【正文】 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 38 頁 共 60 頁 首次拉深模裝配圖 1— 螺栓； 2— 螺母； 3， 6— 托板； 4— 橡膠； 5— 卸料板螺釘； 7— 下模銷釘； 8— 下模座； 9— 下模銷釘； 10— 凸模固定； 11— 凸模； 12— 壓邊圈；13— 凹模； 14— 中墊板； 15— 墊板； 16— 上模座； 17— 上模螺釘； 18— 模柄； 19— 頂桿； 20— 檔環(huán)； 21— 上 銷釘； 22— 頂板 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 39 頁 共 60 頁 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 凹模的設(shè)計(jì) 查 [1]表 401及表 407 選用材料為合金工具鋼 T10A (1)凹模高度的計(jì)算 由 [2]式 437得 H2=K1K2 3 P 來計(jì)算， 查 [8]表 21 216 得 K1=， K2= 取 H2=，取 H2=23mm。其外形尺寸與固定板相同。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁 共 60 頁 因?yàn)榘寄：穸葹? 25mm，推板厚度為 12mm，第一次拉深高度為 77mm，工件厚度為 3mm，凹模圓角半徑為 12mm，所以第一次拉深模 的 中墊板厚度h=77+1225+12+3=79mm，取為 85mm。 查 [1]表 1127沒有所需長度的頂桿，所以先選擇頂板，而采用自制長度的頂桿與頂 板配合。 模柄的選擇 此模具上模座有螺釘，所以選用壓入式模柄。 一般模具 中最廣泛采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 根據(jù)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的安裝位置不同，可分為對(duì)角、后側(cè)、中間導(dǎo)柱模架，這里選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，其特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，一般用于較小的沖模。 凸模工作行程 h=85mm ， 橡 皮 的 自 由 高 度 按 式 h 自由=h/(~)=283~340mm,取 h 自由 =300mm， h 預(yù) =（ 10%~15%） h 自由 =30~45mm，取 h 預(yù) =40mm，由此可以算出模具安裝橡皮的空間高度為 260mm 取托板厚度為 30mm 雙頭螺柱的選取：查 [7]表 C2 選擇 B 級(jí)等長雙頭螺柱， 螺柱基本尺寸為 M30 420 GB/T 9011988 螺母的選取：查 [7]表 433 選擇六角螺母 M30 拉深模模架的型號(hào)與選擇 模架是上下模座與導(dǎo)向零件的組合體 。 橡膠的 受力 用公式 F=AP 來計(jì)算， 其中 F— 橡膠所承受的沖壓力， A— 橡膠所需要的橫切面積， P— 為單位面積橡膠所承受的壓力。 由 [2]式 433 得： L 凸 =H 中 +H 凹 +H 壓 +H 固 H 推 5+33 =85+25+35+2012+33 =186mm 式中 H 中 為中墊板厚度， H 凹 為凹模厚度， H 壓 為壓邊圈的高度， H 推 為推板厚度， H 固 為凸模固定板厚度，其中 5mm 為推板到墊板下端的高度， 33mm為完全拉深后卸料板下端到凸模固定板的高度。 凸模固定板設(shè)計(jì) 凸模固定板將凸模固定在模座上， 其與 凸模采用過盈配合來達(dá)到固定凸模的要求， 其尺寸同時(shí)還要保證其余零件的有足夠的安裝空間， 所以設(shè)計(jì)它的直徑為 283mm， 其形式有圓形和矩形兩種， 由 [2]160 頁得 厚度一般取凹模厚度的 ~ 倍，此零件所需 凸模 固定板厚度為： H1=(~)H=15~20mm 取 H1=20mm 壓邊圈的高度選取 壓邊圈 的主要作用是防止起皺，另外還起到定位的作用，在第二次拉深模的設(shè)計(jì)中就起到這個(gè)作用。計(jì)算得 H=25mm (2)凹模的外形尺寸設(shè)計(jì) 因凹?？卓谳喞獮閳A 形，所以凹模的壁厚可按公式 C=(~2)H進(jìn)行計(jì)算，而凹模外形尺寸 D 為 ： D=b+2C， D— 制件最大尺寸 ； C— 凹模壁厚 。 模具的閉合高度為： H=H 上 +H 墊 +H 凸 +H橡 +H 卸 +3+H 凹 +H 下 =60+20+80+50+30+3+38+75 =356mm 式中 H 上 為上模座的高度， H 墊 為墊板的厚度， H 凸 為中墊板凸模固定板的厚度， H 橡 為橡膠的高度， H 卸 為卸料板的厚度， H 凹 為凹模的厚度， H 下 為下模座的厚度。連接滑塊的連桿有一個(gè)調(diào)節(jié)量，當(dāng)連桿調(diào)到最短時(shí)，為壓力機(jī)的最大裝模高度 Hmax，反之，則為最小裝模高度 Hmin。 從 [4]查表 1718選取模架： 上模座： 400 400 60 HT200 下模座： 400 400 75 HT200 模具的閉合高度 所謂模具閉合高度是指模具在最 低工作位置時(shí)，上下模座之間距離，它應(yīng)與壓力機(jī)裝模高度適應(yīng)。它還要承受和傳遞壓力，所以要求模座要南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 32 頁 共 60 頁 有足夠的強(qiáng)度和剛度 。 由于模柄與模座采用過盈配合來達(dá)到固定模柄的要求，所以 由 [2]得 模柄與模座的配合為 H7∕ m6. 從 [4]查表 1732 選取模柄： 60 130 鋼 模架的型號(hào)選擇 模座分為上模座和下模座。 從 [4]查表 1745 選取擋料銷： 15 8 3 模柄的選用 沖裁模一般通過模柄將上模 座固定在壓力機(jī)的滑塊上，常用的模柄形式有：壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、浮動(dòng)模柄四種。它用于限定條料的送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件的輪廓，起定位作用，擋料銷可以分為固定擋料銷和活動(dòng)擋料銷兩大類。 結(jié)合此沖裁模和此沖件的精度要求，導(dǎo)向裝置選用滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套。 查 [4]表 179 選取定位銷為： 材料 45 鋼 16 200 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 導(dǎo)向零件可保證模具沖壓時(shí)，上、下模有一精確的位置關(guān)系，一般模具中最廣泛采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 卸料板底面高出凸模底面的尺寸 k=~，取 k= 彈壓卸料板凸臺(tái)高度 h=（ ~） t，取 h= 卸料螺釘孔直徑 d1 處 L最小值為： 模座材料為鑄鐵時(shí) Lmin=d， 從 [4]查表 171 1712 選取卸料板螺釘， 螺釘尺寸為： 20 195 從 [4]查表 176選取普通螺釘 ， 上螺釘尺寸： M16 120 GB7076 下螺釘尺寸： M16 100 GB7076 從 [4]查表 179 選取銷釘，上銷釘尺寸： 16n6 120 GB11976 下銷釘尺寸： 16 n6 100 GB11976 定位零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 沖模的定位裝置 是 用 來 保證 正確送料及沖模 在上模座中 的正確位置。 從 [1]查表 1125 取彈壓卸料板厚度為 H=20mm。 卸料裝置的 形式較多，它包括 固定 卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種 。 模具在組裝時(shí)橡皮的預(yù)壓量為 h 預(yù)=(10%~15%)h 自由 =5~， 取 h 預(yù) =5mm 由此可以算出模具中安裝橡皮的空間高度為 h=h 自由 h 預(yù) =755=70mm。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁 共 60 頁 查 [1]表 1136 選取外徑為 60 的橡膠。 經(jīng)計(jì)算，去墊板厚度為 20mm。 當(dāng)凸模固定斷面對(duì)模座的單位壓力超過許用值，即： σ =P／ F＞ [σ c] 時(shí)，就應(yīng)該在凸模與模座之間加一淬硬、磨平的墊板。 其形式有圓形和矩形兩種， 由 [2]160 頁得 厚度一般取凹模厚度的~ 倍， 此零件所需 凸模 固定板厚度為： H1=(~) H=~ 因?yàn)橥鼓５某叽邕^大， 如果 固定板厚 度太小 則 凸模在沖壓過程中可能出現(xiàn)擺動(dòng)的現(xiàn)象，所以固定板的厚度要取大 ，取 H1=70mm。 mm KF EJ l 26 . 1201 61 . 625682 045 . 0 89894856 10 1 . 2 ) 14 . 3 ( 43 . 1 43 . 1 5 2 2 max ? ? ? ? ? ? ? ? ? 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁 共 60 頁 3 沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹、凸模的外形尺寸計(jì)算 （ 1） 由 [2]式 437 凹模外形尺寸計(jì)算 知，凹模厚度 H的計(jì)算方法按下式計(jì)算 H=K1K2 3 P 式中： H— 凹模厚度（ mm）； P— 沖裁力（ N）； K1— 沖裁輪廓長度修正系數(shù)，查 [8]表 215 為 ； K2— 凹模材料修正系數(shù)，查 [8]表 216 為 ； 經(jīng)計(jì)算 H=，取 H=38mm。這種結(jié)構(gòu)可視為一端固定，另一端鉸支。 u —— 與支承情況有關(guān)的長度系數(shù) 利用歐拉公式對(duì)細(xì)長凸模進(jìn)行校核應(yīng)附加載荷條件和支承條件。 ? ?cc M P aSF ?? ??? ??? ? 472105 模具材料采用冷作模具鋼 T10A，許用壓應(yīng)力為 [ ] 1200caMP? ? ? ? dmmnKtd ck ?????????? )(29534)1(4m in ?? 所以凸模強(qiáng)度滿足要求 凸?？箟菏Х€(wěn)校核 細(xì)長凸模抗壓失穩(wěn)條 件，可用壓桿失穩(wěn)的歐拉公式確定。 如果模具是沖裁下出料，則 F? =F+ 推F =F（ 1+n 推K ） 由式可得凸模能夠正常工作的端面面積為 ? ??KFS )1( ?? 若取 min (1 )[]cF nKS ??? 則應(yīng)有 minSS? 如果是圓形凸模，且計(jì)算推件力，則 ? ???ck nKtdd )1(4m in ??? 式中： mins —— 凸模端面面積的臨界值， mm2 ； dmin —— 凸模的最小許用直徑， mm； d —— 凸模的設(shè)計(jì)直徑， mm； n —— 積聚在凹模孔內(nèi)的零件數(shù)； 推K —— 推件力系數(shù)。 ⑸ 回火處理： 回火溫度 170℃ 。調(diào)質(zhì)后的硬度一般≤ 229HBS ⑷ 淬火處理： 淬火溫度 1020~1040℃，冷卻方法是 硝 鹽 、 油，要求 回火后硬度 60~62HRC。 ⑵ 退火處理： 加熱至 680~700℃，保溫 1~3h。 材料 Cr12MoV 的 熱處理： ⑴ 正火處理： 零界溫度 855℃，正火溫度是 830~850℃，硬度達(dá)到 255~321HBS。由 [6]中 911查出。調(diào)質(zhì)后南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 共 60 頁 的硬度一般≤ 229HBS。 ⑵ 退火處理： 加熱至 630~650℃，保溫 1~2h。 ⑸ 回火處理： 回火溫度 210℃ . 由 [6]中 913查出 . 2） 拉深模的熱處理 拉深模的材料選擇是 T10A ， 根據(jù) [6]中表 9 9 915 查出得： 凸模工作 硬度 54~62HRC,凹模工作硬度 58~64HRC,其熱處理工藝是低溫淬火、低溫回火、微變形處理。調(diào)質(zhì)后的硬度一般≤ 229HBS ⑷ 淬火處理： 淬火溫度 760~780℃，冷卻方法是鹽水→熱油，要求回火后 硬度﹥ 58HRC。 ⑵ 退火處理： 加熱至 630~650℃，保溫 1~2h。 材料 T10A 的 熱處理： ⑴ 正火處理： 正火溫度是 830~850℃，硬度達(dá)到 255~321HBS。 ⑵ 回火工藝 冷作模具淬火后應(yīng)立即回火，回火溫度根據(jù)鋼種和 模具的要求選定。主要包 括退火、正火和調(diào)質(zhì)處理。 工序熱處理 模具 的 熱處理一般包括 兩類： 模具預(yù)備熱處理和模具最終熱處理。 （ 3）咬合失效 模具工作部位與被加工材料在高壓力摩擦下，潤滑膜破裂發(fā)生咬合從而使被加工材料冷焊到模具表面，引起被加工產(chǎn)品表面出現(xiàn)劃痕而 失效。 在 材料韌性不足 的情況下容易產(chǎn)生脆斷和開裂，在 強(qiáng)度 不足的情況下容 易產(chǎn)生變形和鐓粗失效。 （ 2） 由圖紙可得零件內(nèi)徑為 96mm，所以定位芯的外徑為 96mm，高度為 82