【正文】
。 則可以得到 ： ? ?30 .8 3 .5 7 1 0 N2 .8 8 0ztP r? ?? ? ? ?? （ 46） 在實(shí)際生產(chǎn)中，采用最大單位壓力 壓力 ： ? ?3m a x 10 NP ??? 。 根據(jù)以上條件，得知所需要液體單位壓力為： 144 1 lnzttPd d m? ???= 4 1190 80 ln ???? 410?? (N) （ 44） 如果所拉深零件形狀較為復(fù)雜，若使成形能得到零件底部較小的圓角半徑時(shí)，則必須加大液壓力，其值為：ztP r?? （ 46） 式中 r —— 零件底部的圓角半徑（ mm）； z? —— 材料的屈服強(qiáng)度（ MPa ）； t —— 材料厚度（ mm）。其壓力可按下式確定： 14P t d?? （ 44） 式中 P —— 所需液體單位壓力（ MPa ）； d —— 零件直徑（ mm）； t —— 材料厚度（ mm）； 1? —— 坯料周邊產(chǎn)生拉深變形所需的拉應(yīng)力（ MPa ）。 液體的壓力，對(duì)成形有很大影響。 3） 采用液壓凹模成型，坯料定位容易，故質(zhì)量、精度高于液壓凸模拉深。 這種液壓凹模拉深，其液壓特點(diǎn)是： 1） 液壓凹模拉深時(shí)， 由于有很高的液體靜壓力，可將坯料緊緊地壓在凸模之上，故工件底部不易變薄。不論是哪種類型，其原理全是一樣的。 液壓成形盡管有上述優(yōu)點(diǎn)，但它用液體充當(dāng)凸、凹模，因此操作工藝較一般鋼模及橡皮模復(fù)雜的多，故目前使用的還不夠廣泛。 3） 采用液壓拉深 時(shí)，其拉深深度可加大并可加工形狀復(fù)雜的制品零件。 液壓成形較其他成形有如下優(yōu)點(diǎn)： 1） 模具制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。 液壓成形是指直接利用液體（水、油類）的壓力，使坯料成形的一種沖壓加工方法。采用液壓成形的零件，可以得到較理想的尺寸精度和表面質(zhì)量的制品。 液壓拉深成形 根據(jù) SolidWorks 中的零件尺寸可以知道所設(shè)計(jì)的零件中部是屬于拋物線形的，拋物線形零件目前應(yīng)用的較多，如汽車車燈外殼、自行車車燈等。本人的課題設(shè)計(jì)就按以上的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。在 SolidWorks 中設(shè)計(jì)的零件尺寸中確定4 43mmr ? ，其中 4r 所對(duì)應(yīng)的角度約 81 。 圖 44 零件的尺寸圖 根據(jù)以上的步驟，用 SolidWorks 測(cè)得成型件的上表面面積為 ，零件的質(zhì)量為 。 測(cè)得圓形毛坯的單面面積為 ，毛坯的質(zhì)量為 。 根據(jù)上述信息，得： 1 ~ ?? （ 42） 2 124 .1 ~ ?? （ 43） 因此，在本人的這課題設(shè)計(jì)中， 在最后的工序中 零件本身的的卷邊形狀在一定程度上減弱了零件拉深后的彎曲回彈 ，同時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)和使用中，對(duì)燈罩的 尺寸精度要求不需要很高 。在材料厚度不一致的情況下，頂端也可能發(fā)生橢圓。其斷面精度一般可取 IT12~IT14 級(jí)，查使用手冊(cè)，得 表 41和表 42： 表 41 拉深件內(nèi)形或外形的直徑公差 （單位： mm） 材料厚度 拉深件直徑 d ? 50 50~100 100~300 1 ? ? ? 表 42 拉深件高度尺寸公差 （單位： mm） 材料厚度 拉深件高度 H ? 18 18~30 30~50 50~80 80~120 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 不帶凸緣 帶凸緣的 ? 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)上表中 的 數(shù)據(jù) 要求，本人所設(shè)計(jì)的零件尺寸精度為如 圖 43 所示。若有特殊要求時(shí)，可最后采用整形工 序消除這些印痕。即根據(jù)以上條件上下壁厚的的變化為 ~ 。在拉深矩形件時(shí)，其矩形四角處材料變薄。 圖 4— 1 矩形盒件尺寸示意圖 圖 42 燈罩尺寸圖 設(shè)計(jì)拉深件時(shí)，對(duì)拉深件厚度不均勻現(xiàn)象的考慮 在拉深件時(shí)，拉深件由 于各處變形不均勻，所以拉深過(guò)程中材料厚度要發(fā)生變化。 式中 H—— 矩形盒件的高度（ mm）。 一般來(lái)說(shuō)，拉深件的圓角半徑越大越好。圖 2— 1 所示的帶凸緣的拉深件，其凸緣直徑應(yīng)控制在如下范圍內(nèi)： 25 12d t d d t? ? ? ?凸 （ 41） 式中 d凸 —— 凸緣直徑（ mm）； d —— 拉深件直徑（ mm）； t —— 拉深件厚度（ mm）。 3） 設(shè)計(jì)曲面空心件時(shí)，應(yīng)盡量避免有尖底形狀。 1） 在使用條件允許的情況下，拉深件應(yīng)盡可能采用軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體件，且形狀力求簡(jiǎn)化。 圖 315 沖裁模裝配體 圖 316 沖裁模 1—— 板料 2—— 下模座 3—— 卸料板 4—— 內(nèi)六角螺釘 5—— 凸模 6—— 工件 7—— 擋料銷 8—— 橡膠環(huán) 9—— 導(dǎo)柱 10—— 導(dǎo)套 11—— 上模座 12—— 卸料螺釘 13—— 內(nèi)六角螺釘 14—— 模柄 15—— 定位銷 16—— 墊板 第四章 液壓模的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)拉深件時(shí)應(yīng)遵循的原則 在將平板坯料通過(guò)拉深方法變成各種形狀的空心件的拉深工藝過(guò)程中，材料本身要發(fā)生流動(dòng)，其流 動(dòng)的難易程度直接決定工件拉深的可能性和拉深次數(shù)的多少。 （ 13）檢查并完善模具裝配體 使用“干涉檢查”功能，檢 查“沖裁模”裝配體，發(fā)現(xiàn)下模的擋料銷與上模的卸料板間存在干涉現(xiàn)象 ， 故 卸料板上還需要鉆三個(gè)與擋料銷相配合的孔。 圖 314 沖裁模裝配體 使用 Solidworks 的“測(cè)量”功能，測(cè)得摩具的閉合高度為 。 （ 11）往上模 裝配體中插入螺釘和銷釘并初步完成上模設(shè)計(jì) 采用自底向上的裝配方式，向上模裝配體中依此插入兩個(gè)定位銷釘、三個(gè)緊固螺釘以及四個(gè)卸料螺釘 ，可見(jiàn)圖 313。根據(jù)所選用的螺釘尺寸，上模座的沉頭孔的直徑和深度分別取 和 9mm，其通孔直徑為 9mm，根據(jù)凸模的尺寸，螺釘孔和銷釘孔分布在直徑為 225mm 的圓周上。 圖 312 模柄零件 （ 10）在裝配體環(huán)境中關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì) 上模座、墊板、凸模、橡皮和卸料板 ① 為上模插入緊固螺釘孔和銷釘孔：上模座、墊板和凸模之間采用螺釘緊固，使用銷釘定位。模具往壓力機(jī)上安裝時(shí)，模柄外采用套筒。 圖 311 卸料螺釘 （ 9）選擇模柄形式 ① 選擇模柄：模具較小，可選擇壓入式模柄。 四個(gè)卸料螺釘采用均布方式，其分布位置可以參考下模座上螺釘?shù)姆植嘉恢茫踩≡谥睆?130mm 的圓周上。 卸料螺釘窩深 h窩 由下式求得： h窩 =上模座厚度 +墊板厚度 +凸模高度 — 卸料板厚度 — 卸料螺釘長(zhǎng)度 （ 317） =45+10+=? ?mm 同時(shí)還需要滿足下面的條件： h窩 螺栓頭部高度 +刃口修磨量 +入模量 + ( 3~ 5) =6+ 5+1+ 3=15( m m ) （ 318） 刃口修磨量一般為 5~6mm ，入模量為 1mm。 在此凸模高度可近似取 1 5 5 .2 1 2 1 6 8 .2 m mH H H? ? ? ? ? ? ?凸 卸 料 板 壓 縮 （ ） （ 316） ④ 在 Solidworks 中進(jìn)行凸模零件的 造型 ，如 圖 310 所示。對(duì)沖裁而言，模具工作行程約為 1mmt? ，其 t 值很小，所以卸料橡皮工作時(shí)的壓縮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 45%的上限值。凸模高度 H凸 應(yīng)考慮卸料板 厚度 H卸及橡皮壓縮后的高度等。 ② 在 Solidworks 中進(jìn)行墊 板零件的 造型 ，如 圖 39 所示。 圖 38 卸料板 （ 7）凸模與墊板的設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 選用墊板：為了增加鑄鐵模座的抗壓能力，應(yīng)采用墊板。顯然卸料板的內(nèi)徑為 12 189 .7 2 5 190 ( m m )DC? ? ? ? ?凸 。 ② 卸料板尺寸：根據(jù)橡皮和凸模尺寸及其布置，取卸料板的外徑 250mm? ，卸料板厚度 H卸 料 板 取 12mm。查手冊(cè)得橡皮圓筒的外徑為： 221 . 2 7 2 1 0 1 . 2 7 3 9 7 1 0 . 7 2 2 7 m md d F p? ? ? ? ? ?外 內(nèi) 卸 取 230mm （ 315） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，卸料橡皮的自由高度 H自 由 一般應(yīng)滿足關(guān)系 ： ??外自 由 故可取 0 .3 6 9 m mHd??外自 由 ，其總壓縮量達(dá)到 20%時(shí)，便能夠滿足卸料力 F卸 的要求，此時(shí)橡皮的高度為 。 圖 36 加擋料銷孔 （ 5）向下模裝配體中插入擋料銷及緊固件并完成下模設(shè)計(jì) ，如 圖 37 所示。 圖 35 擋料銷的零件 （ 3） 凹模上與擋料銷相配合的孔位置的確定：為保證準(zhǔn)確的送料步距，擋料銷孔與凹模中心的距離 1s 可以通過(guò)下面的方式計(jì)算： ? ?112 2 8 2 3 19 0 2 10 2 m ms d a D? ? ? ? ? ? ? （ 313） 用于側(cè)擋料的擋料銷孔與沿送料方向的中心線的距離 2s 可以用下面的方式計(jì)算得出： ? ?2 2 2 8 2 3 19 0 2 10 2 m ms d a D? ? ? ? ? ? ? （ 314） 結(jié)合凹模孔的尺寸，用于側(cè)擋料的兩個(gè)擋料銷孔之間的距離取 100mm。固定擋料銷的數(shù)量選用 3 個(gè)，其中的一個(gè)擋料銷用來(lái)保 證條料的送進(jìn)步距，其位置位于凹?？籽厮土戏较虻闹行木€上，另外兩個(gè)用于條料側(cè)面的定位。通常，下模座的落料孔的直徑比凹模下部的寬孔直徑大 ~2mm，在此取 2mm，因此，下模座的落料孔直徑為 ： 2 m m 191 2 193 ( m m )D ? ? ? ?凹 用軟件設(shè)計(jì)凹模和下模座的裝配體 （ 1） 擋料銷的選擇：根據(jù)材料的厚度 ，查手冊(cè)可選 8 JB T 固定擋料銷，其基本尺寸為 18 , 4 , 2 , 10d d h L? ? ? ?。 兩個(gè)銷釘沿凹模軸線對(duì)稱分布，銷釘孔直徑為 10mm，與凹模邊緣之間的距離一般不小于 8mm,所以可與螺紋孔分布在同一圓周上，該圓直徑為 225mm? 。選擇直徑為 10mm 的圓柱銷標(biāo)準(zhǔn)件，柱銷配合長(zhǎng)度為柱銷 直徑的兩倍，根據(jù)下模座厚度與銷釘直徑兩倍和（ 55mm+20mm），選擇長(zhǎng)度為 70 (75~5)的銷釘。一般來(lái)說(shuō)， M10 的螺紋孔與凹模邊緣的距離要大于 11mm，與凹模刃口的距離要大于 17mm，所以凹模中螺紋孔可以分布在直徑為 ： ? ? ? ? m m 17 m m 2 ~ 228m m 250 m m 11 m m 2? ? ? ?之間 ， 在這里取 225mm的圓周作為凹模螺紋孔的分布圓周。下模座的沉頭孔的深度等于螺釘直徑加上 1mm，所以 下模座的沉頭孔的深度為 11mm。根據(jù)下模座的厚度（ 55mm），選擇長(zhǎng)度為 60mm 的 1 0 6 0 7 0 8 5M GB??內(nèi)六角圓柱螺釘。 根據(jù)凹模的輪廓尺寸 250mm? 以及閉合高度的尺寸范圍，參照手冊(cè)，并根據(jù)國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn) 285 90GB T ?，選擇 ： 凹模 Z 周界 為 LB? 為 25 0mm 25 0mm? ； 后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)向鑄鐵模架為 2 5 0 2 5 0 1 9 0 ~ 2 3 0?? ； （上模座為 250 250 45 285 B T?? 、 下模座為 250 250 55 285 B T?? 、 導(dǎo)柱為 35 180 286 T? 、 導(dǎo)套為 35 115 43 286 B T?? 等零件 ） 。 在 SolidWorks 環(huán)境中進(jìn)行凹模的初步造型，其模型如 圖 34 所示 。 刃口直筒直徑：高度為 1h 的刃口直筒的直徑即為前面求得的凹模工作直徑 D凹 ，名義尺寸為 ；為了便于出料，直筒下部的寬孔直徑比直筒直徑大 1~2mm，在這里為了便于設(shè)計(jì)取 ，因此直筒下部的寬孔直徑取 1 .2 2 5 m m 1 8 9 .7 7 5 m m 1 .2 2 5 m m 1 9 1 m mDD ? ? ? ? ?凹凹 寬 凹寬的外形尺寸確定：凹模的高度和壁厚查手冊(cè) 獲得 ，根據(jù)板料厚度? 及凹模尺寸 mD ?凹 ，得推薦的凹模的高度 25mmH ?凹 。 對(duì)落料件，應(yīng)該先根據(jù)工件確定凹模尺寸，得落料模凹模和