【正文】 模長(zhǎng)邊尺寸Dpe==； 凸模短邊尺寸Dpf==； 凸模圓角尺寸Dpg=（12+））0+=+。 盒形件長(zhǎng)邊的公差⊿e=，短邊⊿f=，圓角⊿g=，都是IT14級(jí)公差，則凸、凹模的制造公差皆取IT10級(jí)精度。非圓形凸、凹模的制造公差可根據(jù)工件公差來選定。尺寸長(zhǎng)邊和短邊標(biāo)注在外徑，凹模尺寸Dd1按式（）計(jì)算，凹模和凸模配作，凸模按間隙配作按式（）計(jì)算，只在凹模上標(biāo)注公差。直邊部分間隙Z1==，圓角部分間隙Zr=。制件一次拉深成型，取較小值。間隙過大，拉深件容易起皺，影響工作精度。 凸、凹模間隙拉深模間隙Z指凹模與凸模之間的單邊間隙。材料厚度t6mm，凸模圓角半徑滿足rp1（2~3）t。一般盒形件拉深時(shí)凹模圓角半徑按式（）來確定 （）取凹模圓角半徑rd1=8t=16mm。拉深時(shí)所需的拉深力就越小，從而可減少拉深件的壁部變薄程度，降低拉深系數(shù)，并提高模具壽命和拉深件的質(zhì)量。 矩形盒拉深凸、凹模工作尺寸 凸、凹模的圓角半徑凹模?？诘膱A角半徑rd對(duì)拉深工作影響很大。制件為了保證所需的成形工藝力，且留有一定的力量?jī)?chǔ)備，根據(jù)式（）（）（）可知壓力機(jī)噸位為Py≥=∑F=Fb1+ Fb2+ Fb3=++=。據(jù)毛坯相對(duì)高度(H/B)=、相對(duì)厚度(t/D)100=，角部相對(duì)轉(zhuǎn)角半徑(r/B)=，n4≈ 一次拉深成形低矩形件的系數(shù)k值(08鋼~15鋼)毛坯相對(duì)厚度(t/D坯)100角部相對(duì)轉(zhuǎn)角半徑r/B2~~~~盒形件相對(duì)高度H/B系數(shù)n1值——————————?jiǎng)t，矩形盒一次拉深成型的拉深力F拉1= 矩形盒壓邊力對(duì)于低矩形盒拉深，F(xiàn)壓=A壓p ()式中 A壓——在壓邊圈下毛坯的投影面積p——單位壓邊力，壓邊圈面積A壓== 在單動(dòng)壓力機(jī)上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值材 料單位壓邊力p/MPa鋁~紫銅、硬鋁（退火的或剛淬好火的）~黃銅~2壓軋青銅2~20鋼、08鋼、鍍錫鋼板~3軟化狀態(tài)的耐熱鋼~高合金鋼、高錳鋼、不銹鋼3~則F壓==矩形盒拉深工藝力Fb2= F拉1+ F壓= （） 加強(qiáng)筋的脹形力 加強(qiáng)筋平面圖底部加強(qiáng)筋的脹形屬于凸肚，凸肚脹形力按式（）計(jì)算 （） （）兩式中 q——單位凸肚脹形力（MPa）； A筋——凸肚脹形面積（mm）； dmax——凸肚脹形后最大直徑（mm），dmax=6mm； t——材料厚度（mm），t=2mm； σb——材料抗拉強(qiáng)度（MPa），σb=400 MPa；即 q=30022/6=A筋=則 F凸=脹形工藝力Fb3= F凸= （） 壓力機(jī)預(yù)選由于制件屬于小型零件且板料較薄，因此該盒形零件沖壓過程中所用的壓力機(jī)均選用開式機(jī)械壓力機(jī)，其沖壓速度快、生產(chǎn)率高，質(zhì)量較穩(wěn)定，且適用于各種成形工序。 拉深力計(jì)算 矩形盒拉深力制件屬于低矩形盒制件且高度h（）B，一次拉深成型，拉深力用式（）計(jì)算。即，凹模長(zhǎng)邊尺寸D凹e=（）0+=+，凹模短邊尺寸D凹f=（）0+=+，凹模圓角尺寸D凹g=（）0+=+。 IT14公差等級(jí)沖壓件的公差工件基本尺寸Δ1~310~1830~5050~8080~120120~180180~250：長(zhǎng)邊的磨損系數(shù)與制造公差ex△=，短邊磨損系數(shù)與制造公差f x△=，圓角磨損系數(shù)與制造公差g x△=。落料凹模刃口計(jì)算采用式（） （）式中 D凹——落料模凹模尺寸（mm）； D——落料件的基本尺寸（mm）； x——磨損系數(shù)，； △——沖壓件的公差，未做要求取IT14級(jí)，； δ凸——凸模制造公差。凹模基本尺寸取落料件尺寸公差范圍內(nèi)較小尺寸。在實(shí)際生產(chǎn)中一般用經(jīng)驗(yàn)確定合理間隙值，（mm）材料厚度t0309MnQ235ZminZmax12查表可知，最小合理間隙Zmin=，最大合理間隙Zmax=。這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax。采用剛性卸料裝置和下出料方式落料過程中的沖裁工藝力Fb1=F沖+ FT= （） 落料刃口尺寸計(jì)算 沖裁間隙確定沖裁間隙對(duì)沖裁件的質(zhì)量、沖壓力和模具壽命等都有很大的影響。[4]影響這些力的因素很多，主要有材料的力學(xué)性能與厚度、沖件形狀與尺寸、沖模間隙與凹?？捉Y(jié)構(gòu)、排樣的搭邊大小及潤(rùn)滑情況等。，取材料抗剪強(qiáng)度為300MPa；坯料的周長(zhǎng)L=，則沖裁力：F沖= 卸料力、頂件力和推件力沖裁件在沖裁過程完成后，材料會(huì)沿徑向產(chǎn)生彈性回復(fù)，使處于凸模周邊的材料緊箍在凸模上，而沖斷后落入凹模的材料則因彈性回復(fù)而塞在凹模內(nèi)。沖裁力在沖裁變形過程中并不是一個(gè)常數(shù)，工程術(shù)語(yǔ)定義的沖裁力是指沖裁過程中最大的抗力。醫(yī)療器盒是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的，因此壓力中心就是盒件的幾何中心。因此選擇橫裁的裁板方法，其材料利用率為84%。材料利用率η=（35）/（8001500）=。若采用橫裁的裁板方式，則可裁出1500/=，即7塊條料，每塊條料規(guī)格為800，可沖出(2)/=，即5個(gè)沖件。若采用縱裁的裁板方法，則可裁出800/=，即3塊條料，每塊條料規(guī)格為1500，可沖出(2)/ =，即9個(gè)沖件，板料沖件總數(shù)n3=39=27。選用厚度2mm，長(zhǎng)寬1500800mm的10鋼冷軋鋼板。 送料最小間隙Zmm材料厚度t無側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置100以下100~200200~300100以下100以上≤158~1581~211582~311583~411584~51158 條料寬度的負(fù)向偏差Δ/mm條料寬度B材料厚度t~~11~220~3030~5050~100100~150150~200故條料寬度送料步距s=+=導(dǎo)尺間距離B0=B+Z=+=根據(jù)上述計(jì)算毛坯排樣工藝圖， 排樣工藝圖 材料利用率利用AUTOCAD計(jì)算出毛坯的面積A坯=。這種情況下，在送料過程中可能因條料在導(dǎo)料板之間擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊值不能保證，為了補(bǔ)償側(cè)面搭邊，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量Z[4]，條料與導(dǎo)尺間的間隙Z=1mm。在實(shí)際中，搭邊值一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定， 矩形沖裁件的合理搭邊值（mm）材料厚度矩形邊長(zhǎng)L100~200mm矩形邊長(zhǎng)L200~300搭邊a沿邊b搭邊a沿邊b~11~22~3毛坯的長(zhǎng)度L=，坯料厚度t=2mm，則取搭邊值a=，沿邊值b=。搭邊值過大時(shí)，材料利用率低；搭邊值過小時(shí)，達(dá)不到其在沖裁工藝中所起的作用。雖然搭邊是廢料，但是它在沖裁工藝中卻有很大的作用，例如補(bǔ)償送料時(shí)的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時(shí)的步距誤差以及送料歪斜等原因沖出殘缺的廢品，從而保證條料送料的順利進(jìn)行，提高生產(chǎn)率[4]。排樣合理與否，不但影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件的質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。毛坯計(jì)算高度H0=H+Δh= 毛坯尺寸的確定，按彎曲變形計(jì)算；圓角部分展開圓弧半徑R==，盒子角部按1/4圓筒形拉深件的變形計(jì)算。 毛坯尺寸計(jì)算毛坯尺寸的計(jì)算是進(jìn)行后續(xù)計(jì)算的必要工作準(zhǔn)備，只有先完成毛坯尺寸的計(jì)算，才能完成后續(xù)的工藝計(jì)算和模具設(shè)計(jì)。則m=m1，圓角處可以一次拉深成型。該矩形盒一次拉深的最大相對(duì)高度(H/B0)≈~(H/B)，故可一次拉成。計(jì)算可知D坯=。毛坯屬于A1型。3. 工藝計(jì)算沖壓成型的工藝計(jì)算是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，工藝計(jì)算主要包括毛坯尺寸、材料利用率、沖壓工藝力和壓力機(jī)預(yù)選。由于制件厚度為2mm，復(fù)合模中采用剛性卸料裝置，拉深完成后制件在凸凹模的凹腔內(nèi)，采用推件件裝置。因此，綜合上述考慮，本次設(shè)計(jì)選擇方案四。方案四的落料和兩次拉深成型由一套復(fù)合模完成，盒形拉深和加強(qiáng)筋拉深同時(shí)完成，兩次拉深成型的凸、凹模采用一體化。方案一和方案二均為單工序，雖然各個(gè)模的設(shè)計(jì)會(huì)簡(jiǎn)單些，強(qiáng)度、精度也能很好的達(dá)到要求，但是副模具的設(shè)計(jì)量太大，而且加工過程需要多次定位。 工藝方案的選擇該醫(yī)療器盒的沖壓工序有落料、盒形拉深、加強(qiáng)筋成型、切邊，以下幾種沖壓工藝方案可供選用。在脹形過程中，材料周向受力是均勻的，且沖壓過程比較平穩(wěn)，變形區(qū)內(nèi)金屬不會(huì)失穩(wěn)起皺，因此得到的沖壓件表面光滑、精度較高[4]。由于加強(qiáng)筋較相對(duì)于材料厚度很小，容易產(chǎn)生起皺。由于拉深成型的受力特點(diǎn)和材料流動(dòng)，會(huì)造成加強(qiáng)筋厚度不均勻，與底部相連的部位厚度大于2mm而其它部位特別是加強(qiáng)筋頂部厚度不足2mm。b. 加強(qiáng)筋成型器盒底部分布有四條直的一個(gè)環(huán)形的加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的形式是凸起，加強(qiáng)筋的寬度是b=3mm，高度是h=2mm，筋與盒底間的圓角半徑是r1=1mm?？梢酝ㄟ^增大凸、凹模圓角半徑，凹模上涂抹潤(rùn)滑油來避免拉裂。拉深件的壁厚會(huì)出現(xiàn)不均勻變形不均勻，盒形件口部的厚度會(huì)增大，而盒形件底部的厚度會(huì)減小，且壁部與底部圓角相切處的變薄最為嚴(yán)重。不會(huì)產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，具有良好的沖壓工藝性。a. 矩形盒拉深拉深件底與側(cè)壁間的圓角半徑r滿足rg≥t。 10鋼力學(xué)性能指標(biāo)材料抗拉強(qiáng)度σb(MPa)屈服強(qiáng)度σs(MPa)伸長(zhǎng)率δ (％)抗剪強(qiáng)度τbMPa10鋼300~440210 29 260~340 制件基本數(shù)據(jù)為長(zhǎng)150mm，寬100mm，高30mm，壁厚t=2mm，轉(zhuǎn)角半徑r=12mm，底與側(cè)壁圓角rg=8mm。要求制定工件合理的沖壓工藝規(guī)程以及進(jìn)行相關(guān)的沖壓模具設(shè)計(jì)。3D打印極大的減少了模具制造的工作量，只需進(jìn)行模具前期設(shè)計(jì)，后續(xù)制造可在短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量的完成。h. 3D打印技術(shù)3D打印是通過一臺(tái)特制的打印機(jī)來完成零件制造的。g. 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)傳統(tǒng)的手工模具加工技術(shù)對(duì)勞動(dòng)力和時(shí)間造成很大的浪費(fèi)，然而模具自動(dòng)加工系統(tǒng)通過幾個(gè)子系統(tǒng)的結(jié)合能夠自動(dòng)的完成模具的加工。傳統(tǒng)的手工形式進(jìn)行的表面處理對(duì)模具的使用壽命有一定影響。對(duì)模具表面進(jìn)行合適科學(xué)的表面處理工藝能夠讓模具材料的各方面性能得到利用。雖然我國(guó)近年來模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度已經(jīng)得到了較大的提高，然而距離發(fā)達(dá)國(guó)家的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度