【正文】 ...............24設(shè)計(jì)總結(jié) .......................................................26參 考 文 獻(xiàn) ....................................................27致 謝 ........................................................28附 錄 A .......................................................29附 錄 B .......................................................30附 錄 C .......................................................311 前言 模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。它是沖壓基本工序之一，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、日用品、儀表、航空和航天等各種工業(yè)部門(mén)的產(chǎn)品生產(chǎn)中，不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可加工盒形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件，如圖 所示。于是采用的工藝方案為:沖切展開(kāi)料 拉伸成橢圓外形整形修邊。為此，需設(shè)計(jì)落料沖孔拉伸復(fù)合模、整形修邊復(fù)合模、等3 副模具來(lái)完成上述 3 個(gè)工序。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚與拉深前的坯料相比基本不變；后者拉深成形后的零件，其壁厚與拉深前的坯料相比有明顯的變薄，這種變薄是產(chǎn)品要求的，零件呈現(xiàn)是底厚、壁薄的特點(diǎn)。 拉深所使用的模具叫拉深模。下圖為有壓邊圈的首次拉深模的結(jié)構(gòu)圖，平板坯料放入定位板 6 內(nèi)，當(dāng)上模下行時(shí)，首先由壓邊圈 5 和凹模 7 將平板坯料壓住，隨后凸模 10 將坯料逐漸拉入凹模孔內(nèi)形成直壁圓筒。壓邊圈在這副模具中，既起壓邊作用，又起卸載作用。在 б 和 б1 31的共同作用下，凸緣區(qū)的材料在發(fā)生塑性變形的條件下不斷地被拉入凹模內(nèi)成3為筒形零件的直壁。拉伸時(shí)，凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形是不均勻的，外緣的厚度，硬度最大變形亦最大。凸緣區(qū)起皺是由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲；傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。因而出現(xiàn)的問(wèn)題也不同。 面積較小，因此產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大。而與凸模圓角部分相比，該處又不象凸模圓角處那樣，存在較大的摩擦阻力。這部分材料與凸模底面接觸，直接接收凸模施加的拉深力傳遞到筒壁，是傳力區(qū)。原應(yīng)力作用，變形為徑向和切向伸長(zhǎng)、厚度變薄，但變形量很小。即這部分材料變薄嚴(yán)重，尤其是與筒壁相切的部位，此處最容易出現(xiàn)拉裂，是拉深的“危險(xiǎn)斷面” 。由于坯料各處變形程度不同，加工硬化程度也不同，表現(xiàn)為拉深件各部分硬度不一樣，越接近口部，硬度愈大。為此，必須了解起皺和拉裂的原因，在拉深工藝和拉深模設(shè)計(jì)等方面采取適當(dāng)?shù)拇胧?，保證拉深工藝的順利進(jìn)行，提高拉深件的質(zhì)量。原力而且取決于壓桿的粗細(xì)。這說(shuō)明拉深過(guò)程中失穩(wěn)起皺的因素在增加而抗失穩(wěn)起皺的能力也在增加。筒壁會(huì)不會(huì)拉裂主要取決于兩個(gè)方面：一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力；另一方面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強(qiáng)度。 4 拉伸模具的分析 拉深模結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單。這種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，上模往往是整體的，如圖 所示。為使工件在拉深后不致于緊貼在凸模上難以取下，在拉深凸模 3 上應(yīng)有直徑聲 φ3mm 以上的小通氣孔。這種模具適用于拉深材料厚度較大(t2mm)及深度較小的零件 如圖 所示為壓邊圈裝在上模部分的正裝拉深模。 平板圓形坯料拉深成為圓筒形件變形過(guò)程如圖 拉深拉深過(guò)程中，其底部區(qū)域幾乎不發(fā)生變化由于金屬材料內(nèi)部的相互作用，使金屬各單元體之間產(chǎn)生樂(lè)內(nèi)應(yīng)力，凸緣區(qū)的材料在發(fā)生塑性變形的條件下不斷地被拉入凹模內(nèi)成為筒形零件的直壁。拉伸時(shí)，凸緣變形區(qū)內(nèi)各部分的變形是不均勻的，外緣的厚度，硬度最大變形亦最大。凸緣區(qū)起皺是由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲；傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。這些現(xiàn)象表明，在拉深過(guò)程中，坯料內(nèi)各區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)是不同的，因而出現(xiàn)的問(wèn)題也不同。圖 是拉深過(guò)程中某一瞬間坯料所處的狀態(tài)。 圖 拉深過(guò)程的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) 1).凸緣部分(見(jiàn)圖 、圖 、圖 ) 這是拉深的主要變形區(qū)，材料在徑向拉應(yīng)力 和切向壓應(yīng)力 的共同作用下產(chǎn)生切向壓縮與徑向伸長(zhǎng)變形而逐漸被拉入凹模。 在厚度方向，由于壓料圈的作用，產(chǎn)生壓應(yīng)力，通常和的絕對(duì)值比大得多。如果不壓料(=0)，或壓料力較小(小)，這時(shí)板料增厚比較大。 2).凹模圓角部分(見(jiàn)圖 、圖 、圖 ) 此部分是凸緣和筒壁的過(guò)渡區(qū)，材料變形復(fù)雜。由于該部分徑向拉應(yīng)力 的絕對(duì)值最大，所以，是絕對(duì)值最大的主應(yīng)變，為拉應(yīng)變，而和為壓應(yīng)變。該部分受單向拉應(yīng)力作用，發(fā)生少量的縱向伸長(zhǎng)和厚度變薄。拉深過(guò)程一直承受徑向拉應(yīng)力和切向拉應(yīng)力的作用，同時(shí)厚度方向受到凸模圓角的壓力和彎曲作用，形成較大的壓應(yīng)力，因此這部分材料變薄嚴(yán)重，尤其是與筒壁相切的部位，此處最容易出現(xiàn)拉裂，是拉深的“危險(xiǎn)斷面”。同時(shí)，該處所需要轉(zhuǎn)移的材料較少，故該處材料的變形程度很小，冷作硬化較低，材料的屈服極限也就較低。因此在拉深過(guò)程中，此處變薄便最為嚴(yán)重，是整個(gè)零件強(qiáng)度最薄弱的地方，易出現(xiàn)變薄超差甚至拉裂。該處材料在拉深開(kāi)始時(shí)即被拉入凹模，并在拉深的整個(gè)過(guò)程中保持其平面形狀。 從拉深過(guò)程坯料的應(yīng)力應(yīng)變的分析中可見(jiàn)：坯料各區(qū)的應(yīng)力與應(yīng)變是很不均勻的。拉深成形后制件壁厚和硬度分布情況可以看出，拉深件下部壁厚略有變薄，壁部與圓角相切處變薄嚴(yán)重，口部最厚。 拉深件坯料形狀和尺寸是以沖件形狀和尺寸為基礎(chǔ)，按體積不變?cè)瓌t和相似原則確定。當(dāng)沖件的斷面是圓形、正方形、長(zhǎng)方形或橢圓形時(shí)，其坯料形狀應(yīng)與沖件的斷面形狀相似，但坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。由于金屬板料具有板平面方向性和模具幾何形狀等因素的影響，會(huì)造成拉深件口部不整齊，因此在多數(shù)情況下采取加大工序件高度或凸緣寬度的辦法，拉深后再經(jīng)過(guò)切邊工序以保證零件質(zhì)量。 首先將拉深件劃分為若干個(gè)簡(jiǎn)單的便于計(jì)算的幾何體，并分別求出各簡(jiǎn)單幾何體的表面積。 a:拉深系數(shù)的定義 在制定拉深工藝時(shí)，如拉深系數(shù)取得過(guò)小，就會(huì)使拉深件起皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差。極限拉深系數(shù)與材料性能和拉深條件有關(guān)。 b:影響極限拉深系數(shù)的因素 1) 材料的組織與力學(xué)性能 一般來(lái)說(shuō)，材料組織均勻、晶粒大小適當(dāng)、屈強(qiáng)比小、塑性好、板平面方向性小、板厚方向系數(shù)大、硬化指數(shù)大的板料，都可能采用較小的極限拉深系數(shù)。為了防皺而增加壓料力，又會(huì)引起摩阻力增大。c:拉深工作條件1)凸、凹模之間間隙也應(yīng)適當(dāng)，太小，板料受到太大的擠壓作用和摩擦阻力，增大拉深力；間隙太大會(huì)影響拉深件的精度，拉深件錐度和回彈較大。而凸模表面不宜太光滑，也不宜潤(rùn)滑，以減小由于凸模與材料的相對(duì)滑動(dòng)而使危險(xiǎn)斷面變薄破裂的危險(xiǎn)。拉深工藝必須正確處理這兩者關(guān)系，做到既不起皺又不拉裂。 此外，影響極限拉深系數(shù)的因素還有拉深方法、拉深次數(shù)、拉深速度、拉深件的形狀等。 ，工序件直徑的確定 確定拉深次數(shù)以后，由表查得各次拉深的極限拉深系數(shù)，適當(dāng)放大，并加以調(diào)整。常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。因此，實(shí)際應(yīng)用中，在保證變形區(qū)不起皺的前提下，盡量選用小的壓料力。同時(shí)，在拉深過(guò)程中，所需壓料力也是變化的，一般起皺可能性最大的時(shí)刻所需壓料力最大。 2．拉深力與壓力機(jī)公稱壓力(１) 拉深力(２)壓力機(jī)公稱壓力單動(dòng)壓力機(jī)，其公稱壓力應(yīng)大于工藝總壓力。 以拉伸筋為例，其在沖壓成形中便占據(jù)有非常重要的地位。而流動(dòng)阻力的產(chǎn)生，如果僅僅是依靠壓邊力的作用，則模具和材料之間的摩擦力是不夠的。同時(shí)，通過(guò)改變拉伸筋阻力的大小與分布，并控制材料向模具內(nèi)流動(dòng)的速度和進(jìn)料量，實(shí)現(xiàn)對(duì)拉伸件各變形區(qū)域內(nèi)的拉力及其分布狀況的有效調(diào)節(jié)，從而防止拉伸成形時(shí)產(chǎn)品的破裂、起皺，以及變形等品質(zhì)問(wèn)題。 (1)耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時(shí)，沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。 硬度是影響耐磨性的主要因素。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類