3895 軸承座沖壓模具設(shè)計(jì)

3895 軸承座沖壓模具設(shè)計(jì),軸承,沖壓,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 1 頁 共 27 頁前 言利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期，進(jìn)而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都有決定性的意義。在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機(jī)械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。如 70%以上的汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表零件，80%以上的塑料制品，70%以上的日用五金及耐用消費(fèi)零件，都采用模具成型的方法來生產(chǎn) [10]。利用模具將平板毛坯變成開口空心零件的加工方法稱為拉深（或拉延） 。拉深是主要的沖壓工序之一，應(yīng)用廣泛。用這種工藝方法可以制成筒形、階梯形、球形、錐形、拋物線形、盒形和其它不規(guī)則的薄壁零件，如果與其它沖壓工藝相配合，還可以制造形狀更為復(fù)雜的零件。因此在汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表電子、輕工等行業(yè)中有相當(dāng)重要的地位。該模具適應(yīng)于高矩形和高筒形件的拉深，在毛坯排樣無中間搭邊，沖裁后廢料中間自動(dòng)斷開，方便送料，不用設(shè)置卸料板送料。該成型方法已經(jīng)熟練應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。但是在以前模具設(shè)計(jì)的毛坯計(jì)算中都是采用有關(guān)手冊上所給的公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算量不僅很大，而且當(dāng)遇到形狀復(fù)雜的零件（該零件就是屬于這種情況）會(huì)比較麻煩，且容易出錯(cuò)。所以在本設(shè)計(jì)中擬采用模具 CAD 技術(shù)對(duì)零件的毛坯進(jìn)行計(jì)算，以解決以前模具設(shè)計(jì)中毛坯計(jì)算較為復(fù)雜的問題，從而縮短模具設(shè)計(jì)的周期。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)角度來看，模具的發(fā)展趨勢可歸納為以下幾個(gè)方面：（1）加深理論研究。 加強(qiáng)沖壓理論的研究，以提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，正確地制定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖壓變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，進(jìn)一步提高工件的質(zhì)量。（2）高效率、自動(dòng)化。為適應(yīng)市場的發(fā)化發(fā)展，沖壓模具正向高效率、自動(dòng)化、長壽命、大型化方向發(fā)展。（3）大型、超小型及高精度。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點(diǎn)。（4）革新模具制造工藝。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，對(duì)其實(shí)施改造，以形成先進(jìn)的模具制造技術(shù)。（5）標(biāo)準(zhǔn)化。 開展模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，使模板導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批的生產(chǎn)塑料成型模具。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 2 頁 共 27 頁我國的模具工業(yè)發(fā)展到今天經(jīng)歷了一個(gè)艱辛的歷程。我國模具工業(yè)是 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初隨軍火和鐘表業(yè)引進(jìn)的壓力機(jī)發(fā)展起來的。從那時(shí)到 20 世紀(jì) 50 年代初，模具多采用作坊式生產(chǎn)，憑工人經(jīng)驗(yàn)，用簡單的加工手段制造。在以后的幾十年中，隨著國民經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模發(fā)展，模具工業(yè)進(jìn)步很快。當(dāng)時(shí)我國大量引進(jìn)蘇聯(lián)的圖紙、設(shè)備和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，其水平不低于當(dāng)時(shí)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。此后直到 20 世紀(jì) 70 年代末，由于錯(cuò)過了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大浪潮，我國模具業(yè)沒有跟上世界發(fā)展的步伐。20 世紀(jì) 80 年代末，伴隨家電、輕工、汽車生產(chǎn)線模具的大量進(jìn)口和模具國產(chǎn)化的呼聲日益高漲，我國先后引進(jìn)了一批現(xiàn)代化模具加工機(jī)床。在此基礎(chǔ)上，參照以后的進(jìn)口模具，我國成功地復(fù)制了一批替代品。如汽車覆蓋件模具等。模具的國產(chǎn)化雖然使我國模具制造水平逐漸趕上了國際先進(jìn)水平，但計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面仍然存在很大的差距。我國模具工業(yè)起步晚，基礎(chǔ)差，就總量來看，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。為了進(jìn)一步振興模具工業(yè)，國家有關(guān)部門進(jìn)一步部署。相信在政府的大力支持下，通過本行業(yè)和相關(guān)行業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力，我國模具工業(yè)水平必將大大提高，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 3 頁 共 27 頁第 1 章 沖壓件工藝性分析1.1 零件材料的力學(xué)性能圖 1. 零件圖此零件為軸承座，是典型的沖壓件。工件尺寸步太大，表面質(zhì)量要求不太高。材料厚度為 2.5mm，為中批量生產(chǎn)，每月 2000～4000 件。所用材料為 08 鋼，由于含碳量≤0.25％，屬于極軟低碳鋼。強(qiáng)度、硬度很低，塑性、韌性極好，冷加工性好，淬透性、淬硬性差。其理學(xué)性能見表 1。表 1 08 鋼力學(xué)性能力學(xué)性能名稱 牌號(hào)抗剪強(qiáng)度τ（MPa ）抗拉強(qiáng)度（MPa）b?屈服強(qiáng)度 （MPa）s?延伸率 （% ）10?河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 4 頁 共 27 頁08 鋼 08 260～360 380～470 200 32由表知，材料力學(xué)性能較好，料薄，孔徑 mm，為 IT11 級(jí)，屬于一般60.53??沖裁精度，拉深件外形直徑 ?62mm 未注公差，按 IT4 級(jí)精度計(jì)算，公差要求大于它的極限偏差，精度要求不高。該零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱，受力均勻；凸臺(tái)較高，在拉深過程中，材料補(bǔ)充有困難，靠變薄拉深滿足不了要求，4 個(gè)孔的位置容易移動(dòng)。如果先沖孔后拉深，則沖好的孔會(huì)產(chǎn)生變形。因此，應(yīng)先拉深后沖孔。1.2 零件成型工藝分析（1）拉深件形狀應(yīng)盡量簡單，對(duì)稱。從零件圖上可以看出：該零件的外形為類似矩形，而且用圓弧過渡連接，結(jié)構(gòu)對(duì)稱。即工件在圓周方向上的變形是均勻的，模具容易加工，其工藝性較好，避免了急劇的輪廓變化。（2）拉深件各部分尺寸比例要適當(dāng)。從零件圖上可以看出：該零件的設(shè)計(jì)避免了寬凸緣和深度較大的尺寸（即 d 凸 >3d,h≥2d） 。這樣在成型中可以減少拉深次數(shù)甚至一次拉成。（3）拉深件的圓角半徑要適當(dāng)。拉深件的圓角半徑，應(yīng)盡量大些，以便利于成型和減少拉深次數(shù)。拉深件底與壁、矩形件的四壁圓角半徑應(yīng)滿足r1≥t、r 2≥3t.從零件圖可以得出：該零件底與壁、矩形件的四壁圓角半徑應(yīng)滿足上述值得要求。這樣就可以不用再另外增加整形工序。（4）拉深件厚度不均勻現(xiàn)象的考慮。由于各處變形不均勻，上下壁厚的變化達(dá) 1.2t 至 0.75t。但是只有工件有特殊的要求，才會(huì)考慮這些問題，否則可以認(rèn)為零件壁厚是均勻的。由畢業(yè)設(shè)計(jì)原始資料可以不用考慮壁厚不均勻的現(xiàn)象。此外，拉深件的尺寸精度不宜要求過高。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 5 頁 共 27 頁第 2 章 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、拉深、沖孔三個(gè)基本工序，可以有三種工藝方案：方案一：先落料，后拉深，再?zèng)_孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-拉深-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，工件質(zhì)量容易控制并且以后工序都可以采用預(yù)沖孔定位，且定位基準(zhǔn)一致，操作方便。但需三副模具，工序分散，但需成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足顧客的要求。方案二只需一幅模具，工件的形位精度和尺寸精度易保證且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，模具制造難度不大。方案三也只需要一幅模具，生產(chǎn)效率也高，但零件的沖壓精度稍差欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正。因此模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜，安裝調(diào)試，維修較困難，制造周期長。通過對(duì)上述三種工藝方案的分析比較，綜合考慮，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 6 頁 共 27 頁第 3 章 排樣及裁板方式的經(jīng)濟(jì)性分析2.1 毛坯直徑的計(jì)算由《沖壓設(shè)計(jì)資料》可查得以下計(jì)算公式：=maxDdRhdt4.32??式中 —毛坯直徑；maxD—制件直徑；td—零件筒形部分的直徑；—拉深高度；hR—凸緣轉(zhuǎn)角半徑。將數(shù)值代入公式計(jì)算得=maxDdRhdt4.32??= 286019=138.89mm2.2 確定搭邊值由《沖壓設(shè)計(jì)資料》表 2-5-2 知工件間距 =1.5mm，側(cè)邊距 =1.8mm。其排1aa樣圖如圖 2：2.3 條料寬度及送料步距的計(jì)算條料寬度：B= +maxD2式中 —條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；maxD—側(cè)搭邊值。將數(shù)值代入公式計(jì)算得B= + =138.89+2×1.5=141.89mmmax2河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 7 頁 共 27 頁導(dǎo)料板間距：A=B+C= + +CmaxD2圖 2.排樣圖式中 C—導(dǎo)料板與寬度條料之間的間隙，其最小值查《沖壓設(shè)計(jì)資料》表 2-5 得C=1mm;將數(shù)值代入公式計(jì)算得A=B+C= + +C=141.89+1=142.89mmmaxD2送料步距 S= +max1式中 —工件間搭邊值；1a將數(shù)值代入公式得S= + =138.89+1.5=140.89mmax1由《沖壓設(shè)計(jì)資料》表 2.1 知△=0.5mm，則 B= mm。05.8914?2.4 條料的剪裁條料是從板料剪裁得來的，條料寬度一經(jīng)決定就可以裁板，板料一般都是長方形的，所以就有縱裁和橫裁兩種方法。因?yàn)榭v裁的裁板次數(shù)少，沖壓時(shí)調(diào)換條料次數(shù)少，工作操作方便，生產(chǎn)率高，因此，該毛坯采用總裁。2.5 沖壓材料板料規(guī)格的選擇選用板料時(shí)應(yīng)盡量使裁后所剩廢料少，同時(shí)考慮占地面積及裁板機(jī)的情況。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 8 頁 共 27 頁根據(jù)條料寬度 B=151.89mm，步距 S=140.39mm。查《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表 1-2 選用 1600×2800mm 的板料。2.6 材料的利用率每塊板料可裁的制件數(shù)：n= =19，則材料的利用率為39.14028%6328014.92?????????BLnA?式中 A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B—條料寬度；L—板料長度；n—每塊板料所裁得的制件數(shù)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 9 頁 共 27 頁第 4 章 工藝力的計(jì)算4.1 壓力中心的確定為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作，必須使模具的壓力中心通過模柄軸線且和壓力機(jī)滑塊的中心線重合。否則滑塊就會(huì)受到偏心載荷而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，降低模具壽命，甚至損壞模具。4.2 沖裁力的計(jì)算查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 3-15 得F=KLtτ式中 —沖裁力；1F—沖裁件周長；Lt—板料厚度；K—系數(shù)（常取 K=1.3） ；τ—材料的抗剪強(qiáng)度。由《冷沖模設(shè)計(jì)》表 2-3 知 τ=260～360MPa，這取 τ=260 MPa。沖孔時(shí)的沖裁力=K tτ1FL=1.3×（2×3.14× ）×2.5×260253=140624.9N= tτ推1FTK=0.055×140624.9=7734.36N式中 —推件力系數(shù)。TK由《沖壓設(shè)計(jì)資料》表 2-38 得 =0.055。TK河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 10 頁 共 27 頁=4K tτ2FL=1.3×2.5×（2×3.14× ）×260×228.=93396N=4 推2FTK2=2×0.055×93396=10272.14N落料時(shí)的沖裁力= KLtτ落F=1.3×2×3.14× ×260×2.52130=344929N拉深力=π t K拉F3db?=3.14×62×2.5×880×0.6=110967.6N= + + + + +總F1推 2F推 落 拉F=694.84KN初選 750 噸的壓力機(jī)，型號(hào)為 J23-80。4.3 壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)公稱壓力/KN 800滑塊行程/mm 130滑塊行程次數(shù)/（次·mm -1） 45最大封閉高度/mm 380封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 90工作臺(tái)尺寸/mm 前后 540左右 800模柄孔尺寸/mm 直徑 60深度 80河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 11 頁 共 27 頁滑塊底面尺寸/mm 前后 350左右 370第 5 章 分析選定模具結(jié)構(gòu)形式確定了沖壓工藝方案后，根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，精度要求，所選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，模具制造條件以及安全生產(chǎn)等選定沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式，使其盡可能滿足以下要求。（1）能符合工件的技術(shù)要求；（2）又合乎需要的生產(chǎn)率；（3）模具制造和修模方便；（4）模具有足夠的強(qiáng)度；（5）模具易于安裝、調(diào)試且操作方便、安全。5.1 模具結(jié)構(gòu)形式由于倒裝式?jīng)_孔模的沖孔廢料可以通過凹模從壓力機(jī)工作臺(tái)孔漏出，工件由推件裝置推出，操作方便、安全，能保證較高的生產(chǎn)率。故沖孔選倒裝式，拉深與落料也采用倒裝式模具，廢料由卸料板卸下，落料件由頂出裝置頂出。5.2 壓邊裝置此工件相對(duì)厚度較小，須采用壓邊裝置，此副模具采用的是剛性壓邊裝置，且其又可以起到卸料的作用。5.3 推件裝置在此模具中，沖壓后，工件易套在沖孔凸模上，需由剛性或彈性裝置推出，考慮到剛性推件裝置可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，故此模具采用剛性推件裝置。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 12 頁 共 27 頁5.4 卸料裝置沖裁時(shí)，廢料將卡在拉深凹模里面和沖孔凸模外面。因此，在上模需裝卸料裝置。5.5 定位方式的選擇該模具使用的是條料，為保證毛坯的準(zhǔn)確定位，應(yīng)用導(dǎo)料板控制送料方向，送料步距控制采用擋料銷。5.6 上下模座的導(dǎo)向及模架形式的選擇導(dǎo)向零件可保證模具沖壓時(shí)上下模有準(zhǔn)確的位置關(guān)系，在中小型模具中最廣泛采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱導(dǎo)套。模架主要由上下模座、模柄及導(dǎo)向裝置組成。上模座通過模柄與壓力機(jī)相連，下模座則用壓板固定在壓力機(jī)上，上下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱、導(dǎo)套）連接，保持準(zhǔn)確位置，以引導(dǎo)凸模運(yùn)動(dòng)，保證在沖裁過程中，間隙均勻，沖出合格的制件。模架要求有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度，上下模之間的導(dǎo)向要精確。模架形式對(duì)沖裁精度、模具壽命都有較大的影響，下面對(duì)各種模架形式作以比較。（1）后側(cè)導(dǎo)柱模架。送料方便，但沖壓時(shí)偏心距易使導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，不能用于模柄與上模浮動(dòng)連接的模具。（2）對(duì)角導(dǎo)柱模架。上下模座工作平面的橫向尺寸一般大于縱向尺寸，常用于橫向送進(jìn)的級(jí)進(jìn)模，縱向送料的單工序模和復(fù)合模。（3）四導(dǎo)柱模架。導(dǎo)向精度高，剛度好，主要用于大型沖壓模。（4）中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)向裝置安裝在模具的對(duì)稱線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，一般用于單工序模和復(fù)合模。該工件的孔對(duì)稱分布，在沖裁時(shí)要求準(zhǔn)確的導(dǎo)向，經(jīng)分析對(duì)比，應(yīng)選用中間導(dǎo)柱模架。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 13 頁 共 27 頁第 6 章 凸凹模工作部分尺寸的計(jì)算6.1 工作零件刃口尺寸計(jì)算沖裁模初始雙面間隙值 的取值如下：Zmm； mm。360.min?50.max?Z6.1.1 對(duì)于沖 ?8.8mm 的孔的沖孔凸模凸凹模的制造公差按表 2-4-1 查得 mm， mm，滿足 + ≤02.?T?02.?A?T?A+ 。maxZin=（ ）Td??xmin0T??=（8.8+0.75×0.4） 02.=9.1 mm02.?=（ + ）AdTminZA??0=（9.1+0.360） 2.=9.46 mm02.?6.1.2 對(duì)于沖 ?53mm 的孔的沖孔凸模查表 2-4-1 得 mm， mm,滿足 + ≤ - 。02.?T?03.?凹?T?AmaxZin=（ ）Td??xmin0?=（53+0.75×0.6） 02.=53.45 mm02.?=（ + ）AdTminZA??0=（53.45+0.360） 30.河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 14 頁 共 27 頁=9.46 mm03.?6.1.3 對(duì)于落料凸模落料凸模取 IT14 級(jí)精度，χ=0.5,Δ=1.0,查表 2-4-1 得 mm，03.?T?mm,滿足 + ≤ - 。04.?凹?T?AmaxZin=（ ） =（130+0.5×1） =130.5 mmd??in0T??03.?03.?=（ + ）AdminZA??0=（130.5+0.360） 40.=130.86 mm04.?6.1.4 對(duì)于拉深凸凹模拉深凸凹模也取 IT14 級(jí)精度，公差取 0.74。查表 4-8-3 得拉深凸凹模的制造公差 =0.05， =0.08，查表 4-8-2 表單邊間隙 2.5mm。T?A?=（ ）Td??4.0min0T??=（52+0.74×0.4） 05.=62.3 mm05.?=（ + + ）AdTZ?4.A??0=（62+0.4×0.74+5） 8.0=130.86 mm08.?6.2 卸料橡膠的設(shè)計(jì)該模具選用橡膠作為彈壓卸料的彈性元件，選用 4 塊筒形橡膠，厚度一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 15 頁 共 27 頁卸料板工作行程 =13.5mm21h??式中 —凸模凹進(jìn)卸料板的高度 1mm；1h—拉深凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 12.5mm。2橡膠工作行程 =18.5mm修hH式中 為凸模修磨量，取 5mm。修h橡膠自由高度 =4×18.5=74mm。4?自 由第 7 章 模具的主要零件的設(shè)計(jì)7.1 落料凹模的設(shè)計(jì)7.1.1 材料的選擇由于零件外形尺寸精度要求不高，而沖孔精度要求較高，而模具壽命與沖裁的精度、模具材料有關(guān)。模具材料的選用應(yīng)遵守如下原則。（1）根據(jù)零件生產(chǎn)批量的大小來選擇模具材料。對(duì)大量生產(chǎn)的應(yīng)選用質(zhì)量較高，能耐用度高的材料。（2）根據(jù)沖壓材料的性質(zhì)、工序種類及沖模零件的工作條件和作用來選擇模具材料。由于零件的外形尺寸精度要求較低，考慮到生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性及零件形狀尺寸等各方面因素的影響，落料凹模選用 鋼，淬火 HRC60～62。12rC河南機(jī)電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 16 頁 共 27 頁7.1.2 尺寸計(jì)算（1）落料凹模厚度H=Kb=0.15×138=20.7mm式中 K—系數(shù)，取 0.15；b—最大孔口尺寸。取 H=30mm。（2）落料凹模壁厚C=（1.5～2）H=2×30=60mm（3）落料凹模周界尺寸L=b+2C=138+2×60=258mm查《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表 1-29 可選用 L×B=250×250mm 的模架。7.1.3.方法由于工件的形狀較簡單，圓角半徑較小，并且?guī)в型古_(tái)，不能用電火花線切割，用普通機(jī)床即可。7.1.4 強(qiáng)度的校核由《沖壓設(shè)計(jì)資料》表 2-48 得 mPH48.70106.25.1.3in???式中 =324～441MPa，取 =400MPa。??3???3?河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 17 頁 共 27 頁7.2 落料凸模與拉深凹模的設(shè)計(jì)7.2.1 材料的選擇落料凸模與拉深凹模是一體的凸凹模，形狀復(fù)雜，容易變形，截面較大，承受載荷較重，選用高耐磨模具鋼 制造，熱處理硬度 HRC58～62。12rC7.2.2 形式及固定采用機(jī)械固定，用螺釘與銷釘直接固定在凸模固定板上。尺寸、公差與粗糙度要求見零件圖 3。7.2.3 凸凹模壁厚凸凹模壁厚 a=65-33.5=31.5mm,大于最小模具壁厚 2.7mm,故模具強(qiáng)度足夠。圖 3. 凸凹模河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 18 頁 共 27 頁7.3 落料凹模與拉深凸模的設(shè)計(jì)7.3.1 材料的選擇落料凹模與拉深凸模是一體的凸凹模，形狀復(fù)雜，容易變形，截面較大，承受載荷較重，選用高耐磨模具鋼 制造，熱處理硬度 HRC58～62。12rC7.3.2 形式及固定采用凸臺(tái)固定，用螺釘與銷釘直接固定在凹模固定板上。尺寸、公差與粗糙度要求見零件圖 4。圖 4.凸凹模7.3.3 凸凹模壁厚凸凹模壁厚 a= =4.5mm,大于最小模具壁厚 2.7mm,故模具強(qiáng)度足夠。2536?河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 19 頁 共 27 頁7.4 沖孔凸模的設(shè)計(jì)7.4.1 沖大孔凸模的設(shè)計(jì)（1）材料的選擇。模具刃口要有高的耐磨性，要承受沖裁時(shí)的沖擊力，應(yīng)由高的硬度與適當(dāng)韌性，采用 T10A 制造，淬火硬度 HRC58～62。（2）形式及固定。采用臺(tái)階式凸模，將凸模壓入落料凸模，拉深凹模內(nèi)，采用 H7/m6 的過盈配合，定位精度較高。（3）凸模長度。凸模長度根據(jù)以后公式計(jì)算得L=20+40+2.5+10.5=73mm凸模較粗且不長，板料又較薄不必對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校核。其具體結(jié)構(gòu)見圖 57.4.2 沖小孔凸模的設(shè)計(jì)（1）材料的選擇。模具刃口要有高的耐磨性，要承受沖裁時(shí)的沖擊力，應(yīng)由圖 5.大孔凸模高的硬度與適當(dāng)韌性，采用 T10A 制造，淬火硬度 HRC58～62。（2）形式及固定。采用臺(tái)階式凸模，將凸模壓入凸模固定板內(nèi)，采用河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 20 頁 共 27 頁H7/m6 的過渡配合，定位精度較高。（3）凸模長度。凸模長度根據(jù)以后公式計(jì)算得L=20+358+2.5=57.5mm凸模較粗且不長，板料又較薄不必對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校核。其具體結(jié)構(gòu)見圖 67.5 定位零件工件采用的是 141×2800mm 的板料，為保證工件的精度，采用擋料銷定位。因?yàn)?h≥t+1=2mm，查《模具標(biāo)準(zhǔn)匯編》選用 A 型固定擋料銷A6×2×10，GB2868.11-81。材料為 45 鋼，熱處理硬度為 HRC45～48。7.6 固定零件7.6.1 凸模固定板凸模直徑 ?9.1mm，固定部分為 ?13mm，查《標(biāo)準(zhǔn)件手冊》固定板的厚度選為河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 21 頁 共 27 頁圖 6.小孔凸模20mm，其與沖孔凸模的配合為 H7/m6 的過渡配合。材料為 45 鋼，淬火熱處理硬度為 HRC43～48。7.6.2 墊板墊板厚度為 10mm，材料 45 鋼，其上的孔均為過孔，間隙較大，與銷釘間隙配合。具體尺寸與技術(shù)要求見零件圖 7。7.7 漏料孔查《沖壓設(shè)計(jì)資料》可得= +（0.5～2）=53+2=55mm2d1= +（0.5～2）=8.8+2=10.8mm3?河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 22 頁 共 27 頁圖 7.墊板7.8 模座的選用由于選用標(biāo)準(zhǔn)模架，模座的尺寸也隨之確定了。由所選的模架的凹模周界尺寸查《沖壓手冊》表 10-38 選用下模座：250×250×55；上模座與下模座配套使用，由《沖壓手冊》表 10-38 選用上模座：250×250×45。7.9 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套根據(jù)與之相配合的模架選用標(biāo)準(zhǔn)件，由前面所選模架知，該模架采用 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長度應(yīng)能保證在閉合狀態(tài)下應(yīng)有一定的配合長度，同時(shí)應(yīng)保證在閉合后，導(dǎo)柱不能伸出導(dǎo)套，以免損壞導(dǎo)柱。根據(jù)模具的閉合高度，以及模架的配合導(dǎo)柱、導(dǎo)套的要求初選導(dǎo)柱：Φ35×190；Φ40×190河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 23 頁 共 27 頁材料：T8，淬火硬度 HRC58～62導(dǎo)套：Φ35×115×50；Φ40×115×55。材料：T8，淬火硬度 HRC58～627.10 其它標(biāo)準(zhǔn)件的選用7.10.1 緊固連接上模座與固定板的螺釘、銷釘查《沖壓設(shè)計(jì)資料》選用圓柱頭內(nèi)六角螺釘 M12×70 GB70-76圓頭銷釘 ?8×70 GB119-767.10.2 連接上下模與固定板的螺釘、銷釘查《沖壓設(shè)計(jì)資料》選用螺釘 M8×30 GB70-76銷釘 ?8×40 GB119-767.10.3 緊固連接落料凹模與下模座的螺釘、銷釘查《沖壓設(shè)計(jì)資料》選用螺釘 M12×60 GB70-76銷釘 ?8×70 GB119-76第 8 章 模具的裝配與調(diào)整沖模裝配時(shí)沖模制造中的關(guān)鍵工序，其裝配質(zhì)量的好壞將直接影響之間質(zhì)量，沖模的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命。裝配前，我們應(yīng)全面了解此沖模的工作性能、結(jié)構(gòu)以及制件要求，并按技術(shù)要求，模具零件的精度要求的裝配工藝，提出實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的具體措施。裝配完畢應(yīng)滿足模架各工作面的平行度和垂直度，壓料板的工河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 24 頁 共 27 頁作準(zhǔn)確性，工件間的間隙大小和均勻性，導(dǎo)柱、導(dǎo)套間的間隙配合。此模具裝配的模柄為凸臺(tái)式 ，下面有螺釘緊固，應(yīng)先裝好模柄，模柄裝入，再加工螺釘孔。沖孔凸模與固定板采用 H7/m6 的配合，再在固定板上套入頂件塊，用螺釘與銷釘固定好落料拉深凸凹模，磨平?jīng)_孔凸模與固定板配合面及凸模端面，然后順序往上模座上裝入打桿，墊板、頂桿組合體。整體裝配：先裝上模，找正下模的位置。按照沖孔凹模型孔加工出漏料子，裝入沖孔拉深凸凹模，調(diào)整間隙，加工銷釘孔，裝入銷釘，裝入落料凹模，調(diào)整間隙，加工銷釘孔，裝入銷釘，裝入上落料凹模最后進(jìn)行試沖及調(diào)整當(dāng)調(diào)整中發(fā)現(xiàn)頂件力不足時(shí)旋緊緊固螺釘以增大頂件力。第 9 章 工件主要成型工藝問題及解決措施9.1 拉深成型工藝質(zhì)量問題及解決措施拉深過程中主要成型工藝質(zhì)量問題為凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。前者是因?yàn)榍邢驂簯?yīng)力引起板料失去穩(wěn)定產(chǎn)生彎曲；傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 25 頁 共 27 頁超過抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。同時(shí)變形區(qū)板料有所增厚，而傳力區(qū)板料有所變薄。起皺主要取決于兩個(gè)方面:一方面是切向壓應(yīng)力 的大小，其值越大，越容3?易起皺；另一方面是凸緣變形區(qū)材料本身的抵抗失穩(wěn)的能力，凸緣寬度越大，厚度越薄，材料的 E 值越小，則材料的抵抗失穩(wěn)的能力越小，容易起皺。9.2 拉裂分析及解決措施筒壁的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。當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過該區(qū)材料允許的抗拉強(qiáng)度時(shí)，拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁相切處—“危險(xiǎn)斷面”產(chǎn)生破裂。為防止拉深過程中，工件的邊壁或凸緣起皺，應(yīng)使毛坯（或半成品）被拉入凹模圓角以前保持穩(wěn)定狀態(tài)。其取決于毛坯的相對(duì)厚度 。以上述值查相關(guān)10?Dt手冊來決定是否采取壓邊圈來防止工件起皺的工藝質(zhì)量問題。由排樣圖可以計(jì)算毛坯的相對(duì)厚度 ，查表 4-80[1]可以得出以下結(jié)論：該工件不用采用壓邊圈10?Dt來防止工件的起皺。為防止工件在拉深過程中出現(xiàn)筒壁拉裂的工藝質(zhì)量問題，一方面要通過改善材料的力學(xué)性能，提高筒壁的抗拉強(qiáng)度；另一方面是通過制定正確的拉深工藝和設(shè)計(jì)模具，合理確定拉深變形程度、凹模圓角半徑、合理改善潤滑條件，以降低筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力。這里要特別注意的是：模具潤滑的部位。因?yàn)樵诶畛尚沃?，需要摩擦力小的部位（如凹模?cè)壁和圓角與板料之間的摩擦力） ，除模具表面粗糙度應(yīng)該小外，還必須潤滑，以減小摩擦系數(shù)，減小拉應(yīng)力，提高極限變形程度。而摩擦力對(duì)拉深成形有益的部位， （如凸模側(cè)壁和圓角與板料之間的摩擦力）可以不用潤滑。并且此處的表面粗糙度也不宜過小。致 謝為期兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)以近尾聲,伴隨著它的將是我在校學(xué)習(xí)生涯的結(jié)束.為了給我的學(xué)業(yè)畫一個(gè)圓滿的句號(hào),設(shè)計(jì)中,我仔細(xì)制訂思索,認(rèn)真細(xì)致,不敢有絲毫馬虎,努力做到詳盡、細(xì)致地設(shè)計(jì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)步驟。仔細(xì)地查閱各種資料，使公式、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 26 頁 共 27 頁此工件材料變形很復(fù)雜，尤其是在凸臺(tái)內(nèi)側(cè)及兩凸臺(tái)之間的凸臺(tái)圓弧部分。在過程中，材料補(bǔ)充有困難靠變薄拉深不能滿足要求，很易實(shí)拉破。為了避免此情況，我采取的是預(yù)沖 φ20㎜的孔改善了四個(gè)凸臺(tái)內(nèi)側(cè)及凸臺(tái)之間的金屬流動(dòng)；凸臺(tái)外側(cè)采取先拉深到一定嘗試再進(jìn)行落料的辦法，使材料易得到補(bǔ)充。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我基本掌握了如何使用工具手冊，仔細(xì)了解了模具的結(jié)構(gòu)和裝配過程，熟悉了材料的性能與模具壽命的關(guān)系，完善了設(shè)計(jì)思路。我的指導(dǎo)老師是于老師，設(shè)計(jì)中，于老師運(yùn)載我悉心報(bào)紙雜志，細(xì)心幫助，在這里表示對(duì)于老師深深的謝意！我們最后一年的學(xué)習(xí)任務(wù)較重，多謝各位老師的辛勤教導(dǎo)，在此，對(duì)您們表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1.王孝培主編.沖壓設(shè)計(jì)資料.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.19832.丁松聚主編.冷沖模設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.19943.馮炳堯,韓泰榮,張文森主編.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊.上海:科學(xué)技術(shù)出版社.1985河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文第 27 頁 共 27 頁4.許發(fā)樾主編.模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 18845.王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:工業(yè)出版社 19986.王運(yùn)炎主編.機(jī)械工程材料.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 19917.李澄,吳天生,周百橋主編.機(jī)械制圖.北京:等教育出版社.19968.鄭修本,馮冠大主編.機(jī)械制造工藝學(xué).北京:械工業(yè)出版社 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