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端罩沖壓成形工藝與模具設(shè)計
1 緒論
1.1 沖壓模具市場情況
我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。
1.2 沖壓模具水平狀況
近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1～2μm，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（Φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。
1.2.1 模具設(shè)計與制造能力狀況
在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。
雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。
標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。
模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。
1.2.2 專業(yè)化程度及分布狀況
我國模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低，模具自產(chǎn)自配比例過高。國外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%，我國沖壓模具自產(chǎn)自配比例為60%。這就對專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響?，F(xiàn)在，技術(shù)要求高、投入大的模具，其專業(yè)化程度較高，例如覆蓋件模具、多工位級進(jìn)模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高，所以沖壓模具生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布，而往往取決于主要投資者的決策。例如四川有較大的汽車覆蓋件模具的能力，江蘇有較強(qiáng)的精密沖模的能力，而模具的用戶大都不在本地。
1.3 沖壓模具的發(fā)展重點與展望
發(fā)展重點的選取應(yīng)根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定。可按產(chǎn)品重點、技術(shù)重點和其他重點分別敘述。
1.3.1 沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點
沖壓模具共有7小類，并有一些按其服務(wù)對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。
汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進(jìn)模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。多功能、多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點是高精度、高效率和大型、高壽命的級進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。
1.3.2 沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點
模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計技術(shù)來說，發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。
為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應(yīng)用水平，建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實用性十分重要。從加工技術(shù)來說，發(fā)展重點在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≤0.1μm的各種精密加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點之一。
為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點。對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務(wù)，全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量，這更是沖壓模具技術(shù)發(fā)展的重點。
2 成形制品的工藝性分析
成型制品：
2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性
此制品的材料為鋁L3。純鋁具有許多優(yōu)良的物理性能，其中它的密度很小接近2700kg/m3。易加工，鋁的塑性好，可軋成薄板和箔，擠壓成各種民用的型材，耐腐蝕，鋁有良好的耐大氣腐蝕和水腐蝕的能力。能抵抗多數(shù)酸和有機(jī)物的腐蝕，而且它的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好，發(fā)散性強(qiáng)，有吸音性。
此零件的沖裁工藝主要有落料和沖孔兩步，由表18.2-5(1)可知自由凸模沖孔的最小尺寸鋁為d≥0.8t。此零件h=16mm,d=45mm，則滿足條件，可以一次拉成(工藝設(shè)計中會說明此零件可一次拉成）。此零件成形過程共分為四步，即落料、拉深、沖孔、切邊，四個工序需要依次進(jìn)行，可采用的方案可設(shè)計成連續(xù)模、單工序模、和復(fù)合模。
2.2模具結(jié)構(gòu)選擇
方案對比
1.單工序模：
這種模具的制造成本較低，但是制品的誤差較大生產(chǎn)效率較低。若采用此種模具則至少需要3套模具，分別為落料模，拉深模。和沖孔模。
2.復(fù)合模：
復(fù)合模的設(shè)計難點是如何在同一工作位置上合理布置幾隊凸凹模，在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模。它的制造成本較高。但是制品的誤差較小，生產(chǎn)效率較高能在一套模具上同時進(jìn)行多道工序，如此零件采用復(fù)合模則可大大縮短制件的成形周期，而且制品的質(zhì)量可以保證。
3.連續(xù)模：
連續(xù)模是一種工位多，效率高的沖模，整個沖件的成形是在連續(xù)過程中逐步完成的，連續(xù)成形是工序集中的工藝方法，可使切邊，切口，切槽，沖孔，落料等多種工序在一副模具上完成，它不但可以完成沖裁工序還可以完成成形工序、甚至裝配工序。許多需要多工序沖壓的復(fù)雜沖壓件可以在一副模具上完成成形。就此零件來看需設(shè)計成多工位級進(jìn)模才能完成拉深成形工藝，但是這種模具設(shè)計難度較大需要很好的定位和導(dǎo)向裝置，就目前水平來看很難實現(xiàn)，而且制品精度也難以保證。
綜上所述，對于此零件用復(fù)合模來制造比較好。
2.3確定工藝方案
此零件毛坯為平板類毛坯，應(yīng)此就工藝上來說需完成三道工序即落料，沖孔，和拉深。
成形方案一
先用壓力機(jī)落料----沖孔-----拉深
此方法在拉深過程中容易產(chǎn)生起皺和拉裂等問題，因為第二步的沖孔工序?qū)⑴髁系闹虚g去掉，則在拉深過程中材料的抵抗失穩(wěn)的能力就大大降低了。
成形方案二
沖孔-----落料-----拉深
此方法進(jìn)行到落料工序是與前一種形成相同的問題，制品容易產(chǎn)生缺陷。
成形工藝方案三
落料-----拉深-----沖孔
此方法能大大提高材料的抗失穩(wěn)能力，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到產(chǎn)品精度要求。
綜上所述應(yīng)采用第三中工藝方案。
因為此零件的工序涉及到拉深與沖裁兩道重要的工序，而拉深件坯料形狀和尺寸是以沖件形狀和尺寸為基礎(chǔ)按體積不變原則和相似原則確定，對于形狀復(fù)雜的拉深件，利用相似原則僅能初步確定坯料形狀，必須通過多次試壓反復(fù)修改才能最終確定出坯料形狀，因此拉深見的模具設(shè)計一般是先設(shè)計拉深模，坯料尺寸確定后再設(shè)計沖裁模。
3 加工工藝的設(shè)計
3.1拉深工藝的設(shè)計
制件外形
3.1.1外形毛坯尺寸的確定
根據(jù)公式計算得外形毛坯尺寸
D =
=
=
=
=69mm
查表4.3可知鋁的第一次拉深系數(shù)M1為0.48-0.50。以后各次拉深系數(shù)MN為0.73-0.75。最大相對高度h/d=17.2/45=0.38，零件總拉伸系數(shù)m=>0.50，所以一次拉深即可。
3.1.2拉深模工作部分參數(shù)
1.圓角半徑
1）拉深凹模的圓角半徑可按經(jīng)驗公式確定
Rd=0.8
式中Rd---凹模圓角半徑（mm）
D---毛坯直徑(mm)
d---凹模內(nèi)徑(mm)
t---材料厚度(mm)
則 Rd=0.8=5.8mm
2)拉深凹模的圓角半徑，選用規(guī)則
1.除最末一次拉深工序外，其他所有各次拉深工序中，凹模圓角半徑相等或取略小的數(shù)值。
2.在最后一次拉深工序中，凸模圓角半徑與工件的圓角半徑相等，但對于厚度小于6mm的材料，其數(shù)值不得小于（2—3）t。對于厚度大于6mm的材料，其值不得小于（1.5—2）t。
3.如果制件要求的圓角半徑很小，則在最后一次拉深工序以后，須進(jìn)行整形。
根據(jù)上述要求凸模圓角半徑rp=5mm
2.間隙
拉深模的凸模及凹模的單邊間隙C=dd-dp/2
間隙值應(yīng)合理選擇，否則C過小會增加摩擦力，使拉深件容易破裂，且易擦傷表面和降低模具壽命，C過大，又易使拉深件起皺，且影響制件精度，在確定間隙時須考慮到毛坯在拉深中外緣變厚現(xiàn)象，材料厚度偏差幾拉深件的精度要求，由以前的分析可知該制件不用壓邊圈。
則C=（1—1.1）tmax
tmax----材料厚度的最大極限尺寸（mm）
則C=2mm
3.1.3工作部分尺寸的確定
確定凸模和凹模工作部分尺寸，應(yīng)考慮模具的磨損和拉深件的彈復(fù)，其尺寸公差只在最后一道工序考慮。
最后一道工序凸凹模工作部分尺寸應(yīng)按拉深件尺寸標(biāo)注方式不同，由公式進(jìn)行計算。在此選擇下列公式。
Dd=（d+0.4Δ+2C）0+δd
dp=（d+0.4Δ）-δp0
Dd-----凹模尺寸
dp-----凸模尺寸
d-----拉深件外形的基本尺寸、
C-----凸凹模的單邊間隙
δd----凹模制造公差
δp----凸模的制造公差
Δ----拉深件的基本尺寸的公差
Dd =（d+0.4Δ+2C）0+δd
=（41+0.4×0.25+2×2）+00.05
=45.1+00.05
Dp =（d+0.4Δ）-δp0
=（41+0.4×0.25）-00.035
=41.1-00.035
由表19.4-40可得圓形拉深模凸、凹模的制造公差
δd=0.05 δp=0.035
2) 拉深凸模的出氣孔尺寸
出氣孔的尺寸可查表19.4-41 得 d=5mm.
3.1.4 工藝力的計算
為了防止在拉深過程中制件的邊臂或凸緣起周皺，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)，其穩(wěn)定程度主要取決于毛坯的相對厚度t/d×100，由表19.4-42(1)可知該零件不用壓邊圈。
（1）沖裁力的計算及壓力中心的確定
由于該零件為軸對稱零件，故不必進(jìn)行壓力中心的計算。
沖裁力的計算
計算沖裁力的目的是為了合理地選定壓力機(jī)和設(shè)計模具。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力。
沖裁力F0=LtΤb
式中 F0-----沖裁力（N）
t-----材料厚度（mm）
Τb-----材料抗剪強(qiáng)度(N)
L------沖裁周長（mm）
而實際沖裁力為F=1.3 F0=1.3 LtΤb= Ltσb
沖孔F=2×3.14×30×70=14067N
卸料力及推件力的計算
依據(jù)經(jīng)驗公式有。
推件力 F1=nK1F
頂件力 F2=K2F
卸料力 F3=K3F
式中 F-----沖裁力。（N）
n-----同時梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)。
、--------推件力、頂件力、卸料力系數(shù)，可查表19.1-12
=0.03---0.07 =0.03—0.07 =0.05—0.08
（2）拉深力的計算
1.在確定拉深件所需的壓力機(jī)噸位時必須先求出拉深力，值得注意的是，在選擇設(shè)備噸位的時候并不能單單根據(jù)所有力的疊加來選擇，而需要考慮在所有力的基礎(chǔ)上增加一定的比例去選擇。根據(jù)由表19.4-46(1)可得拉深力公式。
F=3.14 d1tσbk1
F---拉深力
t---材料厚度
σb-----材料的抗拉強(qiáng)度
k1-----系數(shù)
則F=3.14×45×2×70×0.65=12858
壓力機(jī)噸位的選擇
對于單動壓力機(jī)F>F拉+F壓
對于雙動壓力機(jī)F1>F拉 ，F(xiàn)2>F壓
式中F----壓力機(jī)的公稱壓力
F1-----內(nèi)滑快的公稱壓力
F2-----外滑快的公稱壓力
F拉-----拉深力
F壓-----壓邊力
2.切邊力
F切＝1.3πDtδ
＝1.3×3.14×45×2×320N
＝117561.6N
≈117.6KN
式中D——工件外輪廓直徑，D＝45mm。
3.2 沖壓工藝設(shè)計
沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序，包括落料，沖孔，切邊，剖切，修邊等，用它可以制作零件或為彎曲，拉深，成行等工序準(zhǔn)備毛坯，從板料沖下所需形狀的零件叫落料，在工件上沖出所需形狀的孔（沖去的為廢料），叫沖孔。本零件所用到的沖壓工藝主要有落料和沖孔兩步。
3.2.1模具間隙的設(shè)計
模具間隙是指凸、凹模刃口間縫隙的距離。若用符號C表示，俗稱單面間隙。
而雙面間隙用Z表示，間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計中的一個及其重要的問題。
由表19.1-6(1)可查得軟鋁3的沖裁模初始雙面間隙Z為Zmin=0.100mm，Zmax=0.140mm
3.2.2凸凹模刃口尺寸計算
模具刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差來保證，在生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)：
(1)由于凸凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都是帶有堆度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
(2)在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)的。
(3)沖裁時凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大。結(jié)果使間隙越用越大。
所以在決定模具刃口尺寸及其制造公差是需考慮下述原則
落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時孔的尺寸有凸模決定，故設(shè)計落料模時以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，設(shè)計沖孔磨時，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。
考慮到?jīng)_裁中凸凹模的磨損，設(shè)計落料模是凹?；境叽鐟?yīng)取在工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸，這樣凸、凹模磨損到一定程度仍能沖出合格的零件。
由于磨損間隙會越用越大，則設(shè)計時凸、凹模間隙應(yīng)取最小合理間隙。
由于沖孔和落料外形都比較簡單，則采用凸、凹模分別制造法來進(jìn)行設(shè)計。
落料
設(shè)工件尺寸為 Dd=（D-x△）0+δ
Dp=(Dd-Zmin) -δp0=( D-x△- Zmin) -δp0
沖孔
dp=(d+x△) -δp0
dd=(dp+Zmin) 0+δ=( d+x△+Zmin) 0+δd
式中 Dp Dd——落料凹模和凸模的刃口尺寸，（mm）
dp dd ——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，（mm）
d--------沖孔工件孔徑的基本尺寸，（mm）
D--------落料工件外徑的基本尺寸，（mm）
△--------工件制造公差（mm）
X-----系數(shù)
Zmin-----最小合理間隙
δp ------制造公差
由表19.1-6查得Zmin=0.100mm，ZMAX=0.140mm .
則雙面間隙Zmax -Zmin=0.140-0.100=0.040mm
由表19.1-9查出，凸，凹模的極限偏差落料部分基本尺寸為67mm則
δd=+0.03mm, δp=-0.02mm
δd+δp=0.05>ZMAX -Zmin
沖孔部分基本尺寸為32mm,則
δd=+0.03mm, δp=-0.02mm
δd+δp=0.05>ZMAX -Zmin
由上式計算落料部分尺寸由表19.1-10取x=0.5,則
落料凹模：Dd=（D-x△）0+δd=（67-0.5×0.25）0-0.03=68.880-0.03
凸?；境叽鐬?9mm。間隙配做保證Zmin=0.100mm
沖孔凸模：dp=(d+x△) -δp0=（30+0.5×0.21）0.020=30.110.020
凸?；境叽鐬?0mm。間隙配做保證Zmin=0.100mm.
3.2.3排樣的設(shè)計
這里毛坯直徑為69不算太小，考慮到操做方便，排樣采用單排，取其搭邊數(shù)值：由表19.1-17可得：條料兩邊a=2.1mm,進(jìn)距方向a1=1.56mm，于是有
進(jìn)距 h=D+a1=69+1.56=70.56mm
條料寬度 b=D+2a=69+2×2.1=73.2mm
板料規(guī)格擬用2mm×900mm×1800mm(鋁板)
若用縱裁：裁板條數(shù)n1===12條
每條個數(shù)：n2===26個
每板總個數(shù)：n總= n1 ×n2=12×26=312個
材料利用率：η總=×100=52.4％
若用橫裁：裁板條數(shù)n1===25條
每條個數(shù)：n2===13個
每板總個數(shù)：n總= n1 ×n2=25×12=300個
材料利用率：η總=×100
=50.4％
由此可見，縱板有較高的材料利用率，且該零件沒有纖維方向性的 考慮。故決定采用縱裁。
排樣圖如下圖所示：
4 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計
此零件成形需用復(fù)合模，復(fù)合模具有許多優(yōu)點；內(nèi)外形相對位置及零件尺寸的一致性非常好，制件精度高；制件表面平直；適宜沖制薄料。也適宜沖制脆性軟質(zhì)材料；可充分利用短料或邊角余料；模具結(jié)構(gòu)緊湊，要求壓力機(jī)工作臺面積較小。但復(fù)合模也存在一定的缺點。凸凹模壁厚（制件內(nèi)形與外形之間，內(nèi)形與內(nèi)形之間的尺寸）受到限制，尺寸不能太小，否則影響模具強(qiáng)度，制件不能從壓力機(jī)工作臺孔中漏出，必須解決出件問題，復(fù)合模復(fù)合的工序內(nèi)容多時，特別是既有沖裁工序又有成形工序時，會對模具刃口的刃磨帶來不便。
因此在設(shè)計是必須解決上述問題。
4.1落料，拉深工序的結(jié)構(gòu)設(shè)計
首先要考慮落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否過薄。本例凸凹模壁厚b==12mm。能保證足夠強(qiáng)度，故可采用復(fù)合模。
落料拉深復(fù)合模常采用如圖所示的典型結(jié)構(gòu)即落料采用正裝式，拉深采用倒裝式，在模座下面設(shè)有彈性卸料裝置。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是操作方便，出件暢通無阻，生產(chǎn)率高，缺點是彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜特別是拉深深度大，料較厚，卸料力大的情況，需要較多，較長的彈簧，使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
為了簡化上模部分，可采用剛性卸料板，其缺點是拉深件留在剛性卸料板內(nèi)，不易出件，帶來操作上的不便，對于本例，由于拉深深度不算大，材料也不厚，因此采用彈性卸料較合適。
考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置的導(dǎo)柱、導(dǎo)套模架。
4.2沖孔、切邊工序的結(jié)構(gòu)設(shè)計
沖孔工序需要沖出一個直徑為30的孔，孔徑較大，凸模的強(qiáng)度，剛度能夠滿足要求。采用正裝式，切邊工序需要切掉寬度為1.2 mm的修邊余量，用凸凹模的內(nèi)側(cè)就可完成沖裁，沖孔完成后制件由剛性卸料板向下頂出，沖孔完成后制件由剛性卸料板向下頂出，沖孔廢料由彈性橡皮向上頂出。切邊廢料由壓邊圈向上頂出。
模具工作部分尺寸計算
落料凸凹模
1.落料凹模的外形尺寸確定；
取凹模壁厚為30—40mm（1.5—2倍的凹模厚度）。調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn)即凹模外徑設(shè)計為Ф130mm。
2.選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，確定閉合高度及總體尺寸
由凹模外形尺寸Ф140 mm，選后側(cè)滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下表。
名稱
尺寸
材料
技術(shù)要求
上模板
300mm×260mm×40mm
HT250
滲碳58-62HRC
下模板
300mm×250mm×50mm
HT250
滲碳58-62HRC
導(dǎo)柱
Ф25mm×75mm
15
導(dǎo)套
Ф25mm×50mm×30mm
15
壓入式模柄
Ф50mm×70mm
Q235
模柄閉合高度最大250mm，最小200mm，模具的實際閉合高度一般為：
H模=上模板厚度+墊板厚度+沖頭長度+凹模厚度+下模板厚度-沖頭進(jìn)入凹模深度
=40+40+65+48+50-1-（1+16-2）mm=228mm
查開式壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)可知，250KN壓力機(jī)最大閉合高度為;固定臺和可傾式最大閉合高度為250mm；活動臺式最大為 360mm。最小為180mm，故實際設(shè)計的 模具閉合高度H模=228mm .符合要求
4.3模具工作過程
模具打開，將條料沿導(dǎo)料螺釘送進(jìn)，當(dāng)條料遇到定位銷時，啟動壓力機(jī)，上模下行。外凸凹模12與凹模24完成落料，上模繼續(xù)下降，外凸凹模12與內(nèi)凸凹模20進(jìn)行正拉深，在拉深的同時凸模15與推料板2上行，當(dāng)拉深完成時凸模15將沖出一個小孔，而且凸凹模將制件外緣切下，加工完成后上?；爻蹋＞叽驐U碰到壓力機(jī)打桿，打桿8下行通過頂桿推料板16將制件向下推，則制件脫離外凸凹模時，沖下孔的廢料通過橡皮17頂出，通過橡皮向上的頂出壓邊圈將制件頂出。
5 模具主要零件的結(jié)構(gòu)
5.1落料凹模
此落料凹模的尺寸和厚度已定下圖所示，需要有3個螺紋孔；以便和下模板固定；需要有兩個與下模板同時加工的銷釘孔；有一個擋料銷用的銷孔；
5.2拉深凸模
設(shè)計的外形尺寸如下圖所示。有兩個固定用的螺釘孔，以便和下模板固定；在底部加工兩個頂桿貫穿用的孔。
5.3凸凹模
凸凹模設(shè)計的外形尺寸要與其他零件相配合。在凸凹模上加工出四個螺釘孔以便和其他零件固定；加工出一個銷釘孔，做為定位用。
5.4彈性卸料板
內(nèi)行與凸凹模間隙配合，外形根據(jù)橡皮的數(shù)量和其他零件尺寸來定。在模板上加工出四個螺釘孔和一個擋料銷孔，以便和螺釘與擋料銷配合。該零件用擋料銷來定位所以不用再加工出定位用的銷孔。在模板上加工出深度為5mm直徑為30mm的凹槽。用來安裝橡皮。
5.5沖孔凸模
沖孔凸模的加工與設(shè)計需要嚴(yán)格要求并嚴(yán)格執(zhí)行。應(yīng)為此零件直接參與零件的沖壓工序。零件硬度58—62HRC，需要進(jìn)行熱處理來提高硬度。凸模的工作尺寸一定要嚴(yán)格保證，以保證加工出合格的制件。
5.6墊板
此墊板的加工較為簡單，加工出四個螺釘孔用來與上模板固定。
5.7其它零件
其它零件按照需要和國標(biāo)來選擇。
落料拉深復(fù)合模零件表
序號
名稱
數(shù)量
材料
規(guī)格
熱處理
01
螺栓銷
2
35
M6×96
02
卸料板
1
Q235
177×130×12
03
上模板
1
HT250
260×300×40
04
擋料銷
1
T8
05
彈簧
4
65Mn
06
銷
1
T8
Φ6×60
07
模柄
1
Q235
08
打料桿
1
45
09
墊板
1
Q235
10
螺釘
1
45
M4×110
11
墊板
1
45
12
凸凹模
1
Cr12
熱處理58-62HRC
13
卸料螺釘
4
45
14
導(dǎo)套
2
15
Φ25×50×30
15
凸模
1
Cr12
熱處理58-62HRC
16
推料板
1
45
17
橡皮
1
18
卸料螺釘
1
45
19
螺釘
4
45
M6×80
20
凸凹模
1
Cr12
熱處理58-62HRC
21
螺釘
2
45
M6×60
22
頂桿
3
45
23
頂件塊
1
45
24
凹模
1
Cr12
熱處理58-62HRC
25
螺母
2
45
M6
26
下模板
1
HT250
27
導(dǎo)柱
2
15
Φ25×75
6 零件的加工
落料凹模的加工工藝
此落料凹模為圓柱形，屬回轉(zhuǎn)體零件，故可用車床加工外形，對于中間的凹模落料孔，則可用銑銷加工成形，銷孔和螺釘孔可用搖臂鉆床加工。
則此零件的加工工藝路線為：
備料---銑平面---車外形---銑Φ66.88的孔---銑Φ70的孔---銑床加工各孔---熱處理---鉗工
結(jié)束語
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題，我們進(jìn)行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時在實習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題，鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應(yīng)有的素質(zhì)。
設(shè)計中，我充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中，有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師翟德梅老師，她對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。翟德梅老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！
感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗張帥奇同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
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