啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【含22張CAD圖紙+PDF圖】

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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝 及模具設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923279 學(xué)生姓名： 李鵬飛 指導(dǎo)教師： 鐘建剛 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）啟動(dòng)電機(jī)殼體 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究 所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo) 注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何 其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 96 學(xué) 號(hào)： 0923279 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 來(lái)源于無(wú)錫毅立模具有限公司，是電器產(chǎn)品上的一個(gè)零件。 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)專業(yè)方向，選擇模具方 向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目完全符合本專業(yè)的要求，從應(yīng)用性方面來(lái)說(shuō)，模 具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一，能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換 性，具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。該產(chǎn)品外形較大，冷沖壓工 藝設(shè)計(jì)復(fù)雜，計(jì)算過(guò)程較繁，其準(zhǔn)確性非常重要，要求學(xué)生要有良 好的心理素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn)真的作風(fēng)，因此對(duì)本課題的研究對(duì)學(xué)生也是 一次很好的煅練機(jī)會(huì)。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 綜合應(yīng)用各種所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 冷沖壓工藝分析，制訂完整的沖壓工藝方案，并完成整副模具設(shè) 計(jì)、數(shù)據(jù)計(jì)算和圖紙（所有圖紙折合 A0 不少于 3 張）繪制，具 體內(nèi)容如下： II 1完成模具裝配圖：2 張（A0 或 A1）； 2零件圖：主要是非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（不少于 5 張）； 3冷沖壓工藝卡片：1 張 ； 4設(shè)計(jì)說(shuō)明書：1 份（15000 字以上，其中參考文獻(xiàn)不少于 10 篇，外文不少于 5 篇）； 5翻譯 8000 以上外文印刷字符，折合中文字?jǐn)?shù)約 5000 字的有 關(guān)技術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻(xiàn)，內(nèi)容要盡量結(jié)合課題。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 96 班 姓名 李鵬飛 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 III 2012 年 11 月 12 日 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) IV 摘 要 綜合應(yīng)用模具設(shè)計(jì)、冷沖壓模具工藝、模具加工工藝學(xué)、工程圖學(xué)等相關(guān)課程知識(shí)， 對(duì)啟動(dòng)電機(jī)殼體采用多副模的工藝進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。本文在已完成開(kāi)題報(bào)告的基礎(chǔ)上，著 重對(duì)復(fù)合模工作零件、定位零件、卸料推件零件及模架等主要零件的設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。在 模具的設(shè)計(jì)中，按照小批量生產(chǎn)類型，對(duì)制件的沖壓工藝進(jìn)行分析，確定工藝方案，擬 定排樣方法，計(jì)算沖裁力，確定壓力中心，計(jì)算凹凸模刃口尺寸及結(jié)構(gòu)尺寸，得出模具 閉合高度，選用標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行裝配，最終畫出模具總裝圖、三維模型及裝配和主要零件加 工工藝規(guī)程卡片。模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，導(dǎo)料銷導(dǎo)料，彈頂式檔料銷 檔料，凸緣模柄，剛性推件及彈性卸料，在保證生產(chǎn)率的同時(shí)，盡可能的是模具、方便， 且滿足沖裁的要求。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)?動(dòng) 電 機(jī) 殼 體 ； 沖 壓 工 藝 ； 排 樣 ； 模 具 結(jié) 構(gòu) ； V Abstract Comprehensive application of mold design, cold stamping mold process, mold processing technology, engineering, graphics and other related courses knowledge, start the motor housing using a plurality of mold process for mold design. In this paper, on the basis of complete opening report on the design of the main parts of the composite mold parts, positioning parts, discharge push parts and moldbase instructions. In mold design, in accordance with the type of small batch production parts stamping process analysis, to determine the process plan, intended nesting method to calculate the punching power, to determine the center of pressure, calculated the bump Edge size and structure size may the mold shut height, the choice of standard parts for assembly, and ultimately draw card of the mold assembly chart, the three-dimensional model and assembly and main parts process planning. Mold flip structure, the rear side of the guide pins and bushings mold, the stock guide pin guide material, playing the top-of-file material off of file material, the flange of the handle, rigid push pieces and elastic unloading, ensuring the productivity, although possible mold, convenient, and satisfying the requirements of the punched. Key words: Start the motor housing; stamping process; nesting; guide pins and bushings；mold structure； VI 目 錄 摘 要 .III Abstract .IV 1 緒 論 .1 1.1 課題研究的目的和意義 .1 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況 .1 1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況 .1 1.2.2 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況 .2 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 .2 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) .4 2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 .4 2.2 沖壓件的工藝性分析 .7 2.3 沖壓工藝方案的確定 .8 2.4 沖壓工藝計(jì)算 .9 2.4.1 工件的毛坯尺寸計(jì)算 .9 2.4.2 工序分析 .10 2.4.3 拉深尺寸計(jì)算 .10 2.4.5 整形 .15 2.4.5 工序匯總 .16 2.4.6 各工序尺寸公差的確定 .16 2.5 產(chǎn)品所需模具 .16 3 落料拉深模設(shè)計(jì) .20 3.1 模具結(jié)構(gòu) .20 3.2 確定其搭邊值 .20 3.3 確定排樣圖 .21 3.4 材料利用率計(jì)算 .23 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 .24 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定 .24 3.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 .25 3.6 落料拉深復(fù)合模沖壓力 .26 3.6.1 落料部分沖壓力 .26 3.6.2 拉深部分沖壓力 .27 3.6.3 落料拉深復(fù)合?？倹_壓力 .28 3.7 壓力機(jī)選用 .28 3.8 壓力中心計(jì)算 .30 3.9 落料拉深模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .30 VII 3.9.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .30 3.9.2 落料凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .32 3.9.3 落料卸料板設(shè)計(jì) .33 3.9.4 凸凹模（落料凸模）固定板設(shè)計(jì) .35 3.9.5 凸凹模（落料凸模）墊板設(shè)計(jì) .35 3.9.6 拉深凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .36 3.9.7 拉深凸模設(shè)計(jì) .37 3.9.8 落料凹模墊板設(shè)計(jì) .38 3.9.9 壓邊圈設(shè)計(jì) .39 3.9.10 推件塊設(shè)計(jì) .40 3.10 標(biāo)準(zhǔn)件確定 .41 3.10.1 模架確定 .41 3.10.2 彈頂器的確定 .41 3.10.3 上模螺釘確定 .42 3.10.4 上模銷確定 .42 3.10.5 下模螺釘確定 .42 3.10.6 下模銷確定 .43 3.10.7 模柄確定 .43 3.10.8 模柄上固定螺釘?shù)拇_定 .43 3.10.9 推桿確定 .43 3.10.10 拉深凸模上固定螺釘?shù)拇_定 .43 3.10.11 下模推桿的確定 .43 3.10.12 條料定位零件的設(shè)計(jì) .44 3.11 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) .44 4 切邊模設(shè)計(jì) .45 4.1 模具結(jié)構(gòu) .45 4.2 切邊凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 .45 4.3 切邊模沖壓力 .47 4.4 壓力機(jī)選用 .47 4.5 壓力中心計(jì)算 .48 4.6 切邊模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .48 4.6.1 切邊凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .48 4.6.2 切邊凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .50 4.6.3 切邊凸模固定板設(shè)計(jì) .50 4.6.4 切邊凸模墊板設(shè)計(jì) .51 4.6.5 定位柱設(shè)計(jì) .52 4.6.6 推件塊設(shè)計(jì) .53 4.7 標(biāo)準(zhǔn)件確定 .53 VIII 4.7.1 模架確定 .53 4.7.2 上模螺釘確定 .54 4.7.3 上模銷確定 .54 4.7.4 下模螺釘確定 .54 4.7.5 下模銷確定 .54 4.7.6 模柄確定 .54 4.7.7 圓廢料切刀確定 .55 4.7.8 推桿確定 .55 4.7.9 模柄緊定螺釘?shù)拇_定 .56 4.8 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) .56 5 結(jié)論與展望 .57 5.1 結(jié)論 .57 5.2 不足之處及未來(lái)展望 .57 致 謝 .58 參考文獻(xiàn) .59 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 1 1 緒 論 1.1 課題研究的目的和意義 本課題研究的內(nèi)容是沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)化繪圖系統(tǒng)研究中間導(dǎo)柱參數(shù)化繪圖盡 管各類沖壓模具的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，組成模具的零件有多有少，但組成沖壓模 具的零部件仍主要包括二類零件： 1、一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過(guò)程的完成并和坯料有直接接觸，包括 有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等； 2、一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和坯料有直接接觸， 只對(duì)沖壓模具完成工藝過(guò)程起保證作用，或?qū)_壓模具功能起完善作用，包括有導(dǎo)向零 件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等。 而且無(wú)論是工藝零件還是結(jié)構(gòu)零件，在其相同類別的零件中，它們的結(jié)構(gòu)形態(tài)相似 度很高，故許多企業(yè)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，針對(duì)某一類零件，創(chuàng)建了沖 壓模具的標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)件的確立，為標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)化繪圖提供了一個(gè)模板，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中 發(fā)揮著重大的作用。 所謂沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)化繪圖是指在沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的基礎(chǔ)上的一種二次開(kāi)發(fā)， 它的主要工作原理是，將標(biāo)準(zhǔn)件的繪制過(guò)程錄制并編輯成程序，同時(shí)建立相應(yīng)的人機(jī)程 序界面，然后在生產(chǎn)實(shí)踐中修改標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)，通過(guò)所編輯的程序形成所需要的零件。 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)化繪圖系統(tǒng)的應(yīng)用可使企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中省略繁瑣的繪圖過(guò)程， 節(jié)省大量的勞動(dòng)時(shí)間，明顯縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高工作效率，為提高企業(yè)的產(chǎn)品競(jìng) 爭(zhēng)力做出巨大貢獻(xiàn)。 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況 1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況 高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國(guó)際 上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保 證。 1、CAD/CAE/CAM 的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。 在歐美，CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在 CAD 的應(yīng)用方面，已經(jīng)超 越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，目前 3D 設(shè)計(jì)已達(dá)到了 70% 89%。 PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成 2D 設(shè)計(jì)，同時(shí)可獲得 3D 模型，為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應(yīng)用 3D 設(shè) 計(jì)，還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。數(shù)控機(jī)床的普遍 應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。3050 人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機(jī)床十 多臺(tái)。經(jīng)過(guò)數(shù)控機(jī)床加工的零件可直接進(jìn)行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技 術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAE 軟件，模擬金屬變形過(guò)程，分析應(yīng)力應(yīng) 變的分布，預(yù)測(cè)破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來(lái)越大，意 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 大利 COMAU 公司應(yīng)用 CAE 技術(shù)后，試模時(shí)間減少了 50%以上。 2、為了縮短制模周期、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，普遍采用高速切削加工技術(shù) 高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加 工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng) 用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動(dòng)的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動(dòng)的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在 1.5 萬(wàn)3 萬(wàn) r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅 需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時(shí)間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進(jìn)步 和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為 45 年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的 重點(diǎn)之一。 3、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用 由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術(shù)應(yīng)運(yùn)而 生，并迅速獲得普遍應(yīng)用。在歐洲模具展上，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分 突出的位置，有 SLA、SLS 、FDM 和 LOM 等各種類型的快速成型設(shè)備，也有專門提供 原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司。 1.2.2 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況 國(guó)內(nèi)模具工業(yè)從起步到發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，尤其是 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)發(fā)展 得更加迅速。近年我國(guó)的模具在國(guó)際模具行業(yè)美好的發(fā)展形勢(shì)下，模具水平有了較大提 高，大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。從模具發(fā)展地域來(lái)看，我國(guó) 模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在江浙和廣東等經(jīng) 濟(jì)技術(shù)高的地區(qū)。從模具的需求情況看，汽車工業(yè)是模具的最大用戶，汽車產(chǎn)量的增幅 雖然有較大回落，但車型開(kāi)發(fā)和新車型的上市速度并未放慢，有的還有所加快，汽車工 業(yè)對(duì)模具需求仍舊十分強(qiáng)勁。電子信息行業(yè)、電器和儀器儀表行業(yè)、電機(jī)行業(yè)、建材行 業(yè)等，也是大量使用模具的行業(yè)，這些都對(duì)模具產(chǎn)生大量的需求。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 對(duì)模具工業(yè)提出越來(lái)越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近年來(lái)，我國(guó)的模具 工業(yè)一直以高增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家， 如集體企業(yè)、合資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，其中集體和私營(yíng)的模具企業(yè)發(fā) 展得最為迅速，各地從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，形成了許多國(guó)內(nèi) 外知名的“模具之城”和最具發(fā)展活力的組成之一。 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 課題研究?jī)?nèi)容 零件沖壓模具設(shè)計(jì)原始資料及設(shè)計(jì)技術(shù)要求如下： 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 3 圖 1-1 零件圖 設(shè)計(jì)技術(shù)要求如下 1. 年生產(chǎn)綱領(lǐng)：100000 件 2. 要求外文資料翻譯忠實(shí)原文 3. 要求編制的沖壓規(guī)程合理 4. 要求設(shè)計(jì)的沖壓模具滿足加工要求 5. 要求圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)范，符合制圖標(biāo)準(zhǔn) 6. 要求畢業(yè)設(shè)計(jì)論文敘述聽(tīng)力清楚，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確，論文格式規(guī)范 課題研究方案 1. 復(fù)習(xí)沖壓件的工藝性 2. 制定沖壓件工藝方案 3. 確定毛坯形狀，尺寸和下料方式 4. 確定沖壓類型及結(jié)果形式 5. 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 6. 選擇壓力機(jī) 7. 繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 形狀和尺寸如下圖所示。材料為 08F 鋼，板材厚度 1.5mm。帶小凸緣的拉深件。 零件圖如下： 圖 2.1 零件圖 1未注公差尺寸分析 圖中共有 3 個(gè)尺寸未注公差，查相應(yīng)國(guó)標(biāo)確定其公差和偏差。對(duì)照參考文獻(xiàn) 1， P1P2，這 3 個(gè)尺寸可分為二類。第一類，未注公差沖裁件線性尺寸，尺寸 有：45；第二類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，尺寸有：R1.5、R0.5。下面查對(duì)應(yīng) 表確定其公差和偏差。 第一類，未注公差沖裁件線性尺寸，查表 2-1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差 （即查參考文獻(xiàn)2，P3P4，表 1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差），公差等級(jí)取 m 級(jí)，可得尺寸 45 的公差和偏差尺寸，最終帶偏差的尺寸為 :450.55。 表 2-1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差 2 基本尺寸 材料厚度 公差等級(jí) 大于 至 大于 至 f m c v 1 0.15 0.20 0.30 0.40 1 4 0.30 0.40 0.55 0.756 30 4 0.45 0.60 0.80 1.20 1 0.20 0.30 0.40 0.55 1 4 0.40 0.55 0.75 1.0530 120 4 0.60 0.80 1.10 1.50 第二類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，查表 2-2 未注公差成形圓角半徑線性尺 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 5 寸的極限偏差（即查參考文獻(xiàn)2，P5，表 2 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏 差），可得這 2 個(gè)尺寸的公差和偏差，最終這 2 個(gè)尺寸為： 、 ，由于這0.135R0.13 兩個(gè)兩圓角只能小不能大，故取為： 、 。03.51R03. 表 2-2 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏差 基本尺寸 3 36 610 1018 1830 30 極限偏差 1.000.30 1.500.50 2.500.80 3.001.00 4.001.50 5.002.00 2已注公差尺寸分析 已注公差尺寸有 4 個(gè)： 、 、 、70.1。這 4 個(gè)尺寸都屬于拉深尺1.039027.3.049 寸。 尺寸 分析。查表 2-3 成形沖壓件尺寸公差（即查參考文獻(xiàn)1，P3P4，表1.039 2 成形沖壓件尺寸公差），得 的公差等級(jí)為：FT1 和 FT2 之間，再查表 2-4 成形沖壓39 件尺寸公差等級(jí)選用（即查參考文獻(xiàn)1，P6，表 A2），得：39 的公差等級(jí)極高。 表 2-3 成形沖壓件尺寸公差 1 基本尺寸 板材厚度 公差等級(jí) 大于 至 大于 至 FT1 FT2 FT3 FT4 FT5 FT6 FT7 FT8 FT9 FT10 0.5 0.022 0.036 0.060 0.090 0.140 0.240 0.380 0.600 0.960 1.400 0.5 1 0.032 0.050 0.080 0.120 0.200 0.340 0.540 0.860 1.400 2.200 1 3 0.050 0.070 0.110 0.180 0.300 0.480 0.760 1.200 2.000 3.200 3 6 0.060 0.090 0.140 0.240 0.380 0.600 1.000 1.600 2.600 4.000 3 10 6 0.070 0.110 0.180 0.280 0.440 0.700 1.100 1.800 2.800 4.400 0.5 0.030 0.050 0.080 0.120 0.200 0.320 0.500 0.300 1.200 2.000 0.5 1 0.040 0.070 0.110 0.180 0.280 0.460 0.720 1.100 1.800 2.800 1 3 0.060 0.100 0.160 0.260 0.400 0.640 1.000 1.600 2.600 4.000 3 6 0.080 0.120 0.200 0.320 0.500 0.800 1.200 2.000 3.200 5.000 10 25 6 0.100 0.140 0.240 0.400 0.620 1.000 1.600 2.600 4.000 6.400 0.5 0.040 0.060 0.100 0.160 0.260 0.400 0.640 1.000 1.600 2.600 0.5 1 0.060 0.090 0.140 0.220 0.360 0.580 0.900 1.400 2.200 3.600 1 3 0.080 0.120 0.200 0.320 0.500 0.800 1.200 2.000 3.200 5.000 3 6 0.100 0.160 0.260 0.400 0.660 1.000 1.600 2.600 4.000 6.400 25 63 6 0.110 0.180 0.280 0.460 0.760 1.200 2.000 3.200 5.000 8.000 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 表 2-4 成形沖壓件尺寸公差等級(jí)選用 1 公差等級(jí)加工 方法 尺寸 類型 FT1 FT2 FT3 FT4 FT5 FT6 FT7 FT8 FT9 FT10 拉深 直徑高度 帶凸緣 拉深 直徑 高度 彎曲 長(zhǎng)度 其他成 形方法 直徑 高度 長(zhǎng)度 尺寸 分析。查 2-3 得 13 的公差等級(jí)為：FT4 和 FT5 之間，再查表 2-4027.13 得：13 的公差等級(jí)較高； 尺寸 70.1 分析。查表 2-3 得 7 的公差等級(jí)為，F(xiàn)T2 和 FT3 之間。再查表 2-4 得：7 的公差等級(jí)極高。 尺寸 分析。查表 2-3 得 49 的公差等級(jí)為：FT3 和 FT4 之間，再查表 2-43.049 得：49 的公差等級(jí)較高； 可見(jiàn)整個(gè)產(chǎn)品尺寸公差等級(jí)較高，部分尺寸公差等級(jí)極高。最終產(chǎn)品圖如圖 2.2 所 示。 圖 2.2 帶公差的產(chǎn)品圖 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 7 2.2 沖壓件的工藝性分析 工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件 的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì) 方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì) 效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的 方法沖壓出來(lái)。 一、沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素： 1件的外形為圓形，外形簡(jiǎn)單均勻，適宜沖裁。 2件無(wú)細(xì)長(zhǎng)的旋臂與窄槽，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合沖裁。 3料為 08F 鋼，是常用的沖裁拉深材料，具有良好的沖裁性能和較好的拉深性能。 4件尺寸屬于裝配要求不是精確尺寸，可按一般精度定為加工尺寸。 5產(chǎn)批量，一般來(lái)說(shuō)，大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效 率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。 6型件的直徑尺寸要求較高，需作整形。表面粗糙度要求不大，拉濃變形量很大， 容量引起破裂，需作多次拉深或正反拉深。 7角半徑最小為 R0.5，不滿足最小圓角半徑要求。 綜上所述，此工件適宜沖裁和拉深。 二、壓件工藝分析如下： 1圖形分析形狀較簡(jiǎn)單，且左右、前后對(duì)稱，主要是拉深形狀。 2尺寸分析尺寸公差主要部份都已經(jīng)有了，其余尺寸不重要，拉深部分直徑公差 要求較高。 3材料08F ，是適合拉深的鋼，但拉深較深時(shí)，需考慮周全。 08F 鋼為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉 延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性，淬硬性及淬透性極低。 大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的 覆蓋零件和焊接構(gòu)件。 1）化學(xué)成份： 碳 C ：0.050.11 硅 Si：0.03 錳 Mn：0.250.50 硫 S ：0.035 磷 P ：0.035 鉻 Cr：0.10 鎳 Ni：0.30 銅 Cu：0.20 2）力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 b(MPa)：295MPa 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 屈服強(qiáng)度 s(MPa)：175MPa 伸長(zhǎng)率 5() ：35 斷面收縮率 () ：60 硬度 ：未熱處理，131HB 試樣尺寸：試樣尺寸為 25mm 3）熱處理規(guī)范及金相組織： 熱處理規(guī)范：正火 930，30min，空冷。 金相組織：鐵素體+極少量珠光體。 4批量60 萬(wàn)件/每年，批量不是很大。 5沖壓工序落料、拉深、整形、切邊。 6沖裁間隙 本產(chǎn)品只有落料與沖裁間隙有關(guān)，并且精度要求不高，故查表 2-5 沖裁模初始雙面 間隙（即參考文獻(xiàn)3，P20 頁(yè)，表 2-10），得雙面間隙 Z0.1320.240mm。 表 2-5 沖裁模初始雙面間隙 Z3 08、10 、15，09M n2、Q235 16Mn 45、50 65Mn材料厚度 t Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于 0.5 極小間隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.240 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.3 沖壓工藝方案的確定 經(jīng)過(guò)對(duì)沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，并在分析沖壓工藝、 沖壓次數(shù)，工藝順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。 方案一：?jiǎn)喂ば蚰?。適當(dāng)整合各沖壓工序，需要副模具，此模具經(jīng)濟(jì)，制造方便。 方案二：級(jí)進(jìn)模。本零件很大，模具很大，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度高，成本高。 由于第二種方案模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，因此選用方案一。 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 9 2.4 沖壓工藝計(jì)算 2.4.1 工件的毛坯尺寸計(jì)算 由于工件主要成型的工序是拉伸，工件的變形主要在拉深處，此工件是帶凸緣的零 件。由于材料厚度 t=1.5，先將產(chǎn)品尺寸轉(zhuǎn)化為中心層尺寸，結(jié)果如下圖所示： 圖 2.3 中心層尺寸 1.修邊余量 凸緣直徑 di=45，d=40.5，相對(duì)凸緣直徑 di/d=45/40.5=1.1 查表 2-6 有凸緣拉深件的修邊余量（即查參考文獻(xiàn)3，P116 頁(yè)，表 4-2）得： 修邊余量 =3.5mm 因此工件的外沿直徑為 di=45+23.5=52mm 故含修邊余量中心層圖形和尺寸如下圖所示。 圖 2.4 含修邊余量中心層尺寸 表 2-6 有凸緣拉深件的修邊余量 3 拉深相對(duì)高度 di/d（或 Bi/B）凸緣直徑 di（或 Bi） 1.5 1.52.0 2.02.5 2.53.0 25 1.8 1.6 1.4 1.2 2550 2.5 2.0 1.8 1.6 50100 3.5 3.0 2.5 2.2 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2.毛坯尺寸計(jì)算 由于工件是凸字型回轉(zhuǎn)體形狀，因此工件展開(kāi)后是一個(gè)圓形片，可以直接計(jì)算工件 的實(shí)際尺寸，利用拉深前后體積不變的原則，采用三維軟件計(jì)算可得毛坯直徑： D=102.11mm 值得注意的是，在確定復(fù)雜拉深件的毛坯尺寸和形狀時(shí)，由于實(shí)際情況比較復(fù)雜， 影響因素很多，如板材的厚度變化、模具的間距大小、模具的尺寸公差等，所以一般是 線根據(jù)上述公式進(jìn)行初步計(jì)算，然后在通過(guò)試驗(yàn)加以修正確定，由于條件有限不能通過(guò) 試驗(yàn)進(jìn)行修正，根據(jù)拉深件質(zhì)量要求材料不能變薄，毛坯只能大不能小，同時(shí)考慮拉深 回彈，需多拉一些，故毛坯直徑選為 D=102.2mm，總體積為：12305mm 3。 3.是否采用壓邊圈 t/D=1.5/102.2=1.46%，查表 2-7 采用或不采用壓邊圈的條件（即查參考文獻(xiàn)3， P121 頁(yè)，表 4-7）得，第一次拉深時(shí)采用壓邊圈，以后各次拉深，如果 t/(dn-1)1.0%或拉 深系數(shù) mn0.8，仍要用壓邊圈。 表 2-7 采用或不采用壓邊圈的條件 3 第一次拉深 以后各次拉深 拉深方法 (t/D)100 m1 (t/D)100 mn 用壓邊圈 1.5 0.6 1.0 2.0 0.6 1.5 0.8 2.4.2 工序分析 按照產(chǎn)品件的沖壓工序看，下凹部分是反拉深，通過(guò)運(yùn)用 CAD/CAM 三難軟件仿真， 初步得出沖壓工序過(guò)程，落料拉深整形切邊。 下面主要分析拉深和整形工序。 2.4.3 拉深尺寸計(jì)算 1.能否一次拉出 只需分析大直徑部分能否一次拉出，下面采用查表法。中心層尺寸如圖 2.4 所示， d=40.5，高度 h=47.5，d f=52 t/d=1.5/40.5=3.7%，d f/d=52/40.5=1.28，d/d f=40.5/52=0.78，t/D=1.46% 相對(duì)高度：h/d=47.5/40.5=1.17 總拉深系數(shù)：m=d/D=40.5/102.20.396 查表 2-8 凸緣件第一次拉深系數(shù)（即查參考文獻(xiàn)3，P136 頁(yè)，表 4-14）得，拉深極 限系數(shù)為 0.51，因本工序拉深系數(shù)為 0.396，故不能一次拉出來(lái)。 表 2-8 凸緣件第一次拉深系數(shù) 3 毛壞相對(duì)厚度(t/D100)凸緣相對(duì)直徑 df/d 0.060.2 0.20.5 0.5 1 11.5 1.5 15 1.1 0.450.52 0.500.62 0.570.70 0.600.80 0.750.90 11.3 0.400.47 0.450.53 0.500.60 0.560.72 0.650.80 1.31.5 0.350.42 0.400.48 0.450.53 0.500.63 0.580.70 1.51.8 0.290.35 0.340.39 0.370.44 0.420.53 0.480.58 綜上所述，由于拉深系數(shù)太小，高度太高，故不能一次拉出，需多次拉深。 2.第 1 次拉深計(jì)算 為保證拉深能順利進(jìn)行，第 1 次拉深計(jì)算時(shí)，不僅要考慮第 1 次拉深系數(shù)，還要考 慮第 1 次拉深的高度極限，以后各次拉深按照拉深系數(shù)逐漸增大的原則設(shè)計(jì)。 1）第 1 次拉深凹模圓角半徑的確定 查參考文獻(xiàn)3，P126，首次拉深凹模圓角半徑公式 4-26： （2-1）tdDrd)(8.01 式中： D毛坯直徑，mm； d 本道拉深后的直徑，mm； t 工件厚度，mm。 已知：D=102.2mm ，d=40.5，t=1.5， 所以 mm7.51).4021(8.0)(8.01 tdDrd 又根據(jù)表 2-10 首次拉深的凹模圓角半徑 rd（即查參考文獻(xiàn)3，P126 頁(yè)，表 4-11） 得 5m2=)t8(1dr 表 2-10 首次拉深的凹模圓角半徑 rd3 t/mm 2.01.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.1 無(wú)凸緣拉深 (47)t (58)t (69)t (710)t (813)t 有凸緣拉深 (610)t (813)t (1016)t (1218)t (1522)t 綜合考慮取 ，中心層半徑為 R10.75mm。mrd10 2）第 1 次拉深凸模圓角半徑的確定 查參考文獻(xiàn)3，P127，首次拉深凸模圓角半徑： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 （2-2）11)0.7(dprr 得： . 所以取 ，轉(zhuǎn)化為外形尺寸為 R11.5。1pr 由于產(chǎn)品底部還有一個(gè)凸臺(tái)，為了拉深順利，根據(jù)反拉深原理，首次拉深凸模頭部 采用球形，即凸模圓角半徑與凸模半徑相等。 3）按第 1 次拉深極限系數(shù)計(jì)算 第 1 次拉深后直徑為：d 1=Dm1=102.20.5153mm 第 1 次拉深高度計(jì)算 按照毛坯直徑 102.2，可計(jì)算出總體積 V=12305mm3，利用三維 CAD/CAM 軟件，依 據(jù)體積不變的原則，可計(jì)算出制件高度為：49.1mm。 查表 2-9 得，拉深相對(duì)高度極限約為 0.70，所以： h1=102.20.70=71.5449.1 因此第一次按直徑 53 拉深 49.1 的高度，是一定能實(shí)現(xiàn)的。 因此初定第 1 次拉深后制件形狀和尺寸如下圖所示。 圖 2.5 第 1 次拉深件中心層尺寸 3.大直徑部分以后各次拉深計(jì)算 拉深次數(shù)和各次拉深系數(shù)確定 按上述分析第 1 次拉深系數(shù)為：m 1=53/102.20.52 已知 t/D=1.46%，查表 2-11 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值（即 查參考文獻(xiàn)4 ，P74 頁(yè)，表 2-23 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值）， 近似得：m 2=0.75，m 3=0.78，m 4=0.80。 表 2-11 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值 4 材料的相對(duì)厚度 t/D100 拉深系數(shù) 2.01.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 m2 0.73 0.75 0.76 0.78 0.80 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 13 m3 0.75 0.78 0.79 0.80 0.82 m4 0.78 0.80 0.82 0.83 0.84 所以：d 1=53 d2=m2d1=0.7553=39.75m 總 ，故不能一次拉出。 查表 2-11 得以后各次拉深系數(shù)近似為：m 2=0.70， m3=0.73，m 4=0.78。 所以：d 1=m1dt=0.3140.512.6mm d2=m2d1=0.7012.6=8.8251.5 1.1 0.59 0.57 0.55 0.53 0.50 1.11.3 0.55 0.54 0.53 0.51 0.49 1.31.5 0.52 0.51 0.50 0.49 0.47 1.51.8 0.48 0.48 0.47 0.46 0.45 1.82.0 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42 2.02.2 0.42 0.42 0.42 0.41 0.40 2.22.5 0.38 0.38 0.38 0.38 0.37 2.52.8 0.35 0.35 0.34 0.34 0.33 2.83.0 0.33 0.33 0.32 0.32 0.31 各次拉深凸、凹是圓角半徑確定 首次拉深凹模圓角半徑為： mtdDrd 5.1)65.40(8.)(8.01 第 2 次拉深凹模圓角半徑為： ，取 3mm3).6(1ddrr 因此第 1 次拉深凸模圓角半徑為：4mm，第 2 次拉深凸模圓角半徑為：2.5mm。 按所有拉深次數(shù)排序?yàn)椋?第 3 次拉深尺寸：拉深系數(shù) 0.395，拉深后直徑為 16，凸模圓角 R4，凹模圓角 R5。 第 4 次拉深尺寸：拉深系數(shù) 0.72，拉深后直徑為 11.5，凸模圓角 R2.5，凹模圓角 R4。 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 15 計(jì)算各次拉深件尺寸 第 3 次拉深計(jì)算。利用三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，在總體積（12305mm 3）不變 的原則下，計(jì)算拉深后的尺寸。計(jì)算出拉深高度為：8.1，此時(shí)制件中心層尺寸如下圖所 示。 圖 2.7 第 3 次拉深件中心層尺寸 第 4 次拉深計(jì)算。利用三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算，在總體積（12305mm 3）不變 的原則下，計(jì)算拉深后的尺寸。計(jì)算出拉深高度為：9.3，此時(shí)制件中心層尺寸如下圖所 示。 圖 2.8 第 4 次拉深件中心層尺寸 2.4.5 整形 由于第 2 次和第 4 次拉深后各圓角半徑達(dá)不到最終尺寸要求，故必須通過(guò)整形才能 實(shí)現(xiàn)，因此在最后必須增加一次整形，如果在實(shí)際操作中還不能達(dá)到要求可以分二次進(jìn) 行整形，這樣一定能達(dá)到圓角尺寸要求。整形后中心尺寸如下圖所示。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 2.9 整形后中心層尺寸 2.4.5 工序匯總 根據(jù)以上分析，可以總結(jié)出各工序順序?yàn)椋?落料第 1 次拉深第 2 次拉深第 3 次拉深第 4 次拉深整形切邊。 2.4.6 各工序尺寸公差的確定 落料的大小直接影響拉深件的修邊余量，因此必須要有公差要求，第 1 次拉深到第 4 次拉深僅是中間過(guò)程基本不需設(shè)置公差，僅第 2 和第 4 次拉深的直徑是產(chǎn)品件的公差， 也不需另行確定，整形也已經(jīng)有公差要求，切邊尺寸已確定公差，下面主要確定落料直 徑的公差和未注公差尺寸的公差。 根據(jù)落料直徑 102.2，對(duì)照參考文獻(xiàn)2，P1P2，它屬于未注公差沖裁件線性尺 寸，查表 2-1，公差等級(jí)取 m 級(jí)，可得尺寸 102.2 的偏差為0.55，由于 102.2 是最 小尺寸，故最終尺寸為： 。5.021 2.5 產(chǎn)品所需模具 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，適當(dāng)將各工序組合，可以節(jié)省模具數(shù)量及生產(chǎn)制造成本， 主有一處工序組合，落料和第 1 次拉深組合，結(jié)果共有 5 副模具，各副模具制品尺寸和 形狀分別如下： 模具 1：落料拉深復(fù)合模。落料尺寸 1.5mm，第一次拉深后產(chǎn)品尺寸m5.02 和形狀如下圖所示。 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 17 （a ）中心層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸 圖 2.10 第 1 次拉深件 模具 2：第 2 次拉深模具，產(chǎn)品尺寸和形狀如下圖所示。 （a ）中心層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸 圖 2.11 第 2 次拉深件 模具 3：第 3 次拉深模具，產(chǎn)品尺寸和形狀如下圖所示。 （a ）中心層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸 圖 2.12 第 3 次拉深件 模具 4：第 4 次拉深模具，產(chǎn)品尺寸和形狀如下圖所示。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 （a ）中心層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸 圖 2.13 第 4 次拉深件 模具 5：整形模具，產(chǎn)品尺寸和形狀如下圖所示。 （a ）中心層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸 圖 2.14 整形后產(chǎn)品件 模具 6：切邊模具，產(chǎn)品尺寸和形狀如下圖所示。 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 19 （a ）中心層尺寸 （b）產(chǎn)品尺寸 圖 2.15 切邊后產(chǎn)品件 本課題研究前第一副模具和最后一副模具，即模具 1：落料拉深復(fù)合模和模具 6 切邊 模，以下所有計(jì)算和設(shè)計(jì)僅做這兩副模具。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 3 落料拉深模設(shè)計(jì) 3.1 模具結(jié)構(gòu) 落料凹模裝在下模上，落料凸模（確切說(shuō)是凸凹模）裝在上模部份，拉深凹模（即 凸凹模）裝在上模部份，拉深凸模裝在下模部份。卸料采用剛性卸料結(jié)構(gòu)，工件采用推 件塊剛性推出，推出機(jī)構(gòu)裝在上模部份，壓邊裝置裝在下模部份，采用彈性（彈簧）結(jié) 構(gòu)，同時(shí)也起向上推件作用。條料采用手動(dòng)送料裝置。本模具結(jié)構(gòu)圖如圖 3.1 所示。 圖 3.1 落料拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu) 3.2 確定其搭邊值 考慮到成型范圍，應(yīng)考慮以下因素： 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 21 1材料的機(jī)械性能：軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。 2沖件的形狀尺寸：沖件的形狀復(fù)雜或尺寸較大時(shí)，搭邊值大一些。 3材料的厚度：厚材料的搭邊值要大一些。 4材料及擋料方式：用手工送料，無(wú)側(cè)壓裝置的。 5卸料方式：剛性卸料。 6材料為：08F ，產(chǎn)品形狀是圓形。 綜上所述，查表 3-1 搭邊值 a 和 a1（即查參考文獻(xiàn)3，P31 頁(yè)，表 2-16 搭邊值 a 和 a1），確定其搭邊值為： 兩工件間的搭邊值：a 1=1.5mm 工件側(cè)面搭邊值：a=2mm 表 3.1 搭邊值 a 和 a1 3 手工送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 自動(dòng)送料 材料厚度 a a1 a a1 a a1 a a1 8 7 6 8 7 9 8 8 7 3.3 確定排樣圖 在沖壓零件中，材料費(fèi)用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材 料的利用率是一個(gè)重要問(wèn)題，必須認(rèn)真計(jì)算，確保排樣相對(duì)合理，以達(dá)到較好的材料利 用率。 排樣方法可分為三種： 1有廢料排樣 2少?gòu)U料樣 3無(wú)廢料排樣 少?gòu)U料排樣的材料利用率也可達(dá) 70%90%。但采用少、無(wú)廢料排樣時(shí)也存在一些缺 點(diǎn)，就是由于條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定們所產(chǎn)生的誤差，使工作的質(zhì)量和精度 較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質(zhì)量模具壽命。 根據(jù)工件的形狀和批量，對(duì)模壽命有一定要求，故采用有廢料排樣方法。 排樣時(shí)工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償 定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使條料有一定的剛度，便于送進(jìn)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 本產(chǎn)品外形是圓形，第一副模具是落料拉深復(fù)合模，只需考慮落料的排樣，故采用 單排直排方式。由于料厚為 1.5mm，落料外形尺寸也較大，每根條料比較重，故采用手 動(dòng)前后送料方式送料。 落料尺寸為 。5.0 21 送料步距： A=Dmax+2a1 （3-1） Dmax 為工件最大尺寸，故 Dmax=102.75mm A=Dmax+2a1=102.75+1.5=104.25104.3mm 條料寬度（剛性卸料有導(dǎo)向無(wú)側(cè)壓）： （3-2）0-maxZ)2+(B 其中：a2， 0.7mm，查表 3-2 條料寬度偏差 （即查參考文獻(xiàn)3，P31 頁(yè)， 表 2-17 條料寬度偏差 ） Z=1，查表 3-3 條料與導(dǎo)料板之間的間隙（即查參考文獻(xiàn)3，P32 頁(yè)，表 2-18 條料與導(dǎo)料板之間的最小間隙 Zmin） B=Dmax+2a+Z=102.75+22+1=107.75 mm0 7.81 表 3-2 條料寬度偏差 3 條料厚度 t 條料寬度 B 0.5 0.5 1 12 23 35 20 0.05 0.08 0.10 2030 0.08 0.10 0.15 3050 0.10 0.15 0.20 50 0.4 0.5 0.7 0.9 50100 0.5 0.6 0.8 1.0 100150 0.6 0.7 0.9 1.1 150200 0.7 0.8 1.0 1.2 200300 0.8 0.9 1.1 1.3 表 3-3 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Zmin3 無(wú)側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度 B 條料寬度 B材料厚度 t 100 以下 100200 200300 100 以下 100 以上 約 1 0.5 0.5 1 0.5 0.8 15 0.5 1 1 0.5 0.8 導(dǎo)料板間距離： 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 23 （3-3）ZB0 B0（ 107.8+1）=108.8 因此實(shí)際條料最小寬度為 107.1mm，最大寬度為 107.8mm，送料步距為：104.3mm。 按這樣計(jì)算，工件間最小搭邊為 1.55mm，側(cè)邊最小搭邊為 2.025mm，側(cè)邊最大搭邊為 2.525mm，完全符合搭邊要求。排樣圖如圖 3.2 所示。 圖 3.2 排樣圖 3.4 材料利用率計(jì)算 在沖壓零件中，材料利用率是非常重要的，較高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一。 由于本產(chǎn)品采用復(fù)合工序的單副模具生產(chǎn)，送料采用手動(dòng)送料，因此可以假設(shè)原材 料為條料，查參考文獻(xiàn)6 ，P1-13 頁(yè)，表 2-7 冷軋鋼板的規(guī)定（GB/T 7082006），及結(jié) 合目前市場(chǎng)，故采用尺寸為：寬 1000mm，長(zhǎng) 2500mm，厚 1.5mm 的板料。 材料利用率： （3-4）%10Sn 其中：板材總面積 S0=10002500=2500000mm2 S7655mm 2 本模具實(shí)際產(chǎn)品面積，采用計(jì)算機(jī)計(jì)算。 條料寬度 107.5mm，送料步距 104.3mm。 由于原材料是板料，剪板時(shí)有兩種裁剪方法，即裁長(zhǎng)邊和裁短邊。 1裁長(zhǎng)邊 2500/107.8=23.2，共能裁： 23 條 1000/104.3=9.6，每條能裁 9 個(gè) 共計(jì)：239=207 個(gè) 2裁短邊 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 1000/107.8=9.3，共能裁： 9 條 2500/104.3=23.97，每條能裁 23 個(gè) 共計(jì)：923=207 個(gè) 可見(jiàn)在裁短邊、裁長(zhǎng)邊結(jié)果是一樣的，相對(duì)比較還是裁短邊能留下更大的余料，故 還是采用第 2 種裁剪方法。 故材料利用率 %4.63102576%10Sn 材料利用率大于 60%，排樣符合要求。 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 本模具有 2 個(gè)工序組成，落料和拉深，下面分兩個(gè)部分分別計(jì)算。產(chǎn)品圖見(jiàn)圖 2.10 所示。 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定 1計(jì)算原則 本產(chǎn)品外形是圓形，屬于落料工序，因此計(jì)算原則以凹模為基準(zhǔn)。 由于形狀簡(jiǎn)單，僅是圓柱類形狀，故采用凸、凹分別加工方法來(lái)制造，并進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)算。 2凸、凹模制造公差 工件尺寸為 ，由于此尺寸為落料尺寸，轉(zhuǎn)化為下偏差尺寸為：m5.02105.71 查表 3-4 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差（即查參考文獻(xiàn)3， P22 頁(yè)，表 2-11），得： 凸模偏差 p=0.025mm 凹模偏差 d=0.035mm 表 3-4 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差 3 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 18 0.020 0.020 180260 0.030 0.045 1830 0.020 0.025 260360 0.035 0.050 3080 0.020 0.030 360500 0.040 0.060 80120 0.025 0.035 500 0.050 0.070 120180 0.030 0.040 已知沖裁雙面間隙 Zmin=0.132，Z max=0.240，Z max-Zmin=0.108mm 因此： p+ d=0.025+0.035=0.060Zmax-Zmin 所以：凸、凹公差不需調(diào)整。 3落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 啟動(dòng)電機(jī)殼體冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 25 查參考文獻(xiàn)3，P37 頁(yè)，落料公式 2-8、公式 2-9，得公式如下： （3-5）dDd0max)(凹 模 （3-6）inppZ凸 模 式中 Dmax=102.75，=0.55，Z min=0.132 根據(jù) t=1.5mm，圓形件，工件公差 0.55，查表 3-5 磨損系數(shù) （即查參考文獻(xiàn)3， P22 頁(yè)，表 2-12），得： =0.5 所以 035. 035. 4712).75.102( dD05.025.4p 表 3-5 磨損系數(shù) 3 非圓形工件 圓形工件 1 0.75 0.5 0.75 0.5材料厚度 t/mm 工件公差/mm 1 0.16 0.170.35 0.36 0.16 0.16 12 0.20 0.210.41 0.42 0.20 0.20 24 0.24 0.250.44 0.50 0.24 0.24 4 0.30 0.310.59 0.60 0.30 0.30 3.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 1拉深凸、凹模間隙 此產(chǎn)品主體部分需 2 次拉深，材料厚度 t=1.5mm，采用壓邊圈，查表 3-6 有壓邊圈 時(shí)的單邊間隙值 C（即查參考文獻(xiàn)3，P125 頁(yè)，表 4-10），得各次拉深的單面間隙 C： 第 1 次拉深：C=1.1t=1.65mm（這是本課題研究的第一副模具參數(shù)） 第 2 次拉深：C=1.05t=1.575mm1.58mm 表 3-6 有壓邊圈時(shí)的單邊間隙值 3 總拉深次數(shù) 1 2 3 4 5 拉深工序 1 1 2 1 2 3 1、2 3 4 1、2、3 4 5 凸、凹模之間的單邊間隙 11.1t 1.1t