326 張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模
326 張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模,張力,盤落料,沖孔,復(fù)合
張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計第一章 緒 論1.1 沖模概述1.1.1 沖模的概念、作用及其特點所謂沖壓成形就是利用安裝在壓力機上的模具，使板料或帶料產(chǎn)生 分離或塑性變形，從而獲得具有一定尺寸、形狀和力學(xué)性能的產(chǎn)品或半成品的塑性加工方法。由于沖壓通常在常溫下進(jìn)行，因此常被稱為冷沖壓。在沖壓加工過程中，將毛坯材料加工成沖壓件的一種特殊工藝裝備，被稱為沖壓模具（或稱沖模、冷沖模） 。故此，冷沖壓具有一下特點：(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。1.1.2 沖模結(jié)構(gòu)組成對于一套沖模而言，無論其結(jié)構(gòu)形式如何，一般都是由固定部分和活動部分兩大塊組成。通常，固定部分用壓鐵、螺栓等緊固零件固定在壓力機的工作張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計臺上，稱為下模；而活動部分一般固定在壓力機的滑塊上，稱為上模。上模隨著壓力機的滑塊按照一定的運動規(guī)律做周期性的往復(fù)直線運動，從而完成沖壓加工。一套沖模根據(jù)其復(fù)雜程度不同，一般都由幾個、幾十個甚至更多的零件組成。但無論其結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度如何，大多都可以將模具零件分為工作零件、定位零件、卸料和推料零件、導(dǎo)向零件、安裝和固定零件等五種類型。當(dāng)然，并不是所有的沖模都必須具備上述五部分零件。對于試制或小批量生產(chǎn)的情況，位了縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約成本，可把沖模簡化成只有工作部分零件如凸模、凹模和幾個固定部分零件即可；而對于大批量的連續(xù)生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率和保證沖壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行，還應(yīng)增加自動送料裝置等。1.1.3 沖模分類沖模的結(jié)構(gòu)形式和分類方式多種多樣，可以分別根據(jù)沖模的工藝特點、沖模工序的組合方式和組合程度、沖模的結(jié)構(gòu)形式、凸（凹）模的材料等進(jìn)行分類。（1） 根據(jù)沖模的工藝特點，可將沖模分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模、翻邊模等。（2） 根據(jù)沖模工序的組合方式和組合程度，可將沖模分為單工序模、復(fù)合模和連續(xù)模等。（3） 根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類。按上、下模的導(dǎo)向方式，可分為無導(dǎo)向模、導(dǎo)柱模和導(dǎo)板模等；按卸料裝置的形式，可分為固定卸料板沖模和彈性卸料板沖模；按擋料形式，可分為固定擋料銷沖模、活動擋料銷沖模、導(dǎo)正銷沖模和側(cè)刃定距沖模等。（4） 根據(jù)沖模工作部分的材料，可將沖模分為普通沖模、硬質(zhì)合金模、鋼結(jié)硬質(zhì)合金模、鋼帶沖模、橡皮沖模和聚氨酯沖模等。1.2 沖模技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展分析1.2.1 沖模設(shè)計與制造水平?jīng)_模設(shè)計是一項技術(shù)性很強的工作，設(shè)計過程是一個創(chuàng)造性的工作過程，設(shè)計包括合理的模具結(jié)構(gòu)的選擇和各部分的詳細(xì)設(shè)計，要依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，充分考慮毛坯的定位、出件、廢料排除等問題，模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素以及可供選用的沖壓設(shè)備。沖模的制造更是受到來自軟件的、硬的兩方面因素的影響。所謂軟的因素就是指參與模具制造有關(guān)的技術(shù)人員和加工人員，而硬的因素則是指與模具制造緊密聯(lián)系的加工裝備的水平以及各種環(huán)境因素等。20 世紀(jì) 80 年代以來，我國沖模的設(shè)計與制造能力經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在現(xiàn)代信息、計算機技術(shù)的支撐下，已具有了相當(dāng)高的水平，然而與國際先進(jìn)水平相比仍有教大差距。目前，應(yīng)該進(jìn)一步提高和改進(jìn)的方面包括：加大力度發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具；進(jìn)一步發(fā)展多工位級進(jìn)模和多功能模具；開發(fā)和利用先進(jìn)的沖模加工方式和裝備；大力培養(yǎng)沖模設(shè)計和制造的高級專門人才；進(jìn)一步改進(jìn)管理水平，提高組織實施能力，包括建立信息化平臺等；深張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計入研究與沖模制造有關(guān)的技術(shù)，包括新材料的開發(fā)、表面處理新技術(shù)的應(yīng)用等。1.2.2 沖模 CAD/CAM 技術(shù)近幾十年來，計算機技術(shù)、機械設(shè)計與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機結(jié)合，形成了計算機輔助設(shè)計與計算機輔助制造（CAD/CAM）這一新技術(shù)，而且一直在不斷的發(fā)展和提高。CAD/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高技術(shù)、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計算機對沖壓產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)成本等進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。沖模 CAD/CAM 技術(shù)能顯著縮短沖模設(shè)計及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，這已稱為人們的共識。我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 30 多年的歷史。在“八五” 、 “九五” 、“十五”期間，國內(nèi)幾乎所有的模具企業(yè)已推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的商業(yè)化 CAD/CAM 系統(tǒng)。隨著功能強大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程(CE)的模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)正成為模具行業(yè)的重點發(fā)展方向，它能實現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計，實現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設(shè)計、制造、分析（CAD/CAM/CAE）一體化。然而，目前的模具 CAD 技術(shù)大多停留在計算機輔助繪圖的層面上，如何實現(xiàn)真正意義上的計算機輔助設(shè)計、實現(xiàn) CAD/CAM/CAE 技術(shù)的一體化，是有關(guān)人員應(yīng)該密切關(guān)注和深入研究的重點。1.2.3 沖模專業(yè)化程度模具專業(yè)化包含有多層意思：模具生產(chǎn)獨立于其他產(chǎn)品生產(chǎn)，作為專業(yè)模具生產(chǎn)廠家生產(chǎn)模具外供；按模具種類劃分，專門從事某一類模具生產(chǎn)，如沖模制造企業(yè)等；在某一類模具中，按其服務(wù)對象或模具工藝及尺寸大小，選取該模具中的某種模具進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，如汽車覆蓋件模具、多工位級進(jìn)模具、精沖模具生產(chǎn)等；專業(yè)生產(chǎn)模具中的某一些零件供給模具生產(chǎn)企業(yè)，如模架、沖頭、彈性元件生產(chǎn)企業(yè)等；按工序開展專業(yè)化協(xié)作，如我國江浙一帶某些進(jìn)行模具生產(chǎn)的民營企業(yè)，它們專業(yè)化程度高、分工細(xì)、投資少、合作靈活、見效快。相比國外先進(jìn)水平，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)自配比例一般位 30%，我國沖模自產(chǎn)自配比例為 60%，這就對沖模專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響。1.3 模具標(biāo)準(zhǔn)化1.3.1 模具標(biāo)準(zhǔn)化的意義由于沖壓生產(chǎn)的高效率以及沖壓產(chǎn)品良好的綜合力學(xué)性能，在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品中越來越多的沖壓件取代機械加工零件已是大勢所趨。要想很好地滿足日趨張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計增長的沖壓產(chǎn)品的需要，必須有高效批量的沖模生產(chǎn)方式和手段與之相適應(yīng)，這就需要沖模工業(yè)打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式，其關(guān)鍵是大力提倡和發(fā)展沖模標(biāo)準(zhǔn)化。模具的標(biāo)準(zhǔn)化是把模具的每一個零部件的外形尺寸和各零件的裝配尺寸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，制定出在模具設(shè)計與制造中應(yīng)遵循和應(yīng)用的一系列技術(shù)規(guī)范與基準(zhǔn)。例如：除對模架中各零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化以外，對凸模、凹模、墊板、凸（凹）模固定板、卸料板、頂件裝置等其他零部件的外形尺寸和模具安裝螺孔、銷孔的位置尺寸與模架一起進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。而且，各系列零部件的安裝位置尺寸也必須進(jìn)行統(tǒng)一。在新產(chǎn)品開發(fā)上，為使新產(chǎn)品更早更快地投放市場，在模具設(shè)計和制造上，模具采用標(biāo)準(zhǔn)化，就可以制造出模具的模塊，然后把舊產(chǎn)品的同一系列模具中的模塊更換下來，在做適當(dāng)加工就能很快投入使用。這就能夠在很大程度上縮短模具制造、生產(chǎn)周期，并且也可以減少產(chǎn)品的一次性投資成本。1.3.2 中國模具標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)需概況由于中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步晚、進(jìn)展慢，中國模具標(biāo)準(zhǔn)件長期以來一直是一種品種規(guī)格少、生產(chǎn)規(guī)模小、流通不暢通的狀態(tài)。即使是目前生產(chǎn)較多的模架、導(dǎo)向件、彈性元件等，也是中低檔產(chǎn)品多、中高檔產(chǎn)品少的局面。目前，冷沖模架和彈性元件已達(dá)到了很高的使用覆蓋率，然而其中的鋼板模架和精密模架的需求缺口還是比較打的。此外，模板模塊、導(dǎo)向件、標(biāo)準(zhǔn)凸凹模等模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種規(guī)格少，使用覆蓋率低，自產(chǎn)自用的多。1.3.3 沖模標(biāo)準(zhǔn)制定原則制定沖模標(biāo)準(zhǔn)時，必須使制定出的標(biāo)準(zhǔn)能全面有效地控制、保證和提高模具設(shè)計和制造質(zhì)量，最大限度地節(jié)約原材料，提高材料利用率和生產(chǎn)效率。其制定原則主要包括以下幾個方面。⑴ 保證模具產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的通用性。制定模具通用零件標(biāo)準(zhǔn)，必須保證其通用性強。⑵ 基于國家的模具標(biāo)準(zhǔn)尺寸。沖模的零、部件的主要尺寸和尺寸系列須采用國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)尺寸》 。⑶ 采納或等效采納國際通用模具標(biāo)準(zhǔn)。在制定、修定模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，采納或等效采納國際通用標(biāo)準(zhǔn)，參照或采納國際先進(jìn)的模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是我國標(biāo)準(zhǔn)化工作的一項技術(shù)政策。⑷ 參照或采納國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。制定我國模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，參照或采納國際先進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是一條重要的技術(shù)政策。⑸ 執(zhí)行和采用國家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計設(shè)計要求：張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模工件簡圖如下圖 1-1 所示。圖 1-1沖壓技術(shù)要求：工件名稱：張力盤生產(chǎn)批量：大批量材 料：Q235-A 鋼 厚度 t=0.8mm張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計第二章 沖裁模設(shè)計計算2.1 沖件工藝分析2.1.1 沖壓件的工藝分析從工件簡圖看，圖樣所示零件均未標(biāo)注公差的一般尺寸,按慣例取 IT14 級,符合一般沖壓的精度要求。圖樣零件材為 Q235 鋼板,能夠進(jìn)行一般的沖壓加工,市場上也容易得到這種材料,價格適中；外形落料的工藝性: 零件屬于中小零件,材料厚 t= 0.8mm,外形簡單,尺寸精度要求一般,因此可用沖裁落料工藝；沖孔工藝: 沖中心孔孔徑為 Ф7.4mm,三個腰形孔孔徑為Ф16 mm,Ф24mm,R2孔尺寸精度要求一般可采用沖孔工藝；該工件從變形的程度來看屬局部淺拉深起伏件。因此，在起伏過程中能否一次成形，保證工件平整且無裂紋是該工件模具設(shè)計的關(guān)鍵。2.1.2 確定工藝方案方案一：采用單工序模。即分多次對該工件進(jìn)行沖壓加工，但對工作效率有一定的影響，且該工件位大批量生產(chǎn)，故該方案排除。方案二：采用級進(jìn)模。級進(jìn)?？梢赃M(jìn)行多工序連續(xù)沖裁，甚至成形和裝配，比單工序模生產(chǎn)率高，減少模具數(shù)量。但其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。更者，該工件工序較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故此方案也不宜選用。方案三：采用復(fù)合模。對該工件應(yīng)采用復(fù)合模方可實現(xiàn)落料、沖孔、拉深等工序。經(jīng)多方論證，方案三可行，且實惠。2.2. 沖裁工藝設(shè)計計算2.2.1 凸、凹模間隙值的確定沖裁凸模和凹模之間的間隙，不僅對沖裁件的質(zhì)量有極重要的影響，而且還影響模具壽命、沖裁力、卸料力和推件力等。因此，間隙是一個非常重要的工藝參數(shù)。由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，常用查表法來確定間隙值。有關(guān)間張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計隙值的數(shù)值，可在一般沖壓手冊中查到。查《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 3-5，得：， min0.72z?0.14maxz?2.2.2 排樣設(shè)計沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。排樣正確與否將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命等。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種：（1） 有廢料排樣 沿沖件全部外行沖裁，在沖件周邊都留有撘邊。（2） 少廢料排樣 沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有撘邊。（3） 無廢料排樣 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無任何撘邊。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。本沖裁件為中心對稱圖行，采用有廢料排樣，如下圖 2-1 所示：圖 2-1毛坯尺寸的計算 由于該沖裁件板料厚度小于 1mm,故可按外形尺寸來計算其毛坯尺寸。查《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 5-4，得毛坯計算公式：2423.4DdHrd???代入數(shù)據(jù)得： 20.510??=47.5 mm從《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 5-3 查得拉深的修邊余量 =2.0mm。R?張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計則毛坯的直徑 D=47.5mm+2x2.0mm=51.5mm, 故取 D=50 mm有廢料排樣的撘邊值可從《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 3-14 查得:工件間撘邊 ， 側(cè)邊撘邊值 1.0am? 1.2am?則： 條料寬 525.4ba??條料步距 1h沖裁單件材料的利用率按下式計算，即：A=0%bh??=73.43%214D??2.2.3 凸、凹模刃口尺寸的確定對于該工件均為未注公差，可按 IT14 計算，雙面間隙上面已查得。（1） 落料刃口尺寸計算 的凸、凹模的制造公差由表 2-1 查得：0.625m??, 0.3A??0.2T??表 2-1 規(guī)則形狀（圓形、方行）沖裁時凸模、凹模的制造偏差（mm）基本尺寸凸模偏差 T?凹模偏差 A?18?>18~30>30~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500>5000.0200.0200.0200.0250.0300.0300.0350.0400.0500.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0600.070由于 ， 故采用凸模與凹模配合加工方法。因數(shù)由表minTAaxZ????2-2 查得，x=0.5 。 則：??0AADx?????張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計??0.350.62????.3049m?按凹模尺寸配制，其雙面間隙為 0.072~0.104mm 。 TD 0.2496TDm??表 2-2 系 數(shù) x非 圓 形 圓 形1 0.75 0.5 0.75 0.5料厚 tmm11~22~4>40.1~0.5>0.5~2.5>2.5~6.5>6.50.065~0.0750.045~0.0550.04~0.050.03~0.040.02~0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計鋁、鋁合金純銅、黃銅0.025~0.080.02~0.060.03~0.070.03~0.09注：卸料力系數(shù) 在沖多孔，大撘邊和輪廓復(fù)雜制件時取上限值。XK⑸ 拉深力計算 由于該零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形計算，按下式： labFKdt???式中 ---------拉深力（N） ；laFd------------拉深件的直徑，d=30mm;t-------------板材厚度；----------材料的強度極限（Mpa）,查《機械工程材料》得b?；380bMPa?K------------修正因數(shù)。拉深系數(shù) 0.6dmD?故拉深力可得出為： .931483laF??=26.63 KN⑹ 壓邊力 壓邊力計算公式為： QAp?式中 A--------壓邊圈面積，p---------單位壓邊力，可查表得。則壓邊力為 1390.24.17QFKN?故總壓力為以上個力之和。 8.5zong?⑺ 根據(jù)總沖壓力選則沖壓設(shè)備 對于淺拉深可按 ，估算公稱壓力來選取壓力機。由(1.6~)yazongF?《機械模具設(shè)計大典》得其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：160KN滑塊行程：55mm最大閉合高度：220mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm工作臺尺寸：300mmX450mm模柄孔尺寸：Ф45mmX60mm張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計2.3 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計參考《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ，化學(xué)工業(yè)出版社)2.3.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模（即沖頭）是以外形為工作表面的零件，是沖模中直接成形沖壓件（或進(jìn)行分離）的凸形工作零件。其結(jié)構(gòu)主要包含兩部分，即凸模的工作部分與凸模的安裝部分。① 圓孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn) A 型圓凸模。其結(jié)構(gòu)形式參見下圖 2-5 所示，各部分的參數(shù)取值查表 4-2（《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ）可得。其凸模標(biāo)記為“AⅡ Cr12” 。7.5834/057.19JBT??圖 2-5②腰形孔凸模為三個非圓形凸模，故可選用低熔點合金澆注固定直通式?？梢院喕鼓９潭ò寮庸すに嚕阌谠谘b配時保證凸模與凹模的正確配合。此時，凸模固定板上安裝凸模的孔的尺寸較凸模大，留有一定的間隙，以便充填粘結(jié)劑。為了粘結(jié)的牢靠，在凸模的固定端或固定板相應(yīng)的孔上，應(yīng)開設(shè)一定的槽形。常用的粘結(jié)劑有低熔點合金、環(huán)氧樹脂、無機粘結(jié)劑等，各種粘結(jié)劑均有一定的配方，也可在市場上直接買到。其結(jié)構(gòu)如圖 2-6 所示：張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-6③落料凸模，其尺寸較大，為節(jié)約貴重模具鋼，減少鍛造，熱處理和機械加工的困難，因而采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。2.3.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計⑴ 落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計落料凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，各部分結(jié)構(gòu)尺寸計算如下：凹模厚度 H（不小于 8）Hks?垂直于送料方向的凹模寬度 B ??2.5~40SH?送料方向凹模長度 12Ls?式中 s=49.69 mm,垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離，即刃口尺寸；=49.69mm,送料方向的凹模刃壁間最大距離；1s=28mm，送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離，由表 2-5 查2得；=0.3~0.40,考慮板料厚度影響的系數(shù)，由表 2-4 查得。k將以上數(shù)據(jù)代入上式，可得：，由標(biāo)準(zhǔn)凹模參數(shù)得，H=20 mm 0.49.61.87Hm??；，取 B=100mm；??.2.5~09.6~12.9Bm??張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計，取 L=100 mm 。49.628105.69Lm????表 2-4 凹模厚度系數(shù) k材 料 厚 度 t/mms/mm ?>1~3 >3~650?>50~100>100~200>2000.30~0.400.20~0.300.15~0.200.10~0.150.35~0.500.22~0.350.18~0.220.12~0.180.45~0.600.30~0.450.22~0.300.15~0.22表 2-5 凹?？妆谥吝吘壍木嚯x 2s材 料 厚 度 t/mm材料寬度B/mm 0.8?>0.8~1.5 >1.5~3.0 >3.0~5.040?>40~50>50~70>70~90>90~120>120~150202228343840222530364245283036424852323540465255⑵ 沖孔凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計沖孔凹模采用直通式 A 型圓凹模，凹模的厚度和壁厚等，可根據(jù)沖壓件的形狀和尺寸按 JB/T8057.4-1995 中的圓凹模進(jìn)行選用。一般以 H7/m6 或 H7/r6的配合關(guān)系壓入凹模固定板，然后再通過螺釘、銷釘將凹模固定板固定在模座上。凹模的孔口部分采用直刃壁結(jié)構(gòu)形式，刃口鋒利，這種凹模主要用于沖孔。其各部分尺寸可查《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》中表 4-10 得出，結(jié)構(gòu)形式見下圖 2-7 所示。圖 2-7張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計2.3.3 沖模模板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)模座屬于板類零件，是組成模架的主要零件之一，一般都是由平面和孔系組成，用來連接及固定工作零件，使其構(gòu)成完整的模具結(jié)構(gòu)。其中，上模板是上模最上面的板類零件，工作時固定在壓力機滑塊上。而下模板是下模底面的板狀零件，工作時直接固定在壓力機工作臺面或墊板上。冷沖模架根據(jù)上、下模做所采用材料性質(zhì)的不同，可分為鑄鐵模架與鋼板模架兩種；而根據(jù)導(dǎo)向裝置中導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的摩擦性質(zhì)的不同，又可分為滑動導(dǎo)向模架與滾動導(dǎo)向模架兩大類。⑴ 模柄的選擇設(shè)計模具時，選擇模柄的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點和使用要求，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機滑塊模柄孔的直徑相一致。本套模具采用壓入式模柄，如圖 2-8 所示，它與上模座孔采用 過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)，7/6Hm使用于中、小型模具。圖 2-8⑵ 本套模具板材厚度為 t=0.8 mm, 故選用鑄鐵后側(cè)導(dǎo)柱上模座，其材料選用 HT200，各部分的結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2-4《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ，技術(shù)條件按 JB/T8070-1995 的規(guī)定。 本凹模周界 L=100 mm 、B=100 mm ，厚度選 H=25 mm 的后側(cè)導(dǎo)柱上模座的標(biāo)記為 “后側(cè)導(dǎo)柱上模座 100X100X25 GB/T2855.5”。其結(jié)構(gòu)圖如 2-9 所示：張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-9⑶ 同上⑵ ，模具板材厚度為 t=0.8 mm, 故選用鑄鐵后側(cè)導(dǎo)柱下模座，其材料選用 HT200，各部分的結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2-4《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ，技術(shù)條件按 JB/T8070-1995 的規(guī)定。 本凹模周界 L=100 mm 、B=100 mm ，厚度選 H=30 mm 的后側(cè)導(dǎo)柱下模座的標(biāo)記為“后側(cè)導(dǎo)柱下模座100X100X30 GB/T2855.5”。其結(jié)構(gòu)圖如 2-10 所示：圖 2-10張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計2.3.4 定位零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向。二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距） ，稱為送料定距。⑴ 復(fù)合模送進(jìn)導(dǎo)向的限位多采用導(dǎo)料銷。導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個，并位于條料的同一側(cè)，從又向左送料時，導(dǎo)料銷裝在后側(cè)；從前向后送料時，導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。本設(shè)計為后者。⑵ 本設(shè)計中送料定距采用固定擋料銷。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距，其缺點是銷孔離凹模刃口較近，削弱了凹模的強度。國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定擋料銷如圖 2-11 所示：圖 2-112.3.5 卸料與推件零件的設(shè)計卸料裝置可以卸下廢料，也可以卸下沖件。其結(jié)構(gòu)形式有固定的、彈壓的和廢料切刀等。本設(shè)計采用固定卸料裝置。2.3.6 導(dǎo)向零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)沖模導(dǎo)向零件屬于結(jié)構(gòu)性零件，主要用于保證凸模和凹模之間的均勻間隙。沖模導(dǎo)向零件對沖壓生產(chǎn)的影響很大，其制造和裝配精度直接影響著沖壓件的張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計精度。模具導(dǎo)向零件主要包括導(dǎo)柱導(dǎo)套（滑動式、滾動式） 、導(dǎo)板、背靠塊等。模具行業(yè)中應(yīng)用最廣的導(dǎo)向裝置為滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套。其外形為圓形，加工方便，容易裝配，導(dǎo)柱與下模座導(dǎo)柱孔、導(dǎo)套與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。導(dǎo)套長度必須保證在沖壓前導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套 10mm 以上。本套沖模選用 A 型導(dǎo)柱與導(dǎo)套，A 型導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式參考《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》圖 3-1、3-2 所示，材料選用 20 鋼，熱處理要求滲碳深度 0.8~1.2mm，硬度 58~62 HRC,技術(shù)條件按 JB/T8070-1995 的規(guī)定。其各部分尺寸查《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》中表 3-2 與表 3-3 可得。導(dǎo)柱：A20h5X130 GB/T2861.1導(dǎo)套：A32H5X65 GB/T2861.62.3.7 固定板與墊板的選用⑴ 墊板：當(dāng)沖壓件的厚度較大而外形尺寸又較小時，在沖壓成形中凸模上端面或凹模下端面對模板作用有較大的單位壓力，有時可能超過模板的允許抗壓應(yīng)力，此時就采用墊板。墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸、凹模傳遞的壓力，以降低模板所承受的單位壓力，防止模板局部破壞導(dǎo)致模具壽命的降低。沖模中最為常見的是凸模墊板，它被裝于凸模固定板與模板之間。本套模具采用矩形墊板，材料選用 45 鋼。其尺寸參數(shù)可查《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》表 7-4，結(jié)構(gòu)形式參考《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》圖 7-4 所示。⑵ 固定板（凸、凹模固定板）主要用于固定中、小型的凸模與凹模，小型的凸、凹模零件一般通過固定板間接地固定在模板上，以減少模具鋼的用量。為了保證安裝、固定牢靠，固定板必須有足夠的厚度，此厚度可以由下面的經(jīng)驗公式求出。凸模固定板 ??1~.5HD?凹模固定板 068式中 H—————————————固定板的厚度；————————————凹模高度與墊板高度之和；0D————————————凸模與固定板相配合部分的直徑。由凸模結(jié)構(gòu)尺寸知配合部分直徑 D=10mm, 故 H=10~15mm, 取 H=12 mm.由墊板和凹模高度之和 =26mm, 可得，H=15.6~20.8 mm, 取 H=20 mm.0H本套模具采用矩形固定板，材料選用 Q234 鋼。其尺寸參數(shù)可查《沖壓模具準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》表 7-2，結(jié)構(gòu)如下圖 2-12 所示。張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-122.3.8 沖模緊固零件與彈性元件的選用⑴ 在設(shè)計模具的過程中，當(dāng)需要選用緊固零件時，一般要根據(jù)此處連接的結(jié)構(gòu)特點來選擇連接方式或緊固零件的類型，并根據(jù)計算（或憑經(jīng)驗）得出所需要承受負(fù)荷的類型和大小，然后選擇所需要的緊固零件。沖模中常用螺釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計模具時按標(biāo)準(zhǔn)選用即可。螺釘用于固定模具零件，沖模中廣泛應(yīng)用的是內(nèi)六角螺釘和圓柱銷釘，其中 M6~M12 的螺釘最為常用。內(nèi)六角螺釘緊固牢靠，螺釘頭部不外露，可以保證模具外形安全美觀。內(nèi)六角圓柱頭螺釘如圖 2-13 所示，可作為卸料螺釘，也可用于凹模墊板和下模板的固定等。張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-13⑵ 彈性元件利用材料的性能和結(jié)構(gòu)特點，在工作時產(chǎn)生彈性，把機械功或動能轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃文?，或把變形能轉(zhuǎn)化為機械功或動能。本套模具選用橡膠彈簧即橡膠制造的帶孔或不帶孔的圓柱狀彈性體，模具中使用的橡膠彈簧的介質(zhì)材料主要有聚氨酯橡膠和耐油的丁腈橡膠。橡膠彈簧具有重量輕、彈性大、形狀不受限制、較高的內(nèi)阻、可吸收沖擊和高頻振動的能量、工作平穩(wěn)、噪聲小、安裝和調(diào)整方便、便于維護(hù)和保養(yǎng)等優(yōu)點。但橡膠彈簧也存在一些不足之處，如耐高溫、低溫和耐油性差，容易老化變脆，彈簧剛度受溫度等影響大，壓縮變形時要求有足夠的橫向變形空間，由于材質(zhì)不是純彈性體，屬于黏彈性材料，其力學(xué)性能比較復(fù)雜，特性曲線的非線性度大，不易精確計算彈力等，這些問題在使用中必須引起足夠重視，防止出現(xiàn)破碎、發(fā)粘、彈力不足或“脹死”等故障。橡膠彈簧彈性力的計算公式為：P=Aq式中 P-----橡膠彈簧的彈性力；A-----橡膠彈簧的橫截面積；q-----與橡膠壓縮量有關(guān)的橡膠彈簧的單位壓力，一般通過實驗獲得。① 上卸料采用橡膠作為彈性元件 按式 0(3.5~4)xH?式中 ---------------橡膠的自由高度（mm） ；0H---------------工作行程與模具修磨量（4~6mm）之和。x所以 =33.25~38mm , 則取 。??0(3.5~4).15??035Hm?由式 1089)H可計算橡膠的裝配高度 =（0.85~0.9）X35=29.75~31.5 mm, 取1=30mm。1H② 下頂塊壓邊采用橡膠作為彈性元件 采用上面①中的方法與公式，可得: 0(3.5~4)xH?=(3.5~4)(3.5+5)=29.75~34 mm取 =30mm；0=25.5~27mm1(.85~.9)H?取 =26mm。1張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計第三章 拉深模工藝與模具設(shè)計3.1 拉深模簡介及工藝計算3.1.2 拉深模概述拉深是利用拉深模使平面坯料（工序件）變成開口空心件的沖壓工序。拉深可以制成筒形、階梯形、盒形、球形、錐形及其它復(fù)雜形狀的薄壁零件，可以拉深從輪廓尺寸為幾毫米、厚度僅為 0.2mm 的小零件到輪廓尺寸達(dá) 2~3m、厚度 200~300mm 的大型零件。拉深過程中應(yīng)注意拉深凸緣部分的起皺和底面圓角部分的拉裂，設(shè)拉深的“危險斷面”.3.1.2 拉深工藝計算⑴ 零件拉深次數(shù)的確定（零件圖如下 2-14 所示）張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-14因為工件厚度 t<1mm,故可以不考慮厚度的影響。判斷能否一次拉深成形可按 3.5012hd?8.tD6730t.5dm?根據(jù)《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 5-9、表 5-10、圖 5-20 都說明工件能夠一次拉深成形。⑵ 工序件刃口尺寸 的確定0.623??拉深凸模和凹模的單邊間隙可按 Z/2=1t 計算，Z/2=0.8由于拉深工件的公差為 IT14 級，故凸、凹模的制造公差可采用 IT10 級精度，查《機械設(shè)計手冊》 （軟件版）標(biāo)準(zhǔn)公差可得： 0.84TAm??故凹模刃口尺寸可按下式計算得； ??0.75AAd????.8429?由配作加工得； ??00.847TTAdzm???張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計參考文獻(xiàn)【1】 翁其金 主編，沖壓工藝與沖模設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1999-10【2】 高軍，李熹平，修大鵬 等編著，沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2007-7【3】 譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定 編，圖學(xué)基礎(chǔ)教程，高等教育出版社，1999-10【4】 王新華，袁聯(lián)富 編，沖模結(jié)構(gòu)圖冊，機械工業(yè)出版社，2003-1【5】 孫巖，陳曉羅，熊涵 主編，機械設(shè)計課程設(shè)計，北京理工大學(xué)出版社，2007-3【6】 于永泗，齊發(fā) 主編，機械工程材料，大連理工大學(xué)出版社，2003【7】 夏巨諶，李志剛 主編，中國模具設(shè)計大典(電子版)張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計致 謝為 了 完 成 大 學(xué) 學(xué) 業(yè) 任 務(wù) ， 總 結(jié) 四 年 來 的 生 活 ， 學(xué) 習(xí) 、 工 作經(jīng) 驗 所 得 和 鞏 固 大 學(xué) 期 間 所 學(xué) 的 各 科 知 識 技 能 ， 系 統(tǒng) 地 在 實 踐中 回 顧 所 掌 握 知 識 本 領(lǐng) ， 按 照 院 系 畢 業(yè) 設(shè) 計 的 指 導(dǎo) 計 劃 ， 本 著嚴(yán) 肅 認(rèn) 真 的 學(xué) 習(xí) 態(tài) 度 ， 我 按 時 勝 利 地 完 成 了 大 學(xué) 最 后 一 個 關(guān) 鍵的 學(xué) 習(xí) 環(huán) 節(jié) — — 畢 業(yè) 設(shè) 計 。根 據(jù) 院 校 的 按 排 和 要 求 ， 在 指 導(dǎo) 老 師 吳 彥 紅 老 師 的 悉 心指 導(dǎo) 與 幫 助 下 我 全 身 心 地 投 入 到 此 次 課 題 設(shè) 計 中 ， 認(rèn) 真 地 查 找各 種 有 關(guān) 機 械 設(shè) 計 方 面 的 資 料 ， 發(fā) 揚 求 真 務(wù) 實 的 學(xué) 習(xí) 作 風(fēng) ， 以嚴(yán) 謹(jǐn) 篤 學(xué) 的 態(tài) 度 ， 獨 立 思 考 ， 保 質(zhì) 保 量 地 完 成 了 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計的 任 務(wù) 。這 次 我 設(shè) 計 的 課 題 雖 不 是 一 個 新 的 課 題 ， 但 也 沒 有 現(xiàn) 成的 版 本 供 參 考 ， 設(shè) 計 難 度 大 ， 工 作 量 大 。 這 個 課 題 的 設(shè) 計 共 歷時 一 個 月 左 右 ， 其 主 要 內(nèi) 容 包 括 工 藝 性 分 析 ， 排 樣 方 案 設(shè) 計 、零 件 的 選 材 和 模 具 零 件 的 設(shè) 計 。 它 涉 及 到 多 學(xué) 科 的 知 識 和 技 能的 綜 合 運 用 ， 它 要 應(yīng) 用 到 ： 機 械 設(shè) 計 、 工 程 材 料 、 理 論 力 學(xué) 、材 料 力 學(xué) 、 機 械 設(shè) 計 制 造 基 礎(chǔ) 、 計 算 機 輔 助 與 制 造（ CAD/CAM） 等 現(xiàn) 代 多 學(xué) 科 知 識 技 能 。 為 了 靈 活 熟 練 地 掌 握 電腦 制 圖 ， 加 強 自 身 的 電 腦 操 作 水 平 ， 本 次 設(shè) 計 的 所 有 零 件 圖 和裝 配 圖 一 律 是 在 電 腦 進(jìn) 行 的 。 這 不 但 克 服 了 原 始 徒 手 繪 圖 的 臟 、慢 、 效 率 低 、 修 改 難 等 缺 點 ， 而 且 提 高 了 制 圖 質(zhì) 量 ， 降 低 了 勞動 強 度 ， 縮 短 了 設(shè) 計 時 間 。本 課 題 設(shè) 計 主 要 參 考 了 《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 和《 模 具 的 設(shè) 計 及 制 造 》 的 基 本 原 理 ， 把 基 本 知 識 與 實 際 應(yīng) 用緊 密 結(jié) 合 起 來 ， 各 部 分 盡 可 能 用 簡 明 扼 要 的 公 式 計 算 、 概 括 性語 句 來 說 明 設(shè) 計 思 路 和 過 程 。 為 了 讓 各 位 導(dǎo) 師 及 同 學(xué) 清 楚 地 了解 我 的 設(shè) 計 和 想 法 ， 我 非 常 注 重 用 圖 形 來 表 達(dá) 思 想 。 敬 請 各 位導(dǎo) 師 審 閱 指 教 。 由 于 這 是 我 第 一 次 在 實 踐 中 搞 的 設(shè) 計 ， 設(shè) 計 過程 中 難 免 有 許 多 疏 漏 或 錯 誤 ， 懇 求 各 位 導(dǎo) 師 、 教 授 、 專 家 多 多指 教 批 正 ， 殷 切 希 望 廣 大 老 師 批 評 指 點 。 編 者 ： 王 志 剛2009 年 5 月江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書設(shè)計（論文）課 題 名 稱張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模學(xué)生姓名 王志剛 院（系） 工學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師 吳彥紅 職 稱 教授 學(xué) 歷畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：1、 能獨立擬定設(shè)計方案，提出方案的構(gòu)思以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件等方面的可行性論證報告。2、 能熟練應(yīng)用已學(xué)過的理論知識，采用工程分析計算方法或數(shù)值計算方法，正確完成設(shè)計中的計算工作。3、 能熟練掌握機械制圖的方法和技巧，并運用計算機繪圖、計算機輔助設(shè)計等，按國家標(biāo)準(zhǔn)正確地完成繪圖工作。4、 能按設(shè)計任務(wù)書的要求，編寫出設(shè)計說明書。畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：內(nèi) 容：1．參觀工廠，了解相關(guān)模具的工作原理。2．設(shè)計并繪制機器各零部件的 Pro/E 三維圖，再組裝成機器。3．確定沖模成型方案，編寫設(shè)計說明書。4．通過理論計算及校核，修改各零部件尺寸。5．參考已經(jīng)繪制的三維圖，繪制各非標(biāo)零件的零件圖，繪制裝配圖。畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃：1、調(diào)查實習(xí)、查閱文獻(xiàn)、收集資料：2008.12～2009.12、 方案選擇設(shè)計：2009.23、總體設(shè)計：2009.24、詳細(xì)計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計：2009.35、 工程圖的繪制：2009.46、編寫設(shè)計說明書：2009.47、 修改設(shè)計、準(zhǔn)備答辯：2009.5接受任務(wù)日期 2008 年 12 月 1 日 要求完成日期 2009 年 5 月 10 日學(xué) 生 簽 名 年 月 日指導(dǎo)教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計第一章 緒 論1.1 沖模概述1.1.1 沖模的概念、作用及其特點所謂沖壓成形就是利用安裝在壓力機上的模具，使板料或帶料產(chǎn)生 分離或塑性變形，從而獲得具有一定尺寸、形狀和力學(xué)性能的產(chǎn)品或半成品的塑性加工方法。由于沖壓通常在常溫下進(jìn)行，因此常被稱為冷沖壓。在沖壓加工過程中，將毛坯材料加工成沖壓件的一種特殊工藝裝備，被稱為沖壓模具（或稱沖模、冷沖模） 。故此，冷沖壓具有一下特點：(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。1.1.2 沖模結(jié)構(gòu)組成對于一套沖模而言，無論其結(jié)構(gòu)形式如何，一般都是由固定部分和活動部分兩大塊組成。通常，固定部分用壓鐵、螺栓等緊固零件固定在壓力機的工作張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計臺上，稱為下模；而活動部分一般固定在壓力機的滑塊上，稱為上模。上模隨著壓力機的滑塊按照一定的運動規(guī)律做周期性的往復(fù)直線運動，從而完成沖壓加工。一套沖模根據(jù)其復(fù)雜程度不同，一般都由幾個、幾十個甚至更多的零件組成。但無論其結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度如何，大多都可以將模具零件分為工作零件、定位零件、卸料和推料零件、導(dǎo)向零件、安裝和固定零件等五種類型。當(dāng)然，并不是所有的沖模都必須具備上述五部分零件。對于試制或小批量生產(chǎn)的情況，位了縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約成本，可把沖模簡化成只有工作部分零件如凸模、凹模和幾個固定部分零件即可；而對于大批量的連續(xù)生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率和保證沖壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行，還應(yīng)增加自動送料裝置等。1.1.3 沖模分類沖模的結(jié)構(gòu)形式和分類方式多種多樣，可以分別根據(jù)沖模的工藝特點、沖模工序的組合方式和組合程度、沖模的結(jié)構(gòu)形式、凸（凹）模的材料等進(jìn)行分類。（1） 根據(jù)沖模的工藝特點，可將沖模分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模、翻邊模等。（2） 根據(jù)沖模工序的組合方式和組合程度，可將沖模分為單工序模、復(fù)合模和連續(xù)模等。（3） 根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類。按上、下模的導(dǎo)向方式，可分為無導(dǎo)向模、導(dǎo)柱模和導(dǎo)板模等；按卸料裝置的形式，可分為固定卸料板沖模和彈性卸料板沖模；按擋料形式，可分為固定擋料銷沖模、活動擋料銷沖模、導(dǎo)正銷沖模和側(cè)刃定距沖模等。（4） 根據(jù)沖模工作部分的材料，可將沖模分為普通沖模、硬質(zhì)合金模、鋼結(jié)硬質(zhì)合金模、鋼帶沖模、橡皮沖模和聚氨酯沖模等。1.2 沖模技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展分析1.2.1 沖模設(shè)計與制造水平?jīng)_模設(shè)計是一項技術(shù)性很強的工作，設(shè)計過程是一個創(chuàng)造性的工作過程，設(shè)計包括合理的模具結(jié)構(gòu)的選擇和各部分的詳細(xì)設(shè)計，要依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，充分考慮毛坯的定位、出件、廢料排除等問題，模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素以及可供選用的沖壓設(shè)備。沖模的制造更是受到來自軟件的、硬的兩方面因素的影響。所謂軟的因素就是指參與模具制造有關(guān)的技術(shù)人員和加工人員，而硬的因素則是指與模具制造緊密聯(lián)系的加工裝備的水平以及各種環(huán)境因素等。20 世紀(jì) 80 年代以來，我國沖模的設(shè)計與制造能力經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在現(xiàn)代信息、計算機技術(shù)的支撐下，已具有了相當(dāng)高的水平，然而與國際先進(jìn)水平相比仍有教大差距。目前，應(yīng)該進(jìn)一步提高和改進(jìn)的方面包括：加大力度發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具；進(jìn)一步發(fā)展多工位級進(jìn)模和多功能模具；開發(fā)和利用先進(jìn)的沖模加工方式和裝備；大力培養(yǎng)沖模設(shè)計和制造的高級專門人才；進(jìn)一步改進(jìn)管理水平，提高組織實施能力，包括建立信息化平臺等；深張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計入研究與沖模制造有關(guān)的技術(shù)，包括新材料的開發(fā)、表面處理新技術(shù)的應(yīng)用等。1.2.2 沖模 CAD/CAM 技術(shù)近幾十年來，計算機技術(shù)、機械設(shè)計與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機結(jié)合，形成了計算機輔助設(shè)計與計算機輔助制造（CAD/CAM）這一新技術(shù)，而且一直在不斷的發(fā)展和提高。CAD/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高技術(shù)、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計算機對沖壓產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)成本等進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。沖模 CAD/CAM 技術(shù)能顯著縮短沖模設(shè)計及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，這已稱為人們的共識。我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 30 多年的歷史。在“八五” 、 “九五” 、“十五”期間，國內(nèi)幾乎所有的模具企業(yè)已推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的商業(yè)化 CAD/CAM 系統(tǒng)。隨著功能強大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程(CE)的模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)正成為模具行業(yè)的重點發(fā)展方向，它能實現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計，實現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設(shè)計、制造、分析（CAD/CAM/CAE）一體化。然而，目前的模具 CAD 技術(shù)大多停留在計算機輔助繪圖的層面上，如何實現(xiàn)真正意義上的計算機輔助設(shè)計、實現(xiàn) CAD/CAM/CAE 技術(shù)的一體化，是有關(guān)人員應(yīng)該密切關(guān)注和深入研究的重點。1.2.3 沖模專業(yè)化程度模具專業(yè)化包含有多層意思：模具生產(chǎn)獨立于其他產(chǎn)品生產(chǎn)，作為專業(yè)模具生產(chǎn)廠家生產(chǎn)模具外供；按模具種類劃分，專門從事某一類模具生產(chǎn)，如沖模制造企業(yè)等；在某一類模具中，按其服務(wù)對象或模具工藝及尺寸大小，選取該模具中的某種模具進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，如汽車覆蓋件模具、多工位級進(jìn)模具、精沖模具生產(chǎn)等；專業(yè)生產(chǎn)模具中的某一些零件供給模具生產(chǎn)企業(yè)，如模架、沖頭、彈性元件生產(chǎn)企業(yè)等；按工序開展專業(yè)化協(xié)作，如我國江浙一帶某些進(jìn)行模具生產(chǎn)的民營企業(yè)，它們專業(yè)化程度高、分工細(xì)、投資少、合作靈活、見效快。相比國外先進(jìn)水平，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)自配比例一般位 30%，我國沖模自產(chǎn)自配比例為 60%，這就對沖模專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響。1.3 模具標(biāo)準(zhǔn)化1.3.1 模具標(biāo)準(zhǔn)化的意義由于沖壓生產(chǎn)的高效率以及沖壓產(chǎn)品良好的綜合力學(xué)性能，在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品中越來越多的沖壓件取代機械加工零件已是大勢所趨。要想很好地滿足日趨張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計增長的沖壓產(chǎn)品的需要，必須有高效批量的沖模生產(chǎn)方式和手段與之相適應(yīng)，這就需要沖模工業(yè)打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式，其關(guān)鍵是大力提倡和發(fā)展沖模標(biāo)準(zhǔn)化。模具的標(biāo)準(zhǔn)化是把模具的每一個零部件的外形尺寸和各零件的裝配尺寸進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，制定出在模具設(shè)計與制造中應(yīng)遵循和應(yīng)用的一系列技術(shù)規(guī)范與基準(zhǔn)。例如：除對模架中各零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化以外，對凸模、凹模、墊板、凸（凹）模固定板、卸料板、頂件裝置等其他零部件的外形尺寸和模具安裝螺孔、銷孔的位置尺寸與模架一起進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。而且，各系列零部件的安裝位置尺寸也必須進(jìn)行統(tǒng)一。在新產(chǎn)品開發(fā)上，為使新產(chǎn)品更早更快地投放市場，在模具設(shè)計和制造上，模具采用標(biāo)準(zhǔn)化，就可以制造出模具的模塊，然后把舊產(chǎn)品的同一系列模具中的模塊更換下來，在做適當(dāng)加工就能很快投入使用。這就能夠在很大程度上縮短模具制造、生產(chǎn)周期，并且也可以減少產(chǎn)品的一次性投資成本。1.3.2 中國模具標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)需概況由于中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步晚、進(jìn)展慢，中國模具標(biāo)準(zhǔn)件長期以來一直是一種品種規(guī)格少、生產(chǎn)規(guī)模小、流通不暢通的狀態(tài)。即使是目前生產(chǎn)較多的模架、導(dǎo)向件、彈性元件等，也是中低檔產(chǎn)品多、中高檔產(chǎn)品少的局面。目前，冷沖模架和彈性元件已達(dá)到了很高的使用覆蓋率，然而其中的鋼板模架和精密模架的需求缺口還是比較打的。此外，模板模塊、導(dǎo)向件、標(biāo)準(zhǔn)凸凹模等模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種規(guī)格少，使用覆蓋率低，自產(chǎn)自用的多。1.3.3 沖模標(biāo)準(zhǔn)制定原則制定沖模標(biāo)準(zhǔn)時，必須使制定出的標(biāo)準(zhǔn)能全面有效地控制、保證和提高模具設(shè)計和制造質(zhì)量，最大限度地節(jié)約原材料，提高材料利用率和生產(chǎn)效率。其制定原則主要包括以下幾個方面。⑴ 保證模具產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的通用性。制定模具通用零件標(biāo)準(zhǔn)，必須保證其通用性強。⑵ 基于國家的模具標(biāo)準(zhǔn)尺寸。沖模的零、部件的主要尺寸和尺寸系列須采用國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)尺寸》 。⑶ 采納或等效采納國際通用模具標(biāo)準(zhǔn)。在制定、修定模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，采納或等效采納國際通用標(biāo)準(zhǔn)，參照或采納國際先進(jìn)的模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是我國標(biāo)準(zhǔn)化工作的一項技術(shù)政策。⑷ 參照或采納國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。制定我國模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，參照或采納國際先進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是一條重要的技術(shù)政策。⑸ 執(zhí)行和采用國家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計設(shè)計要求：張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模工件簡圖如下圖 1-1 所示。圖 1-1沖壓技術(shù)要求：工件名稱：張力盤生產(chǎn)批量：大批量材 料：Q235-A 鋼 厚度 t=0.8mm張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計第二章 沖裁模設(shè)計計算2.1 沖件工藝分析2.1.1 沖壓件的工藝分析從工件簡圖看，圖樣所示零件均未標(biāo)注公差的一般尺寸,按慣例取 IT14 級,符合一般沖壓的精度要求。圖樣零件材為 Q235 鋼板,能夠進(jìn)行一般的沖壓加工,市場上也容易得到這種材料,價格適中；外形落料的工藝性: 零件屬于中小零件,材料厚 t= 0.8mm,外形簡單,尺寸精度要求一般,因此可用沖裁落料工藝；沖孔工藝: 沖中心孔孔徑為 Ф7.4mm,三個腰形孔孔徑為Ф16 mm,Ф24mm,R2孔尺寸精度要求一般可采用沖孔工藝；該工件從變形的程度來看屬局部淺拉深起伏件。因此，在起伏過程中能否一次成形，保證工件平整且無裂紋是該工件模具設(shè)計的關(guān)鍵。2.1.2 確定工藝方案方案一：采用單工序模。即分多次對該工件進(jìn)行沖壓加工，但對工作效率有一定的影響，且該工件位大批量生產(chǎn)，故該方案排除。方案二：采用級進(jìn)模。級進(jìn)模可以進(jìn)行多工序連續(xù)沖裁，甚至成形和裝配，比單工序模生產(chǎn)率高，減少模具數(shù)量。但其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。更者，該工件工序較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故此方案也不宜選用。方案三：采用復(fù)合模。對該工件應(yīng)采用復(fù)合模方可實現(xiàn)落料、沖孔、拉深等工序。經(jīng)多方論證，方案三可行，且實惠。2.2. 沖裁工藝設(shè)計計算2.2.1 凸、凹模間隙值的確定沖裁凸模和凹模之間的間隙，不僅對沖裁件的質(zhì)量有極重要的影響，而且還影響模具壽命、沖裁力、卸料力和推件力等。因此，間隙是一個非常重要的工藝參數(shù)。由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，常用查表法來確定間隙值。有關(guān)間張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計隙值的數(shù)值，可在一般沖壓手冊中查到。查《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 3-5，得：， min0.72z?0.14maxz?2.2.2 排樣設(shè)計沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。排樣正確與否將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命等。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種：（1） 有廢料排樣 沿沖件全部外行沖裁，在沖件周邊都留有撘邊。（2） 少廢料排樣 沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有撘邊。（3） 無廢料排樣 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無任何撘邊。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。本沖裁件為中心對稱圖行，采用有廢料排樣，如下圖 2-1 所示：圖 2-1毛坯尺寸的計算 由于該沖裁件板料厚度小于 1mm,故可按外形尺寸來計算其毛坯尺寸。查《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 5-4，得毛坯計算公式：2423.4DdHrd???代入數(shù)據(jù)得： 20.510??=47.5 mm從《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 5-3 查得拉深的修邊余量 =2.0mm。R?張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計則毛坯的直徑 D=47.5mm+2x2.0mm=51.5mm, 故取 D=50 mm有廢料排樣的撘邊值可從《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 3-14 查得:工件間撘邊 ， 側(cè)邊撘邊值 1.0am? 1.2am?則： 條料寬 525.4ba??條料步距 1h沖裁單件材料的利用率按下式計算，即：A=0%bh??=73.43%214D??2.2.3 凸、凹模刃口尺寸的確定對于該工件均為未注公差，可按 IT14 計算，雙面間隙上面已查得。（1） 落料刃口尺寸計算 的凸、凹模的制造公差由表 2-1 查得：0.625m??, 0.3A??0.2T??表 2-1 規(guī)則形狀（圓形、方行）沖裁時凸模、凹模的制造偏差（mm）基本尺寸凸模偏差 T?凹模偏差 A?18?>18~30>30~80>80~120>120~180>180~260>260~360>360~500>5000.0200.0200.0200.0250.0300.0300.0350.0400.0500.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0600.070由于 ， 故采用凸模與凹模配合加工方法。因數(shù)由表minTAaxZ????2-2 查得，x=0.5 。 則：??0AADx?????張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計??0.350.62????.3049m?按凹模尺寸配制，其雙面間隙為 0.072~0.104mm 。 TD 0.2496TDm??表 2-2 系 數(shù) x非 圓 形 圓 形1 0.75 0.5 0.75 0.5料厚 tmm11~22~4>40.1~0.5>0.5~2.5>2.5~6.5>6.50.065~0.0750.045~0.0550.04~0.050.03~0.040.02~0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計鋁、鋁合金純銅、黃銅0.025~0.080.02~0.060.03~0.070.03~0.09注：卸料力系數(shù) 在沖多孔，大撘邊和輪廓復(fù)雜制件時取上限值。XK⑸ 拉深力計算 由于該零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形計算，按下式： labFKdt???式中 ---------拉深力（N） ；laFd------------拉深件的直徑，d=30mm;t-------------板材厚度；----------材料的強度極限（Mpa）,查《機械工程材料》得b?；380bMPa?K------------修正因數(shù)。拉深系數(shù) 0.6dmD?故拉深力可得出為： .931483laF??=26.63 KN⑹ 壓邊力 壓邊力計算公式為： QAp?式中 A--------壓邊圈面積，p---------單位壓邊力，可查表得。則壓邊力為 1390.24.17QFKN?故總壓力為以上個力之和。 8.5zong?⑺ 根據(jù)總沖壓力選則沖壓設(shè)備 對于淺拉深可按 ，估算公稱壓力來選取壓力機。由(1.6~)yazongF?《機械模具設(shè)計大典》得其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：160KN滑塊行程：55mm最大閉合高度：220mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm工作臺尺寸：300mmX450mm模柄孔尺寸：Ф45mmX60mm張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計2.3 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計參考《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ，化學(xué)工業(yè)出版社)2.3.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模（即沖頭）是以外形為工作表面的零件，是沖模中直接成形沖壓件（或進(jìn)行分離）的凸形工作零件。其結(jié)構(gòu)主要包含兩部分，即凸模的工作部分與凸模的安裝部分。① 圓孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn) A 型圓凸模。其結(jié)構(gòu)形式參見下圖 2-5 所示，各部分的參數(shù)取值查表 4-2（《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ）可得。其凸模標(biāo)記為“AⅡ Cr12” 。7.5834/057.19JBT??圖 2-5②腰形孔凸模為三個非圓形凸模，故可選用低熔點合金澆注固定直通式?？梢院喕鼓９潭ò寮庸すに?，便于在裝配時保證凸模與凹模的正確配合。此時，凸模固定板上安裝凸模的孔的尺寸較凸模大，留有一定的間隙，以便充填粘結(jié)劑。為了粘結(jié)的牢靠，在凸模的固定端或固定板相應(yīng)的孔上，應(yīng)開設(shè)一定的槽形。常用的粘結(jié)劑有低熔點合金、環(huán)氧樹脂、無機粘結(jié)劑等，各種粘結(jié)劑均有一定的配方，也可在市場上直接買到。其結(jié)構(gòu)如圖 2-6 所示：張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-6③落料凸模，其尺寸較大，為節(jié)約貴重模具鋼，減少鍛造，熱處理和機械加工的困難，因而采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。2.3.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計⑴ 落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計落料凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，各部分結(jié)構(gòu)尺寸計算如下：凹模厚度 H（不小于 8）Hks?垂直于送料方向的凹模寬度 B ??2.5~40SH?送料方向凹模長度 12Ls?式中 s=49.69 mm,垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離，即刃口尺寸；=49.69mm,送料方向的凹模刃壁間最大距離；1s=28mm，送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離，由表 2-5 查2得；=0.3~0.40,考慮板料厚度影響的系數(shù)，由表 2-4 查得。k將以上數(shù)據(jù)代入上式，可得：，由標(biāo)準(zhǔn)凹模參數(shù)得，H=20 mm 0.49.61.87Hm??；，取 B=100mm；??.2.5~09.6~12.9Bm??張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計，取 L=100 mm 。49.628105.69Lm????表 2-4 凹模厚度系數(shù) k材 料 厚 度 t/mms/mm ?>1~3 >3~650?>50~100>100~200>2000.30~0.400.20~0.300.15~0.200.10~0.150.35~0.500.22~0.350.18~0.220.12~0.180.45~0.600.30~0.450.22~0.300.15~0.22表 2-5 凹?？妆谥吝吘壍木嚯x 2s材 料 厚 度 t/mm材料寬度B/mm 0.8?>0.8~1.5 >1.5~3.0 >3.0~5.040?>40~50>50~70>70~90>90~120>120~150202228343840222530364245283036424852323540465255⑵ 沖孔凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計沖孔凹模采用直通式 A 型圓凹模，凹模的厚度和壁厚等，可根據(jù)沖壓件的形狀和尺寸按 JB/T8057.4-1995 中的圓凹模進(jìn)行選用。一般以 H7/m6 或 H7/r6的配合關(guān)系壓入凹模固定板，然后再通過螺釘、銷釘將凹模固定板固定在模座上。凹模的孔口部分采用直刃壁結(jié)構(gòu)形式，刃口鋒利，這種凹模主要用于沖孔。其各部分尺寸可查《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》中表 4-10 得出，結(jié)構(gòu)形式見下圖 2-7 所示。圖 2-7張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計2.3.3 沖模模板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)模座屬于板類零件，是組成模架的主要零件之一，一般都是由平面和孔系組成，用來連接及固定工作零件，使其構(gòu)成完整的模具結(jié)構(gòu)。其中，上模板是上模最上面的板類零件，工作時固定在壓力機滑塊上。而下模板是下模底面的板狀零件，工作時直接固定在壓力機工作臺面或墊板上。冷沖模架根據(jù)上、下模做所采用材料性質(zhì)的不同，可分為鑄鐵模架與鋼板模架兩種；而根據(jù)導(dǎo)向裝置中導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的摩擦性質(zhì)的不同，又可分為滑動導(dǎo)向模架與滾動導(dǎo)向模架兩大類。⑴ 模柄的選擇設(shè)計模具時，選擇模柄的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點和使用要求，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機滑塊模柄孔的直徑相一致。本套模具采用壓入式模柄，如圖 2-8 所示，它與上模座孔采用 過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)，7/6Hm使用于中、小型模具。圖 2-8⑵ 本套模具板材厚度為 t=0.8 mm, 故選用鑄鐵后側(cè)導(dǎo)柱上模座，其材料選用 HT200，各部分的結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2-4《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ，技術(shù)條件按 JB/T8070-1995 的規(guī)定。 本凹模周界 L=100 mm 、B=100 mm ，厚度選 H=25 mm 的后側(cè)導(dǎo)柱上模座的標(biāo)記為 “后側(cè)導(dǎo)柱上模座 100X100X25 GB/T2855.5”。其結(jié)構(gòu)圖如 2-9 所示：張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-9⑶ 同上⑵ ，模具板材厚度為 t=0.8 mm, 故選用鑄鐵后側(cè)導(dǎo)柱下模座，其材料選用 HT200，各部分的結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2-4《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》 ，技術(shù)條件按 JB/T8070-1995 的規(guī)定。 本凹模周界 L=100 mm 、B=100 mm ，厚度選 H=30 mm 的后側(cè)導(dǎo)柱下模座的標(biāo)記為“后側(cè)導(dǎo)柱下模座100X100X30 GB/T2855.5”。其結(jié)構(gòu)圖如 2-10 所示：圖 2-10張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計2.3.4 定位零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向。二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距） ，稱為送料定距。⑴ 復(fù)合模送進(jìn)導(dǎo)向的限位多采用導(dǎo)料銷。導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個，并位于條料的同一側(cè)，從又向左送料時，導(dǎo)料銷裝在后側(cè)；從前向后送料時，導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。本設(shè)計為后者。⑵ 本設(shè)計中送料定距采用固定擋料銷。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距，其缺點是銷孔離凹模刃口較近，削弱了凹模的強度。國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定擋料銷如圖 2-11 所示：圖 2-112.3.5 卸料與推件零件的設(shè)計卸料裝置可以卸下廢料，也可以卸下沖件。其結(jié)構(gòu)形式有固定的、彈壓的和廢料切刀等。本設(shè)計采用固定卸料裝置。2.3.6 導(dǎo)向零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)沖模導(dǎo)向零件屬于結(jié)構(gòu)性零件，主要用于保證凸模和凹模之間的均勻間隙。沖模導(dǎo)向零件對沖壓生產(chǎn)的影響很大，其制造和裝配精度直接影響著沖壓件的張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計精度。模具導(dǎo)向零件主要包括導(dǎo)柱導(dǎo)套（滑動式、滾動式） 、導(dǎo)板、背靠塊等。模具行業(yè)中應(yīng)用最廣的導(dǎo)向裝置為滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套。其外形為圓形，加工方便，容易裝配，導(dǎo)柱與下模座導(dǎo)柱孔、導(dǎo)套與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。導(dǎo)套長度必須保證在沖壓前導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套 10mm 以上。本套沖模選用 A 型導(dǎo)柱與導(dǎo)套，A 型導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式參考《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》圖 3-1、3-2 所示，材料選用 20 鋼，熱處理要求滲碳深度 0.8~1.2mm，硬度 58~62 HRC,技術(shù)條件按 JB/T8070-1995 的規(guī)定。其各部分尺寸查《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》中表 3-2 與表 3-3 可得。導(dǎo)柱：A20h5X130 GB/T2861.1導(dǎo)套：A32H5X65 GB/T2861.62.3.7 固定板與墊板的選用⑴ 墊板：當(dāng)沖壓件的厚度較大而外形尺寸又較小時，在沖壓成形中凸模上端面或凹模下端面對模板作用有較大的單位壓力，有時可能超過模板的允許抗壓應(yīng)力，此時就采用墊板。墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸、凹模傳遞的壓力，以降低模板所承受的單位壓力，防止模板局部破壞導(dǎo)致模具壽命的降低。沖模中最為常見的是凸模墊板，它被裝于凸模固定板與模板之間。本套模具采用矩形墊板，材料選用 45 鋼。其尺寸參數(shù)可查《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》表 7-4，結(jié)構(gòu)形式參考《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》圖 7-4 所示。⑵ 固定板（凸、凹模固定板）主要用于固定中、小型的凸模與凹模，小型的凸、凹模零件一般通過固定板間接地固定在模板上，以減少模具鋼的用量。為了保證安裝、固定牢靠，固定板必須有足夠的厚度，此厚度可以由下面的經(jīng)驗公式求出。凸模固定板 ??1~.5HD?凹模固定板 068式中 H—————————————固定板的厚度；————————————凹模高度與墊板高度之和；0D————————————凸模與固定板相配合部分的直徑。由凸模結(jié)構(gòu)尺寸知配合部分直徑 D=10mm, 故 H=10~15mm, 取 H=12 mm.由墊板和凹模高度之和 =26mm, 可得，H=15.6~20.8 mm, 取 H=20 mm.0H本套模具采用矩形固定板，材料選用 Q234 鋼。其尺寸參數(shù)可查《沖壓模具準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南》表 7-2，結(jié)構(gòu)如下圖 2-12 所示。張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-122.3.8 沖模緊固零件與彈性元件的選用⑴ 在設(shè)計模具的過程中，當(dāng)需要選用緊固零件時，一般要根據(jù)此處連接的結(jié)構(gòu)特點來選擇連接方式或緊固零件的類型，并根據(jù)計算（或憑經(jīng)驗）得出所需要承受負(fù)荷的類型和大小，然后選擇所需要的緊固零件。沖模中常用螺釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計模具時按標(biāo)準(zhǔn)選用即可。螺釘用于固定模具零件，沖模中廣泛應(yīng)用的是內(nèi)六角螺釘和圓柱銷釘，其中 M6~M12 的螺釘最為常用。內(nèi)六角螺釘緊固牢靠，螺釘頭部不外露，可以保證模具外形安全美觀。內(nèi)六角圓柱頭螺釘如圖 2-13 所示，可作為卸料螺釘，也可用于凹模墊板和下模板的固定等。張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-13⑵ 彈性元件利用材料的性能和結(jié)構(gòu)特點，在工作時產(chǎn)生彈性，把機械功或動能轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃文埽虬炎冃文苻D(zhuǎn)化為機械功或動能。本套模具選用橡膠彈簧即橡膠制造的帶孔或不帶孔的圓柱狀彈性體，模具中使用的橡膠彈簧的介質(zhì)材料主要有聚氨酯橡膠和耐油的丁腈橡膠。橡膠彈簧具有重量輕、彈性大、形狀不受限制、較高的內(nèi)阻、可吸收沖擊和高頻振動的能量、工作平穩(wěn)、噪聲小、安裝和調(diào)整方便、便于維護(hù)和保養(yǎng)等優(yōu)點。但橡膠彈簧也存在一些不足之處，如耐高溫、低溫和耐油性差，容易老化變脆，彈簧剛度受溫度等影響大，壓縮變形時要求有足夠的橫向變形空間，由于材質(zhì)不是純彈性體，屬于黏彈性材料，其力學(xué)性能比較復(fù)雜，特性曲線的非線性度大，不易精確計算彈力等，這些問題在使用中必須引起足夠重視，防止出現(xiàn)破碎、發(fā)粘、彈力不足或“脹死”等故障。橡膠彈簧彈性力的計算公式為：P=Aq式中 P-----橡膠彈簧的彈性力；A-----橡膠彈簧的橫截面積；q-----與橡膠壓縮量有關(guān)的橡膠彈簧的單位壓力，一般通過實驗獲得。① 上卸料采用橡膠作為彈性元件 按式 0(3.5~4)xH?式中 ---------------橡膠的自由高度（mm） ；0H---------------工作行程與模具修磨量（4~6mm）之和。x所以 =33.25~38mm , 則取 。??0(3.5~4).15??035Hm?由式 1089)H可計算橡膠的裝配高度 =（0.85~0.9）X35=29.75~31.5 mm, 取1=30mm。1H② 下頂塊壓邊采用橡膠作為彈性元件 采用上面①中的方法與公式，可得: 0(3.5~4)xH?=(3.5~4)(3.5+5)=29.75~34 mm取 =30mm；0=25.5~27mm1(.85~.9)H?取 =26mm。1張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計第三章 拉深模工藝與模具設(shè)計3.1 拉深模簡介及工藝計算3.1.2 拉深模概述拉深是利用拉深模使平面坯料（工序件）變成開口空心件的沖壓工序。拉深可以制成筒形、階梯形、盒形、球形、錐形及其它復(fù)雜形狀的薄壁零件，可以拉深從輪廓尺寸為幾毫米、厚度僅為 0.2mm 的小零件到輪廓尺寸達(dá) 2~3m、厚度 200~300mm 的大型零件。拉深過程中應(yīng)注意拉深凸緣部分的起皺和底面圓角部分的拉裂，設(shè)拉深的“危險斷面”.3.1.2 拉深工藝計算⑴ 零件拉深次數(shù)的確定（零件圖如下 2-14 所示）張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計圖 2-14因為工件厚度 t<1mm,故可以不考慮厚度的影響。判斷能否一次拉深成形可按 3.5012hd?8.tD6730t.5dm?根據(jù)《沖壓工藝與沖模設(shè)計》中表 5-9、表 5-10、圖 5-20 都說明工件能夠一次拉深成形。⑵ 工序件刃口尺寸 的確定0.623??拉深凸模和凹模的單邊間隙可按 Z/2=1t 計算，Z/2=0.8由于拉深工件的公差為 IT14 級，故凸、凹模的制造公差可采用 IT10 級精度，查《機械設(shè)計手冊》 （軟件版）標(biāo)準(zhǔn)公差可得： 0.84TAm??故凹模刃口尺寸可按下式計算得； ??0.75AAd????.8429?由配作加工得； ??00.847TTAdzm???張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計參考文獻(xiàn)【1】 翁其金 主編，沖壓工藝與沖模設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1999-10【2】 高軍，李熹平，修大鵬 等編著，沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2007-7【3】 譚建榮，張樹有，陸國棟，施岳定 編，圖學(xué)基礎(chǔ)教程，高等教育出版社，1999-10【4】 王新華，袁聯(lián)富 編，沖模結(jié)構(gòu)圖冊，機械工業(yè)出版社，2003-1【5】 孫巖，陳曉羅，熊涵 主編，機械設(shè)計課程設(shè)計，北京理工大學(xué)出版社，2007-3【6】 于永泗，齊發(fā) 主編，機械工程材料，大連理工大學(xué)出版社，2003【7】 夏巨諶，李志剛 主編，中國模具設(shè)計大典(電子版)張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計致 謝為 了 完 成 大 學(xué) 學(xué) 業(yè) 任 務(wù) ， 總 結(jié) 四 年 來 的 生 活 ， 學(xué) 習(xí) 、 工 作經(jīng) 驗 所 得 和 鞏 固 大 學(xué) 期 間 所 學(xué) 的 各 科 知 識 技 能 ， 系 統(tǒng) 地 在 實 踐中 回 顧 所 掌 握 知 識 本 領(lǐng) ， 按 照 院 系 畢 業(yè) 設(shè) 計 的 指 導(dǎo) 計 劃 ， 本 著嚴(yán) 肅 認(rèn) 真 的 學(xué) 習(xí) 態(tài) 度 ， 我 按 時 勝 利 地 完 成 了 大 學(xué) 最 后 一 個 關(guān) 鍵的 學(xué) 習(xí) 環(huán) 節(jié) — — 畢 業(yè) 設(shè) 計 。根 據(jù) 院 校 的 按 排 和 要 求 ， 在 指 導(dǎo) 老 師 吳 彥 紅 老 師 的 悉 心指 導(dǎo) 與 幫 助 下 我 全 身 心 地 投 入 到 此 次 課 題 設(shè) 計 中 ， 認(rèn) 真 地 查 找各 種 有 關(guān) 機 械 設(shè) 計 方 面 的 資 料 ， 發(fā) 揚 求 真 務(wù) 實 的 學(xué) 習(xí) 作 風(fēng) ， 以嚴(yán) 謹(jǐn) 篤 學(xué) 的 態(tài) 度 ， 獨 立 思 考 ， 保 質(zhì) 保 量 地 完 成 了 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計張力盤落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計的 任 務(wù) 。這 次 我 設(shè) 計 的 課 題 雖 不 是 一 個 新 的 課 題 ， 但 也 沒 有 現(xiàn) 成的 版 本 供 參 考 ， 設(shè) 計 難 度 大 ， 工 作 量 大 。 這 個 課 題 的 設(shè) 計 共 歷時 一 個 月 左 右 ， 其 主 要 內(nèi) 容 包 括 工 藝 性 分 析 ， 排 樣 方 案 設(shè) 計 、零 件 的 選 材 和 模 具 零 件 的 設(shè) 計 。 它 涉 及 到 多 學(xué) 科 的 知 識 和 技 能的 綜 合 運 用 ， 它 要 應(yīng) 用 到 ： 機 械 設(shè) 計 、 工 程 材 料 、 理 論 力 學(xué) 、材 料 力 學(xué) 、 機 械 設(shè) 計 制 造 基 礎(chǔ) 、 計 算 機 輔 助 與 制 造（ CAD/CAM） 等 現(xiàn) 代 多 學(xué) 科 知 識 技 能 。 為 了 靈 活 熟 練 地 掌 握 電腦 制 圖 ， 加 強 自 身 的 電 腦 操 作 水 平 ， 本 次 設(shè) 計 的 所 有 零 件 圖 和裝 配 圖 一 律 是 在 電 腦 進(jìn) 行 的 。 這 不 但 克 服 了 原 始 徒 手 繪 圖 的 臟 、慢 、 效 率 低 、 修 改 難 等 缺 點 ， 而 且 提 高 了 制 圖 質(zhì) 量 ， 降 低 了 勞動 強 度 ， 縮 短 了 設(shè) 計 時 間 。本 課 題 設(shè) 計 主 要 參 考 了 《 沖 壓 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 》 和《 模 具 的 設(shè) 計 及 制 造 》 的 基 本 原 理 ， 把 基 本 知 識 與 實 際 應(yīng) 用緊 密 結(jié) 合 起 來 ， 各 部 分 盡 可 能 用 簡 明 扼 要 的 公 式 計 算 、 概 括 性語 句 來 說 明 設(shè) 計 思 路 和 過 程 。 為 了 讓 各 位 導(dǎo) 師 及 同 學(xué) 清 楚 地 了解 我 的 設(shè) 計 和 想 法 ， 我 非 常 注 重 用 圖 形 來 表 達(dá) 思 想 。 敬 請 各 位導(dǎo) 師 審 閱 指 教 。 由 于 這 是 我 第 一 次 在 實 踐 中 搞 的 設(shè) 計 ， 設(shè) 計 過程 中 難 免 有 許 多 疏 漏 或 錯 誤 ， 懇 求 各 位 導(dǎo) 師 、 教 授 、 專 家 多 多指 教 批 正 ， 殷 切 希 望 廣 大 老 師 批 評 指 點 。 編 者 ： 王 志 剛2009 年 5 月
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