柴油機(jī)通風(fēng)口座子模具設(shè)計(jì)

技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目 180柴油機(jī)通風(fēng)口座子模具設(shè)計(jì) 系別 機(jī)電系 專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班級 模具 班 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 日期 34 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：180柴油機(jī)通風(fēng)口座子模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：（1）模具的圖樣設(shè)計(jì)1）了解制品的工藝性；2）了解制品的生產(chǎn)批量；3）了解制品所選用的沖壓設(shè)備。（2）確定模具設(shè)計(jì)方案2）確定模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)；3）確定模具所選用的標(biāo)準(zhǔn)件類型；4）確定模具中凸凹模的尺寸；5）對沖壓機(jī)進(jìn)行沖壓力的校核；6）完成模具圖樣的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)進(jìn)度：第一周：查閱、收集資料；第二周：工件工藝分析及沖裁方案的確定；第三周：模具結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)及整體設(shè)計(jì)；第四周：模具其它零部件設(shè)計(jì)；第五周：畫裝配圖及沖裁設(shè)備的選擇；第六周：校核、修改、提交論文；第七周：論文答辯。指導(dǎo)教師（簽名）： 摘 要我設(shè)計(jì)的是一個(gè)落料拉深復(fù)合沖裁模，在本次設(shè)計(jì)中我參考了大量有關(guān)冷沖模模具設(shè)計(jì)實(shí)例等方面的資料，充分運(yùn)用了資料上所有設(shè)計(jì)模具中通用的表、手冊等，如修邊余量的確定、拉深件毛坯直徑的計(jì)算公式、盒形件用壓邊圈拉深系數(shù)、盒形件角部的第一次拉深系數(shù)等，然后再集結(jié)了自己平時(shí)所學(xué)，還有通過對零件、模具工作部分（凸凹模、拉深凸模、落料凹模）、模具裝配圖的繪制，我的繪圖功底也有了一定程度的提高。在本次設(shè)計(jì)中是針對落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)，從第一章開始，先是對沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，然后依次確定模具的類型、總體結(jié)構(gòu)，最后是沖裁力和主要尺寸的計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)件的選用、零件圖和裝配圖的繪制。本套模具的設(shè)計(jì)不是以復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)為主，而主要是對模具設(shè)計(jì)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的練習(xí)，以達(dá)到掌握知識(shí)和設(shè)計(jì)方法的目的。我覺得通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了這樣的目的：綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模具（落料拉深沖裁模）設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我獨(dú)立工作的能力。鞏固與擴(kuò)充所學(xué)有關(guān)冷沖模具設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)，通風(fēng)口座子，落料，拉深 目 錄1 沖壓工件工藝性分析及沖裁方案的確定21.1 工藝分析21.2 沖壓工藝方案的確定32. 主要設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算52.1 毛坯尺寸的確定52.2 沖壓力的計(jì)算62.3 拉深間隙的確定82.4 沖裁件的排樣92.5排樣方式設(shè)計(jì)123 工藝計(jì)算133.1凸、凹模間隙值的確定133.2凸、凹模工作部分的尺寸143.3拉深模凸、凹模圓角半徑153.4沖裁力的計(jì)算183.5拉深力和壓邊力的計(jì)算203.6計(jì)算壓力中心213.7選擇壓力機(jī)223.8 沖模的閉合高度234 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.2 凸模和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)274.3 定位零件294.4彈性卸料裝置294.5剛性推件裝置294.6 彈簧的選用294.7 導(dǎo)柱與導(dǎo)套314.8 模柄314.9模架的選取、裝配圖外形及工作原理31致 謝33參考文獻(xiàn)341 沖壓工件工藝性分析及沖裁方案的確定1.1 工藝分析零件名稱：180柴油機(jī)通風(fēng)口座子生產(chǎn)批量：大批量村料：08酸洗鋼板零件簡圖：如圖1.1所示。圖1.1柴油機(jī)通風(fēng)口座子沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。 沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料合理排樣，減少廢料。 沖裁各直線或曲線的連接處，宜有適當(dāng)?shù)膱A角。 沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應(yīng)避免過長的懸臂與窄槽。 腰圓形沖裁件，如允許圓弧半徑，則R應(yīng)大于料寬的一半，即能采用少廢料排樣；如限定圓弧半徑等于工件寬度之半，就不能采用少廢料排樣，否則會(huì)有臺(tái)肩產(chǎn)生。 沖孔時(shí)，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小。 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離，受到模具強(qiáng)度的限制，不能太小。 在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，其孔壁與工件之間的距離不能過小。為了模具壽命及生產(chǎn)效率高，成本低的情況下能得到合格的沖裁件則要使沖裁工藝性好。1.2 沖壓工藝方案的確定沖壓工藝方案的確定，可依據(jù)表1.1確定表1.1 沖壓工藝方案項(xiàng)目單工序模級進(jìn)模復(fù)合模無導(dǎo)柱有導(dǎo)柱沖壓精度低較低較高，相當(dāng)于IT10IT13。高，相當(dāng)于IT8IT11。制件平整程度不平整一般不平整，有時(shí)要校平。因壓料較好，制件平整。制件最大尺寸和材料厚度不受限制300以下厚度達(dá)6尺寸250厚度在0.16之間尺寸300厚度常在0.053沖模制造的難度程度及價(jià)格容易、價(jià)格低導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配采用先進(jìn)工藝后不難簡單形狀制件的級進(jìn)模比復(fù)合模具制造難度低，價(jià)格亦較低。形狀復(fù)雜的制件用復(fù)合模比級進(jìn)模制造難度低，相對價(jià)格低。生產(chǎn)率低較低可用自動(dòng)送料出料裝置，效率較高。工序組合后效率高使用高速?zèng)_床的可能性只能單沖不能連沖有自動(dòng)送料裝置可以連沖，但速度不能太高使用于高速?zèng)_床高達(dá)400次/分以上由于有彈性緩沖器，不宜用高速，不宜連沖。材料要求可用邊角料條料要求不嚴(yán)格條料或卷料要求嚴(yán)格除用條料外，小件可用邊角料，但生產(chǎn)率低。生產(chǎn)安全性不安全手在沖模過程區(qū)不安全比較安全手在沖模工作區(qū)不安全，要有安全裝置。沖模安裝調(diào)整與操作調(diào)整麻煩操作不便安裝、調(diào)整較容易、操作方便安裝、調(diào)整較容易，操作簡單。安裝、調(diào)整比級進(jìn)模更容易，操作簡單。分析表1.1，采用：單工序模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具才能完成，且生產(chǎn)效率低難以滿足該工件大量生產(chǎn)的要求。復(fù)合模需一副模具，生產(chǎn)率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較單工序模復(fù)雜，但由于零件的幾何零件形狀簡單對稱，模具制造并不困難。雖然級進(jìn)模也需一副模具，且生產(chǎn)率較高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，送進(jìn)料不方便，加之工件尺寸偏大。通過分析對上述三種模具的比較，該件若能一次成形，則采用復(fù)合模最佳。2. 主要設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算2.1 毛坯尺寸的確定根據(jù)毛坯尺寸的確定原則可知有兩種方法來計(jì)算毛坯的計(jì)算原則：面積相等原則：由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前后的表面積相等”來確定;形狀相似原則：拉深毛坯的形狀一般與拉深件橫截面的形狀相似，即當(dāng)零件的形狀是圓形或橢圓形時(shí)，其拉深前毛坯的展開形狀也基本上是圓形或橢圓形。根據(jù)本零件的特點(diǎn)：為簡單形狀的旋轉(zhuǎn)體，可以采用面積相等的原則來確定。先確定修邊余量：根據(jù) ,取 按如圖2.1所示。圖2.1 零件圖 2.2 沖壓力的計(jì)算 2.2.1落料力的計(jì)算落料力 式中，材料抗剪強(qiáng)度，； L沖裁周邊總長，；T材料厚度，；系數(shù)是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損；凸模與凹模間隙的波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3。當(dāng)查不出材料抗剪強(qiáng)度時(shí)，可用抗拉強(qiáng)度代替，此時(shí)。2.2.2拉深力的計(jì)算采用壓邊圈的圓筒形件式中：拉深件的直徑； 材料厚度；材料的強(qiáng)度極限； 拉深力；修正因數(shù)；2.2.3壓邊力的計(jì)算毛坯的相對厚度： 用式由表可查得無凸緣圓筒件用壓邊圈時(shí)的拉深因數(shù)，得。確定是否使用壓邊圈：如果滿足時(shí)， 上式不等式不成立 則在拉深模設(shè)計(jì)壓邊裝置。 式中：單邊壓邊力； 平板毛坯直徑； 第1n次拉深直徑；r凹-拉深凸模圓角半徑；得 2.2.4沖壓工藝總力的計(jì)算沖壓工藝總力 ： 2.3 拉深間隙的確定拉深間隙是指凸凹模橫向尺寸的差值，雙邊間隙用Z表示。間隙過小，工件質(zhì)量較好，但拉深力大工件容易拉斷，模具磨損嚴(yán)重，壽命低。間隙過大，拉深力小模具壽命提高了，但工件易起皺變厚，側(cè)壁不直，口部邊線不齊，有回彈，質(zhì)量不能保證。因此，確定間隙的原則是：既要考慮到板料公差的影響，又要考慮毛坯口部增厚現(xiàn)象，故間隙值一般應(yīng)比毛坯厚度略大一些，其值按下式計(jì)算；單面間隙： 式中：板料的最大厚度，； 板料的厚度；板料的正偏差；間隙系數(shù)，考慮到板料增厚現(xiàn)象；由表可知有壓邊圈拉深時(shí)，模具的間隙值： 2.4 沖裁件的排樣在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約和減少廢料具有重要的意義。在模具設(shè)計(jì)中，排樣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，排樣的合理與否直接影響到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具壽命等。所以排樣工作的好壞是左右沖裁經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種：一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計(jì)廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣，使工藝廢料盡量小。另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)馗淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。1.搭邊排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能出現(xiàn)“啃刀”現(xiàn)象或沖裁時(shí)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中，損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：(1)材料的力學(xué)性能硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。(2)工件的形狀與尺寸尺寸大或帶有突尖的復(fù)雜形狀時(shí)，搭邊要取得大些。(3)材料厚度薄材料的搭邊應(yīng)取得大些。(4)送料方式及擋料方式用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。由上可知 表2.1最小工藝搭邊值材料厚度t手工送料自動(dòng)送料圓形非圓形往復(fù)送料2.排樣方法常用的排樣方法有三種：(1)廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。(2)少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的存在。(3)無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。少、無廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差，模具壽命不高。但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，并且工件須具有一定的形狀，才能采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排等形式。根據(jù)本零件的特點(diǎn)，適合采用廢料直排的方式,這樣不僅使沖出的零件達(dá)到質(zhì)量要求，還可以在一定程度上提高材料的利用率。3.條料寬度的確定在排樣方式和搭邊值確定以后，就可以確定條料的寬度。 查表得條料與導(dǎo)料板的最小間隙 根據(jù)板材的標(biāo)準(zhǔn)，查板材的標(biāo)準(zhǔn)可知，宜采用750mm1000mm的冷軋鋼板，每張鋼板可以剪裁為8張條料（931000），每張鋼板可以沖出10個(gè)工件。4.材料的利用率排樣的目的在于節(jié)約原材料盡可能降低成本，利用率是衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)，一般以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率來表示，也可以用一張板料的總利用率來表示。 式中：沖裁件的面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；一個(gè)步距內(nèi)的沖件數(shù)；條料的寬度；進(jìn)距；一張板料上的沖件數(shù)；板料長度；板料的寬度。由上述公式可知：越大，材料廢料越少，材料的利用率就越高。沖裁件的面積： 步距： 一個(gè)步距材料的利用（n=1）： 每張鋼板的材料利用率： 由上述計(jì)算結(jié)果可知，裁縱的利用率遠(yuǎn)高于橫裁。所以采用縱裁。2.5排樣方式設(shè)計(jì)排樣圖是排樣設(shè)計(jì)最終的表達(dá)形式，排樣圖是編制沖壓工藝與設(shè)計(jì)模具的重要工藝文件。一張完整的模具裝配圖，在其右上角應(yīng)畫出沖裁件圖及其公差，送料步距及搭邊值。采用斜排方法排樣時(shí)，還應(yīng)注明傾斜角的大小，必要時(shí)，還可用雙點(diǎn)劃線畫出條料在送料時(shí)定位元件的位置。對有纖維方向要求的排樣圖，則應(yīng)用箭頭表示條料的級向。排樣圖如圖3.1圖3.1 排樣圖3 工藝計(jì)算3.1凸、凹模間隙值的確定3.1.1沖裁間隙的確定沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間工作部分的尺寸之間，如無特殊說明，沖裁間隙一般是指雙邊間隙。沖裁間隙對沖裁過程有很大的影響，對模具壽命也有較大影響。合理間隙值有一個(gè)相當(dāng)大的變動(dòng)范圍，約為（5%25%）t左右。取較小的間隙利于提高沖件的質(zhì)量，取較大的間隙有利于提高模具的壽命。因此，在保證沖件質(zhì)量的前提下，應(yīng)采用較大間隙。沖裁間隙的合理數(shù)值應(yīng)在設(shè)計(jì)凸模與凹模工作部分尺寸時(shí)給予保證，同時(shí)在模具裝配時(shí)必須保證間隙，沿封閉輪廓線的分布均勻，這樣才能保證取得滿意的效果。表3.1沖裁模初始雙邊間隙材料厚度 08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn0.5極小間隙（或無間隙）0.91.01.20.0720.0900.1000.1040.1260.1400.0900.1000.1320.1260.1400.1800.0720.0900.1000.1040.1260.140表出自文獻(xiàn)2 查表3.1得：3.1.2拉深間隙的確定拉深模的間隙是指單邊間隙，即。間隙過小增加磨擦阻力，使拉深件容易破裂，且易擦傷零件表面，降低模具壽命；間隙過大，則拉深時(shí)對毛坯的校直作用小，影響零件尺寸精度。因此，確定間隙的原則是既要考慮板料厚度的公差，又要考慮筒形件口部的增厚現(xiàn)象，根據(jù)拉深時(shí)是否采用壓邊圈和零件尺寸精度要求合理確定。筒形件拉深時(shí)，間隙可按下面方法確定，有壓邊圈時(shí)其間隙為（11.1）。由設(shè)計(jì)可知本模具采用有壓邊圈裝置。所以單邊間隙值為。3.2凸、凹模工作部分的尺寸3.2.1總沖裁模凸、凹模配合加工時(shí)工作部分的尺寸沖裁模確定凸凹模加工尺寸的原則：a) 落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙。b) 刃口磨損后沖件尺寸減小，取接近或等于沖件的最大極限尺寸。c) 在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級。表3.2配合加工時(shí)，凸凹模尺寸的計(jì)算公式工序性質(zhì)制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料按凹模尺寸配制，其雙面間隙為C沖孔按凸模尺寸配制，其雙面間隙為C表出自文獻(xiàn)2凹模磨損后落料件尺寸增大，由表3.2得： 式中 凹模刃口尺寸，單位為 工件基本尺寸，單位為 工件的公差，本工件公差為0.3 磨損系數(shù)。當(dāng)沖裁件精度低于13級時(shí)，所以凹模的尺寸為： 凸模尺寸為 ： 3.2.2拉深模凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差，當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，即：出自文獻(xiàn)1 式3.1凸模尺寸：凹模尺寸： 工件內(nèi)徑，單位，本工件為故 3.3拉深模凸、凹模圓角半徑一般來說，盡可能大些，大的可以降低極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深件的質(zhì)量。但太大會(huì)削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象，因此大小要適當(dāng)。筒形件首次拉深時(shí)的凹模圓角半徑可由下式確定：出自文獻(xiàn)1 式3.2式中： 考慮材料力學(xué)性能的系數(shù)，對于軟鋼，硬鋁， 對于純銅、黃銅、鋁考慮板料厚度與拉深系數(shù)的系數(shù)，見表3.3。表3.3拉深凹模圓角半徑系數(shù)材料厚度拉深件直徑拉深系數(shù)表出自文獻(xiàn)1所以： 凸模圓角半徑過大，會(huì)使不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，使這部分毛坯容易起皺；如果過小時(shí)，會(huì)使毛坯沿壓邊圈的滑動(dòng)阻力增大，對拉深不利，又因本工件為一次拉深成形，所以凸模圓角半徑與零件底部圓角半徑的數(shù)值相等。即：。3.3.1 排樣和裁板方式的經(jīng)濟(jì)性分析排樣:排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。排樣方法可分為有廢料排樣法和少、無廢料排樣法。根據(jù)零件的外形與尺寸來看,本零件最適合的排樣方法為有廢料排樣法中的直排。3.3.2送料步距及條料寬度計(jì)算a) 送料步距。每次只沖一件，其步距的計(jì)算公式為：出自文獻(xiàn)1 式3.3 式中：沖裁件平行于送料方向上的寬度，單位為 沖裁件之間的搭邊值，單位為b) 若一模出兩件，其送料步距則是工件寬度的兩倍。則本模具的步距為：c) 條料寬度，當(dāng)導(dǎo)料板之間（或兩個(gè)單邊導(dǎo)料銷）時(shí)，條料寬度計(jì)算按下式計(jì)算： 式中：沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位為沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊，單位為板料剪裁時(shí)的下偏差，單位為，可由表3.5查出。表3.4條料寬度公差條料寬度B材料厚度t11223355004050709501000506081010015006070911表出自文獻(xiàn)4當(dāng)條料在無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，條料寬度按下式計(jì)算：式中： 條料與導(dǎo)料板之間的間隙。又因?yàn)樗x模具有側(cè)壓裝置，所以條料寬度為：3.4沖裁力的計(jì)算3.4.1零件沖裁力的計(jì)算在沖壓過程中，壓力機(jī)除了要克服沖裁力外，往往還需要克服卸料力、推件力、頂件力等壓力。普通平刃的沖裁模，其沖裁力一般按下式計(jì)算：出自文獻(xiàn)1 式3.4 式中： 沖裁力，單位為 系數(shù)要考慮到刃口鈍化，間隙不均勻，材料力學(xué)性能與厚度波動(dòng)等因素而增加的安全系數(shù)。常取。 沖裁件周長，單位為 板料厚度，單位為 板料的抗剪強(qiáng)度，單位為，本工件為260MPa。則本零件的沖裁力為： 3.4.2卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算 卸料力、推件力、頂件力，在實(shí)際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：出自文獻(xiàn)1 式3.5 式中 、分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)（0.04、0.05、0.06）其值查表3.6：表3.5卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料K卸K推K頂純銅、黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材料厚度mm0.10.060.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03表出自文獻(xiàn)1 沖裁力 梗塞在凹模內(nèi)的沖裁件或廢料的數(shù)目，（為凹模直壁洞口的高度，為厚度）。和是選擇卸料裝置和頂件裝置的彈性元件的依據(jù)。在計(jì)算沖裁所需要的總沖壓力時(shí)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體情況去考慮、的影響。則： 3.4.3總沖壓力的計(jì)算 當(dāng)采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序?；蚣夁M(jìn)模等）時(shí)： 當(dāng)采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級進(jìn)?；蛏夏傂酝屏系牡寡b復(fù)合模等）時(shí)： 用倒裝復(fù)合模沖裁時(shí)，與落料有關(guān)，與沖孔有關(guān)。當(dāng)采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序模或上模剛性推料的正裝復(fù)合模等）時(shí)： 此時(shí)，與落料有關(guān)，單工序模的與落料力有關(guān)，正裝復(fù)合模中與沖孔力及落料力都有關(guān)。而本零件則采用彈壓卸料和上出件的模具，所以： 3.5拉深力和壓邊力的計(jì)算計(jì)算拉深力的目的是為了合理的選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)拉深模具?？偟臎_壓力為拉深力與壓邊力之和。3.5.1拉深力的計(jì)算出自文獻(xiàn)2 式3.6 式中：拉深力 筒形件的工序直徑，根據(jù)料厚中線計(jì)算，單位為 材料厚度，單位為mm 材料抗拉強(qiáng)度，本工件為329MPa 系數(shù)，黃銅為1.61.8，鋼為1.82.25由上式可算出該零件的拉深力： 3.5.2壓邊力的計(jì)算在拉深過程中，壓邊圈的作用是用來防止工件邊壁或凸緣起皺的。隨著拉深深度的增加而需要的壓邊力應(yīng)減少。則該零件的壓邊力為：出自文獻(xiàn)2 式3.7 式中： 壓邊力 毛坯直徑，單位為 （該零件毛坯直徑為） 拉深件直徑，單位為 凹模圓角半徑，單位為 單位壓邊力，單位為 出自文獻(xiàn)2表3.6在雙動(dòng)壓力機(jī)上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值工件復(fù)雜程度單位壓邊力難加工件3.7普通加工件3易加工件2.5表出自文獻(xiàn)2 出自文獻(xiàn)2 式3.8 所以總力為： 3.6計(jì)算壓力中心對于級進(jìn)模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合，否則會(huì)影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。一切對稱沖裁件的壓力中心，均位于其輪廓圖形的幾何中心點(diǎn)上。對于該零件，由圖形可知x方向的壓力中心位于y軸上。故壓力中心在如下圖，此點(diǎn)正好也位于壓力機(jī)的中心。圖3.1壓力中心3.7選擇壓力機(jī)首先以沖裁所需的總沖壓力初步選擇壓力機(jī)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于所計(jì)算的總沖壓力。在確定了模具結(jié)構(gòu)及尺寸以后，還需對所選的壓力機(jī)的其它技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核，最后才能確定所需的壓力機(jī)。表3.7開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格型號(hào)J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-16BJ23-25JC23-25公稱壓力31.563100160160250350滑塊行程25354555706580滑塊行程次數(shù)2001701451201205550最大封閉高度120150180220220270280封閉高度調(diào)節(jié)量25353545605560滑塊中心線至床身距離90110130160160200205立柱距離120150180220220270300工作臺(tái)尺寸前后160200240300300370380左右250310370450450560610工作臺(tái)孔尺寸前后90110130160110200200左右120160200240210290290直徑110140170210160260260墊板尺寸厚度30303540605060直徑150模柄孔尺寸直徑25303040404050深度40555560606070滑塊底面尺寸前后90180190左右100200210床身最大可傾角表出自文獻(xiàn)2由表3.8可得，選擇壓力機(jī)的型號(hào)為J23-16 。3.8 沖模的閉合高度沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)，即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度，連桿調(diào)至最長時(shí)為最小裝模高度。沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其大小關(guān)系為：如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)的最大裝模高度時(shí)，沖模不能在該壓力機(jī)上使用。反之，小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加減經(jīng)過磨平的墊板。沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)正整板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。 所以加工該零件的模具閉合高度應(yīng)為：則H值為： 所以H取。4 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1凹模洞口形狀的選擇直壁式的孔壁垂直于頂面，刃口尺寸不隨修磨刃口增大。故沖件精度較高，刃口強(qiáng)度較高，刃口強(qiáng)度也較好。直壁式刃口沖裁時(shí)磨損大，洞口磨損后會(huì)形成倒錐形，因此修磨的刃磨量大，總壽命低。圖4.1 凹模形狀如圖4.1所示的洞口形狀適用于沖件形狀簡單，材料較薄的復(fù)合模，所以本模具選用此形狀的洞口形狀。4.1.2凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)沖件材料的厚度和沖裁的最大外形尺寸來確定的。出自文獻(xiàn)1 式4.1凹模的厚度： 凹模的壁厚： 式中： 沖裁件的最大外形尺寸 系數(shù)，考慮板料厚度的影響，本模具的系數(shù)取則凹模厚度 則取 所以 凹模外形尺寸的長與寬可根據(jù)凹模壁厚由圖4.2可算出：圖4.2凹模尺寸計(jì)算圖則凹模的外形尺寸的長與寬為： 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和工件尺寸的要求，凹模的實(shí)際尺寸如圖4.3所示：圖4.3凹模4.1.3凹模的主要技術(shù)要求凹模的型孔軸線與頂面應(yīng)保持垂直。凹模的底面與頂面應(yīng)保持平行。為了提高模具壽命與沖裁件精度，凹模的底面和型孔的孔壁光滑，表面粗糙度為，底面與銷孔的為。凹模的材料與凸模一樣，其熱處理硬度應(yīng)略高于凸模，達(dá)到6064。4.2 凸模和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)凸凹模的工作要求及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及工作的尺寸，拉深凸模和凸凹模的實(shí)際尺寸如圖4.4和圖4.5所示：圖4.4 拉深凸模圖4.5 凸凹模 4.3 定位零件4.3.1 條料方向的控制條料的送料方向一般都是靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N一側(cè)導(dǎo)向送料，以免送偏。用導(dǎo)料銷控制送料方向時(shí)，一般要用兩個(gè)。由于本沖壓模具采用手工送料，為此，不可以省去側(cè)壓裝置。手工直接送料進(jìn)入凸模刃口。4.3.2 擋料銷的選擇固定擋料銷分為圓形與鉤形兩種。一般裝在凹模上，活動(dòng)擋料銷，其常用于倒裝復(fù)合模中，裝于卸料板上可以伸縮。由于本模具裝置要求簡單，所以可以采用圓形擋料銷，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，制造加工方便。4.4彈性卸料裝置彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡膠）和卸料螺釘組成。常用于沖裁厚度小于1.5的板料，由于有壓料作用，沖裁件平整。廣泛用于復(fù)合模中。卸料板與凸模之間的單邊間隙?。?.10.2）。4.5剛性推件裝置常用于倒裝復(fù)合模中的推件裝置，裝于上模部分。將沖出的工件或落料從上模的凹模型孔內(nèi)向下推出使用的裝置稱為推件裝置。剛性推料裝置推件力大，工作可靠，便于維修。4.6 彈簧的選用在選用時(shí)必須同時(shí)滿足沖裁工藝（包括力和行程）和沖模結(jié)構(gòu)的要求，圓柱螺旋壓縮彈簧已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，每個(gè)型號(hào)彈簧的主要技術(shù)參數(shù)是能承受的工作極限負(fù)荷與其相對應(yīng)的工作極限符合下的變形量。設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)所需的卸料力或推件力以及所需的最大壓縮行程來計(jì)算與，然后在標(biāo)準(zhǔn)中選用相應(yīng)規(guī)格的彈簧。選用步驟如下：a) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)與尺寸，確定可裝置彈簧的數(shù)目n，本模具安裝8個(gè)彈簧。b) 計(jì)算每個(gè)彈簧的卸料或頂件載荷。也就是卸料或頂料裝置中每個(gè)彈簧所受的預(yù)壓力。則本模具中彈簧的卸料載荷c) 計(jì)算卸料或頂件時(shí)所需的最大壓縮行程式中 ： 卸料板高出凸模端面的高度，一般為1凸模進(jìn)入凹模的深度，一般為0.51凸模的總修模量，一般為410沖裁件厚度所以本模具卸料時(shí)所需的最大壓縮行程為：a) 計(jì)算所需彈簧的工作極限負(fù)荷下的變形量由虎克定律： 令，一般取K為60%左右，對于沖裁模，K可取大些，對于拉深或彎曲模，K要取小些。則： 于是 由 于是 由上述兩式和已知與，求出與。則本模具為：b) 根據(jù)求出與從標(biāo)準(zhǔn)中選擇彈簧型號(hào)。出自文獻(xiàn)2 式4.2則應(yīng)選彈簧為： 208980 4.7 導(dǎo)柱與導(dǎo)套在選用時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)柱的長度，應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于1015。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.51。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙大小選用。當(dāng)沖裁板厚在0.8以下的模具時(shí)，選用配合的I級精度模架，當(dāng)沖裁板厚為0.84時(shí)，選用配合的級精度模架。4.8 模柄中小型模具都是通過模柄固定在壓力機(jī)滑塊上的，對于大型模具則可用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑塊上。剛性模柄是指模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。本模具采用剛性模柄中的帶凸緣模柄。4.9模架的選取、裝配圖外形及工作原理模架是由上、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置（最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套）組成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過程中間隙均勻。后側(cè)導(dǎo)柱模架送料方便，可以縱向、橫向送料。所以本模具選取后側(cè)導(dǎo)柱模架。如表.表.模架的基本尺寸 凹模周界L*B=147147閉合高度凸凹模長度82上模座21021040導(dǎo)柱下模座凹模厚度33螺釘卸料板厚度15導(dǎo)套圓柱銷卸料螺釘圖4.6 裝配圖1打料桿2模柄3螺釘4銷釘5固定板6凸凹模7卸料板8卸料螺釘9凹模10頂件桿11凸模固定板12墊板13下模座14導(dǎo)柱15凸模16落料凹模17頂件塊18導(dǎo)套工作原理：該模具采用正裝復(fù)合模。大概分兩個(gè)工序，首先是落料，其次為拉