1、南昌航空大學科技學院學士學位論文目錄前 言31 緒論41.1我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀41.2 我國沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢42 汽車前燈罩成形工藝分析72.1 分析制件的沖壓工藝性72.1.1 材料72.1.2 結構分析72.1.3 尺寸精度與表面粗糙度72.2 確定沖壓工藝方案72.3 模具形式82.4 毛坯展開計算82.4.1 拉深部分82.4.2 彎曲部分92.4.3 其它部分 （直接由CAD得出）93 落料拉深復合模設計103.1 排樣103.2 確定沖壓方向和沖壓中心103.2.1 確定沖壓方向103.2.2 確定壓力中心113.3 確定拉深次數(shù)123.4 確定沖裁力和拉深力133.4

2、.1 沖裁力133.4.2 壓邊力133.4.3 拉深力的計算133.5 選擇壓力機143.6 選用標準模架153.7 工作部分尺寸計算153.7.1 拉深工作部分尺寸153.7.2 落料工作刃口部分尺寸計算163.8 模具總體設計183.8.1 工作零件183.8.2 其它主要零件203.9 模具結構尺寸驗算244 脹形沖孔復合模設計254.1 成形部分254.2 變形力與沖裁力的計算264.2.1 脹形變形力264.2.2 沖裁力274.3 確定壓力中心274.4 選擇壓力機284.5 選用標準模架294.6 工作部分刃口尺寸計算294.6.1 對沖裁刃口尺寸進行計算294.6.2 脹形刃

3、口尺寸的說明及確定294.7 模具結構設計304.7.1 主要工作零件304.7.2 其它零件設計31結 論33參考文獻34致謝35前 言 模具在汽車、拖拉機、飛機、家用電器、工程機械、動力機械、冶金、機床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用，模具是實現(xiàn)上述行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金件、鑄件、壓鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件和陶瓷件等生產(chǎn)的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點。 大學幾年所學對于知識的海洋來說也許還不夠說滄海一粟，但是對于具體的個人來說卻是

4、會算有很大收獲的。此次畢業(yè)設計不僅是對自己所學的一次全面總結，而且是對我們所具備的綜合能力的一次考查，更是我們將理論與實踐相結合的實際運用前的一次實際應用。 此次設計所依據(jù)的工件是在工廠實際進行生產(chǎn)的。在參觀了工廠已采用的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)設備、并在老師認真、耐心的指導下進行了此次設計。為了高質(zhì)量的完成此次設計我用了大量的時間和精力查閱了很多資料，包括模具設計手冊、冷沖模設計、模具設計大典和模具圖冊等，相信對我以后在實際工作中的應用會有很大益處。 因我個人經(jīng)驗和水平有限，設計之中難免會存在不合理之處，請各位老師多多批評指正。這次設計是在指導老師的精心指導和嚴格要求下完成的。老師的嚴謹求實的治學態(tài)度

5、，待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識為我們樹立了榜樣。在此向老師致以最誠摯的謝意！1 緒論1.1 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)

6、模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 例如，吉林大學汽車覆蓋件成

7、型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。1.2 我國沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 模具技術的

8、發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的

9、表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花

10、銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。(5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關

11、鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。2 汽車前燈罩成形工藝分析2.1 分析制件的沖壓工藝性2.1.1 材料 08鋼 材料厚度 t

12、=1mm由沖壓模具設計與制造技術P19，表1-8：抗拉b 335450（N/²）抗剪 260360（N/mm²）彈性模數(shù) E 190000 (N/mm²)屈服點s 200 （N/mm²） （%） 32%2.1.2 結構分析該零件是汽車前燈的殼罩，形狀特征包括彎曲面，拉深面，壓凸包，加強筋，外沿邊等，并且是非對稱結構，較為復雜。產(chǎn)品零件需要經(jīng)過多道工序才能完成，基本工序應包括拉深、沖孔、彎曲、脹形、翻邊等。且制件水平方向有不同層次的水平面，都是通過拉深、彎曲、脹形工序制成，表明成形工序較為復雜。拉深底部沖出一大孔，尺寸精度相對比較高。制件應注意尺寸之間的影

13、響，以及工序之間相互的影響。2.1.3 尺寸精度與表面粗糙度尺寸精度按IT12級精度；表面粗糙度Rn=12.52.2 確定沖壓工藝方案根據(jù)產(chǎn)品零件的外形結構和尺寸精度要求，首先確定是不能用級進模工作，因為如果用級進模，工作零件會發(fā)生相互的干涉現(xiàn)象，模具結構也相當復雜，并且不能保證零件的尺寸精度和位置精度。那么將其成形過程分為單工序完成。每工序可以設計為復合模或單工序模工作，以確保能夠生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件。該零件成形的基本工序包括落料、拉深、沖孔、脹形、彎曲、修邊、翻邊。比較如下三個方案：方案一：先落料沖孔，后拉深，再脹形，最后彎曲翻邊；方案二：先落料拉深，后沖孔，再脹形，再沖孔，最后彎曲翻邊；

14、方案三：先落料拉深，再脹形沖孔，再脹形沖孔，最后彎曲翻邊。方案一如果先沖孔后拉深，肯定會影響拉深的質(zhì)量和孔之間的定位尺寸，并且會影響其后的成形工序，提高了經(jīng)濟成本。那么對于此件上的孔應該分開沖，比如脹形上的孔，拉深底部的大孔。為了保證零件的質(zhì)量，方案一的成形工序還不足。方案二單從模具結構來看過于簡單，中間三步都是簡單的單工序模。而且方案也不完善，從零件的結構來看，脹形部分不能一步完成。需要從兩個方向分別脹形，才能保證零件的質(zhì)量方案三解決了前兩個方案的缺點，但所生產(chǎn)的零件的尺寸精度不高。總結以上三種方案，得出方案四：落料、拉深脹形、沖孔脹形、沖孔修邊、沖孔彎曲沖大孔、翻邊方案四雖然分六步工序完成

15、，簡單的說需要六套模具。對于模具制造工作比較繁重，成本也比較高。但是由于是批量生產(chǎn)，而且根據(jù)零件外形和尺寸精度來說，這是優(yōu)佳的方案。2.3 模具形式成形過程分六步完成，即需六套模具。第一套：落料、拉深倒裝復合模；第二套：脹形、沖孔復合模；第三套：脹形、沖孔復合模；第四套：修邊、沖孔復合模；第五套: 彎曲單工序模；第六套：沖孔、翻邊復合模；（由于工作量的原因，主要設計前兩套模具）2.4 毛坯展開計算2.4.1 拉深部分 （1-1) =3.14×25.78×（85+74）=3.14×25.78×159 =12870.92 mm² （1-2） =1/

16、2×25.78×150.84=1/2×3888.6mm²=1/2×3465.18mm² （1-3） =12870.82-3888.66+3465.18=12447.44mm²故：拉深部分面積A01=12447.44mm²2.4.2 彎曲部分 （1-4）=（2.16+57.5+17.53）×113=8722.47mm² （1-5）=（2.7+77+11.69）=3929.77 mm²2.4.3 其它部分 （直接由CAD得出） mm²總面積： （1-6） =12447.44+87

17、22.47+3929.77+23640.35 =49920.03 mm²考慮到修邊情況，以及工序之間產(chǎn)生的尺寸影響，取A=50000 mm²3 落料拉深復合模設計3.1 排樣由中國模具設計大典P50選用軋制薄鋼板 1×500×1500單行直排a=1.2 a1=1.5輪廓尺寸：Amax×Bmax=404×209.95條料寬：B=Amax+2a+毛坯修邊量 =473.28進距：L0=Bmax+2a1=2111.15條數(shù)：n1=500/473.28=1（余26.72）每條個數(shù)：n2=1500/211.15=7(余21.95)總個數(shù)： N=n

18、1×n2=7利用率：=（7×62117）/（500×1500）=57.80%3.2 確定沖壓方向和沖壓中心3.2.1 確定沖壓方向確定沖壓方向應考慮的問題保證凸模能夠進入凹模；開始拉深時凸模與拉深毛坯接觸面積要大；開始拉深時凸模與拉深毛坯的接觸面應靠近中間；開始拉深時凸模與拉深毛坯的接觸面要大，要分散；壓料面各部分進料阻力力求均勻。根據(jù)零件的形狀特征和上述的要求，確定為反向拉深，水平放置。3.2.2 確定壓力中心圖2.1根據(jù)零件形狀的復雜性，利用解析法求出壓力中心如圖2.1所示，是按1：1的比例畫出凸模工作部分剖面的輪廓圖，取了21個重心點，其各坐標（x,y）和長

19、度L分別為：01（228.31，181.25）L1=521.90 02（323.09，98.29）L2=316.4603（137.31，93.29）L3=63.70 04（108.42, 157.32）L4=101.1005（118.27, 216.29）L5=25.88 06（134.43，224.41）L6=17.4707（138.31，262.74）L7=56.14 08（154.60，293.24）L8=32.5609（180.68，278.76）L9=34.96 010（195.59，264.29）L10=10.22011（228.31，268.11）L11=61.24 012（34

20、8.86，264.29）L12=185.86013（463.80，270.80）L13=45.91 014（498.16，267.17）L14=42.70015（479.69，267.17）L15=74.34 016（452.55，179.80）L16=32.09017（462.76，168.09）L17=15.11 018（470.31，165.69）L18=12019（474.31，172.29）L19=8 020（478.31，148.62）L20=46021（486.01，112.01）L21=46.96由： （2-1）=(119154.99+102323.60+8746.65+109

21、61.26+3060.83+2348.49+7764.72+5033.78+6316.57+1998.93+13981.70+64839.12+21293.06+21271.43+35660.15+14522.32+6992.30+5648.28+3794.48+22002.26+22823.03)/1756.60=500537.95/1756.60 =284.95再由： （2-2）=(94594.38+31104.85+5942.57+15905.05+5597.59+3918.20+14750.22+9547.89+9745.45+2701.04+16419.06+49120.94+124

22、32.43+11408.16+16577.82+5769.78+2539.84+1988.28+1378.32+6836.52+5273.14)/1756.60=323551.53/1756.60 =184.19故：確定出壓力中心為00（284.95，184.19） 如圖2.1 所示3.3 確定拉深次數(shù)1.修邊余量 h/d=24.3/170=0.14 d凸/d=156/150=1.04 得出：=5.02.毛坯直徑D的計算 （2-3）=216 mm²3.確定是否用壓邊圈毛坯相對厚度t/d=1/200×100=0.5 h/d=0.14所以應采用壓邊圈4.拉深系數(shù)t/D×

23、;100=1/200×100=0.5 d凸/d=156/150=1.04查2 P208 表4-20h1/d1=0.500.62而： h/d=23.4/150=0.156顯然 h/d<h1/d1 故：只需一次拉深，且拉深系數(shù)2P208 m1=0.55可拉深直徑d=D·m1=216×0.55=119<148mm 成立5.拉深高度 （2-4） =0.25×(216×1/0.55-148)+0.43×6/148×(148+0.32×6) =63.824.3mm 成立 那么只需一次拉深即可3.4 確定沖裁力和拉深

24、力3.4.1 沖裁力 （2-5）式中 F沖沖裁力（N） L沖裁件周長（） t料厚（） 抗剪應力（N/ mm²）又由： （2-6）式中 F沖沖裁力（N） L沖裁件周長（） t料厚（） b抗剪應力（N/ mm²） 取較大值3.4.2 壓邊力壓邊圈的壓力必須適當，如果過大，就要增大拉深力，因而會使工件拉裂，而壓邊圈的壓力過低就會使工件的邊壁或凸緣起皺。經(jīng)驗公式 （2-7）式中 Z各工序拉深系數(shù)的倒數(shù) b材料的拉深強度（MPa） t料厚（mm） D毛坯直徑（mm） =26.3N壓邊裝置采用橡皮墊彈性壓邊裝置，壓邊形式為平面壓邊圈。3.4.3 拉深力的計算按圓筒形件計算，由公式： （

25、2-8）=3×(310+180)×(216.28-152-6)×1=85260N另一公式 （2-9）=3.14×148×1×310×0.42=60506.54N那么=509581.8+60506.54+26.3=570114.64N拉深功： 按不變薄拉深A=C·Fmax·h×10-3 =0.77×61740×24.3×0.001=1155.22J3.5 選擇壓力機本件是薄件的淺拉深，那么P=（1.61.8）F總所以： P=1.6F總=912KN選擇壓力為1000KN

26、開式雙柱壓力機，技術規(guī)格如下表2-1： 表2-1壓力機型號J23100A公稱壓力/KN1000滑塊行程/mm140發(fā)生公稱壓力時滑塊距下死點距離/mm10行程次數(shù)/（次/min）45最大封閉高度/mm固定臺和可傾式400活動位置最低500最高260封閉高度調(diào)節(jié)量/mm100工作臺尺寸/mm左右900前后600工作臺孔尺寸/mm左右420前后250直徑320立柱間距離/mm420模柄孔尺寸/（直徑mm×深度mm）60×75工作臺板厚度/mm110墊板厚度/mm110可傾角度25°3.6 選用標準模架由：Hd=K·b=0.12×210=25.2mm

27、Hd=30mm 那么有：C=（1.52）Hd=60mm選用滑動對角導柱模架B×L （400mm×630mm）閉合高度（270mm305mm）上模座（GB/T2855.1）630mm×400mm×55mm 下模座（GB/T2855.2）630mm×400mm×65mm導柱（GB/T2861.1） 50mm×250mm 55mm×250mm導套（GB/T2861.6） 50mm×150×53 55×150533.7 工作部分尺寸計算3.7.1 拉深工作部分尺寸1.拉深凸凹模間隙確定C（1）

28、間隙值應合理選取。如果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，且影響工件精度。（2）拉深模單邊間隙：（3）用壓邊圈拉深時：（4）拉深精度要求達到IT11IT13級按IT12級得出： 那么取=12.工作部分尺寸計算尺寸精度按IT12級7內(nèi)形基本尺寸有： d=0.080，p=0.0502由計算公式： （2-10）得：又由公式： （2-11）得： 凸模出氣孔直徑2，表477 D=8mm3.拉深凸模與拉深凹模圓角半徑（1）拉深凹模圓角半徑按經(jīng)驗公式： （2-12）式中： r凹凹模圓角半徑（mm） D毛坯直徑（mm） d凹模內(nèi)徑（mm）mm（2）凸模圓

29、角根據(jù)t=1mm，查表2，表479得r凹=（106）t，取r凹=6mm；且凸模圓角半徑為 r凸=r凹=r件那么：r凸=6mm3.7.2 落料工作刃口部分尺寸計算圖2-2落料外形示意圖如圖2-2，按凸、凹模配合加工的方法計算落料凹模刃口尺寸。 =（0.080.12）基本尺寸1. 磨損后尺寸變大,由公式 （2-13）X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.5 X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.75 X=0.5 X=0.75 X=0.5 X=0.5 X=0.75 X=0.75 X=1 X=0.75 X=0.5 2. 磨

30、損后尺寸減小，由公式： （2-14）X=0.75 X=0.5 X=0.75 X=0.75 X=1 3不變尺寸，由公式： （2-15）那么有： 凸模以凹模為基準，兩邊間距在Zmin=0.08mmZmax=0.12mm之間。3.8 模具總體設計3.8.1 工作零件設計原則：（1）凸模和凹模要有足夠得剛度和強度。（2）凸模和凹模安裝穩(wěn)定可靠，且便于更換。（3）模具設計時為了減小多工位連續(xù)模各工位之間步距的累積誤差以及確保凸、凹模間的間隙值，在標注凹模、凸模固定板，卸料板等零件中與步距有關的孔位尺寸時，要以凹模第1工位定位定為坐標（尺寸基準）向后標注，不論距離多大，公差均為步距公差。從而保證各凸模安裝

31、位置及卸料各型孔位置與凹模一致。同時還要保證凸模刃口形狀、卸料板形孔形狀與相應凹模形孔一致。（4）廢料排出要方便及時，以防止損壞模具，可在凸模上設置廢料頂桿、高壓氣孔，以便及時清除廢料。（5）凸、凹模應具有良好的結構工藝性，以便于制造，熱處理，檢測及安裝。1.拉深凸模零件的材料為Cr12，硬度要求為5862HRC。凸模為整體臺階式，因為設計為反向拉深，所以要依靠凸模固定板固定在下模座上。凸模與固定板按H7/m6過盈配合加工，氣孔直徑為8mm，深度為50mm，有一側向直徑為8mm的通孔連通氣孔，使其結構為“L型”。凸模工作刃口圓角半徑為工件圓角半徑R6，工作處粗糙度為0.8，安裝面粗糙度為3.2

32、，其它為6.3。零件加工工藝過程如下表2.2所示：表 2-2序號作業(yè)內(nèi)容加工方法說明1下料材料下料選用Cr122鍛造自由鍛提高材料力學性能，使毛坯形狀接近工件形狀，減少加工量3熱處理退火改善加工切削性，消除內(nèi)應力4面加工銑、磨粗加工外表面，磨出基準面5型面粗加工普通銑、車粗加工工作型面6型面半精加工數(shù)控銑、鉗工修型間隙均勻7劃線、孔加工鉆螺紋孔與模座配作加工8熱處理淬火提高硬度，達到硬度要求9面加工磨削加工精磨基準面。消除熱處理變形10型面精加工成型磨保證配合間隙11檢驗2.落料凹模凹模為整體式結構，材料為Cr12，硬度要求5862HRC，長×寬×高=540mm×

33、400mm×60mm。凹模結構簡單，刃口部分形狀大致與零件加上余邊量后的形狀相同，制造簡單。刃口高度15mm，周邊有四個銷釘通孔和四個螺釘盲孔（深32mm），目的是用四個M20螺釘和四個B16銷釘將凹模連接固定在固定板和下模座上。然后銑30度的斜面，便于控制壓邊圈運動高度，保證壓邊圈能很好地壓住毛坯周邊，并且在拉深完成后，將零件頂在上模部分。凹模周邊銑30度的角度，是為了避免鉗工在安裝模具時損傷刃口。3.凸凹模凹凸模為整體臺階式，材料為Cr12，硬度要求5862HRC。凹凸模依靠與固定板之間的過盈配合穩(wěn)固在上模部分。凸凹模內(nèi)有直徑144mm孔和斜面，是為了安裝剛性頂件裝置。落料凸模尺

34、寸是以落料凹模為基準，間隙Zmin=0.08mmZmax=0.12mm之間。3.8.2 其它主要零件1. 導向零件前已經(jīng)在選擇標準模架時，選定標準導柱和導套：導柱與導套之間按H7/h6間隙配合；導柱與下模座之間按H7/n6過盈配合；導套與上模座之間按H7/m6過盈配合導柱（GB/T2861.1） 50mm×250mm 55mm×250mm圖2-3圖2-3分別為50mm，55mm（GB/T2861.1）標準直導柱。1材料為20鋼，滲碳深度0.8mm1.2mm，硬度要求5862mm導套（GB/T2861.6） 50mm×150×53 55×1505

35、3圖2-4為（GB/T2861.6）標準直導套。材料為20鋼，滲碳深度0.8mm1.2mm，硬度要求5862HRC圖2-42. 定位零件條料或毛坯在模具中的定位：一是送料方向上的定位，用來控制送料的進距，即通常所說的擋料；二是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱導料。材料的定位采用三個支撐點，兩個導料銷和一個擋料銷，都用固定式（如圖2-5所示）。 圖2-5 圖2-6零件材料為45，熱處理硬度4348HRC。技術條件：按JB/T76531994的規(guī)定。定位銷都安裝在落料凹模上，按過盈配合H7/m6精度配合加工。3. 卸料裝置為了在落料拉深前對毛坯有預壓的作用，沖壓完成后能使沖件平穩(wěn)脫模。故將卸料

36、裝置設計成彈性的，由卸料螺釘（1）、彈簧（2）、卸料板（3）組成（如圖2-12所示）。（1）卸料螺釘采用標注件（GB2867.5-81），材料45，熱處理硬度3540HRC（2）彈簧的選用由公式 （2.16）得出 裝四個彈簧，每個彈簧承受的壓力：選用彈簧（圖2-7）各參數(shù)為：d=8mm，t=13.5mm，F(xiàn)j=2200N，D2=45mm，h=55mm n=3，hj=14.7mm，L=707N圖2-7 圖2-8（3）圖2-8是卸料板結構簡圖，材料為45，硬度要求4348HRC，長×寬×厚度=630mm×400mm×25mm。此種結構的彈性卸料板主要用于此類

37、薄料件，操作簡單，生產(chǎn)率高，能對毛坯有預 壓的作用。為了保證彈簧的自由高度，配作直徑58mm，深度6mm的盲孔。 圖2-94. 固定零件（1）模柄模柄的作用是固定上模座于壓力機滑塊上時是模具的壓力中心與壓力機的壓力中心保證一致。所以，模柄的長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔一致。 模柄類型采用旋入式（圖2-9），材料為45，直徑60mm，長度73mm（GB2862.281），符合壓力機要求。（2）凸模固定板圖2-10圖2-10為凸模固定板，材料45，硬度要求4348HRC，長×寬×厚度=540mm×400mm×40mm。加工工藝如表

38、2-3：表2-3序號作業(yè)內(nèi)容加工方法說明1備料材料下料選用45鋼板2熱處理退火改善加工切削性，消除內(nèi)應力3面加工銑、磨刨、銑六面留余量，磨出基準面4劃線孔加工鉆、鉸、攻絲螺孔加工出銷釘和螺釘孔，還有三個頂桿孔，留一定的余量5不規(guī)則孔加工銑中間裝凸?？?面加工磨削加工，磨平面精磨上下面，保證平行度7高精度孔加工內(nèi)圓磨對中間裝配凸模的孔和銷釘孔精加工8檢驗（3）凸凹模固定板凸凹固定板，材料45，硬度要求4348HRC，長×寬×厚度=540mm×400mm×40mm。板內(nèi)有長×寬=485mm×277mm配合溝槽，與凸凹模按H7/m6配合加工

39、，并留有11mm×10mm的階臺。周邊分別有16mm的銷釘通孔和M20的螺釘孔，需要配作加工。考慮到需裝配卸料螺釘和彈簧，要配作通孔。為了保證彈簧的自由高度，應配作直徑為58mm，深度為25mm的盲孔。（4）墊板在固定板、凹凸模與上模座之間加一塊材料為45，硬度要求4348HRC，長×寬×厚度=540mm×400×10mm的墊板。目的是避免沖壓時，工作零件與上模座發(fā)生磨損，延長模具壽命，并且穩(wěn)固了零件的相對位置，對成型零件的精度也所提高。3.9 模具結構尺寸驗算閉合高度:模具的閉合高度h=320mm，選定的壓力機J23-100A，該壓力機最大閉

40、合高度為400mm，最小閉合高度為300mm。模具閉合高度應滿足hmax-5hhmin+10，故成立。上模座的卸料螺釘孔深度:H模座=55mmh卸料板工作行程+螺釘高度=23+9=32mm取h=48mm4 脹形沖孔復合模設計4.1 成形部分設計本套模具是完成一個方向的脹形和兩個方孔，最后達到零件的結構。脹形是利用模具使板料拉深變薄局部表面積增大以獲得零件的加工方法，可采用不同的方法來實現(xiàn)，如鋼模脹形、橡皮脹形和液壓脹形等，本模具設計為鋼模脹形。原因是本件的成形很顯然是屬于平板的起伏成形，而不屬于圓柱形空心坯料的脹形。而且鋼模脹形模具結構簡單，容易操作。平板的局部脹形包括壓加強筋、壓凸凹包。設計

41、本套模具就是成形本件一個方向的凹包和加強筋。1.加強筋加強筋主要是用來增加零件剛度及起裝飾作用。本件有五處設計成加強筋，能否成形的條件為： （3-1）式中： p許用斷面變形程度； l0變形區(qū)橫截面的原始長度； l1成形后加強筋橫截面曲線輪廓長度； 成形材料相對延伸率。那么： 成立； 成立； 成立； 成立； 成立2.壓凹包壓凹包是指在平板或拉深件等底部壓出凹包，壓凹包的深度與凸模圓角半徑和坯料的性能有關，用平底凸模一次能壓出凹包的深度間表3-1：表3-1 平板毛坯脹形深度軟鋼h（0.150.20）d鋁h（0.10.15）d黃銅h（0.150.22）d因為零件的毛坯材料為08鋼，故利用：h/d（0

42、.150.20） （3-2）得： h1/d=5/50=0.11（0.150.20）成立； h2/d=11/48=0.20(0.150.20) 成立； h3/d=6/50=0.12（0.150.20）成立沖兩個方孔，其目的是為第三套脹形沖孔復合模的定位作準備，故兩方孔的定位尺寸精度比較高。4.2 變形力與沖裁力的計算4.2.1 脹形變形力1.加強筋所需變形力2由公式： (3-3)式中： K取0.71.0，窄而深取大值，寬而淺取小值； L成形區(qū)周長，mm； t料厚，mm； b材料強度極限，MPa得出： 2.壓凹包所需變形力再由公式： (3-4)式中： A成形部分面積，m； K系數(shù)，對于鋼取2003

43、00N/mm4，黃銅取150200N/mm4； t料厚，mm得出： 3.總變形力 (3-5)=28160+17600+64960+19840+28160+176750152000+300000=787470N4.2.2 沖裁力由公式2-5得出： 由公式2-6得出： 取大值：故： (3-6)=787470+21840=809310N=809.3KN4.3 確定壓力中心根據(jù)實際情況，零件外形的成形是非對稱的，且較為復雜。利用解析法求出壓力中心，確定模柄位置和沖壓中心點。圖3-1如圖3-1所示，是凸模工作部分剖面的輪廓圖，取了9個重心點，其各坐標（x,y）和長度L分別為：01（250.00，117.

44、57） L1=113.26 02（203.85，123.50） L1=100.3203（176.28，95.20） L3=132.78 04（169.50，121.50） L4=73.9205（138.80，200.00） L5=158.27 06（487.48，271.88） L6=55.3607（474.00，245.00） L7=28.00 08（469.00，141.00） L8=28.0009（493.84，126.69） L9=88.33由公式2.1 得出：=(28315+20450.23+23406.46+12529.44+21967.88+26986.89+13276+1313

45、2+43620.89)/778.24=203684.79/778.24=261.72再由公式2.2 得出：=(13315.98+12389.52+12640.66+8981.28+31654+15051.28+6860+3948+11190.53)/778.24=116031.25/778.24=149.09故壓力中心00坐標為（261.72，149.09）4.4 選擇壓力機根據(jù)所計算出F=809.3KN，選擇壓力機：選擇壓力為1000KN開式雙柱壓力機，技術規(guī)格如下表3.2：表3-2壓力機型號J23100A公稱壓力/KN1000滑塊行程/mm140發(fā)生公稱壓力時滑塊距下死點距離/mm10行程

46、次數(shù)/（次/min）45最大封閉高度/mm固定臺和可傾式400活動位置最低500最高260封閉高度調(diào)節(jié)量/mm100工作臺尺寸/mm左右900前后600工作臺孔尺寸/mm左右420前后250直徑320立柱間距離/mm420模柄孔尺寸/（直徑mm×深度mm）60×75工作臺板厚度/mm110墊板厚度/mm110 顯然所需壓力F=809.3KN壓力機的公稱壓力1000KN；壓力機最小閉合高度+10mm模具閉合高度300mm壓力機最大閉合高度-5mm4.5 選用標準模架由：Hd=K·b=0.12×210=25.2mmHd=30mm 那么有：C=（1.52）Hd

47、=60mm選用滑動對角導柱模架B×L （400mm×630mm）閉合高度（270mm305mm）上模座（GB/T2855.1）630mm×400mm×55mm 下模座（GB/T2855.2）630mm×400mm×65mm導柱（GB/T2861.1） 50mm×250mm 55mm×250mm導套（GB/T2861.6） 50mm×150×53 55×150534.6 工作部分刃口尺寸計算4.6.1 對沖裁刃口尺寸進行計算對于沖簡單的方形孔，利用第一種方法計算凸、凹模尺寸：應滿足條件：

48、p+dZmax-Zmin且： p=0.4（Zmax-Zmin）=0.4×（0.12-0.08）=0.016 d=0.6（Zmax-Zmin）=0.6×（0.12-0.08）=0.024式中：p凸模制造公差； d凹模制造公差。有公式： （3-7） （3-8）工件孔的尺寸每邊長為，那么有：4.6.2 脹形刃口尺寸的說明及確定脹形可以看作是局部的變薄拉深，工作零件刃口尺寸的確定按拉深工作零件尺寸計算方法計算，根據(jù)零件脹形部分的形狀是非圓形脹形，所以刃口尺寸的確定按非圓形拉深方法計算。非圓形凸、凹模的制造公差可根據(jù)制件公差來選定。若拉深件的公差為IT12、IT13級以上者，凸、凹模

49、制造公差采用的標準公差等級為IT8、IT9；若拉深件的公差為IT14級以下者，則凸、凹模制造公差采用IT10級。但若采用配作時，只在凸?；虬寄Ｉ蠘俗⒐睿硪环絼t按間隙配作。如拉深件是標注外形尺寸時，則在凹模上標注公差；反之，標注內(nèi)形尺寸時，則在凸模上標注公差。零件尺寸公差按IT12級計算，那么凸、凹模制造公差采用標準公差等級IT8或IT9級加工，參考下表3-3： 表3-3 (m)基本尺寸/mm公 差 等 級IT8IT931425>361830>6102236>10182743>18303352>30503962>50804674>801205487&

50、gt;120180631004.7 模具結構設計4.7.1 主要工作零件1.沖孔凸模沖孔凸模材料為T10A，硬度要求5862HRC，臺階底面應壓入后磨平。凸模刃口部分設計成為方孔形，是因為成形孔是方孔。而把安裝部分設計成圓柱形，其主要目的是避免鉗工在安裝凸模時劃傷自己，便于安裝。兩沖孔凸模都是依靠凸模固定板固定，采用過盈配合H7/m6穩(wěn)固。所以凸模固定板孔的配合尺寸是。（1）凸模長度尺寸計算因為是選用非標準凸模，所長度尺寸由磨具結構確定，需要考慮：凸模固定板厚度h1，壓料板厚度h2，凸模進入凹模的深度，以及由凸模修磨量和在模具閉合狀態(tài)下固定板與壓料板之間的安全距離等因素需要增加的高度h，即： （3-9）那么有： mm（2）凸模強度校核對于此類結構的凸模，必須進行承壓力和穩(wěn)定能力的校核。承壓能力校核 沖裁時凸模承受的有平均壓應力和刃口的接觸應力k兩種。當此凸模斷面寬度B=7mm大于材料厚度t=mm時，接觸應力k大于平均壓應力，因而強度校核的條件是接觸應力k小于或等于材料的許用壓應力p：由： （3-10）式中： k凸模刃口接觸應力（MPa）； L沖件輪廓長度（mm）； A沖件平均面積（m）； p凸模材料的許用壓力（MPa）。那么有： 復合條件穩(wěn)定能力校核 按確定壓桿臨界力的歐拉