題目:落料拉伸沖孔復(fù)合膜設(shè)計(jì)前言隨著工業(yè)發(fā)展，沖壓模具的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。同時(shí)由于產(chǎn)品更新?lián)Q代速度為了促進(jìn)我國(guó)沖壓模具技術(shù)的發(fā)展，從計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)加工技術(shù)及裝備、其它新技術(shù)與沖壓模具等方面分析了我國(guó)沖壓模具的技術(shù)現(xiàn)狀。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位，加工技術(shù)裝備基本已與本文首先分析了復(fù)合模具的工藝結(jié)構(gòu)，介紹了復(fù)合模具的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了模具的結(jié)構(gòu)、凹凸模的設(shè)計(jì)、沖裁力的計(jì)算以及沖壓機(jī)的選型。其次詳細(xì)闡落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇，基本上確定了落料拉深沖孔復(fù)合模的整體結(jié)構(gòu)框架。本文設(shè)計(jì)的復(fù)合模具適用\ 1.1.1沖壓成形與沖壓模具的概念 2 1.2本課題主要研究的內(nèi)容及意義 3 4.1落料刃口尺寸計(jì)算 114.2沖孔刃口尺寸計(jì)算 114.3復(fù)合模具主要零件的設(shè)計(jì) 12 5.1沖壓模具裝配的技術(shù)要求 18 9 第1章緒論在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。它是以其特定的形狀通過(guò)一定方式將原材料加工成為零件。采用模具成形方法生產(chǎn)零件，具有優(yōu)質(zhì)、高效、省料、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，尤其是在機(jī)械制造、汽車、家用電器、儀器儀表、石油化工、輕工產(chǎn)品等工業(yè)部門得到了我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位,加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同代平有洗衣年的量和造的遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)計(jì)每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。沖壓成形是指利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)模具里的板料施加壓力，使其生產(chǎn)分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。沖壓加沖壓模具是指在沖壓加工中，將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備，俗稱沖模在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具，高效的沖壓設(shè)。圖1-1沖壓零件的影響因素 (1)沖裁模沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、 (2)彎曲模使板料毛坯或其它坯料沿著直線產(chǎn)品彎曲變形，從而獲得 (3)拉深模是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形 2、根據(jù)工序合程度分類 (1)單工序模在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 (2)復(fù)合模只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上 (3)級(jí)進(jìn)模(也稱為連續(xù)模)在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖1.2本課題主要研究的內(nèi)容及意義本課題的研究對(duì)象是變壓器開關(guān)壓圈零件的落料拉深沖孔復(fù)合模具，做出工藝分析案，計(jì)算出工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個(gè)部分：料拉深沖孔復(fù)合模進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[10]。件中標(biāo)準(zhǔn)件占有很大比重。而很多沖壓制件都是系列化產(chǎn)品，它們的模具節(jié)哦故相同或相似而尺寸不僅相同，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要反復(fù)查閱手冊(cè)以新?lián)Q代周期不斷縮短，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的整個(gè)生命控位等，因而可以控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實(shí)現(xiàn)模面的精細(xì)加工。日本、韓國(guó)、新加坡、德國(guó)、荷蘭、美國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣、香港地區(qū)的獨(dú)資、合資企業(yè)很多，民營(yíng)模具企業(yè)很不少；蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及輪轂等部件壓鑄模和鑄模，昆山中大模架等企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)各種大型模架、模具導(dǎo)向件、模具彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件[11]。國(guó)內(nèi)的許多模具企業(yè)通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的加工裝備，硬件上與國(guó)際水平的差距正在快速縮?。荷虾５钠嚹＞咂髽I(yè)，近年來(lái)通過(guò)大量購(gòu)置先進(jìn)的五軸高速加比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品質(zhì)采用加工沖壓模具時(shí)，通常需要對(duì)模具零件反復(fù)裝夾和精品第2章復(fù)合模具總體方案的分析與確定工藝方案分析2.1.1工件的分析材料:08鋼:1.5mm(a)工件簡(jiǎn)圖(b)工件實(shí)圖圖2-1工件的簡(jiǎn)圖和實(shí)體圖2.1.2落料拉深工藝分析據(jù)變孔的拉深件，尤其是Φ20孔到直壁的距離較近，一般應(yīng)先拉深此工件為無(wú)凸緣圓筒形，工件,要求內(nèi)形尺寸，沒(méi)有厚度不變的要求。此工工件底部圓角半徑r=2.5mm，大于拉深凸模圓角半徑r凸=4~6mm,滿足拉 (2)沖孔工藝分析對(duì)于所沖孔Φ20mm，按表2-1查得，一般沖孔模對(duì)該種材料以沖壓的最小工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料、拉深和切邊。現(xiàn)擬定以下幾方案一：先落料，后拉深，沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料拉深沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料、拉深級(jí)進(jìn)沖壓，沖孔，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案分析：方案一模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但需要三副模具和兩道工序，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足大量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求。方案二只需要一副模具，減方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)的制件精度不如復(fù)合模生產(chǎn)精度高，模具本身制造也有一定的難度，生產(chǎn)效率不如復(fù)合模高，并且生產(chǎn)過(guò)程中需要克服工件。通過(guò)對(duì)上述三種方案的綜合比較，并且考慮模具的制造精度及制件的精度，該沖壓工藝方案選用方案二較優(yōu)。本工件首先需要落料，制成直徑D=76mm的圓片，然后D=76mm的原板最后按h=7.75mm進(jìn)行修邊。根據(jù)以上工藝分析，為了提高生產(chǎn)效率，該零件的加工采用落料、拉深和沖孔復(fù)合、一次成型的方式[15]。第3章主要的工藝參數(shù)計(jì)算h=(8-0.75)mm=7.75mm，d=(60+0.75+0.75)mm=61.5mm，取62mm。表3-1無(wú)凸緣圓筒行拉深件的修邊余量(mm)工工件的相對(duì)高度h/d>0.8-1.6.55工件高度h0-5050-100>100-150>150-200>200-250>1.6-2.52589>0.5-0.82345672.5468D=(d2+4dH-1.72rd-0.56r2)1/2(3-1)D=[622+4×62×8.75-1.72×3.25×62-0.56×3.252]1/2=76mm(3-2)排樣：沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。在排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則。沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。同一零件可以采用不同的排樣形式，排樣方式不同，材料利用率不同。大批量生產(chǎn)時(shí)，在沖裁件特別對(duì)貴重的有色金屬。同時(shí)排樣要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料狀況等[16]。設(shè)計(jì)合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法(減少料頭、料尾但充分利用結(jié)構(gòu)廢料是可能的。當(dāng)兩個(gè)不同沖件的材料和厚度相同時(shí)，較小尺利用定子硅剛片的廢料沖出的[17]。(1)提高材料利用率。(2)使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。條料在沖裁過(guò)程中翻動(dòng)，應(yīng)盡可能選條料寬、進(jìn)距小的排樣(3)使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具壽命長(zhǎng)。(4)保證沖件的質(zhì)量。(5)對(duì)于彎曲件的落料，在排樣時(shí)還要考慮板料的纖維方向。該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)單，1寬為b=76mm+2a=78.4mm條料的進(jìn)距為h=76mm+a=77mm1樣圖 (1)落料力計(jì)算按式(3-3) (3-3)F=1.3L (3-3)落式中F——落料力(N)落L——工件外輪廓周長(zhǎng)，L＝πD＝238mm；τ——材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)，由書末附錄A1查得τ=310MPa。F=1.3×238mm×0.8mm×310MPa≈76.73kN(3-4)落 (2)卸料力按公式F=K×F(3-5)卸卸落式中K——卸料力因數(shù)，其值K=0.03卸卸F=0.03×76.73kN≈2.30kN(3-6)卸 (3)沖孔力計(jì)算按式(3-7)F=1.3Ltτ(3-7)沖式中L——工件內(nèi)輪廓周長(zhǎng)(mm)。L=3.14×20=62.80mmF=1.3×62.80mm×0.8mm×310MPa≈20.25kN(3-8)沖 (4)拉深力計(jì)算由于零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形近似計(jì)F=Kπdtσ拉b式中F——拉深力(N)；拉t——材料厚度；σ——材料的強(qiáng)度極限(MPa)，σ=380MPa；bbK——修正因數(shù)。由表查得修正因數(shù)K=0.93； (3-10)F=0.93×3.14×62×0.8×380≈55.04kN拉 (3-9) (3-11)沖壓設(shè)備選用是沖壓工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。模具的設(shè)計(jì)要與沖壓設(shè)備的類型和主要規(guī)格相匹配，否則不能工作。正確選擇沖壓設(shè)備，關(guān)系到設(shè)備的安全使用、沖壓工藝的順利實(shí)施及沖壓件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命等一系列問(wèn)題。沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械[18]。常見(jiàn)冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)(以Jxx表示其型號(hào))和液壓機(jī)(以Yxx表示其型號(hào))。主要根據(jù)所要完成的沖壓工藝性對(duì)于中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件等，主要選用開式機(jī)機(jī)械壓力機(jī)。開式壓力機(jī)雖然剛度不高，在較大沖壓力的作用下床身的變形會(huì)改變沖模間隙分布，降低模具壽命和沖壓件表面質(zhì)量，但是由于它提供了極為方便的操作條件和易于安裝機(jī)械化附屬裝置的特或工作點(diǎn)，所以目前仍是中小型沖壓件生產(chǎn)的主要設(shè)備。另外，在中小型沖壓件生產(chǎn)中，若采用導(dǎo)板?；蚬ぷ鲿r(shí)要求導(dǎo)柱導(dǎo)三動(dòng)拉伸壓力機(jī)等。其中薄板沖裁或精密沖裁時(shí)，選用精度和剛度較高的精密力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，特別適合大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。但液壓機(jī)的速度分穩(wěn)小批復(fù)雜1.機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式；3.按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式(C型床身)和閉式(Ⅱ型床身)；對(duì)于淺拉深可按式F≥(1.6~1.8)F，估算公稱壓力來(lái)選擇壓力機(jī)。選壓總用公稱壓力為160kN的方式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：160kN20mm量：45mmmm：Φ40mm×60mm第4章主要工作部分尺寸計(jì)算尺寸計(jì)算凹模D=(D-xΔ)+δd=71.6+0.03dmax00凸模D=(D-2C)0=71.430pdmin-δP-0.015尺寸計(jì)算沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙 (1)凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度為58~ (2)凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6~IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.6~0.4μm； (3)凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直(斜刃除外)，安裝固定部分 (4)凸、凹模裝配后應(yīng)保證均勻的最小合理間隙。 (5)凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔(系)加工。凹模工常用線切割方法。凸模d=(d+xΔ)0=Φ200pmin-δP-0.03凹模d=(d+2C)+δd=Φ20+0.05dpmin00采用凸、凹模分開加工法時(shí)，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對(duì)于沖制薄材料(因Z與maxZ的差值很小)的沖模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常min常采用凸模與凹模配作的加工方法。配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件 (凸模或凹模)，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這紙上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Z”。min合模具主要零件的設(shè)計(jì)凸凹模是復(fù)合模具中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的寸。圖4-1凸凹模的實(shí)體圖圖4-2凸模實(shí)體圖(a)落料凹模簡(jiǎn)圖(b)落料凹模實(shí)體圖圖4-3落料凹模的簡(jiǎn)圖和實(shí)體圖準(zhǔn)選取，標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)為B40X85GB2862.3-1981，材料為Q235圖4-4模柄實(shí)體圖圖4-5上模實(shí)體圖圖4-6底座實(shí)體圖 (a)卸料板簡(jiǎn)圖(b)卸料板實(shí)體圖圖4-7卸料板的簡(jiǎn)圖和實(shí)體圖該模具的固定板為圓形固定板，一般固定板取凹模厚度的0.6~0.8倍，其平 (a)中間固定板簡(jiǎn)圖(b)中間固定板實(shí)體圖圖4-8中間固定板的簡(jiǎn)圖和實(shí)體圖圖4-9橡膠實(shí)體圖圖4-10沖壓模組成零件 (1)工作零件：是指實(shí)現(xiàn)沖壓變形，使材料正確分離或塑性變形，保證沖壓件形狀的零件，包括凸模、凹模、凹凸模等。 (2)定位零件：是指保證條料或毛坯在模具中的正確位置的零件，包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓板、導(dǎo)正銷、側(cè)刃、擋料銷等。 (3)壓料零件：是指在拉深工序中防止工件起皺的零件，包括壓料板、壓 (4)卸料零件：是指將沖裁后由于彈性恢復(fù)而卡在凹模孔內(nèi)或在凸模上的工件或廢料脫卸下來(lái)的零件。卸料零件包括卸料板、彈簧、橡皮等。出件零件包括推件塊、推桿、頂件塊、頂桿等[22]。結(jié)構(gòu)零件是指不直接參與完成沖壓工藝過(guò)程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用或?qū)δ＞叩墓δ芷鹜晟谱饔玫牧慵?(1)導(dǎo)向零件：是保證上模對(duì)下模正確位置和運(yùn)動(dòng)的零件，一般由導(dǎo)套和 (2)固定零件：是承裝模具零件或?qū)⒛＞甙惭b固定到壓力機(jī)上的零件，如 (3)緊固及其它零件。如螺釘、定位銷等。第5章落料拉深沖孔復(fù)合模裝配模具裝配是整個(gè)模具制造過(guò)程的最后階段，模具裝配圖或驗(yàn)收技術(shù)條件是裝配的依據(jù)，構(gòu)成模具的所有復(fù)合技術(shù)要求的零件，包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成型零件等是模具裝配的基礎(chǔ)。但是有了合格的零件，還必須制定合理的裝配工藝，才能裝配符合設(shè)計(jì)要求的模具[23]。在裝配過(guò)程中，即要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度。對(duì)于具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件，還必須保證它們之間的運(yùn)動(dòng)精度。模具裝配的高低及質(zhì)量好壞，直接影響零件能否正常生產(chǎn)以及零件的尺寸、形狀精度和成本。所以說(shuō)，模具的裝配是模具制造過(guò)程中重要環(huán)節(jié)。沖壓模具裝配完成后，各模具零件組成模具的上模部分和下模部分。沖壓模具工作時(shí)，下模部分安裝在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分；上模部分通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上，是模具的活動(dòng)部分[24]。 處理工藝以及相對(duì)位置精度等都要復(fù)合圖樣要求，零件的工作表面不允許有裂紋和機(jī)械傷痕等缺陷。 (2)模具裝配后，所有模具的活動(dòng)部位都應(yīng)該保證位置準(zhǔn)確、配合間隙適 (3)凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓間隙應(yīng)均勻 mm (7)定位裝置要保證毛坯定位正確可靠。 (9)模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求[25]。落料拉深復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上分為上模部分和下模部分，所以裝配過(guò)程的總的思路是：將模具零件分別裝配成上模部分和下模部分，然后將上模部分和下模部分裝配成完整的模具。本模具的彈頂裝置屬于下模部分，包括橡膠、底板、聯(lián)接螺釘、螺母等零件，裝配時(shí)可以將這些零件先裝配成彈頂裝置，再作為一個(gè)整體裝入下模部分[26]。m導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.8~1.2mm，硬值為58~62HRC。落料凹模、凸凹模材料均采用Cr12，熱處理硬度58~62HRC。卸料板、墊板、固定板材料均采用45配圖5-1復(fù)合模具總裝配圖桿將力傳遞給壓塊17，將落料好的工件固定)，同時(shí)完成拉伸和沖孔過(guò)程。卸作過(guò)程中已將橡膠29壓縮變形，當(dāng)工作完后橡膠29將力釋放圖5-2二維復(fù)合模具總裝配圖圖5-3落料拉伸沖孔復(fù)合模具三維總裝配圖圖5-4落料拉伸沖孔復(fù)合模具裝配體剖視圖圖5-5落料拉伸沖孔復(fù)合模具裝配圖總結(jié)與展望全文總結(jié)主要研究對(duì)象是變壓器開關(guān)壓圈零件的落料拉深沖孔復(fù)合模具，做出工藝分析案，計(jì)算出工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)復(fù)合模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力[29]。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個(gè)部分：落料拉伸凹凸模等主要成形零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行計(jì)算和選擇。6、初步分析了研究了模具裝配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在SolidWorks環(huán)境下落料拉伸沖孔復(fù)合模具完整的裝配過(guò)程。本文雖用Solidworks軟件設(shè)計(jì)出復(fù)合模具并進(jìn)行了一定的研究和探索，并在企業(yè)的模具設(shè)計(jì)中得到了一定程度的應(yīng)用，但是鑒于時(shí)間限制和本人知識(shí)的局限，還存在許