畢業(yè)設(shè)計---引出環(huán)沖壓工藝分析及模具設(shè)計

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　沖壓技術(shù)在機(jī)械、航空、汽車、電子、輕工、儀表和家電等工業(yè)部門生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強(qiáng)效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。沖壓加工的材料利用率較高，一般可達(dá)70％－85％

2、，沖壓加工的能耗也較低，由于沖壓生產(chǎn)具有節(jié)材、節(jié)能和高生產(chǎn)率等待點，所以沖壓件成批量生產(chǎn)時，其成本比較低，經(jīng)濟(jì)效益較高。</p><p>　　當(dāng)然，沖壓加工與其他加工方法一樣，也有其自身的局限性，例如，沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具價格又偏高。因此，對小批量、多品種生產(chǎn)時采用昂貴的沖模，經(jīng)濟(jì)上不合算。目前為了解決這方面的問題題，正在努力發(fā)展某些簡易沖模，如聚氨南橡膠沖模、低合金沖模以及采用通用組合沖模、鋼皮模等，同時也

3、在進(jìn)行沖壓加工中心等新型設(shè)備與工藝的研究。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計題目是引出環(huán)沖壓工藝分析及模具設(shè)計，它要求綜合運用四年所學(xué)知識完成設(shè)計任務(wù)，掌握沖壓基本成形原理，按要求確定沖壓工藝方案編制沖壓工藝規(guī)程，設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)，合理選擇模具材料和選用壓力機(jī)，掌握模具生產(chǎn)設(shè)計的基本流程，具備模具CAD/CAM的初步知識，為以后的工作學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。</p><p>　　1 零件工藝性分

4、析與設(shè)計計算</p><p>　　制定沖壓工藝時，先要分析制件的工藝性，即根據(jù)產(chǎn)品圖紙認(rèn)真分析制件能否用沖壓加工的方法制造，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否都合理，需要對產(chǎn)品提出哪些修改意見。通常在分析制件的工藝性尚屬合理以后，列出幾種不同的沖壓工藝方案，并進(jìn)行綜合分析、比較，然后確定適合具體生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟(jì)的合理方案，并在最經(jīng)濟(jì)的原則下決定毛坯的形狀、尺寸和下料方式，確定材料的消耗量。最后，根據(jù)制定的工藝方案和制件的形狀特點、精度

5、要求、生產(chǎn)批量，模具加工條件，操作習(xí)慣與安全性，以及現(xiàn)有設(shè)備的自動化裝置等，確定沖模類型，選定設(shè)備的類型和壓力大小。</p><p>　　1.1 零件工藝性分析</p><p>　　引出環(huán)零件如圖1—1 所示, 材料為復(fù)銅可伐帶, 厚度0.5mm,為批量生產(chǎn)。零件需要通過落料、拉深、反拉伸實現(xiàn)。該零件形狀有點復(fù)雜，厚度較薄，制件尺寸精度不是很高，如下圖所示。需要注意的是該零件較薄容易拉裂。

6、采用單工序模生產(chǎn), 需多次定位,零件精度低, 難以保證零件的合格, 且生產(chǎn)效率低。因需多次定位, 同一批零件質(zhì)量波動較大, 不能滿足產(chǎn)品設(shè)計及大批量生產(chǎn)的要求。因此考慮采用多副復(fù)合模來完成, 可大大提高零件制造精度及產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。查表可知優(yōu)質(zhì)復(fù)銅可伐帶的材料特點為，退火處理后，抗剪強(qiáng)度τ=214～304Mpa 取τ=300Mpa，抗拉強(qiáng)度σb為275～383Mpa，取σb=350Mpa，屈服強(qiáng)度σs=177Mpa，延伸率δ=32％

7、，由此可知此材料具有較高的彈性和良好的塑性，其沖裁加工性較好。</p><p><b>　　圖1-1 零件圖</b></p><p>　　由于零件主要用于電子產(chǎn)品范圍內(nèi)使用，尺寸精度定為IT12可以滿足要求，所以所需控制的尺寸有mm、mm、mm、mm、mm、和高度約為mm、mm。</p><p><b>　　1.2 方案確定<

8、/b></p><p>　　1.2.1提出工藝方案</p><p>　　根據(jù)以上分析，引出環(huán)可以有以下四種沖壓加工方案：</p><p>　　方案一：用3副簡單模來完成。第一副反拉伸模，拉伸出Ф14得圓，同時得到了R2得圓角,第二副拉深模，拉出半徑為3mm的圓角，第三副落料模，用來將工件從板材上裁下來。</p><p>　　方案二：用2

9、副模具來完成零件的制作。第一副復(fù)合模，用來完成拉伸出Ф23圓筒和半徑為1和2的圓角，得到半成品工件。第二副反拉伸模，通過反拉伸得到所需要得零件,完成所有工序。</p><p>　　方案三：用1副級進(jìn)模具來完成。先拉伸出Ф23得圓筒并將側(cè)刃沖出，然后通過側(cè)刃定位向前推進(jìn)，完成反拉深工序，最后將工件從板材上裁下來。</p><p>　　方案四：用1副模具來完成零件的制作。即先落料再拉伸得到一個

10、半成品，最后反拉深成形。</p><p>　　1.2.2選定工藝方案</p><p>　　第一方案的特點是化整為零，將原先復(fù)雜的幾道工序分解成落料、拉深、反拉伸三個簡單的步驟，從而可以簡化模具結(jié)構(gòu)，便于模具制造，另外，所需沖壓力也因此而減小了。但該方案的缺點是，需要四副模具，生產(chǎn)效率較低。由于需要多次定位，使得累計誤差較大，工件精度也將得不到保證，且操作不便。</p><

11、;p>　　方案二是在方案一的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一個方案。主要是將前面的幾道零碎的單工序用一個復(fù)合模來完成，是將各工序復(fù)合在一起一次沖成，得到半成品，因而生產(chǎn)效率比第一個方案有所提高，材料利用率也較高，操作也較安全。并保證了各個圓角的精度，同時不致于影響到拉深系數(shù)，即可以拉出較深的筒形件，然后在反拉伸模上完成零件得反拉伸成形。該方案精度高，易于實現(xiàn)，適合大批量生產(chǎn)。</p><p>　　方案三采用一個級進(jìn)模生產(chǎn)。在

12、一副模具的一個工位內(nèi)完成了拉伸、反拉深。本方案用了三個異型的凸模和一圓形凸模來沖孔。然后通過側(cè)刃定位，進(jìn)行拉深、落料工序。該工藝效率比方案二提高了，但精度不好控制，且槽孔易變形，易拉裂。</p><p>　　方案四與方案三基本相同，不同的是改變了零件的排樣方式，將方案三的兩道工序合為一道。這種方案缺點是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工及裝配精度要求高，零件質(zhì)量難控制，且拉深時槽孔容易變形，易拉裂，零件剛度也不容易保證。優(yōu)點是可

13、一次成形，加工工序少。</p><p>　　以上四個方案分析比較結(jié)果表明，方案一生產(chǎn)效率低，制件精度低，不適宜于大批量生產(chǎn)；方案二精度較高，生產(chǎn)周期較長；方案三與方案四生產(chǎn)效率高，材料利用率較高且槽孔易變形、易拉裂。方案四的模具尺寸小，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工及裝配精度要求高，零件質(zhì)量難控制，工位也比較多，零件剛度也不容易保證。綜合以上的分析，最終選擇了方案二。</p><p>　　1.3 模

14、具結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　在選擇沖模結(jié)構(gòu)方案時，除了考慮沖壓件的質(zhì)量、技術(shù)要求外，還要結(jié)合批量大小與現(xiàn)有沖壓設(shè)備，對沖壓成本進(jìn)行綜合分析。一般情況下，簡單模造價低于復(fù)合模，復(fù)合模造價低于級進(jìn)模且復(fù)合模精度和效率較高。生產(chǎn)過程穩(wěn)定，產(chǎn)品一致性較好。對于復(fù)合模，模具結(jié)構(gòu)很大程度取決于條料排樣，條料排樣一旦確定，則確定了以下幾個方面：</p><p>　?。?）確定了模具的工位以及各工位的

15、作業(yè)內(nèi)容，也就是明確了被沖工件在模具中的沖制順序。</p><p>　?。?）確定了被沖工件排列樣式（單排、雙排、多排等）、方位（正排、斜排等）、也就明確了材料利用率的高低。</p><p>　?。?）確定了模具的步距尺寸、精度及定距方式，也就明確了模具精度的高低。</p><p>　?。?）確定了條料寬度、供料方式、條料纖維方向與送料方向的關(guān)系以及送料方式，也就明

16、確了該模具沖壓時自動化程度的高低。</p><p>　?。?）確定了模具的基本總體結(jié)構(gòu)，也就明確了模具的復(fù)雜程度。</p><p>　　1.3.1模具的總體結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　模具的總體方案為采用兩副模具生產(chǎn)引出環(huán)零件。一副為落料、拉深復(fù)合模，一副為反拉伸模?？偣苍O(shè)計使用兩副模具.</p><p><b>　　(1) 復(fù)合

17、模</b></p><p><b>　?、?模具類型 </b></p><p>　　根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用落料、拉深復(fù)合模。</p><p><b>　　② 操作與定位方式</b></p><p>　　雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降

18、低模具成本，且零件尺寸和厚度不是很大，剛好適合手工送料。但是為了保證零件的精度和減少材料料頭和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，特采用導(dǎo)料板導(dǎo)向和擋料銷定位。</p><p><b>　?、?卸料與出件方式</b></p><p>　　考慮到零件厚度較小，為了簡便，所以采用彈性卸料方式。為了便于操作和提高生產(chǎn)率，廢料從凹模洞口推下，沖件由彈性頂件裝置頂出。</p

19、><p><b>　?、?模架類型及精度</b></p><p>　　為了便于取出工件，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，因為后側(cè)導(dǎo)柱模架的工作面敞開。又因為零件精度要求不是很高，沖模間隙較小，因此采用Ⅰ級模架精度。</p><p><b>　　(2) 沖孔模</b></p><p><b>　?、?模具類型

20、 </b></p><p>　　根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用單工序沖孔模。</p><p><b>　　② 操作與定位方式</b></p><p>　　雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，且零件尺寸和厚度不是很大，剛好適合手工送料。且由于該模具的特殊性，不需要特定的導(dǎo)料和定位裝

21、置。</p><p><b>　?、?卸料與出件方式</b></p><p>　　考慮到零件厚度和尺寸都較小，屬于半成品后續(xù)加工，又是手工操作，卸料與出件方式可以手工操作。為了便于操作和提高生產(chǎn)率，廢料采用由切斷凸模直接從凹模洞口推下。</p><p><b>　?、?模架類型及精度</b></p><

22、p>　　由于該沖孔模具的特殊性，不需要一般模具所需的模架，模架需要自行設(shè)計。</p><p>　　1.3.2沖裁件的排樣及材料利用率</p><p>　　（1）坯料直徑的計算</p><p>　　由于該零件是有凸緣的筒形件，必須先求出拉深前坯料的直徑。拉深時，坯料的形狀必須適合金屬流動的要求，坯料尺寸一般忽略厚度的變化，按“坯料面積等于制件面積”的原則確定。筒

23、形件拉深無疑應(yīng)采用圓形坯料，也就是只要求出它的直徑，即可確定坯料尺寸。由于材料各向異性及拉深金屬流動的差異，制件端口會出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，為保證制件的尺寸需增加修邊余量，筒形件在計算坯料尺寸時必須計入余量。</p><p>　　有凸緣筒形件坯料的直徑仍然可以依據(jù)變形前后面積相等的原則計算：</p><p><b>　　(1-1)</b></p><

24、p>　　其中相對凸緣直徑=53/23=2.3，凸緣直徑小于100，查表可得其修邊余量=2.5。</p><p>　　包括修邊余量的凸緣直徑=53+22.5=58mm.</p><p><b>　　所以mm.</b></p><p><b>　?。?）選擇排樣方法</b></p><p>　　沖

25、裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，還合影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計中項很重要的工作。</p><p>　　要提高材料的利用率，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為兩種情況</p><p>　?、?結(jié)構(gòu)廢料 出于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料，稱為結(jié)構(gòu)廢料，

26、它決定于工件的形狀，一般不能改變。</p><p>　?、?工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料，稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式。</p><p>　　因此．提高材料利用率主要應(yīng)從減少工藝廢料著手，同一個工件，可以有幾種不同的排樣方法。合理的排樣方法，應(yīng)是將工藝廢料減到最少。在考慮提高材料的利用率的同時，應(yīng)使模具

27、結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命高，操作方便安全。</p><p><b>　?。?）排樣</b></p><p>　　排樣是否合理將直接影響到材料利用率、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、沖模結(jié)構(gòu)與壽命等。根據(jù)材料的合理利用情況，排樣方法可分為：有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣三種。有廢料排樣用于沖裁形狀較復(fù)雜、尺寸精度要求較高的沖件。因此，沖件質(zhì)量好，模具壽命高，但材料利用率低。少廢料排樣

28、只在沖件之間或沖件與條料邊緣之間留有搭邊，此種方法因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時邊緣毛刺易被凸模帶入間隙，也影響沖模壽命，但材料利用率較高，沖模結(jié)構(gòu)簡單，一般用于形狀較規(guī)則、某些精度尺寸要求不高的沖件。無廢料排樣無任何搭邊廢料，沖件質(zhì)量和模具壽命質(zhì)量更差一些。但材料利用率最高?？捎糜谛螤钜?guī)則對稱，尺寸精度不高或貴重金屬材料的沖件。少、無廢料排樣法材料利用率高，且模具結(jié)構(gòu)簡單，所需沖裁力小，但其應(yīng)用范圍有很大的局限

29、性，既受到制件形狀、結(jié)構(gòu)限制，且由于條料寬度誤差及送料誤差均會影響制件尺寸而使尺寸精度下降，同時刃口是單面受力，所以磨損加快，端面質(zhì)量下降，此外制件的外輪廓毛刺方向不一致。</p><p>　　綜合考慮各種各種因數(shù)，該零件選用有廢料直排形式。如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 有廢料直排形式</p><p>　　（4）確定搭邊值、條料寬度和步距<

30、/p><p>　　搭邊是排樣時沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余量。其作用時補(bǔ)償條料的剪裁誤差、送料步距誤差，補(bǔ)償由于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差；使凸、凹模刃口能沿封閉輪廓線沖裁，受力平衡，合理間隙不易破壞，模具壽命與制件斷面質(zhì)量都能提高。</p><p>　　搭邊的合理數(shù)值主要確定于板料厚度t、材料種類、沖裁件大小及沖裁件的輪廓形狀等。一般來說，板料愈厚，

31、材料硬度愈低，以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復(fù)雜，則合理搭邊值也應(yīng)愈大。</p><p>　　圖1-2所示的搭邊值通常是由經(jīng)驗確定的。</p><p>　　圖1-2 板料沖裁時合理的搭邊值</p><p>　　查表可得：mm； mm。</p><p>　　條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為步距。對于該零件來說：</p><p&g

32、t;　　A=D+=57+1.5=58.5mm</p><p>　　條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定條料寬度B的上偏差為0，下偏差為負(fù)值（-）。為了準(zhǔn)確送進(jìn)，模具上一般設(shè)有導(dǎo)向裝置。但使用導(dǎo)料板導(dǎo)向而又無側(cè)壓裝置時，在寬度方向上也會長生送料誤差。條料寬度B的值應(yīng)保證在這2種誤差的影響下，仍能保證在沖裁件與條料側(cè)面有一定的搭片值。</p><p>　　模具的導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時

33、，如圖1-3（a）所示，條料寬度按下式計算：</p><p><b>　　（1-3）</b></p><p>　　式中：D——沖裁件與傳送方向垂直的最大尺寸；</p><p>　　——沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊；</p><p>　　——板料裁剪時的下偏差。</p><p>　　當(dāng)條料在無側(cè)壓裝置

34、的導(dǎo)料板之間送料時，如圖1-3（b）所示，條料寬度按下式計算：</p><p><b>　　（1-4） </b></p><p>　　式中：b——條料與導(dǎo)料板之間的間隙。 </p><p>　　圖1-3 條料寬度的確定</p><p>　　（a）無側(cè)壓裝

35、置時 （b）有側(cè)壓裝置時</p><p>　　1-導(dǎo)料板 2-凹模</p><p>　　由于該沖裁模具沒有側(cè)壓裝置，所以用式（1-4）計算，</p><p>　　查表可得： =0.3mm；b=0.5mm。</p><p>　　所以 B==mm</p><p><b>　　（

36、5）材料利用率</b></p><p>　　沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占60％以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。其計算公式如下：</p><p>　　一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率η為：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中

37、：——一個步距內(nèi)制件的實際面積(包括沖出的小孔在內(nèi))；</p><p>　　n——一個進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目；</p><p>　　——一個步距內(nèi)所需毛坯面積；</p><p><b>　　A——送料步距；</b></p><p><b>　　B——條料寬度。</b></p><p>

38、;　　實際材料利用率還應(yīng)考慮板料剪裁時的剩余邊料和條料沖裁時的料頭料尾消耗，工廠常用一下經(jīng)驗公式估算：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中： ——材料實際利用率；</p><p>　　K——料頭料尾等消耗系數(shù)?？v裁時K=0.9，橫裁時K=0.85，斜裁時K=0.75。</p><p>

39、;　　所以，條料、帶料和板料的利用率比一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率η要低。其原因是就是條料和帶料有料頭和料尾的影響，另外用板材剪成條料還有料邊的影響。</p><p>　　本設(shè)計中材料利用率為：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=%</b></p><p><b&

40、gt;　　=63%</b></p><p>　　由于坯料是縱裁的，所以材料總利用率=0.963%=56.6%。</p><p>　　1.3.3沖壓力計算</p><p><b>　?。?）沖裁力的計算</b></p><p>　　模具沖裁部分有1個φ47mm的落料圓孔，其中拉伸圓筒得形成形由后面得工序完成。由

41、于沖裁加工的復(fù)雜性和變形過程的瞬間性，使得建立十分精確的沖裁理論計算公式相對困難。通常所說的沖裁力是指作用于凸模的最大抗力。采用平刃口凸模和凹模沖裁，其沖裁力的計算見式（1-7）</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中： —— 沖裁力 （N）；</p><p>　　—— 沖裁件的周長 （mm）；</p&

42、gt;<p>　　—— 材料厚度 （mm）；</p><p>　　—— 材料抗剪強(qiáng)度 （Mpa）。</p><p>　　考慮到凸、凹模刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化以及材料厚度偏差等因素，實際所需的沖裁力還需增加30%，故選擇沖床時的沖裁力（N）應(yīng)為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p&g

43、t;<p>　　式中： —— 材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）。</p><p>　　各沖裁區(qū)只是沖裁線的長度不同，材料抗剪強(qiáng)度=300Mpa，抗拉強(qiáng)度σb=350Mpa，材料厚度=0.2mm。由于工件形狀比較復(fù)雜，沖裁時的剪切周邊長度由落料圓和沖孔圓構(gòu)成。由于反拉伸成形的技術(shù)要求與拉伸成形有著類似的計算,無需沖裁,這里就不做說明了.</p><p>　　=（D+d）=3.14(57

44、+10)=210.38mm</p><p>　　平刃口模具的沖裁力可按下式（1-3）計算：</p><p>　?。?.3τbt≈σbt</p><p>　?。?50×210.38×0.2</p><p><b>　?。?4726.6N</b></p><p><b>

45、　　=14.73kN</b></p><p>　　式中： ——沖裁力；</p><p>　　τ——材料的抗剪強(qiáng)度；</p><p>　　σb——材料的抗拉強(qiáng)度；</p><p><b>　　——沖裁周邊總長；</b></p><p><b>　　t——材料厚度；</b

46、></p><p>　　1.3——考慮到模具間隙不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。</p><p>　　對于拉伸力的計算將會在下面的計算中給出,這里就不做說明.</p><p><b>　?。?）推件力的計算</b></p><p>　　由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，沖

47、裁后帶孔部分的材料會緊箍在凸模上，而落下部分的材料會緊卡在凹模洞口中。從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力；把落料件從凹模洞口中順著沖裁方向推出去的力稱為推件力；逆著沖裁方向頂出來的力叫頂出力。</p><p>　　卸料力的影響因素較多，主要有：材料的力學(xué)性能與厚度、沖件形狀與尺寸、沖模間隙與凹?？卓跈C(jī)構(gòu)、排樣的搭邊大小及潤滑情況等。在實際計算中，這些力通常用下列經(jīng)驗公式進(jìn)行計算。</p>&

48、lt;p>　　F卸＝K卸 （1-9）</p><p>　　F推＝nK推 （1-10）</p><p>　　F頂＝K頂 （1-11）</p><p>

49、;　　式中： —— 沖裁力 （N）；</p><p>　　n —— 卡在凹模洞口中的工件或廢料的數(shù)目；</p><p>　　K卸、K推、K頂—— 分別為卸料力、推件力、頂件力因數(shù)。</p><p>　　復(fù)合模具采用彈性卸料裝置及下出料方式，因此需要計算卸料力和推件力。經(jīng)查資料可知，K推=0.1，=0.08；取凹模刃口高度h=7mm，因凸模深入凹模5mm，

50、 則n=h/t≈10，故</p><p>　　F推＝nK推 =10×0.1×14.73=14.73kN</p><p>　　==0.0814.73=1.18kN</p><p>　　通過計算,現(xiàn)在已經(jīng)得到了拉伸直徑和沖孔力的大小,其中還計算了在沖孔過程中的推件力,通過這幾個步驟,就能基本完成工件的基本成形,最后通過反拉伸的工序就能得到

51、所需要的零件.</p><p>　?。?）拉深力和壓邊力的計算</p><p>　　為了合理選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計模具，應(yīng)該求出拉深力。一般概念上的拉深力是指其峰值，理論計算復(fù)雜煩瑣，實用性不良。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式進(jìn)行近似計算。</p><p>　　由于本復(fù)合模具采用彈性壓邊圈（在下面會討論到），所以筒形件有壓邊圈拉深時的拉深力：</p><p>

52、;<b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中： P——拉深力（N）；</p><p>　　D——筒形件直徑(mm)</p><p>　　t——板料厚度（mm）</p><p><b>　　——修正系數(shù)</b></p><p>　　——材料強(qiáng)度極限（MPa）&l

53、t;/p><p>　　查相關(guān)資料可得K=1，=350 MPa</p><p>　　所以 =13.14200.2350</p><p>　　=4396N4.5kN</p><p>　　壓邊力的大小要根據(jù)既不起皺又不拉裂這個原則，在試模中加以調(diào)整，設(shè)計壓邊裝置時應(yīng)考慮便于調(diào)節(jié)壓邊力。</p><p>　　在生產(chǎn)中，壓邊

54、力為壓邊面積乘以單位壓邊力，即</p><p><b>　　（1-12）</b></p><p>　　式中：——壓邊力（N）；</p><p>　　F——在壓邊拳下坯料的投影面積（）；</p><p><b>　　Q——單位壓邊力。</b></p><p>　　其中 ==1

55、38.13</p><p>　　由于08F為普通鋼且零件厚度t<0.5mm,所以查資料可取q=2.5MPa</p><p>　　=138.132.5=345N</p><p>　　一般單動壓力機(jī)拉深時，壓邊力與拉深力是同時產(chǎn)生的，所以，壓力機(jī)噸位的大小應(yīng)根據(jù)拉深力和壓邊力的總和來選擇，即</p><p><b>　?。?-13

56、）</b></p><p>　　所以要將壓邊力和拉深力加起來。</p><p>　　=4.5+0.345=4.835kN，</p><p><b>　　可取=5kN</b></p><p>　?。?）總沖壓力的計算</p><p>　　由以上的分析及算得的各種力，可得總的沖裁力為：&l

57、t;/p><p><b>　　=+ F推+</b></p><p>　　=14.73+14.73+1.18</p><p><b>　　=30.64kN</b></p><p>　　對于落料、拉深、沖孔復(fù)合模，還必須將拉深力和壓邊力算在里面。即</p><p>　　=P1+F1=

58、5+30.6=35.6kN</p><p>　　1.3.4沖壓設(shè)備選用</p><p>　　沖壓設(shè)備的選擇，是沖壓工藝及模具設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的安全和合理使用，也關(guān)系到?jīng)_壓件的生產(chǎn)能否順利進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、產(chǎn)品成本等一系列問題。沖壓設(shè)備的選用包括選擇設(shè)備類型和確定設(shè)備規(guī)格兩項內(nèi)容。</p><p>　　沖壓設(shè)備類型的選擇，主要是根據(jù)沖

59、壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。在中小型沖裁件、彎曲件或淺拉深件的沖壓生產(chǎn)中，主要選用開式壓力機(jī)。在大量生產(chǎn)中應(yīng)選用高速自動壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)。</p><p>　　該引出環(huán)零件是大批量生產(chǎn)，因此采用高速的機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行快速、連續(xù)的生產(chǎn)加工，生產(chǎn)效率比較高。故選用機(jī)械壓力機(jī)。應(yīng)選取壓力機(jī)公稱壓力</p><p>　　當(dāng)拉深行程較大時，特別是采

60、用落料拉深復(fù)合模時，不能簡單的將落料與拉深力疊加上去選擇壓力機(jī)，而應(yīng)確保沖壓力—行程曲線位于壓力機(jī)許用負(fù)荷曲線以下，否則很可能出現(xiàn)壓力機(jī)超載損壞。如圖1-4所示的情況，雖然落料力和拉深力之和小于公稱壓力，但在模具工作的早期（落料時）以超載了。</p><p>　　為了選用方便，一般可按下式概略估算。</p><p>　　淺拉深時

61、（1-14）</p><p>　　深拉深時 （1-15）</p><p>　　式中：——拉深力、壓邊力和其他變形力的總和；</p><p>　　——壓力機(jī)公稱壓力。</p><p>　　本模具零件屬于淺拉深， 可取=1.4。</p><p>　　對于本設(shè)

62、計中的復(fù)合模具，其中由拉深力、壓邊力和沖孔落料力組成。</p><p>　　所以， =P1+F1=5+30.6=35.6kN</p><p>　　所以，復(fù)合模壓力機(jī)的選擇</p><p>　?。?.4P總=1.4×35.6KN=49.85kN</p><p>　　因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可選開式雙柱可傾壓力機(jī)

63、J23，公稱壓力為63kN。</p><p>　　而對于另一副沖孔模，其所需壓力極小，可選開式雙柱可傾壓力機(jī)J23，公稱壓力為63kN。</p><p>　　圖1-4 沖孔力曲線、彈性壓邊裝置壓邊力曲線與壓力機(jī)許用負(fù)荷曲線</p><p>　　1—壓力機(jī)許用負(fù)荷曲線 2—拉深力 3—落料力 4—氣墊壓邊力 5—橡膠墊壓邊力； </p><

64、;p><b>　　6—彈簧墊壓邊力</b></p><p><b>　　2 復(fù)合模的設(shè)計</b></p><p>　　2.1 模具工作零件的設(shè)計</p><p><b>　　沖裁間隙的選定準(zhǔn)則</b></p><p>　　沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模之間的雙面間隙，如

65、圖2-1所示。沖裁間隙對沖裁件的尺寸精度也有一定影響。在沖裁過程中，當(dāng)間隙適合時，板料的變形區(qū)在比較純的剪切作用下分離；當(dāng)間隙過大時，板料除受剪切外，還產(chǎn)生較大的拉深和彎曲變形；當(dāng)間隙過小時，除剪切外還會受較大的擠壓作用。因此，合理的間隙，沖孔件最接近凸模尺寸，落料件最接近凹模尺寸。</p><p>　　圖2-1 合理沖裁間隙的確定</p><p>　　合理的間隙是保證模具壽命最主要的工藝

66、參數(shù)。間隙過小時，使刃口側(cè)面磨損增大，使得凸、凹模在沖裁較少的次數(shù)下即出現(xiàn)較大的磨損量，從而降低了模具的總使用壽命。過小的間隙還是引起凹模漲裂、啃壞等異常破壞的重要原因之一，這類異常破壞對模具壽命的影響更大。當(dāng)間隙過大時，同樣會加劇凸、凹模的端面磨損，易引起模具崩刃，從而影響模具壽命。</p><p>　　因此，設(shè)計模具時選擇一個合理的沖裁間隙，可以獲得沖裁件斷面質(zhì)量好、尺寸精度高、模具壽命長、沖裁力小的綜合效果

67、。該模具用查表法確定沖裁間隙。</p><p>　　2.1.1凹模的設(shè)計與計算</p><p>　?。?）凹模洞口的類型</p><p>　　常用凹模洞口的類型如2.1-1圖所示。其中(a)、(b)、(c)型為直筒式刃口凹模。刃口強(qiáng)度高。制造方便、刃磨后洞口尺寸基本不變，對沖裁間隙無明顯影響，適用于沖裁形狀復(fù)雜、精度要求較高，以及厚度較大的零件。由于洞口內(nèi)易于聚積零

68、件或廢料，因而推件力大。如果刃口周邊有突變的尖角或有窄懸臂伸出，由于應(yīng)力集中，在角部有可能產(chǎn)生脹裂，因此對凹模的強(qiáng)度帶來不利的影響。同時，由于摩擦力增大，對孔壁的磨損增大，致使凹模壽命降低。圖(a)、(c)型 一般用于復(fù)合?；蛏铣黾_栽模。下出件模具多采用(b)型或(a)型，圖(d)、(e)型是錐筒式刃口凹模，它刃口銳利．因不會聚積零件或廢料．摩擦力和脹裂力均較小，刃口磨損?。褂脡勖鄬υ鲩L，但是刃口強(qiáng)度低。刃磨后尺寸略有增大故適于

69、沖裁精度要求低、厚度較薄、尺寸較小、形狀簡單的下出料零件沖找。圖(f)型適用于沖0.1mm以下的軟材料，凹模硬度不高(HRC35-40)，故有軟模之稱。凸、凹模間隙靠鉗工擠壓斜面(20～30）直到試模合格為止 凹模錐角α角和刀口直壁高度h均與材料厚度有關(guān)?！闳?；mm。</p><p>　?。?）凹模結(jié)構(gòu)與固定方式</p><p>　　用于沖孔落料的凹模，通常選用整體式結(jié)構(gòu)。根據(jù)零件形狀特

70、點和工位數(shù)．凹模外形多為矩形或圓形．由于尺寸較大。采銷釘和螺拴緊固在模座上。 沖小孔或型孔易損的凹模．為便于加工，易于更換和刃磨?？稍谡w凹模的局部或凹模固定板的指定位置，壓入外形為圓柱形的整體鑲塊(鑲套式凹模)。鑲塊與凹模固定板或整體式凹模采用H7/n6或H7/m6過渡配合。鑲套式凹模的洞口若為異形孔，在壓配結(jié)合縫處，加上動銷，以防止沖壓時發(fā)生轉(zhuǎn)動。 </p><p>　　圖2-2 凹模洞口的類型</p&

71、gt;<p>　?。?）整體式凹模外形尺寸的確定</p><p>　　凹模的外形尺寸是指凹模的厚度H、長度A與寬度B(矩形凹模)或厚度與外徑D(圓形凹模)，凹模板的厚度直接影響到模具的使用．厚度過小，影響凹模的強(qiáng)度和剛度；厚度過大，會使模具的體積和閉合高度增大，從而增大了模具的重量。長度與亮度的選擇直接與厚度有關(guān)，同時也是選擇模架外形尺寸的依據(jù)。工作時，凹模刃口周邊承受沖裁力和彎曲力矩的作用，在刃壁

72、上承受分布不均勻的擠壓力作用、因凹模實際受力情況十分復(fù)雜。生產(chǎn)中按照經(jīng)驗公式，并結(jié)合設(shè)計者的經(jīng)驗來確定凹模的外形尺寸。</p><p>　　考慮到本次設(shè)計的模具的復(fù)雜性，即需要在凹模上鉆很多孔，所以該凹模采用圓形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過銷釘、螺釘與下模座定位固定的方式，要保證螺孔（或沉孔）間、螺孔與銷孔間以及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具的壽命。因沖件的批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，沖

73、圓孔凹模刃口采用斜刃壁結(jié)構(gòu)。刃壁高度取7.5mm，漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大1.5mm。沖槽形孔的凹模刃口采直壁結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)凹模輪廓尺寸計算如下。由于該復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有很多零件需要固定在凹模上，所以凹模必須足夠大，綜合各個因數(shù)，可取D=mm。</p><p>　　凹模的厚度和外形尺寸對于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強(qiáng)度。沖裁時，凹模承受沖裁力和水平側(cè)向力的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)

74、又比較復(fù)雜，特別是對于復(fù)雜形狀的沖件，其凹模的強(qiáng)度計算就相當(dāng)復(fù)雜。因此，在目前一般的生產(chǎn)實際情況下，通常都是根據(jù)沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力大小等來進(jìn)行概略的估算及經(jīng)驗修正的。</p><p>　　凹模厚度可根據(jù)沖裁力從圖2-3中選擇：</p><p>　　圖2-3 沖裁力與凹模厚度曲線圖</p><p>　　所以，可取H=30mm 。</p>

75、<p>　　所以凹模整體尺寸為：D×H=mm×30mm。</p><p>　　凹模的材料選用CrWMn,工作部分熱處理淬硬60-64HRC(材料及相關(guān)熱處理參照相關(guān)參數(shù)表)。</p><p>　　2.1.2凸模的設(shè)計與計算</p><p>　　冷沖模凸模的結(jié)構(gòu)包括兩大部分，即工作部分和安裝部分。凸模常用的固定鉚接、臺階固定、螺釘連接、

76、粘結(jié)劑燒結(jié)固定等。</p><p>　　直通式凸模用鉚接固定，其工作部分和固定部分的形狀和尺寸相同，可以采用成形磨削或線切割加工，加工方便。這種凸模在薄板、小尺寸的非圓形沖壓件中應(yīng)用較多。</p><p>　　臺階式固定凸模的工作部分和固定部分的形狀可以不相同，工作部分可以是異形，固定部分一般作成圓形或矩形，凸模與固定板配合選用H7/m6。這種凸?？梢赃m應(yīng)較大的卸料力。</p>

77、<p>　　本復(fù)合模具的凸模設(shè)計成階梯型結(jié)構(gòu)，固定部分作成圓形，通過凸模固定板與墊板固定。凸模材料也選用CrWMn，工作部分熱處理淬硬58-62HRC。</p><p>　?。?）凸、凹刃口尺寸的計算原則 </p><p>　　落料時因落料件光面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應(yīng)先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基礎(chǔ)。又因落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大，故凹?；境?/p>

78、寸應(yīng)取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。</p><p>　　沖孔時因孔的光潔表面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，即以凸模刃口尺寸為基準(zhǔn)。又沖孔的尺寸會隨凸模刃口的磨損而減小，故凸?；境叽鐟?yīng)取沖件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。</p><p>　?。?）凸、凹模刃口尺寸的計算方法</p><p>　　凸、凹模刃口尺寸的計算與加工方法有關(guān)，基本上

79、可以分為兩類：</p><p>　?、偻?、凹模分別加工法</p><p>　　此法是指凸、凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸及公差進(jìn)行加工，沖裁間隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保證。其優(yōu)點是凸、凹模具有互換性，便于成批制造。但受沖裁間隙的限制，要求凸、凹模的制造公差較小，主要適用于簡單規(guī)則形狀的沖件。根據(jù)刃口尺寸計算原則，計算公式如下：</p><p><b>　

80、　落料 </b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　沖孔</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><

81、p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中： 、——分別是落料凹模和凸模的基本尺寸；</p><p>　　、——分別是沖孔凹模和凸模的基本尺寸；</p><p>　　——沖孔件最小極限尺寸；</p><p>　　——落料件最大極限尺寸；</p><p><b&

82、gt;　　——沖裁件的公差；</b></p><p>　　、分別為凹模和凸模的制造公差；</p><p><b>　　X——磨損系數(shù)</b></p><p>　　該方法需要先進(jìn)行間隙校核，即只有滿足，才可以用分別加工法。</p><p>　?、谕?、凹模單配加工法</p><p>　　單

83、配加工法是用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙的一種方法。此方法只需計算基準(zhǔn)件（沖模時為凸模，落料時為凹模）基本尺寸和公差，另一件不需標(biāo)注尺寸，僅注明“相應(yīng)尺寸按凸模或（凹模）配作，保證雙面間隙在Zmin~Zmax之間”即可。與分別加工法相比較，單配加工法基準(zhǔn)件的制造公差不再受間隙大小的限制，同時配合件的制造公差≤Zmax-Zmin，就可以保證獲得合理間隙，所以模具制造更容易。在制件上，會同時存在三類不同性質(zhì)的尺寸，需要區(qū)別對待。&

84、lt;/p><p>　　A類：凸模（沖孔件）或凹模（落料件）磨損后增大的尺寸。</p><p>　　B類：凸模（沖孔件）或凹模（落料件）磨損后減小的尺寸。</p><p>　　C類：凸模（沖孔件）或凹模（落料件）磨損后基本不變的尺寸。</p><p>　　用單配加工法加工的凸模和凹模必須對號入座，不能互換，但由于電火花線切割加工已成為沖裁加工的主

85、要手段，該加工方法所具有的“間隙補(bǔ)償功能”，使配合件基本不存在加工公差，而只有很小的電火花放電間隙，所以無論形狀復(fù)雜與否，它都能很準(zhǔn)確的保證模具的合理初始間隙，因此單配加工法適用于復(fù)雜形狀、小間隙（薄料）沖裁件模具的工作部分尺寸計算。</p><p>　　受模具結(jié)構(gòu)、加工方法等因數(shù)的影響，在實際的模具制造過程中，不論落料、沖孔，都習(xí)慣于先做標(biāo)注了尺寸及公差的凸模，然后按規(guī)定間隙配制凹模刃口。尤其是采用電火花線切割

86、加工凸模、凹模時，這種做法很普遍。采用電火花線切割加工中，必須做到要么全部刃口都標(biāo)注尺寸及公差（將沖孔轉(zhuǎn)換成落料），要么全部刃口都不標(biāo)注尺寸及公差（將落料轉(zhuǎn)換成沖孔）。一般的做法是把落料凹模尺寸轉(zhuǎn)換到凸模上去，即只標(biāo)注各凸模的尺寸及公差，不標(biāo)注凹模刃口（無論是落料凹模刃口，還是沖孔凹模刃口）的尺寸及公差，凹模圖紙上只標(biāo)注刃口與刃口之間的位置尺寸、公差及形位要求，各凹模刃口均按相應(yīng)的凸模配合加工，保證雙面間隙值。</p>&

87、lt;p>　　凸、凹模刃口尺寸計算公式</p><p>　　變大的尺寸（A類）按一般落料凹模尺寸公式計算： (2-5)</p><p>　　變小的尺寸（B類）按一般沖孔凸模尺寸公式計算： (2-6)</p><p>　　無變化的尺寸（C類）： (2-7)</p><p>　

88、?。?）凸、凹模工作部分尺寸的計算</p><p>　　由以上的分析，現(xiàn)計算凸、凹模的尺寸如下：</p><p>　　沖孔：φ57的Δ為0.18</p><p>　　由于零件板厚為0.5mm，可取Zmax=0.06mm，Zmin=0.04mm</p><p>　　Zmax- Zmin=0.06-0.04=0.02mm</p>&

89、lt;p>　　查表得凸、凹模制造公差：=-0.02；=0.02</p><p>　　+=0.04>Zmax-Zmin=0.02</p><p>　　不滿足：+≤Zmax－Zmin</p><p>　　所以必須采用單配加工。經(jīng)分析，凸模磨損后尺寸減小，屬于B類尺寸。現(xiàn)以凸模為基準(zhǔn)件計算刃口尺寸。</p><p><b>　

90、?。?-8）</b></p><p><b>　　令</b></p><p>　　查資料得Zmax=0.06mm，Zmin=0.04mm</p><p><b>　　該制件尺寸為落料，</b></p><p>　?。?（

91、2-9）</p><p>　　其中==0.21/4-（0.06-0.04）=0.03</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　凹模的刃口尺寸按凸模的實際尺寸配制，并保證雙面間隙在0.04~0.06mm之間。</p><p><b>　?。?）凸模長度確定</b></p

92、><p>　　凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的。</p><p>　　圖2-4 凸模長度的計算</p><p>　　根據(jù)如圖2-4，其凸模長度用下列公式計算：</p><p><b>　　（2-10）</b></p><p>　　式中： L——凸模長度(mm)</p>&l

93、t;p>　　——凸模固定板厚度(mm)；</p><p>　　——固定卸料板厚度(mm)；</p><p>　　——導(dǎo)料板厚度(mm)；</p><p>　　h——附加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板的安全距離等。一般取A＝15—20mm。</p><p>　　在本模具中，h1=20mm，在本模具中沒有固

94、定卸料板和導(dǎo)料板，凸模進(jìn)入凹摸的深度為2mm，修磨量為6mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離為18mm。所以本模具凸模長度為：</p><p>　　L=20+2+18=40mm</p><p>　　2.1.3凸模的校核</p><p>　　一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，沒必要進(jìn)行校核，但對于特別細(xì)長的凸模應(yīng)進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力校核，檢查其危險斷面尺寸和自由

95、長度是否滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　?。?）承壓能力的校核：</p><p>　　當(dāng)凸模斷面小而沖裁力相當(dāng)大(沖厚板料)時，必須對凸模進(jìn)行抗壓強(qiáng)度校核，可按下式計算：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　對于圓形凸模：

96、 （2-12）</p><p>　　式中： ——凸模最小截面的壓應(yīng)力（PMa）；</p><p>　　A——凸模最小截面積（）；</p><p>　　F——凸?？v向所受的壓力；</p><p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　d——凸模工作部分最小直徑（mm）；</p>&

97、lt;p>　　——沖裁材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；</p><p>　　——凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度（MPa）。</p><p>　　凸模所受的沖裁力為F=21.50KN，只需校核圓形凸模的最小直徑即可，即d=53mm，t=0.2，=300Mpa,由于凸模材料是CrWMn，淬火硬度為58-62HRC，且凸模有導(dǎo)向,所以取=Mpa.</p><p>　　根據(jù)公式

98、 mm</p><p>　　而 d=53mm</p><p>　　即 d=0.12mm</p><p><b>　　故該凸模設(shè)計合理。</b></p><p>　?、贌o導(dǎo)向裝置的凸模：</p><p>　　凸模無導(dǎo)向時，相當(dāng)于一端

99、固定，另一端自由的壓桿，由歐拉公式可得凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大長度： </p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　式中： E——凸模材料的彈性慣量，可??；</p><p>　　J——凸模最小截面慣性矩（）；</p><p>　　N——安全系數(shù)，淬火鋼n=；</p><p&

100、gt;　　F——凸模所受總壓力（N）。</p><p>　　對于圓凸模，，取n=3，代入上式可得圓凸模無導(dǎo)向時最大允許長度為：</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　對于一般截面形狀的凸模，無導(dǎo)向時，最大允許長度為</p><p><b>　?。?-15）</b>&l

101、t;/p><p>　?、谟袑?dǎo)向裝置的凸模：</p><p>　　凸模有導(dǎo)向時，相當(dāng)于一端固定，另一端鉸支的壓桿，凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大長度為</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　同理，對于圓凸模，上式可簡化為</p><p><b>　?。?-17）<

102、;/b></p><p>　　對于一般截面形狀的凸模，則為</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　本設(shè)計中凸模采用了導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，計算如下：</p><p>　　對于圓形凸模，取最小直徑d=53mm，總壓力F=49.85kN</p><p><b>　　

103、mm </b></p><p>　　該復(fù)合模凸模設(shè)計長度為40mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于180mm，所以該凸模合理可行。 </p><p>　　對于異形凸模，取最小異形孔慣性矩J=1475.04mm</p><p>　　=80.53mm </p><p>　　因

104、此設(shè)計的凸模長度L=24mm遠(yuǎn)小于，所以該凸模長度是合理的。</p><p>　　2.1.4凸凹模的設(shè)計與計算</p><p>　　復(fù)合模是一種多工序的沖模，在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個凸凹模，按照股和模工作零件的安裝位置不同，分為正（順）裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。一般把凹模裝在下模的稱為正裝式復(fù)合模，反之則為倒裝式復(fù)合模。</p><p>　　由于本次設(shè)計復(fù)合模需完

105、成落料、拉深和沖孔三道工序，所以需要兩副凸凹模。即落料拉深凸凹模和拉深沖孔凸凹模。</p><p>　　由于落料凸模和沖孔凹模的尺寸在前面已經(jīng)討論過，這里主要討論拉深凸模和凹模的尺寸。</p><p><b>　?。?）判斷拉深次數(shù)</b></p><p>　　在拉深工藝設(shè)計中，必須判斷制件是否能一次拉深成形，或需要幾道工序才能拉成，正確的解決

106、這個問題直接關(guān)系到拉深生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和拉深件的質(zhì)量。</p><p>　　影響有凸緣筒形件首次拉深的實際變形程度主要決定于首次拉深后凸緣的相對直徑及其圓筒的相對高度，考慮大坯料的相對厚度的影響，有凸緣筒形件的首次拉深的許用可變形程度可用相對于不同比值的最大相對高度來表示。當(dāng)制件的相對高度h/d>時，該制件不能一次拉深出來，需要多次才能拉出。</p><p>　　該制件相對高度：h/d=

107、8/20=0.4；凸緣相對直徑：=24/20=1.2；相對厚度：t/D=0.5/57=0.54%。對于這種查表可得，=0.50~0.60，可知，h/d<,所以該筒形件可以一次拉出。</p><p>　　因為零件的材料性能和制件設(shè)計都以確定，不易該改變，為了降低極限拉深系數(shù)，必須在工藝與模具設(shè)計方面下手。即應(yīng)設(shè)計合理的凸模圓角半徑以及選擇合理的拉深間隙，采用壓邊圈并配以合理的壓邊力，凹模（特別是其圓角入口處）

108、與壓邊圈的工作表面應(yīng)盡量光滑并采用潤滑劑，以減小對板料變形流動的阻力。</p><p>　?。?）筒形件拉深模的工作部分設(shè)計</p><p>　　拉深件的尺寸精度主要取決于拉深模工作部分的制造精度，合理的拉深系數(shù)也必須靠模具工作部分的尺寸來保證。拉深模凸—凹模間隙和凸、凹模圓角半徑對起皺、拉裂等拉深件質(zhì)量問題的產(chǎn)生都有直接的影響。因此，正確選擇拉深模工作部分是非常重要的。</p>

109、;<p><b>　?、?凹模圓角半徑</b></p><p>　　一般來說，大約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，所以盡可能大些。但太大會削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象。</p><p>　　筒形件首次拉深時的可由下式確定：</p><p><b>　?。?-19）</b></p&

110、gt;<p>　　式中： ——與材料力學(xué)性能有關(guān)的系數(shù)，對于軟鋼、硬鋁，=1；</p><p>　　——與材料的厚度和拉深系數(shù)有關(guān)的系數(shù)；</p><p>　　t——板料厚度（mm）.</p><p>　　對于該引出環(huán)制件t=0.5mm，查表可知=7.5</p><p>　　因此： =17.50.5=3.7

111、5mm</p><p><b>　?、?凸模圓角半徑</b></p><p>　　對拉深變形的影響，不象那樣顯著，但過大或過小同樣對防止起皺和拉裂及降低極限拉深系數(shù)不利。一般可取 =（0.71.0）</p><p><b>　　本設(shè)計中=1mm</b></p><p>　　在實際設(shè)計工作中，拉深凸模

112、圓角半徑應(yīng)選取比計算值略小一點的數(shù)值，這樣便于在試模調(diào)整時逐漸加大，直到拉出合格的制件為止。</p><p><b>　?、?壓邊裝置的選定</b></p><p>　　壓邊裝置是決定壓邊力大小和沖壓過程中壓邊力變化規(guī)律的裝置，壓邊圈形式的合理與否直接關(guān)系到極限變形程度和進(jìn)料阻力的大小。</p><p>　　設(shè)計壓邊裝置時必須考慮便于調(diào)節(jié)壓邊力

113、，生產(chǎn)中常用的壓邊裝置分為彈性和剛性兩種。</p><p>　　彈性壓邊裝置分彈簧墊、橡皮墊和氣墊和液壓墊幾類。其中彈簧墊和橡膠墊的壓邊力隨行程增大而逐漸增大，產(chǎn)生的壓邊力曲線與拉深曲線不協(xié)調(diào)，顯然對拉深不利。氣墊和液壓墊基本不隨行程變化，而且經(jīng)過調(diào)節(jié)氣壓或液壓能很方便的對壓邊力進(jìn)行比較精確的調(diào)節(jié)，因此壓邊效果較好。</p><p>　　由于本次設(shè)計的復(fù)合模的特殊性，所以只能用彈性壓邊裝置

114、，根據(jù)以上分析可知氣墊壓邊裝置比較合適。壓邊形式用普通平面壓邊圈即可。</p><p><b>　?、?拉深間隙的確定</b></p><p>　　拉深間隙是指單邊間隙，即，決定凸模和凹模單邊間隙Z時，不僅要考慮材質(zhì)和板厚，還要注意工件的尺寸精度和表面質(zhì)量，尺寸精度高。間隙過小時會增加摩擦阻力，使拉深件容易拉裂，且易檫傷制件表面，降低模具壽命；間隙過大則對坯料的校直作

115、用小，影響制件尺寸。</p><p><b>　　采用壓邊圈時，</b></p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　式中： —材料最大厚度；</p><p><b>　　K— 間隙系數(shù)。</b></p><p>

116、　　最后一道拉深工序的間隙的應(yīng)根據(jù)零件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求來求取，當(dāng)精度為IT11IT13級時，拉深黑色金屬：Z=t。</p><p>　　由于本次制件精度為IT12，為黑色金屬，所以，取Z=t=0.5mm。</p><p>　?。?）凸模和凹模工作部分的尺寸及制造公差</p><p>　?。╝）

117、（b）</p><p>　　圖2-5 拉伸制件的標(biāo)注與模具尺寸</p><p>　?、?當(dāng)制件要求外形尺寸時如圖2-5（a），以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計算，即</p><p>　　凹模尺寸 （2-21）</p><p>　　凸模尺寸 （2-22

118、）</p><p>　?、?當(dāng)制件要求內(nèi)形尺寸時如圖2-5（b），以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計算，即</p><p>　　凸模尺寸 （2-23）</p><p>　　凹模尺寸 (2-24）</p><p>　　式中： ——拉深