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1、 目 錄 1 緒論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.1 現代模具的?發(fā)展現狀及?發(fā)展趨勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.2 本設計的基?本工序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2 零件的工藝?性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2.1 制件資料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

2、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2.2 零件工藝及?其工藝分析?分析 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.3 確定工藝方?案和模具形?式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 3 主要工藝參?數的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3.1 落料尺寸的?計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3.2 確定排樣方?案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3.3 計算拉深次?數．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 3.4 拉深沖壓力?的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 3.5 沖壓設備的?選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 4 模具設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 4.1 模具結構的?設計．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 4.2 模具的閉合?高度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 4.3 模具工作部?分尺寸及公?差計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5 沖模零件的?設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 5.1 落料凹模的?設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 5.2 拉深凸模的?設計．．．．．．．．．

5、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 5.3 落料凸模和?拉深凹模的?設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 5.4 沖模的導向?裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 5.5 定位裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 28 5.6 卸料裝置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 30 5.7 推件裝置的?設計．．．．．．

6、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31 6 其它沖模零?件設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33 6.1 模柄的類型?及選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33 6.2 凸模固定板?．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 6.3 墊板．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

7、 35 6.4 緊固件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 6.5 定位銷．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 7 模具的裝配?．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 7.1 復合模的裝?配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 7.2 凸、凹模間隙的?調整．．．．．．．

8、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 8 附加工序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 9 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 參考文獻 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.． 39 致謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

9、．.．40 附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 1 緒論 1.1現代模具?的發(fā)展現狀?及發(fā)展趨勢? 模具被稱為?工業(yè)產品之?母。所以工業(yè)的?高速發(fā)展也?離不開模具?工業(yè)的不斷?進步。中國模具巿?場規(guī)模巨大?，隨著國內模?具工業(yè)高速?發(fā)展，技術也獲得?了較大的飛?躍，但是，仍然面對高?檔模具以進?口為主的尷?尬局面。提升技術實?力，乃是中國模?具工業(yè)發(fā)展?的前途所在?。隨著沖壓金?屬制品在機?械、電子、交通、國防、建筑、農

10、業(yè)等各行?業(yè)的廣泛應?用，對冷沖壓模?具的需求日?益增加，沖壓模在國?民經濟中的?重要性也日?益突出。模具作為一?種高附加值?和技術密集?型產品，其技術水平?的高低已經?成為一個國?家制造業(yè)水?平的重要標?志之一。因此我選擇?了模具設計?的課題，即設計一副?能夠生產所?給罩殼的模?具，并且結構合?理、能保證制品?的精度、表面質量。在設計中能?熟練使用P?RO/E、AUTOC?AD等機械、模具相關繪?圖軟件。 二、國內外發(fā)展?情況 1、.國內方面： 模具生產技?術水平的高?低，已成為衡量?一個國家產?品制造水平?高低的重要?標志，因為模具在?很大程度上?決定著產品?的質量、效益

11、和新產?品的開發(fā)能?力。中國經濟的?高速發(fā)展對?模具工業(yè)提?出了越來越?高的要求，也為其發(fā)展?提供了巨大?的動力。近10年來?，中國模具工?業(yè)一直以每?年15%左右的增長?速度快速發(fā)?展。但與發(fā)達國?家相比，中國模具工?業(yè)無論在技?術上，還是在管理?上，都存在較大?差距。特別在大型?、精密、復雜、長壽命模具?技術上，差距尤為明?顯。中國每年需?要大量進口?此類模具，在模具產品?結構上，中低檔模具?相對過剩，市場競爭加?劇價格偏低?，降低了許多?模具企業(yè)的?效益。而中高檔模?具能力不足?，模具的開發(fā)?能力較弱，技術人才嚴?重不足，科研開發(fā)和?技術攻關投?入少等一系?列問題，嚴重制約了?中國模具行

12、?業(yè)的發(fā)展。 由于近年市?場需求的強?大拉動，中國模具工?業(yè)高速發(fā)展?，市場廣闊，產銷兩旺。2003年?我國模具產?值達到45?0億元人民?幣以上，約折合50?多億美元，按模具總量?排名，中國緊隨日?本、美國其后，位居世界第?三。中國模具已?涵蓋了各種?用于金屬和?非金屬成形?的特殊裝備?，被分為10?大類、46小類。1996年?至2002?年間，中國模具制?造業(yè)的產值?年平均增長?14%左右，2003年?增長25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具?發(fā)達地區(qū)的?增長在25?%以上。近兩年，我國的模具?技術有了很?大的提高，生產的模具?有些已接近?或達到國際?水平。2003年?模具

13、出口3?.368億美?元，比上年增長?在33.5%，形勢喜人。 總的來看，我國技術含?量低的模具?已供過于求?，市場利潤空?間狹小，而技術含量?較高的中、高檔模具還?遠不能適應?國民經濟發(fā)?展的需要，精密、復雜的沖壓?模具和塑料?模具、轎車覆蓋件?模具、電子接插件?等電子產品?模具等高檔?模具仍有很?大一部分依?靠進口。 近五年來，我國平均每?年進口模具?約11.2億美元，2003年?就進口了近?13.7億美元的?模具，這還未包括?隨設備和生?產線作為附?件帶進來的?模具。中國現有模?具企業(yè)超過?2萬家，從業(yè)人數5?0多萬人。中國的模具?生產目前主?要集中在華?南和華

14、東，大約占了全?國模具制造?業(yè)產值和銷?售額的三分?之二，每年平均增?長在20%左右。 2、國外方面： 我國模具生?產廠中多數?是自產自配?的工模具車?間（分廠），自產自配比?例高達60?%左右，而國外模具?超過70%屬商品模具?。專業(yè)模具廠?大多是“大而全”、“小而全”的組織形式?，而國外大多?是“小而?！?、“小而精”。國內大型、精密、復雜、長壽命的模?具占總量比?例不足30?%，而國外在5?0%以上。2004年?，模具進出口?之比為3.7﹕1，進出口相抵?后的凈進口?額達13.2億美元，為世界模具?凈進口量最?大的國家。 3、未來沖壓模?具制造技術?發(fā)展趨勢 模具

15、技術的?發(fā)展應該為?適應模具產?品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“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C?AD/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?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，實現技術資?源的重新整?合，使虛擬制造?成為可能。

16、 (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?數字化系統? 　　高速掃描機?和模具掃描?系統提供了?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，可快速安裝?在已有的數?控銑床及加?工中心上，實現快速數?據采集、自動生

17、成各?種不同數控?系統的加工?程序、不同格式的?CAD數據?，用于模具制?造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系?統已在汽車?、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。

18、(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3?0%左右。國外發(fā)達國?家一般為8?0%左右。 (6)優(yōu)質材料及?先進表面處?理技術 　　選用優(yōu)質鋼?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?質量對模具?使用壽命、制

19、件外觀質?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?法替代現有?手工操作，以提高模具?表面質量是?重要的發(fā)展?趨勢。 　　(8)模具自動加?工系統的發(fā)?展 　　這是我國長?遠發(fā)展的目?標。模具自動加?工系統應有?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、刀具數控庫?；有完整的數?控柔性同步?系統；有質量監(jiān)測?控制系統。 1.2本設計的?基本工序 本設計是罩?殼的落料、拉深、沖孔復合模?，落料、拉深、沖孔都是沖?裁的基本工?序。 所謂落料是?在平板毛坯?上沿封閉輪?廓進行沖裁?，被分離下來?的一塊稱為?落料件，余下的就是?廢料。落料常

20、用于?制備工序件?。 拉深是指在?壓力機上使?用模具將平?板毛坯制成?帶底的圓筒?形件或矩形?間的成形方?法。 沖孔是指利?用模具在板?料上沖出孔?的過程。 冷沖模是實?現冷沖模生?產的專用工?具和主要工?藝裝備。沖壓件的形?狀和尺寸精?度靠模具直?接保證，沖壓生產率?高，操作簡單，成本低廉等?優(yōu)越性要靠?優(yōu)良結構性?能的沖模來?實現。沖模的結構?性能直接反?映了沖壓技?術水平的高?低。 本設計采用?復合模，其優(yōu)缺點如?下所式： 優(yōu)點 1 沖裁時材料?處于受壓狀?態(tài)，零件表面平?整。 2 沖裁時材料?不需進給移?動，零件精度不?受送料誤差?影響，其內、外形同軸度?較高，一般可以達

21、?到0.02～0.04，零件尺寸精?度高，可達IT8?級，在這3種型?式的模具中?，其零件精度?最高。 3模具結構?緊湊，外廓尺寸小?。 4用復合模?沖壓時對條?料形狀及尺?寸的限制不?嚴格，可用短料和?邊角余料來?沖壓零件，材料利用率?比連續(xù)模高?。 5 適宜沖壓薄?料、軟料和脆性?材料。 缺點 1模具零件?多，結構復雜，裝配制造困?難，成本高。但形狀復雜?的零件其模?具制造難度?比連續(xù)模低?。 2 由于受到凸?凹模最小壁?厚的限制，對于一些內?孔與外緣之?間及孔間距?離較小的零?件，不宜采用復?合模。 3生產率比?連續(xù)模低，工作沒有連?續(xù)模安全，零件出件沒?有連續(xù)模方?便。適

22、宜于生產?批量大、尺寸大的零?件。有時候為了?保證零件的?精度，批量小時也?用它。 沖模零件材?料的選用 沖模材料，尤其是凸、凹模的材料?與模具壽命?關系很大，合理選用材?料是模具設?計的一項十?分重要的工?作。 沖壓時模具?工作部分要?受多次大壓?小拉的交變?沖擊載荷作?用，沖模將產生?壓縮、彎曲、疲勞變形和?摩擦損傷，其正常的失?效形式為磨?損或疲勞斷?裂。由于結構和?熱處理原因?，也會產生鐓?粗，局部壓榻、崩刃和折斷?等早期破壞?。因而模具材?料應具有很?高的抗壓強?度，高的疲勞強?度和高的耐?磨性以及足?夠的韌性。多數模具形?狀復雜、精度要求也?高。因此，還需要熱處?理材料變形?

23、小。 選用材料時?應考慮模具?的工作特性?，受力情況，沖壓件材料?性能，沖壓件的精?度，生產批量以?及模具材料?的加工工藝?性能和工廠?現有條件等?因素。既要保證模?具的壽命又?要使成本不?至于過高。一般講，對于沖壓件?形狀簡單、尺寸不大、受力小的模?具，選用高碳工?具鋼制造；沖壓件形狀?復雜、尺寸大、沖壓力大的?模具，選用合金鋼?和高速鋼制?造；而沖壓件的?精度或壽命?要求高的高?速沖壓或精?密的沖壓模?具，常選用硬質?合金、鋼質硬質合?金等材料制?造。沖模工作部?分和其他的?零件具體的?材料和熱處?理要求，可參看有關?沖模資料選?用。 沖床的選用? 沖床是機械?壓力機的俗?稱

24、，是用來對坯?料進行沖壓?加工的主要?設備。沖床的選用?是沖壓工藝?設計過程中?的一項重要?內容。沖床的選用?必須根據沖?壓工序的性?質、沖壓力（包括壓料力?、卸料力等）、變形功、模具結構型?式、模具的閉合?高度和輪廓?尺寸以及生?產批量、生產成本、產品質量等?諸多因素，結合單位現?有設備條件?進行。 沖床的選用?主要是確定?沖床的類型?和噸位。 冷沖模主要?由以下幾部?分構成 1． 工作部分：其功能是完?成材料的分?離。零件質量及?尺寸精度主?要靠該部分?來保證。 2． 定位及擋料?部分：其功能是確?定條料在沖?模中的正確?位置。 3． 卸料及推件?裝置：其功能是把?箍在凸凹模?外

25、圍的條料?卸下來，把梗塞在凹?模內的零件?推出來，保證沖壓繼?續(xù)正常進行?。 4． 導向裝置：其功能是保?證上、下模正常運?行，使之不產生?位置偏移。 5． 連接固定部?分：其功能是連?接和緊固各?零部件，使之成為一?完整的整體?。 本設計是護?罩殼落料、拉深、沖孔復合模?，所謂復合模?是指壓力機?一次行程中?，在模具的一?個工位上，同時完成幾?道不同工序?的模具。它屬于多工?序模。工作部分除?凹、凸模外還有?凸凹模。落料凹模在?上模部分的?稱為倒裝復?合模，落料凹模在?下模的稱為?正裝復合模?。 2 零件的工藝?性 2.1 制件資料 2.1

26、.1制件剖面?圖 圖1.1所示為罩?殼零件，材料為20?號鋼，厚度為t=1 mm，大批量生產?。 圖2.1 外殼零件 2.1.2制件三視?圖 圖2.2 外殼零件三?視圖 2.2 零件材料及?其沖壓工藝?性分析 2.2.1 零件材料的?分析 冷沖壓模具?包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種?單工序模和?由這些基本?工序組成的?復合模、級進模等各?種模具。設計這些模?具時，首先

27、要了解?被加工材料?的力學性能?。材料的力學?性能是進行?模具設計時?各種計算的?主要依據。故在分析零?件沖壓成形?工藝，設計沖壓模?具前，必須要了解?和掌握材料?的一些力學?性能，以便設計?，F將油杯零?件材料為1?0號鋼的力?學性能主要?參數及其概?念敘述如下?： （1）應力：材料單位面?積上所受的?內力，單位是N/mm，用Pa表示?。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。 （2）屈服點σs?：材料開始產?生塑性變形?時的應力值?，單位是N/mm。彎曲、拉深、成形等工序?中，材料都是在?達到屈服強?度時進行塑?性變形而完?成該工序的?成形的。經查表取σ?s

28、 = 206 MPa。 （3）抗拉強度σ?b。材料受到拉?深作用，開始產生斷?裂時的應力?值，單位是MP?a。σb = 294～432MP?a。 （4）抗剪強度τ?b。材料受到剪?切作用，開始產生斷?裂時的應力?值，單位是MP?a。取τb = 255～333MP?a。 （5）彈性模量E?。材料在彈性?范圍內，表示受力與?變形的指標?，彈性模量大?，表示材料受?力后變形較?小，或者說，產生一定的?變形需要較?大的力。E = 194 x 10MPa。 （6）屈服比σs?/σb。是材料的屈?服強度與抗?拉強度之比?，其值越小，表示材料允?許的塑性變?形區(qū)越大，在拉深工序?中，材料的屈服?比較

29、小時，所需的壓邊?力和所需克?服的摩擦力?相應的減小?，有利于提高?成形極限。 （7）伸長率δ。在材料性能?實驗時，試件由拉伸?試驗機拉斷?后，對接起來測?量長度，其伸長量與?原長度之比?稱為伸長率?，其數值用“％”表示，其數值越大?表示材料的?塑性越好。經查表可得?，材料為20?號鋼的伸長?率δ=29％。 綜上所述，對油杯零件?材料20號?鋼的力學性?能分析，主要是為了?便于模具設?計中各參數?的計算，故在后序的?模具設計中?各參數的計?算均以上面?所取的數值?進行計算。 2.2.2零件工藝?性的分析 沖壓件工藝?性是指沖壓?零件在沖壓?加工過程中?加工的難易?程度。雖然沖壓加?工工

30、藝過程?包括備料—沖壓加工工?序—必要的輔助?工序—質量檢驗—組合、包裝的全過?程，但分析工藝?性的重點要?在沖壓加工?工序這一過?程里。而沖壓加工?工序很多，各種工序中?的工藝性又?不盡相同。即使同一個?零件，由于生產單?位的生產條?件、工藝裝備情?況及生產的?傳統習慣等?不同，其工藝性的?涵義也不完?全一樣。這里我們重?點分析零件?的結構工藝?性。 該零件為油?杯，結構簡單，對稱，是典型的拉?深件。在拉深過程?中要注意控?制拉深程度?，加工時，根據零件的?結構，形狀等一些?技術要求，應考慮以下?幾點： （1）拉深件圓角?半徑：拉深件的圓?角半徑要適?合，應盡量大些?，以便于成形?和減少

31、拉深?次數，避免在拉深?過程中出現?失穩(wěn)現象即?拉裂。拉深件底與?壁的圓角半?徑應滿足r?1≥t。而在此設計?中圓角半徑?R4＞t=1，故滿足設計?要求。 （2）考慮拉深件?厚度不均勻?的現象：在拉深過程?中，一般為不變?薄拉深，從理論分析?上說是不符?合的，在拉深過程?中壁厚應有?少量的變化?，如果在拉深?件精度要求?不高時，一般可以忽?略不計。 （3）拉深件的孔?位布置：根據示圖所?示，該零件的孔?位布置合理?，處于中心部?位。在沖孔時，要注意孔與?拉深件的同?心度的問題?，孔到拉深底?部邊緣的距?離d≤d1-2r1-t。

32、 根據零件圖?，初步分析可?以知道油杯?零件的沖壓?成形需要多?道工序才能?完成，首先進行正?拉深，形成外形尺?寸形狀，其次底部要?成型。 綜上所述，罩殼由平板?毛坯沖壓成?形應包括的?基本工序有?：落料、拉深、沖孔等， 2.3 確定工藝方?案和模具形?式 在沖壓分析?的基礎上，找出工藝與?模具設計的?特點與難點?，根據實際情?況提出各種?可能的沖壓?工藝方案，內容包括工?序性質，工序數目，工序順序及?組合方式等?，有時同一種?沖壓零件也?可能存在多?個可行的方?案，通常每種方?案各有優(yōu)缺?點，應從產品質?量生產效率?，

33、設備占用情?況，模具制造的?難易程度和?模具的使用?壽命的高低?，生產成本，操作方便與?安全程度等?方面進行綜?合分析、比較，確定出適合?于現有生產?條件的最佳?方案，故在一定的?條件下，以最簡單的?方法，最快的速度?，最少的勞動?量，最少的費用?，可靠的加工?出符合圖樣?各項要求的?零件，在保證加工?質量的前提?下，選擇經濟合?理的工藝方?案。 確定工藝方?案及模具形?式： 1、根據對沖壓?零件的形狀?、尺寸、精度及表面?質量要求的?分析結果，確定沖壓所?需的基本的?工序，如落料、沖孔、拉深、整形等。 2、根據初步工?藝計算，確定工藝數?目，如沖壓次數?、拉深次數等?。 3、根據各個

34、工?序的變形特?點、質量要求等?確定工序順?序。 一般可按照?下列原則進?行： 1）、對沖帶孔的?或有缺口的?沖裁件，如選用簡單?模，一般先落料?，再沖孔或切?口，使用級進模?，則先沖空孔?或切口后落?料 2）、對于到孔的?拉深件，一般先拉深?，后沖孔，但孔的位置?在零件底部?且孔徑尺寸?要求不高時?，也可先沖孔?后拉深。 3）、對于形狀復?雜的拉深件?，為便于材料?變形和流動?，應先形成內?部形狀，再拉深外部?形狀。 4）、整形或校平?工序，應在沖壓件?基本成型以?后進行。 4、根據生產批?量和條件（沖壓加工條?件和模具制?造條件）確定工序組?合。生產批量大?時，沖

35、壓工序應?盡可能組合?在一起，用復合模具?；小批量生產?用單工序簡?單模。 由于罩殼沖?壓成形需要?的多道工序?完成，因此選擇合?理的成形工?藝方案十分?重要，考慮到生產?批量大，應在生產合?格零件的基?礎上盡量提?高生產效率?，降低生產成?本。 要提高生產?成本，應該盡量選?擇合理的工?藝方案，選擇復合能?復合的工序?，但復合程度?太高，模具的結構?復雜，安裝調試困?難，模具成本高?，同時可能降?低模具的強?度，縮短模具壽?命。 根據零件形?狀確定沖壓?工序類型和?選擇工序順?序，沖壓該零件?需要的基本?工序有落料?、拉深、沖孔。

36、 3 主要工藝參?數的計算 3.1落料尺寸?的計算 由于板料在?軋壓或退火?時所產生的?聚合組織而?使材料引起?殘存的方向?性，反映到拉深?過程中，就使桶形拉?深件的口部?形成明顯的?突耳。此外，如果板料本?身的金屬結?構組織不均?勻、模具間隙不?均勻、潤滑的不均?勻等等，也都會引起?沖件口高低?不齊的現象?，因此就必需?在拉深厚的?零件口部和?外緣進行修?邊處理。這樣在計算?毛坯尺寸的?時候就必需?加上修邊余?量然后再進?行毛坯的展?開尺寸計算?。 根據零件的?尺寸取修邊?余量的值為?3mm。查表5—7，《沖壓工藝與?模具設計實?用技術》： 在拉深時，雖然拉深件?的各部分厚

37、?度要求發(fā)生?一些變化，但如果采用?適當的工藝?措施，則其厚度的?變化量還是?并不太大。在設計工藝?過程時，可以不考慮?毛坯厚度的?變化。 毛坯尺寸按?公式 D=…………………2.1 所以： D==76.842mm? （p56公式?3.5 《沖壓模具設?計》） 3.2確定排樣?方案 3.2.1確定排樣?、裁板方案 沖裁件在板?料、條料或帶料?上的布置方?法稱為排樣?。排樣是否合?理，直接影響到?材料的利用?率、零件質量、生產率、模具結構與?壽命及生產?操作方式與?安全。因此，在沖壓工藝?和模具設計?中，排樣是一項?極為重要的?、技術性很

38、強?的工作。 加工此零件?為大批大量?生產，沖壓件的材?料費用約占?總成本的6?0%~80%之多。因此，材料利用率?每提高1%，則可以使沖?件的成本降?低0.4%~0.5%。在沖壓工作?中，節(jié)約金屬和?減少廢料具?有非常重要?的意義，特別是在大?批量的生產?中，較好的確定?沖件的形狀?尺寸和合理?的排樣的降?低成本的有?效措施之一?。 由于材料的?經濟利用直?接決定于沖?壓件的制造?方法和排樣?方式，所以在沖壓?生產中，可以按工件?在板料上排?樣的合理程?度即沖制某?一工件的有?用面積與所?用板料的總?面積的百分?比來作為衡?量排樣合理?性的指標。 同時屬于工?藝廢料的搭?邊對沖壓工?藝

39、也有很大?的作用。通常，搭邊的作用?是為了補充?送料是的定?位誤差，防止由于條?料的寬度誤?差、送料時的步?距誤差以及?送料歪斜誤?差等原因而?沖出殘缺的?廢品，從而確保沖?件的切口表?面質量，沖制出合格?的工件。同時，搭邊還使條?料保持有一?定的剛度，保證條料的?順利行進，提高了生產?率。搭邊值得大?小要合理選?取。根據此零件?的尺寸查表?19.1—18，《沖壓模具設?計》取 搭邊值為 a=0.8mm 進距方向 于是有 步距 s=76.842+1=77.842………………………2.2 條料寬度 B=D+

40、2a=76.842+2=78.842…………………2.3 板料規(guī)格擬?用1 mm80mm1600m?m熱軋鋼板?（表18.3—24，《沖壓模具設?計》）。 3.2.2材料利用?率 依據（P203，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》） ==76.5%…………2.4 3.3計算拉深?次數 在考慮拉深?的變形程度?時，必需保證使?毛坯在變形?過程中的應?力既不超過?材料的變形?極限，同時還能充?分利用材料?的塑性。也就是說，對于每道拉?深工序，應在毛坯側?壁強度允許?的條件下，采用最大的?變形程度，即極限變形?程度。 極限拉深系?數值可以用?理論計算的?方法確定。即

41、使得在傳?力區(qū)的最大?拉應力與在?危險斷面上?的抗拉強度?相等，便可求出最?小拉深系數?的理論值，此值即為極?限拉深系數?。但在實際生?產過程中，極限拉深系?數值一般是?在一定的拉?深條件下用?實驗的方法?得出的，我們可以通?過查表來取?值。 該工件拉深?一個過程，因此可以計?算其拉深系?數來確定拉?深次數。 其實際拉深?系數為： m=d/D=37/77=0.4805…………………………2.5 材料的相對?厚度為… t/D…………………………………2.6 凸緣的相對?高度為 ……………………………………2.7 由表5—21，《沖壓工藝與?模具設計實

42、?用手冊》可以查出 ，，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》可以查出 因為凸緣的?相對高度0?.247小于?最大相對高?度0.63，且實際拉深?系數0.51大于最?小極限拉深?系數0.47，所以拉深過?程可以一次?拉深成功。 3.4拉深沖壓?力的計算 由于該零件?為軸對稱件?，故不必進行?壓力中心的?計算。 3.4.1落料過程? （1）落料力 平刃凸模落?料力的計算?公式為 …………………………………………2.8 依據(P175，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》 ) 式中

43、 P—沖裁力（N） L—沖件的周邊?長度（mm） t—板料厚度（mm） —材料的抗沖?剪強度（MPa） K—修正系數。它與沖裁間?隙、沖件形狀、沖裁速度、板料厚度、潤滑情況等?多種因素有?關。其影響范圍?的最小值和?最大值在（1.0～1.3）P的范圍內?，一般k取為?1.25～1.3。 在實際應用?中，抗沖剪強度?的值一般取?材料抗拉強?度的0.7～0.85。為便于估算?，通常取抗沖?剪強度等于?該材料抗拉?強度的80?%。即 因此，該沖件的落?料力的計算?公式為 …………………………………………2.9

44、 =1.3 =19623?1.41N （2）卸料力 一般情況下?，沖裁件從板?料切下以后?受彈性變形?及收縮影響?。會使落料件?梗塞在凹模?內，而沖裁后剩?下的板料則?箍緊在凸模?上。從凸模上將?沖件或廢料?卸下來所需?的力稱卸料?力。影響這個力?的因素較多?，主要有材料?力學性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺?寸以及潤滑?情況等。所以要精確?地計算這些?力是困難的?，一般用下列?經驗公式計?算： 卸料力 ………………………………2.10 式中 F——沖裁力(N) ——頂件力及卸?料力系數， 其值可查（表19.1—

45、12，《沖壓模具設?計》）取為0.04。 因此 3.4.2、拉深過程 （1）拉深力 帶凸緣圓筒?形零件的拉?深力近似計?算公式為：（5—3，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》） ………………………………2.11 式中 —圓筒形零件?的凸模直徑?（mm） —系數，查（表5—3，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》）取0.8 —材料的抗拉?強度（MPa） 因此 （2）壓邊力 壓邊力的大?小對拉深件?

46、的質量是有?一定影響的?，如果過大，就要增加拉?深力，因而會使制?件拉裂，而壓邊圈的?壓力過小就?會使工件的?邊壁或凸緣?起皺，所以壓邊圈?的壓力必須?適當。合適的壓邊?力范圍一般?應以沖件既?不起皺、又使得沖件?的側壁和口?部不致產生?顯著的變薄?為原則。壓邊力的大?小和很多因?素有關，所以在實際?生產中，可以根據近?似的經驗公?式進行計算?。 ……………………………………………………………2.12 依據（P328，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》） 式中 D—毛坯直徑（mm） d—沖件的外徑?（mm） q—單位壓邊力

47、?（MPa）（表5—20，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》）q的值取2?.5。 所以 此處彈簧取?中徑為，鋼絲直徑為?，符合國標G?B2089?-80，圈數為4.5圈，材料為65?Mn,繞制后經中?溫回火，可以產生較?大的彈性極?限壓力。 （3）頂件力 頂件力的計?算公式可按?下式：（P340，《沖壓工藝與?模具設計實?用手冊》） = ………………………………………2.13 式中 ——頂件力（N）； ——頂件力系數?；查表2-8 = 0.06 = = 0.06 x 58394?.89

48、 = 3503.69 （4）拉深功的計?算 拉深所需的?功可按下式?計算 ……………………………2.14 依據（P45，《沖壓工藝模?具學》） 式中 ——最大拉深力?（N） h ——拉深深度（mm） W——拉深功（Nm） C——修正系數，一般取為C?=0.6~0.8。 所以 W= 3.4.3沖孔過程? 與落料過程?相似： 沖裁力： …………………………………………2.15 =1.3 =30581?.52N 式中 2–沖孔周邊長

49、?度 t --板料厚度 --板料抗拉強?度 拉深力出現?在落料力之?后，因此最大沖?壓力出現在?沖裁階段，選用落料拉?深成型復合?模結構，最大沖壓力?為： Fmax = F +F1 + F2 ………………………………………………2.16 = 5701.99 + 59384?.89+ 30581?.52 = 95668?.40N 3.5沖壓設備?的選擇 為安全起見?，防止設備的?超載，對于沖裁工?序，壓力機的公?稱壓力

50、P應?大于或等于?沖裁時總沖?壓力的1.1～1.3倍。 即： P≥ （1.1～1.3）Fmax………………………………………2.17 取 P = 1.3 Fmax P = 1.3 Fmax = 12436?8.92N 所以可以選?擇噸位為6?30KN以?上的壓力機?，考慮到拉深?成形的行程?比較大，選定壓力機?還應參考壓?力機說明書?所給出的允?許工作負荷?曲線。參照書末表?C-1可選取公?稱壓力為6?3KNR的?雙柱可傾壓?力機，該壓力機與?模具設計的?有關參數為?： 表3.1 名稱 量值 型

51、號 J23-63 公稱壓力 63KN 滑塊行程 35 標準行程次?數（不小于）/（次/min） 170 最大閉合高?度/mm 固定臺和可?傾/mm 150 活動臺位置? 最低/mm 160 最高/mm 190 閉合高度調?節(jié)量/mm 30 滑塊中心到?機身距離（喉深）/mm 110 工作臺尺寸?/mm 左右 310 前后 200 工作臺孔尺?寸/mm 左右 160 前后 110 墊板厚度/mm 60 模柄孔尺寸?（直徑x 深度）/mm Φ30 x 55 4 模具設計 4.1模具結構?的設計 模具結構形?式的選

52、擇采?用落料、拉深、沖孔復合模?。 如前所述，模具設計包?括模具結構?形式的選擇?和設計，模具結構參?數計算，模具圖的繪?制等內容。現對落料、拉深、沖孔模設計?步驟如下： 模具結構如?圖4.1所示 圖4.1 落料、拉深、沖孔復合模? 1——下模座 2——落料凹模 3——擋料銷 4—導柱 5——凸凹模 6——卸料板 7——導套 8——上模座 9——固定板 10——墊板 11——圓柱銷 12——螺釘 13——打桿 14——模柄 15——推板 16——連接推桿 17——沖孔凸模 18——

53、頂出器 19——拉深凸模 20——壓邊器 21——螺釘 22——頂桿 23——螺釘 24——固定板 如圖4.1所示，送料時條料?沿兩個固定?卸料板進行?導料，由擋料銷定?距。 拉深凹模既?可以落料，又可以完成?拉深 開始工作時?，首先由拉深?凹模和落實?凹模16完?成落料，緊接著由拉?深凹模和拉?深凸模進行?拉深。 拉深凹模既?可以作拉深?用，又可以作沖?孔用，但必須保證?其同軸度。 拉深將要結?束時，由沖孔凸模?與拉深凹模?進行沖孔，然后在回程?由推件塊將?工件從拉深?凹模內推出?。 反頂圈兼作?壓邊作用，在拉深過程?中起壓邊作?用，拉深結束

54、后?又能將工件?頂起，使其脫離拉?深凸模。 復合模比單?工序?？商?高生產率，但模具較復?雜，裝配難度也?較大。由于計算的?拉深件的毛?坯尺寸不一?定準確，常需經試模?修正，因此應在拉?深件毛坯經?單工序模生?產驗證合格?之后，為提高生產?率，才設計落料?、拉深、沖孔復合模?。對于較小的?拉深件，從安全考慮?，新設計拉深?模也可以取?落料與拉深?、沖孔復合模?的方案。在變形程度?允許的條件?下，可適當加大?毛坯尺寸，以提高模具?的可靠性。對于非圓形?拉深件，新設計模具?不宜采用落?料與拉深、成型復合的?方案，因為其毛坯?尺寸計算的?可靠性更差?。除非工件的?變形程度較?小，允許將毛坯?尺寸加

55、大，才考慮設計?落料、拉深、沖孔復合模?。 4.2模具的閉?合高度 根據以上落?料、拉深和成型?復合模結構?圖可知，模具的閉合?高度hm為?： Hm=下模板厚度?+上模板厚度?+墊板厚度+凸凹模長度?+凹模高度+凸模固定板?-凸凹模進人?凹模的深度? =40+20+1+51+9+6+18+35 =171mm? 查所選設備?的參數；壓力機的最?大的閉合高?度為360?mm，最小閉合高?度為270? mm，則模具的裝?模高度應該?滿足下式要?求： Hmax-5 > hm Hmin+10………………………3.1 即：

56、 190> 171 160 故滿足設計?要求。 4.3模具工作?部分尺寸及?公差計算 由模具結構?圖便知，該模具工作?部分尺寸及?公差計算，主要包括落?料凸、凹模刃口尺?寸及公差計?算、拉深模和成?型模工作部?分尺寸的計?算。 4.3.1落料凸、凹模刃口的?尺寸及公差?的計算 沖裁模刃口?是尖銳鋒利?的，多為直角，故沖裁模刃?口尺寸是指?沖頭與凹模?的直徑尺寸?。由于剪切面?是工具的側?面與材料接?觸并擠光而?得到的平滑?面，所以落料件?的外徑尺寸?應等于凹模?內徑尺寸。模具兩刃口?尺寸中總有?一個基準尺?寸，設計和制造?模具時，可分別根據?工件的精度?要求，決定第一件?為基

57、準件，把間隙取在?另一件上。故落料件以?凹模為基準?。 模具工作部?分加工時要?注意經濟上?的合理性，精度太高，則制造困難?、成本高；精度太低，則又可能加?工不出合格?的產品。因此，模具的精度?應隨工件的?精度要求而?定，這樣才會有?好的經濟性?。一般模具精?度比工件精?度至少高兩?個級別。 對于落料 ……………………………………3.2 …………………………3.3 依據（P22，《沖壓工藝模?具學》） 式中 —落料凸模直?徑（mm） —落料凹模直?徑（mm） D —工件外徑的?公稱尺寸

58、（mm） — 沖裁工件要?求的公差 X —系數，為避免多數?沖裁件尺寸?都偏向于極?限尺寸，此處可取X?=0.5。 、—凹、凸模制造偏?差,查表其值分?別為+0.030、0.019 （表2-7，《冷沖模設計?》） —實用間隙最?小值，可以通過查?表1—2，《沖壓工藝模?具學》 選取 …………………………3.4

59、 …………………3.5 4.3.2拉深凸、凹模刃口的?尺寸及公差?的計算 由式 ……………………………3.6 ……………………3.7 依據（P54，《沖壓工藝模?具學》） 以上各式中?，查表可知分?別為0.062、0.039。間隙查表（表2—10，《沖壓工藝模?具學》） 有 4.

60、3.3沖孔凸、凹模刃口的?尺寸及公差?的計算 ………………3.8 ………………3.9 沖孔件精度?取IT14?級，凹模為IT?7級，凸模取IT?6級 —沖孔凸模直?徑（mm） —沖孔凹模直?徑（mm） D —工件外徑的?公稱尺寸（mm） — 沖裁工件要?求的公差 X —系數，為避免多數?沖裁件尺寸?都偏向于極?限尺寸，此處可取X?=0.5。 、—凹、凸模制造偏?差,查表其值分?別為0.018、0.011 （表2-7，

61、《冷沖模設計?》） 5 沖模零件的?設計 5.1 落料凹模的?設計 5.1.1 凹模的尺寸?計算 凹模工作部?分的尺寸計?算，參見前面的?主要工藝參?數的計算。其他部分結?構寸的計算?如下： （1）凹模壁厚C? 凹模壁厚C?是指凹模刃?口到凹模外?邊緣的最短?距離。凹模壁厚將?直接影響凹?模板的外形?尺寸，即長度與寬?度（L x B）。故在設計過?程中應選擇?合適的凹模?壁厚C。 凹模壁厚C?值主要考慮?布置連接螺?釘孔和銷釘?孔的需要，同時也能保?證凹模強度?和剛度，在選擇凹模?壁厚時，還應注意以?下幾點：工件落料時?取表中較小

62、?值，反之取較大?值；型孔為圓弧?時取小值、為直邊時取?中值、為尖角時取?大值；當設計標準?模具或雖然?設計非標準?模具，但凹模板毛?坯需要外購?時，應將計算的?凹模外形尺?寸L X B按模具國?家標準中凹?模板的系列?尺寸進行修?正，取較大規(guī)格?的尺寸。所以根據以?上的要求查?表9-6得零件毛?坯直徑為Φ?77，板料厚度為?1mm的凹?模壁厚C為?20mm。 （2）凹模的結構?形式 凹模板的厚?度H主要不?是從強度需?要考慮的，而是從連接?螺釘旋入深?度與凹模剛?度的需要考?慮的。凹模板的厚?度一般應不?小于10m?m，特別小型的?模具可取8?mm。隨著凹模板?外形尺寸的?增大，凹模板的

63、厚?度也應相應?的增大。 在求得毛坯?尺寸后，就初步有了?凹模的外形?的尺寸，這個外形尺?寸，還須向國家?標準靠攏。由凹模壁厚?C=20mm；凹模厚度H?=55.33 取： 凹模長L=125mm? 凹模寬B=100mm? 凹模板外形?尺寸：L x B x h=125 x100 x 20 查表14-6摘自GB?2858-81 矩形和圓形?凹模外形尺?寸知: 將上述凹模?板外形尺寸?改為: 125 x 100 x 20mm 凹模外形尺?寸形狀如下?圖所示: 5.1凹模外形?尺寸圖 凹模的外形?尺寸已標準?化，用以上方法?求得的外形?尺寸

64、應向接?近的標準尺?寸靠攏。故凹模尺寸?、強度和剛度?足夠，一般不再進?行強度和剛?度的核算。 當沖裁形狀?復雜，公差等級高?，尺寸大或尺?寸較小的零?件時，可以采用鑲?拼式凹模，但對于此零?件的沖裁其?凹模結構簡?單，故采用整體?式結構。其凹模結構?圖如下圖所?示： 5.2落料凹模?結構形式圖? 凹模的固定?方法用螺釘?固定，具體的固定?方法見裝配?圖。 5.2拉深凸模?的設計 5.2.1 拉深凸模的?尺寸計算 拉深凸模的?工作尺寸的?計算參見前?面的主要工?藝參數計算?。現將其它參?數的計算介?紹如下： （1）拉深模的凸?模圓角半徑? 拉深凸模的?圓角半徑r?

65、凸對拉深工?作也有影響?。當r凸過小?時，則角部彎曲?變形大，危險斷面容?易拉斷。當r凸過大?時，則毛坯底部?的承壓面積?減小，懸空部分加?大，容易產生底?部的局部變?薄和內皺。 除最后一次?拉深，凸模的圓角?半徑r凸應?比板厚略大?，即：r，最后一次拉?深時，凸模的r應?等于零件的?內圓半徑，但不得小于?材料厚度。如工件的內?圓角半徑要?求小于料厚?，則要有整形?工序來完成?。故在此設計?中取r凸=4mm。 （2）拉深間隙 拉深間隙指?拉深凸模與?凹模之間的?單面間隙，用Z表示。 ① 模具間隙對?拉深過程的?影響 拉深模的凸?模與凹模之?間的單邊間?

66、隙Z/2，影響拉深力?與拉深件的?質量。 拉深模的凸?、凹模間隙Z?/2大，則摩擦小，能減小拉深?力。但如果間隙?過大，拉深件的精?度將不易控?制，拉深后零件?的高度將小?于所要求的?高度，零件成桶形?。 拉深模的凸?、凹模間隙Z?/2小，則摩擦大，將增加拉深?力，造成許用拉?深系數m值?的增大。如果凸、凹模間隙Z?/2小于拉深?件的材料厚?度，則將產生變?薄拉深的效?果，使得拉深件?的精度降低?。 ② 拉深模具間?隙的取向 A）除最后一道?工序外，間隙的取向?不作規(guī)定。 B）對于最后一?道工序，當工件外形?尺寸要求一?定時，以凹模為基?準，凸模尺寸按?凹模減小以?取得間隙。當工件內形?尺寸要求一?定時，以凸模為基?準，凹模尺寸按?凸模放大以?取得間隙。 C）淺拉深時，拉深間隙可?取小些，深拉深時，則應取大些?。這是因為變?形程度越大?，板厚的增厚?量也越大。 D）多次拉深時?，前幾次拉深?可取較大的?拉深間隙，以便使拉深?順利進行。最后一次拉?深則取較小?的拉深間隙?，以便獲得尺?寸精度較高?的拉深件。