ZL50裝載機總體及工作裝置設(shè)計

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揚聲器錐形盤架復(fù)合模及CAXA實體設(shè)計 中文摘要 本設(shè)計所用的產(chǎn)品是使用在一些小型的收音機或播放機上的小型揚聲器。這種揚聲器比較便宜，是一種經(jīng)濟的產(chǎn)品但非常實用。本產(chǎn)品用薄鋼板作為材料，用沖孔、拉深、制造工藝生產(chǎn)。這種揚聲器適合現(xiàn)代產(chǎn)品輕巧的要求，使收音機收音效果更好。 關(guān)鍵詞：揚聲器；沖孔；拉深；收音機 Abstract This design is the speaker using to some little breaker or sound player. The speaker is very Cheap but it is useful. The speaker is made of the steel. It made by milling hole, taking long . The speaker suit for modern light production in order to make the radio. Received better. Key word：Speaker；knocaking hole ；taking long ；radio 第1章 緒論 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內(nèi)模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計為600億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預(yù)計2004年產(chǎn)銷量各突破500萬輛，轎車產(chǎn)量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 1.2 沖壓工藝介紹 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 1.3 沖壓工藝的種類 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機械化、自動化程度低 美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機，日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機，而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比重大；精沖機價格昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。 突破點：加速技術(shù)改造 要改變當前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高機械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機連線自動化、機器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機方向發(fā)展。爭取加大投資力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造，使盡早達到當今國際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。 阻力二：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱；摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造企業(yè)小而散，集中度僅39.2%。 突破點：走專業(yè)化道路 迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團中把沖壓零部件分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及幾十個小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強，成為國際上有競爭實力的沖壓零部件供應(yīng)商。 阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套 目前，我國汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。 突破點：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴大應(yīng)用已勢在必行。 阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進工藝推廣慢 在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對先進技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲備。 突破點：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路 我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，以高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。 阻力五：大、精模具依賴進口 當前，沖壓模具的材料、設(shè)計、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標準化程度尚低，大約為40%~45%，而國際上一般在70%左右。 突破點：提升信息化、標準化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)，特別是成形過程的計算機模擬分析和優(yōu)化技術(shù)(CAE)。加速我國模具標準化進程，提高精度和互換率。力爭2005年模具標準件使用覆蓋率達到60%，2010年達到70%以上基本滿足市場需求。 阻力六：專業(yè)人才缺乏 業(yè)內(nèi)掌握先進設(shè)計分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設(shè)計，掌握設(shè)計權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。 突破點：提高行業(yè)人員素質(zhì) 這是一項迫在眉睫的任務(wù)，又是一項長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技人才，大批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批掌握先進技術(shù)、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計劃、分層次地培養(yǎng)。 第2章 沖模有關(guān)術(shù)語 沖模有關(guān)術(shù)語,包括沖壓工序術(shù)語、沖模和沖模零件術(shù)語以及沖壓工序以外的其它沖壓工藝術(shù)語。大多數(shù)術(shù)語附有簡圖，以便理解。 2.1 沖壓工序術(shù)語 沖孔 沖孔是將廢料沿封閉輪廓從材料或工序件上分離的一種沖壓工序,在材料或工序件上獲得需要的孔見圖2-1。 沖裁 總裁是利用沖模使部分材料或工序件與另一部分材料、工(序)件或廢料分離的一種沖壓工序。 拉深 拉深是把平直毛料或工序件變?yōu)榭招募?或者把空心件進一步改變形狀和尺寸的一種沖壓工序。拉深時空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成見圖2-2。 落料 圖2-2拉深 圖2-1沖孔 落料是將材料沿封閉輪廓分離的一種沖壓工序,被分離的材料成為工件或工序件,大多數(shù)是平面形的,見圖2-3。 圖2-3落料 2.2 沖模和沖模零件術(shù)語 下模座 下模座是下模底面的板狀零件,工作時直接固定在壓力機工作臺面或墊板上。 上模座 上模座是上模最上面板狀零件,工作時緊貼壓力機滑塊,并通過模柄或直接與壓力機滑塊固定。 下模 下模是整副沖模的下半部,即安裝于壓力機工作臺面上的沖模部分,見圖2-4。 上模 圖2-5下模 上模是整副沖模的上半部,即安裝于壓力機滑塊上的沖模部分,見圖2-5。 圖2-4下模 刃壁 刃壁是總裁凹?？兹斜诘拿總?cè)斜度,見圖2-6。 凹模 圖2-6下模 凹模是沖模中起直接形成沖件作用的凹形工作零件,即以內(nèi)形為工作表面的零件.見圖2-7。 圖2-7下模 凸模 凸模是沖模中起直接形成作用的凸形工作零件, 即以外形為工作表面的零件.見圖2-8。 導(dǎo)柱 圖2-9導(dǎo)柱 圖2-8凸模 導(dǎo)柱是為上、下模座相對運動提供精密導(dǎo)向的圓柱形零件,多數(shù)固定在下模座,與固定在上模座的導(dǎo)套配合使用,見圖2-9。 導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱模架是導(dǎo)柱、導(dǎo)套相互滑動的模架。 導(dǎo)套 導(dǎo)套是為上、下模座相對運動提供精密導(dǎo)向的管狀零件,多數(shù)固定在上模座內(nèi),與固定在下模座的導(dǎo)柱配合使用,見圖2-10。 固定板 固定板是固定凸模用的板狀零件,見圖2-11。 圖2-11固定板 圖2-10導(dǎo)套 固定擋料銷 固定擋料銷（板）是在模具內(nèi)固定不動的擋料銷（板），如圖2-12所示。 卸料螺釘 卸料螺釘是固定在彈壓卸料板上的螺釘，用于限制彈壓卸料板的位置如圖2-13。 圖2-12固定擋料銷 圖2-13卸料螺釘 推板 推板是在凹?；蚰K內(nèi)活動的板狀零件，以向下動作直接或間接推出工（序）件或廢料圖2-14 彈頂器 彈頂器是裝于壓力機工作臺下或模座下的沖壓輔助裝置，由氣壓、液壓、彈簧、橡膠等推動，對下模的頂板，頂桿等到提供向上壓力和促使其向上移動2-15。 圖2-15彈頂器 圖2-14推板 模柄 模柄是突出于上模座頂面的圓柱形零件，工作時伸入壓力機滑塊孔中并被夾緊固定圖2-16。 模架 模架是上、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套的組合件，可以帶模柄或不帶模柄，大多數(shù)模架是標準件圖2-17。 圖2-17模架 圖2-16模柄 2.3 沖壓工藝術(shù)語 圖2-18壓力機下極點及上極點 1—下極點 2—上極點 下極點 下極點是壓力機滑塊上下運動的下端終點圖2-18。 上極點 圖2-19閉合高度 上極點是壓力機滑塊上下運動的上端終點圖2-18 閉合高度 閉合高度是沖模在工作位置下極點時上模座上平面至下模座下平面的距離圖2-19。 間隙 間隙是相互配合的凸模和凹模相應(yīng)尺寸的差值或其間的空隙圖2-20。 2-20間隙 a)雙面間隙,2c=(D-d) b)單面間隙,Z/2 壽命 壽命是指沖模每修磨一次能沖壓的次數(shù)或模具報廢前能沖壓的次數(shù)。前者稱為刃磨壽命，后者稱為總壽命。 條料 條料是可用于多次沖壓的條狀原材料。 拉深系數(shù) 拉深系數(shù)是本工序圓筒形拉深件直徑與前工序拉深件直徑的比值。對于第一道拉深，位深系數(shù)是拉深件直徑與展開直徑的比值，圖2-21。 圖2-21 拉深系數(shù) m1=d3/d0 m2=d2/d1…mn=dn/dn-1 展開圖 展開圖是與形成沖件相對應(yīng)的平面工序件圖形圖2-22 圖2-22展開圖 排樣 排樣是完成排樣圖的沖模設(shè)計過程，有時也把排樣圖簡稱為排樣。 搭邊 圖2-31搭邊 搭邊是排樣圖中相鄰沖件輪廓間的最小距離，或沖件輪廓與條料邊緣的最小距離圖2-23。 第3章 復(fù)合模 圖3-1工件圖 3.1 沖壓工件的工藝分析 工件名稱：揚聲器底盤 生產(chǎn)批量：20000件 材料：Q235-A鋼， 厚度：t=0.5mm。 工件簡圖，如圖3-1所示， 由工件圖看 a= =25mm (3-1) h=a tg（166°－135°） =25tg31° =15mm 則==0.136, (3-2) 據(jù)[1]式5-34： =0.1～0.25 時為淺拉深,則該工件為局部淺拉深起伏件。因此，在起伏過程中能否一次成型，保證工件平整而且無裂紋是該模具設(shè)計的關(guān)鍵。該沖壓工件的形狀較為簡單且對稱，彎曲部分有圓角過渡。尺寸精度要求不高。材料為Q235-A鋼，其沖壓性能較好，孔與外緣的壁厚較大，根據(jù)[2]表6-1知復(fù)合模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強度。 由于產(chǎn)量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn) ，用級進模結(jié)構(gòu)太復(fù)雜。所以決定用二副模具來完成此工件的加工。 第一副模具為：落料，淺拉深，沖孔復(fù)合模。加工后形狀如圖3-2 圖3－2用用第一副復(fù)合模具加工后形狀 圖3－3用第二副模具加工后形狀 第二副模具為：沖腰形孔、安裝孔、導(dǎo)線孔沖裁模。加工后工件形狀如圖3-3 3.2 主要工藝參數(shù)計算 3.2.1 毛坯尺寸計算 根據(jù)等面積原則，用解析法求該零件的毛坯直徑，首先將該零件分成圓、圓環(huán)、圓錐臺三個簡單的幾何體。如圖3—4 由[2]表4-6查得它們的面積公式分別為： 圖3—4計算示意圖 3.14×602×=2826㎜2 =3768㎜2 =L＝3.14×× =8069㎜2 =h=3.14×110×3=1036.2㎜2 則毛坯的展開尺寸： D=≈1036.2㎜2 3.2.2 排樣 該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計,考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單,故采用單排樣設(shè)計,由[2]表2-1查得搭邊值：a1=1.5mm,a=1.5mm。條料寬度：b=147mm+2a=150mm。 條料進距為：ｈ＝147＋a1＝148.5mm如圖2-2所示 圖3-5　排樣圖 裁單件材料的利用率按[2]式2-16計算,即 = (3-3) =　≈76% 式中 A—沖裁面積(包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料)； n— 一個沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； b—條料寬度； h—進距。 3.3 計算第一副模具工序壓力 3.3.1 落料力 落料力計算按[2]式2-7： F落=1.3Lt (3-4) 式中： F落—落料力（N）； L—工件外輪廓周長，L＝D＝3.14×147＝462mm； t—材料厚度； —材料的搞剪強度（Mpa），查得[2]＝310Mpa。 落料力： F落＝1.3×462×0.5×310Mpa≈93.09KN 3.3.2卸料力 卸料力按[2]式2-11： F卸＝K卸F落 (3-5) 式中： K卸—卸料力因數(shù)，其值由[2]表2-15查得K卸＝0.03。 則卸料力： F卸=0.03×93.09KN≈2.79KN 3.3.3 沖中心孔力 沖中心孔力計計算按[2]式2-7： F沖=1.3Lt (3-6) 式中 L—工件外輪廓周長，L＝D＝3.14×30＝94.2mm。 則沖孔力為： F沖＝1.3×94.2×0.5×310Mpa≈18.98KN 3.3.4 推件力 推件力計算按[2]式2-11： F推=nK推F沖 (3-7) 式中： K推—推件力因數(shù)，其值由[2]表2-15查得Ｋ推＝0.065； n—卡在凹內(nèi)的工件數(shù)，　n=2。 推件力則為： F推＝2×0.065×18.98KN=2.47 KN 3.3.5 拉深力 由于該零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形件近似計算。按[2]式4-35： 　　　 F拉＝Kdtσb (3-8) 式中 F拉—拉深力(N)； ｔ—材料厚度(mm)； σb—材料的強度極限(Mpa)，由[2]書末附錄A1查得到解決σb＝380Mpa；。 K—修正因數(shù)，拉深因數(shù)：m==≈0.75，由查得[2]修正因數(shù)K=0.5。 　 F拉=0.75×3.14×110×0.5×380≈49.22KN 3.3.6 壓邊力 壓邊力用下式計算： F壓=A P (3-9) 式中： A—壓邊圈的面積；Ａ＝7464.6mm2 P—單位壓邊力，由[2]表4-16查得P＝3.0Mpa 壓邊力則為： 　　　 F壓＝7464.6×3.0≈22.39KN 故第一副模具總沖壓力為： 　　　 F總＝F落＋F卸＋F沖＋F推＋F壓 　　　　　 ＝93.09+2.79+18.98+2.47+49.22+22.39 =188.94KN 3.3.7 第一副模具沖壓設(shè)備的選擇 　　　 對于淺拉深可按[2]式4-37,F壓≥（1.6～1.8）F總＝302.3～3340.1KN。 估算公稱壓力來選取壓力機參照[2]書末附錄B2，選用公稱壓力為JB23-63開式壓力機。其主要技術(shù)參數(shù)為： 　 公稱壓力/KN：630 　 滑塊行程/mm：130 　 最大閉合高度/mm：400 　 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm：80 　 工作臺尺寸/mm：480×710(前后×左右) 　 模柄尺寸/mm：50×80(直徑×深度) 3.4 第一副模具主要工作部分尺寸計算 模具的落料凹模，凸凹模，沖孔凹模，沖孔凸模的工作關(guān)系 如圖3.4總裝配圖 對于工件未標注公差可按[2]書末附錄D1查得各尺寸的未注公差。根據(jù)[2]表2-10查得，沖裁模刃口雙面間隙Zmin＝0.04mm,Zmax=0.06mm。 3.4.1 落料刃口尺寸計算 φ147mm的凸凹模的制造公差由[2]表2-12查得S凹=0.040mm, S凸=0.030mm 由于Ｓ凹＋Ｓ凸＞Zmax－Zmin，故采用凸模與凹模配合加工方法。 1、2—內(nèi)六角圓柱頭螺釘 3、5、25—圓柱銷 4—頂桿 6—打板 7—打桿 8—模柄 9—沖孔凸模 10—凸凹模 11—卸料螺釘 12—上固定板 13—上墊板 14—上模座 15—導(dǎo)套 16—蓋板 17、31—橡皮 18—上頂塊 19—卸料板 20—固定擋料銷 21—導(dǎo)柱 22—凹模 23—下頂塊 24—凹模 26—下固定板 27—下墊板 28—下模座 29—頂桿 30—托板 32—六角頭螺栓 圖3－6 落料、拉深、沖孔復(fù)合模 因數(shù)由[2]表2-13查得，X＝0.5 則D凹＝(D-X)＝(147-0.5×1.0) mm (3-10) ＝146.50 mm D凸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為0.04～ 0.06mm. 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-7 3.4.2 沖孔刃口尺寸計算 　　　對于孔φ30的凸凹模的制造公差由[2]表2-12查得Ｓ凹=0.025mm, Ｓ凸=0.020mm 由于Ｓ凹＋Ｓ凸＞Zmax－Zmin，故采用凸模與凹模配合加工方法。 因數(shù)由[2]表2-13查得，X＝0.5 則d凸＝(d+X)＝(30+0.5×0.52) mm (3-11) ＝30.26 　 D凹按凸模尺寸配制，其雙面間隙為0.04～ 0.06mm. 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-8 圖3-8 沖孔刃口尺寸 圖3-7落料力刃口尺寸 3.4.3 拉深工作部分尺寸計算 拉深凸模和凹模的單邊間隙可按[2]表4-12中式Z/2＝1t，計算Z/2=0.5mm 由于拉深工件的公差為IT14級，故凸凹模的制造公差可采用IT10級精度，查[2]書末附錄E3得： Ｓ凹= Ｓ凸=0.140mm按[2]式4-24式4-25可求拉深凸凹模尺寸及公差如下表： 表1-3 拉深凸凹模尺寸及公差 工件尺寸 d凹＝(d-0.75) d凸＝（d凹－ｚ） Φ60 Φ59.45 Φ58.45 Φ110 Φ109 Φ108 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-9。 3.5　彈性元件的設(shè)計計算 為了得到較為平整的工件，此模具采用了彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料，拉深過程中始終處于一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應(yīng)力的作用下起皺的可能 3.5.1 上卸料設(shè)計計算 3-9拉深工作部分尺寸 上卸料采用橡膠作為彈性元件 按[2]式1－4計算橡膠的自由高度。 H自由＝（3.5～4）S工作 (3-12) 式中： H自由—橡膠的自由高度（mm） S工作—工作行程與模具修磨量或調(diào)整量(4～6mm)之和 S工作＝(21+1+5)mm=27mm (3-13) 則式 H自由＝(3.5～4)×27=94.5～108mm 取H自由＝100mm由[2]式1-5計算橡膠的高度為 　　H2＝（0.85～0.9）H自由＝（0.85～0.9）×100 ＝85～90mm 取H2＝85mm 　　橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定。 3.5.2 下卸料設(shè)計計算 下頂塊壓邊采用橡膠作為彈性元件 按[2]式1-4計算橡膠的自由高度 　　 H自由＝（3.5～4）S工作 (3-14) 式中： H自由—橡膠的自由高度（mm） 　　S工作—工作行程與模具修磨量或調(diào)整量（4～6mm）之和 S工作＝(21+5)mm=26mm 則H自由＝(3.5～4)×26=91～104mm 取H自由＝100mm 由[2]式1-5計算橡膠的高度為： 　　H2＝（0.85～0.9）H自由＝（0.85～0.9）×100 ＝85～90mm 取H2＝85mm 橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定。 3.6 第一副模具的零件設(shè)計與計算 3.6.1 凸模的外形尺寸 計算沖裁時所受的應(yīng)力，有平均應(yīng)力σ和刃口的接觸應(yīng)力σk兩種 因為孔徑d=30mm，材料厚度t=0.5mm d＞t, 凸模強度按[1]式14-1 σk＝[σ] (3-15) 式中： t—沖件材料的厚度（mm），t=0.5mm； d—凸?；驔_孔直徑（mm），d=30mm； —沖件材料抗剪強度（Mpa），＝310Mpa； 　 σk—凸模刃口的接觸應(yīng)力(Mpa)； [σk]－凸模刃口的許用接觸應(yīng)力Mpa。 σk =≈625Mpa1800Mpa 凸模在中心軸向心壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度與導(dǎo)向方式有關(guān)。 卸料板導(dǎo)向凸模 最大允許長度Lmax按[1] 14-4式計算： 　　 Lmax= (3-16) 式中： Lmax—凸模最大允許長度（mm）； E—凸模材料彈性模量，對于鋼材可取E＝21000Mpa； 其余符號見前式： 　　Lmax?。?2373.9mm 3-10 凸模 因為彈性卸料板，其具體長度如圖3-10 3.6.2 凹模尺寸結(jié)構(gòu) 凹模的外形尺寸常用下列經(jīng)驗公式確定 凹模的厚度確定見[1]式2-25 H＝Kb (3-17) 凹模壁厚（指凹模刃口與外緣的距離）的確定式[1] (1) 沖￠30小凹?！＝(1.5～2)H (3-18) (2) 沖￠147大凹模C＝(2～3)H 式中： 　　b—凹模孔的最大寬度（mm）； K—因數(shù),按[1]表2-51 K￠30=0.3，K￠147=0.15 ； H—凹模厚度； C—凹模壁厚； 則 圖3-11　￠30凹模的刃壁形式 (1)￠30凹模厚度：H＝0.3×30=9mm 壁厚：C=1.5×9=13.5mm (2)￠14凹模厚度：H＝0.15×147=9mm 壁厚：C=2×22.05=44.1mm (3)凸凹模最小壁厚：m=1.5t=1.5×0.5 =0.75mm 凹模的結(jié)構(gòu)形式[1]　　　　　　　　　　　　　 沖裁凹模的刃壁形式：　　　　　　　　　　 (1) ￠30凹模見圖3-11，定結(jié)構(gòu) 形式見圖3-12參考[1]表14-8 h=3～5mm　 a=5′～30′3-11 (2)沖裁￠147凹模見圖3-13參考[1]表14-8 　　 圖3-13 ￠147凹模的刃壁形式 圖3-12凹模的固定結(jié)構(gòu)形式 3.7 卸料設(shè)計與計算 3.7.1 卸料板結(jié)構(gòu)形式 卸料板結(jié)構(gòu)形式采用[1]B1表14-9序號5圖：無導(dǎo)向彈壓卸料板,見圖3-14 適用范圍：廣泛應(yīng)用于薄材料和零件要求平整的落料沖孔復(fù)合模，卸料效果好，操作方便。 圖3-14卸料板 3.7.2 卸料螺釘 卸料螺釘結(jié)構(gòu)形式 采用標準卸料螺釘結(jié)構(gòu)， 圖3-15卸料螺釘尺寸關(guān)系 1－卸料螺釘 2－凸模 凸模刃磨后須在卸料螺釘頭下加墊圈調(diào)節(jié)。 3.7.3 卸料螺釘尺寸關(guān)系 為保持裝配后卸料板的平行度， 同一付模具中各卸料螺釘?shù)拈L度L 及孔深Ｈ見如下圖3-15，據(jù)[1] 圖14－44,各尺寸關(guān)系如下 H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(5～10mm) (3-19) 模具刃磨量＝5mm，h1=6 則H＝21+5+6+8＝40mm d1＝d+(0.3～0.5)mm ＝16＋0.4 ＝16.4mm e＝0.5～1.0mm取e＝1.0mm h≥d＝×16=12mm (3-20) 3.8 其它零件 圖3-16 固定擋料銷 3.8.1 擋料銷 擋料銷用于限定條料送進距離、抵住條料的 搭邊或工件的輪廓,起定位作用?，F(xiàn)用圓形 固定擋料銷,其標準形式如圖3-16。 3.8.2 上模推件裝置 上模推件裝采用如圖3-17采用過 渡推桿繞過中間凸模打出沖件 3.8.3 彈頂器 彈頂器裝于下模座,由橡膠驅(qū)動。如圖3-18 圖3-17上模推件裝置 圖3-18彈頂器 3.8.4 模柄 圖3-19模柄 選用壓入式模柄,它與上模座孔采用H7/m6過渡配合,并加銷釘防轉(zhuǎn), 尺寸見其圖3-19。 3.8.5 凸模固定板 凸模固定板將凸凹模固定在模座上,平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸凹模安裝孔外,還要考慮螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)置?，F(xiàn)選作矩形形式。墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力,以降低模座所受的單位壓力,保護模座以免被凸凹模端面壓降。墊板的厚度取16mm。 3.8.6 模架的選擇 一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置等的平面布置來選擇模座形狀和尺寸,模座外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大40～70mm.。模座的厚度一般取凹模厚度的1～1.5倍，下模座外形尺寸每邊至少應(yīng)超過壓力機臺面孔約50mm。同時選擇的模架其閉合高度應(yīng)與模具設(shè)計的閉合高度相適應(yīng)。查[3]表2-41選用凹模周界L=556mm，B=447mm,閉合高度H=360～380mm。I級精度后側(cè)導(dǎo)柱框架。模架556×556×360～380。205I GB/T2851.3。技術(shù)條件：按GB/T2854的規(guī)定代替GB/T2851.5－81其實體圖見3-6。 第4章 沖裁模的設(shè)計 4.1 沖裁件的工藝分析 本模具為在落料,拉深,沖孔后使用的沖孔模具。 對于所沖安裝孔￠4mm，導(dǎo)線孔￠3mm，按[2]查得一般沖孔模對Q235A材料可以沖壓的最小孔徑為d≥t，t=0.5mm。因而￠4，￠3孔符合工藝要求。 圖4－1最小邊距 由圖4-1可知，最小孔邊距為：b≥1.5t,b1＞t 即 b ≥0.75mm,b1＞0.5mm, 而零件上各孔的孔邊距均大于最小孔邊距。以上各項分析，均符合總裁工藝要求，故可采用多孔總裁模進行總裁加工。 4.2 沖壓力計算 本模具采用彈性卸料板 4.2.1 沖裁力 因為工件置如圖4-2所示,口朝下放置 來沖裁,因為各孔有落度差。故沖裁時會先沖腰 形孔,導(dǎo)線孔,再沖安裝孔,各模高度一致則可 。 4-2沖裁時工件置放 安裝孔沖裁力: F1=1.3Lt (4-1) 式中： F1—沖孔力（N）； L—工件外輪廓周長(mm)，L＝4D＝4×3.14×4＝40.82mm； t—材料厚度(mm)，t＝0.5 mm；， —材料的搞剪強度（Mpa），由Ｂ２書末附錄A1查得＝310Mpa。 安裝孔沖裁力： F1＝1.3×40.82×0.5×310Mpa≈8.23KN 腰形孔沖裁力: F2=1.3Lt (4-2) 式中： F2—沖孔力（N）； L—工件外輪廓周長(mm)，L＝4×[2×(150-39)+×60+×60] ＝4×（22+26.2+20.4）＝274.4mm； t—材料厚度(mm)，t＝0.5 mm；， —材料的搞剪強度（Mpa），由[2]書末附錄A1查得＝310Mpa。 腰形孔沖裁力： F2＝1.3×274.4×0.5×310Mpa≈55.29KN 導(dǎo)線孔沖裁力: F3=1.3Lt (4-3) 式中 F3—沖孔力（N）； L—工件外輪廓周長(mm)，L＝D＝3.14×3＝9.42mm； t—材料厚度(mm)，t＝0.5 mm； —材料的搞剪強度（Mpa），由[2]書末附錄A1查得＝310Mpa。 導(dǎo)線孔沖裁力： F3＝1.3×3.14×3×0.5×310Mpa≈1.90KN 因為F2 +F3 >F1 所以，選擇沖床時的總裁力為： F23 = F3 +F2=57.19KN 4.2.2卸料力 卸料力按[2]式2-11： F卸＝K卸F23 (4-4) 式中 K卸—卸料力因數(shù)，其值由[1]表2-15查得K卸＝0.03。 則卸料力： F卸=0.03×57.19KN≈1.72KN 4.2.3 推件力 推件力計算按[2]式2-11： F推=nK推F23 式中 K推—推件力因數(shù)，其值由[2]表2-15查得Ｋ推＝0.065； n—卡在凹內(nèi)的工件數(shù)，n=4； 推件力則為： F推＝4×0.065×57.19KN=214.87 KN 故選擇沖床時的總壓力為: F總＝F23＋F卸＋F推 (4-5) 　　　　?。?7.19+1.72+14.87 =73.78KN 4.2.4 確定模具壓力中心 畫出工件形狀,把總裁周邊公成基本線段,并選定坐標系,XOY,如圖4-3所示 L1=4=12.26 X1=-60 Y1=0 L2=4=12.26 X2=0 Y2=-60 L3=4=12.26 X3=60 Y3=0 L4=4=12.26 X4=0 Y4=60 L5=3=9.42 X5=52 Y5=30 L6=68.6 X6=-33 Y6=-33 L7=68.6 X7=33 Y7=33 L8=68.6 X8=33 Y8=33 L9=68.6 X9=-33 Y9=33 圖4-3壓力中心 Xe= =－1.29 yc= =0 4.3 凸凹模的刃口尺寸計算 由[2]查得間隙值Zmin=0.04mm Zmax=0.06mm 查得凸凹模的制造公差S凸 =0.02 ， S凹=0.02 對零件圖中未標注公差尺寸,由B2書末附錄E查得其極限偏差: 4， 3 ， 3 ，50， 39 由于由于Ｓ凹＋Ｓ凸＞Zmax－Zmin，故采用凸模與凹模配合加工方法。 因數(shù)由[2]表2-13查得，X＝0.5 各凸模刃口尺寸的計算： d凸＝(d+X) (4-6) 4凸＝(4+0.5×0.3) =4.15mm 3凸＝(3+0.5×0.25) =3.125mm 3凸＝(3+0.5×0.25) =3.125mm 50凸＝(50+0.5×0.0.62) =50.31mm 39凸＝(39+0.5×0.62) =39.31mm 各凹模按其凸模配制，其雙面間隙值為0.04～0.06mm 4.4 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模4.15mm 和3.125mm比較細長，應(yīng)進行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力校核， 檢查危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求 ，按[2]式（2-19） dmin (4-7) 式中: dmin—凸模最小值徑； t－總裁件厚度，t=0.5mm； —材料的抗剪強度（Mpa），由[2]書末附錄A1查得＝310Mpa； []－凸模材料的許用應(yīng)力（Mpa）取[]=1400Mpa。 dmin mm=0.44mm 最小凸模直徑3>0.44，故滿足強度要求。 按[2]式(2-21) Lmax 95 (4-8) 式中: Lmax—允許凸模最大自由長度（mm）； d－凸模的最小直徑mm，d=3mm； F—總裁力（N），F(xiàn)=73780。 Lmax 95=20mm 可見允許的凸模最大自由度滿足不了模具的結(jié)構(gòu)要求，故得用卸料板對凸模加以保護 按式[2]式2-23 Lmax 2705 270×=186mm 當模具總體設(shè)計小于56mm時，即可滿足其彎曲強度要求。 4.5 第二副模具沖壓設(shè)備的選擇 選用公稱壓力為JB23-10開式壓力機。其主要技術(shù)參數(shù)為： 　 公稱壓力/KN：100 　 滑塊行程/mm：45 　 最大閉合高度/mm：180 　 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm：80 　 工作臺尺寸/mm：480×710(前后×左右) 　 模柄尺寸/mm：50×80(直徑×深度) 其各種裝配見圖4-4 1、2—內(nèi)六角圓柱頭螺釘 3、5、19—圓柱銷 4—模柄 6—內(nèi)六角螺釘 7—卸料螺釘 8—上墊板 9—上固定板 10—上模座 11—導(dǎo)套 12,13,15—凸模 13—彈簧 14—上模座 16—卸料板 17—凹模 18—上導(dǎo)柱 29－下模座 圖4-4第二副模具總裝配圖 第五章 模具主要零件的加工工藝過程 5.1 凸模、凹模、凸凹模的加工 5.1.1 沖φ30孔凸模 沖30孔凸模如圖5-1其加工的工藝過程如下: 1）下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。 2）鍛造:將棒料鍛造成較大的圓棒形毛壞。 3）退火:經(jīng)鍛造后的毛壞必須進行退火,以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能。 4) 車床加工:車外圓和上端面、留磨余量0.3～0.5mm。 5) 熱處理:淬火、回火,檢查硬度60～64HRC。 6) 磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面。 7) 磨外圓:在外圓磨床上磨外圓至要求尺寸。 8) 精加工:鉗工精修刃口。 5-1凸模 5.1.2 落料、拉深凸凹模 落料、拉深凸凹模如圖5-2其加工的工藝過程如下: 1）下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。 2）鍛造:將棒料鍛造成較大的圓棒形毛壞。 3）退火:經(jīng)鍛造后的毛壞必須進行退火,以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能。 4)車床、鏜床加工:車外圓和上端面、鉆鏜66，49 內(nèi)孔,并車下端面。留磨余量 0.3～0.5mm。 5)熱處理:淬火、回火,檢查硬度60～64HRC。 6)磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面。 7)磨外圓:在外圓磨床上磨外圓至要求尺寸。 8)電火花加工:電火花加工拉深部分。 圖5-2落料、拉深凸凹模 5.1.3落料凹模 圖5-3落料凹模 落料凹模如圖5-3其加工的工藝過程如下: 1）下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。 2）鍛造:將棒料鍛造成方形毛壞。 3)刨床加工：刨六個面。 4)磨平面:磨上下兩平面。 5)劃線:劃出型孔輪廓及螺孔，銷孔位置， 并在孔中心處鉆中心眼。 6)孔加工:加工和螺釘通孔和定位銷孔。 7）退火:經(jīng)鍛造后的毛壞必須進行退火, 以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能。 8)鏜床加工:鉆鏜157mm凹腔。 9)熱處理:淬火、回火,檢查硬度60～64HRC。 10)磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面。 11)磨內(nèi)孔:在坐標磨床上磨定位銷孔和 146mm凹腔。 12) 精加工:鉗工精修刃口。 5.1.4拉深、沖孔凸凹模 拉深、沖孔凸凹模圖5-4其加工的工藝過程如下: 1）下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。 2）鍛造:將棒料鍛造成較大的圓棒形毛壞。 3）退火:經(jīng)鍛造后的毛壞必須進行退火,以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能。 4)車床、鏜床加工:車外圓和上端面、鉆鏜35 內(nèi)孔,并車下端面。留磨余量0.3～0.5mm。 5-5模柄 5)熱處理:淬火、回火,檢查硬度60～64HRC。 6)磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面。 7)磨外圓:在外圓磨床上磨外圓至要求尺寸。 8)磨內(nèi)孔:在坐標磨床上磨刃口。 9)電火花加工:電火花加工拉深部分。 圖5-4拉深、沖孔凸凹模 5.2 模柄的加工 模柄如圖5-5其加工的工藝過程如下: 1）下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。 2）鍛造:將棒料鍛造成較大的圓棒形毛壞。 3）退火:經(jīng)鍛造后的毛壞必須進行退火,以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能。 4)車床、鏜床加工:車外圓和上端面、鉆鏜20，639 內(nèi)孔,并車下端面。留磨余量 0.3～0.5mm。 5)孔加工:加工定位銷孔。 6)熱處理:淬火、回火,檢查硬度60～64HRC。 7)磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面。 8)磨外圓:在外圓磨床上磨外圓至要求尺寸。 5.3凸模固定板加工 凸模固定板圖5-6其加工的工藝過程如下: 1）下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。 2）鍛造:將棒料鍛造成方形毛壞。 3)刨床加工：刨六個面。 4)磨平面:磨上下兩平面。 5)劃線:劃出型孔輪廓及螺孔，銷孔位置，并在孔中心處鉆中心眼。 6)孔加工:加工和螺釘通孔和定位銷孔。 7）退火:經(jīng)鍛造后的毛壞必須進行退火,以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能。 8)鏜床加