1、目錄1前言31.1 題目的由來31.2 具體的題目及零件工藝分析 32沖壓工藝方案32.1 修邊余量的確定32.2 坯料直徑的計算42.3 拉深系數(shù)的計算42.4 拉深次數(shù)的計算42.5 沖壓工藝設(shè)計及工藝方案確定（工序沖件圖繪制） 4 3沖壓模具設(shè)計53.1 落料模、拉深模的設(shè)計或落料拉深復(fù)合模的設(shè)計 53.2 沖壓力的計算 73.3 沖壓設(shè)備的選定83.4 模柄尺寸及其它相關(guān)尺寸確定83.5 強度校核93.6 模具材料與熱處理 9模具關(guān)鍵零件加工工藝編制164.1 凸模加工工藝編制 164.2 凹模加工工藝編制 164.3 凸凹模加工工藝編制 175結(jié)束語17前言1.1 題目的由來在教育主

2、管部門的關(guān)懷下，在院系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心、關(guān)注下，在沖壓成型技術(shù) 課程實踐考核方案獲得通過之后，由專業(yè)老師出題，進(jìn)行與沖壓、模具、加工有關(guān) 的綜合設(shè)計，重點考核綜合運用沖壓知識、工序與工序銜接復(fù)合、拉深曲線擬合 （或正拉深與反拉深的應(yīng)用、在掌握模具制造工藝基礎(chǔ)上正確利用合理模具結(jié)構(gòu)解 決沖壓件成形問題能力。1.2 具體的題目及零件工藝性分析1對以下沖壓件（材料08FA1,厚度1mm ）進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計，對 關(guān)鍵模具零件進(jìn)行加工工藝編制，按要求繪制模具裝配圖、關(guān)鍵模具零件的零件 圖，編寫設(shè)計計算說明書，正確回答有關(guān)提問。將以上長度方向尺寸各加上1mm圖1.1沖壓件2、材料及強度、剛度該零件的材

3、料為硬度t=1.5的08FAL鋼，具有優(yōu)良的沖壓性能。隨著沖壓后零件強度和剛度的增加，都有助于使產(chǎn)品保證足夠的強度和剛度。3、根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求，分析其沖壓工藝性：從零件的結(jié)構(gòu)特性以及沖壓變形特點來看，該零件屬于無帶凸緣的旋轉(zhuǎn)圓筒件，且相對高度h/d都比較合適，沒有厚度不變的要求，且外圓半徑r=8mm>t,r=5>t,滿足拉深工藝對形狀和圓角半徑的 要示，且零件尺寸精度要求不高，拉深工藝性較好。2沖壓工藝方案2.1 修邊余量的確定由于工件拉深后口部不平，通常拉深后便切邊，因此在毛坯尺寸上相應(yīng)在工件 高度上增加修邊余量A h,修邊余量可根據(jù)相對高度查表求得，由于該零件圖比較復(fù) 雜，所

4、以首先根據(jù)沖壓件，將沖壓件分為 5段，如圖求得其面積 A =A 1+A2+A3+A4+A5=22*3.14*115+2*3.14*50*8*3.14 +20*3.14*8*3.14+2*3.14*34*8*3.14+50*50+4*50*7-1. 72*5*50-0. 56*2525762mm 2求得 h1=73mm所以相又t高度h1/d=73/114 =0.63查表得zh=3mm2.2 坯料直徑的計算求得總坯料面積 A坯=A+zXh兀（d/22 = 26835m所以坯料直徑D = 185mm2.3 拉深系數(shù)的計算根據(jù)零件圖所示，求出每次拉深的拉深系數(shù)m=d1/D=114/185= 0.616

5、m2=d2/D1=82/114= 0.719m3=d3/D2=50/82=0.612.4 拉深次數(shù)的計算查表可知，每次工序的拉深系數(shù)都比各自極限拉深系數(shù)大，所以每次工序拉深 次數(shù)都為1.2.5 沖壓工藝設(shè)計及工藝方案確定（工序沖件圖繪制）對于零件比較復(fù)雜、沖壓加工流程較長因而需要采用較多工序時，往往不容易 很直觀地就確定出具體的沖壓工藝方案，此時通常采用以下方法：先確定出工件所 需要的基本工序；然后將基本工序按照沖壓的先后順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)募信c分散，確 定各工序的具體內(nèi)容，組合排列出可能的不同的工藝方案，再結(jié)合各種因素，分析 比較，找出最適合生產(chǎn)規(guī)模和適應(yīng)現(xiàn)場具體生產(chǎn)條件的工工藝方案。基本工序:

6、根據(jù)上面拉深次數(shù)分析和零件的具體結(jié)構(gòu)，該零件所需的基本工序：落料、第 一次拉深，第二次反拉深，第三次反拉深。沖壓方案根據(jù)零件加工所需要的基本工序，將各工序予以適當(dāng)?shù)慕M合，可以有下五種沖 壓方案。方案一：落料與第一次拉深復(fù)合，其余各工序按照單工序進(jìn)行。如下圖所示:方案一沖壓流程圖方案二：落料與第一次拉深復(fù)合，其次兩次反拉深也復(fù)合。如下圖所示:方案二沖壓流程圖方案比較方案二第一次反拉深和第二次反拉深復(fù)合在一起，節(jié)省了一副模具，使模具的 制造時間縮短，成本稍微降低，但由于材料本身較薄，容易拉裂，所以不宜采用。 方案二采用了三副模具，除了落料拉深工序外，均使用了單工序簡單模具，存在工 序組合少，生產(chǎn)效

7、率低的特點。但不容易使材料拉裂，所以決定采用方案一。最后 再進(jìn)行切邊，得到所需模具。3沖壓模具設(shè)計3.1落料模、拉深模（或反拉深模）的設(shè)計或落料拉深復(fù)合模的設(shè)計1、模具類型的選擇根據(jù)確定的方案，選用三副模具：第一副，落料拉深模；第二副，第一次反拉 深模；第三副，第二次反拉深模。2、定位方式的選擇第一副模具采用擋料銷形式定位，第二副和第三副模具都采用壓邊圈定位。3、卸料，出件方式的選擇第一副模具采用卸料板進(jìn)行卸料，推件塊對工序件推出。第二副和第三副模具利用壓邊圈對零件進(jìn)行卸出。4、導(dǎo)向方式的選擇采用中間導(dǎo)柱導(dǎo)向模架，便于安全操作。1、落料拉深模的設(shè)計零件排樣由于毛坯直徑為185mm,考慮到操作的

8、安全與方便，采用單排的 方式，如下圖所示，為零件的排樣圖。其中搭邊值查表選取 a=2mm,a1=1.5mm進(jìn)距 L =D+a1=185+1.5=186.5mm條料寬度 b=D+2*a=185+2*2=189mm.條料尺寸根據(jù)零件圖和板料規(guī)格選用板料為 1.0*190*950mm.8*3. 14*(185/2 其利用率 4=190*950295nOJ10.5各工作零件尺寸查表得其制造公差 6凸=-0.012mm,川=0.017mm落料凹模刃口尺寸D凹=1860拉深凸模刃口尺寸 D凸1=114-0. 012mm拉深凹模刃口尺寸D凹1=1160拉深凸模的高度H1 = 115mm凸凹模的高度H2= 1

9、50mm落料凹模高度H3 = 105mm 2第一次反拉深0. 017 mm拉深凸模刃口尺寸 D凸2=82-0. 012拉深凸凹模內(nèi)緣刃口尺寸 D2凹=8400. 017拉深凸凹模外緣刃口尺寸 D凸3= 114-0. 012拉深凸凹模高度H2 = 100. 5-0. 012拉深凸模H3= 116-0. 012 3第二次反拉深拉深凸模刃口尺寸 D凸4=50-0. 012拉深凸凹模內(nèi)緣刃口尺寸 D凹3=520拉深凸凹模外緣刃口尺寸 D凸5= 82-0. 012拉深凸凹模高度H4 = 61-0. 012拉 深凸模 H5=76-0. 01200. 0173.2 沖壓力的計算1、落料拉深工序的沖壓力；落料

10、力 F 落=lt (rb=1.3*2*3.14*185*353 =54KN 力 F 拉二兀 t (rbk1=3.14*114*1*54*0.86=17KN 力 F 卸=卜卸 F 沖=0.04*54=2.16KN 推件力 F推=卜推 F 拉=0.055*17=0.935KN壓邊力 5壓=(兀/4 *D2-(d1+2r 凹 2q=3KN沖壓力 F 1=5沖+5 拉+F 卸+F 推+F 壓=54+17+2.16+0.935+3 =77.095KN 2 第一 次反拉深：拉深力 F 拉 1=Ttd 1t (rbk 1=3.14*82*1*0.55*353 -®KN F 壓 1=(兀/4 *d1

11、-(d2+2r 凹 2q =0.72KN中壓力 F 2=F 拉 1+F壓 1=50+0.72=50.72KN3第二次反拉深：拉深力 F 拉 2-d 2t (rbk 2=3.14*50*1*0.55*353 -30J8KN F 壓 2=(兀/4 *d2-(d3+2r 凹 2q =0.49X2中壓力 F 3=F 拉 2+F壓 2=30.48+0.49=30.97KN3.3 沖壓設(shè)備的選定沖壓設(shè)備的選用原則：對許用負(fù)荷圖的再認(rèn)識，曲柄壓力機的能耗分配，沖壓力的計算 壓力機類型的選擇 初選設(shè)備設(shè)備做功校核裝模高度校核滑塊行程校核模具安裝空間尺寸主要根據(jù)沖壓力和模具的裝模高度來選擇設(shè)備，選J3116的壓

12、力機3.4 模柄尺寸及其它相關(guān)尺寸確定1模具閉高度第一副模具的閉合高度：H =263,前面選取模架的閉合高度為240-285,模具 的閉合高度滿足Hmax-5H模Hmin+10因此模具的閉合高度合適。第二副和第三 副模具的閉合高度：H1=220,前面選取的模架的閉合高度均為 215-250,也能滿足要求，因此模具的閉合 高度也合適。2其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合各模具的特點，查表確定其他模具結(jié)構(gòu)零件序號名稱長*寬*厚1上墊板315*210*82凸凹模固定板315*210*203卸料板315*210*104凸模固定板315*210*145下墊板315*210*8序號名稱|氐*寬*厚1上

13、墊板315*210*82凸凹模固定板315+210*203卸料板315*210* 1.04凸模固定板315*210*145下墊板315+210*8序號名稱吏徑3.5強度校核1凸模強度校核在一般情況下，凸模的強度是足夠的，無需進(jìn)行強度核算。在這幾副模具中， 凸模的危險斷面尺寸和自由長度都能夠滿足強度要求，以防止凸模縱向失穩(wěn)和折 斷。2凹模強度校核校核凹模強度的目的主要是檢查其厚度 H ,因為凹模下面的模板或墊板上的 孔口較凹模孔口大，使凹模工作時受彎曲，若凹模厚度不夠便會產(chǎn)生彎曲變形以至 損壞。b /a(T彎=3F/H2* ()1+b 2/a 2b /aHmin=3F/期（1+b 2/a 23凸

14、凹模強度的校核凸凹模存在復(fù)合模中，是復(fù)合模的工作零件。凸凹模工作面的內(nèi)、外緣之間的 壁厚取決于沖裁件的尺寸。因此從強度方法考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。查表可 知，以上三副模具的最小壁厚均大于最小極限值，所以滿足強度要求。3.6 模具材料與熱處理1、材料選擇：選用材料時，應(yīng)遵循的基本原則是：要滿足模具的使用性能要求，同時兼顧材 料的工藝性和經(jīng)濟性。 由于該零件材質(zhì)較軟，且形狀，尺寸，厚度等各種因素對 模具壽命影響較大，要求模具材料的強度和剛度較高，要有很高的耐磨性。同時還 要有一定的韌性和較好的切削加工性，并要求熱處理時模具變形小。所以模具的主 要工作零件選G12MoV o為了節(jié)省模具成本，并要

15、求一定的壽命，其他結(jié)構(gòu)零件 則選用45鋼。2、熱處理：30 cG12MoV屬于萊氏體鋼，鑄態(tài)時存在魚骨狀共晶碳化物，因為軋制或鍛造存 在方向性，加工后碳化物分布不均勻，會給熱處理帶來變形、開裂缺陷。碳化物越 不均勻，抗彎強度越低，并產(chǎn)生各向異性。所以對原材料進(jìn)行改鍛，降低碳化物的 不均勻性是提高G12MoV模具質(zhì)量的一個重要途徑。消除應(yīng)力，降低硬度，進(jìn)行退火處理。退火冷卻速度應(yīng)小于或等于序號名稱直徑1凸模固定板2502田邊圈02503推件板649/h,冷卻到550c以下可以出爐空冷。其次進(jìn)行淬火處理，采用貝氏體等溫淬火處理。由于該材料具有很高的穩(wěn)定 性，淬火時一般采用油冷最后，為了完全消除應(yīng)力

16、和穩(wěn)定工件尺寸，進(jìn)行回火處理。3.7 裝配圖繪制3.8 拉深復(fù)合模如下圖所示為正裝復(fù)合模，凸凹模裝在上模，落料凹模和拉深凸模裝在下模。 工作時，條料靠導(dǎo)料銷和擋料銷定位。上模下壓后，凸凹模外形和凹模進(jìn)行落料， 落下的料卡在凹模中，同時拉深凸模與凸凹模內(nèi)孔進(jìn)行拉深。卡在凸凹模的拉深件 由推件裝置推出，當(dāng)上模上行時，原來在沖裁時被壓縮后的彈性元件恢復(fù)，使卡在 凸凹模外的廢料卸下。1上模座板，2墊板，3卸料導(dǎo)套4導(dǎo)柱5卸料螺釘6頂柱7導(dǎo)料銷8推件板9 19 25彈簧10拉深凸模固定模11 21螺釘12下模座板13推件螺釘14墊板15凸模 16凹模17卸料板18凸凹模20凸凹模固定板21螺栓22銷釘2

17、3止轉(zhuǎn)銷24模柄2 第一次反拉深模下圖為第一次反拉深。凸模裝在下模，首先把拉深工序件放在壓邊圈上，由于 放工序件的壓邊圈的位置與工序件形狀相適應(yīng)，所以安放工序件安全方便，且定位 可靠。模具下行時，凸凹模和壓邊圈壓住工序件，而拉深凸模向上拉深。此時，隨 著模具的下行，工序件的金屬將隨著流動，其高度也相應(yīng)地減少。模具上行時，工 序件會包緊在凸模上，由于壓邊圈下彈簧將恢復(fù)原狀，提供一定的力將工序件從拉深凸模頂出1模柄2上模座板3導(dǎo)套4凹模5推桿6推件塊7壓邊圈8卸料桿9下模座板10凸模固定板11彈簧12凸模3第二次反拉深下圖為第三次反拉深的模具。具結(jié)構(gòu)和原理與第二副反拉深的模具相似。為了 能夠很好地

18、安放工序件，使工序件定位準(zhǔn)確，將工序件倒放在與其壓邊圈相適應(yīng)的 位置，這樣能使工序件在拉深過后不發(fā)生偏移。模具下行時，隨著金屬流動，拉深 成最終所需要的沖壓工件，模具上行時，壓邊圈又起到卸件的作用，將最后所形成 的零件卸下來。1模柄2上模座板3導(dǎo)套4導(dǎo)柱5下模座板6卸料桿7凸模固定板8彈簧9壓 邊圈10凸模11推件塊12推件塊13打桿14螺母15螺栓16橡膠17圓板3.8關(guān)鍵模具零件的零件圖繪制1第一副落料拉深模凸凹模的零件圖如下所示:凹模的零件圖凸模的零件圖2、第一次反拉深模 凹模的零件圖UIOfiMEJ115 -Aftia凸模的零件圖qT.唯3、第二次反拉深模凹模的零件圖如下圖所示18拉深

19、凸模的零件圖如下所示沖壓成型技術(shù)4模具關(guān)鍵零件加工工藝編制 4.1凸模加工工藝編制 凸凹模加工 工藝過程 工序號1 2 3 4 5 6 6 7 8工序名稱 備料熱處理 車車鉆孔鍵孔 熱處理 鉗 工磨外圓淬火、回火、保證58.62HRC研中心孔 磨車床。0,012工序內(nèi)容 將 毛坯鍛118*124 mm圓料 退火 車兩端面，保持長度117 mm mm,鉆中心孔 車外 圓、圓角、切槽、mm留單面磨量0.20.3鉆113 0 0.012設(shè)備車床車床鉆床 鎮(zhèn)床mm孔，去毛刺120 0 mm及其端面到尺寸，磨 mm外圓磨床 留研磨量 0.01mm,并保軸度公差要求。9 10 11平磨鉗工檢驗?zāi)?130.0123111尺寸的端面mm達(dá)要求，拋光R 2的圓角平面磨床車床研磨113 Q 0.012 42凹模加 工工藝編制 落料凹模加工工藝過程 工序號工序名稱工序內(nèi)容第16頁設(shè)備沖壓成型技術(shù) 備料熱處理車將毛坯鍛272*2