1、畢業設計（論文）題目：柴油機油箱拉深模具設計學 生：盧志運指導教師：郭占斌學 院：工程學院專 業： 機械設計制造及其自動化班 級：07級二班2011年6月本科畢業設計(論文)作者承諾保證書本人鄭重承諾：本篇畢業設計(論文)的內容真實、可靠。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人愿承擔全部責任。學生簽名：年月日本科畢業設計(論文)指導教師承諾保證書本人鄭重承諾：我已按有關規定對本篇畢業設計(論文)的選題與內容進行了指導和審核，該同學的畢業設計（論文）中未發現弄虛作假、抄襲的現象，本人愿承擔指導教師的相關責任。指導教師簽名：年月日目錄摘要I1.概論11.1課題的背景及意義11.2 國內外現狀及發展趨勢

2、1發展現狀1發展趨勢22. 工件的工藝性分析32.1 工藝分析32.2 工藝方案確定33 拉伸工藝及拉伸模設計33.1 設計要點33.2工藝計算4毛坯尺寸的計算53.3拉伸力的計算63.4壓邊力計算73.5壓力機的選擇83.6 拉深凸、凹模工作部分設計9凸、凹模的結構9凸、凹模的圓角半徑9凸、凹模間隙Z的確定10凸、凹模工作部分尺寸及公差113.7其他零件的設計13導向裝置的確定13壓邊圈的設計133.7.3 壓料筋的設計133.7.4 定位機構的設計143.7.5 調整塊的設計14緊固零件的選用143.8拉深模總裝圖144. 沖孔切邊模的設計154.1 沖裁力及壓力中心計算15沖裁力的計算1

3、5壓力中心的計算164.2 壓力機的選擇164.2.1 卸料力的計算164.2.2 壓力機公稱壓力的計算174.3凸凹模確定18切邊凸凹模設計18沖孔凸凹模設計194.4凸凹模尺寸計算19凸、凹刃口尺寸的計算原則194.5 模板確定244.6 定位導向零件244.7 卸料裝置24彈性卸料裝置24廢料切刀裝置254.8 導向裝置254.10 沖孔切邊模裝配總圖265 總結27謝辭28參考文獻29汽油發電機油箱下殼體沖壓成型工藝分析及模具設計摘要本次設計的零件為凸緣盒形件拉深件汽油發電機油箱下殼體。下殼體采用的材料ST16號鋼及1.5mm厚度保證了足夠的強度和剛度。該零件外形基本對稱，材料是適于制

4、造高變形性能，深拉延產品及形狀較復雜產品的鋼材。首先對零件進行了工藝性分析，有拉深、沖孔、切邊等一系列工序。而且生產批量大，各工位有相互的尺寸關系，經過計算分析采用一次拉伸與沖孔切邊的工藝生產方案，可提高材料的利用率。經過計算分析完成該模具的主要設計計算，凸、凹模工作部分的設計計算，還有工位布置和主要零部件的結構設計，選擇合適的模具材料。拉伸又稱拉延、壓延或引伸。它是利用拉伸模具在壓力機的壓力作用下，將預先剪裁或沖裁成一定形狀的平板毛坯，拉制成立體空心件的加工方法。拉伸成型是板材立體成形的最重要方法，以拉伸成形為主體的沖壓件非常多，在很多工業及生活用品中都又拉伸成形的制品，是沖模發展方向之一。

5、在模具設計前必須對工件進行全面分析，然后合理確定工件的沖壓成形工藝方案，正確設計模具結構和模具零件的加工工藝規程，以獲得最佳的技術經濟效益。關 鍵 詞：拉伸模，拉深，切邊，沖孔，設計。Gasoline Generator Fuel Tank Shell Under the Stamping Forming Process and Die DesignAbstractThe design of box-shaped flange parts for deep drawing parts - gasoline generator under the tank shell.Shell materia

6、l used under No.ST16 steel and 1.5mm thickness to ensure sufficient strength and stiffness.This deformation of material is suitable for manufacturing high-performance and deep-drawing products and more complex products shape.We carried out the parts of analysis, there is deep drawing,punching, cutti

7、ng-edge series of processes.And production volume, and the works are of the size of the mutual relationship between the calculated and analyzed through the use of a stretching and punching the production of cutting-edge technology options to improve the utilization of materials. After completion of

8、the analysis of the mold design，convex and concave die part of the design work，there are the major components of layout and design of the structure， choose a suitable mold material.Also known as tensile drawing,rolling or extended. It is stretching the use of molds in the press under pressure, will

9、be pre-cut or blanking plate into the shape of a certain rough, three-dimensional drawing made of hollow pieces of processing methods. It is stretching the use of molds in the press under pressure, will be pre-cut or blanking plate into the shape of a certain rough, three-dimensional drawing made of

10、 hollow pieces of processing methods. Prior the design of the die, the work-piece should be fully analysis. A correctly designed die structure and works process specifications can obtain the best economical benefit.Keywords：Pushing die，Drawing, Trimming, Punching, Desig1.概論1.1課題的背景及意義設計的主要目的：通過對發電機油

11、箱下殼體的分析設計合理的模具，使該模具能滿足發電機油箱下殼體生產的要求。油箱下殼體屬拉深件系列，需采用拉深，沖孔切邊等一系列的工序，而且生產批量很大，經過分析可采用普通的拉伸單工序模和沖孔切邊復合模。設計的主要意義是：通過此次設計了解設計沖壓模的一般程序，了解相關的理論知識并加以應用和鞏固；熟練的運用有關技術資料，如冷沖模國家標準、多工位級進模與沖壓自動化、冷沖壓技術及其他有關規范等；初步的掌握設計冷沖壓模具的能力，也是檢驗對所學相關課程理論、技能的理解程度；培養理論聯系實際的良好作風，為將來的工作打下初步的基礎。1.2 國內外現狀及發展趨勢發展現狀模具是機械制造業中技術先進、影響深遠的重要工

12、藝裝備,具有生產效率高、材料利用率高、制件質量優良、工藝適應性好等特點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業。用模具成型的制件所表現出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。我國模具行業將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發展。模具在很大沖壓生產靠模具與設備完成其加工過程，生產率高，操作簡便，易于實現機械化和自動化，可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。沖壓產品一般不需要再經過機械加工便可使用，沖壓加工過程一般也無需加熱毛坯。所以，沖壓生產不但節約金屬材料，而且節約能源，沖壓產品一般還具有重量輕和剛

13、性好的特點。雖然近年來我國模具行業發展迅速，但是離國內的需要和國際水平還有很大的差距。制造產業是一個國家的綜合國力及技術水平的體現，而模具行業的發展是制造產業的關鍵。針對這種情況，國家出臺了相應的政策，正積極發展模具制造產業。 發展趨勢（1）制造沖壓件用的傳統金屬材料，正逐步被高強鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發展，加強研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發展和改善沖壓成形技術。（2）精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術得到不斷發展和應用，某些傳統的沖壓加工方法將被它們所取代，產品的沖壓加工趨于更合理、更經

14、濟。其中精密沖裁技術得到了較快發展，精密沖裁是一種先進制造技術，可取代某些零件的切削加工，具有優質、高效、低耗、應用廣的特點。以齒圈壓板精沖而論，在普通液壓機上進行精沖，工藝裝備簡單而工件精密3。它以金屬板材為原料，采用少無切削的塑性加工方法，一次成形即可得到尺寸精度高、剪切面粗糙度低的零件，采用精沖技術生產的零件稱為精沖件。(3)隨著計算機圖形技術的發展成熟，近年來在沖壓成形領域興起了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)和計算機輔助制造(CAM)技術。該技術的出現對傳統沖壓技術的變革產生了重要的影響。尤其是板料成形數值模擬技術的出現，使板料沖壓成形技術徹底擺脫了“經驗”和“定性

15、”的水平，進入了“科學”和“定量”的發展階段。采用這一技術進行板材沖壓成形工藝過程的模擬，可以預知沖壓成形過程中金屬的流動、應力應變及厚度場的分布、模具受力及皺曲、破裂、沖擊線等可能的缺陷及失效形式。這為優化工藝參數和模具結構提供了極為有效的工具，在減少甚至取消試模過程，縮短產品開發周期，降低產品開發成本方面發揮著越來越重要的作用，已逐漸成為指導模具設計和優化的重要手段。(4)高速銑削加工，國外近年來發展的高速銑削加工，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、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展，對汽車、家電行業中大型型腔模具制造注入了新的活力

16、。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。 (5)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，用于模具制造業的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用，相信在“十五”期間將發揮更大的作用。 (6)優質材料及先進表面處理技術，選用優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揮模具鋼材料性能的

17、關鍵環節。模具熱處理的發展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積、等離子噴涂等技術。2. 工件的工藝性分析2.1 工藝分析拉深件的工藝性是指拉深件對拉深工藝的適應性。在一般情況下，對拉深件工藝性影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。良好的拉深工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產品質量穩定等要求。本次畢業設計的沖壓件是發電機外殼沖壓件的生產過程的設計。該沖壓件屬于盒形件的拉伸，屬于大批量生產。由參考文獻5選用ST16號鋼，厚度為1.5mm，厚度保證了足夠的強度和剛度，該材料是適于制造高變形性能，深拉延產品及形狀較復雜產品的鋼材，故此工件

18、的形狀滿足拉深工件的要求，可用拉深工序加工。從以上對發電機油箱下殼體的形狀分析當中不難看出工件除了拉深工序外還有沖孔、切邊工序，各工序間有相互尺寸關系。2.2 工藝方案確定油箱下殼體為尺寸較大的盒形件，材料較薄，表面質量要求高。下殼體成形時的變形性質不單是拉深，而且還有局部脹形，隨零件形狀尺寸不同而差別很大，很難進行典型的工藝分析計算。經過分析計算該盒形件可一次性拉伸成型，坯料要在拉深成形工序后進行沖孔和切邊。工序安排為：（1）油箱下殼體的拉深；（2）油箱下殼體沖孔切邊3 拉伸工藝及拉伸模設計由于該沖壓件精度要求不高，且制件尺寸大，故采用導滑塊單工序拉伸模。拉伸是利用專用模具將平板毛坯制成開口

19、空心零件的一種沖壓工藝方法。3.1 設計要點設計確定拉深模結構時為充分保證制件的質量及尺寸的精度，應注意以下幾點：（1）拉深高度應計算準確，且在模具結構上要留有安全余量，以便工件稍高時仍能適應。（2）拉深凸模上必須設有出氣孔，并注意出氣孔不能被工件包住而失去作用。（3）有凸緣拉深件的高度取決勝于上模行程，模具中要設計有限程器，以便于模具調整。（4）彈性壓料設備必須有限位器，防止壓料力過大。（5）模具結構及材料要和制件批量相適應。（6）模架和模具零件，要盡是使用標準化。(7）放入和取出工件，必須方便安全。3.2工藝計算圖3-1拉伸件二維圖產品外形尺寸：320mm X 320mm X 150mm材

20、料：st16鋼 鋼板及鋼帶在室溫下儲存，保證使用時不出現拉伸應變痕用途：超深沖壓用。取屈服強度：150Mpa 抗拉強度：260Mpa材料厚度：1.5mm技術要求：1.油箱殼體表面不得出現波浪紋等拉深缺陷。2.拉深變薄最小處不得小于0.6mm。3.沖裁毛刺不得大于0.1mm，法蘭邊不平度應不小于0.2mm。性能：St16鋼在室溫下的機械強度與其基材的機械強度一致。在同樣的高溫下,st16鋼板的強度是鋁板強度的10倍因此鋼板厚度可至少減少30%。由于在熱浸鍍加工過程中,熔融的鋁立即與空氣中的氧反應形成一層Al2O3保護層,使鋼板表面立即鈍化。這個保護層非常穩定且不溶于水，即使后來鋼板表面被劃傷，這

21、個保護層也具有自愈功能。因此，st16對化學腐蝕有極強的耐蝕性。St16鋼強度低,塑性好,適用于制造受力不大的沖壓件和拉深件,并有利于沖壓成形和制件質量的提高,還具有良好的沖壓成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的貼模和定形性,所以具有良好的沖壓性能。表3-1 沖壓工藝方案3.2.1毛坯尺寸的計算確定能否一次拉伸成形：如果盒形件的相對高度H/r不超過下表中所列的極限值，則盒形件可以用一道拉深工序成形，不然應采用多道工序拉深成形。表3-2盒形件首次拉深成形的最大相對高度相對圓角半徑 r/B0.4 0.3 0.2 0.1 0.05相對高度H/r 232.84468121015r/B=30/295=0

22、.102 H/r=70/30=2.333所以該盒形件可以一次拉深成形毛坯外形尺寸：由于該盒形件結構復雜且發電機油箱下殼體沖壓件要求的尺寸不高，所以采用估算法求毛坯外形尺寸。長度方向上：L1=18+28.5+54.5+203+43+322=455.76mm寬度方向上：L2=602+2+190+20=367.68 mm表3-3盒形件的修邊余量所需拉深工序數目1234修邊余量(0.030.05)H(0.040.06) )H(0.050.08) )H(0.060.1) )H盒型件的拉深高度為H=h+其中彎曲部分的展開長度為 l=H+0.57式中 H 盒形件高度（包括修邊余量）；-盒形件底部圓角半徑。圓

23、角拉深部分展開后的毛坯半徑R為取拉伸高度H=h+=66+0.04*66=68.64mm L=H+0.57=68.64+0.57*30=85.74mm= =64.17mm3.3拉伸力的計算計算拉深力的目的，是為了合理地選用壓力機和設計拉深模具。在整個拉深過程中，除了需要使用毛坯變形的拉深力外，還有壓邊力。所以，總的拉深力為拉深力與壓邊力之和。拉深力根據拉深件危險斷面上的拉力必須小于材料的強度極限為原則進行計算。盒形件拉深力：式中 L 盒形件周邊長（mm）; 材料的抗拉強度（N/）；t 材料厚度（mm）； K系數， K=0.50.8 .L=1342+2282+23.1430=912.4mm=0.6

24、912.41.5260=142.334KN3.4壓邊力計算拉伸時，壓邊力過大，會增大拉伸力，引起拉伸時制件破裂；壓力過小，制件在拉伸時會出現邊壁或凸緣起皺。因此，控制適當的壓邊力是很重要的。但壓邊力的計算只是為了確定壓邊裝置，而在生產中則是通過試模調整確定壓邊力的大小。壓邊力Q可按表 所列公式計算，拉伸時單位壓邊力q值可按表3-5查得表3-4壓邊力Q的計算公式（N）拉伸情況公式式中：F-在壓邊圈下毛坯投影面積（）q-單位壓邊力（N/）D-毛坯直徑（mm）-第一次第n次拉伸直徑（mm）-拉伸凹模圓角半徑（mm）拉伸任何形狀的制件Q= F q圓筒形件首次拉伸Q=圓筒形件以后各次拉伸表3-5拉伸時單

25、位壓邊力q的數值材料名稱 鋁紫銅、硬鋁（退火的或剛淬火的）黃銅壓軋青銅20；08鋼鍍錫鋼板軟化狀態的耐熱鋼高合金鋼、高錳鋼、不銹鋼單位壓力 q N/0.81.21.21.81.5222.52.532.83.534.5盒形件的壓邊力Q= F q （取q=3.5 N/）估算在壓邊圈下毛坯投影面積F=216366-195295=21531Q= F q=215313.5=75358.5N總的拉伸力F=P+Q=142.334KN+75.359KN=217.693KN3.5壓力機的選擇采用液壓機，液壓機的公稱壓力應大于 F=P+Q=217.693KNYQ27-160液壓機參數查參考文獻1如表3-6所示，公

26、稱壓力及頂出力均符合要求。模具閉合高度為236mm液壓機最小閉合高度1000-700=300mm，可在凹模上部加墊座，墊板高度204mm，則模具最終閉合高度為440mm。下底板尺寸780mm×480mm 小于工作臺尺寸960mm×800mm該設備可用于本道工序的成型。表3-6液壓機參數3.6 拉深凸、凹模工作部分設計3.6.1凸、凹模的結構 設計拉伸模時，凸模與凹模的結構是否合理，將直接關系到拉伸件的質量盒拉伸過程中材料的變形程度。根據該沖壓件的拉伸工藝特點，該沖壓件的外尺寸大，所需的拉伸力大，所以采用壓邊圈的拉伸凸凹模結構。凹模采用整體式如圖3-1，凸模也采用整體式如圖3

27、-2。圖3-1 凹模結構 圖3-2 凸模結構3.6.2凸、凹模的圓角半徑拉伸模的圓角半徑，應盡量可能設計的大些。大的圓角半徑可以降低拉伸系數，而且可提高拉伸件的質量。但圓角半徑太大，會降低壓邊圈的作用，引起拉伸件起皺，不利于拉伸。首次拉伸凹模圓角半徑，可采用查表所列數值，毛坯材料較薄應取大值，毛坯材料較厚取小值；拉伸鋼件取大值，拉伸有色金屬取小值。矩形件的拉伸凹模圓角半徑，考慮到角部的變形量較大，為便于金屬的流動，角部的凹模圓角半徑可略大于直邊的凹模圓角半徑。表3-7拉伸凹模圓角半徑拉伸形式 毛坯相對厚度（t/D）x100<0.10.3<0.31.0<12.0無凸緣(812)

28、t(68)t(46)t有凸緣（1520）t（1215）t(812)t凸模的圓角半徑，除最后一道工序外，在其余各次拉伸工序中，其圓角半徑應盡量與凹模圓角半徑相等，或略小些，即：=（0.61）所以取拉伸凸模圓角半徑衛15，凹模為123.6.3凸、凹模間隙Z的確定拉深模間隙，是指凸模與凹模之間的單邊間隙。決定凸模和凹模單邊間隙Z時，不僅要考慮材質和板厚，還要注意工件的尺寸精度和表面質量，尺寸精度高，表面粗超度數值低時，模具的間隙應取得小一些，間隙值應與板料厚度相當。由于拉深時產品上部尺寸變厚。因此，一般拉深凸模與凹模之間的間隙必須大于材料的厚度。間隙過小，拉深毛坯材料受到阻力大，會使產品被拉裂，加速

29、模具磨損；間隙過大，拉深毛坯易起皺，會降低產品的尺寸精度。間隙值的確定方法，用壓邊圈拉深時，單邊間隙根據拉深材料性質、厚度確定。用壓邊圈時， Z=式中 材料最大厚度；Z凸、凹模單面間隙； K間隙系數，見表3-8。表3-8間隙系數k拉深工序數材料厚度t/mm 0.52 2446 1第一次 0.2(0)0.1(0) 0.1(0) 2第一次第二次0.30.1(0) 0.250.1(0)0.20.1(0) 3第一次第二次第三次 0.5 0.3 0.1(0) 0.4 0.250.1(0) 0.350.20.1(0) 4第一、二次第三次第四次0.5 0.3 0.1(0) 0.4 0.250.1(0) 0.

30、350.20.1(0) 5第一、二、三次第四次第五次0.5 0.3 0.1(0)0.4 0.250.1(0) 0.350.20.1(0)注：1.表中數值適用于一般精度（未注公差尺寸的極限偏差）工件的拉深; 2.未道工序括弧內的數字適用于較精密拉深件（IT11IT13級）。由上表知：取間隙系數k=0.2 即Z=1.2mm3.6.4凸、凹模工作部分尺寸及公差確定凸模和凹模工作部分尺寸時，應考慮模具的磨損和拉深件的回彈，只在最后一道工序標注公差。當拉深件尺寸標注在外形時，當拉深件尺寸標注在內形時， 式中 凹模的基本尺寸；凸模的基本尺寸；拉深件外徑最大極限尺寸；拉深件內徑最大極限尺寸；拉深件公差；、凹

31、模和凸模的制造公差 ，見下表。 Z拉深模的間隙表3-9凸模和凹模的制造公差 （mm）材料厚度拉深件直徑2020100>1000.5 >0.51.5 >1.50.020.040.060.010.020.040.030.050.080.020.030.05-0.080.10-0.050.06由表得尺寸295、196的=0.08、=0.05；=mm；=mm；=mm；=mm尺寸60、66的=0.05、=0.03=mm=mm=mm=mm圖3-3圖3-3凸模圖3-4導向塊3.7其他零件的設計3.7.1導向裝置的確定凹模和壓邊圈采用下模背靠導向塊式導向；導向機構應對稱布置，導向尺寸應根據模

32、具的工作形成和輪廓尺寸而定，導向間隙一般為0.1±0.02mm。結構如圖3-43.7.2壓邊圈的設計在拉深模中，壓邊圈的作用是用來防止在拉深過程中產品邊壁或凸緣起皺。影響起皺的因素有毛坯的厚度、拉深系數和凹模工作部分的形狀。相對厚度愈小，毛坯抵抗失穩的能力就愈差，就愈容易起皺；拉深系數愈小，變形程度大，也就容易起皺；平端面凹模比錐形凹模拉伸時容易起皺。壓邊圈由液壓機液壓墊頂出，其壓邊力的大小不會隨凸模行程而產生大的變化，不會造成拉深后期壓邊力陡升，筒壁拉力增大。結構圖如圖3-5圖3-5壓邊圈圖3-6壓料筋圖3-63.7.3 壓料筋的設計拉伸寬凸緣的矩形件時，為防止凸緣平面與圓角半徑處

33、起皺，可在壓邊圈上鑲嵌拉伸凸筋，并在拉伸凸筋相對應的拉伸凹模上應作出凹槽。為了增加進料阻力，使拉伸件表面承受足夠的拉應力，減少由于回彈而產生的凹面、扭曲、松弛和波紋等缺陷，還常在凹模上采用拉伸筋。在拉伸筋的作用下，板料在拉伸使還可增大徑向拉應力，減少切向壓應力，以防止起皺現象的發生。如圖3-6該拉伸筋用螺釘固定在壓邊圈的鑲件上。3.7.4 定位機構的設計在壓邊圈上加工定位塊滑槽，定位塊在上面能夠根據坯料的尺寸進行調節。在縱軸方向上布置兩個定位塊，橫軸方向上布置一個定位塊，便于沖壓作業。3.7.5調整塊的設計調整塊的作用主要是通過調整塊的高度來調節壓邊圈對坯料的壓力，若壓邊力過大使制件拉裂或變薄

34、，過小時凸緣易起皺。調整塊的高度可在試模時視拉深情況調整，但調整塊上表面與壓邊圈表面距離不能大于板厚3.7.6緊固零件的選用模具中緊固零件主要包括螺釘、銷釘。其中螺釘主要起拉緊、連接沖模各類零件，使其成為一體。而銷釘則起定位作用。選用時一般選用內六角螺釘。其特點是緊固牢靠，由于螺釘頭埋在模板內，則模具的外型比較美觀。螺釘一般擁35鋼制作，其頭部淬火硬度為3540HRC；銷釘可以用T7、T8及45鋼制成，淬火硬度為4852HRC。銷釘的外表面粗糙度Ra要求較高，一般在1.60m以上。3.8拉深模總裝圖圖3-7拉深模主視圖圖3-8拉伸模俯視圖4. 沖孔切邊模的設計4.1 沖裁力及壓力中心計算沖裁力

35、的計算沖裁力是指沖裁時凸模所承受的最大壓力，包括施加給板料的正壓力和摩阻力。平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計算：式中 沖裁力；沖裁周邊長度；材料厚度；材料抗剪強度；系數。系數是考慮到實際生產中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數，一般取。為計算簡便，也可以按下式估算沖裁力：式中 材料抗拉強度切邊周長L1=3082+1382+21001/1241101mm沖孔周長L2=154+10.5221.37mm沖裁周邊長L=L1+L21322mm代入公式得，F13221260343720N壓力中心的計算沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。對于有模柄

36、 的沖模來說，須使壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響產品質量和降低模具壽命甚至損壞模具。確定壓力中心，主要對復雜制件的落料模、多凸模沖孔模以及級進模與意義。在實際生產中，可能出現沖模壓力中心在沖壓過程中發生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊從模具結構考慮，不宜于使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機允許的范圍。由于該沖壓件的沖裁形狀幾乎是對稱的，只有一小部分是在偏心位置上，對壓力中心的影響不大。所以可以以產品的幾何中心為壓力中心，進行切邊沖孔。4.2

37、壓力機的選擇 卸料力的計算卸料力是從壓力機或卸料裝置中獲得的。所以在選擇設備的公稱壓力或設計沖模時，應分別予以考慮。影響卸料力的因素較多，主要有材料的力學性能、材料的厚度、模具間隙、凹模洞口的結構、搭邊大小、潤滑情況等，實際工作中通常采用經驗公式：式中 為卸料力；為沖裁力；為卸料力系數，見表4-1這里取0.045。表4-1卸料力系數料厚t/mm鋼0.1>0.10.5>0.52.52.56.5>6.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.03鋁、鋁合金純銅、黃銅0.0250.080.020.06注：卸料力系數，在沖多孔、大搭邊和輪廓

38、復雜制件時取上限值。=0.045343720N=15467N4.2.2 壓力機公稱壓力的計算壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計算總沖壓力，原則上只計算同時發生的力，并應根據不同的模具結構分別對侍。式中 卸料力；沖裁力。代入，得表4-2 壓力機參數型號參數J21M-80公稱力kN800公稱力行程mm4.0滑塊行程mm150每分鐘行程次數spm4075最大裝模高度 mm330裝模高度調節量mm80喉深mm310立柱間距mm614工作臺板厚度mm100工作臺板尺寸(L1xW1xD1)mm1000×600×Ø180滑塊底面尺寸(L2xW2)mm740x420模柄孔尺

39、寸(D2)mmØ50J21M-80壓力機參數查參考文獻4得表4-2所示，公稱壓力F=800KN沖壓力FZ=360KN。模具閉合高度為198mm 壓力機最大裝模高度330mm。模具下底板尺寸630mm×380mm 工作臺尺寸1000mm×600mm公稱力行程4.0mm板厚+凸、凹模刃模量。該設備可用于本道工序的成型。4.3凸凹模確定4.3.1切邊凸凹模設計圖4-1切邊凸模圖4-2切邊凹模凸模沖裁處留出一條切口，深度大概2-5左右，沖裁時就不至于被切斷。該切邊凸凹模采用倒裝式結構，凸模用螺釘固定在下模座上。凹模采用矩形板狀結構裝在凹模固定板，在實際生產中，由于沖裁件的

40、形狀和尺寸千變萬化，因而大量使用外形為圓形或矩形的凹模板，在其上面開設所需要的凹模洞口，用螺釘和銷釘直接固定在模板上。 凹模采用螺釘和銷釘定位固定時，要保證螺孔（或沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命。切邊凸、凹模結構如圖4-1、圖4-2沖孔凸凹模設計圖4-3沖孔凸模 圖4-4沖孔凹模由于需要沖的孔尺寸較小，選用臺階式凸模鑲在凸模固定板里面，通過凸模固定板與上模座用螺釘連接。凸模固定板要為工件讓位，模具閉合沖孔完后通過推件塊把工件頂出。沖孔凸、凹模結構如圖4-3、圖4-44.4凸凹模尺寸計算凸、凹刃口尺寸的計算原則沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的

41、尺寸精度。模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設計沖裁模的主要任務之一。從生產實踐可發現：由于凸凹模之間存在間隙，使落下的料或伸出的孔卻帶有錐度，且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，應先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基礎。又因落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大，故凹?；境叽鐟÷淞霞叽绻罘秶鷥鹊妮^小尺寸。 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，應先確定凸模刃口尺寸，即以凸模刃口尺寸為基準。又沖孔的尺寸會隨凸模刃口的磨損而減小，故凸模基本尺寸應取沖件孔尺寸公差范圍內的較大尺寸。凸、凹模分別加工法：由于加

42、工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為以下兩種情況：凹模與凸模分開加工，凸模和凹模配合加工，從此工件的結構上分析，選擇凸模與凹模分開加工的制造方法：采用這種方法，凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸，要分別標注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模p、凹模d），適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Cmax，必須滿足下列條件：或?。?也就是說，新制造模具應該是，否則制造的模具部隙已超過允許變動范圍2Cmin2Cmax,影響模具的使作壽命。此法是指凸、凹模分別按各自圖樣上標注的尺寸及公差進行加工，沖裁間隙由凸、凹模刃口

43、尺寸及公差保證。其優點是凸、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，主要適用于簡單規則形狀的沖件。在這種情況下需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。落料時間隙取在凸模上，則凹模尺寸：凸模尺寸：沖孔時，間隙取在凹模上，則凸模尺寸：凹模尺寸：孔心距 ：式中 Dd、Dp 分別為落料凹模和凸模的刃口尺寸（mm）；dd 、dp 分別為沖孔凹模和凸模的刃口尺寸（mm）；D、d 分別為落料件外徑和沖孔件孔徑的基本尺寸（mm）；d、p 分別為凹模和凸模的制造公差（mm）；X 系數； 公件的公差（mm）；最小合理間隙。表4-3沖裁時凸、凹模的制造公差 基本尺寸凸模偏差

44、凹模偏差18-0.0200.020>1830-0.020+0.025>3080-0.020+0.030>80120-0.025+0.035>120180-0.030+0.040>180260-0.030+0.045>260360-0.035+0.050>360500-0.040+0.060表4-4沖裁模初始雙邊間隙材料厚度t/mm08、10、35、Q235Q34540、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.07

45、20.0480.0720.0480.0720.0480.0720.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.0240.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.320工件無特殊要求，工件內外形公差均為IT14。圖4-5制件圖分析如上尺寸得：切邊尺寸366、213為落料尺寸；15、10為沖孔尺寸；342、110為孔心距；切邊尺寸366查參考文獻3表6-12得為1.40=-0.040=+0.060 ，213查公差表得為

46、1.15=-0.030=+0.045 .Zmin=0.060，Zmax=0.080，系數x=0.5.尺寸366：、=0.10>Zmax-Zmin=0.02但相差不大，可調整如下：d =0.4（Zmax-Zmin）=0.40.02=0.008p =0.6（Zmax-Zmin）=0.60.02=0.012=尺寸：213：、=0.75>Zmax-Zmin=0.02=沖孔尺寸：15查參考文獻2表5-6得為0.43、同樣查得10 的為0.36=-0.02 =+0.02Zmin=0.060，Zmax=0.080，系數x=0.5.沖孔尺寸：=0.04>Zmax-Zmin=0.02但相差不大

47、，可調整如下：d =0.4（Zmax-Zmin）=0.40.02=0.008p =0.6（Zmax-Zmin）=0.60.02=0.012沖孔尺寸：孔心距；342、110切邊尺寸342查參考文獻1表3-15得為1.40，110查參考文獻1表3-15得為0.87 = =（mm）4.5 模板確定根據各個模塊確定模板寬度和長度，厚度。上模板：630mm X 380mm X 35mm下模板：630mm X 380mm X 40mm4.6 定位導向零件定位裝置的作用是限定毛坯（條料或塊料）送進沖模的毛坯有正確的位置，以保證沖出合格的工件。根據不同的毛坯扣模具結構必須采用各種型式的定位裝置。這里采用一個與該沖壓