空气滤清器壳冲压模设计(3)

m?d/D?83/100?0.83

查表4-1，m2=0.72~0.74之间，而m> m2,所以反拉深过程可以一次拉深成功。

5 各部分工艺力计算

5．1 反拉深力

第2次拉深力的计算公式为

F2=?d2t?bk2????????????????2.9

依据(P175，《冲压工艺与模具设计实用手册》 ) 式中 F2— 拉深力（N）

?b—材料的抗拉强度（MPa） 10号钢抗拉强度为340MPa d2—第2次拉深成品的直径 t—板料厚度（mm）

k2—修正系数。查表4-7为0.74

因此，该零件的拉深力的计算公式为

F2=?d2t?bk2????????????????2.10 =2?3.14?83?340?0.74 N

=131144 N

拉深功：A2=?2F25．2 顶件力

顶件力的计算公式可按下式：

maxh2/1000=3737.6 W

F顶=K顶?F拉 ???????????????2.14

式中 F顶——顶件力（N）；

K顶——顶件力系数；查表2-8K顶 = 0.06

F顶=K顶?F拉 = 0.06?131144 =7867 N 5．3 冲裁力

冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力。它是随凸模行程而变化的。通常所说的冲裁力是指冲裁力的最大值。它是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。一般用下列经验公式计

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算：

冲裁力

F?Lt?b????????????2.11

式中 F——冲裁力(N)

L——零件周长（mm），

?b——材料的抗拉强度极限（MPa）

t—板料厚度（mm）

因此 F?2?rt?b=34163.2 N

6 凸、凹模结构及工作部分主要尺寸计算

6．1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的计算：

由式 Dd?(D?0.75?)0d ???????????3.8

dp?(D?0.75??2C)0??p ????????3.9

依据（P54，《冲压工艺模具学》）

以上各式中，查表可知?d、?p分别为+0.025、-0.035。间隙C查表（表2—10，《冲压工艺模具学》）

有 C?1.0(t)?2mm ??????????3.10

?0.12 Dd?(85?0.75?0)0?0.12?(85)0mm

?? dp?(85?0.75?0?4)?0.08 ?810?0.08

6．2冲孔凸、凹模刃口尺寸及公差的计算

对于圆行或-简单规则形状的冲裁件,采用凸凹模分别加工的方法,冲孔时,由于零件孔尺寸为16,根据冲孔时间隙取在凹模上,则首先确定基准件凸模刃口尺寸dp,再加上Zmin便是凹模刃口尺寸。

0dp?(d???)0??p???????3.3

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??d????????3.4 dd?(dp?Zmin)0式中 dp dd——冲孔凸、凹模刃口尺寸 d —零件孔径公称尺寸（mm） ?——零件公差(mm) Zmin——最小合理间隙(mm)

?d、?p—凹、凸模制造偏差,查表其值分别为+0.02、-0.02

?0.02带入数值可以算出dp=160 ?0.02 dd=16.2460采用凸凹模分别加工法,需要分别标注凸凹模刃口尺寸及公差,为了保证合理间隙, 必须满足下列条

件: |?p|+|?d|?Zmax?Zmin。带入数值校核间隙可知满足要求. 6.3冲孔凸模的设计

6.3.1）凸模的结构设计的三原则

为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都满足如下三原则。 ① 精确定位

凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时可造成啃模。 ② 防止拔出

回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。 ③ 防止转动

对于工作段截面为圆形的凸模，当然不存在防转的问题。可是对于一些截面比较简单的凸模，例如长圆形、半圆形、矩形等，为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易，常常将凸模固定段简化为圆形。这时就必须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。

以上三条原则主要是从凸模安装固定方法考虑的。在设计各种凸模的时，应注意都要满足这三条原则。

6.3.2） 凸模的尺寸计算

凸模工作部分的尺寸计算，参见前面的主要工艺参数的计算。其他部分结构寸的计算如下： （1）凸模长度L

凸模长度L应根据模具的结构确定。采用固定卸料板和导尺时，凸模长度应该为： L=h1+h2+h3+h 式中h1---固定板厚度（mm） h2---卸料板厚度（mm） h3---导尺厚度（mm） h---附加长度（mm）

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h主要考虑凸模进入凹模的深度，模具闭合状态下，卸料板到凸模固定板间的安全距离（15~20mm）以及总修磨量（4~6mm）等因素后确定。而本冲孔凸模为下固定板加上外出部分。

一般情况下，凸模的强度是足够的，不必作强度效核，但是，在凸模特别细长或凸模的断面尺寸很小而坯料厚度较大的情况下，必须进行效核，对于本题的凸模，凸模并不特别细长，所以不须进行强度效核。

凸模外形尺寸形状如下图所示:

4.1凸模外形尺寸图

凸模的外形尺寸已标准化，用以上方法求得的外形尺寸应向接近的标准尺寸靠拢。故凸模尺寸、强度和刚度足够，一般不再进行强度和刚度的核算。 6.3.3凸模的结构形式

当冲裁形状复杂，公差等级高，尺寸大或尺寸较小的零件时，可以采用镶拼式凹模，但对于此零件的冲裁其凹模结构简单，故采用整体式结构。其凸模结构图如下图所示：

4.2冲孔凸模结构形式图

凸模的固定方法用过盈配合与下固定板固定，采用台肩形式放入下固定板，且同时用下模板顶住，具体的固定方法见装配图。 6.4拉深凹模的设计

计算拉深凹模的工作尺寸的计算参见前面的主要工艺参数计算。现将其它参数的计算介绍如下： 6.4.1拉深模的凹模圆角半径

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拉深时，材料只有经过凹模圆角流入洞口内才能形成工件的筒壁，所以r的大小对拉深工作的影响非常大。

R小时，材料流过它就困难，弯曲变形阻力，摩擦力，反向弯曲的校直力都大，从而使拉深力增加，工件筒壁容易刮伤，变薄严重，甚至在危险断面处拉破，同时，材料对凹模的压力增加，磨损增大，使模具的寿命降低。这样，材料变形受限制，必须采用较大的拉深系数。在生产上一般应尽量避免采用过小的凹模圆角半径。

R太大时，拉深初期不与模具表面接触的毛坯宽度加大，由于这部分材料不受压边力作用，因而容易起皱。在拉深后期毛坯外缘也会早脱离压边作用而起皱，使拉深件质量不好，在侧壁下部和口部都形成皱折。尤其当毛坯的相对厚度小时，这个现象更严重。

在不产生起皱的前提下，凹模圆角半径越大越好。可按下面公式计算r的最小值。 rd=0.8(D?d)t 式中 D---毛坯直径或上道工序拉深件直径； d---本道工序拉深后的直径； t---材料厚度。

以后各次拉深时，r应逐步减小，其值可按关系式rdn?(0.6~0.8)rdn?1确定 式中 dn?1---前次拉深的凹模圆角半径；

dn---本次拉深的凹模圆角半径。

经计算反拉深凹模圆角半径为8mm。

拉深凸模的圆角半径r凸对拉深工作也有影响。当r凸过小时，则角部弯曲变形大，危险断面容易拉断。当r凸过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空部分加大，容易产生底部的局部变薄和内皱。

除最后一次拉深，凸模的圆角半径r凸应比凹模半径略小，即：r凸=（0.6～1）r凹，最后一次拉深时，凸模的r凸应等于零件的内圆半径，但不得小于材料厚度。如工件的内圆角半径要求小于料厚，则要有整形工序来完成。故在此设计中取r凸=6mm。 6.4.2拉深间隙

拉深间隙指拉深凸模与凹模之间的单面间隙，用Z表示。

① 模具间隙对拉深过程的影响

拉深模的凸模与凹模之间的单边间隙Z/2，影响拉深力与拉深件的质量。

拉深模的凸、凹模间隙Z/2大，则摩擦小，能减小拉深力。但如果间隙过大，拉深件的精度将不易控制，拉深后零件的高度将小于所要求的高度，零件成桶形。

拉深模的凸、凹模间隙Z/2小，则摩擦大，将增加拉深力，造成许用拉深系数m值的增大。如果凸、凹模间隙Z/2小于拉深件的材料厚度，则将产生变薄拉深的效果，使得拉深件的精度降低。

② 拉深模具间隙的取向

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