《機械畢業(yè)設計（論文）-啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械畢業(yè)設計（論文）-啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計【全套圖紙】（74頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、編編 號號 無錫太湖學院 畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文） 題目：題目： 啟動電機殼體冷沖壓工藝啟動電機殼體冷沖壓工藝 及模具設計及模具設計 信機 系系 機械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）啟動電機殼體 冷沖壓工藝及模具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究 所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標 注引用，表示致

2、謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何 其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 96 學 號： 0923279 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 II I 無無錫錫太太湖湖學學院院 信信 機機 系系 機機械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計論論 文文 任任 務務 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 來源于無錫毅立模具有限公司，是電器產(chǎn)品上的一個零件。 模具是機械工程及其自動化專業(yè)的一個專業(yè)方向，選擇模具方 向的畢業(yè)設計題目完全符合本專業(yè)的

3、要求，從應用性方面來說，模具 又是生產(chǎn)效率極高的工具之一，能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換性， 具有很好的發(fā)展前途和應用前景。該產(chǎn)品外形較大，冷沖壓工藝設計 復雜，計算過程較繁，其準確性非常重要，要求學生要有良好的心理 素質和仔細認真的作風，因此對本課題的研究對學生也是一次很好 的煅練機會。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求：三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 綜合應用各種所學的專業(yè)知識，在規(guī)定的時間內(nèi)對產(chǎn)品進行 冷沖壓工藝分析，制訂完整的沖壓工藝方案，并完成整副模具設 計、數(shù)據(jù)計算和圖紙（所有圖紙折合 A0 不少于 3 張）繪制，具體內(nèi) 容如下： II 1完成模具裝配圖：2 張（A0 或

4、 A1）； 2零件圖：主要是非標準件零件圖（不少于 5 張）； 3冷沖壓工藝卡片：1 張 ； 4設計說明書：1 份（15000 字以上，其中參考文獻不少于 10 篇， 外文不少于 5 篇）； 5翻譯 8000 以上外文印刷字符，折合中文字數(shù)約 5000 字的有關 技術資料或專業(yè)文獻，內(nèi)容要盡量結合課題。 四、接受任務學生：四、接受任務學生： 機械 96 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設計（論文）指導（或顧問）：六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師指導教師 簽名簽名 簽

5、名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學科組組長研究所學科組組長研究所 所長所長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 III 2012 年年 11 月月 12 日日 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 IV 摘摘 要要 綜合應用模具設計、冷沖壓模具工藝、模具加工工藝學、工程圖學等相關課程知識， 對啟動電機殼體采用多副模的工藝進行模具設計。本文在已完成開題報告的基礎上，著 重對復合模工作零件、定位零件、卸料推件零件及模架等主要零件的設計進行說明。在 模具的設計中，按照小批量生產(chǎn)類型，對制件的沖壓工藝進行分析，確定工藝方案，擬 定排樣方法，計算沖裁力，確定壓力中心，計算凹凸模刃口尺寸及結構尺寸，得出

6、模具 閉合高度，選用標準件進行裝配，最終畫出模具總裝圖、三維模型及裝配和主要零件加 工工藝規(guī)程卡片。模具采用倒裝結構，后側導柱導套模架，導料銷導料，彈頂式檔料銷 檔料，凸緣模柄，剛性推件及彈性卸料，在保證生產(chǎn)率的同時，盡可能的是模具、方便， 且滿足沖裁的要求。 關鍵詞：關鍵詞：啟動電機殼體；沖壓工藝；排樣； 模具結構； V Abstract Comprehensive application of mold design, cold stamping mold process, mold processing technology, engineering, graphics and othe

7、r related courses knowledge, start the motor housing using a plurality of mold process for mold design. In this paper, on the basis of complete opening report on the design of the main parts of the composite mold parts, positioning parts, discharge push parts and moldbase instructions. In mold desig

8、n, in accordance with the type of small batch production parts stamping process analysis, to determine the process plan, intended nesting method to calculate the punching power, to determine the center of pressure, calculated the bump Edge size and structure size may the mold shut height, the choice

9、 of standard parts for assembly, and ultimately draw card of the mold assembly chart, the three-dimensional model and assembly and main parts process planning. Mold flip structure, the rear side of the guide pins and bushings mold, the stock guide pin guide material, playing the top-of-file material

10、 off of file material, the flange of the handle, rigid push pieces and elastic unloading, ensuring the productivity, although possible mold, convenient, and satisfying the requirements of the punched. Key words: Start the motor housing; stamping process; nesting; guide pins and bushings；mold structu

11、re； VI 目目 錄錄 摘 要.III Abstract .IV 1 緒 論.1 1.1 課題研究的目的和意義.1 1.2 課題國內(nèi)外研究概況.1 1.2.1 國外模具發(fā)展概況1 1.2.2 國內(nèi)模具發(fā)展概況.2 1.3 課題研究的主要內(nèi)容.2 2 沖壓工藝設計.4 2.1 沖壓件簡介.4 2.2 沖壓件的工藝性分析.7 2.3 沖壓工藝方案的確定.8 2.4 沖壓工藝計算.9 2.4.1 工件的毛坯尺寸計算9 2.4.2 工序分析10 2.4.3 拉深尺寸計算10 2.4.5 整形15 2.4.5 工序匯總16 2.4.6 各工序尺寸公差的確定16 2.5 產(chǎn)品所需模具.16 3 落料拉深

12、模設計.20 3.1 模具結構.20 3.2 確定其搭邊值.20 3.3 確定排樣圖.21 3.4 材料利用率計算.23 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定.24 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定.24 3.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差25 3.6 落料拉深復合模沖壓力.26 3.6.1 落料部分沖壓力26 3.6.2 拉深部分沖壓力27 3.6.3 落料拉深復合?？倹_壓力28 3.7 壓力機選用.28 3.8 壓力中心計算.30 3.9 落料拉深模主要零部件的結構設計.30 VII 3.9.1 落料凹模的結構設計30 3.9.2 落料凸模的結構設計32 3.9.3 落料卸料

13、板設計33 3.9.4 凸凹模（落料凸模）固定板設計35 3.9.5 凸凹模（落料凸模）墊板設計35 3.9.6 拉深凹模的結構設計36 3.9.7 拉深凸模設計37 3.9.8 落料凹模墊板設計38 3.9.9 壓邊圈設計39 3.9.10 推件塊設計40 3.10 標準件確定.41 3.10.1 模架確定41 3.10.2 彈頂器的確定41 3.10.3 上模螺釘確定42 3.10.4 上模銷確定42 3.10.5 下模螺釘確定42 3.10.6 下模銷確定43 3.10.7 模柄確定43 3.10.8 模柄上固定螺釘?shù)拇_定43 3.10.9 推桿確定43 3.10.10 拉深凸模上固定螺

14、釘?shù)拇_定43 3.10.11 下模推桿的確定43 3.10.12 條料定位零件的設計44 3.11 模具閉合高度、校驗壓力機.44 4 切邊模設計.45 4.1 模具結構.45 4.2 切邊凸、凹模刃口尺寸的計算.45 4.3 切邊模沖壓力.47 4.4 壓力機選用.47 4.5 壓力中心計算.48 4.6 切邊模主要零部件的結構設計.48 4.6.1 切邊凹模的結構設計48 4.6.2 切邊凸模的結構設計50 4.6.3 切邊凸模固定板設計50 4.6.4 切邊凸模墊板設計51 4.6.5 定位柱設計52 4.6.6 推件塊設計53 4.7 標準件確定.53 VIII 4.7.1 模架確定5

15、3 4.7.2 上模螺釘確定54 4.7.3 上模銷確定54 4.7.4 下模螺釘確定54 4.7.5 下模銷確定54 4.7.6 模柄確定54 4.7.7 圓廢料切刀確定55 4.7.8 推桿確定55 4.7.9 模柄緊定螺釘?shù)拇_定56 4.8 模具閉合高度、校驗壓力機.56 5 結論與展望.57 5.1 結論.57 5.2 不足之處及未來展望.57 致 謝.58 參考文獻.59 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 1 1 緒緒 論論 1.1 課題研究的目的和意義課題研究的目的和意義 本課題研究的內(nèi)容是沖壓模具標準件參數(shù)化繪圖系統(tǒng)研究中間導柱參數(shù)化繪圖盡 管各類沖壓模具的結構形式和復雜程度不同

16、，組成模具的零件有多有少，但組成沖壓模 具的零部件仍主要包括二類零件： 1、一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括 有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等； 2、一類是結構零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸， 只對沖壓模具完成工藝過程起保證作用，或對沖壓模具功能起完善作用，包括有導向零 件、緊固零件、標準件及其它零件等。 而且無論是工藝零件還是結構零件，在其相同類別的零件中，它們的結構形態(tài)相似 度很高，故許多企業(yè)在長期的生產(chǎn)過程中，經(jīng)過經(jīng)驗總結，針對某一類零件，創(chuàng)建了沖 壓模具的標準件。標準件的確立，為標準件參數(shù)化繪圖提供了一個模板，在現(xiàn)

17、實生產(chǎn)中 發(fā)揮著重大的作用。 所謂沖壓模具標準件的參數(shù)化繪圖是指在沖壓模具標準件的基礎上的一種二次開發(fā)， 它的主要工作原理是，將標準件的繪制過程錄制并編輯成程序，同時建立相應的人機程 序界面，然后在生產(chǎn)實踐中修改標準件的參數(shù)，通過所編輯的程序形成所需要的零件。 沖壓模具標準件參數(shù)化繪圖系統(tǒng)的應用可使企業(yè)在生產(chǎn)過程中省略繁瑣的繪圖過程， 節(jié)省大量的勞動時間，明顯縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高工作效率，為提高企業(yè)的產(chǎn)品競 爭力做出巨大貢獻。 1.2 課題國內(nèi)外研究概況課題國內(nèi)外研究概況 1.2.1 國外模具發(fā)展概況國外模具發(fā)展概況 高新技術在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用，歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術水平在國際

18、 上是一流的。將高新技術應用于模具的設計與制造，已成為快速制造優(yōu)質模具的有力保 證。 1、CAD/CAE/CAM 的廣泛應用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。 在歐美，CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在 CAD 的應用方面，已經(jīng)超 越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前 3D 設計已達到了 70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成 2D 設計，同時可獲得 3D 模型，為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應用 3D 設 計，還可以在設計時進行裝配干涉的檢查，保證設計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍

19、 應用，保證了模具零件的加工精度和質量。3050 人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機床十 多臺。經(jīng)過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技 術在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在沖模設計中應用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應 變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術在模具設計中的作用越來越大，意 無錫太湖學院學士學位論文 2 大利 COMAU 公司應用 CAE 技術后，試模時間減少了 50%以上。 2、為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術 高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質量為主要特征的加工技術，其加 工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高

20、幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應 用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉數(shù)一般在 1.5 萬3 萬 r/min。采用高速銑削技術，可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅 需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術進步 和設備更新。設備折舊期限一般為 45 年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設備投資的 重點之一。 3、快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用 由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術應運而 生，并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上，快速成型技術和快速制模技術占據(jù)了十分 突出的位置，

21、有 SLA、SLS、FDM 和 LOM 等各種類型的快速成型設備，也有專門提供 原型制造服務的機構和公司。 1.2.2 國內(nèi)模具發(fā)展概況國內(nèi)模具發(fā)展概況 國內(nèi)模具工業(yè)從起步到發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀，尤其是 20 世紀 90 年代以來發(fā)展 得更加迅速。近年我國的模具在國際模具行業(yè)美好的發(fā)展形勢下，模具水平有了較大提 高，大型、精密、復雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。從模具發(fā)展地域來看，我國 模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在江浙和廣東等經(jīng) 濟技術高的地區(qū)。從模具的需求情況看，汽車工業(yè)是模具的最大用戶，汽車產(chǎn)量的增幅 雖然有較大回落，但車型開發(fā)和新車型的上市速度并未放

22、慢，有的還有所加快，汽車工 業(yè)對模具需求仍舊十分強勁。電子信息行業(yè)、電器和儀器儀表行業(yè)、電機行業(yè)、建材行 業(yè)等，也是大量使用模具的行業(yè)，這些都對模具產(chǎn)生大量的需求。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展 對模具工業(yè)提出越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。近年來，我國的模具 工業(yè)一直以高增長速度快速發(fā)展。除了國有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家， 如集體企業(yè)、合資企業(yè)和私營企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，其中集體和私營的模具企業(yè)發(fā) 展得最為迅速，各地從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家，形成了許多國內(nèi) 外知名的“模具之城”和最具發(fā)展活力的組成之一。 1.3 課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容 課題研究

23、內(nèi)容 零件沖壓模具設計原始資料及設計技術要求如下： 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 3 圖 1-1 零件圖 設計技術要求如下 1. 年生產(chǎn)綱領：100000 件 2. 要求外文資料翻譯忠實原文 3. 要求編制的沖壓規(guī)程合理 4. 要求設計的沖壓模具滿足加工要求 5. 要求圖紙設計規(guī)范，符合制圖標準 6. 要求畢業(yè)設計論文敘述聽力清楚，設計計算準確，論文格式規(guī)范 課題研究方案 1. 復習沖壓件的工藝性 2. 制定沖壓件工藝方案 3. 確定毛坯形狀，尺寸和下料方式 4. 確定沖壓類型及結果形式 5. 進行必要的工藝計算 6. 選擇壓力機 7. 繪制模具總圖和非標準零件圖 無錫太湖學院學士學位論文

24、 4 2 沖壓工藝設計沖壓工藝設計 2.1 沖壓件簡介沖壓件簡介 形狀和尺寸如下圖所示。材料為 08F 鋼，板材厚度 1.5mm。帶小凸緣的拉深件。 零件圖如下： 圖 2.1 零件圖 1未注公差尺寸分析 圖中共有 3 個尺寸未注公差，查相應國標確定其公差和偏差。對照參考文獻 1，P1P2，這 3 個尺寸可分為二類。第一類，未注公差沖裁件線性尺寸，尺寸 有：45；第二類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，尺寸有：R1.5、R0.5。下面查對應 表確定其公差和偏差。 第一類，未注公差沖裁件線性尺寸，查表 2-1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差 （即查參考文獻2，P3P4，表 1 未注公差沖裁件線性尺

25、寸的極限偏差），公差等級取 m 級，可得尺寸 45 的公差和偏差尺寸，最終帶偏差的尺寸為:450.55。 表 2-1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差2 基本尺寸材料厚度公差等級 大于至大于至fmcv 10.150.200.300.40 140.300.400.550.75630 4 0.450.600.801.20 10.200.300.400.55 140.400.550.751.0530120 4 0.600.801.101.50 第二類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，查表 2-2 未注公差成形圓角半徑線性尺 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 5 寸的極限偏差（即查參考文獻2，P5，表

26、2 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏 差），可得這 2 個尺寸的公差和偏差，最終這 2 個尺寸為：、，由于這 00. 1 30 . 0 5 . 1 R 00 . 1 30 . 0 5 . 0 R 兩個兩圓角只能小不能大，故取為：、。 0 30 . 0 5 . 1 R 0 30 . 0 5 . 0 R 表 2-2 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏差 基本尺寸 3 366101018183030 極限偏差 1.00 0.30 1.50 0.50 2.50 0.80 3.00 1.00 4.00 1.50 5.00 2.00 2已注公差尺寸分析 已注公差尺寸有 4 個：、70.1。這 4 個

27、尺寸都屬于拉深尺 1 . 0 0 39 027 . 0 0 13 3 . 0 0 49 寸。 尺寸分析。查表 2-3 成形沖壓件尺寸公差（即查參考文獻1，P3P4，表 1 . 0 0 39 2 成形沖壓件尺寸公差），得的公差等級為：FT1 和 FT2 之間，再查表 2-4 成形沖壓39 件尺寸公差等級選用（即查參考文獻1，P6，表 A2），得：39 的公差等級極高。 表 2-3 成形沖壓件尺寸公差1 基本尺寸板材厚度公差等級 大于至大于至FT1FT2FT3FT4FT5FT6FT7FT8FT9FT10 0.50.0220.0360.0600.0900.1400.2400.3800.6000.96

28、01.400 0.510.0320.0500.0800.1200.2000.3400.5400.8601.4002.200 130.0500.0700.1100.1800.3000.4800.7601.2002.0003.200 360.0600.0900.1400.2400.3800.6001.0001.6002.6004.000 310 6 0.0700.1100.1800.2800.4400.7001.1001.8002.8004.400 0.50.0300.0500.0800.1200.2000.3200.5000.3001.2002.000 0.510.0400.0700.1100.

29、1800.2800.4600.7201.1001.8002.800 130.0600.1000.1600.2600.4000.6401.0001.6002.6004.000 360.0800.1200.2000.3200.5000.8001.2002.0003.2005.000 1025 60.1000.1400.2400.4000.6201.0001.6002.6004.0006.400 0.50.0400.0600.1000.1600.2600.4000.6401.0001.6002.600 0.510.0600.0900.1400.2200.3600.5800.9001.4002.200

30、3.600 130.0800.1200.2000.3200.5000.8001.2002.0003.2005.000 360.1000.1600.2600.4000.6601.0001.6002.6004.0006.400 2563 60.1100.1800.2800.4600.7601.2002.0003.2005.0008.000 無錫太湖學院學士學位論文 6 表 2-4 成形沖壓件尺寸公差等級選用1 公差等級加工 方法 尺寸 類型FT1FT2FT3FT4FT5FT6FT7FT8FT9FT10 拉深 直徑 高度 帶凸緣 拉深 直徑 高度 彎曲長度 其他成 形方法 直徑 高度 長度 尺寸分析

31、。查 2-3 得 13 的公差等級為：FT4 和 FT5 之間，再查表 2-4 027 . 0 0 13 得：13 的公差等級較高； 尺寸 70.1 分析。查表 2-3 得 7 的公差等級為，F(xiàn)T2 和 FT3 之間。再查表 2-4 得：7 的公差等級極高。 尺寸分析。查表 2-3 得 49 的公差等級為：FT3 和 FT4 之間，再查表 2-4 3 . 0 0 49 得：49 的公差等級較高； 可見整個產(chǎn)品尺寸公差等級較高，部分尺寸公差等級極高。最終產(chǎn)品圖如圖 2.2 所 示。 圖 2.2 帶公差的產(chǎn)品圖 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 7 2.2 沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性分析 工

32、藝分析包括技術和經(jīng)濟兩方面內(nèi)容。在技術方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件 的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟 方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟 效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡單最經(jīng)濟的 方法沖壓出來。 一、沖壓件工藝性的因素很多，從技術和經(jīng)濟方面考慮，主要因素： 1件的外形為圓形，外形簡單均勻，適宜沖裁。 2件無細長的旋臂與窄槽，模具結構簡單，適合沖裁。 3料為 08F 鋼，是常用的沖裁拉深材料，具有良好的沖裁性能和較好的拉深性能。 4件尺寸屬于裝配要求不是精確尺寸，可按一般

33、精度定為加工尺寸。 5產(chǎn)批量，一般來說，大批量生產(chǎn)時，可選用連續(xù)和高效沖壓設備，以提高生產(chǎn)效 率；中小批量生產(chǎn)時，常采用簡單模或復合模，以降低模具制造費用。 6型件的直徑尺寸要求較高，需作整形。表面粗糙度要求不大，拉濃變形量很大， 容量引起破裂，需作多次拉深或正反拉深。 7角半徑最小為 R0.5，不滿足最小圓角半徑要求。 綜上所述，此工件適宜沖裁和拉深。 二、壓件工藝分析如下： 1圖形分析 形狀較簡單，且左右、前后對稱，主要是拉深形狀。 2尺寸分析 尺寸公差主要部份都已經(jīng)有了，其余尺寸不重要，拉深部分直徑公差 要求較高。 3材料 08F，是適合拉深的鋼，但拉深較深時，需考慮周全。 08F 鋼為

34、極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉 延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。 大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延的 覆蓋零件和焊接構件。 1）化學成份： 碳 C ：0.050.11 硅 Si：0.03 錳 Mn：0.250.50 硫 S ：0.035 磷 P ：0.035 鉻 Cr：0.10 鎳 Ni：0.30 銅 Cu：0.20 2）力學性能： 抗拉強度 b(MPa)：295MPa 無錫太湖學院學士學位論文 8 屈服強度 s(MPa)：175MPa 伸長率 5()：35 斷面收縮率 (

35、)：60 硬度 ：未熱處理，131HB 試樣尺寸：試樣尺寸為 25mm 3）熱處理規(guī)范及金相組織： 熱處理規(guī)范：正火 930，30min，空冷。 金相組織：鐵素體+極少量珠光體。 4批量 60 萬件/每年，批量不是很大。 5沖壓工序 落料、拉深、整形、切邊。 6沖裁間隙 本產(chǎn)品只有落料與沖裁間隙有關，并且精度要求不高，故查表 2-5 沖裁模初始雙面 間隙（即參考文獻3，P20 頁，表 2-10），得雙面間隙 Z0.1320.240mm。 表 2-5 沖裁模初始雙面間隙 Z3 08、10、15，09M n2、Q235 16Mn45、5065Mn 材料厚度 t ZminZmaxZminZmaxZm

36、inZmaxZminZmax 小于 0.5極小間隙 0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.060 0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.072 0.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.092 0.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.092 0.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.126 1.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.126 1.20.1260.

37、1800.1320.1800.1320.180 1.50.1320.2400.1700.2400.1700.240 1.750.2200.3200.2200.3200.2200.320 2.00.2400.3600.2600.3800.2600.380 2.3 沖壓工藝方案的確定沖壓工藝方案的確定 經(jīng)過對沖壓件的工藝分析后，結合產(chǎn)品進行必要的工藝計算，并在分析沖壓工藝、 沖壓次數(shù)，工藝順序組合方式的基礎上，提出各種可能的沖壓分析方案。 方案一：單工序模。適當整合各沖壓工序，需要副模具，此模具經(jīng)濟，制造方便。 方案二：級進模。本零件很大，模具很大，模具結構復雜，制造難度高，成本高。 由于第二種方

38、案模具結構復雜，制造成本高，因此選用方案一。 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 9 2.4 沖壓工藝計算沖壓工藝計算 2.4.1 工件的毛坯尺寸計算工件的毛坯尺寸計算 由于工件主要成型的工序是拉伸，工件的變形主要在拉深處，此工件是帶凸緣的零 件。由于材料厚度 t=1.5，先將產(chǎn)品尺寸轉化為中心層尺寸，結果如下圖所示： 圖 2.3 中心層尺寸 1.修邊余量 凸緣直徑 di=45，d=40.5，相對凸緣直徑 di/d=45/40.5=1.1 查表 2-6 有凸緣拉深件的修邊余量（即查參考文獻3，P116 頁，表 4-2）得： 修邊余量 =3.5mm 因此工件的外沿直徑為 di=45+23.5=52

39、mm 故含修邊余量中心層圖形和尺寸如下圖所示。 圖 2.4 含修邊余量中心層尺寸 表 2-6 有凸緣拉深件的修邊余量3 拉深相對高度 di/d（或 Bi/B）凸緣直徑 di（或 Bi）2.00.61.50.8 2.4.2 工序分析工序分析 按照產(chǎn)品件的沖壓工序看，下凹部分是反拉深，通過運用 CAD/CAM 三難軟件仿真， 初步得出沖壓工序過程，落料拉深整形切邊。 下面主要分析拉深和整形工序。 2.4.3 拉深尺寸計算拉深尺寸計算 1.能否一次拉出 只需分析大直徑部分能否一次拉出，下面采用查表法。中心層尺寸如圖 2.4 所示， d=40.5，高度 h=47.5，df=52 t/d=1.5/40.

40、5=3.7%，df/d=52/40.5=1.28，d/df=40.5/52=0.78，t/D=1.46% 相對高度：h/d=47.5/40.5=1.17 總拉深系數(shù)：m=d/D=40.5/102.20.396 查表 2-8 凸緣件第一次拉深系數(shù)（即查參考文獻3，P136 頁，表 4-14）得，拉深極 限系數(shù)為 0.51，因本工序拉深系數(shù)為 0.396，故不能一次拉出來。 表 2-8 凸緣件第一次拉深系數(shù)3 毛壞相對厚度(t/D100)凸緣相對直徑 df/d0.060.20.20.50.5111.51.5 15 1.1 0.450.520.500.620.570.700.600.800.750.

41、90 11.30.400.470.450.530.500.600.560.720.650.80 1.31.50.350.420.400.480.450.530.500.630.580.70 1.51.80.290.350.340.390.370.440.420.530.480.58 綜上所述，由于拉深系數(shù)太小，高度太高，故不能一次拉出，需多次拉深。 2.第 1 次拉深計算 為保證拉深能順利進行，第 1 次拉深計算時，不僅要考慮第 1 次拉深系數(shù)，還要考 慮第 1 次拉深的高度極限，以后各次拉深按照拉深系數(shù)逐漸增大的原則設計。 1）第 1 次拉深凹模圓角半徑的確定 查參考文獻3，P126，首次拉

42、深凹模圓角半徑公式 4-26： （2-1）tdDrd)(8 . 0 1 式中： D毛坯直徑，mm； d 本道拉深后的直徑，mm； t 工件厚度，mm。 已知：D=102.2mm，d=40.5，t=1.5， 所以 mm7 . 75 . 1) 5 . 40 2 . 102(8 . 0)(8 . 0 1 tdDrd 又根據(jù)表 2-10 首次拉深的凹模圓角半徑 rd（即查參考文獻3，P126 頁，表 4-11） 得15mm12=10)t8( 1 d r 表 2-10 首次拉深的凹模圓角半徑 rd3 t/mm 2.01.51.51.01.00.60.60.30.30.1 無凸緣拉深(47)t(58)t(

43、69)t(710)t(813)t 有凸緣拉深(610)t(813)t(1016)t(1218)t(1522)t 綜合考慮取，中心層半徑為 R10.75mm。mmrd10 1 2）第 1 次拉深凸模圓角半徑的確定 查參考文獻3，P127，首次拉深凸模圓角半徑： 無錫太湖學院學士學位論文 12 （2-2） 1 1 )0 . 17 . 0( dp r r 得：10710)0 . 17 . 0( 1 rp 所以取，轉化為外形尺寸為 R11.5。10 1 p r 由于產(chǎn)品底部還有一個凸臺，為了拉深順利，根據(jù)反拉深原理，首次拉深凸模頭部 采用球形，即凸模圓角半徑與凸模半徑相等。 3）按第 1 次拉深極限系

44、數(shù)計算 第 1 次拉深后直徑為：d1=Dm1=102.20.5153mm 第 1 次拉深高度計算 按照毛坯直徑 102.2，可計算出總體積 V=12305mm3，利用三維 CAD/CAM 軟件，依 據(jù)體積不變的原則，可計算出制件高度為：49.1mm。 查表 2-9 得，拉深相對高度極限約為 0.70，所以： h1=102.20.70=71.5449.1 因此第一次按直徑 53 拉深 49.1 的高度，是一定能實現(xiàn)的。 因此初定第 1 次拉深后制件形狀和尺寸如下圖所示。 圖 2.5 第 1 次拉深件中心層尺寸 3.大直徑部分以后各次拉深計算 拉深次數(shù)和各次拉深系數(shù)確定 按上述分析第 1 次拉深系

45、數(shù)為：m1=53/102.20.52 已知 t/D=1.46%，查表 2-11 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值（即 查參考文獻4，P74 頁，表 2-23 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值）， 近似得：m2=0.75，m3=0.78，m4=0.80。 表 2-11 帶凸緣圓筒形件第二次以后各道拉深系數(shù)的極限值4 材料的相對厚度 t/D100 拉深系數(shù) 2.01.5m總，故不能一次拉出。 查表 2-11 得以后各次拉深系數(shù)近似為：m2=0.70，m3=0.73，m4=0.78。 所以：d1=m1dt=0.3140.512.6mm d2=m2d1=0.7012.6=8.8

46、251.5 876879887 3.3 確定排樣圖確定排樣圖 在沖壓零件中，材料費用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材 料的利用率是一個重要問題，必須認真計算，確保排樣相對合理，以達到較好的材料利 用率。 排樣方法可分為三種： 1有廢料排樣 2少廢料樣 3無廢料排樣 少廢料排樣的材料利用率也可達 70%90%。但采用少、無廢料排樣時也存在一些缺 點，就是由于條料本身的公差以及條料導向與定們所產(chǎn)生的誤差，使工作的質量和精度 較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質量模具壽命。 根據(jù)工件的形狀和批量，對模壽命有一定要求，故采用有廢料排樣方法。 排樣時工件之間以及工件與條料側邊

47、之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補償 定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使條料有一定的剛度，便于送進。 無錫太湖學院學士學位論文 22 本產(chǎn)品外形是圓形，第一副模具是落料拉深復合模，只需考慮落料的排樣，故采用 單排直排方式。由于料厚為 1.5mm，落料外形尺寸也較大，每根條料比較重，故采用手 動前后送料方式送料。 落料尺寸為。 55 . 0 0 2 . 102 送料步距： A=Dmax+2a1 （3-1） Dmax為工件最大尺寸，故 Dmax=102.75mm A=Dmax+2a1=102.75+1.5=104.25104.3mm 條料寬度（剛性卸料有導向無側壓）： （3-2） 0 -m

48、ax Z)2a+D (B 其中：a2， 0.7mm，查表 3-2 條料寬度偏差 （即查參考文獻3，P31 頁， 表 2-17 條料寬度偏差 ） Z=1，查表 3-3 條料與導料板之間的間隙（即查參考文獻3，P32 頁，表 2-18 條料與導料板之間的最小間隙 Zmin） B=Dmax+2a+Z=102.75+22+1=107.75mm 0 7 . 0 8 . 107 表 3-2 條料寬度偏差 3 條料厚度 t 條料寬度 B 0.50.51122335 200.050.080.10 20300.080.100.15 30500.100.150.20 50 0.40.50.70.9 50100 0

49、.50.60.81.0 100150 0.60.70.91.1 150200 0.70.81.01.2 200300 0.80.91.11.3 表 3-3 導料板與條料之間的最小間隙 Zmin3 無側壓裝置有側壓裝置 條料寬度 B條料寬度 B材料厚度 t 100 以下100200200300100 以下100 以上 約 10.50.510.50.8 150.5110.50.8 導料板間距離： 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 23 （3-3）Z B0B B0（107.8+1）=108.8 因此實際條料最小寬度為 107.1mm，最大寬度為 107.8mm，送料步距為：104.3mm。 按這樣計

50、算，工件間最小搭邊為 1.55mm，側邊最小搭邊為 2.025mm，側邊最大搭邊為 2.525mm，完全符合搭邊要求。排樣圖如圖 3.2 所示。 圖 3.2 排樣圖 3.4 材料利用率計算材料利用率計算 在沖壓零件中，材料利用率是非常重要的，較高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一。 由于本產(chǎn)品采用復合工序的單副模具生產(chǎn)，送料采用手動送料，因此可以假設原材 料為條料，查參考文獻6，P1-13 頁，表 2-7 冷軋鋼板的規(guī)定（GB/T 7082006），及結 合目前市場，故采用尺寸為：寬 1000mm，長 2500mm，厚 1.5mm 的板料。 材料利用率： （3-4）%100 0 S nS 其中：板

51、材總面積 S0=10002500=2500000mm2 S7655mm2 本模具實際產(chǎn)品面積，采用計算機計算。 條料寬度 107.5mm，送料步距 104.3mm。 由于原材料是板料，剪板時有兩種裁剪方法，即裁長邊和裁短邊。 1裁長邊 2500/107.8=23.2，共能裁：23 條 1000/104.3=9.6，每條能裁 9 個 共計：239=207 個 2裁短邊 無錫太湖學院學士學位論文 24 1000/107.8=9.3，共能裁：9 條 2500/104.3=23.97，每條能裁 23 個 共計：923=207 個 可見在裁短邊、裁長邊結果是一樣的，相對比較還是裁短邊能留下更大的余料，故

52、 還是采用第 2 種裁剪方法。 故材料利用率% 4 . 63%100 2500000 7655207 %100 0 S nS 材料利用率大于 60%，排樣符合要求。 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定 本模具有 2 個工序組成，落料和拉深，下面分兩個部分分別計算。產(chǎn)品圖見圖 2.10 所示。 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定 1計算原則 本產(chǎn)品外形是圓形，屬于落料工序，因此計算原則以凹模為基準。 由于形狀簡單，僅是圓柱類形狀，故采用凸、凹分別加工方法來制造，并進行設計 計算。 2凸、凹模制造公差 工件尺寸為，由于此尺寸為落料尺寸，轉化為

53、下偏差尺寸為：mm 55 . 0 0 2 . 102 0 55 . 0 75.102 查表 3-4 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸、凹模的制造公差（即查參考文獻3， P22 頁，表 2-11），得： 凸模偏差 p=0.025mm 凹模偏差 d=0.035mm 表 3-4 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸、凹模的制造公差3 基本尺寸凸模偏差 p凹模偏差 d基本尺寸凸模偏差 p凹模偏差 d 18 0.0200.0201802600.0300.045 18300.0200.0252603600.0350.050 30800.0200.0303605000.0400.060 801200.0250.

54、0355000.0500.070 1201800.0300.040 已知沖裁雙面間隙 Zmin=0.132，Zmax=0.240，Zmax-Zmin=0.108mm 因此：p+d=0.025+0.035=0.0600.5mm2.02.5 高溫合金2.83.5 N76880 . 23844 AqF壓 3拉深部分總沖壓力 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 29 F拉=F1+F壓=86036+7688=93724N 3.6.3 落料拉深復合模總沖壓力落料拉深復合?？倹_壓力 F總=F落+F拉=166805+93724=174493N 3.7 壓力機選用壓力機選用 在壓力機工作時，由于落料在前，首先沖裁

55、，此后還有很長的拉深，因此壓力在沖 裁時壓力還沒有到達名義壓力，開始拉深后壓力機的壓力還在不斷增大，模具后繼還需 拉深約 43.5mm，因此壓力機的行程必須足夠長，再加上落料總沖壓量必須大于 47mm。 同時考慮沖壓力的保險量，因此壓力機在最后不少于 50mm 的行程內(nèi)必須保證有足夠的 沖壓力，故壓力機行程約大于 100mm。 壓力機的沖壓力選用 2 倍總沖壓力以上，即：F2F總=2174493N349KN。 綜合上述，查表 3-11 開式可傾式曲柄壓力機的主要技術參數(shù)（即查參考文獻5， P15 頁，表 1-5），選得開式可傾式曲柄壓力機型號為：J23-63。 表 3-11 開式可傾式曲柄壓力

56、機的主要技術參數(shù)5 型號J23-6.3J23-16J23-25J23-40J23-63J23-80J23-100 公稱壓力/kN631602504006308001000 達到公稱壓力時滑塊距 下止點的距離/mm 3.55678910 滑塊行程/mm507080100120130140 行程次數(shù)/(次/分鐘)16011510080706060 最大封閉高度/mm170220250300360380400 封閉高度調節(jié)量/mm4060708090100110 滑塊中心到床身 距離/mm 110160190220260290320 前后315450560630710800900工作臺 尺寸/mm左

57、右200300360420480540600 前后150220260300340380420 左右70110130150180210230 工作臺孔 尺寸/mm 直徑110160180200230260300 立柱間距離/mm150220260300340380420 模柄孔尺寸 (直徑深度)mm2 30 50 50 70 50 70 50 70 50 70 60 75 607 5 工作臺板厚度/mm4060708090100110 傾角/()30303030302525 J23-63 壓力機參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 達到公稱壓力時滑塊距下止點的距離為：8 無錫太湖學院學士學位論文 3

58、0 滑塊行程：120mm 行程次數(shù)：70 次/分鐘 最大封閉高度：360mm 封閉高度調節(jié)量：90mm 工作臺尺寸：480mm710mm 工作臺孔尺寸：230mm 模柄孔尺寸：50mm70mm 床身最大可傾角：30 圖 3.3 可傾式曲柄壓力機 3.8 壓力中心計算壓力中心計算 一副模具的壓力中心就是沖模各個壓力的合力作用點，一般都指平面投影。沖模的 壓力中心，應盡可能與壓力機滑塊的中心在同一垂直線上。否則沖壓時會產(chǎn)生偏心載荷， 導致模具以及壓力機滑塊與導軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機的使用壽命，而 且也影響沖壓件的質量，因此必須計算其壓力中心。對于對稱形狀的壓力中心就是其幾 何中心，對

59、于復雜形狀工件或多凸模沖壓的模具，其壓力機中心的計算，是采用平行力 系合力作用線的求解方法，即某點“合力對某軸的力矩之和”的力學原理求得。本次設 計的工件是對稱的，所以壓力中心就是工件的幾何中心。 由于本產(chǎn)品是回轉體類對稱形狀，故壓力中心就在它對稱中心上，不用計算。 3.9 落料拉深模主要零部件的結構設計落料拉深模主要零部件的結構設計 3.9.1 落料凹模的結構設計落料凹模的結構設計 1凹模及刃口形狀 凹模刃中采用直刃口，下方為臺階形。根據(jù) t=1.5mm，查參考文獻3，P53 頁，表 2- 26，得：刃口高度取 h6mm，故取 h=8 形狀如下圖所示。 又考慮到在凹模腔內(nèi)增加拉深壓邊圈，故需

60、增大刃口高度，最后取 h=9mm。刃口下 方為較大直徑的圓孔，連接處采用 45 度倒角。 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 31 圖 3.4 凹模刃口形狀 2凹模材料和熱處理 查參考文獻3，P229-230 頁，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料為 Cr12MoV，熱處理淬火硬度達 6064HRC。 3凹模外形尺寸 凹模外形是圓柱體形 凹模外徑為： D凹=D+2c （3-13） 式中，D凹凹模外徑，mm； D沖裁凹模直徑，mm； c凹模壁厚，mm。 表 3-12 凹模壁厚 c 3 沖裁件材料厚度 t 條料寬度 0.80.81.51.5335 40 2025222824322836

61、 40502228243228363040 50702836304032423545 70903242354538484052 901203545405242544558 1201504052425445584862 已知 D=102.75mm，t=1.5mm，查表 3-12 得： c=4052，取 c=46 所以：D凹=102.75+246200（取大一些整數(shù)） 根據(jù)參考文獻3，P54 頁，公式 2-37 凹模厚度： （3-14） 3 21 1 . 0 FKKH 式中，H凹模厚度，mm； F沖裁力，N； 無錫太湖學院學士學位論文 32 K1凹模材料修正系數(shù)，合金工具鋼取 K1=1，碳素素工具

62、鋼取 K1=1.3； K2凹模刃口周邊長度修正系數(shù)，可參考表 3-13 選取。 表 3-13 凹模刃口周邊長度修正系數(shù) K2 3 刃口長度/mm修正系數(shù) K2刃口長度/mm修正系數(shù) K2 5011503001.37 50751.123005001.5 751501.255001.6 已知：F=F落=174311N 刃口長度：102.75=323mm 所以，K1=1.3，K2=1.5 所以：（取大整數(shù)）241743111 . 05 . 13 . 11 . 0 33 21 FKKH 考慮拉深需要在落料凹模腔內(nèi)放置壓邊圈（也是頂件塊），同時保證拉深充分成形 的條件下，對落料凹模高度作適當調整。 對凹

63、模高度的調整：考慮拉深壓邊圈的需要，凹模高度調高為：77mm。 因此凹模尺寸為：20077。由于由于凹模材料太貴，這么高也不是強度的需要， 故將將凹模分成兩個零件：凹模和凹模墊塊，凹模墊塊材料為 45 鋼（相對講很便宜）， 總高度仍為 77mm。 因此凹模尺寸為：20045，凹模墊塊 20032 4凹模固定和定位方式 凹模直接放在凹模墊塊，凹模墊塊放下模座上，用螺釘將凹模與下模座固定，再用 銷與下模座定位。凹模結構和尺寸如下圖所示。 啟動電機殼體冷沖壓工藝及模具設計 33 圖 3.5 落料凹模 3.9.2 落料凸模的結構設計落料凸模的結構設計 由于此凸模不僅是落料，還要充當拉深凹模的作用，因此它是一個凸凹模，故它的 內(nèi)部是拉深部分凹模，同時在其內(nèi)部還要放置推件塊，故它的長度還需由拉深部分最后 確定，此處在考慮拉深后已作調整，計算如下。 1凸模形狀及長度 圓柱臺階形 已知凸模刃口直徑為：， 0 025 . 0 343.102 故配合部分直徑必須大一些，為：112， 凸?？傞L度：L=H固+h壓+H卸+t+1+H拉=40+17.8+16+1+43.2=120mm 注：H固、h壓、H卸、H拉分別為固定板厚度、模具閉合后凸模固定板與卸料板間的 高度、卸料板高度、拉深件高度，具體各長度見后面各相應部分計算。 2凸模定位、固定方式 凸模靠圓柱配合面定位，凸臺固定。凸臺部分直徑為