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河南機電高等專科學(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表
學(xué)生姓名
趙玉東
學(xué) 號
111304208
指導(dǎo)教師
翟德梅
選題情況
課題名稱
芯子隔套沖壓成形工藝及模具設(shè)計
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
無
開題報告
有
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進度
快
按計劃進行
慢
中期工作匯報及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績評定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
2014年3月10日
河南機電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造
學(xué)生姓名: 趙玉東 學(xué) 號: 111304208
設(shè)計(論文)題目： 芯子隔套沖壓成形工藝
及模具設(shè)計
起 迄 日 期: 2013年11月2日 ~4月13日
指 導(dǎo) 教 師: 翟德梅
2014年 月 日
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達到的目的：
本設(shè)計題目為有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計，通過設(shè)計，應(yīng)對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關(guān)設(shè)計手冊，獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。
2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；
（2）分析筒形件的成形工藝并確定其工藝方案；
（3）模具主要設(shè)計計算；
（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；
（5）得出設(shè)計結(jié)論。
設(shè)計題目：有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計
材料：08鋼
料厚：1.0mm
產(chǎn)量：大批量
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
河南機電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計說明書
畢業(yè)設(shè)計題目：
芯子隔套沖壓成形工藝及模具設(shè)計
系 部 材料工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計與制造
班 級 模具112
學(xué)生姓名 趙玉東
學(xué) 號 111304208
指導(dǎo)教師 翟德梅
2014年4月16日
插圖清單
圖2-1制件圖 3
圖2-2總工藝方案圖 5
圖2-3 工序圖 6
圖2-4 壓邊結(jié)構(gòu)示意圖 6
圖3-1刃口計算示意圖 12
圖3-2拉深刃口尺寸 13
圖3-3拉深凸模 15
圖4-1凹模固定板 18
圖4-2定位板 18
圖4-3凸模固定板 18
圖4-4壓邊圈 19
圖4-5總裝圖 15
附表清單
表2-1拉深直徑計算表 7
表3-1零件結(jié)構(gòu)尺寸 11
表4-1模架尺寸簡表 17
表4-2 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù) 20
機械加工工藝過程卡1 21
機械加工工藝過程卡2 22
芯子隔套沖壓成型工藝與模具設(shè)計
摘 要：本論文介紹了拉深的成形方法和條件，拉深是利用拉深模在壓力機的壓力作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心件的加工方法。旋轉(zhuǎn)體拉深時的應(yīng)力應(yīng)變分析，還有拉深過程中的 起皺和拉裂。拉深件毛坯的尺寸計算，和工藝計算，以及拉深次數(shù)的計算。
拉深模結(jié)構(gòu)相對較簡單。根據(jù)拉深模使用的壓力機類型不同，拉深模可分為單動壓力機用拉深模和雙動壓力機拉深模；根據(jù)拉深順序分為首次拉深和以后各次拉深；根據(jù)工序組合可分為單工序拉深、復(fù)合工序拉深和連續(xù)工序拉深；根據(jù)壓料情況可分為有壓邊裝置和無壓邊裝置拉深。從模具設(shè)計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應(yīng)用CAD進行各重要零件的設(shè)計。
關(guān)鍵詞：工藝分析 拉深成型 模具裝配 模具結(jié)構(gòu)
The core sleeve of stamping forming process and die design
Abstract：The paper introduced to pull to take shape method and condition deeply, pulling is the pressure function that the exploitation pulls a deep mold in the pressure machine deeply under, anticipate flat panel or the hollow work preface piece make in to open mouth a hollow piece to process a method.Revolving the body pulls deep hour of should dint contingency analysis, also have already pulled deep process in of shrivel and pull crack.
Pull a deep piece the size calculation of the semi-finished product, and the craft compute, and pull the calculation of deep number of times.
Pull deep mold structure opposite more simple.According to pull the pressure machine type dissimilarity that the deep mold uses, pulling the deep mold can is divided into a list to move pressure machine to use to pull deep mold and double to move pressure machine to pull a deep mold;According to pull deeply in proper order is divided into for the very first time pull deeply with later each one pull deeply;According to the work preface combination can is divided into a single work preface to pull deeply, compound the work preface pull to deeply pull with continuous work preface deeply;According to pressing to anticipate a circumstance can is divided in to press side device and don't press side device to pull deeply.Design to zero partses to process a craft and assemble craft's etc. to carry on to elaborate in detail from the molding tool, and the design applied CAD to carry on each important spare parts.
Keywords: Craft analysis,Pull to model deeply,The molding tool assembles;
Molding tool structure
目 錄 1 緒 論 .......................................................................................................................1 1.1 概述 ................................................................................................................................................................1 1.2 沖壓模具的特點 ............................................................................................................................................1 1.3 拉深工藝特點 ................................................................................................................................................2 1.4 有凸緣筒形件拉深模具設(shè)計與制造方面 ....................................................................................................2 2 有凸緣筒形件沖壓模設(shè)計 ..........................................................................................3 2.1 工藝分析 ........................................................................................................................................................3 2.1.1 計算毛坯尺寸 .........................................................................................................................................3 2.1.2 拉深次數(shù)的確定 .....................................................................................................................................4 2.2 工藝方案確定 ................................................................................................................................................5 2.3 必要的工藝計算 ............................................................................................................................................5 2.3.1 坯料分析 .................................................................................................................................................5 2.3.2 確定是否用壓邊圈 .................................................................................................................................6 2.3.3 實際拉深直徑 .........................................................................................................................................6 2.3.4 拉深凸模與凹模的圓角半徑 .................................................................................................................7 2.3.5 計算校核拉深高度 .................................................................................................................................8 2.3.6 壓力中心計算 .........................................................................................................................................8 2.3.8 卸料力的計算 .........................................................................................................................................8 2.3.9 拉深力的計算 .........................................................................................................................................9 2.3.10 壓邊力的計算 .......................................................................................................................................9 3 模具工作部分設(shè)計 ....................................................................................................11 3.1 工件零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定 ..........................................................................................................................11 3.1.2 凹模板長度 L 的計算 ..........................................................................................................................11 3.1.3 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸 ...............................................................................................................................11 3.2 工件刃口尺寸的計算 ..................................................................................................................................12 3.2.2 拉深凸模與凹模的尺寸計算 ...............................................................................................................12 4 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................................16 4.1 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................................................................................................................16 4.1.1 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 ...........................................................................................................................................16 4.1.2 模柄 .......................................................................................................................................................16 4.1.3 模具工作部分的計算 ...........................................................................................................................16 4.1.4 模具的閉合高度 ...................................................................................................................................17 4.2 模具總裝圖 ..................................................................................................................................................19 4.3 壓力機的類型選定 ......................................................................................................................................20 4.4 機械加工工藝過程卡 ..................................................................................................................................21 結(jié)論 ............................................................................................................................23 致謝 ............................................................................................................................24 參考文獻 .....................................................................................................................25 心子隔套沖壓工藝及模具設(shè)計
1 緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1概述
古人云：沒有規(guī)矩不成方圓。
模具行業(yè)是工業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)，工業(yè)的各個領(lǐng)域都廣泛地使用模具。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%一8%0的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)零件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，并且己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。
模具作為工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。近10年來，模具CAD技術(shù)發(fā)展很快，應(yīng)用范圍日益擴大。模具CAD技術(shù)給模具的設(shè)計和制造提供了一個高效、經(jīng)濟而且快速的方法，大幅度地提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的設(shè)計和制造周期，降低了模具成本。
1.2沖壓模具的特點
冷沖壓生產(chǎn)靠壓力機和模具完成加工過程，與其他加工方法相比，在技術(shù)與經(jīng)濟方面具有下列特點：
（1）冷沖壓是少、無切屑加工方法之一，所獲得的沖壓件一般無需再加工。（2）普通壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾十件，高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)千件以上，是一種高效率的加工方法。（3）沖壓件的尺寸精度由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。（4）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，為其他加工方法所不能替代。另外，冷沖壓加工不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費用較低。
由于具有上述突出特點，冷沖壓在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。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。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、辦公器械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。冷沖壓可加工各種類型的產(chǎn)品，尺寸從小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁、覆蓋件；沖切厚度已達20 mm以上，加工尺寸幅度大，適應(yīng)性強。
1.3拉深工藝特點
拉深是利用拉深模具將平板毛坯壓制成各種開口的空心工件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法。其形變過程是：隨著凸模的不斷下行，留在凹模端面上的毛坯外徑不斷縮小，圓形毛坯逐漸被拉進凸、凹模間的間隙中形成直壁，而處于凸模下面的材料則成為拉深件的底，當(dāng)板料全部進入凸、凹模間的間隙里是拉深過程結(jié)束，平面毛坯就變成具有一定的直徑和高度的杯形件。與沖裁模相比，拉深凸、凹模的工作部分不應(yīng)有鋒利的刃口，而具有一定的圓角，凸、凹模間的單邊間隙稍大于料厚。
用拉深工藝可以制得筒形、階梯型、球形、錐形、拋物線型等旋轉(zhuǎn)體零件
1.4有凸緣筒形件拉深模具設(shè)計與制造方面
拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很低。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級。
只有加強拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。
有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計是典型的拉深件，其工作過程很簡單，先落料再拉深，根據(jù)計算確定它可以五次拉深成功。
2 有凸緣筒形件沖壓模設(shè)計
2.1工藝分析
圖2-1 制件圖
23
原始資料：如圖所示
生產(chǎn)批量：大批量
材 料： 08鋼
厚 度： 1.0mm
此工件為帶凸緣筒形件，要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。公差等級為 IT13級。工件底部圓角半徑4mm，外形尺寸為75mm查得其公差為0.54mm，內(nèi)形尺寸為56mm，其公差為0.46mm屬于小型零件。工件高度60mm，其公差為0.46mm可在拉深后采用修邊達到要求。
2.1.1計算毛坯尺寸
根據(jù)附圖所示，D=dt=75mm,d=(56-1)=55mm。由凸緣的相對直徑dt/d=75mm/55mm=1.36，查表4.10得，△h=3.5mm.
由表4-7序號4中得有凸緣圓筒形件的毛坯直徑為：
Dp=[ dt2-1.72（r1+r2）d-0.56(r22-r12)+4dH] 1/2
將dt=75，
r1=r2=3+t/2=(3+1/2) mm=3.5mm,
d=(56-1)=55mm, H=(60-1) mm=59mm
代入上式中，得毛坯的直徑為：
Dp=[ 752-1.72×（3.5+3.5）×55+4×55×59] 1/2mm =153mm
2.1.2拉深次數(shù)的確定
（1）判斷能否一次拉成
工件總的拉深系數(shù)m總=d／D=55 mm／153 mm =0.36 ,工件總的拉深相對高度H／d=59 mm／55mm =1.07。
由dt／d=75mm／55mm=1.36,t／D×100=1mm／153mm×100=0.65,查表4.3得，有凸緣圓筒形件第一次拉深的極限拉深系數(shù)m 1=0.55；
由表4.5查得，有凸緣圓筒形件首次拉深的極限相對高度h 1／d1=0.67,由于m總＜m 1，H／d＞h 1／d 1，故此工件不能一次拉出。
（2）試制訂首次拉深系數(shù)
取首次d凸／d 1=0.94，查表4.3得m 1=0.55，而第一次拉深系數(shù)m 1= d 1／D，則第一次拉深的半成品直徑為d 1= m 1 D=0.55×153mm=84.15mm。
第一次拉深的凹模圓角半徑用式計算
r凹1=0.8
將D=153mm, d1=84.15mm,t=1mm代入上式得，凹模的圓角半徑r凹1=6.6mm,則r 1= r凹1+t／2=(6.6+1／2)mm=7mm,并取r凸1= r凹1,則r 2= r 1=7mm,根據(jù)工件圓角重新調(diào)整凸、凹模的圓角，取為r凸1= r凹1=7-1／2=6.5 mm.
工件的第一次相對高度（H 1／d 1）工件=60 mm／84.15 mm=0.71
（3）確定拉深次數(shù)
因為t／D×100=0.6＜1.5，m 1=0.55＜0.6，由表4.4.4查得需要用壓料裝置。
由于有凸緣圓筒形件在以后各次拉深中的拉深系數(shù)可由表4.3選取，且取值應(yīng)略大些。
根據(jù)毛坯的相對高度(t／D)×100=(1mm／153 mm) ×100=0.6,由表4.3【2】可取值為m 2=0.78，m 3=0.80。
各次拉深時半成品的直徑為：
153×0.55=84.15
84.15×0.78=64.54（調(diào)整為64mm）
64×0.8=51.2
選定d 3為工件的直徑65 mm。
查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表4-15可得n=3，初步確定需要三次拉成。
2.2工藝方案確定
拉深件的工藝計算是拉深工藝設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)，本制件的工藝計算屬于最簡單的。其主要的內(nèi)容包括計算毛坯直徑、決定拉深次數(shù)及確定工序件的尺寸等。
第一步是落料，然后進行兩次拉深。由于本工件每次拉深都有余料返回凸緣，為了去掉筒壁上的壓痕和凸緣上的波紋，須加一次整形工序，最后是修邊。
圖2-2 總工藝方案圖
本說明書針對第二次拉深進行設(shè)計。
2.3必要的工藝計算
2.3.1坯料分析
在工序二中拉深工序的毛坯為直徑96.276mm的杯形件，手工送料放到定位圈，再由壓邊圈進行精定位。
圖2-3 工序圖
2.3.2確定是否用壓邊圈
相對厚度T/D%=1/153%=0.65%，查表1-4得，需要采用壓邊圈。一般采用平面壓邊裝置。首次拉深時一般采用平面壓邊裝置。再次拉深時，采用筒形壓邊圈。一般來說再次拉深所需要的壓邊力較小，而提供壓邊力的彈性力卻隨著行程而增加，所以要用限位裝置。
首次拉深 再次拉深
圖2-4 壓邊結(jié)構(gòu)示意圖
2.3.3實際拉深直徑
調(diào)整各次拉深系數(shù)，使其各次拉深變形程度分配合理。
表2-1 拉深直徑計算表
各次極限拉深系數(shù)[mn]
各次實際拉深系數(shù)mn
拉深系數(shù)差△m= mn－[mn]
各次拉深直徑dn
[m1]=0.53
m1=0.625
+0.095
d1=m1 D=0.625×153=95.5調(diào)整為整數(shù)
[m2]=0.76
m2=0.85
+0.09
d2=m2 d2=0.85×95.58=81.24≈82
[m3]=0.79
m3=0.80
+0.01
d3=m3 d3=0.80×82=65
2.3.4拉深凸模與凹模的圓角半徑
凸模、凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用。凸模圓角半徑的選用可以大些，這樣會減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力，工件不易被拉裂，極限拉深因數(shù)會變小些；凹模的圓角半徑也可以選大些，這樣沿凹模圓角部分的流動阻力就會小些，拉深力也會減小，極限拉深因數(shù)也會相應(yīng)減小。但是凸、凹模的圓角半徑也不易過大，過大的圓角半徑，就會減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺采用壓邊圈，考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極值，凹模圓角半徑：
公式表4.58手冊參考文獻[4]計算拉深凸模和凹模的圓角半徑并化整。
將D=153mm,=96mm,t=1.0mm代入上式得，
凹模的圓角半徑:
=0.8mm=6.04mm
則= +t/2=(6.04+1.0／2)mm=6.54,取=6.5mm,根據(jù)工件圓角重新調(diào)整凸、凹模的圓角，取為=6.5-1.0/2=6mm。
由《沖壓工藝與模具設(shè)計》式（4-49）和式（4-50）即：
r=(0.7—0.8) r和r=(0.7—0.8)r
計算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為：
R凹1=6mm R凸1=5mm
R凹2=5mm R凸2=4mm
R凹3=4mm R凸3=3mm
2.3.5 計算校核拉深高度并
由式（19.4-10）[5]，第一次拉深高度
所以51.75mm
許可最大相對高度
[]=0.5~0.6>=0.43所以安全
同樣可以計算出第二、三次拉深高度 h2=52.72mm、h3=70mm
2.3.6壓力中心計算
因為本制件是軸對稱零件，所以壓力中心為其軸對稱中心。
2.3.8卸料力的計算
F卸1=K卸×F落
F卸1=K卸×F拉2
式中：K卸——卸料力因數(shù)。其值由表2.32【1】查得K卸=0.04~0.05
卸料力為：
F卸1=0.05×562.25=28.26KN
F卸1=0.05×22=1.1 KN
2.3.9拉深力的計算
首次拉深時拉深力=
二次拉深時拉深力=1.3π（d1-d2）tσb
式中：為首次拉深與二次拉深時工件的直徑；
為材料抗拉強度（MPa）；
為修正系數(shù)。
查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表4-1可知：=1;=0.85
首次拉深力：=
=119.9 KN
二次拉深力：=1.3π（d1-d2）tσb
=22KN
2.3.10壓邊力
FQ=AP
式中：A——壓邊圈面積mm2
P——單位壓邊力。由表4-16[3]查得P=3.0Mpa
A=
D——坯料的直徑，mm;
——首次拉伸直徑，mm;
——拉伸凹模圓角半徑，mm;
A1=9219.8mm A2=187.4mm
壓邊力則為：
FQ1=9219.8×3.0=27.66KN
FQ2=187.4×3.0=0.56KN
（1）則復(fù)合模總的沖壓力為：
F總=F落+F卸+F壓+F拉
=565.25+28.26+27.66+119.9=741.07KN
（2）二次拉深模的沖壓力為：
F總=F卸+F拉
=1.1+22+0.56=23.66KN
（3）初選壓力機
根據(jù)上述公稱壓力的計算，復(fù)合模選用公稱壓力是800KN的壓力機就行了。所以我們可以選擇型號為JH21-80的開式可傾壓力機。
二次拉深模選用公稱壓力30KN的壓力機。在此初選J23-3.15的開式可傾壓力機。
3 模具工作部分設(shè)計
3.1、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定
3.1.2凹模板長度L的計算
L=D+2C
查表2.42【1】可知：C取40mm
故： L=D+2C
=85+240=210
由于凹模固定在凹模固定板上，故L=210+223=256≈250
故確定凹模板外形尺寸為：25025052 （mm）。
凸模板尺寸按配作法計算。
3.1.3其他零件結(jié)構(gòu)尺寸
表3-1 零件結(jié)構(gòu)尺寸
序號
名稱
長寬厚（mm）
材料
數(shù)量
1
定位板
Φ25620
45鋼
1
2
凸模固定板
Φ22035
45鋼
1
3
凹模固定板
Φ25660
45鋼
1
4
壓邊圈
Φ22045
45鋼
1
3.2工件刃口尺寸的計算
刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，用配作法，因此凸?；境叽缗c凹模尺寸相同，保證單邊間隙(mm)
圖3-1 刃口計算示意圖
3.2.2拉深凸模與凹模的尺寸計算
（1）第一次拉深
第一次拉深模,由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴(yán)格的限制,這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準(zhǔn).取公差等級為IT10=0.12mm.
根據(jù)公式
凸模尺寸 dp=（d+0.4△）-δp0
凹模尺寸 dd=(d+0.4△+Zmin)0+δ
式中：
Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm
dd dp——拉深凹模和凸模的刃口尺寸，mm
Zmin——雙面間隙，mm查表2.4【2】
單邊間隙Z/2=0.05。
△——工件公差，mm
δ——凸模和凹模的制造公差，mm
凸、凹模的制造公差由表4.56【1】得凹=0.05mm 凸= 0.08mm。
計算出以下尺寸為：
拉深凸模尺寸
dp =（d+0.4△）-δp0= 96.056
拉深凹模尺寸
dd=(d+0.4△+Zmin)0+δ= 96.276
其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示
圖3-2 拉深刃口尺寸
（2）第二次拉深模
①凸模
根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。
凸模長度 L=H1+H2+Y
式中 H1——凸模固定板厚度
H2——定位板高度
H3——壓邊圈高度
Y——附加長度，包括凸模刃口修磨量，凸模進入凹模的深度52.8mm，
因此凸模長度L=35+20+52.8+21+15=143.8mm。具體結(jié)構(gòu)可參見下圖9所示。
②凹模
凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。取凹模輪廓尺寸為φ200mm×70mm，結(jié)構(gòu)如下圖10所示。
拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差:
查表得凸凹的制造公差為:
δ凸=0.025mm δ凹=0.035mm
查表2.6【2】，磨損系數(shù)x=0.5,當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸:
凸模尺寸: d凸=(dmin+0.5△)-0δ凸
=(82+0.5×0.54)0-0.025mm=82.270-0.025 mm
凹模尺寸: d凹=( dmin+0.5△+2Z) 0+δ凹
=(82+0.5×0.54+2×0.1)0+0.035=82.47 0+0.035mm
圖3-3 拉深凸模
圖3-4 拉深凹模
4 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件為拉深工序，采用正裝結(jié)構(gòu)。
2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手工送料方式。
3）定位裝置：本工件在復(fù)合模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，采用固定擋料銷定位。首沖時利用條料毛邊抵住擋料銷定位，送料時廢料孔與固定擋料銷作為定位，依此保證條料送進的精度。
4）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，工件因重力從凹模經(jīng)由模座上的落料孔掉落。工件厚度為1.0mm，為了簡化模具結(jié)構(gòu)和達到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料。
4.1模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1.1導(dǎo)柱、導(dǎo)套
對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因為本制件的厚度為1.0mm，所以采用H7/f7。
4.1.2模柄
對于小型的沖裁模直接利用模
柄與壓力機固定。
4.1.3模具工作部分的計算
（1） 拉深模的間隙
本模具的拉深間隙查參考文獻[8]得出:
有壓料圈拉深時單邊間隙值查得，Z 1／2= Z 2／2= Z 3／2=1.2t=1.2×1mm=1.2 mm，Z 4／2=1.1 t=1.1×1mm=1.1mm，Z 5／2=1.05 t=1.05×1mm=1.05mm。因此各次拉深間隙為：Z 1=2.4mm，Z 2=2.4mm，Z 3=2.4mm，Z 4=2.2mm，Z 5=2.1mm。
（2）選用模架、確定閉合高度及總體尺寸
選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，其兩導(dǎo)柱、導(dǎo)套分別裝在上下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域?？捎糜跊_壓較寬條料，送料及操作方便，可縱向橫向送料。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表15.2~15.4【1】。
表4-1 模架尺寸簡表
名稱
尺寸
材料
熱處理
上模座
250×250×50
HT200
下模座
250×250×65
HT200
導(dǎo)柱
35×230
20
滲碳58～62
導(dǎo)套
48×125
20
滲碳58～62
4.1.4模具的閉合高度
H閉=H上+H凸模固+H凸模固+H定位板+H壓邊圈+H下
=60+35+20+70+90+15=290mm
式中：H凹模固—凹模固定板厚度，H凸模固=60mm；
H凸模固—凸模固定板厚度，H凸模固=35mm；
H定位板—定位板厚度，H定位板=20mm；
H壓邊圈—定位板厚度，H壓邊圈=15mm；
H上—上模座的厚度，H上＝70mm；
H下—下模座的厚度，H下＝90mm；
根據(jù)表格15.2~15.4【1】選擇GB/T2855.5,GB/T2855.6，符合要求。
凹模固定板厚度取60mm，即H凹模固=60mm，如圖所示:
圖4-1 凹模固定板
定位板板厚度取20mm，即H定位板=20mm，如圖所示:
圖4-2 定位板
凸模固定板板厚度取35mm，即H凸模固=35mm，如圖所示:
圖4-3 凸模固定板
壓邊圈板厚度取35mm，即H壓邊圈=15mm，如圖所示:
圖4-4 壓邊圈
4.2模具總裝圖
由以上設(shè)計，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：將maopei坯料放入定位板中， 壓力機滑塊帶著上模下行，凸模下表面壓住坯料內(nèi)底進行拉深拉深；當(dāng)拉深結(jié)束后上?；爻蹋詈蟮墓ぜ砂寄Ｍ怀霾糠謴耐鼓Ｉ闲断?，掉落。
圖4-5 總裝圖
1、 下模座 2、螺釘 3、導(dǎo)柱 4、導(dǎo)套 5、壓邊圈 6、上模座 7、螺釘 8、彈簧 9、模柄 10、螺釘 11、凸模 12、螺釘 13、凸模固定板 14、定位板 15、凹模 16、凹模固定板 17、螺釘 18、銷釘
模柄9固定在壓力計滑塊上，上模座6隨壓力機上行，將杯形坯料人工放置到定位板14中，壓邊圈5、凸模11隨滑塊下行，壓邊圈5進入坯料精定位，在彈簧8作用下將坯料壓緊在凹模15上，凸模下行接觸到坯料，繼續(xù)下行，坯料開始變形。坯料被凸模11壓成制件后，凸模上行，制件由于凹模凸出部分的作用，從凸模上脫落。
4.3壓力機的類型選定
壓力機的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件。工作行程根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機： 查參考文獻[6]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-3.15開式固定臺壓力機，對比后發(fā)現(xiàn)雖然公稱壓力該型號壓力機滿足要求，但封閉高度、柱間距、工作臺尺寸均小于要求，J23-40開式固定臺壓力機，選擇見下表：
表4-2 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù)
公稱壓力/KN
400
滑塊行程/mm
80
行程次數(shù)（次/min）
55
（最大閉合高度）固定臺和可傾/mm
330
閉合高度調(diào)節(jié)量/mm
65
（標(biāo)準(zhǔn)型）滑塊中心到機身距離（吼深）/mm
250
(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右×前后)/mm
460×700
模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm
Ф50×70
電動機功率/kW
5.5
4.4機械加工工藝過程卡
機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 1
模具號
零件號
零 件 名 稱
00-07
凹模
ZYD-01
牌 號
硬 度
Cr12MoV
58-64HRC
工序號
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時
名 稱
型 號
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料
02
鍛造達尺寸Φ170×47mm
蒸汽錘
直尺
03
粗車端面和外緣面達尺寸Φ160.5×45.5mm
車床
游標(biāo)卡尺
04
磨上下表面
平面磨床
磁力夾具
砂輪
游標(biāo)卡尺刀口尺
05
精車端面和外緣面達尺寸Φ160×45mm
車床
高度尺、游標(biāo)卡尺
06
車Φ82.47孔，
車床
07
熱處理58-64HRC
熱處理爐
硬度儀，游標(biāo)卡尺
09
鉗工研磨各型孔達尺寸要求
游標(biāo)卡尺
10
檢驗
游標(biāo)卡尺
編制 校對 審核 批準(zhǔn)
機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 2
模具號
零件號
零 件 名 稱
00-04
凸模
ZYD-01
牌 號
硬 度
T10A
58-60HRC
工序號
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時
名 稱
型 號
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料
02
鍛造達尺寸Φ100×145mm
蒸汽錘
直尺
03
粗車端面和外緣面達尺寸Φ94.5×144mm,粗車階梯
車床
游標(biāo)卡尺
04
磨上下表面
平面磨床
磁力夾具
砂輪
游標(biāo)卡尺刀口尺
05
精車端面和外緣面達尺寸Φ94×143.8mm，精車階梯
車床
高度尺、游標(biāo)卡尺
06
鉆Φ5孔
鉆床
07
熱處理58-60HRC
熱處理爐
硬度儀
游標(biāo)卡尺
09
鉗工研磨達尺寸要求
游標(biāo)卡尺
10
檢驗
游標(biāo)卡尺
編制 校對 審核 批準(zhǔn)
結(jié)論
帶凸緣筒形件屬于簡單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。本設(shè)計主要是計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。
由于在零件制造前進行了預(yù)測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。
帶凸緣筒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。以便以后的操作、調(diào)整和維護。
帶凸緣筒形件模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認(rèn)識到，要想作為一名合格的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。
致謝
時光如電，歲月如梭，大學(xué)三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進社會。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事。
畢業(yè)設(shè)計涉及的知識廣泛，很多都是我門的教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計中，涉及很多計算的問題，必須通過所學(xué)知識、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。
在學(xué)校中，我們所學(xué)的主要是理論性知識，實踐性比較欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計，可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，在設(shè)計的過程中難免要遇到很多問題，但經(jīng)過課程設(shè)計，使我們有了一定的設(shè)計的經(jīng)驗；同時在老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下，我克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計不斷完善。在此，我在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識，使自己的能力得到很大程度的提高。
最后，再次感謝翟德梅教授等在這一段時間給予無私的指導(dǎo)和幫助，并向你們致以深深的敬意！在以后的工作上，不辜負(fù)你們對我們寄予的厚望！
參考文獻
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