外殼沖壓成形工藝及模具設計【帶凸緣筒形件】【落料拉深沖孔復合?！?/h1>

外殼沖壓成形工藝及模具設計【帶凸緣筒形件】【落料拉深沖孔復合?！?帶凸緣筒形件,落料拉深沖孔復合模,外殼沖壓成形工藝及模具設計【帶凸緣筒形件】【落料拉深沖孔復合?！?外殼,沖壓,成形,工藝,模具設計,凸緣,筒形件,落料拉深,沖孔,復合 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計中期檢查表 學生姓名 徐曉龍 學 號 111304103 指導教師 翟德梅 選題情況 課題名稱 外殼沖壓成形工藝及模具設計 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 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(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： 負責人： 2014 年 3 月22日 任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計(論文)題目： 外殼沖壓成形工藝及模具設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 2009年 3 月 12日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 在完成該課題之后，應對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： （1）了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）沖壓件的結構工藝分析； （3）外殼沖壓成形模具設計，并編寫設計說明書一份； （4）繪制模具總裝圖，并畫出所有零件的零件圖； （5）編制主要零件加工工藝過程卡。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：外殼沖壓成形工藝及模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具111 學生姓名 徐曉龍 學 號 111304103 指導教師 翟德梅 2014年04 月15日 外殼沖壓成形工藝及模具設計 摘要：外殼沖裁模模具設計是對外殼落料拉深沖孔復合模的模具設計，其中分別對模具的工作零部件等六大類零部件作詳細設計。 設計的主要內容包括沖裁件的工藝分析及工藝方案的確定、工藝計算、沖裁模具的設計、模具的安裝與調整等。在工藝計算部分要對排樣設計與計算、沖壓力的計算、模具壓力中心的確定、凸凹模尺寸并確定制造公差的計算與計算等內容詳細計算。 在沖裁模的設計部分要對工作零件、定位零件、卸料與頂件零件、導向零件連接與固定零件等結構進行詳細的分析設計。要在設計過程中了解模具的工作過程和注意標準的選用，對復合沖裁模的結構有進一步的了解。 關鍵詞： 沖裁模，復合模，落料，沖孔，拉深 I The Dos shell can extrusion with Flange press forming craft and die designing Abstract: This lesson a molding tool for is fall to anticipate to pull to the stalk bowl deep blunt the bore turn over bore compound mold molding tool designing, among them distinguish to wait to the work zero parts of the molding tool six the parts of big zeros make the detailed design. The main contents of designing includes to wash to cut a piece craft analysis and craft projects really settle, craft calculation, the gearing of the design, molding tool that wash to cut the molding tool and adjust etc.. Compute in the craft the part want to be to the row kind design and calculation, wash the calculation, molding tool pressure of the pressure center to really settle, convex and cave mold size and make sure the calculation that make the business trip and compute the detailed calculation in contents in etc.. Blanking the mold to want at the design part that wash to the work spare parts, position the spare parts and unload to anticipate with a spare parts, lead to spare parts conjunction with fix spare parts etc. construction the proceeding the detailed analysis design. Want to be in design process work process of understanding the molding tool with notice to choose to use standard, to reunite the construction that wash the understanding that cut the mold further have. Keywords: blanking die，compound die，blanking，piercing，drawing 目錄 1 緒 論 1 1.1 模具工業(yè)的地位 1 1.2 冷沖壓的應用 1 1.3 冷沖壓發(fā)展趨勢? 2 1.4 畢業(yè)設計的主要目的 3 2 落料拉深沖孔復合模設計 5 2.1 工藝性分析和工藝方案 5 2.1.1 工藝性分析 5 2.1.2 工藝方案的確定 6 2.2 必要工藝參數(shù)的計算 7 2.2.1 壓力中心的確定 7 2.2.2根據(jù)修正后的毛坯直徑計算第一次拉深高度并校核 7 2.2.3 畫出工序 8 2.2.4排樣和材料利用率 8 2.2.5計算工序壓力 9 2.3模具總體設計 11 2.3.1模具類型的選擇 12 2.3.2定位方式的選擇 12 2.3.3卸料、出件方式 12 2.3.4導向方式 12 2.4工作部分尺寸計算 12 2.4.1 落料刃口尺寸計算 12 2.4.2沖孔刃口尺寸計算 13 2.4.3拉深工作部分尺寸計算 15 2.4.4彈性元件的設計計算 16 2.4.5模架及其他零部件的選用 17 2.5模具總裝圖 20 2.6沖壓設備的選定 22 2.7工作零件的加工工藝性 23 2.7.1拉深凸模加工工藝過程卡 23 2.7.2沖孔凸模加工工藝過程卡 25 2.7.3凸凹模加工工藝過程卡 27 2.7.4凹模加工工藝過程卡 29 結 論 31 致 謝 32 參考文獻 33 I 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計評語 學生姓名：徐曉龍 班級: 模具111 學號：111304103 題 目： 外殼沖壓成形工藝及模具設計 綜合成績： 中等 指導者評語： 該同學基本上能按照任務書要求完成外殼沖壓成形工藝及模具設計，工作量充足，模具結構總體可行，說明書基本上符合規(guī)范性要求。裝配圖和零件圖上存在一些細節(jié)錯誤。建議成績評定為中等，可以提交答辯。 指導者(簽字)： 畢業(yè)設計評語 評閱者評語： 該同學的畢業(yè)設計題目來源于生產(chǎn)實踐，工作量達到要求，基本能按照規(guī)范性要求書寫設計說明書，裝配圖及零件圖標注、技術要求不夠全面。建議成績評定為中等，修改后可以提交答辯。 評閱者(簽字)： 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 外殼沖壓成型工藝及模具設計 1.緒 論 1.1 模具工業(yè)的地位 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位，發(fā)展為獨立的行業(yè)。日本工業(yè)界認為：“模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”。美國工業(yè)界認為：“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”。在德國模具被冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。 在我國，1998年3月在《國務院關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》模具被列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位，生產(chǎn)和基本建設序列第二位，把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟的重要位置。目前，我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上，處于主導地位。 1.2 冷沖壓的應用 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產(chǎn)生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械工業(yè)加工便可使用。 沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 沖壓工藝在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 1.3 冷沖壓發(fā)展趨勢? （1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設計資料和設計者的經(jīng)驗，進行對比分析，確定工藝方案和有關參數(shù)，然后設計模具，進行試沖，經(jīng)過反復試驗和修改，才能轉入批量生產(chǎn)。近幾年來，國外有的公司已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對覆蓋件成形過程進行計算模擬，分析應力應變關系，從而預測某一工藝方案的可行性和可能會產(chǎn)生的問題，并將結果顯示在圖形終端上，供設計人員進行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實際的先進設計方法；既促進了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形理論對生產(chǎn)實際的知道作用。 （2）模具設計及制造技術的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設計、制造周期，正在大力開展模具的計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的研究和應用。采用這一技術，一般可以提高模具設計和制造效率2～3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～1/3。發(fā)展這一技術的最終目標，是要達到模具CAD/CAM一體化，而模具圖紙將只作為檢驗模具之用。采用模具CAD/CAM技術，還可提高模具質量，大大減少設計與制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。 （3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設備已由單工位低速壓力機發(fā)展到多工位高速自動壓力機。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn)達到高度自動化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機上利用自動送料和取件裝置，進行機械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動強度和提高生產(chǎn)率。 （4）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生產(chǎn)。 （5）不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來生產(chǎn)航空構件等。 1.4 畢業(yè)設計的主要目的 畢業(yè)設計做為大學教學中的一個必不可少的環(huán)節(jié)，是對我們三年所學專業(yè)知識的最后一次也是最全面的一次檢查。通過這次畢業(yè)設計可以很好的使我們辛勤的老師了解學生掌握知識的程度，也可以使我們很好的加強對專業(yè)知識的鞏固，對以后我們踏足社會和在實踐工作中起到了不可估量的作用。 畢業(yè)設計的主要目的有： 綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實習知識，進行一次拉深模具設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生自己的獨立工作能力； 鞏固“沖壓模具設計與制造”等課程所學的內容，掌握模具設計的方法和步驟；掌握沖壓模具設計與基本技能，如模具相關尺寸計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、沖壓、塑料成型等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對模具設計制造的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機械廠的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質。設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 29 2 落料拉深沖孔復合模設計 2.1 工藝性分析和工藝方案 2.1.1 工藝性分析 零件材料為08鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 該零件屬于中等尺寸零件，料厚2mm，外形較復雜，尺寸精度要求一般。加工這樣的工件，傳統(tǒng)的方法是采用三個工序來完成，即第一個工序是落料，第二個工序是拉深，第三個工序是沖孔成形。 從工件圖上看，該工件形狀簡單且軸對稱，材料厚2mm，且為08，其沖裁拉深性能較好。 該零件底部孔為Φ20其精度為IT11級精度另尺寸，Φ101其精度為IT12級，普通的沖裁工藝均可以保證。兩個小孔可以先不加工出。 綜上所述，該零件的精度及結構尺寸都能滿足沖壓工藝性的要求，在中等批量生產(chǎn)時可以用沖壓加工，沖壓的零件工序為落料——拉深——沖孔。 2.1.2 工藝方案的確定 1.毛坯尺寸的計算 由于材料厚度較大,故均按中線尺寸計算。 由工件簡圖可得，d= 101mm,d= 80mm,由凸緣的相對直徑d/ d = 101mm / 78mm = 1.29,查表4.2得修邊余量 = 2.5mm,因零件底部圓角半徑r與凸緣圓角半徑R相等，即r = R時，有凸緣筒形件的毛胚直徑。 D = 將d = 60 + 2 = (101+ 2×2.5)mm = 106mm ,d = 78mm,H = 39mm,R = 2mm,代入上式中，得毛胚的直徑為 D = 151mm 2.判斷拉深次數(shù) 工件總的拉深系數(shù)m= d / D = 78mm / 151mm =0.518,工件總的拉深相對高度H / d = 39mm / 78mm =0.50。 由 d/ d =106mm / 78mm = 1.359<1.4,t /D×100 = 2mm / 151mm×100 = 1.32 由表4.10查得，有凸緣筒形件首次拉深的極限相對高度h/d= 0.50,由于H / d =39mm /78mm = 0.5 = h/d= 0.50,所以工件能一次拉出。 該工件包括落料、拉深、沖孔三個基本工序，可以有以下幾種工藝方案： 方案一：先落料、后拉深，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二：落料、拉深、沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)； 方案三：落料、拉深、沖孔級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 以上幾種方案：對于方案一，模具要求簡單，但是需要三道或者更多道工序，每道工序都需一套模具，模具套數(shù)過多，生產(chǎn)效率將會降低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求；方案二采用復合模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高，復合模結構雖然較方案一復雜，但是由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難；方案三生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。 通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 2.2 必要工藝參數(shù)的計算 2.2.1 壓力中心的確定 由于該零件為軸對稱件，故不必進行壓力中心的計算。 2.2.2根據(jù)修正后的毛坯直徑計算第一次拉深高度并校核 由上面計算得知一次拉深即可，則第一次拉深高度H=40+10.5+2=52.5 當 d/ d =106mm / 78mm = 1.359<1.4 t /D×100 = 2mm / 151mm×100 = 1.32 許可最大相對高度 2.2.3 畫出工序 圖 2 2.2.4排樣和材料利用率 該工件排樣根據(jù)落料工序設計?？紤]操作方便及模具結構簡單，故采用單排排樣設計。由表2-16[3]查得搭邊值a1=1.5mm，a=2mm，采用雙排擋料銷擋料，則： 條料寬 b=151+2a=155mm 條料的進距 h=1511+a1=152.5mm 沖裁單件材料的利用率，既 式中：A——沖裁件面積； n——一個進距的沖裁件數(shù)量； b——條料寬度； h——進距。 2.2.5計算工序壓力 1.落料力的計算 F落= 式中：F落——落料力（N）； L——工件輪廓周長（mm）； t——材料厚度，t=2.0mm； ——材料的抗剪強度（Mpa），附錄[3]得Mpa。 落料力為： F落= 1.3 × 3.14 ×151mm ×310MPa×2mm =356268.769≈ 356.269kN。 2.卸料力的計算 F卸=K卸×F落 式中：K卸——卸料力因數(shù)。其值由表2-51[3]查得K卸=0.03 卸料力為： F卸=0.06×356.269kN = 21.3761kN≈ 21.376kN 。 3.沖孔力的計算 F = KLt 式中 K___修正系數(shù)； L___沖孔的周長； t___材料厚度； ___材料抗剪強度； 查表得K = 1.3,L1 = 3.14 ×20mm = 62.8mm,L2=3.14×6.5=20.41,t = 2mm, = /1.3 = 289Mpa。把以上數(shù)據(jù)代入上式得 F1 = 1.3×62.8mm×2mm×289Mpa = 47187.92 ≈ 47.187kN。 F2=1.3×20.41×2×289×2≈30.672 kN F= P1+ P2=47.187kN+30.672 kN=77.859kN 4.推件力的計算 F推=nK推P沖 式中：K推——推件力因數(shù)，由表2-15[3]查得K推=0.05； n——卡在凹模內的工件數(shù)，n=2。 推件力則為： F推=2×0.05×47.187=4.81KN 5.拉深力的計算 該零件為有壓邊圈的圓筒型件拉深，則 式中：F拉——拉深力（N）； d ——拉深件的直徑，d=78mm； t——材料厚度； ——材料的強度極限（M）；查附錄[3]得=380Mpa K——修正系數(shù)。拉深因數(shù)m1=0.5，m2=0.74 由表4-18查得修正因數(shù)K=1 所以： F拉=1×3.14×78×2.0×380=183.69KN 6.壓邊力的計算 FQ = P 式中 D___毛胚直徑（mm）； d___第一次拉深后工件的直徑（mm）； r___拉深凹模圓角半徑（mm）； P___單位壓邊力（Mpa）； 查表得 P = 2.5Mpa， 取r = 6mm。D = 151mm，d = 78mm。代入上式得 FQ = ×2.5Mpa = 28850.7125 ≈28.85kN。 則總的沖壓力為： F總=F落+F卸+F沖1+F推+F拉+F壓 =356.269kN+21.376kN+183.69Kn+28.85kN+11.0214 kN +47.187kN =648.389kN 初選壓力機為JH2-80的開式壓力機 。 2.3模具總體設計 該工作的模具結構如圖，主要由上下模、落料凹模、凸凹模、沖孔凸模、沖孔凹模、鑲拼凹模、下頂塊、上頂塊、卸料板等零件組成。 2.3.1模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓，所以模具為類型為落料——拉深——沖孔復合模。 2.3.2定位方式的選擇 因為該模具使用的是條料，落料為圓故采用導料銷，送進步距方式采用擋料銷。 2.3.3卸料、出件方式 該模具的頂件壓邊裝置安裝在下模，妨礙了沖孔廢料的排出。下模座開設了一個斜漏料孔，并用螺釘來限位，使拖板與下模座之間保持一定的間距，從而保證廢料能依靠自重順利排出。 出件方式可采用上下頂塊分別頂出。 2.3.4導向方式 該復合模采用后側導柱的導向方式。 2.4工作部分尺寸計算 模具的落料凹模、凸凹模、沖孔凹模、沖孔凸模及鑲件，凸、凹模的工作關系：工件未注公差可按照表4[7] 計算。 根據(jù)表2-10查得，沖裁模刃口雙面間隙Zmin=0.22mm Zmax=0.26mm 2.4.1 落料刃口尺寸計算 由于落料是一個簡單的圓形，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以擬采用分別加工。設計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。 查表2.4得間隙值Z=0.246mm，Z=0.360mm。查表2.5得凸、凹模制造公差：= 0.030mm，= 0.040mm。 校核：Z- Z = 0.114mm，而+ = 0.070mm 滿足Z- Z≥ +的條件。 查表2.6得：磨損系數(shù)x = 0.5 根據(jù)設計原則,落料時以凹模為設計基準。由書式（2.3）和（2.4）得 D= ( D - x) D= ( D - Z) 式中 D、 D—落料凹凸模尺寸； D—落料件的最大基本尺寸； x—磨損系數(shù)； Δ—工件制造公差； Z—最小合理間隙； δ、δ—凸、凹模的制造公差。 把D = 151mm，x = 0.5, Δ = 0.50, = 0.030mm，= 0.040mm，Z=0.246mm代入上式得 D= （151mm – 0.5×0.50） = 150.75mm D= （150.75mm – 0.246mm） =150.504 mm 2.4.2沖孔刃口尺寸計算 查表2.4得間隙值Z=0.246mm，Z=0.360mm。查表2.5得凸、凹模制造公差：= 0.020mm，= 0.025mm。 校核：Z- Z = 0.140mm，而+ = 0.045mm 滿足Z- Z≥ +的條件。 所以采用分別制造法加工。查表2.6得x = 0.75 設計加工時，以凸模為設計基準，由式2.5和2.6得 d = （d + xΔ） d = （d + Z） 式中 d、d —沖孔凸凹模尺寸； —沖孔件的最小基本尺寸； x—磨損系數(shù)； Δ—工件制造公差； Z—最小合理間隙； δ、δ—凸、凹模的制造公差。 對于沖大孔： 把 = 20mm,x = 0.75, Δ = 0.1, Z=0.246mm, = 0.020mm，= 0.025mm代入上式得 d = （20mm + 0.75×0.1） =20.075mm d = （20.075mm + 0.246） = 20.321mm 沖小孔： 把 = 6.5mm,x = 0.75, Δ = 0.1, Z=0.246mm, = 0.020mm，= 0.025mm代入上式得 d = （6.5mm + 0.75×0.1） =6.575mm d = （6.575mm + 0.246） = 6.821mm 2.4.3拉深工作部分尺寸計算 由于外形尺寸精度較高，所以以凹模為基準進行設計加工，由式4.35和4.36得 D= ( D – 0.75) D= ( D - 0.75 - Z) 式中： D、 D—凹、凸模的尺寸； D__零件外徑的最大極限尺寸； Δ—零件的公差； δ、δ—凹、凸模制造公差； Z—拉深模雙面間隙。 查表得Δ = 0.2，δ =δ = 0.016mm,因為工件的精度要求較高，為了拉深后的回彈小，表面光潔，所以采用負間隙拉深模，其單面間隙值為 = （0.9 ～ 0.95）t = 0.94 × 2 = 1.88mm 所以取Z = 3.76mm 代入上式得 D= ( D – 0.75) =（80 – 0.75×0.2） = 79.85 D= ( D - 0.75 - Z)=（80 - 0.75×0.2 – 3.76） = 76.09 凸、凹模的圓角半徑得計算 考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值，故拉深凹模圓角半徑應大些，可按公式，計算拉深凸模和凹模的圓角半徑 r = 0.8× = 2.262mm 所以取 r = 3mm 2.4.4彈性元件的設計計算 為了得到較平穩(wěn)的工件此模具采用彈壓式卸料結構，使條料在落料、拉深過程中始終處在一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應力的作用下起皺的可能。 1.上卸料采用橡膠作為彈性元件 H自由=（3.5～4）S工作 式中 H自由——橡膠的自由高度 S工作——工作行程與模具修磨量或調整量（4～6mm）之和 S工作=（3.5+1+5）=9.5mm 則 H自由=（3.5～4）×9.5=33.25～38mm 取 H自由=35mm 由式（1-50）[3]計算橡膠的裝配高度為： H2=（0.85～0.9）H自由=（0.85～0.9）×35=29.75～31.5mm 取 H2=30mm 橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定。 2.下頂塊壓邊采用橡膠作為彈性元件 H自由=（3.5～4）S工作 S工作=（3.5+5）=8.5mm 則 H自由=（3.5～4）×8.5=29.75～34mm 取 H自由=30mm 由式（1-50）[3]計算橡膠的裝配高度為： H2=（0.85～0.9）H自由=（0.85～0.9）×30=25.5～27mm 取 H2=26mm 橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定。 2.4.5模架及其他零部件的選用 據(jù)主要工作部分尺寸、結構及彈性元件的尺寸，參照有關資料可選取I級精度的后側導柱模架，即 上模座 400×350×40 HT200 下模座 400×350×50 HT200 導 柱 A25h5×130 20鋼 導 套 A25h5×85×38 20鋼 導柱、導套滲碳深度為0.8～1.2mm，硬度為58～62HRC。 上模座厚度取45mm，即H上模=45mm，如圖6所示 圖6 上模墊板厚度取10mm，即H墊板=10mm，如圖7所示 圖7 上固定板厚度取40mm，即H上固定板=40mm，如圖8所示 圖8 蓋板厚度取8mm，即H蓋板=8mm 卸料板厚度取12mm，即H卸料板=12mm 橡膠厚度取60mm，即H橡膠=60mm 凹模厚度取18mm，即H凹模=18mm，如圖9所示 圖9 下固定板厚度取10mm，即H下固定板=10mm 下模座厚度取55mm，即H下模=55mm，如圖10所示 圖10 模具閉合高度： H閉合=H上模+H墊板+H上固定板+H蓋板+H卸料板+H橡膠+H凹模+H下固定板+H下模 =（45+10+40+8+12+60+18+10+55）mm =258mm 可見該模具的閉合高度小于所選壓力機JH82-63的最大裝模高度（315mm），可以使用。 2.5模具總裝圖 由以上設計，可得到如圖11所示的模具總裝圖，為了實現(xiàn)先落料，后拉深，應保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模的端面低2mm[2]。 將條料沿導料銷平放在凹模面上，并沿導料銷向前送進，接觸到擋料銷時停止送進，壓力機滑塊帶著上模下行，首先由凹模26完成落料，緊接著由凸模6和凸凹模10進行拉深；當拉深結束后，上?；爻蹋淞虾蟮臈l料靠自重卸下，拉深成形的工件在回程中由推件塊19將工件從凸凹模中剛性打下，用手將工件取走。 卸料板25兼作壓邊圈，在拉深過程中起壓邊作用，拉深結束后又能將工件頂起使其脫離凸模。 當壓力機的閉合高度不夠時，對模具可做如下改動：將模柄16換成凸緣式模柄，去掉墊板12；如果閉和高度還不夠，可去掉固定板11，將凸模直接嵌入下模座上。 圖11 落料—拉深—沖孔復合模 1、23—橡膠 2—限位銷 3—下模板 4—銷釘 5—沖孔凸模 6—拉深凸模 7、29—螺釘 8—下推件塊 9—擋料銷 10—凸凹模 11—上固定板 12—上墊板 13—卸料螺釘 14—銷釘 15—模柄 16—打桿 17—頂桿 18—沖孔凸模 19—上模座 20—推件塊 21—導套 22—蓋板 24—導柱 25—卸料板 26—凹模 27—下固定板 28—頂桿 2.6沖壓設備的選定 壓力機噸位可按式4-38[3] F壓≥（1.7～2）F總估算公稱壓力來選取壓力機。 選用公稱壓力為1000KN的開式壓力機。 其主要技術參數(shù)為： 公稱壓力： 1000KN 滑塊行程： 130mm 最大閉和高度： 360mm 封閉高度調節(jié)量： 80mm 工作臺尺寸：（前后）480mm×（左右）710mm 最大裝模高度： 250～315mm 模柄孔尺寸： 60mm×80mm 2.7工作零件的加工工藝性 本副模具的工作零件都是旋轉體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。拉深凸模、沖孔凸模、凸凹模和落料凹模的加工工藝過程見加工工藝卡 2.7.1拉深凸模加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 07 產(chǎn)品名稱 凸模 零（部）件名稱 拉深凸模 共（ ）頁 第（ ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ80×Φ98mm 每個毛坯可制件數(shù) 5 每臺 件數(shù) 5 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 鋸成Φ80mm×60mm 下料車間 鋸床 10 車削 粗車外圓Φ77 模具車間 車床 15 銑 銑內孔達圖紙要求 模具車間 銑床 20 車削 精車外圓Φ76達尺寸要求 模具車間 車床 25 熱處理 淬火并回火達58～62HRC 熱處理車間 30 磨外圓和右端面 磨外圓Φ76和Φ20.5達到要求 模具車間 磨床 35 鉗 研磨Φ76達圖樣要求 模具車間 標記 記數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該 文件號 設計日期 審 核 日 期 標準化日期 會簽 日期 2.7.2沖孔凸模加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 08 產(chǎn)品名稱 凸模 零（部）件名稱 沖孔凸模 共（ ）頁 第（ ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ30mm 每個毛坯可制件數(shù) 5 每臺 件數(shù) 5 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 鋸割下料 Φ30mm×70mm 下料車間 鋸床 10 鍛 鍛成Φ27mm×65mm 鍛造 車間 空氣錘 15 熱處理 退火 熱處理車間 熱處理爐 20 車削 車外圓Φ20.5，留磨量0.5mm；車退刀槽2×1；掉頭車左端，留磨量0.2mm 車外圓Φ15.5，留磨量0.5mm 車外圓Φ20，留磨量0.5mm 模具車間 車床 25 熱處理 淬火并回火達 58～62HRC 熱處理車間 30 磨外圓和右端面 磨外圓Φ62.5和 Φ20.5達到要求 模具車間 磨床 35 鉗 研磨Φ20 達圖樣要求 模具車間 標記 記數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該 文件號 設計日期 審 核 日 期 標準化日期 會簽 日期 2.7.3凸凹模加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 06 產(chǎn)品名稱 凸模 零（部）件名稱 凸凹模 共（ ）頁 第（ ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 Φ180mm 每個毛坯可制件數(shù) 5 每臺 件數(shù) 5 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 鋸成Φ180mm×65mm 下料車間 鋸床 10 車削 粗車外圓Φ175mm; 車退刀槽2×1； 粗車外圓170mm 模具車間 車床 15 銑 銑內孔Φ80mm和Φ54mm達圖紙要求 模具車間 銑床 20 車削 精車外圓Φ156mm和Φ151mm達尺寸要求 模具車間 車床 25 熱處理 淬火并回火達58～62HRC 熱處理車間 30 磨外圓和右端面 磨外圓Φ156mm和Φ151mm達到要求 模具車間 磨床 35 鉗 研磨外圓達圖樣要求 模具車間 標記 記數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該 文件號 設計日期 審 核 日 期 標準化日期 會簽 日期 2.7.4凹模加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 05 產(chǎn)品名稱 凸模 零（部）件名稱 沖孔凸模 共（ ）頁 第（ ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 圓棒料 毛坯外型尺寸 300mm ×310mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 05 下料 鋸割下料300mm×310mm×60mm 下料車間 鋸床 10 銑 粗銑290mm×304mm×52mm; 粗銑Φ154mm和Φ153mm 鍛造 車間 空氣錘 15 鉆 鉆Φ16mm銷孔和螺孔 鉆Φ6mm限位孔 鉆床 20 銑 精銑285mm×301mm×50mm；精銑153mm 熱處理車間 熱處理爐 25 電火花 電火花加工 Φ151mm 電火花車間 電火花 30 熱處理 淬火并回火達58～62HRC 熱處理車間 35 磨外圓和右端面 磨外形達到要求 模具車間 磨床 40 鉗 研磨達圖樣要求 模具車間 標記 記數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該 文件號 設計日期 審 核 日 期 標準化日期 會簽 日期 結 論 三年的大學學習生涯已接近尾聲，這次畢業(yè)設計是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、模具設計制造技術，沖壓模具設計，塑料模具設計專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對模具設計、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。 經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖、中信重工等公司的生產(chǎn)實習，我對于模具特別是塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在畢業(yè)設計的過程中，我感覺到自己確實收獲了許多。通過這次自己設計一套模具，讓我對沖壓模有了更加深刻的了解，使我能夠綜合運用各種沖壓模具設計資料上的知識，懂得了在遇到難題時該如何去查找資料來解決問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學知識。并逐步樹立了正確的設計思想，增強了創(chuàng)新意識，熟悉掌握沖壓模具設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力；通過設計計算、繪圖以及運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，進行了全面的沖壓模具設計基本技能的訓練。真正設計出一套模具是不是那么簡單的，但設計的過程是充實的，這正是我在這次設計過程中深刻感受到的。 在設計的過程中，將有一定的困難，在翟德梅老師指導的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 致 謝 首先感謝本人的導師翟德梅老師，他對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。翟德梅老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！ 感謝母校——河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進行課題研究的同窗宿舍同學，和他們在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！ 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 參考文獻 [1] 王孝培主編.沖壓手冊[M]. 機械工業(yè)出版社.1990 [2] 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編.冷沖模設計與制造.機械工業(yè)出版社 [3] 模具實用技術叢書編委會.沖壓設計應用實例[M].機械工業(yè)出版社.1999 [4] 王芳主編.冷沖壓模具設計與制造.機械工業(yè)出版社.1998 [5] 中國模具設計大典編委會.中國模具設計大典[M].江西科學技術出版社. 2002 [6] 翁其金主編.冷沖壓技術.機械工業(yè)出版社. 1999 [7] 翟德梅主編.模具制造技術[M]. 河南機電高等專科學校.2001

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