錐形罩件的沖壓工藝及模具設計,錐形,沖壓,工藝,模具設計 拉深凸模機械加工工藝過程卡 機械加工工 藝過程卡片 產品 型號 JZ-01 零（部）件圖號 07 產品 名稱 錐形罩件落料拉深模具 零（部）件名稱 拉深凸模 共（1）頁第（1）頁 材料牌號 Cr12MoV 毛坯 種類 毛坯外型尺寸 φ140×85 每個毛坯可制件數(shù) 1件 每臺 件數(shù) 1件 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 備料 毛坯鍛成圓棒φ140×85 10 熱處理 退火 退火爐 15 車削 參考零件圖車外圓 車床 20 熱處理 調質 25 磨端面 工件端面留余量0.3 磨床 30 磨削 精磨外圓端面 磨床 35 鉆孔 鉆φ8.5的通氣孔 鉆床 40 鉗工 精修 全面達到設計要求 45 檢 驗 復檢各部尺寸 千分尺 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 凸凹模機械加工工藝過程卡 機械加工工 藝過程卡片 產品 型號 JZ-02 零（部）件圖號 02 產品 名稱 錐形罩件落料拉深模具 零（部）件名稱 凸凹模 共（1）頁第（1）頁 材料牌號 Cr12MoV 毛坯 種類 毛坯外型尺寸 φ155×65 每個毛坯可制件數(shù) 1件 每臺 件數(shù) 1件 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 備料 毛坯鍛成圓棒φ155×65 10 熱處理 退火 退火爐 15 車削 參考零件圖車外圓 車床 卡尺 20 熱處理 調質 25 磨端面 工件端面留余量0.3 磨床 千分尺 30 磨削 精磨外圓端面 磨床 千分尺 35 鉆孔 鉆φ60通孔，及φ70的盲孔 車床 卡尺、千分尺 40 鉗工 精修 全面達到設計要求 45 檢 驗 復檢各部尺寸 千分尺 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 落料凹模機械加工工藝過程卡 機械加工工 藝過程卡片 產品 型號 JZ-03 零（部）件圖號 05 產品 名稱 錐形罩件落料拉深模具 零（部）件名稱 凸凹模 共（1）頁第（1）頁 材料牌號 Cr12MoV 毛坯 種類 毛坯外型尺寸 φ225×55 每個毛坯可制件數(shù) 1件 每臺 件數(shù) 1件 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 備料 毛坯鍛成圓棒φ225×55 卡尺 10 熱處理 退火 退火爐 15 車削 參考零件圖車外圓 車床 卡尺 20 熱處理 調質 25 磨端面 工件端面留余量0.3 磨床 千分尺 30 磨削 精磨外圓端面 磨床 千分尺 35 鉆孔 鉆φ205通孔，及φ152的盲孔 車床 卡尺、千分尺 40 鉗工 精修 全面達到設計要求 45 檢 驗 復檢各部尺寸 千分尺 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文 件號 摘 要 畢業(yè)設計選擇了錐形罩件沖壓工藝及模具設計,對錐形罩件的拉深工藝進行分析,并通過文獻資料查閱及必要的工藝計算,設計了落料拉深復合模具。針對該模具的結構，對模具的安裝調試做了詳細說明。在此過程中使自己的專業(yè)知識得到了實踐，知識水平得到了提高。 關鍵詞 錐形罩件 模具結構 落料拉深 復合模 Abstract Graduation the design chose the taper cover the piece hurtles to press the craft and molding tools design, covering the piece to pull the deep craft to carry on to the taper analysis, and check through the cultural heritage data and necessity of craft calculation, designed to fall to anticipate to pull deep compound molding tool.Aim at the structure of that molding tool, adjusted to try to do to elaborate on to the gearing of the molding tool.Make own professional knowledge got practice in this process, the knowledge level got the exaltation. Keywords conical, die structure, blank—tensile, compound die 河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 柳建光 學 號 0312124 指導教師 翟德梅 選題情況 課題名稱 錐形罩件沖壓工藝及模具設計 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： 年 月 日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 柳建光 學 號: 0312124 設計(論文)題目： 錐形罩件沖壓工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2006年3月1日 ~ 5 月10日 指 導 教 師: 翟 德 梅 發(fā)任務書日期： 2006年3月1日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 一、課題來源 課題來來源于指導老師。 二、設計目的和意義 三年的大學生活轉眼即逝,在即將畢業(yè)之時,通過做畢業(yè)設計,對我三年的大學學習（模具設計與制造專業(yè)）進行一個很好的總結與回顧。做為一位一名模具設計與制造專業(yè)的學生,理解和掌握模具設計與制造過程是其基本要求。設計與制造模具是我的基本技術,俗稱為“吃飯的家伙”,它是我立足社會的資本,是堅定自己走向社會信念的重要保證。 由于是對自己三年學習的一個回顧,這里選取了冷沖壓模具設計。這里選擇的是一個錐形罩件模具的設計。隨著我國社會的發(fā)展速度的不斷加快,我國原本薄弱的基礎制造業(yè)也得到相應的發(fā)展,加工工藝也得到很大的提高。錐形罩件在許多機械設備中都得到了廣泛應用,也是許多特定設備的必用零件。但錐形件的加工模具設計相對薄弱,這里選此題,也是對自身的一個考驗。給自己一個提高進步的機會。 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）： 題目：錐形罩件沖壓工藝及模具設計 內容：（1）完成錐形件的工藝分析及工藝方案制定 （2）錐形件模具裝配圖及零部件圖的繪制 （3）編寫設計說明書 原始資料: 零件圖： 生產批量：大批量 材料：10鋼 材料厚度：1mm 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 前言 冷沖壓在機械制造、電子電器及日常生活中占有十分重要的地位，拉深工藝又是冷沖壓的一個重要組成部分。錐形罩件的拉深是一個難點，在本設計中，我運及自己在大學三年所學知識，盡力完成這套錐形罩件的落料拉深復合模具，以此作為自己的畢業(yè)設計，作為自己三年的學習的總結。 該設計按照校教務處、模具教研室的指導要求，盡自己平時所學，以及參閱大量的文獻資料，力求達到要求。盡最大努力將畢業(yè)設計做得充分詳實。 本設計說明書對錐形罩件進行了工藝分析，確定工藝方案，在一定的工藝計算基礎之上完成對各零部件的選用和設計，并運用所學AutoCAD畫出了模具整體結構圖，同時也畫出各非標準件的零件圖。最后對模具的安裝調試做了并要和充分的說明。 設計說明書共分六章，第一章緒論，對當前模具的發(fā)展做了概要；第二章是設計的主體部分包括工藝分析，工藝計算等；第三章、第四章對模具的總體結構和沖壓設備選定；最后是對模具安裝試進得說明。 作為即將畢業(yè)離校的學生，畢業(yè)設計是對自己三年學習的很好總結，但由于水平有限，且沒有充分實踐基礎，設計中難勉存大一些不足及疏漏之處，還請各位老師指正批評，以使自己的知識水平得到進一步的提高，走出校門更好地融入社會。 柳建光 2006.05.10 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名： 柳建光 學 號： 0312124 專 業(yè)： 模具設計與制造專業(yè) 設計(論文)題目： 錐形罩件的沖壓工藝及模具設計 指導教師： 翟 德 梅 2006年5月1日  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生2000字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 文 獻 綜 述 查閱的參考文獻資料: 1. 王 芳 《冷沖壓模具設計指導》 機械工業(yè)出版社 2. 王孝培 《沖壓模具手冊》 機械工業(yè)出版社 3. 付宏生 《冷沖壓成形工藝與模具設計制造》化學工業(yè)出版社出版 4. 馮炳堯 《模具設計與制造簡明手冊》 上?？萍汲霭嫔? 5. 劉建超 《沖壓模具設計與制造》 高等教育出版社 6. 李雙義 《冷沖壓模具設計》 清華大學出版社出版 7. 楊占堯 《沖壓模具圖冊》 高等教育出版社 8. 趙躍文 《錐形沖孔模的設計》 《電加工與模具》2002年第3期 9. 郝海濱 《沖壓模具簡明設計手冊》 化學工業(yè)出版社出版 10. 曾正名 《實用鋼鐵材料便查手冊》 中國電力出版社 11. 翟德梅 《模具制造技術》 一、中國模具的發(fā)展現(xiàn)狀 　　改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 　　隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一國制造業(yè)水平的標準。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 　　以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 二、中國模具行業(yè)發(fā)展前景 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。 ??? 1999年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長。對于大型、精密、復雜、長壽命模具需求的增長將遠超過每年10%的增幅。 ??? 汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內模具市場的一半左右。1999年，國內汽車年產量為183萬輛，。保有量為1500萬輛，預計到2005年汽車年產量將達300萬輛。汽車、摩托車行業(yè)的發(fā)展將會大大推動模具工業(yè)的高速增長，特別是汽車覆蓋件模具、塑料模具和壓鑄模具的發(fā)展。例如，到2005年汽車行業(yè)將需要各種塑料件36萬噸，而目前的生產能力僅為20多萬噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。 家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機、空調等，在國內的市場很大。目前，我國的彩電的年產量已超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調的年產量均超過了1000萬臺。家用電器行業(yè)的發(fā)展對模具的需求量也將會很大。 ??? 其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術的發(fā)展產生巨大的推動作用 三、未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 　　模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： 　(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 (2)高速銑削加工 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) (4)電火花銑削加工 (5)提高模具標準化程度 (6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 一、設計過程具體步驟如下： 1.審題目借閱參考書 2.工藝分析及工藝方案確定 包括對工件外形結構的分析，工件材料的分，及工藝方案的比較選定。 3.工藝計算 對錐形罩件的沖壓力、卸料力、拉深力、壓邊力的計算。 4.模具結構確定 5.繪制草圖 6.模具工作部分尺寸計算 主要是落料凹模、拉深凸模、凸凹模的主要刃口尺寸的計算。 7.拆畫零件圖 除導柱、導套、螺釘、銷釘?shù)葮藴始?，一切非標準標都需要拆畫零件圖。 8. 繪制正式模具裝配圖 9. 編制工作零件加工工藝 10. 編寫設計說明書 11. 設計總結準備答辯 二、實施方案及主要研究手段 1. 審題及查閱文獻資料（2006.3.1～3.10）； 2. 主要結構計算（2006.3.11～3.20） 3. 模具結構設計（2006.3.21～4.1） 3. 利用AutoCAD制圖（2006.4.1～4.10） 4. 撰寫設計說明書（2006.4.11～5.1） 5. 校對改正準備答辯（2006.5.1～5.10）  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 論文題目：錐形罩沖壓工藝及模具設計 系 部： 材料工程系 專 業(yè)：模具設計與制造 班 級： 模具031班 學生姓名： 柳 建 光 學 號： 0312124 指導教師： 翟德梅 教授 2006年05月15日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 目錄 第1章 緒論 2 第2章 模具的設計 3 2.1 設計目的意義 3 2.2 零件結構工藝分析 3 2.2.1毛坯材料的分析 3 2.2.2工藝分析 4 2.3 工藝方案的確定 7 2.4 模具結構及成型設備的選擇 8 2.4.2模具結構的選定 9 2.5 工藝計算 11 2.6 模具零件設計與校核 14 2.6.1工作零件的結構設計 14 2.6.2凸、凹模的校核 15 2.6.3其他零部件的設計選用 15 2.7 主要工作零件加工工藝 18 第3章 模具總裝圖 19 第4章 沖壓設備的選定 20 第5章 模具的裝配過程 21 5.1模具的基本安裝 21 5.2模具的裝配與調整 21 第6章 設計小結 24 致謝 25 參考文獻 26 第1章 緒論 模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產品的基礎工藝裝備，屬于高新技術產品。作為基礎工業(yè)，模具的質量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上稱之為“工業(yè)之父”。近年來，隨著經濟的快速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎的模具工業(yè)也得到了蓬勃的發(fā)展，己成為國民經濟中的重要產業(yè)。 模具分為冷沖壓模具、熱鍛模具、塑料模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，冷沖壓模具歷史悠久，用途廣，技術成熟，在各種模具中所占的比重最多。冷沖壓是選項過的金屬加工方法之一，它主要加工板料，故又稱之為板料沖壓。冷沖是在室溫下，借助于設備提供的壓力，利用模具使板料發(fā)生塑性變形，因此，它也是金屬塑性加工（壓力加工）的一種方法有些非金屬材料，也可以采用某些沖壓工藝制造零件。與切削加工相比較，準頭墳靠模具和設備完成加工過程，所以具有生產率高、加工成本低、材料利用率高、產品一致性好、操作簡單、便于實現(xiàn)機械化與自動化等一系列優(yōu)點。大批量的機械、電子、輕工等產品都大一的使用冷沖壓零件。在國防方面、飛機、導彈、各種槍支與炮彈等產品中冷沖壓加工的零件比例也是相當大的。由于冷沖壓不需要加熱，也不像切削加工那樣，將大量的金屬切削成碎屑而消耗大量的能量，所以它是一種節(jié)能的加工方法；沖壓制品所用的原材料是冶金廠大量生產的廉價的鋼板和鋼帶，在沖壓加工中材料表面質量不受破壞，故沖壓件的表面質量好，這是任何其他加工方法不能競爭的。 沖壓模具作為制造產品（或半成品）的一種工具其作用是完成某種工藝模具設計必須滿足工藝要求，最終滿足產品的形狀，尺寸和精度要求。 冷沖壓工藝大致分為兩大類：分離工序和成形工序。分離工序目的是在沖壓過程中將沖壓件與板料按一事實上的輪廓進行分離；分離工序可分為落料、沖孔和剪切等。成形工序的目的是使沖壓毛坯在不破壞其他完整性條件下產生塑性變形，并轉化成產品所要求的形狀；成形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形、擴孔、縮孔和旋壓等?！?】 冷沖壓模具是沖壓生產的主要工藝裝備。沖壓工件的表面質量、尺寸、精度、生產率以及經濟效益等，與模具結構設計是否合理關系極大。在本設計中將對一帶凸緣錐形件進行包括落料、拉深、沖孔、切邊在內的四個工序的設計分析。系統(tǒng)地對冷沖模具的設計制造及工藝分析進行一次總結回顧。該工件 的成形工藝方案可以有多種，這里選取較為合理且典型的落料拉深復合模的工藝分析及模具設計作為設計作業(yè)。 第2章 模具的設計 2.1 設計目的意義 三年的大學生活轉眼即逝,在即將畢業(yè)之時,通過做畢業(yè)設計,對我三年的大學學習（模具設計與制造專業(yè)）進行一個很好的總結與回顧。做為一位一名模具設計與制造專業(yè)的學生,理解和掌握模具設計與制造過程是其基本要求。設計與制造模具是我的基本技術,俗稱為“吃飯的家伙”,它是我立足社會的資本,是堅定自己走向社會信念的重要保證。 由于是對自己三年學習的一個回顧,這里選取了冷沖壓模具設計。這里選擇的是一個錐形罩件模具的設計。隨著我國社會的發(fā)展速度的不斷加快,我國原本薄弱的基礎制造業(yè)也得到相應的發(fā)展,加工工藝也得到很大的提高。錐形罩件在許多機械設備中都得到了廣泛應用,也是許多特定設備的必用零件。但錐形件的加工模具設計相對薄弱,這里選此題,也是對自身的一個考驗。給自己一個提高進步的機會。 2.2 零件結構工藝分析 2.2.1毛坯材料的分析 工件材料為10鋼,10鋼的塑性和韌性均高,無回火脆性傾向。焊接性能好，在冷拉狀態(tài)下或經正火外理后切削性明顯提高，在冷狀態(tài)下易擠壓成形和壓模成形，但強度較低，淬透性及淬硬性很差。具體化學力學參數(shù)可見下表【10】 表2.2.1 10鋼的化學成份（%） 牌號 C Si Mu Cr Ni Cu 10 0.07～0.13 0.17～0.37 0.35～0.65 0.15 0.30 0.25 表2.2.2 10鋼的主要力學性能MPa 牌號 τ δb δs δ10×100 E/103 10 253～333 294～432 206 29 194 2.2.2工藝分析 該工件屬于帶凸緣的錐形拉深沖孔件，屬于帶凸緣的錐形件，由于其于淺拉深要注意防止回彈。工件形狀簡單且對稱，所有尺寸均為自由公差，這里可取其為IT14。工件的厚度變化也沒有要求，可認為其是不變薄拉深。由圖可知，關鍵是要保證能夠經濟合理地沖出錐形面上六個均布的沖裁孔的相對位置，以保證與其它零件配合的要求。 參考《電加工與模具》中趙躍文的《錐形沖孔模設計》對其中沖孔工藝進行優(yōu)化。 錐形斜孔總裁工藝分析 實現(xiàn)錐面斜孔的方法一般有三種： 1.使零件孔的軸線與沖壓方向一致（如圖2.2.1）。 圖2.2.1 這種沖裁方法，凸凹模受力狀況良好，模具使用壽命較高。但是實惠多孔沖裁時，需要設計較為復雜的分度機構，且生產效率低，不能滿足生產要求。 2.利用斜楔機構，使垂直沖壓力變?yōu)樾笨追较虻臎_壓力，由內向外沖裁（如圖2.2）。 圖2.2.2 這種子選手結構可滿足大批量生產，但總裁中凸模、斜楔以及卸料裝置均應伸入沖件內部。由于模具設計能利用的空間非常有限，且零件的安放，沖孔廢料的排出均不方便，所以仍然不能滿足生產需要。 3.利用斜楔機構，由外向內沖裁（如圖2.2.3）。 圖2.2.3 這種方法同樣可以滿足批量生產。但對該零件而言，采用傳統(tǒng)的方法（凸模在下安裝）沖裁，仍然存在模具體積較大，結構復雜，零件安放不便等問題。由于該零件6個孔的尺寸精度，位置精度均要求不高，所以可對傳統(tǒng)的斜楔結構進生改進，采用由外向內的方式進行沖裁。 3　模具結構及工作過程 3.1　模具結構 模具結構（如圖2.2.4）所示。 模具的凸模裝于壓料板內,模具的導柱不僅在上、下模座之間進行導向,而且對壓料板也進行導向。因此在沖壓過程中,壓料板能嚴格保持與上、下模座的平行。裝配于壓料板中的凸模座,精確地與凸?；? 從而保證了沖裁中凸、凹模間隙的均勻。 3.2　模具工作過程 將工件放在凹模上,利用錐面定位。上模下行時,壓料板2首先壓住工件。上模繼續(xù)下行,錐塊7推動固定在壓料板上的凸模11進行沖裁。沖裁完畢后,上模上行,錐塊首先離開凸模,在橡皮12的作用下凸模復位,然后壓料板離開工件?！?】 圖2.2.4 2.3 工藝方案的確定 通過對制件的分析可得,毛坯需經落料、拉深、切邊、沖孔四個工序。初步分析可排列出下列幾種工藝方案： 方案一：先落料，后拉深，切邊，最后是沖孔。 方案二：落料--拉深復合沖壓后，切邊沖孔復合。 方案三；拉深級進模。采用級進模生產，后進切邊沖孔。 方案四：落料--拉深復合模，后進行切邊,最后在錐面沖孔。 方案一的模具結構簡單，但由于采用了多套模具，需要多個工序，影響生產效率，不適合工廠的大批量生產，故不宜采用。方案二雖比方案一減少了工序，但是切邊沖孔復合模較復雜，該工件是要在錐形面上沖孔，孔與其它零件相配合，精度要求較高。方案三與方案二的缺點相似，除此之外，由于是拉深件，條料的送進不方便，且結構復雜。方案四，將落料拉深復合為一套模具，減少了毛坯的周轉時間提高了生產效率，適合于工廠的大批量生產條件，另外在切邊模上可對工件進行修正，最后單獨沖孔可較好地保證孔的精度。由于工件的結構簡單對稱，模具的制造并不困難。相比較之下，方案四更適合大批量生產，適合本件的生產條件。還可在切邊模上對工件進行修正，以減少錐形件的拉深回彈。 2.4 模具結構及成型設備的選擇 2.4.1成型設備的選擇 1.沖壓工序壓力計算 （1）落料力的計算 F落料=KLtτ=204753N L—沖裁件周長，L =477mm； t—材料厚度，t=1mm； τ—材料的抗剪強度，τ=330MPa （2）拉深力的計算 查《冷沖壓模具設計指導》表4-19 F=πdktδbk3=42503N dk—第一次拉深深直徑，72mm δb—材料抗拉強度，400MPa k3—第一次拉深系數(shù)，0.47 （3）壓邊力的確定與計算 在拉深過程中,凸緣變形區(qū)是否起起皺主取決于材料相對厚度t/D和拉深系數(shù)m的大小。如果材料相對厚度較小，拉深系數(shù)也小，凸緣便會起皺。為防止凸緣起皺，必須用壓邊圈壓住，因此判別是否起皺的條件也就是判別是否采用壓邊圈的條件。生產決定是否采用壓邊圈可查表。 表2.4.1采用或不采用壓邊圈的條件 拉深方法 第一次拉深 t/D×100 m1 用壓邊圈 ＜1.5 ＜0.6 可用可不用 1.5～2.0 0.6 不用壓邊圈 ＞2.0 ＞0.6 由表查得本件需采用壓邊圈，以防止起起皺拉斷的產生 表2.4.2 在雙動壓力機上拉深時單位壓邊力的數(shù)值 工件的復雜程度 單位壓邊力p/MPa 難加工件 普通加工件 易加工件 0.37 3 2.5 根據(jù)上表，計算得拉深件的壓邊力為： Fy=AP=2055×2.5=5137N （4）沖壓總力的計算 沖壓力為落料力、拉深力與壓邊力的總和： FZ=F落+F拉+ Fy =204753N+42503N+ 5137=252393N 該模具擬采用正裝復合模，彈性卸料與推件。根據(jù)沖壓工藝總力計算結果并結合高度，初選開式雙柱可傾壓力機JC23－25。 2.4.2模具結構的選定 1.模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓，所以模具類型為落料—拉深復合模具。 2.定位方式的選擇 因為該模具使用的是條料，所以可采用導料采用鋼性卸料裝置上的導料槽進行導料，送進步距采用擋料銷。 3.卸料、出件方式的選擇 卸料裝置： 彈壓料板,主要用于沖制薄料和要求平整的沖件,此卸料板常用于復合沖裁模。其彈力來源為彈簧或橡皮,用后者使模具裝校更方便,卸料板孔和凸模單邊間隙: Z’/2=0.1~0.2t 此式件的厚度為1mm,相對較簿,卸料力比較小,可采用彈性卸料板推出廢料。 拉深件可用推件塊推出。 模具采用鋼性卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提供壓邊力。 4.壓邊裝置的確定 壓邊裝置一般可分為剛性和彈性兩種。彈性壓邊裝置就是在雙動沖床上利用外滑塊壓邊。這種壓邊的特點為是壓邊力不隨沖床的行程變化，拉深效果好，模具結構簡單。彈性壓邊裝置一般用于單動沖床上，其特點是壓邊力隨沖床的行程面變化。故這里選用彈性壓邊裝置較好。又因為彈性壓邊裝置中，氣墊結構較復雜，制造不易，并需要使用壓縮空氣。故這里采用彈簧，只要根據(jù)生產經驗，只要正確地選彈簧規(guī)格，就可以減少它們的不利因素。 5.導向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整，該復合模采用后側導柱的導向方式。 6.壓力中心的確定 為保證壓力機和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機的滑塊中心相重合。否則在沖壓時會使沖模與壓力機的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至會引起壓力機導軌的磨損。影響壓力機的精度，對于形狀簡單而對稱的工件如矩形、圓形、正多邊形，其沖裁的壓力中心與工件的幾何中心重合。 結合零件圖，該工件為帶凸緣錐形件,為旋轉體,結構簡單對稱。該沖裁件的壓力中心即為工件的幾何中心。該工件的沖裁力不大，為便于模具的加工和裝配，模具中心選在工件的幾何中心。此滿足JC23-25的模柄孔投影面積范圍內，滿足要求。 2.5 工藝計算 1.毛坯尺寸計算 根據(jù)表面積相等原則,用解析法求該零件的毛坯直徑D （1）修邊余量的確定: 圖2.5.1 拉深件在拉深成形后,工件凸緣周邊尺寸不齊,須進行切邊工藝,經達到工藝要求,在按照工件圖樣計算毛坯尺寸時,須加上修邊余量后再進行計算。 根據(jù)零件圖可知：凸緣直徑dt=136mm 凸緣相對直徑1.9 料厚為了t=0.1mm 查表可得其修邊余量：δ=3.6mm （2）毛坯尺寸的計算 圖2.5.2 查《王孝培沖壓手冊》表4－7得公式： D==152mm 故毛坯的外徑為152㎜。 （3）排樣及相關計算 采用有廢料直排方式,相關計算如下,查板材標準,宜選用1400×4000的冷軋鋼板,每張鋼板可采剪為9張條料(155.5×4000),第張條料可沖26個工件,故每張鋼板的利用率為75%。 圖2.5.3 沖裁件面積：A=π×D2/4=18136.64mm2 條料寬度： B=D+2a+C=155.5mm C——送料間隙，C=0.5mm查《沖壓手冊》表2-21 步距： S=D+a1=153.7mm 一個步距距離材料的利用率： η=75.8% （4）成形次數(shù)的確定 該工件為帶凸緣的錐形件。 拉深系數(shù)：由于拉深件的高度與其直徑與其徑的比值不同，有的拉深件可以用一次拉深工序制成，而有些高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。在進行沖壓工藝過程設計和確定必要的拉深工序數(shù)目常都利用拉深系數(shù)為計算依據(jù)，本件的拉深系數(shù)計算如下： =72/152≈0.47 工件的相對厚度（相對高度）: 0.65 查《沖壓手冊》表4-20得第一次拉深最大相對高度為0.32～0.38 0.38×72=27.36mm＞20mm 故，該帶凸緣錐形件可一次拉深成形。 2.工作部分尺寸計算 （1）落料凸、凹模尺寸計算 查表得： Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm 尺寸偏差Δ= 1㎜ 摩擦系數(shù)X=0.5 拉深凸凹模間隙Z=1㎜ DA=(Dmin－XΔ)+ΔA=（152－0.5×1）=151.5（㎜） DT=(Dmax－Zmin)-δT=（151.5－0.1）=150.5（㎜） （2）拉深凸凹模尺寸計算 DA=(Dmax－XΔ)+ΔA=（122－0.5×1）=121.5（㎜） DT=(DA－2Z)-δT=（122－2）=120（㎜） 2.6 模具零件設計與校核 1.工作零件的結構設計 由于工件形狀簡單、對稱，所以模具的工件零件均采用整體結構，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的結構可參看工作零件圖。 （1）落料凹模的結構設計 落料凹模厚度： 凹模的厚度：H=Kb=27.36(≥15㎜） K—系數(shù),查《冷沖壓模具設計指導書》表2-24得K為0.18 b—沖裁件的最大外形尺寸,b為152mm 由于本套模具為復合模,擬取H=40㎜ 凹模壁厚： C=（1.5～2）H=60㎜（≥30㎜） （2）拉深凸、凹模圓角半徑計算 凹模圓角半徑rd 拉深時,平面凸緣區(qū)材料經過凹模圓角流入凸、凹模間隙。如果凹模圓角半徑過小則材料流入凸、凹模間隙時的陰力和拉深力太大，將使拉深件表面產主劃痕或使危險面破裂；如果凹模圓角半徑過大，材料在流經凹模圓角時會產生起皺。首次拉深的凹模圓角半徑rd，可根據(jù)材料種類和毛坯相對厚度按表。。。。。。選用。首次閃深的凹模圓角半徑rd 表2.6.1 凹模圓角半徑 拉深方式 毛坯相對厚度 ≤2.0～1.0 ＜1.0～0.3 ＜0.3～0.1 無凸緣拉深 （4～6）t （6～8）t （8～12）t 帶凸緣拉深 （6～10）t （10～15）t （15～20）t 由表但得，取其圓角為： rd=（10～15）t=10mm 凸模圓角半徑 凸模圓角半徑過小，拉深過程中危險斷面容易產主局部變薄，甚至被拉破。凸模圓角半徑過大，拉深底部材料承壓面積小，容易變薄。首次拉深的凸模圓角半徑可等于或略小于首次拉深凹模圓角半徑，即： rpl=（0.7～1.0）rd1=8mm （3）拉深模間隙的確定 拉深模的凸、凹模間隙對拉深件質量和模具壽命都有重要的影響。間隙取值較小時，拉深件的回彈較小尺寸精度較高，但拉深力較大，凸、凹模磨損較快，模具壽命較低。間隙值過小時，拉深件筒壁將嚴重變薄，危險斷面容易破裂。間隙取值大時，拉深件筒子壁的錐度大，尺寸精度。有壓邊裝置的拉深模間隙（可查《冷沖壓成形工藝與制造工藝》表6－16得） 使用壓邊圈拉深時的凸、凹模單邊間隙： Z=1～1.1t=1mm 2.凸、凹模的校核 整體形式凹模外形尺寸的確定：凹模裝于下模座上，由于模座孔口較大因而使凹模工件時承受彎曲力矩，若凹模高度極模壁厚度不足時，會使凹模產生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，很難按理論方法精確計算，對于非標準尺寸的凹模一般不作強度校核，可用經驗公式確定尺寸。 凸模強度的較核：一般情況下，根據(jù)沖裁件形狀、大小及模具結構需要選用或參照國家標準而設計的凸模，不必進行校核，只有當凸模特別細長，沖裁件厚度較大時，才有必要進行凸模的承壓能力和抗彎曲應力的校核。 3.其他零部件的設計選用 （1）彈性元件的設計 頂件塊在成形過和中一方面可以起壓邊力的作用，另一方面還可以將成形后卡在凹模上的工件卸下，其壓力打料桿提供。 壓邊裝置彈簧的選用《冷沖壓模具設計與制造》王秀鳳主編，表7 .57 選用圓柱螺旋壓縮彈簧，材料直徑d=10，D2=45，h0=72,即10×45×72 GB2089—80,其工作極限負荷為5170N,大于壓邊力。 （2）模架及的選用 選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮,一般在長度上都應比凹模大30~40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1~1.5倍。選擇模架時還要注意到模架與壓力機的安裝關系?！?】 模具選用后側導柱模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時,上模誤轉180°裝配,將模架中兩對導柱與導套作成粗細不等。（GB2855.10—81） 導柱d/mm×L/mm分別為φ35×180, φ40×180;導套d/mm×L/mm×Dmm分別為φ35×115×43, φ40×115×43。 上模座厚度取40㎜,即H上模=35㎜ 下固定板的厚度取30㎜, 即H下固定=30㎜ 下模座厚度取50㎜, 即H下模=50㎜ 模具的閉合高度： H閉=H上模+H凸凹模+H凹模+H下固定+H下模－H入 =（35+60+40+30+50－20）㎜=195㎜ 式中：H凸、凹?！拱寄５母叨?，H凸、凹模=60㎜ H凹?！寄５暮穸?，H凹模=40㎜ H入—凸、凹模進入落料凹模的深度，H入=20㎜ （3）模柄的選用 本件選用凸緣模柄其尺寸如下： 圖2.6.1 其材料為Q235。 （《冷沖壓模具設計與制造》王秀鳳 表7.39 GB2862.3—81）【5】 （4）拉深凸模的通氣孔尺寸的確定 工件在拉深時,由于空氣壓力作用或者潤滑油的粘性等因素,使工件很容易粘附在凸模上.為使工件秒至于緊巾在凸模上,設計凸模時,應有通氣孔,拉深通氣大小可參看下表。【1】 表2.6.2 拉深凸模通氣孔尺寸【9】 凸模直徑D ＜50 50～100 100～200 200 出氣孔直徑d 5 6.5 8 9.5 參考零件圖，取通氣孔尺寸為： d=8㎜ 2.7 主要工作零件加工工藝 該模具主要工件零件包括落料凹模、拉深凸模和凸凹模,基本都是旋轉體,形狀較簡單,加工主要采用車削。主要工件零件加工工藝參看附表。 第3章 模具總裝圖 由以上設計，可得到如圖所示的模具總裝圖。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端面低1㎜。草圖如下,具體結構可參看模具裝配圖。 圖3.1 模具工作過程：將條料沿鋼性卸料裝置的導料槽平放在落料凹模上，通過擋料銷和定們銷定位，壓力機滑塊帶著上模下行，凸凹下行將條料壓入落料凹模中，實現(xiàn)落料；凸凹模繼續(xù)下行實現(xiàn)拉深拉出錐形件，在拉深過程中彈性壓邊裝置壓著毛坯以防止起皺和受力不均。拉深結束后，上?；爻蹋淞虾蟮臈l料由鋼性卸料板從凸凹上卸下，拉深成形的工件由壓力機上活動橫梁通過推件塊從凸凹模中剛性打下，用手工將工件取走后，將條料送前一個步距，進行下一個工件的生產。 第4章 沖壓設備的選定 壓力機的選擇是工藝設計中一項重要內容，它直接關系到設備的合理使用、安全、產品質量、模具壽命、生產效率和成本等一系列問題。應根據(jù)所完成的工藝性質、批量大小、工件的幾何尺寸和精度等級等選定壓力機的類型和噸位。 通過較核，選擇開式雙柱可傾壓力機JC23－25能滿足使用要求。壓力機的具體參數(shù)可參看下表： 表4.1 JC23－25開式雙柱可傾壓力機技術規(guī)格【3】 型號 JC23－25 公稱壓力/KN 350 滑塊行程/㎜ 80 滑塊行程次數(shù)/（次·min-1） 50 最大封閉高度/㎜ 280 封閉高度調節(jié)量/㎜ 60 滑塊中心線至床身距離/㎜ 205 立柱距離/㎜ 300 工作臺尺寸/㎜ 前后 380 左右 610 工作臺孔/㎜ 前后 200 左右 290 直徑 260 墊板尺寸/㎜ 厚度 60 直徑 150 模柄孔尺寸/㎜ 直徑 50 深度 70 滑塊底面尺寸/㎜ 前后 190 左右 210 床身最大可傾角/（°） 20 第5章 模具的裝配過程 5.1模具的基本安裝 本模具的裝配選用凸凹模為其準件,采用先裝上模,再裝下模,的方式安裝。 （1）通讀設計圖樣 該模具的裝配要點是：沖載外輪廓的凸模、凹模配合間隙要均勻，拉深凹模與凸模的拉深間隙要保證均勻，壓邊裝置與打料機構的動作要及時可靠。 （2）上模座的安裝 固定好模柄后。先裝上推件塊與打料桿，后將落料凸模采用兩根銷釘定位，保證定位后，由四根螺栓固定在上模板上。安裝卸料板。完成上模座的安裝。 （3）下模座的安裝 先將拉深凸模按熱套法操作要領嵌入下模座，檢查其相對固定板基礎面的垂直度。套上壓邊圈，安裝落料凹模與凹模固定板，調整后鉸定位孔。紙片試沖調整落料凸模與凹模的間隙。 5.2模具的裝配與調整 模具的安裝與調試需要將模具裝上壓力機后進行現(xiàn)場的調試,需根據(jù)試沖過程式中出現(xiàn)的實際問題來調整。模具的安裝與調試是一個技術含量較高的工作需要有很強的經驗作為基礎,有一定的耐性，這里根據(jù)前人總結的模具安裝調試的方法和經驗,歸納如下表： 表5.2.1 拉深模試沖時的缺陷和調整方法【11】 缺陷 產生原因 調整方法 起皺 1壓邊裝置的壓力不足或壓力不均勻 2凸凹模間隙過大或不均勻 3凹模圓角半徑過大或不均勻 調整壓邊力 調整凸、凹模間隙 修剪圓角半徑 破裂 1毛坯材料質量不好，塑性低，金相組織不均勻， 表面粗糙 2壓邊圈的壓力過大，彈頂器的壓縮比不合適 3凸模和凹模的圓角半徑過小 4凸模和凹模之間的間隙過小或不均勻 5拉深次數(shù)太少，材料變形程度過大 6潤滑不良，規(guī)定中間退火工序沒有進行 更換毛坯材料 減小壓邊力 加大圓角半徑 調整凸、凹模間隙 增加拉深次數(shù) 加潤滑劑，進行毛坯中間退火 尺寸過大或 過小 1毛坯尺寸設計計算錯誤 2凸、凹模之間間隙過大使沖件側壁鼓肚；間隙過小使材料變薄 3壓邊圈的壓力過大或過小 改變毛坯尺寸 調整凸、凹模間隙 調整壓邊力 表面質量不好 1模具工作表面、毛坯材料或潤滑劑不清潔 2凹模淬火硬度低，表現(xiàn)粗糙度大 3圓弧與直線相銜接不好，有棱角或突起 清理工件表面等 對凸、凹模進行拋光 修磨凸凹模 高度不一 1凸、凹模之間的間隙不均勻 2定位板位置不對 調整凸、凹模間隙 重新調整定位板 底部凸起 凸模上無出氣孔 在凸模上做出排氣孔 表5.2.2 沖裁模的試沖與調試【11】 沖裁試沖時的缺陷 產生原因 調整方法 送料不暢或料被卡死 1. 兩導料板之間的尺寸過小或有低斜度 2. 凸模與卸料板之間的間隙過大,使搭邊翻扭; 3. 用側刃定距的沖裁模導料板的工作面和側刃不平生,使條料卡死; 4. 側刃與側刃擋塊不密合形成方毛刺,使條料被卡死; 1. 根據(jù)情況銼修或重裝導料板 2. 減小凸模與卸料板之間的間隙; 3. 重裝導料板; 4. 修整側刃擋塊消除間隙; 刃口相咬 1. 上模座,下模座,固定板,凹模墊板等零件安裝面不平行; 2. 凸模,導柱等零件安裝不垂直; 3. 導柱與導套配合間隙過大使導向不準; 4. 卸料板的孔位不正確或歪斜,使沖孔凸模位移; 1. 修整有關零件,重裝上模或下模; 2. 重裝凸?；驅е? 3. 更換導柱或導套; 4. 修整或更換卸料板; 卸料不正常: 1. 由于裝配不正確,卸料機構不能動作,如卸料板與凸模配合過緊,或因卸料板傾斜而卡緊; 2. 彈簧或橡皮的彈力不足; 3. 凹模和下模座的漏料孔沒有對正,料不能排出; 4. 凹模有倒錐度造成工件堵塞; 1. 修整卸料板,頂板等零件; 2. 更換彈簧或橡皮; 3. 修整漏料孔; 4. 修整冊模; 沖模質量不好: 1. 有毛刺 2. 沖件不平 3. 落料外形和內孔位置不正,成偏位現(xiàn)象 1. 刃口不鋒利或淬火硬度低; 2. 配合間隙過大或過小; 3. 間隙不均勻使沖件一邊有顯著帶斜角的毛刺; 合理調整凸模和凹模的間隙及修磨工作部分的刃口, 1. 凹模有倒錐度; 2. 頂料桿和工件接觸面過小; 3. 導正釘與預沖孔配合過緊,將沖件壓出凹陷; 1. 修整凹模 2. 更換頂料桿 3. 修整導正釘 1. 擋料釘位置不正; 2. 落料凸模上導正釘尺寸過小; 3. 導料板和凹模送料中心線不平行,使孔位偏斜; 4. 側刃定距不準 1. 修正擋料釘 2. 更換導正釘 3. 修整導料板 4. 修磨或理換側刃 第6章 設計小結 在經過大量資料的翻閱，且近一個月時間的腦力勞動，終于完成了此《錐形行罩件工藝分析及模具設計》的畢業(yè)設計。在此過程中，我經歷了不知從何下手，到翻閱大量資料實例，再到開始分析設計、計算。我感到自己有許多的不足，根據(jù)自己的不足從新對入學以來的各種專業(yè)知識進行了必要的復習。經過籠統(tǒng)的復習，再加到設計分析中，這促使自己有效地回回顧和鞏固了許多基礎知識。 該錐形罩件屬帶凸緣錐形件，在我們平時的學習過程式中比較少見。能參考的設計實例有限，故而有一定的難度。以過此次設計使自己認識了許多不足，也在一定程度上提高了自己的知識水平。 通過這次設計還使自己認識到，關有課堂、課本的知識是不遠遠不夠的。我們的學習應當與生產實踐結合起來，在實踐中鍛煉自己，擔高自己，以取得更大的進步。 致謝 此次畢業(yè)設計,存在不少難處和疑問,但在指導老師翟德梅老師的指導下完成得還順利,在這里表示感謝。此外，還得到了模具教研室各位老師的指點，這里也一并表示衷心的感謝。感謝各位老師在百忙中的指點糾證，讓自己在畢業(yè)設計過程中學習到不少新的知識，也更懂得了學海無涯的道理，使自己在以后的學習生活中更有信心，更能堅定目標。 畢業(yè)設計大部分的工作都是在校圖書館完成的，我校的圖書館藏書豐富，完全能滿足我們的畢業(yè)設計所需查閱的各種資料。在圖書館的半個月里，感謝舍友范玉波的合作，在相互學習中得到了不少的提高。對各位同學的幫助這里也一并謝過。 參考文獻 1. 王 芳 《冷沖壓模具設計指導》 機械工業(yè)出版社 2. 王孝培 《沖壓模具手冊》 機械工業(yè)出版社 3. 付宏生 《冷沖壓成形工藝與模具設計制造》化學工業(yè)出版社出版 4. 馮炳堯 《模具設計與制造簡明手冊》 上?？萍汲霭嫔? 5. 劉建超 《沖壓模具設計與制造》 高等教育出版社 6. 李雙義 《冷沖壓模具設計》 清華大學出版社出版 7. 楊占堯 《沖壓模具圖冊》 高等教育出版社 8. 趙躍文 《錐形沖孔模的設計》 《電加工與模具》2002年第3期 9. 郝海濱 《沖壓模具簡明設計手冊》 化學工業(yè)出版社出版 10. 曾正名 《實用鋼鐵材料便查手冊》 中國電力出版社 11. 翟德梅 《模具制造技術》 第 25 頁 共 25 頁