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河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 畢業(yè)設計題目 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具 111 班 學生姓名 陳 科 萌 學 號 111304110 指導教師 楊 占 堯 2014 年 4 月 10 日 河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設計中期檢查表 學生姓名 陳科萌 學 號 111304110 指導教師 楊占堯 課題名稱 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)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?？茖W校 畢業(yè)設計任務書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 學 生 姓 名 陳 科 萌 學 號 111304110 設計 論文 題目 筒 形 件 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設 計 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 16 日 指 導 教 師 楊 占 堯 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1 本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的 該課題來源于生產(chǎn)實際 本畢業(yè)設計題目主要是對筒形件沖壓成形工藝的設計 目的主要是鍛煉學生的設計模具的能力 并培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力 在完成畢 業(yè)設計的過程中熟悉并了解模具的設計過程與步驟 在設計的過程中學會查手冊和工 藝計算 2 本畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術要求 工作 要求等 材 料 08Al 批量 大批量 厚度 1 5mm 工作要求 1 制件工藝性分析與方案的確定 2 編寫設計說明書一份 3 繪制模具裝配圖及至少五張模具零件圖 4 編寫主要零件的機械加工工藝過程卡 所在專業(yè)審查意見 負責人 系部意見 系領導 年 月 日 年 月 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 01 零件名稱 沖孔凸模 零件號 00 09 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 Cr12 48 52HRC 鍛 件 設 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 4 車端面 車外圓 車刀 游標 卡尺 設 計 者 陳科萌 指 導 教 師 楊占堯 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 09 沖孔凸模 設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 1 下料 鋸床 鋼尺 2 鍛造 鍛床 鍛錘 鋼尺 3 熱處理 退火 加熱爐 4 車削 車床 車刀 游標卡尺 5 熱處理 淬火 回火 電熱爐 火鉗 6 磨外輪廓 磨床 砂輪 千分尺 7 檢驗 編制 陳科萌 校對 審核 批準 I 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 摘 要 此次設計為落料 拉深 沖孔復合模 設計本模具充分利用了網(wǎng)上資源 圖 書館藏書 更重要的是老師的諄諄教導 才成就了此模具 在模具的設計過程中 首先 簡要地概述了沖壓模具的特點和在社會發(fā)展領域中的 作用及其以后的發(fā)展前途 點明了模具的設計意義 其次進行工件的工藝分析 進而 確定了工藝方案 計算出了模具工作部分的尺寸公差 設計出零部件 然后依據(jù)設計 要求選擇各個標準件 最后設計出模具的總裝配圖 在設計過程中需要計算沖壓力 落料力 拉深力及推件力 卸料力 從而判斷模具各部件是否能承受壓力機的作用 更重要的是模具工作零件的設計 以此為核心的問題 工作零件的誤差將直接影響制 件的質(zhì)量 最后利于繪圖工具 AutoCAD 制作了裝配圖和零件圖 而節(jié)省了許多時間 通過此次設計使我不僅掌握了沖壓模具設計的一般流程 更好的學習好多在課本 上沒有學習的知識 關鍵詞 沖孔 拉深 計算機繪圖 工藝分析 THE CYLINDRICAL PARTS II FORMING TECHNOLOGY AND DIE DESIGN ABSTRACT This time design for fall to anticipate pull deep blunt bore compound mold design originally the molding tool made use of the on line resources well the library library the more important teacher earnestly instruct just achieving this molding tool In the design process of the molding tool first the synopsis ground says to hurtle the characteristics of press the molding tool all and after society develop the function in the realm and it of development prospect order the design meaning of understand the molding tool Carry on the craft analysis of the work piece the next in order Then made sure the craft project compute the molding tool work the size business trip of the part design zero partses of then request to choose the each standard piece according to the design designing a total assemble diagram of molding tool finally The demand computes the blunt pressure in design process falling to anticipate the dint pulling the deep dint and pushing a dint unloading to anticipate the dint thus judging whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not the design of the more important molding tool work spare parts with this for core of problem the error margin of the work spare parts will affect the quantity of make the piece directly Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study KEY WORDS Blunt bore Pull deeply The calculator painting The craft analysis 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 1 1 緒 論 目前 我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?主要原因是我國在沖壓 基礎理論及成型工藝 模具標準化 模具設計 模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā) 達的國家尚有相當大的差距 導致我國模具在壽命 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大 1 1 沖壓模具水平狀況 近年來 我國沖壓模具水平已有很大提高 大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達 50 多噸的模具 為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了 精度達到 1 2 m 壽命 2 億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn) 表面粗糙度達到 Ra 1 5 m 的精沖模 大尺寸 300mm 精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平 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(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力 當內(nèi)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(nèi)力的作用性質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量較好而且成本低的加工藝 用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 2 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 現(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 沖壓模具的發(fā)展重點與展望 發(fā)展重點的選取應根據(jù)市場需求 發(fā)展趨勢和目前狀況來確定 可按產(chǎn)品重點 技術重點和其他重點分別敘述 1 3 1 沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點 沖壓模具共有 7 小類 并有一些按其服務對象來稱呼的一些種類 目前急需發(fā)展 的是汽車覆蓋件模具 多功能 多工位級進模和精沖模 這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大 發(fā)展前景好 汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具 尤其 是外覆蓋件模具 高強度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進模 連續(xù)模今后 將會有較快的發(fā)展 多功能 多工位級進模中發(fā)展重點是高精度 高效率和大型 高 壽命的級進模 精沖模中發(fā)展重點是厚板精沖模大型精沖模 并不斷提高其精度 1 3 2 沖壓模具技術發(fā)展重點 模具技術未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化 高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展 因此從設 計技術來說 發(fā)展重點在于大力推廣 CAD CAE CAM 技術的應用 并持續(xù)提高效率 特 別是板材成型過程的計算機模擬分析技術 模具 CAD CAM 技術應向宜人化 集成化 智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展 并提高模具 CAD CAM 系統(tǒng)專用化程度 為了提高 CAD CAE CAM 技術的應用水平 建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系 統(tǒng)和提高軟件的實用性十分重要 從加工技術來說 發(fā)展重點在于高速加工和高精度 加工 高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削 高速研拋和高速電加工及快速制模技術 高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度 1 m 以下和表面粗糙度 Ra 0 1 m 的各種 精密加工 提高模具標準化程度 搞好模具標準件生產(chǎn)供應也是沖壓模具技術發(fā)展重 點之一 為了提高沖壓模具的壽命 模具表面的各種強化超硬處理等技術也是發(fā)展重點 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 3 對于模具數(shù)字化制造 系統(tǒng)集成 逆向工程 快速原型 模具制造及計算機輔助應 用技術等方面形成全方位解決方案 提供模具開發(fā)與工程服務 全面提高企業(yè)水平和 模具質(zhì)量 這更是沖壓模具技術發(fā)展的重點 2 制件工藝分析及工藝方案確定 零件名稱 無凸緣圓筒形制件 生產(chǎn)批量 大批量 材 料 08AL 料 厚 1 0mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 4 無凸緣圓筒形制件圖 2 1 工藝分析 零件為無緣圓筒形制件 如圖所示 零件結(jié)構(gòu)簡單 尺寸精度不是很高 考慮到 加工的經(jīng)濟性 決定減少加工的工序數(shù)目 宜采用落料拉深復合模 該零件沖壓加工 工序包括落料 拉深 沖孔 該制件高度 28 尺寸為未注公差尺寸 滿足拉深工藝對精度等級的要求 尺寸 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 5 按公差表查得為 IT13 級 滿足拉深工序?qū)χ萍畹燃壍囊?零件所用材 68 5 0 50 料為 08AL 拉深性能較好 1 確定切邊余量 查表 4 1 并取 4mm 2 計算毛坯直徑 D 根據(jù)公式 4 5 D 2 2 4 2 2 8 2 2 4 1 72 0 56 2 因為毛坯的厚度 t 1mm 則各個尺寸應以零件厚度的中心尺寸代入進行計算 故 d 68 5 0 25 1 69 75mm H 28 0 5 4 31 5mm r 5 5mm 代入上式得 D 114mm 3 判斷零件能否一次拉出和是否需要采用壓邊裝置 判斷零件能否一次拉出僅需比較所需的總拉深系數(shù) 和第一次允許的極限拉深系 總 數(shù) 的大小即可 當 說明拉深該工件的實際變形程度比第一次允許的極限變 1 總 1 形程度要小 工件可以一次拉成 若當 因此該零件只需一次拉深就能夠達到所需尺寸 總 1 2 2 工 藝 方 案 的 確 定 該工件包括落料 拉深 沖孔 三個基本工序 可以有以下三種工藝方案 方案一 先落料 再拉深 最后沖孔 采用單工序模生產(chǎn) 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 6 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 沖孔連續(xù)沖壓 采用連續(xù)模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 但需三道工序 即需要落料模 拉深模 沖孔模三副模具 生產(chǎn)效率低 難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求 方案二只需一副模具 沖壓件的形位精 度和尺寸精度易保證 且生產(chǎn)效率也高 盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復雜 但由于零件的 幾何形狀簡單對稱 模具制造并不困難 方案三也只需一副模具 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 需在模具上設置導正銷導正 故 其模具制造 安裝較復合模復雜 通過對上述三種方案的分析比較 該件的沖壓生產(chǎn) 采用方案二為佳 2 3 制件排樣及相關的計算 采用有廢直排的排列的方式 因為沖件與沖件之間 沖件與條料之間都存在搭邊 廢料 這樣沖件尺寸完全由沖模來保證 因此精度較高 模具壽命也較長 但材料的 利用率較低 根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣 排樣圖如下 沖裁件的面積 A 222 86 104 1 34 mD 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 7 條料的寬度 B D 2a c 114 2 0 5 116 5 查表 2 9 得 最小搭邊值 a 1 0mm 查表 2 12 得 條料與導料板間隙 ma8 01 mC5 0in 步距 S D 114 0 8 114 8mm 1a 一個步距的材料的利用率 000 6 718 4162 BSA 3 沖壓模具設計 3 1 確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時選擇復合模 又因零件的幾何形狀簡單對 稱 工件間有搭邊值 復合模結(jié)構(gòu)相對簡單 操作方便 又可直接利用壓力機的打桿 裝置進行推件 卸件可靠 便于操作 所以模具類型為有廢料復合模 3 2 計算工序壓力 選擇壓力機 在沖裁模設計中 沖壓力是指落料力 缷料力 拉深力 壓邊力 沖孔力 切邊 力和推件力的總稱 它是沖裁時選擇壓力機 進行模具設計校核強度和剛度的重要依 據(jù) 1 落料力 F 落 1 3 D t 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 8 1 3 3 14 114 320 1N 148911 36N 148 9KN 式中 材料抗剪強度 查表可知 08 鋼 260 360MPa 取 320Mpa 2 卸料力 F 卸 K 卸 F 落 0 04 148 9KN 5 96KN 查 沖壓工藝與模具設計 P30 表 2 7 可知 K 卸 0 04 3 拉深力 F 拉 K dt b 0 86 3 14 69 75 1 440N 82875 276N 82 88KN 查 沖壓工藝與模具設計 P137 表 4 6 可知 式中 K 修正系數(shù) K 0 86 b 材料強度極限 08AL 的抗拉強度 b 440MPa 4 壓邊力 F 壓 4 D d 2 P 凹 3 14 4 114 69 75 2 6 2 5N 12389 14N 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 9 12 39KN 式中 凹模圓角半徑 取 6mm 凹 凹 P 單位壓邊力 P 2 5MPa 5 沖孔力 F 沖 1 3 dt 1 3 3 14 15 1 320N 19593 6N 19 59KN 式中 d 工件孔直徑 d 15mm 6 切邊力 F 切 1 3 Dt 1 3 3 14 70 5 1 320N 92089 92N 92 09KN 式中 D 工件外輪廓直徑 D 70 5mm 7 推件力 F 推 nK 推 F 沖 3 0 05 19 59KN 2 94KN 式中 n 沖孔時卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù) n 3 K 推 推件力因素 K 推 0 05 故總沖壓力為 F 總 F 落 F 卸 F 拉 F 壓 F 沖 F 切 F 推 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 10 148 9 5 96 82 88 12 39 19 59 92 09 2 94KN 364 75KN 從滿足沖壓力要求看 選用 630KN 規(guī)格的壓力機 JB23 63 其主要技術參數(shù)為 公稱壓力 630kN 滑塊行程 100mm 最大閉合高度 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 80mm 工作臺尺寸 860mm 570mm 模柄孔尺寸 m705 最大可傾角 250 3 3 計算壓力中心 因為本制件是軸對稱零件 所以不用計算壓力中心 即 0 0 X0 Y0 3 4 計算模具零件主要工作部分的刃口尺寸 3 4 1 凸 凹模刃口尺寸的確定 凸 凹模刃口尺寸的確定原則 1 考慮落料和沖孔的區(qū)別 落料件的尺寸取決于凹模 因此 落料模應先決定凹 模的尺寸 用減小凸模尺寸來保證合理的間隙 沖孔件的尺寸取決于凸模 因此 沖 孔模應先決定凸模尺寸 用增大凹模尺寸來保證合理的間隙 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 11 2 考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響 刃口磨損后尺寸變大 其刃口的基本尺 寸應接近或等于沖件的最小極限尺寸 刃口磨損后尺寸變小 應接近或等于沖件的最 大極限尺寸 3 考慮沖件精度與模具精度之間的關系 選擇模具制造公差時 既要保證沖件的 精度要求又要保證有合理的間隙值 一般沖模精度較沖件精度高 2 3 級 3 4 2 凸 凹模配合加工時的工作部分尺寸 對于沖制復雜形狀沖件的模具或單件生產(chǎn)的模具 其凸凹模常采用配合加工的方 法 凸凹模工作部分尺寸計算 其落料件按凹模磨損后尺寸增大 A 類尺寸 減小 B 類尺寸 和不變 C 類尺寸 的規(guī)律分三種 沖件按凸模磨損后尺寸減小 B 類尺寸 增大 A 類尺寸 和不變 C 類尺寸 的規(guī)律分三種 因為工件屬沖孔 根據(jù)設計要求確定凸模刃口尺寸并依次為 基準配置凹模 按磨損后其尺寸變大 變小 不變 1 落料凹模刃口尺寸計算 對于落料部分 即落料件尺寸為 114 mm 根據(jù)查表得沖裁刃口雙面間隙為 Zmin 0 1mm Zmax 0 14mm 114 的制造公差查表得 凹 0 035mm 凸 0 025mm 凹 凸 0 035 0 025mm 0 06mm Zmax Zmin 0 14 0 1mm 0 04mm 由于 凹 凸 Zmax Zmin 故采用配作法制造模具刃口 磨損系數(shù)為 X 0 5 則凹模刃口尺寸為 D 凹 D x 凹 0 114 0 5 1 0 0350 mm 113 5 0 0350 mm D 凸 mm113 4 0 0 025 2 沖孔刃口尺寸計算 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 12 對于 15 的孔尺寸按未注公差 IT12 級計算 所以沖孔件尺寸為 15 0 50 制造公 差查表得 凹 凸 0 02mm 由于 凹 凸 0 02 0 02 0 04mm 即 凹 凸 Zmax Zmin 故凸模采用分開加工 則 d 凸 d x 0 凸 15 0 5 0 5 0 0 02mm 15 250 0 02mm d 凹 d x Zmin 凹 0 15 0 5 0 5 0 1 0 020mm 15 35 0 020mm 3 拉深模的間隙 查表得拉深模的單邊間隙為 Z 2 1 1t 1 1mm 則拉深模的間隙 Z 2 1 1 2 2mm 確定間隙后 還要將圓角部間隙比直角部分增大 0 1t 該件要求內(nèi)徑尺寸 則此增大值由修整凹模得到 4 拉深模的圓角半徑 凹模的圓角半徑 查表選取 6t 6mm 凹 凹 凸模的圓角半徑 等于工件的內(nèi)圓角半徑 即 r 5mm 凸 凸 5 拉伸部分凸 凹模刃口尺寸計算 由于工件要求內(nèi)形尺寸 因此以凸模為設計基準 凸模的計算公式如下 d凸 d 0 4 0 凸 將凸模公差按 IT8 級選取 則 0 03mm 凸 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 13 將 68 5mm 0 5mm 0 03mm 代入上式 得到凸模尺寸為 d 凸 mm d凸 68 7 0 0 03 間隙取在凹模上 則凹模的尺寸按式 d凹 d 0 4 Z 凹0 將 68 5mm 0 5mm Z 2 2mm 0 05mm 代入上式 得到凹模尺寸為 d 凹 mmd凹 70 9 0 050 3 5 彈性元件的設計計算 為了得到較平整的工件 此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu) 使條料在落料 拉深過程 中始終在一個穩(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 a 上卸料板采用橡膠作為彈性元件 計算橡膠的自由高度 工 作自 由 4 3 SH 式中 橡膠的自由高度 mm 自 由 卸料板行程與模具修磨量或調(diào)整量 4 6 之和工 作S m10 5 工 作 則 mSH 40 34 3 4 3 工 作自 由 取 m自 由 計算橡膠的裝配高度 mHH 6 30 92834 9 0 85 9 0 85 自 由2 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 b 下頂塊壓邊也采用橡膠作為彈性元件 橡膠的自由高度 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 14 mSH 48 6 3912 4 3 4 3 工 作自 由 取 m0自 由 計算橡膠的裝配高度 mHH 36 40 9 850 9 85 自 由2 取 H2 34mm 橡膠的斷面面積在模具裝配時按模具空間大小確定 3 6 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計 3 6 1 凸模 凹模 凸凹模的結(jié)構(gòu)設計 1 落料凸 凹模的結(jié)構(gòu)設計 在落料凹模內(nèi)部 由于要設置推件塊 所以凹模刃口 應采用直壁式刃口 并查表 2 21 取得刃口高度 h 6mm 該凹模結(jié)構(gòu)簡單 宜采用整 體式 查表 2 22 得 k 0 15 即凹模高度 H kb 0 15 114 17 1mm 凹模壁厚 C 1 5H 1 5 17 1 25 65mm 凹模的外形尺寸的確定 凹模的外形長度 L 114 2 25 65 mm 165 3mm 凹模的外形寬度 B 114 2 25 65 mm 165 3mm 凹模整體尺寸標準化 取為 200mm 200mm 35mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取 1 5 2 0 d d 為螺孔的尺寸 由于凹模厚度 為 35mm 所以根據(jù)表查得螺孔選用 4 M8 的螺釘固定在下模座 螺孔到凹模外緣的最小距離 a 1 5d 1 5 8 12mm 2 沖孔 15mm 凸模設計 為了增加凸模的強度和與剛度 凸模的非工作部分直徑 應制成逐漸增大的多級形式 凸模固定板厚度取 25mm 凸凹模厚度取 18mm 故 H 25 46 2 73mm 3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設計 本模具為復合沖裁模 除了沖孔凸模和落料凹模外 還有 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 15 一個凸凹模 確定凸凹模安排在模架上的位置時 要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù) 使壓 力中心與模柄中心重合 校核凸凹模的強度 查表 2 23 得凸凹模的最小壁厚為 2 7mm 而實際最小壁厚為 21 25mm 故符合強度要求 凸凹模的高度為 74mm 3 6 2 卸料裝置的設計與標準化 在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板 設計卸料板為一整體板 本模具的卸料板不 僅有卸料作用 還具有外形凸模的導向作用 卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊表 15 27 得 卸料板長度 L 200mm 寬度 B 200mm 厚度 h0 8mm 此模具中 卸料板對落料凸模起導 向作用 卸料板和凸模按 H7 h6 配合制造 卸料螺釘選用圓柱頭卸料螺釘 根據(jù) JB T7650 5 94 選取 M10 100 材料為 45 鋼 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 16 3 6 3 標準模架的選用 模架包括上模座 下模座 導柱和導套 選擇模架結(jié)構(gòu)時要根據(jù)工件的受力變形 特點 坯料定位 出件方式 材料的送進方向 導柱受力狀態(tài) 操作是否方便等方面 進行綜合考慮 選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮 一般在長度上及寬度上 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 模架與壓力機的安裝關系 模座的寬度比壓力機工作臺孔的孔徑每邊約大 40 50mm 沖 壓模具的閉合高度應大于壓力機的最小裝模高度 小于壓力機的最大裝模高度等 根 據(jù)主要工作部分尺寸 結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸 參照有關資料 由 GB T2855 5 90 選取 I 級精度的后側(cè)導柱模架 滑動導向型 由凹模周界選用標準模架如圖所示 凹模周界 L 200mm B 200mm 用標準寫法 材料為 ZG45 I 級精度的后側(cè)導柱模架 導柱標記 28 200 GB T2861 1 32 210 GB T2861 1 導套標記 28 100 38 GB T2861 6 32 105 43 GB T2861 6 上模座標記 200 200 45 GB T2855 5 下模座標記 200 200 50 GB T2855 6 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 17 模柄標記 50 70 JB T 7646 1 3 6 4 擋料銷 導料銷的的選用 擋料銷的選用 根據(jù)沖壓件的工藝性選擇 A 型固定擋料銷 材料 45 鋼 數(shù)量 1 熱處理硬度 43 48HRC 尺寸為高 h 8mm 圓頭部分為 下面為 這種擋料銷 6 3 的結(jié)構(gòu)簡單 制造容易 廣泛的用于中小型沖裁件的擋料定距 導料銷的選用 查資料書可知 導料銷材料一般用 T7 T8 熱處理硬度 46 52HRC 粗糙度 1 6mm 下 裝配時采用 H7 s6 配合 其尺寸為 6 20 3 6 5 螺釘與銷釘?shù)倪x擇 沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘 其中螺釘起連接固定作用 銷釘起定位 作用 螺釘和銷釘都是標準件 沖模中廣泛的使用螺釘是內(nèi)六角螺釘 緊固牢靠 螺 釘頭不外露且模具外形美觀 銷釘常用圓柱銷 模具設計時 螺釘和銷釘選用應注意以下幾點 1 同一組合中 螺釘?shù)臄?shù)量一般不少于 3 個 對中小型沖模 被連接件為圓形是用 3 6 個 并盡量沿被連接件的外緣均勻分布 銷釘?shù)臄?shù)量一般都為兩個 且盡量遠距離 錯開分布 以保證定位可靠 2 銷釘?shù)墓Q直徑可按與螺釘大徑相同或小一規(guī)格來選取 螺釘?shù)男肷疃群弯N釘 的配合深度都不能太淺 也不能太深 一般取公稱直徑的 1 5 2 倍 3 螺釘之間 螺釘與銷釘之間的距離 螺釘 銷釘距凹模刃口及外緣的距離 均不 應過小 以防降低模具強度 4 各連接件的銷孔應配合加工 以保證位置精度 銷釘與銷孔之間采用 配合 查表選取 螺釘尺寸 數(shù)量 4 個 特種螺釘尺寸 M10 7 6或 7 6 8 90 數(shù)量 4 個 圓柱銷 10 數(shù)量 2 個 銷釘孔與銷釘采用 的過渡配合 120 60 7 6 3 6 6 模具中各板的尺寸 查表得 墊板規(guī)格為 200 200 8 凸模固定板規(guī)格為 200 200 25 卸料板 規(guī)格為 200 200 8 3 6 7 推件裝置的選擇 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 18 推件裝置主要是剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種 一般剛性推件裝置用的較多 基本零件有 推桿 推板 連接推桿和推件塊 有的剛性推件裝置由推桿直接推動推 件塊 甚至直接由推桿推件 剛性推件裝置裝于上模部分 在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r 利用壓力機滑塊上的打料橫桿 撞擊上模內(nèi)的推桿 推桿傳給推件板 將凹模內(nèi)的工 件推出 其推件力大而且可靠 推板長短要一致 分布要均勻 推板要有足夠的剛度 一般裝在上模座的孔內(nèi) 本設計采用剛性推件裝置 由推桿直接推動推件塊使制件推 出 3 6 8 頂件裝置的選用 頂件裝置一般是彈性的 由頂桿頂件塊和裝在下模底下的彈頂器組成 彈頂器可 以做成通用的 其彈性元件是彈簧或橡皮 大型壓力機本身有氣墊作為彈頂器 模具 采用這種結(jié)構(gòu)能使沖裁件具有較高的平直度 此設計采用頂桿 使包在凸模上的制件在氣墊的推動下由頂件塊頂出 3 6 9 壓邊裝置的選擇 目前 在生產(chǎn)實際中常用的壓邊裝置有以下兩大類 1 彈性壓邊裝置 這種壓邊裝 置多用于普通沖床 通常有三種結(jié)構(gòu)形式 橡皮壓邊裝置 彈簧壓邊裝置 氣墊式壓 邊裝置 2 剛性壓邊裝置 這種結(jié)構(gòu)用于雙動壓力機 凸模裝在壓力機的內(nèi)滑塊上 壓邊裝置裝在外滑塊上 在拉深過程中 外滑塊保持不動 所以其剛性壓邊力不隨行 程變化 拉伸效果好 模具結(jié)構(gòu)簡單 綜合考慮 本設計采用剛性壓邊裝置 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 19 4 筒形件復合模裝配和注意事項 模具裝配是整個模具制造過程的最后階段 模具裝配圖或驗收技術條件是裝配的 依據(jù) 構(gòu)成模具的所有復合技術要求的零件 包括標準件 通用件及成型零件等是模 具裝配的基礎 但是有了合格的零件 還必須制定合理的裝配工藝 才能裝配符合設 計要求的模具 在裝配過程中 即要保證配合零件的配合精度 又要保證零件之間的位置精度 對于具有相對運動的零部件 還必須保證它們之間的運動精度 模具裝配的高低及質(zhì) 量好壞 直接影響零件能否正常生產(chǎn)以及零件的尺寸 形狀精度和成本 所以說 模 具的裝配是模具制造過程中重要環(huán)節(jié) 沖壓模具裝配完成后 各模具零件組成模具的上模部分和下模部分 沖壓模具工 作時 下模部分安裝在壓力機的工作臺上 是模具的固定部分 上模部分通過模柄安 裝在壓力機滑塊上 是模具的活動部分 4 1 沖壓模具裝配的技術要求 1 模具各組成零件的材料 尺寸精度 幾何形狀精度 表面粗糙度和熱處理工藝以 及相對位置精度等都要復合圖樣要求 零件的工作表面不允許有裂紋和機械傷痕等缺 陷 2 模具裝配后 所有模具的活動部位都應該保證位置準確 配合間隙適當 動作可 靠 運動平穩(wěn) 固定的零件應牢固可靠 在使用過程中不得出現(xiàn)松動和脫落 3 凸模和凹模的配合間隙應符合設計要求 沿整個刃口輪廓間隙應均勻一致 4 模柄裝入上模座后 其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差 在全長范圍內(nèi)不大 于 0 05mm 5 上模座的上平面應和下模座的底平面平行 導柱和導套裝配后 其軸心線應分別 垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面 6 裝配好的模架 其上模座沿導柱上 下移動應平穩(wěn) 無阻滯現(xiàn)象 導柱和導套的 配合精度應符合規(guī)定要求 7 定位裝置要保證毛坯定位正確可靠 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 20 8 卸料裝置和頂件裝置應靈活 正確 出料孔暢通無阻 保證制件及廢料不卡在沖 模內(nèi) 9 模具應在生產(chǎn)的條件下進行實驗 沖出的制件應符合設計要求 4 2 筒形件復合模裝配的特點 落料拉深復合模在結(jié)構(gòu)上分為上模部分和下模部分 所以裝配過程的總的思路是 將模具零件分別裝配成上模部分和下模部分 然后將上模部分和下模部分裝配成完整 的模具 本模具的彈頂裝置屬于下模部分 包括橡膠 底板 聯(lián)接螺釘 螺母等零件 裝配時可以將這些零件先裝配成彈頂裝置 再作為一個整體裝入下模部分 4 3 試沖與調(diào)整 裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應調(diào)整 沖模中凸凹模之間的間隙大小及其均勻程 度是直接影響沖件的質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一 因此 在制造沖模時 必 須要保證凸凹模間隙的大小及均勻一致性 通常 凸凹模間隙的大小是根據(jù)設計要求 在凸凹模加工時保證 而凸凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時保證的 沖模裝配時調(diào)整凸凹模間隙的方法很多 需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點 間隙值得大小 和裝配條件來確定 這里用墊片法來調(diào)整 墊片法是利用厚度與凸凹模單面間隙相等的墊片來調(diào)整間隙 是簡便而常用的一 種方法 其方法如下 1 按圖樣要求組裝上模與下模 其中一般上模只用螺釘稍微擰緊 下模用螺釘和銷 釘緊固 2 在凹模刃口四周墊入厚薄均勻 厚度等于凸凹模單面間隙的墊片 金屬片或紙片 再將上下模合模 使凸模進入相應的凹?？變?nèi) 并用等高墊鐵墊起 3 觀察凸模能否順利進入凹模 并與墊片能否有良好的接觸 若在某方向上與墊片 接觸的松緊程度相差較大 表明間隙不均勻 這時可用手錘輕輕敲打凸模固定板 使 之調(diào)整到凸模在各個方向與凹模孔內(nèi)墊片的松緊程度一致為止 4 調(diào)整合適后 再將上模用螺釘緊固 并配裝銷釘孔 打入定位銷 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 21 4 4 模具零件的制造需要注意的事項 a 全面清理和初檢已經(jīng)準備好的標準件 原料毛坯等 b 清理和整理在加工過程中需要用到的刀具 夾具和工具 c 估計每個模具零件的加工工時 制定加工生產(chǎn)中的生產(chǎn)計劃 d 根據(jù)模具零件的圖紙和加工工藝過程逐一加工每個模具零件 e 檢驗加工出的模具零件是否符合要求 4 5 復合模具總裝配 通過以上的設計可以得到落料拉伸沖孔復合模具的總裝圖 如圖所示 模具的上 模部分主要由上模座 落料拉伸凸凹模 卸料板 推件塊等組成 下模部分由下模座 落料凹模 拉深凸模 橡膠等組成 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 22 總結(jié) 轉(zhuǎn)眼間 大學生活就要結(jié)束 做畢業(yè)設計將成為我們以后對大學生活的美好回憶 這次我的任務是設計一套生產(chǎn)杯形件的落料拉深沖孔復合模 畢業(yè)設計不同于課程設 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 23 計 畢業(yè)設計是一件很辛苦的工作 如果沒有一定的意志和毅力是很難堅持下去的 由于以前課程設計的基礎 所以對模具設計的基本流程還不很陌生 我們拿到任 務書以后 首先對制件進行工藝性分析 然后選擇加工方案 進而計算坯料的面積 接著根據(jù)制件尺寸計算出模具的工作部分尺寸 從而設計出模具的工作零件 最后根 據(jù)國標選擇模架 及其他標準零部件 畫出裝配圖及部分零件圖 至此模具設計宣告 結(jié)束 雖然有過做課程設計的經(jīng)驗 但這次做畢業(yè)設計還是令我感觸頗深 在這段日子 里 我?guī)缀醵荚谒奚岷蛨D書館之間來回奔波 查閱大量的工具書 因為在畢業(yè)設計中 每一個公式 每一套數(shù)據(jù)都要有根據(jù)或標準可言 若其中某一項出錯 都將會影響到 下面設計的正常進行 所以馬虎不得 這使我認識到以后從事工作的嚴謹性和高度的 責任感 做畢業(yè)設計雖然很艱辛 但做什么事情都是兩面的 只要付出就會有回報 這次 畢業(yè)設計使我將以前的所學知識系統(tǒng)連貫起來 好多快遺忘的東西又被拾了回來 從 而更加深了對這些知識的理解 更主要的是以前在課堂上講的都是些空虛的理論知識 沒有進行過實際的 系統(tǒng)的設計練習 很多實際上應該很熟悉的東西到用的時候卻感 到了陌生 而畢業(yè)設計給了我這樣一個鍛煉的平臺 使我們把這些知識真正轉(zhuǎn)換為我 們自己的東西 讓它在我們腦子里生根 這次在鍛煉我們設計能力的同時 也使我們 積累了寶貴的設計經(jīng)驗 對我們以后從事的設計工作奠定了一定的基礎 在這次設計過程中 體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力 體會了學以致用 突出自己勞動成果的喜悅心情 從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄 弱環(huán)節(jié) 從而加以彌補 通過這段時間的沖壓模具設計 使我對這門課又有了重新的認識 讓我深刻的了 解了模具 讓我學到了不同于課堂上的東西 而且也增強了自己的動手能力 總之 畢業(yè)設計雖然辛苦 但是在設計中不斷的思考問題 研究問題 從而一步 步提高了自己 一步步完善自己 同時汲取了更加完整的專業(yè)知識 鍛煉了獨立設計 的能力 使我受益匪淺 我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定大有益處 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 24 致謝 首先感謝楊占堯教授 他嚴謹細致 一絲不茍的作風一直是我工作 學習中的榜 樣 他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪 其次感謝其他審閱的老 師 老師們淵博的知識 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 老師們給了我鼓勵和幫助 在這里我向您們表示真誠的感謝 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 筒形件沖壓成形工藝與模具設計 25 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學 和你們在一起討論 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 由于本人的設計能力有限 在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤 懇請老師們多多指教 我 十分的樂意接受你們的批評與指正 我將萬分感謝 參考文獻 1 王孝培 沖壓手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1990 2 趙志偉等 模具發(fā)展現(xiàn)狀 J 模具制造 2007 3 原紅玲 沖壓工藝與模具設計 M 北京 機械工藝出版社 2008 8 4 翟德梅 段維峰 模具制造技術 M 北京 化學工業(yè)出版社 2005 5 5 廖偉 沖壓設計技法之典型實例解析 M 北京 化學工業(yè)出版 2012 9 6 楊占堯 最新模具標準應用手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 2011 5 7 馬宵 任泰安 互換性與技術測量 M 南京 南京大學出版社 2011 8 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 26 8 閆亞林 沖壓與塑壓成形設備 M 北京 高等教育出版社 2010 4 9 宛強 沖壓模具設計及實例精選 M 北京 化學工業(yè)出版社 2013 5