接頭套零件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)

接頭套零件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì),接頭套零件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì),接頭,零件,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 1 緒論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)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(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬 美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 ?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1）模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)；? ? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動化、智能化；?? ? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；?? 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到一半以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％． 1.3 冷沖壓模具的分類 冷沖壓模具主要用于金屬及非金屬板料的壓力加工，其加工方式可分為分離和成形兩大類。 分離：按一定輪廓線將工件與板料分開。 冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備。沖壓件的沖壓質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，都與模具類型及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有直接關(guān)系。沖壓件的品種、式樣很多，所以沖壓模具的類型也是多種多樣的。為了研究方便，將沖壓模具按照不同特征進(jìn)行分類，一般有以下幾種分類方法。 彎曲模具 彎曲模具又分為自由彎曲模具、校正彎曲模具、V型彎曲模具、U型彎曲模具等。 拉深模具 拉深模具又可分為無凸緣筒形件拉深模具、有凸緣筒形件拉深模具、錐形件拉深模具、階梯形件拉深模具、球面件拉深模具、拋物面件拉深模具、盒形件拉深模具等。 成形模具 成形模具又可分為脹形模具、翻邊模具、縮口模具等。 ⑴ 單工序模 壓力機(jī)行程一次，只對板料完成一種沖壓工序的模具。例如：落料模具、沖孔模具、切邊模具、彎曲模具、拉深模具等。單工序模結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，生產(chǎn)效率低，形位精度低。 ⑵ 復(fù)合模 模具上僅有一個工位，安排有兩對或兩對以上的凸、凹模，壓力機(jī)行程一次，能對板料完成兩種（或兩種以上）的沖壓的模具。其結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：具有復(fù)合形式的凸凹模，它既是落料的凸模，又是沖孔的凹模。復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，生產(chǎn)率適中，形位精度高。 ⑶ 級進(jìn)模 模具上有n個（n＞1）工位，在一直線上等距離安裝n對凸、凹模，條料送進(jìn)一次，壓力機(jī)行程一次，模具對板料的不同（n個）位置完成n對沖壓，連續(xù)送進(jìn)，連續(xù)沖壓。級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)率高，產(chǎn)品形位精度適中。級進(jìn)模又稱為級連續(xù)或跳步模。 分為無導(dǎo)向的開式模具、有導(dǎo)向的導(dǎo)板模具和導(dǎo)柱模具等。 分為固定導(dǎo)料銷模具、活動導(dǎo)料銷模具、導(dǎo)正銷模具、側(cè)刃定距模具等。 此外，可以依據(jù)對沖裁件尺寸、精度等質(zhì)量的不同，把模具分為精密沖裁模具和普通沖裁模具；依據(jù)模具體積的大小，把模具分為小型模具、中型模具和大型模具等。有時還可以依據(jù)壓力機(jī)類型、送料方式、出件方式等對模具進(jìn)行分類。 1.4　接頭模具設(shè)計(jì)與制造方面 沖孔、落料、拉深是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料進(jìn)行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～I(xiàn)T7級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～I(xiàn)T6級精度的高級沖裁模。 翻邊是將工件的孔邊緣在模具的作用下，翻出豎直的或一定角度的邊。 只有加強(qiáng)沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 制件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復(fù)合模具或級進(jìn)模具，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設(shè)計(jì)時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 此設(shè)計(jì)分成兩部分，第一部分落料、拉深、沖孔復(fù)合模，第二部分翻邊模。 在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2. 沖壓工件的工藝分析 工件名稱：接頭套 生產(chǎn)批量：中批量 材料：08F鋼 厚度：1mm 對固定套翻邊件進(jìn)行分析可知，處有內(nèi)孔直徑52翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)沖孔，是圓筒件拉深件直徑，經(jīng)計(jì)算可一次拉深成形。工序安排為落料，沖孔，拉深,翻邊。 該零件形狀簡單、對稱，是有圓弧組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11 ~IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為.將以上精度與零件的精度要求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的要求，故決定采用沖壓方式可以得到落料、沖孔、拉深件，然后進(jìn)行翻邊得到制件。 2.1制件的總體分析 圖示零件材料為08F號鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。 由工件圖可知：該工件既有落料、沖孔、拉深又有翻邊，但工件是圓形的對稱零件，總的來說加工起來是容易的。 由以上分析可知，圖示零件有比較好的沖壓工藝性，沖壓生產(chǎn)。 2.2制件的外形分析 該零件有08F號鋼板組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件對稱，只需要落料、拉深、沖孔工序，然后再翻邊。 2.3 拉伸件的尺寸精度和表面粗糙度 沖裁件上的未注公差等級定為IT14級，查表確定工件尺寸如下： 尺寸的工件制造公差為0.62 尺寸的工件制造公差為0.75 尺寸的工件制造公差為0.43 尺寸的工件制造公差為0.43 沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關(guān)，工件厚度為1.5mm，其斷面粗糙度值為. 2.4 工藝方案確定 該零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞?、拉深? 可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分四次加工，即落料——拉深——拉伸. 方案二：落料、沖孔復(fù)合模，拉深模、翻邊模。 方案三：落料沖孔級進(jìn)模，再拉深，再翻邊。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復(fù)合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 通過對上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。 故應(yīng)采用三副模具來完成。 第一副模具為落料沖孔復(fù)合模。 第二副模具為單工序拉深模。 第三副模具為單工序翻邊模。 3 必要的工藝計(jì)算 3.1 毛坯尺寸計(jì)算 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預(yù)沖孔直徑計(jì)算。 一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、預(yù)沖孔、翻邊等。翻邊前為、髙為9.5mm的無凸緣圓筒形件，如圖2-2所示。 ①計(jì)算預(yù)沖孔 D=41.5mm H=7mm H=H-r-t=7-2-1.5=3.5mm 由式（5.1）計(jì)算翻邊前預(yù)沖孔直徑 ②計(jì)算翻邊系數(shù) 由表5.1計(jì)算翻邊系數(shù)為 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數(shù)為0.65＜m,所以該零件能一次翻邊成形，預(yù)沖孔直徑。 ③計(jì)算翻邊力 ④落料毛坯直徑計(jì)算 拉深件毛坯尺寸確定原則的依據(jù)： 體積不變原則 相似原則 毛坯尺寸應(yīng)包括修邊余量 因δ=1.5mm﹥1mm，所以應(yīng)按中線尺寸計(jì)算。 （1）確定修邊余量 根據(jù)拉深件尺寸，其相對高度為 h/d=(9.5-0.75)/(68-1.5)=8.75/66.5≈0.13 查表4-1，得修邊余量△h=1mm 則拉深件總的高度h為： h=9.5-0.75+1=9.75mm 計(jì)算毛坯展開直徑 先判斷能否一次拉深出來，將圖4-53中提供的已知條件d =66.5mm r=2.75mm h=9.75mm 代入式（4-5）可求出毛坯的直徑D 3.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)復(fù)合模時，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。 ⑴確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的，查表2.9可知搭邊值工件間 ，側(cè)面。 ⑵確定零件的排樣方案 設(shè)計(jì)模具時，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進(jìn)，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2-3所示。 ⑶計(jì)算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為83mm。 查表2.5.3可知條料寬度單向偏差為，由公式計(jì)算如下： ⑷計(jì)算材料的利用率： 根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用的冷軋薄鋼板（）。 每塊可剪規(guī)格條料7條，材料剪切利用率達(dá)98%。 計(jì)算沖壓件的面積: 由文獻(xiàn)﹝2﹞ 一個步距的材料利用率通用計(jì)算公式： 式中 —一個步距內(nèi)零件實(shí)際面積; —一張步距內(nèi)所需毛坯面積； —條料寬度 ; —送料步距 ； 得 3.3計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī) (1)落料力的計(jì)算 式中 —落料力； —沖裁件剪切周邊長度； —沖裁件材料厚度； —被沖材料的抗剪強(qiáng)度； —系數(shù)，一般取。 落料力為： (2)沖孔力的計(jì)算 式中 ——工件內(nèi)輪廓周長（） 則 (3)卸料力的計(jì)算 式中 ——卸料力系數(shù)；查手冊知 則卸料力為： (4)推件力的計(jì)算： 按式計(jì)算 式中 ——推件力因數(shù)，查表得； ——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，查[7]得n=3； 則推件力為 故工序總力： 為保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右，即 (5)初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為和，見下表 型號 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調(diào)節(jié)量 400 80 300 460×700 30 65 3.4壓力中心的確定 由于該零件是中心對稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。 4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 模具類型設(shè)計(jì) 由沖壓工藝分析可知，零件材料為08F號鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。 該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡單，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 該零件有冷軋08號鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件左右對稱.所以模具類型為倒裝復(fù)合模模。 4.2 模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)正倒裝結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)上述分析，采用倒裝復(fù)合模具可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。 (2)送料方式的確定 因是中批量生產(chǎn)，采用手動送料方式。 (3)定位裝置的確定 因該制件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。 (4)導(dǎo)向方式的選擇 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。由于該零件導(dǎo)尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 (5)卸料、壓料方式 本模具采用倒裝結(jié)構(gòu),卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從孔洞中落下。頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。 5 主要工作零部件設(shè)計(jì) 因?yàn)椴牧蠟?8鋼，厚度為,查表2.4得間隙值 ， 由手冊表查得： 尺寸的工件制造公差為0.62 尺寸的工件制造公差為0.75 尺寸的工件制造公差為0.43 尺寸的工件制造公差為0.43 已知尺寸公差如下： 尺寸的工件制造公差為0.1 尺寸的工件制造公差為0.12 5.1沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。 以孔為基準(zhǔn)加工凸模，計(jì)算公式如下： 設(shè)孔尺寸為 對于Φ32.03mm的孔查表2.6得 由于零件為淺拉深，可按有壓邊圈的圓筒形件近似計(jì)算。按下式計(jì)算： 式中 ——拉深力（）； ——拉深件直徑，； ——材料厚度； ——材料的強(qiáng)度極限（）,查手冊σb=； ——修正因數(shù)。 拉伸系數(shù) 查表得修正因數(shù) 則 . 5.2拉伸工作部分尺寸的計(jì)算 確定凸、凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種。由于理論計(jì)算法在生產(chǎn)中使用不方便，常用查表法來確定間隙值。對于尺寸精度、斷面垂直度要求不高的板料的普通沖裁，以提高模具壽命為主，可采用大間隙值。查我國《沖裁間隙指導(dǎo)性技術(shù)文件》推薦的間隙值表可得：Zmin =0.040mm ，Zmax = 0.060mm ，根據(jù)凸凹模的加工方法的不同，刃口的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類：凸模與凹模分別加工法，凸模與凹模配合加工法。凸凹模配合加工法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙配制另一件。因?yàn)檫@種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配置保證，工藝比較簡單，并且還可以適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的制造公差，使得制造也容易。且精度要求不高，故采用此方法。目前，一般工廠也常常采用此方法。 5.3拉伸凹模的計(jì)算 1. 制件分析 下圖為制件剖視圖，厚度1mm，材料為08鋼 圖4 帶凸緣圓筒件為旋轉(zhuǎn)體，壁厚為1mm，整個結(jié)構(gòu)尺寸較小，適合沖壓成型。底部外直徑為70mm，筒深大約為16mm,材料為08鋼，拉深性能較好，適合于拉伸成型。 2坯料拉伸次數(shù)的計(jì)算 此根據(jù)冷沖模設(shè)計(jì)手冊，確定制件的拉深成型次數(shù)。已知，t=2mm，D=124mm，t/D*100%=1.6%（通過附表4.11，1.6介于1.5到2.0之間，不需要壓邊圈）,查表2，可知各次的拉深系數(shù)介于坯料相對厚度為1.5到2.0之間，又通過嘗試的方法，確定各次的拉深系數(shù)，最終確定出依次為0.6、0.77、0.83、0.84，一共需要4次拉深，滿足要求。? 可知，第一次拉深后，𝑑1=0.6*124=74.4mm；第二次拉深后，3=0.83*57.29=47.55mm；最后依次拉深后，4=d=0.84*47.55=40mm。 3拉伸深度的計(jì)算 則第一次的拉深深度為?1=0.2574.4(1242-74.42)+0.43*(6.4+8)+0.14 74.4(82-6.42)=39.3mm。? 可知，第一次拉深的最大相對高度?1=39.34.4=0.52，查附表4.9，0.75>0.52，滿足設(shè)計(jì)的要求，可以繼續(xù)設(shè)計(jì)此后的各次拉深深度。? 根據(jù)以上步驟，并且不斷調(diào)整凸凹模半徑，以后的拉深深度分別為10mm、6mm，最后根據(jù)剩余量得到最后一次的拉深深度。 4拉伸凹模的圖如下 5.5拉伸凸模的計(jì)算 1凸模局部圖，實(shí)線為沖裁該工件所用沖孔凸模刃口的輪廓線，圖中虛線表示凸模刃口磨損后尺寸的變化情況。凸模磨損后刃口尺寸有變大，變小和不變?nèi)N情況，由圖可知，此凸模刃口尺寸磨損后變小。按一般沖孔凸模尺寸計(jì)算公式計(jì)算，即： ………………… 相應(yīng)的凸模刃口尺寸； ………………… 工件孔的最大極限尺寸； …………………… 工件公差。 …………凸摸制造偏差通常取 …………………… 系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應(yīng)使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。x值在0.5~1之間，與沖裁件的精度等級有關(guān)。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT x=0.75工件精度IT14 x=0.5 因工件精度IT14,所以取.x=0.5。 以上是沖孔凸摸刃口尺寸的計(jì)算方法。沖孔用的凹模刃口尺寸，按凸模實(shí)際尺寸配制，并保證最小間隙Zmin。故在凹模上只標(biāo)注基本尺寸，不標(biāo)注偏差，同時在圖樣技術(shù)要求上注明：“凹模刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙為Zmin ~ Zmax?！奔幢ＷC最小雙面間隙為0.040 mm。 凸模圖如下所示 5.6凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對于軟鋼材料來說，拉伸凸凹模的間隙值為：第一次拉伸為1.3~1.5；中間各次拉伸為1.2~1.3；最好拉伸為1.1 。 對于黃銅、鋁的第一次拉伸的間隙值為：1.3~1.4；中間各次為1.15~1.2；最后拉伸為1.1 通過材料計(jì)算所需拉伸次數(shù)（一次拉伸還是多次拉伸），假設(shè)一次拉伸，典型拉伸模具包括 凹模 凸模 壓邊圈 和上下模板 為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應(yīng)使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。X值在0.5~1之間，與沖裁件的精度等級有關(guān)。查表可得： =0.5 2.凹模磨損后不變的尺寸（圖中C1），其基本計(jì)算公式為。為方便使用，隨工件尺寸的標(biāo)注方法不同，將其分為三種情況：而圖中C1是符合其第三種情況 即 ………… 相應(yīng)的凹模刃口尺寸； ………… 工件的最小極限尺寸； ………… 工件偏差 ………… 凹模制造偏差，通常取 以上是落料凹模刃口尺寸的計(jì)算方法。落料用的凸模刃口尺寸，按凹模實(shí)際尺寸配制，并保證最小間隙Zmin。故在凸模上只標(biāo)注基本尺寸，不標(biāo)注偏差，同時在圖樣技術(shù)要求上注明：“凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制。 6卸料裝置的設(shè)計(jì) 標(biāo)記：圓柱頭卸料螺釘M 材料為35,熱處理硬度為28-38HRC 技術(shù)條件按 2.橡膠彈簧具有重量輕，彈性大，變形不受限制，較高的內(nèi)阻，可吸收沖擊和高頻振動能量，工作平穩(wěn)，噪聲小，安裝和調(diào)試方便，便于維護(hù)和保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，橡膠彈簧可同時承受多向載荷，可使系統(tǒng)簡單。所以本設(shè)計(jì)采用橡膠彈簧。 橡膠的選用和計(jì)算原則： 1：保證橡膠正常工作應(yīng)使橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的預(yù)壓力滿足 式中 ——橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力 ——卸料力 ，取 6.3.2：為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不超過其自由高的45%，一般取 式中 ——橡膠允許的總壓縮量 ——橡膠的自由高度 所選橡膠彈簧必須滿足 由于 ，故式中 一般取5~10mm取=5mm 則。取則=28mm。取=28mm，=2.8mm 式中 A——橡膠橫截面積，；。 P——橡膠產(chǎn)生的單位面積壓力 ，Mpa； 取彈簧壓縮量為35% ，查表得 P=2.1Mpa 所以 校核：符合設(shè)計(jì)合理。 橡膠彈簧的安裝高度 7拉伸模裝配圖的設(shè)計(jì)繪制 拉伸模采用倒裝結(jié)構(gòu)，使用大圓角圓柱形翻邊凸模，工件預(yù)沖孔套在導(dǎo)正銷上定位，壓邊靠壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)彈頂器壓邊，工件若留在上模由頂件器推出，選用對角滑動導(dǎo)向模架。 根據(jù)固定板尺寸和閉合高度選用250KN雙柱可傾壓力機(jī)。 選用JC23-35開式雙柱可傾壓力機(jī)。有關(guān)參數(shù)如下表所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)： 型號 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調(diào)節(jié)量 55mm 3.4拉伸模如圖所示。 結(jié) 束 語 接頭屬于復(fù)雜的零件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是沖孔凸、凹模以及拉深工藝的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)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。 接頭的形狀結(jié)構(gòu)一般，但是其尺寸相對較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 接頭沖套成形工藝及模具的設(shè)計(jì)，是理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)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(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。  致 謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；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(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師蘇光老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識和對我寄予的厚望！ 參 考 文 獻(xiàn) [1]薛彥成主編. 公差配合與技術(shù)測量。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10 [2]中國模具設(shè)計(jì)大典編委會主編. 中國模具設(shè)計(jì)大典。南昌江西科學(xué)技術(shù)出版社， 2003.1 [3]郝濱海主編. 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11 [4]王樹勛主編. 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)手冊。華南理工大學(xué)出版社， 1995.6 [5]楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)手冊。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 [6]王孝培主編. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001.3 [7]劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。北京：高等教育出版社，2002.3 [8]吳伯杰編著. 沖壓工藝與模具。北京：電子工業(yè)出版社，2001.5 [9]周玲編著. 沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2003.4 [10模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會。沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例。機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8 [11]馬正元. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6 21 目錄 1 緒論 1 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1.3 冷沖壓模具的分類 4 1.4　接頭模具設(shè)計(jì)與制造方面 5 2. 沖壓工件的工藝分析 6 2.1制件的總體分析 6 2.2制件的外形分析 7 2.3 拉伸件的尺寸精度和表面粗糙度 7 2.4 工藝方案確定 7 3 必要的工藝計(jì)算 8 3.1 毛坯尺寸計(jì)算 8 3.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 3.3計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī) 11 3.4壓力中心的確定 13 4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 4.1 模具類型設(shè)計(jì) 13 4.2 模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 5 主要工作零部件設(shè)計(jì) 14 5.1沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 15 5.2拉伸工作部分尺寸的計(jì)算 16 5.3拉伸凹模的計(jì)算 16 5.5拉伸凸模的計(jì)算 18 5.6凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 6卸料裝置的設(shè)計(jì) 20 7拉伸模裝配圖的設(shè)計(jì)繪制 22 結(jié) 束 語 24 致 謝 25 參 考 文 獻(xiàn) 26 摘 要 近年來零件的使用范圍越來越廣泛，與之相應(yīng)的沖模設(shè)計(jì)也顯得尤為重要。盒形零件沖壓成形過程中坯料所受應(yīng)力和變形沿周邊不均勻分布，這給零件的沖模設(shè)計(jì)技術(shù)提出了新的要求。 本文首先對沖壓的發(fā)展應(yīng)用、工藝特點(diǎn)、成形原理等進(jìn)行了綜述。然后對該盒形件展開工藝性分析，制定沖壓工藝方案，計(jì)算毛坯尺寸和相關(guān)工藝力。重點(diǎn)在于根據(jù)盒形零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)沖模各零件結(jié)構(gòu)尺寸，繪制各零件圖和模具總裝圖。 該零件材料為08鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，適合于制造拉深件。其直壁高度不大，可一次拉深成形，但與圓筒形拉深和沖孔部位距離較近。為了提高沖壓成形設(shè)備的壽命，便于模具設(shè)備的維護(hù)，保證零件質(zhì)量，本文采用正裝式落料拉深復(fù)合模、圓筒形拉深模和倒裝式?jīng)_孔模三套模具聯(lián)合加工該盒形零件，并針對可能出現(xiàn)的成形缺陷提出改進(jìn)措施。 零件成形過程中坯料流動情況的復(fù)雜性決定了盒形零件試模過程的重要性。在盒形零件的實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)試模結(jié)果調(diào)整凸、凹模的圓角半徑、間隙大小和壓邊力，從而消除制件缺陷。 關(guān)鍵詞: 拉深 模具設(shè)計(jì)