ZB150型振動器電機罩殼沖壓工藝及模具設(shè)計【含CAD圖紙+三維UG+文檔】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 第一章 緒 論 1.1引言 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％～80％的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、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，已成為衡量一個國家或地區(qū)產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，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。因此，我們必須加快模具行業(yè)的發(fā)展。 隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)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(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來越緊密。 其中在某些工業(yè)部門中，沖壓件所占比重都相當大，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本。因此，沖壓模具工業(yè)在現(xiàn)代生產(chǎn)中起著非常重要的作用。 1.2 冷沖模發(fā)展現(xiàn)狀和前景 20世紀80年代以來，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15﹪左右的增長快速發(fā)展。目前，中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50﹪，塑料模具約占33﹪，亞洲模具約占6﹪，其他各類模具約占11﹪。而沖壓加工的應用范圍又是相當廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。另外，在國防工業(yè)生產(chǎn)中，如飛機、導彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)，沖壓加工也占有很大比例。據(jù)近年來的統(tǒng)計表明，美、日等發(fā)達國家的模具工業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過機床工業(yè)年產(chǎn)值的 6﹪～12﹪。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具的最大市場，占整個模具市場的60﹪以上。因此沖壓工藝在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著非常廣闊的發(fā)展前景。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術(shù)得到迅速發(fā)展。 1．冷沖壓工藝方面 研究和推廣應用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種沖壓新工藝是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。目前，國內(nèi)外涌現(xiàn)并迅速用于生產(chǎn)的沖壓先進工藝有精密沖壓、柔性模（軟模）成形、超塑性成形、無模多點成形、爆炸和電磁等高能成形、高精密沖壓技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)等等。 2．沖模設(shè)計與制造方面（1）模具結(jié)構(gòu)與精度正朝著高效、高速、高自動化長壽命、多工位等方面發(fā)展（2）模具設(shè)計與制造的現(xiàn)代化（3）沖壓設(shè)備及沖壓生產(chǎn)自動化方面高效率、高精度、長壽命的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備與之匹配等等。（4）沖壓基本原理的研究，沖壓成形基本理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。 1.3沖壓模具發(fā)展的特點 (1)充分運用IT技術(shù)發(fā)展模具設(shè)計、制造。用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。車身外形和發(fā)動機是汽車的兩個關(guān)鍵部件，汽車車身模具，特別是大中型覆蓋件模具，其技術(shù)密集體現(xiàn)當代模具技術(shù)水平，是車身制造技術(shù)的重要組成部分。車身模具設(shè)計和制造約占汽車開發(fā)周期2／3的時間，成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改型換代一般約需48個月，而美國僅需30個月，這主要得益于在模具業(yè)中應用了CAD／CAE、CAM和三維實體汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應用提供了可行的信息載體，實現(xiàn)了異地設(shè)計和異地制造。同時，虛擬制造等技術(shù)的應用，也將推動模具工業(yè)的發(fā)展。 (2)縮短金屬成形模具的試模時間。當前，主要發(fā)展液壓高速試驗壓力機和拉伸機械壓力機，特別是在機械壓力機上的模具試驗時間可減少80％，具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機械壓力機的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉伸壓力機，它配備數(shù)控液壓拉伸墊，具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。 (3)車身制造中的級進沖模發(fā)展迅速。近幾年來，級進組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應用。用級進模直接把卷材30-F 成形零件和拉伸件，加工的零件也越來越大，省去了用多工位壓力機和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運輸?shù)群罄m(xù)工序。級進組合沖壓模優(yōu)點是生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多位壓力機上使用的階梯模相比，節(jié)約30％。但是，級進組合沖模技術(shù)的應用受拉伸深度、導向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗疲饕糜诶焐疃缺容^淺的簡單零件，因此不能完全替代多工位壓力機，絕大多數(shù)零件應優(yōu)先考慮在多工位壓力機上加工。 1.4課題的目的 本課題主要是研究ZB150型振動器電機罩殼的沖壓所需的模具設(shè)計以及模具的制造工藝，通過現(xiàn)有的專業(yè)知識及搜集相關(guān)的先進技術(shù)，設(shè)計出適合制造ZB150型振動器電機罩殼的沖壓模具，并且盡量提高其生產(chǎn)和制造水平。在設(shè)計過程中要綜合考慮以下幾個方面的要求，以便設(shè)計出最佳的模具。 ⑴模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造成本低，制造周期短（技術(shù)性）。 ⑵生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)自動化，降低工人的勞動強度。 ⑶該模具能廣泛用于生產(chǎn)大批量精度要求高的沖裁件。 (4)具導向可靠，工件質(zhì)量穩(wěn)定、精度高，壽命較高。 (5)安裝方便，操作安全。 1.5 本課題設(shè)計過程中容易出現(xiàn)的缺陷及預防措施 在實際成型過程中，拉深件的主要質(zhì)量問題是拉裂、起皺等。 a．防止拉裂的措施 盡可能減小壓邊力； 采用彈性壓邊裝置的模具結(jié)構(gòu)； b．防止起皺的措施 增加壓邊力。 模具結(jié)構(gòu)上采用壓邊圈； 1.6 本課題的意義 本課題主要研究振蕩器電機罩殼的成型工藝及模具設(shè)計。本產(chǎn)品屬于中型沖壓件，工序簡單，適合快速成型大批量生產(chǎn)。冷沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛，材料利用率高，生產(chǎn)率高，能耗小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，同時也適合加工一些復雜形狀的零件。然而，隨著產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，中小型沖壓件種類增加，不同類型的產(chǎn)品，沖壓件互換性低，單個零部件的生命周期較短，對模具設(shè)計與制造也提出了更高的要求，同時也意味著成本的增加。在這樣的社會背景下，就需要設(shè)計者從根本上找到解決方法，革新產(chǎn)品的設(shè)計，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)投產(chǎn)周期，適應多變的市場需求?？偵纤?，研究本課題具有重要的意義。 同時，通過本課題的研究，還能很好的鞏固所學的專業(yè)知識，聯(lián)系實際生產(chǎn)，系統(tǒng)地把理論知識正確地運用到設(shè)計中去，樹立正確的模具設(shè)計思想。本課題通過對罩殼的成型工藝及模具設(shè)計的研究，培養(yǎng)與開拓正確、合理的設(shè)計思路，掌握鈑金件成型工藝以模具設(shè)計的一般規(guī)律、方法和步驟，掌握模具設(shè)計方法和步驟，培養(yǎng)運用國標、手冊、行業(yè)規(guī)范等相關(guān)技術(shù)資料以及能聯(lián)系生產(chǎn)實際進行產(chǎn)品成型工藝與模具設(shè)計的綜合能力，為我們走向工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。 沖模設(shè)計，難在結(jié)構(gòu)，因件而異，變化萬千。設(shè)計安全、實用、先進、可靠的沖模結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)在沖壓技術(shù)迅速發(fā)展的需要，也是以人為本、堅持科學發(fā)展觀的要求。 沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項涉及面廣、技術(shù)含量高、富于開拓與挑戰(zhàn)、技術(shù)綜合性和創(chuàng)造性都很強的設(shè)計工作。沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣，是確保沖壓工藝實施并獲取高質(zhì)量沖壓零件的關(guān)鍵；是確保操作安全、節(jié)能降耗、實現(xiàn)綠色制造的基礎(chǔ)；是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)與沖壓過程機械化與自動化的前提；也是拓寬沖壓加工范圍，廣泛推行無切割加工的重要手段 。 第二章 零件工藝分析 工件如下圖，材料08F，材料厚度為2.5mm，工件拉伸成型，不得裂紋皺邊等缺陷，工件內(nèi)外壁表面涂鐵紅防銹漆。 圖2.1零件圖 2.1 零件的工藝性分析 ⑴材料：該零件的材料是08F，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其含碳量為0.08%，該零件的特性為冷變形塑性很好，深沖壓等冷加工性和焊接性很高。但成分偏析傾向較大，鋼經(jīng)過時效處理后韌性下降較多（時效敏感性較明顯）。板厚為2.5mm，具有良好的可沖壓性能。 ⑵該零件形狀比較簡單，但是本課題主要采用的是單工序模，要保證工序之間的精確定位，盡量減小誤差，保障產(chǎn)品質(zhì)量。而這幾副模具中最關(guān)鍵的在于先拉伸還是先沖孔，由于拉伸的邊緣靠近孔，所以要先拉伸再沖孔。零件的工藝性比較好，整個零件的結(jié)構(gòu)工藝性好。 ⑶尺寸精度，零件要求精度不高。確定零件中孔的尺寸精度為IT12-13級。 2.2 零件工藝方案的確定 由零件圖及相關(guān)資料和所學得，目前的技術(shù)水平不能采用級進模生產(chǎn)該零件，也不能用一副復合模具一次成型，只能采用多個復合模加幾道單工序模具生產(chǎn)，故有以下幾種方案： 方案一：落料→拉深→切邊→沖孔； 方案二：落料→拉深→切邊、沖孔復合模； 方案三：落料→沖孔→拉伸→切邊； 方案四：落料沖孔復合模→拉伸→切邊； 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但是需要4副模具，成本高而生產(chǎn)效率較低，難以滿足中大批量生產(chǎn)要求； 方案二是在方案一上進行改進，減少模具數(shù)目，能夠提高生產(chǎn)效率，及滿足生產(chǎn)要求； 方案三方案四由于零件的結(jié)構(gòu)比較特別，其成型方案可能出現(xiàn)問題，可能是零件的孔變形，不能滿足要求； 綜上所述：本人覺得第二種方案比較好，它能滿足零件要求和生產(chǎn)要求，其模具數(shù)目相對方案一來更少； 第三章 拉深件毛坯尺寸的確定 3.1 確定拉深件毛坯尺寸 3.1.1 解析法確定拉深件毛坯尺寸 圖3.1零件圖 該拉深工件的毛坯尺寸是用計算法來確定的，（旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸確定的計算原則： ⑴以工件最后一次拉深后的尺寸為計算基礎(chǔ)； ⑵按體積不變條件，對于不變薄拉深，拉深件與毛坯表面積相等； ⑶當板料厚度時，按工件中線尺寸計算；當可按內(nèi)形或外形尺寸計算； ⑷計算毛坯尺寸是要加上修邊余量。零件的毛坯是圓形，其直徑按面積相等的原則計算。將拉深零件劃分成若干個便于計算的部分，分別計算出各部分的面積并相加，即可得到零件的總面積。 然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)體零件的總面積，計算出圓形毛坯的直徑。將其分為三部分，劃分圖如下： 圖3-2 分解圖 （1） （2） （3） （4） （5） 查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表5-7（有凸緣拉深件的修邊余量δ）得δ=4.6mm； 按公式計算得 Ⅰ部分的面積：A1=Πx【（d1-d2）/2】2=6150.44mm Ⅱ部分的面積：A2=Πx(ds-2hr)=3480.8mm； Ⅲ部分的面積：A3=Πx x =5960.8mm； IV部分的面積：A4=Πx(ds+2hr)=5726.2mm； V部分的面積：A5=Πxd2/4=24306.6mm; 通過ug4.0軟件分析面積得47612mm； 根據(jù)面積相等原則的毛胚的直徑為246mm； 落料工序的零件直徑是D=247mm； 毛胚的相對厚度為：t/D=1.012%; 第四章 落料模具的沖壓工藝及模具設(shè)計 4.1 沖壓件的工藝分析 圖4.1落料三維圖 圖4.2落料工件尺寸圖 該工序是為下一道工序（拉深）打下基礎(chǔ)，該工序是落料一個φ246mm圓料片，沖裁件所沖的精度取IT12-13，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其它尺寸標注，生產(chǎn)批量等情況,也均符合沖裁的工藝要求,故決定采用落料沖裁模進行加工,且一次能夠沖壓成形。 4.2確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式 ⑴該零件質(zhì)量要求不高，板的厚度有2.5mm,可以選用落料模； ⑵定位方式的選擇：控制條料的送進方向采用兩個導料銷，控制條料的送進步距采用擋料銷； ⑶卸料、出件方式的選擇：采用彈性卸料、上出件； ⑷導向方式的選擇：為了方便操作，并且根據(jù)所需要的尺寸得出該模具采用后側(cè)導柱模架的導向方式； 沖壓件的形狀簡單、精度要求不高、生產(chǎn)批量為中批量，為了使得模具壽命較高，采用有導、彈性卸料、上出件的模具結(jié)構(gòu)形式 4.3 沖壓件的工藝計算 4.3.1確定最佳排樣方式，并計算材料利用率，選擇板料的規(guī)格。 該零件為一簡單的圓片，為減小模具體積，故采用直排，如下圖。 查《沖壓手冊》表2-18，最小搭邊值是： 工件間a=1.5mm，a1=1.8mm, 工件面積：A=ΠxRxR=47505.06mm 直排：取搭邊值2mm； 條料寬度B=2x2+246=250mm，步距L=246+2=248mm; 材料利用率：η=47505.06/(250x248)=76.7%; 選用2.5mmx800mmx1200mm，可以沖裁3條，每條可以沖4件； 材料總的利用率=3x4x250x248/（800x1200）=77.5% 4.3.2計算沖壓合力并預選沖床 L=ΠxD=772.44mm，t=2.5mm； 08F鋼的抗拉強度δ=295MPa 沖壓力：F=Ltδ=569.675KN 查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表3-11 K卸X =0.03 ; K頂D=0.05;K推T=0.045 卸料力：K卸XxF落料=17.1KN； 采用彈性卸料上出件； 頂件力：K頂DxF落料=28.5KN; 沖壓合力F合=615KN; 工具沖壓合力預選J23-63的曲柄壓力機。 4.3.3確定沖裁的壓力中心 該零件是圓形狀，形狀對稱，故壓力中心在幾何中心:即圓心上； 4.3.4確定沖裁凸模和凹模工作刃口尺寸 落料以落料凹模為基準計算，落料凸模根據(jù)凹模和最小間隙計算，也可以根據(jù)凹模實際尺寸和間隙值配制。沖孔以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模根據(jù)凸模和最小間隙計算，也可以根據(jù)凸模實際尺寸和間隙值配制。 間隙查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表3-4，Zmin=0.36；Zmax=0.5； ⑴落料先計算凹模尺寸；（A1=Φ246-0.72）(IT8) 確定模具刃口部分公差值Zmax –Zmin=0.14 公差高出等級約，δ凸=0.056；δ凹=0.084 δ凸+δ凹=0.86>> Zmax –Zmin=0.14 這副模具的加工用分別加工法雖然凸凹模具有很好的互換性，制造周期短，但是模具制造公差高，模具制造困難，而這個工件要求的精度不高，故制造模具時用這個精度等級太高了，所以落料的模具采用凸模與凹模配合加工的方法，這個尺寸是采用凹模磨損后變大的尺寸： Ad1=Φ（A-xΔ）δ=Φ（246-0.5x0.72）+0.18=245.64+0.18 (IT8）; 凸模按照凹模實際尺寸配做； 4.3.5確定彈性元件 聚氨脂橡皮允許承受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)整方便，所以選用橡皮。 卸料力：F卸=17.1KN； H工作=t+1+H修模=9 橡皮的高度： H=H/(0.25-0.3)=30-36;n取35； 橡皮預壓p； 橡皮的面積：A=F卸/ｐ=34200mm2-65769mm2 取一塊整開凸?？缀退膫€卸料螺釘孔315X315X35的聚氨脂橡皮。 面積校核： 315x315-（4x6x6x3.14）=311566.5mm2》65769mm2； 得出結(jié)論：可行。 4.4 編寫工藝文件 表4.1 沖壓工藝過程卡a 材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每件毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 08F 2.5x800x1200 條料 2.5x246x1200 4件 表4.2 沖壓工藝過程卡b 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡圖 設(shè)備 工藝裝備 0 下料 剪板機上裁板 1 落料- 落料 J23-63 落料模 4.5 選擇和確定模具主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸 4.5.1工作零件的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 (1)凸模：沖孔凸模為了采用臺階式，與凸模固定板的配合按； 其總長度L=H固定板+H凹模=52mm; （2）凹模：凹模采用薄凹模結(jié)構(gòu)； 薄凹模厚度尺寸H=KS=24.6-36.9，取H=30mm； 薄凹模寬度尺寸B=S+(2.5-4)H=301-366，取B=315mm; 送料方向的凹模長度,其中S1=246mm，查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》中表3-14，取L=350mm； 沖壓合力：569.675KN+28.5KN=598.2KN; Lmax≤95xd2/√F=7433mm≥52mm 得出結(jié)論：可行。 4.5.2其他板的尺寸 凸模墊板：315x315x10； 凸模固定板：315x315x25； 卸料板：315x315x22； 凹模：315x315x30； 空心墊板：315x315x10； 4.5.3模架的規(guī)格 圖4-3中間導柱模架 上模座的規(guī)格：315x315x55;(GB2855.1-81)； 下模座的規(guī)格：；315X315X65(GB2855.2-81)； 模柄的規(guī)格：A50x95x140x27（GB2862.1-81）； 導套Ⅰ：A45H7x140x53(GB2861.6-81)； 導套Ⅱ：A50H7x140x53(GB2961.6-81)； 導柱Ⅰ：A45h6x220(GB2861.1-81)； 導柱Ⅱ：A50h6x220(GB2861.1-81)； 4.5.4模具閉合高度的計算 H=55+10+10+22+25+30+65+25-1=241mm 4.6 校核所選壓力機 選用開式雙柱可傾壓力機J23—63。其參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN; 滑塊行程：120次/min; 最大裝模高度：360mm; 連桿調(diào)節(jié)量：65mm; 工作臺尺寸（前后×左右）：460mm×700mm; 墊板尺寸（厚度×孔徑）：80mm×220mm; 模柄孔尺寸（直徑×深度）：φ50X70mm; 最大傾斜角度：30°; 電機功率：5.5KW; 校核： 公稱壓力：630KN＞F總=615KN; 最大閉合高度：360mm＞模具閉合高度：H=241mm； 除了模具的閉合高度（291mm）小于壓力機的最小裝模高度（330mm）外，其他都能滿足使用要求。解決模具閉合高度的問題，可以在安裝模具時，在模具下墊一塊通用板（厚度為20mm-50mm），即可以滿足使用要求； 故J23-63能滿足該模具的使用要求 第五章 拉深模的沖壓工藝及模具設(shè)計 5.1 工藝分析 圖5-1拉伸件的三維圖 圖5.2 拉深件2維圖 此工件為凸緣斜圓筒形工件，要求外形尺寸沒有厚度變化的要求，此工件的行狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。 計算毛坯直徑D： 由前面落料工序知：D=246mm。 5.1.1判斷拉深次數(shù) 毛胚的相對厚度： t/D=1.02%; 拉深系數(shù)： mf=d/D=0.732<1; 故能一次拉深成型; 在拉深過程中，毛坯凸緣在切向應力作用下，可能產(chǎn)生塑性失穩(wěn)而拱起的現(xiàn)象稱為起皺。毛坯凸緣起皺嚴重，甚至不能通過凸模和凹模間隙而被拉斷。輕微起皺的毛坯凸緣雖可通過間隙，但會在筒壁留下皺痕，影響零件的表面質(zhì)量。故在拉深過程中的起皺是不允許的，必須采用措施防止或消除起皺缺陷。最常用的防止起皺的方法是采用合適的模具結(jié)構(gòu)，如應用錐形凹模、是指壓邊圈等。 錐形凹模拉深時判斷起不起皺的條件： t/D≥0.03(1-m); 相對厚度t/D=0.0101>(0.008048-0.01354); 參數(shù)不符合要求，若不采用什么措施就可能會起皺; 拉深系數(shù)：M1=d1/D=0.5488; 相對厚度：t/Dx100=1.02; 參照《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表5—8Z錐形凹模是否采用壓邊圈的條件： 得出結(jié)論：要采用壓邊圈。 5.2 工藝方案的確定 本工件首先需要落一個圓形板料，制成直徑D=246mm的圓板，然后以D=246mm的圓板料為毛坯進行拉深，拉深成小外徑為135mm，大外經(jīng)為180mm，小內(nèi)圓角R為6mm，大內(nèi)圓角R為10mm的凸緣斜圓筒，最后按對拉深件進行切邊及沖三個小孔，切邊和沖孔用一個倒裝的復合模具，達到最后制件要求的形狀及精度要求。 5.3 工藝計算 5.3.1 計算壓邊力，拉深力 壓邊力能引起毛坯凸緣部分與凹模平面和壓邊圈表面之間的摩擦阻力，該摩擦阻力的大小會增加危險端面的拉應力，壓邊力太大會導致拉裂或嚴重變?。欢鴫哼吜μt會導致起皺。 圓筒行件拉深時的壓邊力：； 其中公式p為單位壓邊力，查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表5-9單位壓邊力p，因工件所用08F鋼，其含碳量0.08%，當含碳量在0.2%~0.3%時屬于軟鋼，材料厚度t=2.5mm>0.5mm，所以p取2.0~2.5MPa；p取2.25MPa，D0=246mm，d1=180mm，rd=10mm；將各已知數(shù)據(jù)代入上試得壓邊力為：F=144.946KN; 拉深力的計算公式為：； 已知： m1=0.73，t=2.5mm,d1=180mm,δ=295MPa,修正系數(shù)K1查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》得K1=0.52，將這些參數(shù)代入上面公式得：F=158.231KN; 在實際生產(chǎn)中，一般按總的拉深力小于或等于壓力機公稱壓力的50%~60%來選用，壓力機的公稱壓力為 F≤(1/2-3/5)F總；F總≥（5/3-2）x158.231KN=263.372KN-316.462KN; 故壓力機的公稱壓力要大于316.462KN。 5.4 模具工作部分尺寸的計算 5.4.1 拉深模的間隙 決定凸模和凹模單邊間隙Z時，不僅要考慮材質(zhì)和板厚，還要注意工件的尺寸精度和表面質(zhì)量，尺寸精度高、表面粗糙度數(shù)值低時，模具的間隙應取小一些，間隙值應與板料厚度相當。 用壓邊圈是：； K—間隙系數(shù)，查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表5-18，得k=0.1; 則單邊間隙：Z=1+0.1X1=1.1mm； 所以拉深模的間隙：Z總=2Xz=2.2mm。 5.4.2 拉深模的圓角半徑 凹模圓角半徑,當D-d=246-180=66mm≥30mm；則要采用《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表5-17來進行判斷；則凹模圓角半徑rd=6t=6mm； 凸模的圓角半徑等于工件內(nèi)圓角半徑即=10mm。 5.4.3 凸、凹模工作部分的尺寸和公差 確定凸模和凹模工作部分尺寸時，應考慮模具的磨損和拉深件的回彈，當拉深件尺寸標注在外形是，用下面公式計算：； 其中為凹模的基本尺寸，為凸模的基本尺寸，為拉深件外徑最大極限尺寸，為拉深件的公差，、為凹模和凸模的制造公差，見《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表5-19，Z為拉深模的間隙。其中Dmax=181.5mm，Δ=1mm，δd=0.1，δp=0.06，Z=1.1mm；將以上參數(shù)代入公式得：Dd=180.4+0.1mm;dp=179.3-0.06mm 5.5 模具的總體設(shè)計 5.5.1 模具結(jié)構(gòu)的確定 圖5.3 拉深模具裝配示意圖 該拉深模在雙動壓力機上拉深，凹模板兼有壓邊圈的作用，卸料板上有凹槽定位，凹槽深度小于1mm，以便壓料和定位，壓邊力用彈性性元件控制，模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，出件時用卸料螺釘頂出。 5.5.2 模架的選擇 模架選用適用中等精度，中小尺寸沖壓件，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，由于板料是圓形的，方便定位用圓形中間導柱模架。這樣能滿足零件的要求； 1、所選板和模架的規(guī)格： 圖5-4 中間導柱模架 凸模墊板：315x10； 凸模固定板：315x25； 凹模板：315x63； 上模座：315x55 ,（GB2855.12-81）； 下模座：315x60，（GB2855.11-81）； 模柄的規(guī)格：A50x115，（GB2862.1-81）； 2、模具閉合高度的計算 H=55+60+10+25+63+30+10-1=252mm。 5.6 拉深設(shè)備的選擇 設(shè)備的工作行程需要考慮工件成型和取件方便，因此，工作行程s≥2.5h（h為工件的高度：=78+3）=2.5×81=202.5mm。 選用雙動拉深壓力機J44—55。其參數(shù)如下： 拉深滑快公稱壓力：550KN； 壓邊滑快公稱壓力：550KN； 拉深滑塊行程：580mm； 最大坯料直徑：； 最大拉深深度：280mm； 最大拉深直徑：； 工作臺尺寸（前后×左右×孔徑）：720×680×120。 5.7拉深設(shè)備的校核 公稱壓力：550KN＞F總=252KN； 最大拉深直徑：Φ550mm>Φ180mm； 最大拉深深度：280mm＞48mm； 故滿足要求。 第六章 切邊沖孔模具的沖壓工藝及設(shè)計 6.1 工藝分析 圖6.1 工件三維圖 圖6.2 工件二維圖 該板料注要是沖三個孔和切邊，孔的精度要求不高（取IT7級），切邊主要是切出外形，三個孔在直徑為Φ198mm的圓上，將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其它尺寸標注，生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，可以用切邊沖孔復合模具能夠滿足要求。并且能一次成型。 6.2確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式 ⑴卸料、出件方式的選擇：該模具采用彈性卸料和上出件方式，通過下面的頂桿來頂出制件。 ⑵導向方式的選擇：為了方便操作和達到精度要求，該模具采用中間導柱的導向方式。 沖壓件的形狀簡單、精度要求不高、生產(chǎn)批量為中批量，為了使得模具壽命較高，采用有導向、彈性卸料、上出件的模具結(jié)構(gòu)形式。采用倒裝復合模，通過凸凹模來定位，這樣保證模具的精度更高。 6.3工藝計算 6.3.1計算沖壓合力并預選沖床 周長L通過ug軟件分析的L=802.17mm，t=2.5，δb=295MPa； 沖壓力F=Ltδb=491.6KN； 查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》中表3-11得推件力系數(shù)Kx=0.04；KT=0.055 倒裝復合模：頂件力等于零 推薦力：刃口高度為8 n=8/2.5 n取4 F推= KTxnxF=108.7KN; F卸=KxxF=23.7KN; F合= F卸+ F推+F=604KN; 根據(jù)沖壓合力預選J23-63的曲柄壓力機。 6.3.2確定沖裁件壓力中心 該零件結(jié)構(gòu)簡單，形狀是對稱，故壓力中心就在零件的幾何中心上。 6.3.3凸模、凹模刃口尺寸的計算 落料以落料凹模為基準計算，落料凸模根據(jù)凹模和最小間隙計算，也可以根據(jù)凹模實際尺寸和間隙值配制。沖孔以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模根據(jù)凸模和最小間隙計算，也可以根據(jù)凸模實際尺寸和間隙值配制 間隙查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表3-4，Zmin=0.360;Zmax=0.500； 落料凹模磨損后變大尺寸Φ180-0.72，Φ135-0.63，48-0.39，Φ190-0.72，Φ198-0.72，R14-0.27，R10-0.22；凹模公差按Δ/4; 磨損系數(shù)查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表3-5，X=0.5。 A1=(180-0.5X0.72)+0.72/4=179.64+0.18 A2=(135-0.5X0.63) +0.63/4=134.685+0.158 A3=(48-0.5X0.39) +0.39/4=47.815+0.098 A4=(190-0.5X0.72) +0.72/4=189.64+0.18 A5=(198-0.5X0.72) +0.72/4=197.64+0.18 A6=(14-0.5X0.27) +0.27/4=13.865+0.068 A7=(10-0.5X0.22) +0.22/4=9.89+0.055 凸模（凸模固定板）按照凹模實際尺寸配做，保證間隙0.36-0.5； 沖孔凸模磨損后變小尺寸R6+0.15(IT12-IT13級)； 凹模，凸模公差按照IT8級，δ凸=0.018mm，δ凹=0.018mm； 校核間隙δ凸+δ凹=0.036mm< Zmax -Zmin=0.14,可行。 磨損查《沖壓工藝及沖模設(shè)計》表3-5，X=0.5 B1凸=（6+0.15x0.5）-0.018=6.075-0.018 B1凹=（6.075+0.36）+0.018=6.435+0.018 6.3.4確定彈性元件 聚氨脂橡皮允許承受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)整方便，所以選用橡皮 卸料力F卸=KxxF=23.7KN; 橡皮的工作高度：H工作=t+1+H修模=2.5+1+4.5=8(H修模取4-7)； 橡皮的高度：H自由=H工作/(0.25-0.5)=32-26.7，取30； P為橡皮預壓（壓10%~15%自由）時單位面積上的壓力，取0.26~0.5； 橡皮的面積：A=F卸/P=23700/(0.26-0.5)=9115-4740； 橡皮的預壓高度：H壓=10%H自由=3； 橡皮的裝配高度：H裝配=H自由-H壓=30-3=27； 取一塊整開3個卸料螺孔的315X30的聚脂氨橡皮； 工件面積：S=670.5x30+Πx6x6=20228.04mm2； 面積校核：315x2xΠx30-3x6x6xΠ-20228.04=38779mm2>4740可行。 6.3.5編寫工藝文件 表6.3 沖壓工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡圖 設(shè)備 工藝裝備 0 下料 剪板機上裁板 1 落料- 落料 J23-63 落料模 2 切邊-沖孔 切邊沖孔復合模 J23-80 切邊沖孔復合模 6.4模具總體設(shè)計 6.4.1 模具結(jié)構(gòu)確定 圖6.4 切邊沖孔倒裝復合模裝配圖 6.4.2 模具主要部件的結(jié)構(gòu)與尺寸 6.4.2.1工作零件的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 （1）凸凹模：為了安裝方便，凸凹模設(shè)計成凸緣式，與凸凹模固定板配合按H7/m6。 其總長 L=H固定板+H卸料版+H橡皮+48=125mm； （2）凹模：凹模采用厚凹模板結(jié)構(gòu)，厚凹模厚度的尺寸要大于制件的厚度；取凹模的厚度為48mm。由于是圓形板料，凹模板選擇為圓形厚凹模，有制件的尺寸可以得到凹模板的直徑為315mm。 所以凹模板的尺寸為315x48mm； 空心墊板的尺寸為315x45mm； （3）沖孔凸模：由于凹模板厚度較厚，凸模選用臺階式結(jié)構(gòu)，與凸模固定板的配合按H7/m6； 其總長度L=H固定板+H空心墊板+H凹模=95mm小端長為28mm。 （4）模具剛性校核 凸凹模尺寸較大，模具強度較大，所以不需要進行模具強度校核。 沖孔凸模：單個凸模所受的力： 沖裁力：96.3/3=32.1KN;推件力：108.7/3=36.2KN； F合力=32.1+36.2=68.3KN； Lmax≤95xd2/√F=95x142/√68300=71.2mm≥28mm 滿足要求，可行； 6.4.3 模架和模板的選擇 模架選用適用中等精度，中小尺寸沖壓件的中間導柱模架。 圖6.5中間導柱模架 上模座：315x55（GB2855.5-81）; 下模座：315x60（GB2855.6-81）； 模柄的規(guī)格：A50x115（GB2862.6-81）; 小導柱：A45h6x290（GB2861.1-81）； 小導套：A60H7x65x58（GB2861.6-81）； 大導柱：A45h6x290（GB2861.1-81）； 大導套：A60H7x65x58（GB2861.6-81）； 墊板：315x10； 凸模固定板：315x25； 模具的閉合高度：H閉=310mm。 6.5 沖壓設(shè)備的選擇 選用開式雙柱可傾壓力機J23—63。其參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN; 滑塊行程：120次/min; 最大裝模高度：360mm; 連桿調(diào)節(jié)量：65mm; 工作臺尺寸（前后×左右）：480mm×710mm; 墊板尺寸（厚度）：80mm； 模柄孔尺寸（直徑×深度）：φ50X70mm; 最大傾斜角度：30°; 電機功率：5.5KW。 6.6 沖壓設(shè)備的校核 公稱壓力： 630KN＞F總=604KN； 最大閉合高度：360mm＞模具閉合高度:310mm； 除了模具的閉合高度（310mm）小于壓力機的最小裝模高度（360mm）外，其他都能滿足使用要求。解決模具閉合高度的問題，可以在安裝模具時，在模具下墊一塊通用板（厚度為10mm-60mm），即可以滿足使用要求； 故J23-63能滿足該模具的使用要求。 第7章　切邊沖孔模裝配和調(diào)試 沖孔切邊復合模的結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)外形表面相對位置精度高，沖壓生產(chǎn)效率高，對裝配要求也高。圖7-1所示的切邊沖孔復合模的裝配過程如下： 圖7-1 切邊沖孔復合模 1-圓柱銷 2-卸料螺釘 3、-凸凹模 4-橡膠 5-卸料板 6-導柱 7-推件塊 8-空心墊板 9-沖孔凸模 10-推桿 11-圓柱銷 12-導套 13-上模座板 14-模柄 15-打桿 16-防轉(zhuǎn)銷 17-推板 18-圓柱銷 19-凸模墊板 20-凸模固定板 21-內(nèi)六角螺釘 22-導套23-凹模 24-導柱 25-凸凹模固定板 26-凸凹模墊板 27-內(nèi)六角螺釘 28-下模座板 7.1 .組件裝配 模具總裝配前，將主要零件如模架、模柄、凸模等進行組裝。 1）將凸緣式模柄1裝配于上模座內(nèi)，用內(nèi)六角螺釘擰緊，并磨平端面。 2）將凸模裝入凸模固定板內(nèi)，成為凸模組件。 3）將凸凹模裝入凸凹模固定板內(nèi)，成為凸凹模組件。 4）將導柱、導套壓入上下模板，成為模架。導套、導柱之間的滑動要平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象，并且上下模板之間要平行。 7.2. 確定裝配基準件 切邊沖孔復合模應以凸凹模為基準件，首先確定凸凹模在模架中的位置。 1）安裝凸凹模組件，加工下模座漏料孔 確定凸凹模組件在下模座上的位置，然后用平行夾板將凸凹模組件和下模座夾緊，在下模座上畫出漏料孔線。 2)加工漏料孔 下模座漏料孔尺寸應比凸凹模漏料孔尺寸單邊大0.5～1mm。 3)安裝凸凹模組件 將凸凹模組件在下模座重新找正定位，并用平行夾板夾緊。鉆鉸銷孔、螺紋孔，安裝定位銷和螺釘。 7.3. 安裝上模部分 1）檢查上模各個零件尺寸是否能滿足裝配技術(shù)條件要求。推件塊頂出端面應突出落料凹模端面1mm。推料裝置的各零件尺寸是否合適，動作是否靈活等。 2）將推件系統(tǒng)各零件分別裝于上模座和模柄孔內(nèi)，用平行夾板將切邊凹模、空心墊板、凸模組件、墊板和上模座輕輕夾緊，然后調(diào)整凸模組件和凸凹模及沖孔凹模的沖裁間隙。可采用墊片法調(diào)整，并用紙片進行試沖、調(diào)整，直至各沖裁間隙均勻。再用平行夾板將上模座各板夾緊。 3）在鉆床上以凹模上的銷孔和螺釘孔作為引鉆孔，鉆鉸銷孔和螺釘孔。然后安裝定位銷和螺釘。 7.4. 安裝彈壓卸料部分 1）將彈壓卸料板套在凸凹模上，彈壓卸料板和凸凹模組件端面墊上平行墊鐵，保證彈壓卸料板端面與凸凹模上平面的裝配位置尺寸，用平行夾板將彈壓卸料板和下模夾緊。然后在鉆床上同鉆卸料孔。最后將下模各板上的卸料螺釘孔加工到規(guī)定尺寸。 2）在凸凹模組件上和彈壓卸料板上分別安裝卸料橡膠和定位、導料裝置，擰緊卸料螺釘。 5.按沖裁技術(shù)條件進行裝配檢查。 6.按生產(chǎn)條件試沖，合格后入庫。 結(jié)束語 完成課題ZB150型振動器電機罩殼的沖壓工藝及模具設(shè)計后，首先讓我對當前的模具行業(yè)的發(fā)展有了一定的了解，及其發(fā)展方向有了詳細的了解，對沖壓模具設(shè)計的整個設(shè)計過程有了全面的了解。對其中涉及到得工藝分析，工藝計算，機床的選定，機械設(shè)計都有了深刻的體會。為以后工作打下良好的基礎(chǔ)，為以后能解決工作中遇到的問題打下基礎(chǔ)。作為材料成型及成型工程專業(yè)的當代大學生，更應該致力于理論知識與實踐相結(jié)合，利用所學的理論知識獨立思考并巧妙的聯(lián)系實踐來設(shè)計出比較合格的模具。通過畢業(yè)設(shè)計讓我對模具相關(guān)沖壓手冊有了深刻的了解。尤其對沖壓模具，這一次的設(shè)計工作讓我深刻的體會到了復合模具設(shè)計方法的多樣性，開闊了設(shè)計思路，增添了設(shè)計經(jīng)驗。 總體上來說，這次的畢業(yè)設(shè)計給我上了大學期間的最后一節(jié)重要的課，使我受益菲淺。讓我更好的學會理論與實踐相結(jié)合，讓理論在實踐中更好的體現(xiàn)，讓實踐不斷的充實理論。為以后的人生做好了鋪墊。 參考文獻 [1] 馮炳韓,韓泰榮,殷振海,蔣文森編.模具設(shè)計與制造簡明手冊[M].上海：上海科學技術(shù)出版社,1992 [2] 許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2002 [3] 翁其金，徐新成主編.沖壓工藝及沖模設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社,2004 [4] 徐新成主編.沖壓工藝及沖模設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社,2005 [5] 薛啟翔主編.沖壓模具與制造. 北京：化學工業(yè)出版社,2004 [6] 丁松聚主編.冷沖模具設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社,2001 [7] 沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊(模具手冊之四).北京：機械工業(yè)出版社,2004 [8] 趙步青等.淺談模具生產(chǎn)制造中的裂紋問題[J].金屬加工，2009，(3). 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