空氣濾清器殼的正、反拉深、沖孔復合模設(shè)計【含全套CAD圖紙】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設(shè)計 系 、 部： 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 年 月 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計 材料 系 、 部： 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 年 月 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 系： 專業(yè)： 指導教 師 學生姓名 課題名稱 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔 復合模設(shè)計 內(nèi)容及任務(wù) 根據(jù)所給定的沖壓零件產(chǎn)品，設(shè)計出沖壓模具。主要內(nèi)容如下： 1、繪制產(chǎn)品零件圖。 2、繪制模具裝配圖。 3、繪制整套模具零件圖，標準件除外。 4、編寫設(shè)計說明書。 5、自選一個重要模具零件編制加工工藝路線，進行相關(guān)的計算，并編制加工工藝卡和工序卡。 擬達到的要求或技術(shù)指標 按照“湖南工學院畢業(yè)設(shè)計（論文）工作管理規(guī)定”，本課題設(shè)計要求及技術(shù)指標如下： （一）模具 1、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量產(chǎn)品的同時，力求成本低、壽命 長。 2、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性好，具有一定的創(chuàng)新性。 3、操作安全、方便，易于維修，便于管理。 4、在保證模具強度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。 （二）設(shè)計圖紙 1、模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項內(nèi)容符合標準要求。 2、設(shè)計圖紙應符合學校的要求，不少于 3 張零號圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖、裝配圖和零件圖，其中應包含一張以上用計算機繪制的具有中等難度的 1 號圖紙，同時至少有折合 1 號圖幅以上的圖紙用手工繪制。 （三）設(shè)計說明書 1、資料數(shù)據(jù)充分，并標明數(shù)據(jù)出處。 2、計算過程詳細、完全。 3、公式的字母含 義應標明，有時還應標注公式的出處。 4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。 5、說明書按照學校的有關(guān)規(guī)定，編寫不少于 12000 字的設(shè)計說明書，同時上交電子文檔。 （四）其他要求 1、查閱到 10 篇以上與題目相關(guān)的文獻 2、翻譯一篇本專業(yè)外文文獻（ 10000 個以上印刷符號），并附譯文。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 進度安排 起止日期 工作內(nèi)容 備注 4月 2號至 4月 15號 4月 15號至 4月 25號 4月 25號至 4月 30號 5月 2號至 5月 10號 5月 10號至 5月 15號 5 月 15 至 25 號 5 月 25 至 5 月 30 號 6 月 1 號 至 10 號 英文文獻翻譯 收集資料 分析零件的工藝性 確定工藝方案 計算主要的工藝參數(shù) 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 繪制機械結(jié)構(gòu)零件圖及裝配圖 整理畢業(yè)設(shè)計 上交畢業(yè)設(shè)計 準備畢業(yè)答辯 主要參考資料 [1]劉心治主編 冷沖壓工藝及模具設(shè)計 重慶大學出版社 2006 [2]《模具制造手冊》編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1990 [3]吳宗澤主編 機械設(shè)計手冊（上冊 下冊） 機械工業(yè)出版社 1998 [4]肖景容主編 沖壓工藝學 機械工業(yè)出版社 [5]模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1992 [6]鄭家賢主編 沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù) 機械工業(yè)出版社 2005 [7]鄭家賢 M]機械工業(yè)出版社 ,2005. [8]沖模設(shè)計手冊編寫組 M]機械工業(yè)版社 ,2007 [9]周兆元主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2005 [10]王新華 袁聯(lián)富 編 沖模結(jié)構(gòu)圖冊 機械工業(yè)出版社 2003 教研室 意見 年 月 日 系主管領(lǐng)導意見 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè) 計 (論文 )開題報告 題 目 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔 復合模設(shè)計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 一、 選題的目的和意義： 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件 (沖壓件 )的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工 (或稱壓力加工 )，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 60～ 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖 壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一 臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和 內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和 發(fā)展簡易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復合模、多工位級進模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完 成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 二、 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 進入 90 年代以來，高新技術(shù)全面促進了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進成形技術(shù)的形成和發(fā)展。 21 世紀的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求? 沖壓成形技術(shù)將更加科學化、數(shù)字化、可控化?？茖W化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化 控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。 在模具設(shè)計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設(shè)計和制造系統(tǒng)（ 發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點金模具等）制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（ 多工位高速自動沖壓機以及智能機器人送料取件，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成 形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟。 三、 畢業(yè)設(shè)計（論文）所用的主要技術(shù)與方法： 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展， 沖壓 模具的設(shè)計方法已經(jīng)由傳統(tǒng)的手工繪圖設(shè)計逐步向計算機輔助設(shè)計（ 向發(fā)展，給模具生產(chǎn)帶來了深刻的變革。 此次畢業(yè)設(shè)計題目主要是基于 技術(shù)與方法進行設(shè)計。 1、調(diào)研濾清器殼模具的造型結(jié)構(gòu)特征及對沖壓零件的工藝性分析。 2、沖壓工藝的總體方案的分析和確定，然后進行排樣設(shè)計和工藝計算。 3、進行模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計，制定初步模 具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，繪制產(chǎn)品草圖。 4、進行濾清器殼沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制模具零件設(shè)計圖紙。 5、選擇合理的沖壓設(shè)備，并對設(shè)備進行校核。 6、編制模具中主要零件的制造工藝方案和加工方法。 7、撰寫設(shè)計說明書，所有設(shè)計文檔、資料的整理、收尾、答辯。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 主要參考文獻及資料獲得情況 [1]劉心治主編 冷沖壓工藝及模具設(shè)計 重慶大學出版社 2006 [2]《模具制造手冊》編寫組 模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1990 [3]吳宗澤主編 機械設(shè)計手冊（上冊 下冊） 機械工業(yè)出版社 1998 [4]肖景容主編 沖壓工藝學 機械工業(yè)出版社 [5]模具制造手冊 機械工業(yè)出版社 1992 [6]鄭家賢主編 沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù) 機械工業(yè)出版社 2005 [7]鄭家賢 M]機械工業(yè)出版社 ,2005. [8]沖模設(shè)計手冊編寫組 M]機械工業(yè)版社 ,2007 [9]周兆元主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2005 [10]王新華 袁聯(lián)富 編 沖模結(jié)構(gòu)圖冊 機械工業(yè)出版社 2003 五、畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排（按周說明） 4 月 2號至 4月 15號英文文獻翻譯 4 月 15號至 4月 25 號 收集資料 4 月 25號至 4月 30 號 分析零件的工藝性 確定工藝方案 計算主要的工藝參數(shù) 5 月 2號至 5月 10 號 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 月 10號至 5月 15 號 編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 5 月 15 至 25 號 繪制機械結(jié)構(gòu)零件圖及裝配圖 5 月 25 至 5 月 30 號整理畢業(yè)設(shè)計 上交畢業(yè)設(shè)計 6 月 1 號至 10 號 準備畢業(yè)答辯 指導教師批閱意見 指導教師 (簽名 )： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )工作中期檢查表 題目 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設(shè)計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 指 導 教 師 填 寫 學生開題情況 已開題 學生調(diào)研及查閱文獻情況 已進行 畢業(yè)設(shè)計（論文）原計劃有無調(diào)整 無 學生是否按計劃執(zhí)行工作進度 是 學生是否能獨立完成工作任務(wù) 能 學生的英文翻譯情況 較好 學生每周接受指導的次數(shù)及時間 2 次 4小時 畢業(yè)設(shè)計（論文）過程檢查記錄情況 較好 學生的工作態(tài)度在相應選項劃“ √” □認真 □一般 □較差 尚存在的問題及采取的措施： 對 于沖孔凸模的設(shè)計 考慮到模具的設(shè)計難易程度，將反拉深凸模與沖孔凸模分開設(shè)計，然后將沖孔凸模嵌套在反拉深凸模上。 指導教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負責人簽字： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師評閱表 系： 專業(yè)： 學生姓名 學 號 班 級 專 業(yè) 指導教師姓名 課題名稱 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設(shè)計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術(shù)水平或設(shè)計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱評語表 題 目 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設(shè)計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 評閱 教師姓名 職稱 工作單位 評分內(nèi)容 具 體 要 求 總分 評分 開題情況 調(diào)研論證 能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10 外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字數(shù)要求。 10 設(shè)計質(zhì)量 論證、分析、設(shè)計、計算、結(jié)構(gòu)、建模、實驗正確合理。 35 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng) 新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10 撰寫質(zhì)量 結(jié)構(gòu)嚴謹，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范， 符合規(guī)定字數(shù)要求。 15 綜合能力 能綜合運用所學知識和技能發(fā)現(xiàn)與解決實際問題。 20 總評分 評閱教師 評閱意見 評閱成績 總評分ⅹ 20% 評閱教師簽名 日期 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查表 題 目 空氣濾清器殼正、反拉深、沖孔復合模設(shè)計 學生姓名 學 號 專 業(yè) 指導教師 內(nèi)容綜述 （ 對畢業(yè)設(shè)計或論文的研究步驟和方法、主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處進行綜述，提出答辯申請） ： 申請人簽名： 日期： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 資 格 審 查 項 目 是 否 01 工作量是否達到所規(guī)定要求 02 文檔資料是否齊全（任務(wù)書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關(guān)附件資料等） 03 是否完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù) 04 完成的成果是否達到驗收要求 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設(shè)計（論文） 指導教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查小組意見： 符合答辯資格，同意答辯 □ 不符合答辯資格，不同意答辯□ 審查小組成員簽名： 年 月 日 注：此表中內(nèi)容綜述由學生填寫，資格審查項目由指導教師填寫。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表 系： 專業(yè)： 學生姓名 學號 班級 答辯 日期 課題名稱 指導 教師 成 績 評 定 分值 評 定 小計 教師 1 教師 2 教師 3 教師 4 教師 5 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結(jié)論嚴謹，設(shè)計（論文）有應用價值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷 ,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入 ,知識 面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績 a： × 40％＝ 指導教師評分 分值： 指導教師評定成績 b： × 40％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績 c： × 20％＝ 最終評定成績： 分數(shù)： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 I 摘 要 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。本設(shè)計是空氣濾清器殼反拉深、沖孔復合模設(shè)計 ，沖模的結(jié)構(gòu)性能直接反映了沖壓技術(shù)水平的高低。選用材料時應考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度，生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要是確定沖床的類型和噸位。 板料冷沖壓加工是機械加工的一個重要組成部分。它應用十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過大，壓力機不相匹配等問題。 本文就以 空氣濾清器殼 反拉深、沖孔復合模設(shè)計 主要介紹了沖壓模具設(shè)計的全過程： 1. 經(jīng)工藝分析工藝計算，間隙值的選擇，確定了該設(shè)計工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形式。 2. 同時對所設(shè)計的模具分別進行了分析說明， 3. 對壓力機做出了合理的選擇， 4. 整個過程采用 關(guān)鍵字 ：沖壓模；沖裁間隙；沖壓工藝 to it to be It is it is is of of he of to 1. by by of of 2. to at 3. to 4. to of of 目錄 摘要 前言 ................................................................... 18 1． 1 沖壓技術(shù)概述 ...................................................... 18 1． 2 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 ................................................ 18 2 沖壓工藝分析 ........................................................... 19 2． 1 零件材料的分析 .................................................... 19 2． 2 零件工藝性能分析 .................................................. 19 2． 3 確定工藝方案與模具形式 ............................................ 21 2． 4 沖壓工序數(shù)確定 .................................................... 22 2． 5 模具類型的確定 .................................................... 23 2． 6 工藝方案分析 ...................................................... 23 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定 ...................................................... 7 4 部分工藝參數(shù)計算 ....................................................... 24 4． 1 毛坯尺寸計算： .................................................... 24 4． 2 反拉深次數(shù)計算 .................................................... 25 5 各部分工藝力計算 ....................................................... 25 6 凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計算 ..................................... 26 6． 1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 ................................ 26 6． 2 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 .................................. 27 6． 3 沖孔凸模的設(shè)計 .................................................... 27 6． 3． 1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計三原則 ......................................... 27 6． 3． 2 凸模的尺寸計算 ............................................... 27 6． 3． 3 凸模的結(jié)構(gòu)形式 ............................................... 28 6． 4 拉深凹模的設(shè)計 .................................................... 28 6． 4. 1 拉深模的凹模圓角半徑 ........................................ 28 6． 4． 2 拉深間隙 ..................................................... 28 6． 5 凸凹模的設(shè)計 ....................................................... 31 6． 5． 1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................... 31 6． 5． 2 拉深凸模結(jié)構(gòu) ................................................. 32 7 壓力設(shè)備的原則 ......................................................... 33 8 模具設(shè)計 ............................................................... 34 9 模具其他零件設(shè)計及計算 ................................................. 35 9． 1 沖模的導向裝置 .................................................... 27 9． 1. 1 無導向沖栽條件 ................................................. 35 9． 1. 2 導板導向 ....................................................... 36 9． 1. 3 模架的導向 ..................................................... 36 9． 2 模架的類型及應用 .................................................. 36 9． 3 定位裝置 .......................................................... 36 9． 4 卸料裝置 .......................................................... 38 9． 4. 1 固定卸料裝置的形式 ............................................. 38 9． 4. 2 固定卸料板的固定方式 ........................................... 38 9． 5 推件裝置的設(shè)計 .................................................... 39 9． 5. 1 推件板的結(jié)構(gòu)形式 ............................................... 39 9． 5. 2 推件板的極點位置 ............................................... 39 9． 5. 3 打桿與打板的設(shè)計 ............................................... 40 9． 6 模柄的類型與選擇 .................................................. 40 9． 7 凸模固定板 ........................................................ 42 9． 8 墊板 .............................................................. 42 9． 9 緊固件 ............................................................ 42 9． 10 定位銷 ........................................................... 43 10 模具的裝配 ............................................................ 43 10． 1 復合模的裝配 ..................................................... 43 10． 2 凸、凹模間隙的調(diào)整 ............................................... 43 11 模具零件 .............................................................. 44 12 凸凹模制造的工藝過程 .................................................. 45 13 設(shè)計總結(jié) .............................................................. 48 參考文獻 ................................................................ 49 致謝 .................................................................... 50 附錄 .................................................................... 51 1 1 前言 1． 1 沖壓技術(shù)概述 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件 (沖壓件 )的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬 塑性加工 (或稱壓力加工 )，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 60～ 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一 致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離 斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能 ，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復合模、多工位級進模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準 2 備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般 都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 1． 2 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 進入 90 年代以來，高新技術(shù)全面促進了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進成形技術(shù)的形成和發(fā)展。 21 世紀的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏?加突出“精、省、凈”的需求。 沖壓成形技術(shù)將更加科學化、數(shù)字化、可控化?？茖W化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。 注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計甚至構(gòu)思時起，就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。 沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。 重視復合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復合工藝為基礎(chǔ)的先進成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應用有限元、邊界元等技術(shù)，對沖壓過程進行數(shù)字模擬分析，以預測某 一工藝過程中坯料對沖壓的適應性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對生產(chǎn)過程的直接指導作用。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發(fā)展，加強研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。 在模具設(shè)計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設(shè)計和制造系統(tǒng)（ 發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點金模具等）制造技術(shù)以及通用組合 3 模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更 新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（ 多工位高速自動沖壓機以及智能機器人送料取件，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟。 2 沖壓工藝分析 2． 1 零件材料的分析 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復合模、級進模等各種模具。設(shè)計這些模具時，首先要了解被加工材 料的力學性能。材料的力學性能是進行模具設(shè)計時各種計算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學性能，以便設(shè)計?，F(xiàn)將 空氣濾清器殼 零件材料為 10號鋼的力學性能主要參數(shù)及其概念敘述如下： （ 1）應力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是 N/ ，用 106 1N/； 109 1 （ 2）屈服強度σ s：材料開始產(chǎn)生塑性變形時的應力值，單位是 N/ 。彎曲、拉深、成形等工序中，材料都是在達到屈服強度時進行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取σ s = 210 （ 3）抗拉強度σ b。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是 b = 340 （ 4）抗剪強度τ b。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應 力值，單位是 τ b = 255～ 333 （ 5）彈性模量 E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標，彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。 E = 194 x 103 （ 6）屈服比σ s/σ b。是材料的屈服強度與抗拉強度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應的減小，有利于提高成形極限。 （ 7）伸長率δ。在材料性能實驗時，試 件由拉伸試驗機拉斷后，對接起來測量長度，其伸長量與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“％”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料為 10號鋼的伸長率δ =31％。 4 綜上所述，對 空氣濾清器殼 零件材料 10號鋼的力學性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計中各參數(shù)的計算，故在后序的模具設(shè)計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進行計算。 件工藝性的分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料 — 沖壓加工工序 — 必要的輔助工序 — 質(zhì)量檢驗 — 組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重 點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 該零件為 空氣濾清器殼 ，結(jié)構(gòu)簡單，對稱，是典型的沖壓件。在沖壓過程中要注意控制沖載程度，加工時，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應考慮以下幾點： （ 1）凸、凹模間隙的確定：對于斷面垂直度、尺寸精度要求不高的零件，在保證零件要求的前提下，應以降低沖載力，提高模具壽命為主，采用大間隙；對于斷面 垂直度、尺寸精度要求較高的零件，應選用較小的間隙值。間隙 Z=2t(1-h/t) （ 2）考慮模具刃口鈍利情況：當模具刃口磨損成圓角變鈍時，刃口與材料接觸面積增加，應力集中效應減輕，擠壓作用大，延緩了裂紋的產(chǎn)生，制件圓角大，光亮帶寬，但裂紋發(fā)生點要由刃口側(cè)面向上移動，毛刺高度加大，即使間隙合理，也仍會產(chǎn)生毛刺。 根據(jù)零件圖，初步分析可以知道 空氣濾清器殼 零件的沖壓成形需要多道工序 才能完成，進行反拉深，形成外形尺寸形狀，其次沖孔。 綜上所述， 空氣濾清器殼 由原始毛坯沖壓成形應包括的基本工序有：反拉深，沖孔復合模等。 定工藝方案和模具形式 在沖壓分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計的特點與難點，根據(jù)實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時同一種沖壓零件也可能存在多個可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點，應從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進行綜合分析、比較， 確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快的速度，最少的勞動量，最少的費用，可靠的加工出符合圖樣各項要求的零件，在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟合理的工藝方案。 確定工藝方案及模具形式： 5 1、根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本的工序，反拉深，沖孔復合。 2、根據(jù)初步工藝計算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)等。 3、根據(jù)個別工序的變形特點、質(zhì)量要求等確定工序順序。 一般可按照下列原則進行： 1）、對沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般 先落料，再沖孔或切口，使用級進模，則先沖空孔或切口后落料 2）、對于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高時，也可先沖孔后拉深。 3）、對于形狀復雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。 4）、整形或校平工序，應在沖壓件基本成型以后進行。 4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時，沖壓工序應盡可能組合在一起，用復合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。 由于 離合器 沖壓成形需要的多道工序完成，因 此選擇合理的成形工藝方案十分重要，考慮到生產(chǎn)批量大，應在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 要提高生產(chǎn)成本，應該盡量選擇合理的工藝方案，選擇復合能復合的工序，但復合程度太高，模具的結(jié)構(gòu)復雜，安裝調(diào)試困難，模具成本高，同時可能降低模具的強度，縮短模具壽命。 根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，為了提高生產(chǎn)率，保證模具結(jié)構(gòu)簡單，沖壓件尺寸穩(wěn)定、精度高，沖壓該零件的基本工序為反拉深，沖孔復合模。 圖 氣濾清器殼 零件，材料為 10號鋼，厚度為 t=2批量生產(chǎn)。而冷沖壓是 一種先進的金屬加工方法，這是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具與沖壓設(shè)備對板料金屬進行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。冷沖壓和切削加工相比較，具有生產(chǎn)率高，加工成本低，材料利用率高，產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定，操作簡單，容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列優(yōu)點，特別適合大批量生產(chǎn)，因此，此零件的生產(chǎn)選用沖壓加工較為經(jīng)濟合理。 6 圖 1 空氣濾清器殼 2． 4 沖壓工序數(shù)確定 由零件圖（ 沖壓開始，毛坯材料應先進行落料工序，通過計算初步確定毛坯的外形尺寸，落料件為圓形，壓力中心在圓心上，為典型的落料；落料之后包括了正拉深、反拉深、沖孔、等工序；進行拉深時，須用經(jīng)驗公式計算拉深系數(shù) m，判斷是否可以一次拉深成形，通過驗算可知此零件可以一次拉深成形；然后在沖中心孔，綜上可知，沖壓此零件主要有以下幾個基本工序： （ 1） 落料； （ 2） 正拉深； （ 3） 反拉深； （ 4） 沖中間孔； 2． 5 模具類型的確定 沖壓生 產(chǎn)的模具制造費用比較高，占沖壓件總成本的 10%~30%，甚至更高，所以采用沖壓加工的生產(chǎn)方式，必須視生產(chǎn)批量決定采用何種模具形式，由表 2]：生產(chǎn)批量與模具形式之間的關(guān)系，參考知，此工件為大批量生產(chǎn)，如果采用單工序模，雖然單工序模具有結(jié)構(gòu)簡單，操作安全方便，模具使用壽命高，成本低等優(yōu)點，但最主要是工序數(shù)較大，生產(chǎn)批量大，形狀較為復雜，采用單工序模很難達到精度要求，且生產(chǎn)率低，位置誤差較大，故不采用單工序模；所以模具形式采用級進模與復合模較為合理，顯然此工件滿足沖壓工藝的要求，成形時包括了落料、反拉深、 沖孔、壓筋等工序，整形與車邊采用專用模具與車床進行，且工件體積較大，拉深與壓筋都比較容易實現(xiàn)，但由此工件的形狀分析知不適合采用級進模。通過表 2]單工序模、級進模與復合模的比較，綜合考慮各種生產(chǎn)成本和經(jīng)濟性，確定此工件的沖壓成形模具采用復合模具。 7 2． 6 工藝方案分析 采用落料拉深沖孔復合模，而本人要做的是毛坯已經(jīng)是落料正拉深之后的零件了，所以工藝方案為反拉深沖孔復合模。 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定 通過以上工藝分析與工藝方案的確定，選定模具種類：落料模，拉深模，沖孔模等，而落料與正拉深復合， 反拉深與沖孔復合，整形為一套模具，總共為二套模具，本設(shè)計只設(shè)計其中的反拉深與沖孔復合模具，綜合上面的分析，畫出模具的結(jié)構(gòu)草圖： 圖 2 總裝配圖 4 部分工藝參數(shù)計算 8 4． 1 毛坯尺寸計算： 由于拉深時材料厚度不均勻，機械性能有方向性，模具的間隙不均勻以及毛坯定位不準確等原因，拉深后工件的口部是不平齊的。為使工件整齊，應切去不平的部分。因而計算毛坯時應在工件高度方向上加一修邊量δ。根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為 2表 5— 7，《沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù)》 在拉深時，雖然拉深件的各部分厚度會發(fā)生一些變化，但如果采用適當?shù)墓に嚧胧?，則其厚度的變化量還是并不太大。在設(shè)計工藝過程時，可以不考慮毛坯厚度的變化，為了便于計算把零件和毛坯分解成若干個簡單幾何體，分別求出其面積后相加。 毛坯的外徑與零件的外徑相等，都為 225，根據(jù)面積相等法可以算出平板材料第一次正拉深之后毛坯的高度 度為 102. 4． 2 計算反拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應力既不超過材料的變形極限，同時還能充分 利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應在毛坯側(cè)壁強度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應力與在危險斷面上的抗拉強度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 該工件反拉深為工件第 2次拉伸，因此可以計算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。 其反拉深系數(shù)為： 0/83/ ??? 查表 4間，而 m> 以反拉深過程可以一次拉深成功。 5 各部分工藝力計算 5． 1 反拉深力 第 2次拉深力的計算公式為 ? d2 tb????????????????（ 1） 依據(jù) (沖壓工藝與模具設(shè)計實用手冊》 ) 式中 拉深力（ N） 9 b?— 材料的抗拉強度（ 10號鋼抗拉強度為 340 第 2次拉深成品的直徑 t— 板料厚度（ 修正系數(shù)。 查表 4此，該零件的拉深力的計算公式為 ? d2 tb????????????????（ 2） =2 ??? 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