摩托車大燈泡尾部外殼零件沖壓模具設(shè)計(jì)

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1、 摩托車大燈泡尾部外殼零件沖壓模具設(shè)計(jì) 摘 要 本次課題為摩托車大燈泡尾部外殼零件沖壓模具設(shè)計(jì)。該工件是一個(gè)圓筒形拉深件，另外該工件的沖孔，雖然形狀不太復(fù)雜但肯定不能一次成形。通過對(duì)零件各部分進(jìn)行計(jì)算分析后才能最終確定加工工序。工件整個(gè)成形過程所涉及的工序有：拉深、沖孔等2個(gè)工序。通過計(jì)算分析得拉深能一次成形，所以不需進(jìn)行預(yù)拉深，而計(jì)算可知拉深可一次成形，所以確定最終工藝方案為：拉深，沖孔。在確定工藝方案的基礎(chǔ)上對(duì)主要模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析工件成型過程，設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)并畫出模具裝配圖及零件圖。在本次設(shè)計(jì)中主要對(duì)拉深

2、模以及沖孔模進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：摩托車大燈泡尾部外殼；沖壓模具；模具設(shè)計(jì)；拉深模；沖孔模 ABSTRACT This topic is the stamping die design of the motorcycle rear lamp housing. The workpiece is a cylindrical drawing part, and the punching of the workpiece, though not too complex in shape, can not be formed

3、 once. After calculating and analyzing each part of the part, the machining procedure can be determined finally. The working procedures involved in the whole forming process are 2 steps: drawing and punching. Through calculation and analysis, the deep drawing can be formed once, so there is no need

4、for pre drawing, and the drawing can be formed at a time. So the final process is determined as deep drawing and punching. On the basis of determining the process plan, the main mold is designed, the forming process of the workpiece is analyzed, the structure of the mold is designed, and the assembl

5、y drawing and part drawing of the mold are drawn. In this design, the drawing die and piercing die are mainly designed. Key words: motorcycle head lamp bubble tail shell; stamping die; die design; drawing die; piercing die 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1

6、課題背景及目的 1 1.2模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀 1 1.3模具及其功能與作用 1 1.4模具的分類及用途 1 1.5課題設(shè)計(jì)思路 1 1.6課題研究的主要目標(biāo)和內(nèi)容 3 1.6.1課題研究的主要目標(biāo) 3 1.6.2課題研究的主要內(nèi)容 4 第2章 沖模設(shè)計(jì)程序與步驟概述 5 2.1沖件工藝性分析 5 2.2工藝方案的確定 5 2.3進(jìn)行工藝計(jì)算 5 2.4模具總體設(shè)計(jì) 5 2.5選擇沖壓設(shè)備 5 2.6模具圖樣設(shè)計(jì) 5 第3章 拉深模及沖裁模設(shè)計(jì) 5 3.1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 6 3.1毛坯尺寸計(jì)算 6 3.2拉深高度的計(jì)算 7 3.2.1 拉深力 7 3.2

7、.2 有凸緣及凸緣寬度 7 3.3 拉深方向的選擇 7 3.4沖裁間隙 9 3.5工作零件刃口尺寸的計(jì)算 10 3.6沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算 11 3.6.1沖裁力的計(jì)算 11 3.6.2卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 11 3.6.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 11 3.6.4模具壓力中心的確定 12 3.7模具零件加工工藝 13 3.8沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.8.1模具類型的選擇 15 3.8.2定位方式的選擇 16 3.8.3卸料、出件方式的確定 17 3.8.4 模架的選用 18 3.8.5沖壓設(shè)備的選擇 19 第4章 零部件的設(shè)計(jì)與選用 20 4.

8、1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 4.2支撐固定及卸料零件 22 4.3彈性元件 23 4.4擋料銷 24 4.5模架及其他零部件的選用 25 4.3.1模具零件毛坯和加工余量 26 4.3.2模具零件制造工序、工序尺寸與公差 27 第5章 模具制造工藝與規(guī)程 28 5.1模具制造工藝規(guī)程 29 5.2模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) 30 第6章 模具的使用 31 第7章 模具總裝圖 32 總結(jié)與展望 33 主要參考文獻(xiàn) 34 致 謝 35 1前 言 1.1選題背景 尾部外殼是重要的零件之一。它是一種用途十分廣泛、年需求量很大的零件。 隨著機(jī)

9、械工業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展，節(jié)約原材料，降低能耗，提高整機(jī)的質(zhì)量是普遍關(guān)注的大問題。因此，對(duì)作為機(jī)械傳動(dòng)零件的帶輪如何優(yōu)化設(shè)計(jì)，改革加工方法，對(duì)促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展具有特別重要的意義。對(duì)于發(fā)達(dá)的現(xiàn)代工業(yè)來說，笨重的鑄鐵帶輪已較難適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的需求。為此人們一直尋求一種新的替代品，進(jìn)而突破傳統(tǒng)工藝。 采用鋼板沖壓制作的皮帶輪在這種時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生，采用鋼板制作的皮帶輪是一種輕型結(jié)構(gòu)的帶輪(通稱鈑制帶輪)。沖壓皮帶輪作為皮帶輪的一種新型的結(jié)構(gòu)型式，以其精度高、重量輕、節(jié)能、節(jié)材、動(dòng)平衡好、生產(chǎn)效率高，無環(huán)境污染等特點(diǎn)，己被汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用，鑄鐵等型式的傳統(tǒng)皮帶輪將會(huì)逐漸減少使用，產(chǎn)生了良

10、好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 同其他制造帶輪的工藝方法相比，沖壓帶輪的有著巨大的優(yōu)勢(shì)： (1)在具有足夠剛度的條件下，沖壓皮帶輪重量輕，比鑄鐵帶輪輕3/4以上。 (2)材料密度和壁厚均勻。因其是整體結(jié)構(gòu)，成形工藝合理，尺寸精度高(即槽面徑向跳動(dòng)量一般在0.1一0. 2 )，動(dòng)平衡性好，慣量小。 (3)同脹壓法相比，所用工具和模具的費(fèi)用低(為脹壓模具費(fèi)的1/5)，而且強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)，同時(shí)這種沖壓成形的皮帶輪具有可通用性，在工序周轉(zhuǎn)和運(yùn)輸過程中的損壞率低。 (4)節(jié)能、節(jié)料、低成本。沖工藝能耗低，優(yōu)于鑄鐵帶輪的鑄造與退火等能耗工序，節(jié)約能源材料在50%以上，效率高，每分鐘可加工數(shù)件。 (5

11、)無環(huán)境污染。工人勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 1.2課題設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)為一多工序生產(chǎn)的筒形拉深件，該零件為一階梯圓筒形拉深件，其形狀雖然簡(jiǎn)單但成形工序較多，且產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，所以盡量采用工程模。 設(shè)計(jì)模具前首先通過計(jì)算確定方案的可行性，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析，計(jì)算毛坯寸，進(jìn)而確定工藝方案，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 通過分析此工件，可以發(fā)現(xiàn)雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是所需的工序較多，有拉深、沖孔2個(gè)工序，因此如何確定工序順序及各工序的復(fù)合成為此課題的關(guān)鍵。 1.3設(shè)計(jì)過程中的難點(diǎn) 本設(shè)計(jì)為一多工序生產(chǎn)的零件，筒形拉深成形時(shí), 采用一次或多次成形工藝方法，同時(shí)要考慮

12、到拉深能否一次完成，保證零件能夠通過制定的工序生產(chǎn)出來。在該工藝過程中, 考慮材料在各個(gè)變形方向的成形極限, 從而預(yù)留足夠的坯料?？紤]工藝可行性與零件性能，選擇較合理的工藝順序是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，分析各個(gè)工序?qū)Σ牧闲阅芤约傲慵鹊挠绊?。再就是在拉深工序進(jìn)行時(shí)對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求較高，必須保證模具設(shè)計(jì)的可行性，這是另一個(gè)難點(diǎn)。 第2章 沖模設(shè)計(jì)程序與步驟概述 2.1沖件工藝性分析 1）根據(jù)所提供的產(chǎn)品圖樣，分析沖壓件的形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。 2）根據(jù)沖壓

13、件的生產(chǎn)批量，決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。 3）分析圖樣上沖壓件所用材料是否符合沖壓工藝要求。決定是否采用條料、板料、卷料還試邊角廢料。 4）根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及沖壓件和沖壓件批量對(duì)設(shè)備的要求選擇合適的壓力機(jī)。 5）根據(jù)工廠的制造水平及裝備情況，為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 6）了解模具標(biāo)準(zhǔn)部件商品的供應(yīng)狀況。 2.2 確定合理的沖壓工藝方案 1）根據(jù)對(duì)制件所作的工藝分析，確定基本的工序性質(zhì)，如落料、沖孔、彎曲等。 2）進(jìn)行工藝計(jì)算，確定工序數(shù)目，如拉深次數(shù)等。

14、 3）根據(jù)沖件生產(chǎn)批量和條件（材料、設(shè)備沖件精度）確定工序組合，如采用復(fù)合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序。 4）根據(jù)各工序的變形特點(diǎn)、尺寸要求等確定工序排列順序，如采用先沖孔后彎曲，還是先彎曲后沖孔。 2.3 進(jìn)行工藝計(jì)算 1）計(jì)算毛坯尺寸，合理排樣并繪制排樣圖，計(jì)算出材料利用率。 2）計(jì)算沖壓力，其中包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等，以確定壓力機(jī)。 3）選定壓力機(jī)型號(hào)、規(guī)格。 4）計(jì)算壓力中心，以免模具受偏心負(fù)荷而影響模具的使用壽命。 5）計(jì)算并確定模具

15、主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）的外形尺寸以及彈性元件的自由高度。 6）確定凸凹模間隙，計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸。 7）確定拉深模的壓邊圈、拉深次數(shù)、各種中間工序模具的尺寸分配，以及半成品尺寸計(jì)算等。 2.4 模具總體設(shè)計(jì) 2.4.1進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)件形式和標(biāo)準(zhǔn)。 1）成形工作零件與標(biāo)準(zhǔn)確定 如凸模、凹模及凸凹的結(jié)構(gòu)形式是整體、組合還是鑲拼的。 2）選定定位元件 如采用定位板或擋料銷或?qū)дN等。對(duì)于級(jí)進(jìn)模，還要考慮是否用始用擋料銷、導(dǎo)正銷和定距凸模（側(cè)刃）等。

16、 3）卸料與推件機(jī)構(gòu)及構(gòu)件的確定 卸料有剛性卸料和彈性卸料兩種形式。剛性卸料通常采用固定卸料板結(jié)構(gòu)形式，彈性卸料常采用彈簧或橡皮作為卸料元件。 4）導(dǎo)向零件的種類和標(biāo)準(zhǔn)的確定 包括是否采用導(dǎo)向零件，采用何種形式的導(dǎo)向零件。設(shè)計(jì)中最常用的有滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。 2.4.2模架種類及規(guī)格的確認(rèn) 1）繪制模具整體結(jié)構(gòu)草圖，初步計(jì)算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。 2.5 選擇沖壓設(shè)備 根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及要完成的沖壓工序性質(zhì)，沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪轂尺寸等主要因數(shù)，選用

17、壓力機(jī)的型號(hào)、規(guī)格，選用壓力機(jī)時(shí)必須滿足以下條件： 1） 壓力機(jī)公稱壓力必須大于沖壓力。 2） 模具的閉合高度應(yīng)在壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間當(dāng) 多副模具安裝在同一臺(tái)壓力機(jī)上時(shí)，多副模具應(yīng)該有同一個(gè)閉合高度。 3）壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足制件的成形要求。拉深時(shí)為了便于放料和取料，其行程必須大于拉深高度的2-2.5倍。 4）為了便于安裝模具，壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，一般每邊大50-70mm。臺(tái)面上的孔應(yīng)能保證制件或廢料漏卸。 2.6 模具圖樣設(shè)計(jì) 2.6.1繪制模具總圖

18、 1）主視圖 常取模具的工作位置，采用剖面畫法。 2）俯視圖和仰視圖 俯視圖（或仰視圖）一般是將模具的上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模仰視）可見部分，這是沖模的一種習(xí)慣畫法。 3）側(cè)視圖和局部視圖等視圖必要時(shí)畫出。 4）制件圖 常畫在圖樣的右上角，要注明制件的材質(zhì)、規(guī)格以及制件本身的尺寸、公差及有關(guān)的技術(shù)要求。對(duì)于有數(shù)副模具沖壓成的制件，除畫出本工序成品制件圖外，上要畫出上工序的半成品圖（毛坯圖一般放在圖樣的左上角）。 5）排樣圖 對(duì)落料模、

19、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模，必須在制件圖的下面畫出排樣圖。排樣圖上應(yīng)標(biāo)有料寬、步距和搭邊值。復(fù)雜和多工位級(jí)進(jìn)模的排樣圖，一般單獨(dú)繪制在一張圖樣上。 6）技術(shù)要求及說明 一般在標(biāo)題欄的上方寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標(biāo)記所選設(shè)變型號(hào)等其他要求。 7）列出零件明細(xì)表 29 第3章 沖模設(shè)計(jì) 3.1沖件工藝性分析 圖2.1 零件圖 （1）名稱：尾部外殼 材料： H70黃銅，厚度為0.3mm，抗剪強(qiáng)度：400~520MPa； （2）生產(chǎn)批量：大批量； （3）結(jié)構(gòu)：拉深件； （4）尺寸精度：制件精度為IT14

20、級(jí)。 通過分析，此制件為簡(jiǎn)單型冷沖拉深件，形狀相對(duì)簡(jiǎn)單。需要拉深、落料、沖孔、翻孔等多道工序完成加工。在整個(gè)模具的設(shè)計(jì)工程中，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安排的是否合理將極大的影響整副模具的使用性能。材料為H70黃銅，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，工件尺寸精度不是很高，主要是拉深工序。 3.2工藝方案的確定 （1）工序性質(zhì)：拉深、沖孔。 （2）組合程度：1）單序模：拉深、拉深、沖孔、。 2）級(jí)進(jìn)模：沖孔、切邊、拉深等。 3）單序模：拉深、沖孔。 方案①模具結(jié)構(gòu)比較多，需要很多道工序，生產(chǎn)效率太低，不適合大批量加工。 方案②只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度比較容易

21、保證，由于該件的幾何不是很簡(jiǎn)單，采用級(jí)進(jìn)模的方式復(fù)雜了，制造費(fèi)用高。 方案3模具結(jié)構(gòu)為兩套，一套拉深結(jié)構(gòu)，一套沖孔結(jié)構(gòu)，相對(duì)前兩中方案生產(chǎn)效率高，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 通過對(duì)上述兩種方案的比較，該件的生產(chǎn)采用第三種方案為佳，生產(chǎn)效率高，既能滿足制造要求又能符合經(jīng)濟(jì)要求。 3.3進(jìn)行工藝計(jì)算 圖3.1毛坯圖 據(jù)圖3.1毛坯圖所示，此工件相對(duì)簡(jiǎn)單，尺寸上圖都已標(biāo)注。毛坯的尺寸L為： 毛呸直徑尺寸L1=57.4mm； 產(chǎn)品的厚度尺寸為0.3mm； 經(jīng)過計(jì)算，該零件的毛坯尺寸為57.4X0.3mm。 3.3.1 拉深力 計(jì)算拉深力的原則試制件危險(xiǎn)斷面上的拉

22、力必須小于材料的強(qiáng)度極限。拉深力計(jì)算公式見表： 3.3.2 有凸緣及凸緣寬度 排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差；二是增加條料剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。 3.3.3 拉深方向的選擇 根據(jù)材料的高度，選擇向上拉深。 圖3.2 向上拉深 3.4工藝計(jì)算 3.4.1力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 （1）沖孔工序 沖孔力計(jì)算：

23、 查式（2-7）[13] 查附錄A1[13]：τ=4000~520MPa F落=1.3Ltτ （2.3a） =1.355.30.3450 =9.7KN 沖孔卸料力： 查式（2-11）[13] F卸=k卸F落 （2.3b） =0.

24、049.7 =0.4KN 沖孔總壓力： F總= F落F卸 =9.7+0.4 =10.1 （1）拉深工序 拉深力計(jì)算： P=kπdtσb （2.3c） 由表4-18[13]查得因數(shù)k=0.95 查附錄A1[13]：σb=400MPa

25、 P=0.953.1418.40.3400 =6.6KN 壓邊力計(jì)算： 查表4-16[13]得P=2.5MPa Q=AP =π/4[D2-(d1+2r凹)2] =2.5KN 3.4.2主要工作部分尺寸計(jì)算 （1）沖孔模： D=18.4該工件不要求外形尺寸，因此以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。 凸模與凹模單邊間隙值： Z=1.1t

26、 （2.3f） =0.051.0 =0.05mm δd+δp≤Zmax-Zmin 查表2-10[15]得：x=0.5 沖孔凸凹模尺寸： Dd=(D-x?)0+δd (2.3g) =(2-0.50.05)0+0.035 ≈1.9750+0.035 落料凸模尺寸：落料凸模各部分尺寸按照上述凹模相應(yīng)部分

27、尺寸配合加工保證雙面間隙0.025-0.035mm。 3.4.3模具壓力中心的確定 模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。 根據(jù)力學(xué)原理，各分力對(duì)某軸力矩之和等于某合力對(duì)同軸之矩，則可得壓力中心坐標(biāo)計(jì)算公式： （公式3-20） （公式3-21） 據(jù)此，本設(shè)計(jì)確定零件的壓力中心如下： 1）把整個(gè)刃口輪廓按基本要素劃分成、、…，并計(jì)算各基本線段長(zhǎng)度，應(yīng)為產(chǎn)品為規(guī)則形狀的圖片所以壓力中心為產(chǎn)品中心 3.5模具總體設(shè)計(jì) 3.5.1模具類型的選擇 圖

28、3.5 拉深模模具結(jié)構(gòu) 圖3.6沖孔模具結(jié)構(gòu) 3.5.2定位方式的選擇 緊固零件有：螺釘用于固定模具零件，而銷釘則起定位作用。卸料螺釘M6固定螺釘M8以及φ8銷釘。定位零件是指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。包括導(dǎo)料板（或?qū)Я箱N）、擋料銷等。 3.5.3卸料、出件方式的確定 卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前可對(duì)毛坯有預(yù)壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸料，所以這里選用彈性卸料裝置。 圖3.4 彈壓卸料裝置 為了得到平整的工件，模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在

29、沖孔后可以脫離凸模，所以用橡膠為彈性元件。卸料力由聚酯橡膠提供。聚酯橡膠的自由高度取35mm。因?yàn)闆_裁材料較厚，而且有彎曲成型，所以沖壓時(shí)需對(duì)零件起壓料作用，所以選用彈壓卸料裝置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.6～1.0）倍，所以取為20mm，其外形尺寸一般與凹模相同。 因?yàn)樵跊_壓過程中，凸模自然會(huì)將沖件從凹模中卸下，所以這里不需要有推件與頂出裝置。 卸料板采用DF-2制造，淬火硬度為40~45HRC。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁模厚度按表11-2選用，這里工件厚度為0.3mm，所以卸料板與凸模間隙取0.05。 表3-1彈壓卸料板與凸模間隙

30、值 （mm） 材料厚度t ＜0.5 0.5~1 ＞1 單邊間隙Z 0.05 0.1 0.15 圖3.8 壓料板 3.5.4 模架的選用 模架是上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的組合體。有導(dǎo)柱模模架、導(dǎo)板模模架。該模具應(yīng)選擇后置導(dǎo)柱。 選用滑動(dòng)導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)和尺寸都有標(biāo)注規(guī)定。導(dǎo)套內(nèi)孔有儲(chǔ)油槽，以便儲(chǔ)油潤(rùn)滑，內(nèi)孔與導(dǎo)柱滑動(dòng)配合；導(dǎo)柱的兩端基本尺寸相同，公差不同。按照標(biāo)注選用時(shí)，L應(yīng)保證導(dǎo)柱的上端面與上模座的上平面之間的距離不小于10～15mm，以保證凸、凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度變小后，導(dǎo)柱也不會(huì)影響模具正常工作；而下模座的下平面與導(dǎo)

31、柱壓入端的端面之間的距離不應(yīng)小于2～3mm，以保證下模座在壓力機(jī)工作臺(tái)上的安裝固定；導(dǎo)套的上端面與上模座上平面之間的距離應(yīng)大于2～3mm，以便排氣和出油。 導(dǎo)套的外徑和上模座采用過盈配合（H7/r6）；導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合（H7/r6）。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，沖裁間隙小的一般按照H6/h5配合，沖裁間隙大的一般按照H7/h6配合。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模架；另一類是是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對(duì)其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。 導(dǎo)柱模模架按

32、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式分為滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種。 滑動(dòng)導(dǎo)向模架的精度等級(jí)分為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)，滾動(dòng)導(dǎo)向模架的精度等級(jí)分為0Ⅰ級(jí)和0Ⅱ級(jí)。各級(jí)對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合精度、上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度、導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級(jí)。這些技術(shù)條件保證了整個(gè)模架具有一定的精度，也是保證沖裁間隙均勻性的前提。有了這一前提，加上工作零件的制造精度和裝配精度達(dá)到一定的要求，整個(gè)模具達(dá)到一定的精度就有了基本點(diǎn)保證。 滑動(dòng)導(dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式有4種：對(duì)角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架。后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向

33、又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損。從而影響模具壽命。此模具一般用于較小的模架。 該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具的一邊。以 凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》書第231頁(yè)，得到以下數(shù)據(jù)： 1.拉深模 200*140*145.3mm，上模座厚度h上模取30mm，上固定板厚度h固取20mm，壓料板厚20，下模座厚度h下模取30mm，那么，該模具的閉合高度： H閉=H上模+ H固+L+H卸料+H凹+ H墊+H下模 =145.3mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—200的最大裝模高度（200mm），可

34、以使用。 2.沖孔模 200*140*145mm，上模座厚度h上模取30mm，上固定板厚度h固取20mm，卸料板厚20，下模座厚度h下模取30mm，那么，該模具的閉合高度： H閉=H上模+H墊+ H固+L+H卸料+H凹+ H墊+H下模 =145mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—200的最大裝模高度（200mm），可以使用。 模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導(dǎo)柱的模座。模座一般分為上、下模座，其形式基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下

35、模座的強(qiáng)度和剛度。模座因強(qiáng)度不足會(huì)產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具的彈性零件和導(dǎo)向零件和導(dǎo)向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)選用模架或模座。在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的情況下，設(shè)計(jì)沖模模座時(shí)注意以下幾點(diǎn)。 （1）模座的外形尺寸根據(jù)凹模周界尺寸和安裝要求來確定。對(duì)于圓形模座，其直徑應(yīng)比凹模板直徑大30~70mm。對(duì)于矩形模座，其長(zhǎng)度應(yīng)比凹模板長(zhǎng)度大40~70mm，而寬度可以等于或略大于凹模板寬度，但應(yīng)考慮有足夠位置來安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模座的厚度取凹模板厚度的1.0~1倍，根據(jù)受力情況，上模座厚度可比下模座厚度小5~10mm。對(duì)于大型非標(biāo)準(zhǔn)模座

36、，還必須根據(jù)實(shí)際情況需要，按鑄件工藝性要求和鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （2）所設(shè)計(jì)的模座必須與所選的壓力機(jī)工作臺(tái)和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核，如下模座尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)孔或墊板孔尺寸每邊大40~50mm等。 （3）模座材料根據(jù)工藝力的大小和模座的重要性選用，模座選用Q235結(jié)構(gòu)鋼。 （4）模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度公差一般為4級(jí)。 （5）上、下模座的導(dǎo)柱與導(dǎo)套安裝孔的位置尺寸必須一致，其孔距公差要求在0.02mm以下。模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座上、下面的垂直，安裝滑動(dòng)式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)，垂直度公差一般為4級(jí)。 上、下模座已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，除特殊類型外

37、，盡可能按標(biāo)準(zhǔn)選取。標(biāo)準(zhǔn)可查書《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》中表9-46中間導(dǎo)柱模架。具體見上模座CAD圖、上模座三維圖、下模座CAD圖所示 3.6選擇沖壓設(shè)備 1、壓力機(jī)類型的選擇（液壓機(jī) 或曲柄壓力機(jī) 或自動(dòng)壓力機(jī)） （1）中、小型沖壓件 選用開式機(jī)械壓力機(jī)； （2）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)； （3）薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機(jī)。 為使壓力機(jī)能安全工作， 選擇壓力機(jī)型號(hào)為JC23-200式壓力機(jī)，其主要參數(shù)為: 公稱壓力：200KN 滑塊行程：60mm 最大封閉高度：200mm 最大封閉高度調(diào)節(jié)量:100mm

38、工作臺(tái)墊板孔尺寸：250 模柄孔尺寸：40X60m 墊板厚度：90mm 第4章 零部件的設(shè)計(jì)與選用 4.1支撐固定及卸料零件 圖4.4卸料螺柱 圖4.4固定螺柱 4.2彈性元件 圖4.5彈簧 4.4模架及其他零部件的選用 圖4.7沖孔凹模 圖4.8拉深凸模 第5章 模具制造工藝與工藝規(guī)程 5.1模具制造工藝規(guī)程 5.1.1工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點(diǎn) 1）定義和性質(zhì) 將模具制造工藝過程，及其中各工序的內(nèi)容，采用表格或卡片形式規(guī)定下來的文件，稱謂模具

39、制造工藝規(guī)程。 顯然，模具制造工藝規(guī)程是組織、指導(dǎo)、控制和管理每副模具制造全過程，具有企業(yè)法規(guī)性，不能隨意刪改，若刪改須通過正常修改、變更批準(zhǔn)程序的工藝文件。 當(dāng)某副模具的制造工藝過程全部完成，驗(yàn)收合格，交付用戶正常使用后，該副模具的制造工藝規(guī)程，則即行廢止。其工藝文件則當(dāng)完整存檔保存，并視為企業(yè)的技術(shù)資源。 2）內(nèi)容和特點(diǎn) 模具制造工藝規(guī)程的內(nèi)容 制訂工藝規(guī)程的依據(jù)是：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖樣及其制造技術(shù)要求和企業(yè)所擁有的加工機(jī)床、工裝，以及相關(guān)的工藝文件資料等企業(yè)資源。 根據(jù)模具成

40、形件結(jié)構(gòu)，及其型面技術(shù)要求高，須進(jìn)行精密成形加工的特點(diǎn)，采用CNC機(jī)床與計(jì)算機(jī)技術(shù)組成模具CAD/CAM、Fxms制造技術(shù)，使實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造數(shù)字化、一體化生產(chǎn)：使工藝內(nèi)容實(shí)現(xiàn)高度集成化，以減少成形加工誤差。這是現(xiàn)代模具制造工藝技術(shù)的顯著特點(diǎn)。 5.1.2工藝規(guī)程的文件形式 工藝規(guī)程的形式與模具廠的規(guī)模、技術(shù)傳統(tǒng)、管理水平，以及專業(yè)化生產(chǎn)水平有關(guān)。一般有三種形式，包括：工藝過程卡片，工藝卡片和工序卡片。 5.2模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) 5.2.1模具成型件的結(jié)構(gòu)工藝及其要素 1）批量生產(chǎn)的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其制造工藝

41、過程中的工序是相對(duì)穩(wěn)定的。而模具成形件則須依據(jù)制件（產(chǎn)品零件）的結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，每副模具的成形件都有其特殊的形狀、尺寸精度與質(zhì)量要求。并以單件生產(chǎn)方式進(jìn)行制造。 2）成形件的結(jié)構(gòu)工藝性 為保證模具成形件的使用性能，尺寸、位置精度與質(zhì)量，其結(jié)構(gòu)工藝要素必須合理、正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在加工時(shí)能滿足要求。 5.2.2工藝基準(zhǔn)的確定 工藝基準(zhǔn)試工序卡中的重要內(nèi)容。工藝基準(zhǔn)試成形件在加工中的定位、測(cè)量和裝配時(shí)采用的基準(zhǔn)。所以，工藝基準(zhǔn)可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)需力求與設(shè)

42、計(jì)基準(zhǔn)重合，使符合基準(zhǔn)重合原則。因此，在設(shè)計(jì)成形件時(shí)，就應(yīng)該考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合的原則，以減少基準(zhǔn)不重合的誤差，保證加工精度。 5.2.3模具成型件的加工方法與制造精度 由于在模具成形件加工工藝過程中，廣泛采用NC、CNC高效、精密數(shù)字化加工技術(shù)和廣泛采用具有精密坯件，來制造成形件，從而提高了成形件的加工精度、表面粗糙度和加工效率。 5.2.4加工方法與表面粗糙度 沖件的斷面與外觀質(zhì)量，塑件、壓鑄件、玻璃制品等制件的外觀質(zhì)量，均取決于成形型面加工質(zhì)量。 5.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容 5.3.1模

43、具零件毛坯和加工余量 零件毛坯的制造，是指有原材料經(jīng)加工，轉(zhuǎn)變?yōu)楹细窳慵牡谝徊?。因此，零件毛坯的結(jié)構(gòu)要素和材料須與模具零件所要求的材料和結(jié)構(gòu)要素向符合。這樣，將使模具廠減少了粗加工工作量。供給模具廠的毛坯，則試按技術(shù)規(guī)范留有少量加工余量的 坯件。 5.3.2模具零件制造工序、工序尺寸與公差 1）劃分工藝階段 模具成形件制造工藝過程中的工藝階段的劃分，和一般機(jī)械零件基本上相同，可分為粗加工、半精加工、精加工和精飾加工四個(gè)階段。 2）確定工序內(nèi)容與加工順序的原則 第6章 模具

44、的使用 6.1模具檢測(cè) 不論什么模具，在使用時(shí)都要經(jīng)過檢測(cè)，對(duì)于新模具要檢測(cè)是否經(jīng)過試模，有無模具制造合格證和試模樣件，檢查樣件形狀尺寸是否符合產(chǎn)品圖樣要求。對(duì)于已經(jīng)用過的舊模具再次使用，要檢查用了多長(zhǎng)時(shí)間，模具的整體性和各構(gòu)件是否完好無損，新舊程度，能否繼續(xù)直接用于生產(chǎn)，需不需要再做修理和維護(hù)。 檢測(cè)的內(nèi)容試多方面的，但不同的模具有不同的具體內(nèi)容。 6.2模具使用安全 模具一旦制成以后應(yīng)在安全狀態(tài)下正常使用才能達(dá)到應(yīng)有的壽命。做到模具使用安全，實(shí)際上就是做到操作者的人身安全和設(shè)備安全這兩大問題的有機(jī)結(jié)

45、合。具體地說：首先模具本身從結(jié)構(gòu)到制造質(zhì)量符合并達(dá)到模具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即模具質(zhì)量上是可靠的：其次模具所用的壓力機(jī)能滿足工藝上的要求：第三操作方法是合理的，這樣使用的模具就有安全保障。 6.2.1 人身安全技術(shù) 人身安全必須得到最充分的重視，絲毫不可含糊和放松警惕，具體措施是： 1） 消除和減少危險(xiǎn)區(qū)域。 2） 防止手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。 3） 以機(jī)械化自動(dòng)化裝置代替手工操作。 4） 以手工具代替手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。 5） 若手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域壓力機(jī)應(yīng)停止使用。 6） 安全啟動(dòng)壓力機(jī)，如雙手斗離開危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，壓力機(jī)才能啟動(dòng)。 7） 設(shè)置 壓力

46、機(jī)誤動(dòng)作機(jī)構(gòu)。 8） 防止運(yùn)輸和安裝事故，降低噪聲。 6.2.2 裝置安全技術(shù) 由于大量生產(chǎn)和自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，采用自動(dòng)保護(hù)裝置代替操作人員監(jiān)視沖壓過程中有關(guān)環(huán)節(jié)。 6.3模具使用要求 6.3.1 模具使用與壽命 對(duì)于大量生產(chǎn)，模具使用壽命長(zhǎng)短直接影響到生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的降低，所以模具的壽命對(duì)使用者來說是個(gè)非常重要的指標(biāo)。模具壽命長(zhǎng)短，首先取決于模具的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，其次是使用的合理性，正確維護(hù)和保養(yǎng)。全面地評(píng)價(jià)影響模具壽命的因素試多方面的。 6.3.2 定期檢查 模具在

47、使用過程中不能長(zhǎng)期使用直到模具出了故障再做檢查，應(yīng)進(jìn)行定期檢查，并做好原始記錄，使模具在完好狀態(tài)下正常工作。 6.3.3 操作制度的基本內(nèi)容 操作者應(yīng)做到有序、高效、安全生產(chǎn)，應(yīng)有一系列必須遵守的操作制度。使用不同模具有不同的具體操作要求。 第7章 模具的總裝圖 圖5.1模具總裝圖 總結(jié)與展望 （1）該為圓筒拉深件設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要計(jì)算毛坯直徑，通過計(jì)算分析加工工序，確定工藝方案的可行性。 （2）拉深工序采用倒裝式復(fù)合模，拉深后工件嵌在上模部分的拉深凹模內(nèi)，由上模的推件裝置將其推出，再由壓力機(jī)上附加的接

48、件裝置接走，條料則由下模的卸料裝置脫出。該工序操作方便安全，生產(chǎn)效率較高。由于工件對(duì)尺寸精度要求不高，因此采用剛性推件裝置即可。沖裁后，條料會(huì)卡在凸凹模外緣，下模需采用剛性卸料裝置。另外，由于工件材料厚度適中，凹模周界較大，所以選用中間導(dǎo)柱模架。 （3）沖孔工序采用正裝式簡(jiǎn)單單工序模。將毛坯卡在下模板的凸凹模和壓邊圈上，沖孔廢料由凸凹模通孔落下，操作簡(jiǎn)單安全，并能保證較高的生產(chǎn)率。由于工件尺寸精度要求高，因此采用彈性壓邊圈和推件裝置即可。沖裁后，壓邊圈在推桿的作用下將卡在凸凹模上的工件推出，工件材料厚度適中，所以采用中間導(dǎo)柱模架。 （6）兩套模具都采用單工序模形式，主要工作部分有：凸模、凹

49、模、凸凹模三個(gè)零件，都需要采用線切割進(jìn)行加工，而且三者之間的尺寸有一定的聯(lián)系，可以連續(xù)進(jìn)行加工。 主要參考文獻(xiàn) [1]何漢武，胡京知，陳新，鄭德濤，孫健，熊有倫. 模具制造中的并行工程研究[J]. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1999,18(5):126-127. [2]楊寧，婁臻亮，周雄輝，阮雪榆. 模具計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研制與開發(fā)[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2003,37(2):436-437. [3]張峰. 對(duì)板料沖壓工藝的設(shè)計(jì)研究[J].工業(yè)技術(shù)，2006，10（b）:247-2248. [4]史翔.模具CAD/CAM技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19

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54、tals Society of China.2006,16:1379-1385. 致 謝 通過幾個(gè)月的查資料、計(jì)算分析驗(yàn)證、不斷修改后，終于完成了模具設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)說明書。在設(shè)計(jì)過程中遇到很多困難，在解決困難的過程中不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)中的不合理之處，盡自己最大努力做一份合格的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也表示著大學(xué)學(xué)習(xí)過程的結(jié)束，幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過程讓我領(lǐng)悟很多也進(jìn)步很多，從剛開始的無從下手到慢慢找到思路，每一次進(jìn)步對(duì)我來說都是極大地收獲。在這里最要感謝XXX老師，XXX老師帶的學(xué)生不少，又有教學(xué)任務(wù)，他在百忙之中還要督促指導(dǎo)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這里向XXX老師表示崇高的敬意和忠心的感謝。 設(shè)計(jì)過程中也要感謝學(xué)校圖書館為我們提供了那么多的資料，對(duì)我們開拓思路、解決問題有極大地幫助，同時(shí)還要感謝同組的同學(xué)以及舍友們對(duì)我的幫助。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)總結(jié)的過程，是對(duì)這四年所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，在這里也要感謝這四年中傳授我知識(shí)的所有老師！ 謝謝！