筒蓋沖壓模具設計
29頁 12000字數(shù)+論文說明書+任務書+14張CAD圖紙【詳情如下】
上模座.dwg
下模座.dwg
任務書.doc
沖壓沖孔裝配圖3.dwg
凸凹模.dwg
凸凹模鑲塊.dwg
卸料板.dwg
壓邊圈1.dwg
壓邊圈2.dwg
墊塊.dwg
墊板.dwg
工藝卡片.doc
拉深凸模.dwg
拉深裝配圖1.dwg
拉深裝配圖2.dwg
筒蓋沖壓模具設計說明書.doc
筒蓋零件圖.dwg
筒蓋沖壓模具設計說明書
摘 要
本設計是對給定的產(chǎn)品圖進行沖壓模具設計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關資料和和對產(chǎn)品形狀仔細分析的基礎上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關零件的選擇原則及選擇方法進行了說明，另外還介紹了幾種產(chǎn)品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設計所需要使用的幾種參考書籍的查閱方法。
【關鍵詞】工藝、工藝性、沖壓工序、沖壓模具、毛坯展開尺寸
Abstract
This project is a press die designation based on the original product. The election of press process is based on consulting correlation datum and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree iso many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the test, to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part, otherwise also introducing calculation means on the work blank from of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die.
【key words】The craft； the technology capability； press process; punch die; The unfold dimension of the work blank.
目 錄
摘要 ……………………………………………………………………………… 3
1. 前言 …………………………………………………………………………… 4
2. 零件的工藝性分析 …………………………………………………………… 5
3．零件沖壓工藝方案的確定 …………………………………………………… 6
3.1 計算毛坯尺寸 …………………………………………………………… 6
3.2 計算拉深次數(shù) …………………………………………………………… 8
3.3 確定工序的合并與工序順序 …………………………………………… 9
4．主要工藝參數(shù)的計算 ………………………………………………………… 10
4.1確定排樣、裁板方案 …………………………………………………… 10
4.2 確定各中間工序尺寸 ……………………………………………… 11
4.3計算各工序壓力、選用壓力機 …………………………………………… 12
5． 編寫沖壓工藝過程卡片 …………………………………………………… 14
6． 落料、拉深模具的設計 ……………………………………………… 17
6.1 模具結構形式選擇 …………………………………………………… 17
6.2 模具工作部分的設計 ………………………………………………… 18
6.3 模具其它零件的設計與計算 ………………………………………… 21
7． 再次拉深模具的設計……………………………………………………… 22
7.1 模具結構形式選擇…………………………………………………… 22
7.2 拉深凸模和凹模工作部分的設計 ……………………………………… 23
7.3 模架的選用 ……………………………………………………………… 24
7.4 壓力機的校核 …………………………………………………………… 25
8． 沖孔模具的設計 …………………………………………………………… 25
8.1 模具結構形式選擇 ……………………………………………………… 25
8.2 沖孔模具工作部分的設計…………………………………………………26
8.3 模架的選用 ……………………………………………………………… 27
8.4 壓力機的校核………………………………………………………………28
結論 …………………………………………………………………………… 28
總結與體會 ……………………………………………………………………… 29
致謝詞 …………………………………………………………………………… 29
參考文獻…………………………………………………………………………… 30
1.前言
改革開放以來，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。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工亞企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營業(yè)得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分叫車覆蓋件模具。此外，研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。
本次設計主要是完成筒蓋的沖壓工藝及模具的設計。從中掌握沖壓工藝及模具設計的過程，以及相關資料的查找和計算。
2.零件的工藝性分析
制定筒蓋的工藝方案，并設計模具。零件厚度1mm，批量生產(chǎn)。圖2-1所示：
(一)技術方面：
該零件形狀較簡單且對稱。筒形部分由圓筒部分底部分組成。相對高度100t/d0=2，圓角半徑不小，利于成形，可一次拉深成，但應采用壓邊圈。零件上尺寸無標注公差，可按自由公差處理，拉深件精度等級一般在IT13以下，本設計中采用IT14級。奧氏體不銹鋼，具有高的塑性，低的屈服點和大的板厚方向性系數(shù)，利于沖壓加工。但隨著拉深的進行，材料加工硬化速度快，不適合多次拉深，故中間需要進行退火以改善材料的塑性。這便增加了加工的周期。由于不銹鋼的抗拉強度比一般鋼板要大，沖壓力大，增大了對凸、凹模側(cè)壁部分的磨損，使模具壽命也大為降低。沖壓不銹鋼零件時，凸、凹模材料一般多選用高鉻工具鋼，如：Cr12、Cr12MoV等，以增加模具零件的抗磨損能力。
由裝配圖可看出沖模的閉合高度為190多㎜，而根據(jù)總壓力所選的是500KN的四柱萬能液壓機，其滑塊行程為400㎜。壓力機工作臺尺寸：左右為490㎜，前后520㎜，顯然可以放下該模座，因此所選壓力機符合要求。
結論
從形狀和尺寸上看，該筒蓋的高度較一般工件的高，屬于高拉深件，需多次拉深。對它的工藝分析及模具設計主要要考慮以下幾個問題
1、所選的壓力機的行程是否可以滿足工件取出時的開模距離；
2、氣墊的選擇、卸料螺釘長度的選擇以及托桿長度的選擇要滿足推件的距離，并保證它們滿足一定的強度條件；
3、毛坯再次拉深時，初始定位的設計；
4、凸凹模壁厚的設計是否滿足一定強度及剛度條件。
總結與體會
本次畢業(yè)設計的任務是在老師的指導下完成筒蓋的沖壓工藝性分析與模具設計。在理論知識的指導下和老師、同學的幫助下，并結合了認識實習和生產(chǎn)實習中所獲的實踐經(jīng)驗，我順利地完成了本次畢業(yè)設計。通過本次設計，使我對以前所學過的專業(yè)知識有了更深刻的認識，也認識到了自己諸多的不足之處。在設計過程中，我深深感覺到自己以前所學的專業(yè)知識不夠踏實，知識面不夠廣，理論聯(lián)系實際的能力較差。本次畢業(yè)設計歷時兩個月左右，從最初對畢業(yè)設計要求的領會，到對自己手上的沖壓件的沖壓工藝性能的分析計算，例如：對沖壓件結構的分析，對形狀的分析等等。通過不斷地分析計算，使我對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面的認識，并在此基礎上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定了本次畢業(yè)設計的工藝方案。接著還要對排樣方式進行計算，還有模具總裝配圖的繪制。在這段時間里，我進行了大量的計算：有材料利用率的計算、工序壓力的計算、工作部分刃口尺寸及公差的計算、各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算等。其間我在圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料，這也使我學到了很多的知識。從某種意義上說，這次畢業(yè)設計的訓練，培養(yǎng)和鍛煉了我查閱資料、獲取有價值信息的能力，使我對模具設計及制造的整個過程都有了比較深刻的認識，為今后的進一步學習和工作奠定了基礎。
致謝詞
首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝趙平教授，在設計的過程中，對我們的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對沖壓模具設計的整個工作流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。
【參考文獻】
主要參考文獻
1.《沖壓手冊》（第二版）.機械工業(yè)出版社，1995
2.《沖壓設計資料》.機械工業(yè)出版社，1983
4.《模具實用技術設計綜合手冊》.華南理工大學出版社，1995
5.《冷沖壓模具設計與制造》.西北工業(yè)大學出版社，1983
6．《機械制圖》 高等教育出版社， 2003
7．《沖壓工藝與模具設計》 高等教育出版社，2001
8．《冷沖壓工藝與模具設計》 中南大學出版社，2006
9．《實用沖壓工藝及模具設計手冊》，機械工業(yè)出版社 2002
10．《模具設計與制造簡明手冊》，上?？茖W技術出版社 1994
11．《沖模設計手冊》，機械工業(yè)出版社 1996
12．《中國模具設計大典》電子版
13．《互換性與技術測量》 西安電子科技大學出版社，2006
14．《沖壓與塑壓成型設備》 高等教育出版社，2003
15. 中華人民共和國國家標準. 機械制造工藝基準
畢業(yè)設計（論文）任務書 題目 筒蓋 沖壓工藝及模具設計 （任務起止日期 2011 年 10 月 25 日～ 2012 年 4 月 30 日） 應用技術 學院 專業(yè) 班 學生姓名 學 號 指導教師 系 主 任 二級學院院長 課題內(nèi)容 1. 對所給鈑金件 進行沖壓方案研究； 2. 對所給鈑金件進行工藝分析與設計 ； 3. 對所給鈑金件 進行 模具設計。 課題任務要求 下列資料均交紙質(zhì)材料和電子文檔。 2D 工程圖用 007 以下， 3D 圖用X 下。 1. 查閱與課題相關的文獻 15 篇以上 ,寫出文獻綜述（ 4000 字以上）； 2. 翻譯與課題有關的外文資料 ,譯文字數(shù)不少于 4000 漢字以上； 3. 按要求寫出開題報告； 4. 畫出產(chǎn)品 2D 工程圖及 3D 圖； 5. 制訂合理的產(chǎn)品沖壓生產(chǎn)工藝，畫出工藝流程圖； 6. 完成前三套完整模具圖，后面模具可只做裝配圖。繪圖量原則上不少于折合成圖幅 的圖紙 4 張。 7. 做出模具 3D 圖 ，并進行成形 析。 8. 寫出字數(shù)不少于 2 萬字設計說明書，摘要部分要翻譯成英文，其漢字在 300 字左右。 9. 做答辯匯報放映文件，介紹設計情況。 主要參考文獻（由指導教師選定） 1. 王孝培，《沖壓手冊》，機械工業(yè)出版社； 2. 沖模圖冊；《機械制圖》、《沖模國家標準》 3. 相關的沖壓、設備、機械制圖、公差與配合等學習用書； 4. 主要是查閱專業(yè)雜志文章作為參考。 同組 設計者 學生完成畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃表 序號 畢業(yè)設計（論文）工作任務 工 作 進 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 翻譯、文獻綜述 2 工藝分析、開題報告 3 產(chǎn)品三維造型、產(chǎn)品工程圖； 工藝設計、工藝流程圖 4 模具設計（裝配圖、零件圖） 5 模具 3D 造型、 析 6 寫設計說明書 7 準備答辯（完成 示文件） 注： 1、此表由指導教師填寫； 2、此表每個學生一份，作為畢業(yè)設計（論文 ）檢查工作進度之依據(jù)； 3、進度安排用“ — ”在相應位置畫出。 畢業(yè)設計（論文）階段工作情況檢查表 時間 第 一 階 段 （撰寫開題報告、外文翻譯、文獻綜述） 第 二 階 段 （論文初稿撰寫或方案設計） 第 三 階 段 （論文終稿或圖紙繪制） 內(nèi)容 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 檢 查 情 況 教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注： 1、此表由指導教師認真填寫； 2、“組織紀律”一欄根據(jù)學生具體執(zhí)行情況如實填寫； 3、“完成任務情況”一欄按學生是否按進度保質(zhì)保量完成任務的情況填寫； 4、對違紀和不能按時完成任務者，指導教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出警告或不能參加答辯的建議。 1 工廠名稱 沖壓 工藝 卡片 標記 零件代號 文件代號 車間名稱 零件名稱 筒蓋 共 2 頁 材料名 稱規(guī)格 毛 坯 尺 寸 條 料 1000800料利用情況 產(chǎn)品型號 08 鋼 t= 件 120120料利用率 85% 每臺件數(shù) 工 序 工 步 工序或工 步內(nèi)容 加工草圖 設備 工 具 量 具 備 注 定 額 I 1 2 剪板 檢查材料 （ 1） 厚度 t＝ 2） 表面質(zhì) 量： 平整、無氣泡、 分層、銹蝕、白 膜。 剪切檢驗（按 工藝要求） 120120板機 000 卷 尺 2200 條/班次 1 2 落料拉深 校裝模具 檢驗（按工藝要 求） （ 1） 拉深區(qū)無 拉裂、起皺現(xiàn)象 （ 2） 首檢 3 件 以上，每 2 小時 抽檢一次 料 拉 深 模 3200片/班次 1 2 二次拉深 校裝模具 檢驗（按工藝要 求） （ 3） 拉深區(qū)無 拉裂、起皺現(xiàn)象 （ 4） 首檢 3 件 以上，每 2 小時 抽檢一次 深 模 3200片/班次 2 Ⅴ 1 2 沖壓 沖孔 校裝模具 檢驗（按工藝要 求） 沖 孔 模 3200片/班次 Ⅵ 檢驗 根據(jù)工件圖， 按公司的質(zhì)量規(guī)定 進行分批抽驗 0～ 25 千分尺 0～ 125 游標 卡尺 編制 校對 審核 批準 實施 日期 標 記 處 數(shù) 文 件 號 簽 字 日 期 - 1 - 筒蓋沖壓模具設計說明書 摘 要 本設計是對給定的產(chǎn)品圖進行沖壓模具設計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關資料和和對產(chǎn)品形狀仔細分析的基礎上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關零件的選擇原則及選擇方法進行了說明，另外還介紹了幾種產(chǎn)品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設計所需要 使用的幾種參考書籍的查閱方法。 【關鍵詞】 工藝、工藝性、沖壓工序、沖壓模具、毛坯展開尺寸 is a on of is on of of is on on of of is on of In to of on of of of up on of 【 of - 2 - . 目 錄 摘要 ?????????????????????????????? 3 1. 前言 ????????????????????????????? 4 2. 零件的工藝性分析 ??????????????????????? 5 3． 零件沖壓工藝方案的確定 ???????????????????? 6 算毛坯尺寸 ??????????????????????? 6 算拉深次數(shù) ??????? ???????????????? 8 定工序的合并與工序順序 ????????????????? 9 4．主要工藝參數(shù)的計算 ?????????????????????? 10 板方案 ???????????????????? 10 定各中間工序尺寸 ?????????????????? 11 用壓力機 ????????????????? 12 5． 編寫沖壓工藝過程卡片 ???????????????????? 14 6． 落料、拉深模具的設計 ?????????????????? 17 具結構形式選擇 ???????????????????? 17 具工作部分的設計 ??????????????????? 18 具其它零件的設計與計算 ???????????????? 21 7． 再次拉深模具的設計 ????????????????????? 22 具結構形式選擇???????????????????? 22 深凸模和凹模工作部分的設計 ?????? ????????? 23 架的選用 ???????????????????????? 24 - 3 - 力機的校核 ??????????????????????? 25 8． 沖孔模具的設計 ??????????????????????? 25 具結構形式選擇 ????????????????????? 25 孔模具工作部分的設計??????????????????? 26 架的選用 ???????????????????????? 27 力機的校核?????? ?????????????????? 28 結論 ????????????????????????????? 28 總結與體會 ??????????????????????????? 29 致謝詞 ????????????????????????????? 29 參考文獻 ????????????????????????????? 30 - 4 - 改革開放以來，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。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工亞企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營業(yè)得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 陸續(xù)開始使用 國際通用軟件，個別廠家還引進了 件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分叫車覆蓋件模具。此外，研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻 。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低； 術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 本次設計主要是完成 筒蓋 的沖壓工藝及模具的設計。從中掌握沖壓工藝及模具設計的過程，以及相關資料的查找和計算。 - 5 - 制定 筒蓋 的工藝方案，并設計模具。零件厚度 1批量生產(chǎn) 。 圖 2 圖 2件圖 (一 )技術方面： 該零件形狀較簡單且對稱。筒形部分由圓筒部分 底 部分組成。相對高度100t/，圓角半徑不小，利于成形，可一次拉深成，但應采用壓邊圈。零件上尺寸無標注公差，可按自由公差處理，拉深件精度等級一般在 下，本設計中采用 。奧氏體不銹鋼，具有高的塑性，低的屈服點和大的板厚方向性系數(shù)，利于沖壓加工。但隨著拉深的進行，材料加工硬化速度快，不適合多次拉深，故中間需要進行退火以改善材料的塑性。這便增加了加工的周期。由于不銹鋼的 抗拉強度比一般鋼板要大，沖壓力大，增大了對凸、凹模側(cè)壁部分的磨損，使模具壽命也大為降低。沖壓不銹鋼零件時，凸、凹模材料一般多選用高鉻工具鋼，如： 增加模具零件的抗磨損能力。 奧氏體不銹鋼的有關特性見下表： 表一 σ b/ σ s/ δ 5/ ψ (%)≥ - 6 - 550 200 45 50 187 該零件采用階梯拉深后沖去底部 ， 生產(chǎn)率較高且省料。 （二）經(jīng)濟方面： 該零件對沖壓工藝來說屬于批量生產(chǎn)。對于批量的沖壓生產(chǎn)，生產(chǎn)效率可以不預考慮，而降低成本的著眼點 則主要放在不變成本上，即可以采用鋼帶沖模、板模橡膠模、組合沖模、低熔點合金模等簡易模具以降低模具制造費用。還可采用單工序分散沖壓和簡易模，盡可能地采用模具標準件，擴大模具典型結構，縮短模具制造周期。 算毛坯尺寸 計算毛坯尺寸需要先確定翻邊前的半成品尺寸。 ?20處的高度尺寸為 h=64=5 =1-2(D=11)/21=d=D× K=21× 3mm d/t=13/1=13,查表，當采用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時， [K](極限翻邊系數(shù) )= 所以為了保證凸、凹模間一定的合理間隙，采用凸模和凹模配合加工。這是因為對于 使凸、凹模刃口尺寸公差值更小，給凸、凹模的制造帶來困 難。這種情況必須采用配合加工。配合加工就是先按設計尺寸制造一個基準件，然后再根據(jù)基準件的實際尺寸，按要求的間隙值配制另一件。顯然，落料時應以凹模為基準件，根據(jù)凹模的實際尺寸按最小合理間隙配制凸模。這種加工方法容易保證很小的間隙值。制造時可以放大基準件的公差，δ 凸 和δ 凹 不再受間隙值的限制，工藝比較簡單，制造容易，目前在工廠中得到廣泛應用。 凹模刃口尺寸按磨損后尺寸增大計算，根據(jù)課本公式（ 2行計算： D 凹 =()?0δ凹 =( 凸 = D 凹 (配制凸模的圖樣上注明：凸模尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙值 ) （二）首次拉深模 ： 1、凸、凹模圓角半徑 一般說來，大的凹模圓角半徑可以降低極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深件的質(zhì)量。但凹模圓角半徑太大又會削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象。因此凹模圓角半徑大小要適當。凸模圓角圓角半徑對拉 深工作的影響不象凹模圓角半徑那樣顯著。但過小的凸模圓角半徑會降低筒壁傳力區(qū)危險斷面的有效抗拉強度。如果凸模圓角半徑過大，會使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，因而這部分毛坯容易起皺（稱此為內(nèi)皺）。 由以上可以看出，凸、凹模的圓角半徑對拉深成型影響很大，確定其值要特別注意。 首次拉深凹模圓角半徑可按課本表 5得： 6～ 8） t,取 首次拉深的凸模圓角半徑按下式確定： .8 5- 18 - 以上的分析和計算也恰 好與已經(jīng)敘述的計算各工序的中間尺寸相同。表明所選圓角半徑是合理的。 2、凸、凹模間隙 拉深模的間隙，是指凸、凹模間橫向尺寸之差值。它影響拉深件質(zhì)量、拉深力的大小以及模具的壽命。因此，應確定一個合理的間隙。 確定間隙大小的一般原則是：既要考慮板料公差的影響，又要考慮拉深件口部增厚現(xiàn)象。因此，間隙值一般比毛坯厚度略大一些。 本設計是在使用壓邊圈的情況下確定合理的間隙值。根據(jù)課本表 5深次數(shù)為兩次的第一道拉深工序的單邊間隙 Z/2為 二道為（ 1～ t。 一般圓筒形拉深件的最后一道工序的 間隙，尺寸標注在外徑上的圓筒形拉深件上，應當以凹模為基準，間隙取在凸模上，即減小凸模尺寸取得間隙。尺寸標注在內(nèi)徑的圓筒形拉深件，應以凸模為基準，增大凹模尺寸得到間隙。 3、拉深凸、凹模工作部分尺寸的確定 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，其尺寸公差只在最后一道工序考慮。 首次拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標注外形尺寸，本設計的尺寸標注在外徑上，故拉深件的尺寸公差按 精度計算為 以凹模為基準，按下式計算： D 凹 =()+δ ( 中δ 課本表 5d= D 凸 = （ D 凹 0-δ p=(03.0? ?式中δ 課本表 5p= 式中 Z=上可知。 4、凸凹模工作表面的技術要求 為了提高成形質(zhì)量和成形極限，盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力，或是提高危險斷面的承受能力，在模具設計和制造中，除了對凸、凹模的尺寸公差嚴格要求外，對其表面質(zhì)量還應有以下要求： - 19 - 凸、凹模加工后的表面，不允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機械損傷等缺陷； 凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應達到 m，而凹模圓角處的表面粗糙度值一般要求為 m。目的是降低徑向拉應力，保證拉深順利進行； 在拉深過程中，凸模的工作表面特別是凸模圓角處對材料的摩擦阻力有利于抵制材 料的變薄。因此，在不影響工件表面質(zhì)量的條件下，凸模圓角區(qū)的表面粗糙度值達到 m～ 具其它零件的設計與計算 （一）模架的選用： 根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查《沖壓手冊》 595頁相關資料，同時為了安裝方便，故采用后側(cè)導柱式模架，由于本次落料凹模的周界尺寸長度為 200㎜，按資料中的 用，則上模座為 200× 200× 50㎜，下模座為 200× 200×50 ㎜的規(guī)格，其他結構的尺寸值不變。此時，再反過來校核原先初步選用的壓力為 630工作臺尺寸：左右為 970㎜，前后 650㎜。所設計的模具的閉合高度為 248㎜，顯然可以放下該模座，并且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機符合要求。 根據(jù)所確定的壓力機，可查出 模柄孔尺寸（直徑×深度）為 ?50× 70㎜，其它結構的尺寸參見《沖壓簡明手冊》 ，與此同時，在模座確定以后，導柱，導套的規(guī)格和結構尺寸也隨之確定下來由《沖壓簡明手冊》相關章節(jié)查得。 （二）定位零件： 沖模定位零件（裝置）的作用是保證坯料的正確送進及使工作零件處于正確的位置。 本副模具采用固定卸料板下面帶的 導尺進行導向送料，為使條料順利通過導尺的間隙，在計算排樣尺寸圖時已算出，此處不在敘述。同時在本副模具中采用固定擋料銷來限制條料的送料步距，使用圓形擋料銷。該結構的擋料結構簡單，制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結構。 - 20 - （三）卸料與推（頂）件裝置： 卸料與推（頂）件裝置用來將沖裁后因彈性變形恢復而卡在凸模上或凹模型腔孔內(nèi)的工件或廢料脫卸下來。 考慮到該油杯的拉伸深度較深，所需的卸料力也較大，若使用彈簧或橡皮，則會使結構更為復雜，所以本設計采用的是固定卸料板，固定卸料板雖然卸料力較大，但對條 料無壓料作用，但是相對于該工件的要求來說是可以滿足的。 卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔與凸模的單面間隙在 間選取，其厚度為 10 ㎜。 打桿長度： H＞（模柄深度 +凸凹模高度 +上模座厚度 70+115+5005取 H=210 （四）固定與聯(lián)接零件： 固定與聯(lián)接零件用來將凸、凹模固定在上、下模座上，以及將上、下模座固定在壓力機上。主要的固定與聯(lián)接零件有模柄、模座和固定板，以及墊板、螺釘和銷釘?shù)取? 該設計采用的凸緣式模柄與上模座的安裝窩孔采用 H9/用4個螺釘固定。 采用固定板將凸凹模固定在上模座上，固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之 間采用 4 個內(nèi)六角螺釘與 2 個圓柱銷來連接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來確定。 7．再次拉深模具的設計 此副模具主要需要考慮并解決的問題是，再次拉深過程中，毛坯初始位置的定位以及所選壓力機是否滿足開模的高度（因為此工件的拉深高度相對要深些）。 具結構形式選擇 - 21 - 這是一套倒裝式帶壓邊的拉深模。其結構較正裝式的緊湊，因為可以利用下模的彈頂 器進行壓邊，且壓力和行程都較大。但是為了在拉深過程中控制壓邊間隙，防止壓邊力過大，在固定板上裝有三根可以調(diào)節(jié)的特種螺栓與壓邊圈接觸。壓邊圈在此模具中既起壓邊作用又起初始工件的定位作用。推件采用剛性推件裝置，由于推件塊又是拉深件底部的成形凹模，因此拉深終了，推件上頂面必須與模座下底面剛性接觸。凹模采用硬質(zhì)合金以提高其壽命。 以下是再次拉深模具圖： 深凸模和凹模工作部分的設計 1、拉深凸模和凹模的尺寸和公差的計算 再次拉深件按最后一次拉深工件的未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標注外形尺寸（本設計 外形尺寸有要求），故再次拉深件的尺寸公差按 精度計算為 以凹模尺寸為基準進行計算，即 D 凹 =()+δ - 22 - 式中δ 課本表 5d= 凸 = （ D 凹 0-δ p=(03.0? ?式中δ 課本表 5p= 式中 Z=2× 2、拉深凸模和凹模的圓角半徑 再次拉深的凹模圓角半徑一般?。?r 凹 2=（ r 凹 1，考慮到如果凹模圓角半徑過大將會削弱壓邊圈的作用，現(xiàn)取 r 凹 2 = 1= 6 = 取 r 凹 2= 凸模圓角半徑應等于最后一次拉深的工件圓角的半徑。即取 r 凸 2 =5 3、拉深凸模的 出氣孔尺寸 拉深凸模上必須鉆一出氣孔，以使拉深過程中型腔內(nèi)的氣體得以排出，以及拉深后工件容易從凸模上取下，否則，工件與凸模間形成真空，增加卸件困難，造成工件底部不平。拉深凸模的出氣孔尺寸可查《沖壓模具設計》表 3得出氣孔直徑 考慮到制造的方便，將氣孔直徑 架的選用 ： 本副模具模座的設計是根據(jù)下模凸模固定板的外圍尺寸 ?200 來選用的，并采用后側(cè)導柱式模架，所選用模座的規(guī)格如下： 上模座 —— 200× 200× 50㎜ 下模座 —— 200× 200× 60㎜ 下模座之所以要選 60厚度，是因為考慮到拉深件的深度較深，卸料螺釘所需的行程也就長，為了保證卸料螺釘?shù)男谐碳捌淇煽啃?，所以采用厚的模座? 模座圖及具體的標注尺寸見零件圖和《沖壓手冊》。 導柱的選擇也是此次設計的一個關鍵。說到底也還是因為拉深件較深，致使最終的模具閉合高度也較高，所以一般長度的導柱是無法滿足要求的，從《沖壓 - 23 - 手冊》上所能選到的最長的導柱也就是 250在無法滿足 320多 慮到以上的這些，本人就設計了兩個高 60?90的墊塊，分別固定在原來下模座的導柱孔上，以增加模座的相對厚度來滿足導柱的 要求。 導柱導套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊》 力機的校核 由裝配圖可看出沖模的閉合高度為 320 多㎜，而根據(jù)總壓力所選的是 800閉合高度為 240 ㎜～ 480 ㎜間。壓力機工作臺尺寸：左右為800㎜，前后 540㎜，顯然可以放下該模座，因此所選壓力機符合要求。 8．沖孔模具的設計 具結構形式選擇 沖 ?15底孔，經(jīng)計算模壁厚度ɑ =(202=3.5 于表 2列的凸凹模最小壁厚 2.7 足強度要求。但其長 度仍需經(jīng)過計算以校核是否滿足剛度和穩(wěn)定性的要求?？捎梢韵鹿接嬎愠鐾拱寄：侠淼拈L度： L = 16? ?= 16? 3??? ≈ 中 d —— 凸凹模壁厚（ t —— 沖件材料厚度（ E —— 凸模材料彈性模數(shù)，對于鋼材可取 E = 210,000N/ —— 沖件材料抗剪強度（ N/ 所選的公式是根據(jù)《沖模設計手冊》中（ 14式子，該式子本是用來計算凸模所允許的最大長度的。凸模為長圓柱形，而凸凹模為中間帶孔的圓筒形，在這里可以將凸凹?？闯墒窃S多長圓柱所圍成的。按道理同樣長度的凸凹模和凸模，凸凹模的剛度及強度要較凸模好得多。由于一時找不到有關校核凸凹模的公 - 24 - 式，暫且以上式代替。這樣便可將凸凹模作成鑲塊壓入凹模凹孔內(nèi)，同時也使得凸凹更換起來比較方便，再者也可以節(jié)省貴重金屬的使用。 這副模具與上副再次拉深模一樣，同樣需要考慮毛坯沖孔翻邊前的初始定位問題。沖孔前，模具中的壓邊圈先上行一段 距離，并于凸凹模處于同一水平線上，這時便可將毛坯放在壓邊圈上。這副模具也再次沿用了再次拉深模中特種螺栓的設計，此設計中用了兩個，為的是控制凸模固定板與壓邊圈的間隙，以防止因壓邊力過大而將工件頂端壓皺。壓邊圈與上模固定板為剛性接觸，為的是于沖壓行程臨近終了時，模具可對工件產(chǎn)生剛性錘擊而起到整形作用，故無需另加整形工序。特種螺栓的加入恰好也起到限制整形力過大的作用。 以下是沖孔模具的設計圖： 孔模具工作部分的設計 （一）沖孔模 - 25 - 沖孔時應首先確定凸模的刃口尺寸，使凸?；境叽缃?近或等于工件孔的最大極限尺寸，在按最小合理間隙值 大凹模尺寸。凸模制造偏差取負值，凹模制造偏差取正值。 所沖預制孔 ?1515 從《沖模設計手冊》表 3 尺寸 ?15差值 △ =孔凸、凹模的制造公差按△ 的 1/4選取，則δ 凸 =δ 凹 =δ 凸 +δ 凹 =（ 則沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算公式如下： D 凸 = (D+K△ )0=（ 13+011.0?? 凹 =(D 凹 ++δ凹 =（ 架的選用 ： 本副模具模座的設計是根據(jù)上模凸模固定板的外圍尺寸 ?125 來選用的，并采用 后側(cè)導柱式模架，所選用模座的規(guī)格如下： 上模座 —— 125× 125× 30㎜ 下模座 —— 125× 125× 35㎜ 模座圖及具體的標注尺寸見零件圖和《沖壓手冊》。 導柱導套尺寸尺寸的選擇原因與 次不再多說。具體參數(shù)參考《沖壓手冊》 相關的章節(jié)。 力機的校核 - 26 - 由裝配圖可看出沖模的閉合高度為 190 多㎜，而根據(jù)總壓力所選的是 500滑塊行程為 400㎜。壓力機工作臺尺寸：左右為 490㎜，前后 520㎜，顯然可以放下該模座，因此所選壓力機符合要求。 結論 從形狀 和尺寸上看，該 筒蓋 的高度較一般工件的高，屬于高拉深件，需多次拉深。對它的工藝分析及模具設計主要要考慮以下幾個問題： 1、所選的壓力機的行程是否可以滿足工件取出時的開模距離； 2、氣墊的選擇、卸料螺釘長度的選擇以及托桿長度的選擇要滿足推件的距離，并保證它們滿足一定的強度條件； 3、毛坯再次拉深時，初始定位的設計； 4、凸凹模壁厚的設計是否滿足一定強度及剛度條件。 - 27 - 總結與體會 本次畢業(yè)設計的任務是在老師的指導下完成 筒蓋 的沖壓工藝性分析與模具設計。在理論知識的指導下和老師、同學的 幫助下，并結合了認識實習和生產(chǎn)實習中所獲的實踐經(jīng)驗，我順利地完成了本次畢業(yè)設計。通過本次設計，使我對以前所學過的專業(yè)知識有了更深刻的認識，也認識到了自己諸多的不足之處。在設計過程中，我深深感覺到自己以前所學的專業(yè)知識不夠踏實，知識面不夠廣，理論聯(lián)系實際的能力較差。 本次畢業(yè)設計歷時兩個月左右，從最初對畢業(yè)設計要求的領會，到對自己手上的沖壓件的沖壓工藝性能的分析計算，例如：對沖壓件結構的分析，對形狀的分析等等。通過不斷地分析計算，使我對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面的認識，并在此基礎上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實 際因素，最后確定了本次畢業(yè)設計的工藝方案。接著還要對排樣方式進行計算，還有模具總裝配圖的繪制。在這段時間里，我進行了大量的計算：有材料利用率的計算、工序壓力的計算、工作部分刃口尺寸及公差的計算、各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算等。其間我在圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料，這也使我學到了很多的知識。從某種意義上說，這次畢業(yè)設計的訓練，培養(yǎng)和鍛煉了我查閱資料、獲取有價值信息的能力， 使我對模具設計及制造的整個過程都有了比較深刻的認識，為今后的進一步學習和工作奠定了基礎。 - 28 - 致謝詞 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝趙平教授，在設計的過程中，對我們的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對沖壓模具設計的整個工作流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 - 29 - 【參考文獻】 主要參考文獻 1.《沖壓手冊》（ 第二版） 1995 2.《沖壓設計資料》 1983 4.《模具實用技術設計綜合手冊》 1995 5.《冷沖壓模具設計與制造》 1983 6．《機械制圖》 高等教育出版社， 2003 7．《沖壓工藝與模具設計》 高等教育出版社， 2001 8．《冷沖壓工藝與模具設計》 中南大學出版社， 2006 9．《實用沖壓工藝及模具設計手冊》，機械工業(yè)出版社 2002 10．《模具設計與制造簡明手冊》，上海科學技術出版社 1994 11．《沖模設計手 冊》，機械工業(yè)出版社 1996 12．《中國模具設計大典》電子版 13．《互換性與技術測量》 西安電子科技大學出版社， 2006 14．《沖壓與塑壓成型設備》 高等教育出版社， 2003 15. 中華人民共和國國家標準 . 機械制造工藝基準 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目 筒蓋 沖壓工藝及模具設計 （任務起止日期 2011 年 10 月 25 日～ 2012 年 4 月 30 日） 應用技術 學院 專業(yè) 班 學生姓名 學 號 指導教師 系 主 任 二級學院院長 課題內(nèi)容 1. 對所給鈑金件 進行沖壓方案研究； 2. 對所給鈑金件進行工藝分析與設計 ； 3. 對所給鈑金件 進行 模具設計。 課題任務要求 下列資料均交紙質(zhì)材料和電子文檔。 2D 工程圖用 007 以下， 3D 圖用X 下。 1. 查閱與課題相關的文獻 15 篇以上 ,寫出文獻綜述（ 4000 字以上）； 2. 翻譯與課題有關的外文資料 ,譯文字數(shù)不少于 4000 漢字以上； 3. 按要求寫出開題報告； 4. 畫出產(chǎn)品 2D 工程圖及 3D 圖； 5. 制訂合理的產(chǎn)品沖壓生產(chǎn)工藝，畫出工藝流程圖； 6. 完成前三套完整模具圖，后面模具可只做裝配圖。繪圖量原則上不少于折合成圖幅 的圖紙 4 張。 7. 做出模具 3D 圖 ，并進行成形 析。 8. 寫出字數(shù)不少于 2 萬字設計說明書，摘要部分要翻譯成英文，其漢字在 300 字左右。 9. 做答辯匯報放映文件，介紹設計情況。 主要參考文獻（由指導教師選定） 1. 王孝培，《沖壓手冊》，機械工業(yè)出版社； 2. 沖模圖冊；《機械制圖》、《沖模國家標準》 3. 相關的沖壓、設備、機械制圖、公差與配合等學習用書； 4. 主要是查閱專業(yè)雜志文章作為參考。 同組 設計者 學生完成畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃表 序號 畢業(yè)設計（論文）工作任務 工 作 進 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 翻譯、文獻綜述 2 工藝分析、開題報告 3 產(chǎn)品三維造型、產(chǎn)品工程圖； 工藝設計、工藝流程圖 4 模具設計（裝配圖、零件圖） 5 模具 3D 造型、 析 6 寫設計說明書 7 準備答辯（完成 示文件） 注： 1、此表由指導教師填寫； 2、此表每個學生一份，作為畢業(yè)設計（論文 ）檢查工作進度之依據(jù)； 3、進度安排用“ — ”在相應位置畫出。 畢業(yè)設計（論文）階段工作情況檢查表 時間 第 一 階 段 （撰寫開題報告、外文翻譯、文獻綜述） 第 二 階 段 （論文初稿撰寫或方案設計） 第 三 階 段 （論文終稿或圖紙繪制） 內(nèi)容 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 檢 查 情 況 教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注： 1、此表由指導教師認真填寫； 2、“組織紀律”一欄根據(jù)學生具體執(zhí)行情況如實填寫； 3、“完成任務情況”一欄按學生是否按進度保質(zhì)保量完成任務的情況填寫； 4、對違紀和不能按時完成任務者，指導教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出警告或不能參加答辯的建議。 1 工廠名稱 沖壓 工藝 卡片 標記 零件代號 文件代號 車間名稱 零件名稱 筒蓋 共 2 頁 材料名 稱規(guī)格 毛 坯 尺 寸 條 料 1000800料利用情況 產(chǎn)品型號 08 鋼 t= 件 120120料利用率 85% 每臺件數(shù) 工 序 工 步 工序或工 步內(nèi)容 加工草圖 設備 工 具 量 具 備 注 定 額 I 1 2 剪板 檢查材料 （ 1） 厚度 t＝ 2） 表面質(zhì) 量： 平整、無氣泡、 分層、銹蝕、白 膜。 剪切檢驗（按 工藝要求） 120120板機 000 卷 尺 2200 條/班次 1 2 落料拉深 校裝模具 檢驗（按工藝要 求） （ 1） 拉深區(qū)無 拉裂、起皺現(xiàn)象 （ 2） 首檢 3 件 以上，每 2 小時 抽檢一次 料 拉 深 模 3200片/班次 1 2 二次拉深 校裝模具 檢驗（按工藝要 求） （ 3） 拉深區(qū)無 拉裂、起皺現(xiàn)象 （ 4） 首檢 3 件 以上，每 2 小時 抽檢一次 深 模 3200片/班次 2 Ⅴ 1 2 沖壓 沖孔 校裝模具 檢驗（按工藝要 求） 沖 孔 模 3200片/班次 Ⅵ 檢驗 根據(jù)工件圖， 按公司的質(zhì)量規(guī)定 進行分批抽驗 0～ 25 千分尺 0～ 125 游標 卡尺 編制 校對 審核 批準 實施 日期 標 記 處 數(shù) 文 件 號 簽 字 日 期 - 1 - 筒蓋沖壓模具設計說明書 摘 要 本設計是對給定的產(chǎn)品圖進行沖壓模具設計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關資料和和對產(chǎn)品形狀仔細分析的基礎上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關零件的選擇原則及選擇方法進行了說明，另外還介紹了幾種產(chǎn)品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設計所需要 使用的幾種參考書籍的查閱方法。 【關鍵詞】 工藝、工藝性、沖壓工序、沖壓模具、毛坯展開尺寸 is a on of is on of of is on on of of is on of In to of on of of of up on of 【 of - 2 - . 目 錄 摘要 ?????????????????????????????? 3 1. 前言 ????????????????????????????? 4 2. 零件的工藝性分析 ??????????????????????? 5 3． 零件沖壓工藝方案的確定 ???????????????????? 6 算毛坯尺寸 ??????????????????????? 6 算拉深次數(shù) ??????? ???????????????? 8 定工序的合并與工序順序 ????????????????? 9 4．主要工藝參數(shù)的計算 ?????????????????????? 10 板方案 ???????????????????? 10 定各中間工序尺寸 ?????????????????? 11 用壓力機 ????????????????? 12 5． 編寫沖壓工藝過程卡片 ???????????????????? 14 6． 落料、拉深模具的設計 ?????????????????? 17 具結構形式選擇 ???????????????????? 17 具工作部分的設計 ??????????????????? 18 具其它零件的設計與計算 ???????????????? 21 7． 再次拉深模具的設計 ????????????????????? 22 具結構形式選擇???????????????????? 22 深凸模和凹模工作部分的設計 ?????? ????????? 23 架的選用 ???????????????????????? 24 - 3 - 力機的校核 ??????????????????????? 25 8． 沖孔模具的設計 ??????????????????????? 25 具結構形式選擇 ????????????????????? 25 孔模具工作部分的設計??????????????????? 26 架的選用 ???????????????????????? 27 力機的校核?????? ?????????????????? 28 結論 ????????????????????????????? 28 總結與體會 ??????????????????????????? 29 致謝詞 ????????????????????????????? 29 參考文獻 ????????????????????????????? 30 - 4 - 改革開放以來，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。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工亞企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營業(yè)得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 陸續(xù)開始使用 國際通用軟件，個別廠家還引進了 件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分叫車覆蓋件模具。此外，研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻 。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低； 術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 本次設計主要是完成 筒蓋 的沖壓工藝及模具的設計。從中掌握沖壓工藝及模具設計的過程，以及相關資料的查找和計算。 - 5 - 制定 筒蓋 的工藝方案，并設計模具。零件厚度 1批量生產(chǎn) 。 圖 2 圖 2件圖 (一 )技術方面： 該零件形狀較簡單且對稱。筒形部分由圓筒部分 底 部分組成。相對高度100t/，圓角半徑不小，利于成形，可一次拉深成，但應采用壓邊圈。零件上尺寸無標注公差，可按自由公差處理，拉深件精度等級一般在 下，本設計中采用 。奧氏體不銹鋼，具有高的塑性，低的屈服點和大的板厚方向性系數(shù)，利于沖壓加工。但隨著拉深的進行，材料加工硬化速度快，不適合多次拉深，故中間需要進行退火以改善材料的塑性。這便增加了加工的周期。由于不銹鋼的 抗拉強度比一般鋼板要大，沖壓力大，增大了對凸、凹模側(cè)壁部分的磨損，使模具壽命也大為降低。沖壓不銹鋼零件時，凸、凹模材料一般多選用高鉻工具鋼，如： 增加模具零件的抗磨損能力。 奧氏體不銹鋼的有關特性見下表： 表一 σ b/ σ s/ δ 5/ ψ (%)≥ - 6 - 550 200 45 50 187 該零件采用階梯拉深后沖去底部 ， 生產(chǎn)率較高且省料。 （二）經(jīng)濟方面： 該零件對沖壓工藝來說屬于批量生產(chǎn)。對于批量的沖壓生產(chǎn)，生產(chǎn)效率可以不預考慮，而降低成本的著眼點 則主要放在不變成本上，即可以采用鋼帶沖模、板模橡膠模、組合沖模、低熔點合金模等簡易模具以降低模具制造費用。還可采用單工序分散沖壓和簡易模，盡可能地采用模具標準件，擴大模具典型結構，縮短模具制造周期。 算毛坯尺寸 計算毛坯尺寸需要先確定翻邊前的半成品尺寸。 ?20處的高度尺寸為 h=64=5 =1-2(D=11)/21=d=D× K=21× 3mm d/t=13/1=13,查表，當采用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時， [K](極限翻邊系數(shù) )= 所以為了保證凸、凹模間一定的合理間隙，采用凸模和凹模配合加工。這是因為對于 使凸、凹模刃口尺寸公差值更小，給凸、凹模的制造帶來困 難。這種情況必須采用配合加工。配合加工就是先按設計尺寸制造一個基準件，然后再根據(jù)基準件的實際尺寸，按要求的間隙值配制另一件。顯然，落料時應以凹模為基準件，根據(jù)凹模的實際尺寸按最小合理間隙配制凸模。這種加工方法容易保證很小的間隙值。制造時可以放大基準件的公差，δ 凸 和δ 凹 不再受間隙值的限制，工藝比較簡單，制造容易，目前在工廠中得到廣泛應用。 凹模刃口尺寸按磨損后尺寸增大計算，根據(jù)課本公式（ 2行計算： D 凹 =()?0δ凹 =( 凸 = D 凹 (配制凸模的圖樣上注明：凸模尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙值 ) （二）首次拉深模 ： 1、凸、凹模圓角半徑 一般說來，大的凹模圓角半徑可以降低極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深件的質(zhì)量。但凹模圓角半徑太大又會削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象。因此凹模圓角半徑大小要適當。凸模圓角圓角半徑對拉 深工作的影響不象凹模圓角半徑那樣顯著。但過小的凸模圓角半徑會降低筒壁傳力區(qū)危險斷面的有效抗拉強度。如果凸模圓角半徑過大，會使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，因而這部分毛坯容易起皺（稱此為內(nèi)皺）。 由以上可以看出，凸、凹模的圓角半徑對拉深成型影響很大，確定其值要特別注意。 首次拉深凹模圓角半徑可按課本表 5得： 6～ 8） t,取 首次拉深的凸模圓角半徑按下式確定： .8 5- 18 - 以上的分析和計算也恰 好與已經(jīng)敘述的計算各工序的中間尺寸相同。表明所選圓角半徑是合理的。 2、凸、凹模間隙 拉深模的間隙，是指凸、凹模間橫向尺寸之差值。它影響拉深件質(zhì)量、拉深力的大小以及模具的壽命。因此，應確定一個合理的間隙。 確定間隙大小的一般原則是：既要考慮板料公差的影響，又要考慮拉深件口部增厚現(xiàn)象。因此，間隙值一般比毛坯厚度略大一些。 本設計是在使用壓邊圈的情況下確定合理的間隙值。根據(jù)課本表 5深次數(shù)為兩次的第一道拉深工序的單邊間隙 Z/2為 二道為（ 1～ t。 一般圓筒形拉深件的最后一道工序的 間隙，尺寸標注在外徑上的圓筒形拉深件上，應當以凹模為基準，間隙取在凸模上，即減小凸模尺寸取得間隙。尺寸標注在內(nèi)徑的圓筒形拉深件，應以凸模為基準，增大凹模尺寸得到間隙。 3、拉深凸、凹模工作部分尺寸的確定 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，其尺寸公差只在最后一道工序考慮。 首次拉深件按未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標注外形尺寸，本設計的尺寸標注在外徑上，故拉深件的尺寸公差按 精度計算為 以凹模為基準，按下式計算： D 凹 =()+δ ( 中δ 課本表 5d= D 凸 = （ D 凹 0-δ p=(03.0? ?式中δ 課本表 5p= 式中 Z=上可知。 4、凸凹模工作表面的技術要求 為了提高成形質(zhì)量和成形極限，盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力，或是提高危險斷面的承受能力，在模具設計和制造中，除了對凸、凹模的尺寸公差嚴格要求外，對其表面質(zhì)量還應有以下要求： - 19 - 凸、凹模加工后的表面，不允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機械損傷等缺陷； 凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應達到 m，而凹模圓角處的表面粗糙度值一般要求為 m。目的是降低徑向拉應力，保證拉深順利進行； 在拉深過程中，凸模的工作表面特別是凸模圓角處對材料的摩擦阻力有利于抵制材 料的變薄。因此，在不影響工件表面質(zhì)量的條件下，凸模圓角區(qū)的表面粗糙度值達到 m～ 具其它零件的設計與計算 （一）模架的選用： 根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查《沖壓手冊》 595頁相關資料，同時為了安裝方便，故采用后側(cè)導柱式模架，由于本次落料凹模的周界尺寸長度為 200㎜，按資料中的 用，則上模座為 200× 200× 50㎜，下模座為 200× 200×50 ㎜的規(guī)格，其他結構的尺寸值不變。此時，再反過來校核原先初步選用的壓力為 630工作臺尺寸：左右為 970㎜，前后 650㎜。所設計的模具的閉合高度為 248㎜，顯然可以放下該模座，并且最大閉合高度也滿足要求，因此所選壓力機符合要求。 根據(jù)所確定的壓力機，可查出 模柄孔尺寸（直徑×深度）為 ?50× 70㎜，其它結構的尺寸參見《沖壓簡明手冊》 ，與此同時，在模座確定以后，導柱，導套的規(guī)格和結構尺寸也隨之確定下來由《沖壓簡明手冊》相關章節(jié)查得。 （二）定位零件： 沖模定位零件（裝置）的作用是保證坯料的正確送進及使工作零件處于正確的位置。 本副模具采用固定卸料板下面帶的 導尺進行導向送料，為使條料順利通過導尺的間隙，在計算排樣尺寸圖時已算出，此處不在敘述。同時在本副模具中采用固定擋料銷來限制條料的送料步距，使用圓形擋料銷。該結構的擋料結構簡單，制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結構。 - 20 - （三）卸料與推（頂）件裝置： 卸料與推（頂）件裝置用來將沖裁后因彈性變形恢復而卡在凸模上或凹模型腔孔內(nèi)的工件或廢料脫卸下來。 考慮到該油杯的拉伸深度較深，所需的卸料力也較大，若使用彈簧或橡皮，則會使結構更為復雜，所以本設計采用的是固定卸料板，固定卸料板雖然卸料力較大，但對條 料無壓料作用，但是相對于該工件的要求來說是可以滿足的。 卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔與凸模的單面間隙在 間選取，其厚度為 10 ㎜。 打桿長度： H＞（模柄深度 +凸凹模高度 +上模座厚度 70+115+5005取 H=210 （四）固定與聯(lián)接零件： 固定與聯(lián)接零件用來將凸、凹模固定在上、下模座上，以及將上、下模座固定在壓力機上。主要的固定與聯(lián)接零件有模柄、模座和固定板，以及墊板、螺釘和銷釘?shù)取? 該設計采用的凸緣式模柄與上模座的安裝窩孔采用 H9/用4個螺釘固定。 采用固定板將凸凹模固定在上模座上，固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之 間采用 4 個內(nèi)六角螺釘與 2 個圓柱銷來連接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來確定。 7．再次拉深模具的設計 此副模具主要需要考慮并解決的問題是，再次拉深過程中，毛坯初始位置的定位以及所選壓力機是否滿足開模的高度（因為此工件的拉深高度相對要深些）。 具結構形式選擇 - 21 - 這是一套倒裝式帶壓邊的拉深模。其結構較正裝式的緊湊，因為可以利用下模的彈頂 器進行壓邊，且壓力和行程都較大。但是為了在拉深過程中控制壓邊間隙，防止壓邊力過大，在固定板上裝有三根可以調(diào)節(jié)的特種螺栓與壓邊圈接觸。壓邊圈在此模具中既起壓邊作用又起初始工件的定位作用。推件采用剛性推件裝置，由于推件塊又是拉深件底部的成形凹模，因此拉深終了，推件上頂面必須與模座下底面剛性接觸。凹模采用硬質(zhì)合金以提高其壽命。 以下是再次拉深模具圖： 深凸模和凹模工作部分的設計 1、拉深凸模和凹模的尺寸和公差的計算 再次拉深件按最后一次拉深工件的未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標注外形尺寸（本設計 外形尺寸有要求），故再次拉深件的尺寸公差按 精度計算為 以凹模尺寸為基準進行計算，即 D 凹 =()+δ - 22 - 式中δ 課本表 5d= 凸 = （ D 凹 0-δ p=(03.0? ?式中δ 課本表 5p= 式中 Z=2× 2、拉深凸模和凹模的圓角半徑 再次拉深的凹模圓角半徑一般?。?r 凹 2=（ r 凹 1，考慮到如果凹模圓角半徑過大將會削弱壓邊圈的作用，現(xiàn)取 r 凹 2 = 1= 6 = 取 r 凹 2= 凸模圓角半徑應等于最后一次拉深的工件圓角的半徑。即取 r 凸 2 =5 3、拉深凸模的 出氣孔尺寸 拉深凸模上必須鉆一出氣孔，以使拉深過程中型腔內(nèi)的氣體得以排出，以及拉深后工件容易從凸模上取下，否則，工件與凸模間形成真空，增加卸件困難，造成工件底部不平。拉深凸模的出氣孔尺寸可查《沖壓模具設計》表 3得出氣孔直徑 考慮到制造的方便，將氣孔直徑 架的選用 ： 本副模具模座的設計是根據(jù)下模凸模固定板的外圍尺寸 ?200 來選用的，并采用后側(cè)導柱式模架，所選用模座的規(guī)格如下： 上模座 —— 200× 200× 50㎜ 下模座 —— 200× 200× 60㎜ 下模座之所以要選 60厚度，是因為考慮到拉深件的深度較深，卸料螺釘所需的行程也就長，為了保證卸料螺釘?shù)男谐碳捌淇煽啃裕圆捎煤竦哪Ｗ? 模座圖及具體的標注尺寸見零件圖和《沖壓手冊》。 導柱的選擇也是此次設計的一個關鍵。說到底也還是因為拉深件較深，致使最終的模具閉合高度也較高，所以一般長度的導柱是無法滿足要求的，從《沖壓 - 23 - 手冊》上所能選到的最長的導柱也就是 250在無法滿足 320多 慮到以上的這些，本人就設計了兩個高 60?90的墊塊，分別固定在原來下模座的導柱孔上，以增加模座的相對厚度來滿足導柱的 要求。 導柱導套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊》 力機的校核 由裝配圖可看出沖模的閉合高度為 320 多㎜，而根據(jù)總壓力所選的是 800閉合高度為 240 ㎜～ 480 ㎜間。壓力機工作臺尺寸：左右為800㎜，前后 540㎜，顯然可以放下該模座，因此所選壓力機符合要求。 8．沖孔模具的設計 具結構形式選擇 沖 ?15底孔，經(jīng)計算模壁厚度ɑ =(202=3.5 于表 2列的凸凹模最小壁厚 2.7 足強度要求。但其長 度仍需經(jīng)過計算以校核是否滿足剛度和穩(wěn)定性的要求。可由以下公式計算出凸凹模合理的長度： L = 16? ?= 16? 3??? ≈ 中 d —— 凸凹模壁厚（ t —— 沖件材料厚度（ E —— 凸模材料彈性模數(shù)，對于鋼材可取 E = 210,000N/ —— 沖件材料抗剪強度（ N/ 所選的公式是根據(jù)《沖模設計手冊》中（ 14式子，該式子本是用來計算凸模所允許的最大長度的。凸模為長圓柱形，而凸凹模為中間帶孔的圓筒形，在這里可以將凸凹?？闯墒窃S多長圓柱所圍成的。按道理同樣長度的凸凹模和凸模，凸凹模的剛度及強度要較凸模好得多。由于一時找不到有關校核凸凹模的公 - 24 - 式，暫且以上式代替。這樣便可將凸凹模作成鑲塊壓入凹模凹孔內(nèi)，同時也使得凸凹更換起來比較方便，再者也可以節(jié)省貴重金屬的使用。 這副模具與上副再次拉深模一樣，同樣需要考慮毛坯沖孔翻邊前的初始定位問題。沖孔前，模具中的壓邊圈先上行一段 距離，并于凸凹模處于同一水平線上，這時便可將毛坯放在壓邊圈上。這副模具也再次沿用了再次拉深模中特種螺栓的設計，此設計中用了兩個，為的是控制凸模固定板與壓邊圈的間隙，以防止因壓邊力過大而將工件頂端壓皺。壓邊圈與上模固定板為剛性接觸，為的是于沖壓行程臨近終了時，模具可對工件產(chǎn)生剛性錘擊而起到整形作用，故無需另加整形工序。特種螺栓的加入恰好也起到限制整形力過大的作用。 以下是沖孔模具的設計圖： 孔模具工作部分的設計 （一）沖孔模 - 25 - 沖孔時應首先確定凸模的刃口尺寸，使凸模基本尺寸接 近或等于工件孔的最大極限尺寸，在按最小合理間隙值 大凹模尺寸。凸模制造偏差取負值，凹模制造偏差取正值。 所沖預制孔 ?1515 從《沖模設計手冊》表 3 尺寸 ?15差值 △ =孔凸、凹模的制造公差按△ 的 1/4選取，則δ 凸 =δ 凹 =δ 凸 +δ 凹 =（ 則沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算公式如下： D 凸 = (D+K△ )0=（ 13+011.0?? 凹 =(D 凹 ++δ凹 =（ 架的選用 ： 本副模具模座的設計是根據(jù)上模凸模固定板的外圍尺寸 ?125 來選用的，并采用 后側(cè)導柱式模架，所選用模座的規(guī)格如下： 上模座 —— 125× 125× 30㎜ 下模座 —— 125× 125× 35㎜ 模座圖及具體的標注尺寸見零件圖和《沖壓手冊》。 導柱導套尺寸尺寸的選擇原因與 次不再多說。具體參數(shù)參考《沖壓手冊》 相關的章節(jié)。 力機的校核 - 26 - 由裝配圖可看出沖模的閉合高度為 190 多㎜，而根據(jù)總壓力所選的是 500滑塊行程為 400㎜。壓力機工作臺尺寸：左右為 490㎜，前后 520㎜，顯然可以放下該模座，因此所選壓力機符合要求。 結論 從形狀 和尺寸上看，該 筒蓋 的高度較一般工件的高，屬于高拉深件，需多次拉深。對它的工藝分析及模具設計主要要考慮以下幾個問題： 1、所選的壓力機的行程是否可以滿足工件取出時的開模距離； 2、氣墊的選擇、卸料螺釘長度的選擇以及托桿長度的選擇要滿足推件的距離，并保證它們滿足一定的強度條件； 3、毛坯再次拉深時，初始定位的設計； 4、凸凹模壁厚的設計是否滿足一定強度及剛度條件。 - 27 - 總結與體會 本次畢業(yè)設計的任務是在老師的指導下完成 筒蓋 的沖壓工藝性分析與模具設計。在理論知識的指導下和老師、同學的 幫助下，并結合了認識實習和生產(chǎn)實習中所獲的實踐經(jīng)驗，我順利地完成了本次畢業(yè)設計。通過本次設計，使我對以前所學過的專業(yè)知識有了更深刻的認識，也認識到了自己諸多的不足之處。在設計過程中，我深深感覺到自己以前所學的專業(yè)知識不夠踏實，知識面不夠廣，理論聯(lián)系實際的能力較差。 本次畢業(yè)設計歷時兩個月左右，從最初對畢業(yè)設計要求的領會，到對自己手上的沖壓件的沖壓工藝性能的分析計算，例如：對沖壓件結構的分析，對形狀的分析等等。通過不斷地分析計算，使我對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面的認識，并在此基礎上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實 際因素，最后確定了本次畢業(yè)設計的工藝方案。接著還要對排樣方式進行計算，還有模具總裝配圖的繪制。在這段時間里，我進行了大量的計算：有材料利用率的計算、工序壓力的計算、工作部分刃口尺寸及公差的計算、各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算等。其間我在圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料，這也使我學到了很多的知識。從某種意義上說，這次畢業(yè)設計的訓練，培養(yǎng)和鍛煉了我查閱資料、獲取有價值信息的能力， 使我對模具設計及制造的整個過程都有了比較深刻的認識，為今后的進一步學習和工作奠定了基礎。 - 28 - 致謝詞 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝趙平教授，在設計的過程中，對我們的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對沖壓模具設計的整個工作流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 - 29 - 【參考文獻】 主要參考文獻 1.《沖壓手冊》（ 第二版） 1995 2.《沖壓設計資料》 1983 4.《模具實用技術設計綜合手冊》 1995 5.《冷沖壓模具設計與制造》 1983 6．《機械制圖》 高等教育出版社， 2003 7．《沖壓工藝與模具設計》 高等教育出版社， 2001 8．《冷沖壓工藝與模具設計》 中南大學出版社， 2006 9．《實用沖壓工藝及模具設計手冊》，機械工業(yè)出版社 2002 10．《模具設計與制造簡明手冊》，上海科學技術出版社 1994 11．《沖模設計手 冊》，機械工業(yè)出版社 1996 12．《中國模具設計大典》電子版 13．《互換性與技術測量》 西安電子科技大學出版社， 2006 14．《沖壓與塑壓成型設備》 高等教育出版社， 2003 15. 中華人民共和國國家標準 . 機械制造工藝基準