中軸碗沖壓成形工藝與模具設計【含14張CAD圖紙+說明書全套文件】

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embodied on this stamping die design The designer s foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence Introduced the center bowl filling piece stamping die design when must pay attention to the main point through carries on the craft analysis to the workpiece may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies and a punching die Embarks from the control workpiece size precision counter center bowl filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation by determined each work components the size designs from the die to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration and carries on each important components using CAD the design Key words compound die process analysis processing of die parts 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計任務書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 學 生 姓 名 李霄俊 學 號 061304412 設計題目 中軸碗沖壓成形工藝與模具設計 起 迄 日 期 2009 年 3 月 11 日 5 月 20 日 指 導 教 師 原紅玲 2009 年 3 月 12 日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1 本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的 本設計題目為中軸碗沖壓成形工藝與模具設計 通過設計 應對沖壓工藝生產(chǎn)較為 熟悉 能熟練使用相關設計手冊 獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的 編制 并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術要求 工作要 求等 1 了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 分析中軸碗的成形工藝并確定其工藝方案 3 模具主要設計計算 4 繪制模具總裝圖 并繪制零件圖 5 得出設計結論 原始資料 工件圖及其尺寸見說明書 材料 15 鋼 厚度 2 5mm 生產(chǎn)批量 大批量 所在專業(yè)審查意見 負責人 年 月 日 系部意見 系領導 年 月 日 模具設計與制造 專業(yè) 機 械 加 工 工 序 卡 片 工序名稱 銑平面 工序號 4 零件名稱 落料凹模 零件號 01 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 T10A 60 64HRC 設 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 銑床 平口鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 一次 一次 一次 1 2 3 4 銑上平面 銑下平面 銑側面 銑側面 75 面銑刀 75 面銑刀 20 立銑刀 20 立銑刀 游標卡 尺 游標卡 尺 游標卡 尺 游標卡 尺 0 5 0 5 0 5 0 5 2 2 1 1 2 2 1 1 200 min 200 min 60 min 60 min 800r min 800r min 300r min 300r min 設 計 者 李霄俊 指 導 教 師 原 紅 玲 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 模具設計與制造 專業(yè) 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 5 落料凹模 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 下料 80mm 70mm 鍛成 130mm 130mm 30mm 熱處理 退火 硬度 229HBS 銑平面 厚度留磨削余量 0 6mm 側面留磨削余量 0 4mm 磨平面 磨上 下平面 留磨削 余量 0 3 0 4mm 磨相鄰兩側面 保證垂直 鉗工劃線 劃出對稱中心線 孔 線 型孔粗加工 銑床上加工型孔 留單邊余量 0 15mm 加工余孔 加工固定孔及銷孔 熱處理 淬火 回火 60 62HRC 磨平面 磨上下平面及基準面達 到要求 型孔精加工 在坐標磨床上磨型 孔 留余量 0 01mm 研磨型孔 研磨型孔達到規(guī)定技 術要求 鋸床 空氣錘 立銑床 平面磨 床 立銑床 平面磨 床 坐標磨 床 虎鉗 平口鉗 磁力吸 盤 平口鉗 磁力吸 盤 磁力吸 盤 鋸條 面銑刀 砂輪 立銑刀 砂輪 砂輪 鋼尺 鋼尺 游標卡尺 游標卡尺 游標卡尺 千分尺 千分尺 200mm 200mm 0 02mm 0 02mm 0 02mm 0 005mm 0 005mm 河南機電高等專科學校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 畢業(yè)設計題目 中軸碗沖壓成形工藝與模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具 064 學生姓名 李霄俊 學 號 060304412 指導教師 原紅玲 2009 年 5 月 10 日 插表清單 表一壓力機參數(shù)表 14 表二模架規(guī)格表 16 表三模具其他零件的選用 18 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 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 2 1 2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1 3 深圓筒拉深模具設計的設計思路 4 2 深圓筒件工藝分析 5 2 1 拉深件的工藝性分析 5 2 2 拉深工藝計算和工藝方案的確定 5 2 2 1 工藝方案的確定 5 2 3 工藝計算 6 2 3 1 計算毛坯尺寸 6 2 3 2 確定工件是否能一次拉深成形 6 2 3 3 確定是否用壓邊圈 6 2 3 4 落料排樣設計 6 2 3 5 主要工作零件的尺寸計算 8 2 3 6 選取凸模與凹模的圓角半徑 11 2 3 7 主要零部件設計 11 2 4 壓力 壓力中心計算及壓力機的選用 12 2 4 1 壓力計算 12 2 4 2 壓力機的選用 14 3 模具的結構設計 16 3 1 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 16 3 2 其它模具零件的結構設計 17 3 2 1 固定板 17 3 2 2 墊板 17 3 2 3 打料塊 17 3 2 4 壓邊圈 17 3 2 5 導柱 導套 18 3 2 6 其他零件 18 3 3 模具總裝圖 19 4 結束語 20 致謝 21 參考文獻 23 河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設 計 評 語 學生姓名 李 霄 俊 班級 模具 064 學號 061304412 題 目 中 軸 碗 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設 計 綜合成績 指導者評語 李霄俊同學能夠按照畢業(yè)設計任務書進行設計 設計過程中能正 確查閱資料 獨立進行設計 能按照要求撰寫設計說明書 但圖紙上 還存在少量錯誤 修改后可以提交答辯 建議成績?yōu)榱?指導者 簽字 2009 年 5 月 10 日 畢 業(yè) 設 計 評 語 評閱者評語 李霄俊同學畢業(yè)設計任務來自生產(chǎn)實際 工作量大小適中 設計 說明書符合要求 但圖紙存在少量問題 建議成績?yōu)橹?可以提交答 辯 評閱者 簽字 2009 年 5 月 15 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 1 1 緒 論 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè) 是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備 先進國家的模具工 業(yè)已擺脫從屬地位 發(fā)展為獨立的行業(yè) 日本工業(yè)界認為 模具工業(yè)是其它工業(yè)的先 行工業(yè) 是創(chuàng)造富裕社會的動力 美國工業(yè)界認為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 在德國模具被冠以 金屬加工業(yè)中的帝王 之稱 沖壓是一種先進的少無切削加工方法 具有節(jié)能省材 效率高 產(chǎn)品質量好 重量輕 加工成本低等一系列優(yōu)點 在汽車 航空航天 儀器儀表 家電 電子 通訊 軍工 日用品 等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應用 據(jù)統(tǒng)計 薄板成型后 制造了相當于原材料的12倍 的附加值 在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中 與其相關的產(chǎn)品占四分之一 在現(xiàn)代汽車工業(yè)中 沖 壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展 采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來 愈廣泛的應用 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快 據(jù)不完全統(tǒng)計 2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 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 任務飽滿 2004 年模具產(chǎn)值 530 億元 進口模具 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 進出口之比 2004 年為 3 69 1 進出口相抵后的進凈口達 13 2 億美元 為凈進口量較大的國家 在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中 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) 結構調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 大型 精密 復雜 長壽命中高檔模具 及模具標準件發(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 但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(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 國企改革也在進行之中 但總體來看 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 2 體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟 再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱 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方面 第二 開發(fā)能力較差 經(jīng)濟效益欠佳 我國模具企業(yè)技術人員比例低 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)達國家大多是 15 20 萬美元 有的高達 25 30 萬美 元 與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理 真正實現(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 進的加工設備 但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多 特別是設備數(shù)控化率和 CAD CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多 由于體制和資金等原因 引進設備不配套 設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設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 標準化 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 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 與國際水平相 比要落后許多 模具標準化水平低 標準件使用覆蓋率低也對模具質量 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技術落后 模具材料性能 質量和品種往往會影響模 具質量 壽命及成本 國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比 無論是質量還是品種規(guī)格 都 有較大差距 塑料 板材 設備等性能差 也直接影響模具水平的提高 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 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)達國家相比仍存在較大差距 尚不能 完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求 未來的十年 中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方 向包括以下幾方面 1 模具日趨大型化 2 在模具設計制造中廣泛應用 CAD CAE CAM 技術 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 3 4 在塑料模具中推廣應用熱流道技術 氣輔注射成型和高壓注射成型技術 5 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術 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 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程 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)關鍵的工藝裝備 在電子 建材 汽車 電機 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 重要標志 并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量 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 復雜 長壽命模具的比例占到 50 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 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 隨著時代的進步和技術的發(fā)展 國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結 構設計 模具工藝設計 高級鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術水平比較高 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)達國家大多 15 20 萬美元 有的達到 25 30 萬美元 國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70 以上 而我國才達到 45 1 3 深圓筒拉深模具設計的設計思路 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 4 拉深是沖壓基本工序之一 它是利用拉深模在壓力機作用下 將平板坯料或空心 工序件制成開口空心零件的加工方法 它不僅可以加工旋轉體零件 還可以加工盒形 零件及其他形狀復雜的薄壁零件 但是 加工出來的制件的精度都很底 一般情況下 拉深件的尺寸精度應在 IT13 級以下 不宜高于 IT11 級 只有加強拉深變形基礎理論的研究 才能提供更加準確 實用 方便的計算方法 才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸 解決拉深變形中出 現(xiàn)的各種實際問題 從而 進一步提高制件質量 圓筒件是最典型的拉深件 其工作過程很簡單就一個拉深 根據(jù)計算確定它不能 一次拉深成功 因此 需要多次拉深 在最后的一次拉深中由于制件的高度太高 根據(jù) 計算的結果和選用的標準模架 判斷此次拉深不能采用標準的模架 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 只有從改變導柱和 導套的高度 導柱和導套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長度決定 設計 時可能高度出現(xiàn)誤差 應當邊試沖邊修改高度 2 異形端蓋沖壓工藝的分析 2 1 拉深件工藝分析 工件 如下圖所示 材 料 15 鋼 厚 度 2 5mm 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 5 19142 540 0 17 752RR3 此工件為帶凸緣圓筒形工件 形狀簡單對稱 零件圖上未標注公差尺寸按 IT14 精 度計算 2 2 沖壓工藝方案分析 2 2 1 沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料 拉深兩個基本工序 可以有以下三種工藝方案 方案一 先落料 后拉深 然后沖孔 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 落料 拉深復合沖壓 然后沖孔 采用復合模生產(chǎn) 方案三 拉深級進沖壓 然后沖孔 采用級進模生產(chǎn) 方案一模具結構簡單 但需要三道工序三副模具 生產(chǎn)效率低 難以滿足該工件 大批量生產(chǎn)的要求 方案二只需兩副模具 生產(chǎn)效率較高 盡管模具結構較方案一復 雜 但由于零件的集合行裝簡單對稱 模具制造并不困難 方案三也只需兩副模具 生產(chǎn)效率高 但模具結構比較復雜 送進操作不方便 加之尺寸偏大 通過對上述三 種方案的分析比較 若該工件能一次拉深 則其沖壓采用方案二為佳 2 3 工藝計算 2 3 1 計算毛坯尺寸 1 計算工件凸緣相對直徑 確定修邊余量 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 6 1 由工件圖可知 t 2 5mm 1mm 故按板厚中徑尺寸計 dt 60mm d 37 5mm H 11 5mm 凸緣相對直徑 dt d 60 37 5 1 6 查表 4 2 得 修邊余量 h 1 6mm 故按實際外徑 dp 60 1 6 2 63 2mm 計算 2 計算毛坯直徑 D D mm 73 9mmRHdp4 32 25 374 15 3742 6 2 3 2 確定工件是否能一次拉深成形 工件總的拉伸系數(shù) m d D 37 5 73 9 0 507 工件總的拉伸相對高度總 H d 11 5 37 5 0 307 由 d d 63 2 37 5 1 685 t D 100 2 5 73 9 100 3 383 查表 4 9 得 有凸緣p 圓筒件第一次拉伸的極限拉伸系數(shù) m 0 45 1 由表 4 10 查得 有凸緣圓筒件首次拉伸的極限相對高度 h1 d1 0 48 由于 m 0 507 0 45 H d 0 307 0 48 故此工件可以一次拉出 總 2 3 3 確定是否用壓邊圈 板料的相對厚度 t D 100 2 5 73 9 100 3 383 由表 4 7 查得需要壓料裝置 拉伸時采用彈性壓料裝置 2 3 4 落料排樣設計 1 確定零件的排樣方案 設計模具時 條料的排樣很重要 由于是圓形 所以采用直排 材料的利用率較 高 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 7 條料的排樣 2 條料寬度 導尺間寬度和材料利用率的計算 查表 2 9 得搭邊值 a1 1 8mm a 2 2mm 條料寬度的計算 擬采用無側壓裝置的送 料方式 得 條料寬度 2 36 00maxD2 cB 導料板間距離 2 37 A D 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 max a 側搭邊值 條料寬度的單向 負向 偏差 見表 2 10 2 11 查得 0 8 c 導料板與最寬條料之間的間隙 其最小值見表 2 12 查得 cmin 0 5mm 代入數(shù)據(jù)計算 取得條料寬度為 mm A 79 9mm 0B 08 179 3 材料利用率的計算 根據(jù)一般的市場供應情況 選 950 mm 1500 mm 2 5 mm 的冷軋鋼板 每塊可剪 1500mm 79 1mm 規(guī)格條料 12 條 材料剪切利用率達 99 9 由材料利用率通用計算 公式式 2 41 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 8 1010 ABSS 式中 一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積 mm 2 1S 一個步距內(nèi)所需毛坯面積 0 A 送料步距 mm B 條料寬度 mm 得 67 0 10 79842 一張板料上總的材料利用率 2 42 10nALB 總 式中 n 一張板材上沖裁件的總數(shù)目 A1 一個沖裁件的實際面積 mm 2 n 一個進距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 B 板料寬度 mm L 板料長度 mm 得 總 6 810954287 由于板料相對較厚 直排材料的利用率相對已經(jīng)很高了 2 3 5 主要工作零件的尺寸計算 1 落料凸 凹模尺寸的計算 由于落料是一個簡單的圓形 因沖裁此類工件的凸 凹模制造相對簡單 精度容 易保證 所以采用分別加工 設計時 需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制 造工差 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 9 根據(jù)設計原則 落料時以凹模為設計基準 由式 2 3 和 2 4 得 2 3 maxAD A0 2 4 maxT0in T Z 式中 D A D T 落料凹凸模尺寸 Dmax 落料件的最大基本尺寸 x 磨損系數(shù) 工件制造公差 Zmin 最小合理間隙 A T 凸 凹模的制造公差 查表 2 4 得 Zmin 0 360mm x 0 500 查表 2 5 得 A 0 020mm 0 030mm 0 74mmT 代入數(shù)據(jù)得 mDA 02 02 537 745 973 mm03 0 16 T 校核 查表 2 4 得 Zmax 0 360mm Zmin 0 500mm A T 0 020 0 030 mm 0 050mm 0 500 0 360 mm 0 140mm 2 拉深凸凹模尺寸的計算 由于尺寸標注在零件內(nèi)形 所以以凸模為基準 工作部分尺寸為 4 37 min0 4Td T 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 10 4 38 min0 4Ad 0 A Z 式中 凹 凸模的尺寸 DT dmin 拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸 零件的公差 A T 凹 凸模制造公差 Z 拉深模雙面間隙 0 17mm 查表 A 0 020mm T 0 030mm 由公式 4 29 得 1 1 1 t2 t 板料厚度 mm Z 2 1 1 1 2 5 5 5 5mm 取 Z 5 1 mm 則 mdT 02 02 6835 174 35 A 03 0 14 3 沖孔凸凹模尺寸的計算 根據(jù)設計原則 沖孔時以凸模為設計基準 由式 2 5 和 2 6 得 2 5 0min TxdT 2 6 AZA 0inin 式中 分別為沖孔凸 凹模的基本尺寸 Td dmin 沖孔件的最小極限尺寸 x 磨損系數(shù) 工件制造公差 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 11 Zmin 最小合理間隙 A T 凸 凹模的制造公差 查表 2 4 得 Zmin 0 360mm x 0 5 查表 2 5 得 A 0 020mm 0 025mm 0 74mmT 代入數(shù)據(jù)得 mdT 025 025 3719 74 19 A 0 06 校核 查表 2 4 得 Zmax 0 360mm Zmin 0 500mm A T 0 020 0 025 mm 0 045mm 0 500 0 360 mm 0 140mm 2 3 6 選取凸模與凹模的圓角半徑 因為圓角 R 2mm 屬于過渡尺寸 要求不高 可以一次成形 為簡單方便 設計生 產(chǎn)中直接按工件尺寸作為拉深凸 凹模該處尺寸 2 3 7 主要零部件設計 1 由于工件形狀簡單對稱 所以模具的工作零件均采用整體結構 拉深凸模 拉 伸凹模 落料凹模 落料凸模 沖孔凸模 沖孔凹模的結構如零件圖所示 由落料凹模厚度 H Ks 8 式 2 51 凹模寬度 B s 2 5 4 0 H 式 2 52 式中 s 凹模刃口的最大尺寸 mm K 系數(shù) 考慮板料厚度的影響 查表 2 22 K 0 22 0 35 則 H 0 22 0 35 73 53 16 18 25 74 mm 取 H 25mm B s 2 5 4 0 25 136 0 173 5 mm 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 12 凹模刃口 h 查表得 h 6mm 取 h 6mm 2 為了實現(xiàn)先落料后拉深 模具裝配后 應使拉深凸模的端面比落料凹模端面低 其長度 L 可按下式計算 H固 凹 低 式中 拉深凸模固定板的厚度 mm 固 落料凹模的厚度 mm 凹 裝配后 拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度 根據(jù)板厚大小 H低 決定 5mm 低 L 28 25 5 48mm 拉深凸模上一般開有出氣孔 這樣會使卸件容易些 否則凸模與工件由于真空狀 態(tài)而無法卸件 查表 本凸模出氣孔的直徑為 5mm 2 4 壓力 壓力中心計算及壓力機的選用 因為本制件是軸對稱零件 所以不用計算壓力中心 2 4 1 壓力計算 1 沖裁力的計算 由于本模具落料時采用剛性卸料裝置 同時又沒有沖裁件卡在凹模內(nèi) 所以落料 力就是沖裁力 由式 2 18 得 2 18 沖 裁 KLtF b 式中 L 沖裁周邊長度 t 材料厚度 材料抗剪強度 b K 系數(shù) 一般取 1 3 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 13 由表 1 3 查得 270 380M Pa 取 310M Pa b b 則 KNF8 23105 297314 沖 裁 2 拉深力的計算 采用壓料圈由式 4 15 得 Fd 拉 深 b1 tK 式中 t 材料厚度 d 拉深后的工件中徑 拉深件材料的抗拉強度 b 修正系數(shù) 1K 由表 1 3 查得 335 470M Pa 取 400M Pa b b 由表 4 6 查得 K1 1 則 KNF8 17405 2374 拉 伸 3 壓邊力的計算 在生產(chǎn)中 一次拉伸時的壓邊力可按拉伸力的 0 25 選取 即 F 0 25F 0 25 117 8KN 2 95KN 壓 拉 伸 4 沖孔力的計算 由式 2 18 得 2 18 沖 孔 KLtF b 式中 L 沖裁周邊長度 t 材料厚度 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 14 材料抗剪強度 b K 系數(shù) 一般取 1 3 由表 1 3 查得 270 380M Pa 取 310M Pa b b 則 5 工藝總壓力 由于采用兩副模具 應分別計算其總壓力 落料 拉伸的總壓力 F F F總1沖 裁 拉 伸F壓 邊 233 8 117 8 2 95KN 354 55KN 沖孔總壓力 F F nkF 60 1 1 0 05 60 1KN 63 1KN 總2沖 孔 沖 裁 2 4 2 壓力機的選用 壓力機的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件 因此 工作行程應足夠大 1 8 2 0 壓 力 機F總F 落料 拉伸時 1 8 2 0 F 638 2 709 1 KN壓 力 機1 總1 根據(jù)拉深力的計算結果和工件的高度 選擇壓力機 J23 80 公稱壓力 KN 滑塊行程 mm 最大閉合高度 mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 mm 800 130 380 90 鞏固總臺尺寸 mm 模柄孔尺寸 mm 立柱距離 mm 床身最大傾角 230 360 60 80 380 30 沖孔時 1 8 2 0 113 6 126 2 KN壓 力 機2F 總2F 選擇壓力機型號 J23 16 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 15 公稱壓力 KN 滑塊行程 mm 最大閉合高度 mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 mm 160 55 220 45 工作臺尺寸 mm 模柄孔尺寸 mm 立柱距離 mm 床身最大傾角 160 240 40 60 220 35 3 模具的結構設計 3 1 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 由于拉深凹模外形尺寸較大 為了工作過程穩(wěn)定 選用中間導柱模架 再按其標 準選擇具體結構尺寸見下表 模 架 規(guī) 格 選 用 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 16 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 160 160 45 HT200 下模座 160 160 55 HT200 導柱 28 180 32 180 20 鋼 滲碳 0 8 1 2mm 導套 28 110 43 32 110 4 3 20 鋼 滲碳 0 8 1 2mm Hmin 190mm Hmax 235mm 模具的閉合高度 拉 伸 凹 模 固 定 板卸 料 板凸 凹 模 固 定 板墊 板閉 合 HH落 料 凹 模 厚 度 下 模 座上 模 座 H 6 32 12 5 28 25 45 55 mm 203 5mm Hmax 235mm 由此可見模具的實際開模高度小于所采用模架的最大閉合高度 沖孔時選擇后側導柱模架 其規(guī)格見下表 模 架 規(guī) 格 選 用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 80 63 30 HT200 下模座 80 63 40 HT200 導柱 18 110 22 110 20 鋼 滲碳 0 8 1 2mm 導套 18 70 28 22 70 28 20 鋼 滲碳 0 8 1 2mm 3 2 其它模具零件的結構設計 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 17 3 2 1 固定板 查資料 落料凸模固定板選用 125 125 32 45 鋼 JB T 7643 2 落料凹模拉深凸模固定板選用 125 125 28 45 鋼 JB T 7643 2 沖孔凸模固定板選用 63 50 16 45 鋼 JB 7463 2 3 2 2 墊板 墊板的作用是直接承受凸模的壓力 以降低模座所受的單位壓力 防止模座被局 部壓陷 從而影響凸模的正常工作 因為通過上模座固定的模柄與壓力機相連 且上模座比下模座薄 而且下模座固 定在壓力機工作臺上 為防止上模座損壞 在上模座加墊板 查資料選用墊板 125 125 6 45 鋼 JB 7643 3 3 2 3 打料塊 一般與打料桿聯(lián)合使用 屬于剛性卸件裝置 靠兩者的自重把工件打出來 打料 塊與拉深凹模間隙配合 3 2 4 壓邊圈 壓邊圈的作用是防止凸緣部分起皺 同時還起到頂 3 2 5 導柱 導套 對于生產(chǎn)批量大 要求模具壽命高的模具 一般采用導柱 導套來保證上 下模 的導向精度 導柱 導套在模具中主要起導向作用 導柱與導套之間采用間隙配合 根據(jù)沖壓工序性質 沖壓的精度及材料厚度等的不同 其配合間隙也稍微不同 這里 采用 H7 h6 3 2 6 其他零件 模具其他零件的選用見表 3 2 表 3 2 模具其他零件的選用 序號 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格 mm 熱處理 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 18 1 下模座 1 HT200 160 160 55 2 導柱 1 20 鋼 28 180 滲碳 58 62HR C 3 導柱 1 20 鋼 32 130 滲碳 58 62HR C 4 導套 1 20 鋼 28 110 4 3 滲碳 58 62HR C 5 導套 1 20 鋼 32 110 4 3 滲碳 58 62HR C 6 上模座 1 HT200 160 160 55 7 內(nèi)六角 螺釘 4 Cr12 M10 45 58 62HR C 8 內(nèi)六角 螺釘 4 Cr12 M10 100 58 62HR C 9 模柄 1 Q235 1 F A50 105 10 銷釘 2 45 鋼 6 60 11 銷釘 2 45 鋼 8 80 12 止轉銷 1 45 鋼 8 14 13 打桿 1 45 鋼 M14 220 3 3 模具總裝圖 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 19 由以上設計 可得到模具的總裝圖 其工作過程是 模具在工作時 壓力機滑塊 下行 通過模柄帶動上模座下行 模具先進行切邊 緊接著拉深凸模再拉深 拉深完 成以后 壓力機滑塊上行 通過模柄帶動上模座上行 當凹模隨上模回升時 零件制 品在打料塊及打料桿的作用下 將其從凹模內(nèi)推出 準備下一次拉深 4 結束語 帶凸緣圓筒件屬于簡單的拉深件 分析其工藝性 并確定工藝方案 由于在零件制造前進行了預測 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 深圓筒模具的設計 是理論知識與實踐有機的結合 更加系統(tǒng)地對理論知識做了 更深切貼實的闡述 也使我認識到 要想做為一名合理的模具設計人員 必須要有扎 實的專業(yè)基礎 并不斷學習新知識新技術 樹立終身學習的觀念 把理論知識應用到 實踐中去 并堅持科學 嚴謹 求實的精神 大膽創(chuàng)新 突破新技術 為國民經(jīng)濟的 騰飛做出應有的貢獻 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 20 致謝 畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的 它是對我們 三年來所學課程的又一次深入 系統(tǒng)的綜合性的復習 也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練 它在我們的學習中占有重要的地位 通過這次畢業(yè)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識 一些原來一知 半解的理論也有了進一步的的認識 特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課 如機械制圖 模具材料 公差配合與技術測量 冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解 使我進 一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中 同時還使我更清楚了模具設計過 程中要考慮的問題 如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料 保證工件 的經(jīng)濟性 加工工藝的合理性 在學校中 我們主要學的是理論性的知識 而實踐性很欠缺 而畢業(yè)設計就相當 于實戰(zhàn)前的一次演練 通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來 使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識 這不但提高了我們解決問題 的能力 開闊了我們的視野 在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足 為以后的工作 打下堅實的基礎 通過對中軸碗制件冷沖模的設計 我對沖裁模有了更為深刻的認識 特別是這種 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 21 落料拉伸沖孔模具的設計 在模具的設計過程中也遇到了一些難以處理的問題 雖然 設計中對它們做出了解決 但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意 如壓力計算時 的公式的選用 凸凹模間隙的計算 卸件機構選用 工作零件距離的調(diào)整 都可以進 行進一步的完善 使生產(chǎn)效率提高 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束 敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查 在這次畢業(yè)設計中通過參考 查閱各種有關模具方面的資料 請教各位老師有關模具 方面的問題 并且和同學的探討 模具設計在實際中可能遇到的具體問題 使我在這 短暫的時間里 對模具的認識有了一個質的飛躍 從陌生到開始接觸 從了解到熟悉 這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程 我 對模具的認識過程亦是如此 經(jīng)過近三個月的努力 我相信這次畢業(yè)設計一定能為三 年的大學生涯劃上一個圓滿的句號 為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎 在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助 我受益匪淺 在此 再次感謝 各位老師特別是我的指導老師原紅玲老師在這一段時間給予無私的幫助和指導 并向 他們致于深深的敬意 對關心和指導過我的各位老師表示衷心的感謝 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 22 參考文獻 1 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設計 機械工業(yè)出版社 2008 年 9 月 2 孫鳳勤 閻亞林主編 沖壓與塑壓成形設備 高等教育出版社 2007 年 12 月 3 楊占堯主編 韓光平 史廷春副主編 沖壓模具圖冊 高等教育出版社 2008 年 3 月 4 高軍 李熹平 修大鵬等編 沖壓模具標準件選用與設計指南 化學工業(yè)出版社 2007 年 7 月 5 中國機械工程學會 中國模具設計大典編委會等主編 中國模具設計大典 江西科學 技術出版社 2003 6 郝濱海 沖壓模具簡明設計手冊 化學工業(yè)出版社 2005