端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【盒形件 金屬蓋】【含8張cad圖紙+文檔全套資料】

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The drawing is a drawing die as a processing method of the sheet metal stamping into a variety of hollow, is the most widely used in the stamping process.According to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. KEY WORDS: mold ,blanking ,deep drawing ,punch ,die ,punch and die II 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 03 零件名稱 凹模 零件號 11-07 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 CrWMn 60--64HRC 鍛 件 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 墊塊 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(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 二次 2 銑上、下平面 30面銑刀 游標(biāo)卡尺 220 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 1 銑四周面 10立銑刀 游標(biāo)卡尺 220 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/mi 設(shè) 計(jì) 者 劉金麗 指 導(dǎo) 教 師 丁海 共 1 頁 第 1 頁 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 01 零件名稱 凸凹模 零件號 11-02 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 CrWMn 60---64HRC 鍛 件 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 墊塊 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(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 二次 2 銑上、下平面 30面銑刀 游標(biāo)卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 1 銑四周面 10立銑刀 游標(biāo)卡尺 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/mi 設(shè) 計(jì) 者 劉金麗 指 導(dǎo) 教 師 丁海 共 1 頁 第 1 頁 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號 零件號 零 件 名 稱 11-02 凸凹模 XYZ-003 牌 號 硬 度 CrWMn 60---64HRC 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸130 mm×130 mm×70mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達(dá)尺寸100mm×100 mm×52mm 立式銑床 虎鉗 30面銑刀, 10立銑刀 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺，刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆床 虎鉗 鉆頭、鉸刀、絲錐 高度尺、游標(biāo)卡尺 06 熱處理（淬火、回火）保證硬度 60---64HRC 熱處理爐 硬度儀，游標(biāo)卡尺 07 磨削上下面及一直角面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺，刀口尺 08 線切割各個(gè)型孔留余量0.02mm 線切割慢走絲機(jī)床 復(fù)式支撐 0.2mm黃銅絲 千分表，游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號 零件號 零 件 名 稱 11-07 凹模 XYZ-003 牌 號 硬 度 CrWMn 60---64HRC 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸220 mm×220 mm×50mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達(dá)尺寸196mm×196 mm×40mm 立式銑床 虎鉗 30面銑刀, 10立銑刀 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺，刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆床 虎鉗 鉆頭、鉸刀、絲錐 高度尺、游標(biāo)卡尺 06 熱處理（淬火、回火）保證硬度 60---64HRC 熱處理爐 硬度儀，游標(biāo)卡尺 07 磨削上下面及一直角面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺，刀口尺 08 線切割各個(gè)型孔留余量0.02mm 線切割慢走絲機(jī)床 復(fù)式支撐 0.2mm黃銅絲 千分表，游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 1緒論 以沖壓方法為主制造的零件，比較有代表性且與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的有汽車覆蓋件、搪瓷和不銹鋼器皿、各種家用電器的外殼等，它們帶來了產(chǎn)品層出不窮的外觀變化。沖壓方法也能制造不少產(chǎn)品內(nèi)部的某些零件，甚至是關(guān)鍵零件，如鏈輪、汽車大梁、支架等。在制件尺寸大小、制件復(fù)雜程度、等方面，沖壓方法都有非常大的適用范圍。沖模在很大范圍內(nèi)涵蓋了其它模具（冷鍛模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模等）的共同內(nèi)容，所以掌握沖模技術(shù)，對了解其它類模具業(yè)很有幫助。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下： (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化。 （2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 1.1沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列有點(diǎn)，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，起著越來越重要的作用。模具制造水平的高低，也成為了衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的作用標(biāo)志之一。 在模具工業(yè)中，沖壓模具占有重要的比重。從模具角度看，模具是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的裝備，發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值，早已超過了工作母機(jī)（機(jī)床）的總產(chǎn)值，其中為沖壓工藝服務(wù)的沖模約占模具總量的40％。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，沖壓方法的增值率達(dá)到原材料的3～12倍，具有明顯的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。 1.2 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。 (1) 沖壓成形理論及沖壓工藝方面： 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá)IT16~17級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國已自主設(shè)計(jì)制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無回彈成形。無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 (2) 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件： 在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個(gè)工位以上的級進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能級進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá)2~5微米，進(jìn)距精度2~3微米，總壽命達(dá)1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達(dá)10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動化程度已達(dá) 到無人看管運(yùn)行的程度，,加工精度可達(dá)±1.5微米，表面粗糙度達(dá)Ra=01~0.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。 (3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面： 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá)97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時(shí)間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的4~10倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。 近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人控制生產(chǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。 (4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面： 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。 1.3沖壓模具的分類 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級進(jìn)和復(fù)合-級進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分,在組成上，上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 此設(shè)計(jì)針對所給的零件進(jìn)行了一套冷沖壓模具的設(shè)計(jì)，其中設(shè)計(jì)內(nèi)容為分析零件的沖裁工藝性（材料、工件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度），擬定零件的沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)，排樣，裁板，計(jì)算沖壓工序壓力，選用壓力機(jī)及確定壓力中心，計(jì)算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝編制，壓力機(jī)的校核。 2落料拉深復(fù)合模 2．1 沖壓件的工藝分析 2.1.1制件的結(jié)構(gòu)分析 零件如圖所示： 未注圓角R1 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235 材料厚度：1mm 圖1 制件圖 如上圖所示：該工件屬于圓筒形件拉深，形狀簡單對稱，所有尺寸均為自由公差，對工件厚度變化也沒有作要求， 只是該工件作為另一零件的蓋?？诓砍叽?69可以稍作小些。而工件總高度尺寸14mm可在拉深后采用修邊達(dá)到要求。 1、材料：該沖裁件的材料鍍鋅鐵皮是鋅鐵合金，具有較好的可拉深性能。 2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為圓桶形拉深件，故對毛坯的計(jì)算要有。 3、單邊間隙、拉深凸凹模及拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。 4、凹凸模的設(shè)計(jì)應(yīng)保證各工序間動作穩(wěn)定。 2.1.2沖裁件斷面質(zhì)量 板料厚度為1mm，查《模具畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊》，生產(chǎn)時(shí)毛刺允許高度為≤0.15mm，本產(chǎn)品在斷面質(zhì)量和毛刺高度上沒有嚴(yán)格的要求，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。 2.1.3制件的尺寸精度 零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。另外產(chǎn)品對于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。 查公差表可得工件基本尺寸公差為：、、、 、、、 2.2工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 2.2.1工藝方案分析 該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料+拉深復(fù)合，后拉深二。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。 方案三：先落料，后二次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。 方案四：落料+拉深+再次拉深。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案五：落料、拉深級進(jìn)模。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，但制造成本高。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，通過設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量。方案五也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具制造比較復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，送進(jìn)操作不方便，工且件精度較低。通過對上述五種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案五為佳。 2.2.2主要工藝參數(shù)的計(jì)算 (1)確定修邊余量 該件h=14mm，h/d=14/40=0.35,查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4-1 可得 則可得拉深高度H： H=h+=14+1.2=15.2mm (2)計(jì)算毛坯直徑D 圖2 制件的分解圖 根據(jù)表面積相等原則，用解析分解法求出零件的毛坯直徑D: D= = = =90.5mm (3)確定拉深次數(shù) 該工件底部有一臺階，按階梯形件的拉深來計(jì)算，求出h/d=15.2/40=0.38,根據(jù)毛坯相對厚度t/D=1/90.5×100=1.1,查表發(fā)現(xiàn)h/d小于表中數(shù)值，能一次拉深成形。所以能采用落料-拉深復(fù)合沖壓。 2.3確定排樣圖和裁板方案 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： （一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 （二）少廢料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。 （三）無廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料直排的排樣方式。 由t=1mm,在《模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊》，查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選規(guī)格為750mm×1000mm×1mm的冷軋鋼板。 采用橫裁時(shí)，剪切條料尺寸為93。一塊板可裁的條料為8，每條可沖零件個(gè)數(shù)10個(gè)零件。則一張板材的材料利用率為： =（n×A0/A）×100﹪ =（10×8×45.25×45.25×3.14/1000×750）×100﹪=68.6﹪ 采用縱裁時(shí)，剪切條料尺寸為93。一塊板可裁的條料為10，每條可沖零件個(gè)數(shù)8個(gè)零件，則一條板材的材料利用率為： =（n×A0/A）×100﹪ =（8×93×45.25×45.25×3.14/1000×750）×100﹪=66.6﹪ 根據(jù)以上分析，橫裁時(shí)比縱裁時(shí)的板材的材料利用率相同，這里采用橫裁，排樣圖如圖所示： 圖3 排樣圖 2.3.1 搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會被拉斷，有時(shí)還會拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： ① 材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 ② 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。 ③ 材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 ④ 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.9 確定搭邊值 根據(jù)零件形狀按圓形取工件間最小搭邊值=0.8，側(cè)邊最小搭邊值a=1.0。則取=a=1.0 mm。 2.3.2送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算 1. 送料步距 送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動的距離，用S表示，其值等于沖裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值，即： S=d+ =90.5+1.0=91.5 2.條料寬度及板料間距的計(jì)算 條料寬度按下式： （2-1） 其中為沖裁件寬度方向的最大尺寸； 為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取C=0.5。 B=(90.5+2×1.0+0.5) =93 mm 則一個(gè)步距的材料利用率=nA/BS×100% =1×3.14×45.25×45.25/93×91.3×4 =76% 2.4計(jì)算工序沖壓力、壓力中心以及初選壓力機(jī) 2.4.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知采用復(fù)合沖壓，但復(fù)合模又可分為倒裝復(fù)合模和正裝復(fù)合模，其各自的特點(diǎn)如下表 表1-1 正裝復(fù)合模與倒裝復(fù)合模的比較 序號 正裝 倒裝 1 對于薄沖壓件能達(dá)到平整要求 不能達(dá)到平整要求 2 操作不方便、不安全，孔的廢料又打棒打出 操作方法能裝自動撥料裝置即能提高生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)?？椎膹U料通過凸凹模的孔往下漏掉 3 裝凹模的面積較大，有利于復(fù)雜重建用拼塊結(jié)構(gòu) 如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座上省去固定板 4 廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚，每次又打棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，又利于凸凹模減小最小壁厚 廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要求又較大的壁厚以增加強(qiáng)度。 該沖件屬于普通沖裁，精度要求不高又屬于大批量生產(chǎn)，刃壁較薄，采用倒裝比較合適，因此選用倒裝復(fù)合模。 2.4.2沖壓力的計(jì)算 沖裁力：根據(jù)落料毛坯可算得一個(gè)毛坯周邊長度：L=Dπ=90.5×3.14=284.2㎜ 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表1可知：MPa; （1）落料力的計(jì)算 F=1.3Lt 式中L—沖裁輪廓的總長度；t—板料厚度；--板料的抗拉強(qiáng)度 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》附表1可知：=320MPa 。故： F=1.3284.21300=110.826KN （2） 卸料力和推件力件力的計(jì)算 =Kx F =KT F 式中Kx為卸料力系數(shù),KT為推件力系數(shù) 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表3可知：Kx=0.05, KT=0.05。 故： =KxF =0.05110.826 =5.541KN =KT F =0.05110.826 =5.54KN （3）拉深力的計(jì)算 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表得，K1=0.6 F=πd3tK1=3.14×69×1×320×0.6=41.599KN （4）壓邊力的計(jì)算 采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時(shí)壓邊力必須適當(dāng)，壓邊力過大會引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對厚度t/D100 由于t/D100=1/90.5100 =1.1<1.5 拉深系數(shù)=40/69=0.58<0.6 故：查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4-3知，拉深需要采用壓邊裝置。 壓邊力: =π =3.14[90.5×90.5-(69+2×8)×85]2.3/4 =1.743KN 式中rA初定8mm；p=2.3 MPa(p為單位壓邊力) 綜上所述： =+ +++++ =154.168KN 2.4.3壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合。 圖4 壓力中心 由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應(yīng)為圓心即O(45.25,45.25) 2.4.4壓力機(jī)的初選擇 由于該制件數(shù)億小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機(jī)，它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點(diǎn)。根據(jù)沖壓工藝總力計(jì)算結(jié)果并結(jié)合工件的高度選擇壓力機(jī)，前面已經(jīng)算得總壓力為165.262 KN，查《沖壓工藝與模具模具設(shè)計(jì)》表7.3提供的壓力機(jī)公稱壓力中可初選取壓力機(jī)的型號為：J23-25. 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)及尺寸確定之后，可對壓力機(jī)的閉合高度，模具安裝尺寸進(jìn)行校核，從而最終確定壓力機(jī)的規(guī)格。 2.5模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算 因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類： （1）按凸模與凹模圖樣分別加工法：它主要用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，具有互換性，精度也容易保證。 （2）按凸模與凹模配作法加工：常用于沖制復(fù)雜形狀、間隙較小的沖模。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。但是，加工后，凸、凹模必須對號入座，不能互換。 所以，經(jīng)以上分析并結(jié)合工件的結(jié)構(gòu)和要求，采用分別加工凸、凹模。 2.5.1落料模刃口尺寸的計(jì)算 查表可得 ＝0.12 mm,=0.18 mm -＝0.18-0.12＝0.06 mm ＝0.035 mm，＝-0.025 mm 由此可得 故能滿足分別加工的要求。 查表可得磨損系數(shù)X＝0.5，落料件基本尺寸為Φ90.5 mm，取精度為IT14，則其公差。由此可得 (mm) (mm) 2.5.2拉深模工作部分尺寸的計(jì)算 對于制件一次拉深成形的拉深模，其凸模和凹模的尺寸公差應(yīng)按制件的要求確定。此工件要求的是外形尺寸，設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)，應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。由此可得： (mm) (mm) 式中： D－拉深件的基本尺寸，69mm； －拉深件的尺寸公差，可知其值為0.74mm。 Z-拉深凸、凹模的雙邊間隙，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4.13可知Z=2mm。 工件底部尺寸Φ43mm、Φ40mm、3mm屬于過渡尺寸，要求不高，為操作方便，實(shí)際生產(chǎn)中直接按工件尺寸做拉深凸、凹模該處的尺寸。 2.5.3 拉深間隙的計(jì)算 拉深間隙指單邊間隙，即。拉深工序采用壓邊裝置，并且可一次成形，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4.13可知Z=2mm. 2.5.4 拉深凸、凹模圓角半徑的計(jì)算 （1）凹模圓角半徑的計(jì)算 一般來說，大的可以降低極限拉深系數(shù)，而且可以提高拉深件的質(zhì)量，所以盡可能大些但太大會削弱壓邊圈的作用，所以由下式確定： ＝＝3.71 這里=5mm,而工件底部圓角是過渡尺寸，要求不高，則取=2mm。 式中： D－坯料直徑，mm； －凹模直徑，由于拉深件外徑為Φ69 mm,此處取值為Φ69 mm。 （2）凸模圓角半徑的計(jì)算 對拉深件的變形影響，不像那樣顯著，要求不高，為操作方便,實(shí)際生產(chǎn)中直接按工件尺寸做拉深凸模的圓角半徑。 2.6模具主要零部件的設(shè)計(jì) 2.6.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.6.1.1落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以 凹模刃口采用直筒形刃口，凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模有足夠的強(qiáng)度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，并查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.21，取得刃口高度h=5mm。 落料凹模板的厚度H的確定： H=ks ——為系數(shù)，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.22得k=0.30。 s——為凹模刃口的最大尺寸() H=0.30×90.5=27.15mm，凹模壁厚C=1.5H=40.7mm，凹模的材料選用CrWMn，工件部分淬硬至HRC60~64 凹模板長度L、寬度B的計(jì)算 L=D+2C=90.5+240.7 =171.9 mm B=D+2C=90.5+2×40.7=171.9 mm 故確定凹模板外形尺寸為：Φ19640（mm） 圖5 落料凹模 2.6.1.2拉深凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低，其長度可按下式計(jì)算： L=Hg+Ha-Ht=20+40-3=57 mm 拉深凸模采用臺階式，也是采用車床加工,與凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖6 拉深凸模 2.6.1.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸凹模的結(jié)構(gòu)是落料凸模和拉深凹模，其長度應(yīng)根據(jù)落料凸模的要求計(jì)算，壁厚根據(jù)落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直徑計(jì)算。另外結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩臺階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模長度L=52mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖所示。由于凸凹模型孔較多，為了防止型孔淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度60~64HRC）外，材料也用淬火變形小的CrWMn模具鋼，結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖7 凸凹模 2.6.1.4壓邊圈設(shè)計(jì) 為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表4-3知，拉深需要采用壓邊裝置。由于壓邊圈在落料凹模內(nèi)，所以，設(shè)計(jì)壓邊圈時(shí)，應(yīng)使壓邊圈的工作面高落料凹模刃口面0.5mm,以保證落料前先壓料，拉伸后能將工件從落料凹模內(nèi)推出。壓邊圈采用T8A鋼制造，熱處理硬度為54～58HRC。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖8 壓邊圈 2.6.2 定位方式的選擇及標(biāo)準(zhǔn)化 為限定被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、擋料銷、定位板、導(dǎo)向銷。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位精度要求高時(shí)，要考慮粗定位和精定位兩套裝置。定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置，以保證沖制出合格的零件。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是在與條料方向垂直方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)成為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距）。 2.6.2.1擋料銷的選擇及標(biāo)準(zhǔn)化 屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，導(dǎo)正銷及側(cè)刃多用于級進(jìn)模和單工序模中。擋料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)的距離，國家標(biāo)準(zhǔn)中常見的擋料銷有三種形式：固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷。固定擋料銷安裝在凹模上，由于安裝在凹模上，安裝孔可能會造成凹模強(qiáng)度的削弱，固定擋料銷常有于倒裝復(fù)合模中，始用擋料銷用于級進(jìn)模中開始定位。所以本模具采用固定擋料銷，擋料銷采用H7/r6安裝在卸料板上。 2.6.2.2導(dǎo)料銷的選擇及標(biāo)準(zhǔn)化 屬于送料導(dǎo)向的定位零件又導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。導(dǎo)料板及側(cè)壓板多用于級進(jìn)模和單工序模中。導(dǎo)料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。因此選導(dǎo)料銷做 為導(dǎo)向且位于條料的同側(cè)，一般設(shè)2個(gè)，從前向后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè)（固定式），選用導(dǎo)料銷兩個(gè)。導(dǎo)料銷的作用是保證條料沿正確的方向送進(jìn)，位于條料的右側(cè)（條料從右向左送進(jìn)）尺寸規(guī)格為:Φ12X2，材料45，為標(biāo)準(zhǔn)件。 2.6.3 卸料裝置的選擇及標(biāo)準(zhǔn)化 2.6.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 常見的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。前者是剛性結(jié)構(gòu)主要起卸料作用，卸料力大，適用于材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性結(jié)構(gòu)，兼有壓料和卸料兩個(gè)作用。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。主要用于沖制薄料和要求制件平整的沖模中，因此選取彈壓卸料板。 彈壓卸料板與凸模的配合間隙值查表的=0.1 表1.1彈壓卸料板與凸模的配合間隙值 材料厚度 ＞0.5 ＞0.5～1 ＜1 單面間隙 0.05 0.1 0.15 在自由狀態(tài)下的彈壓卸料板應(yīng)高出凸模刃口0.3～0.5。 查卸料板的厚度表得卸料板厚度,彈性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸,所以卸料板的尺寸Φ196mm，材料45，結(jié)構(gòu)如下圖： 圖9 卸料板 2.6.2.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M8×16mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。卸料螺釘選用標(biāo)準(zhǔn)件圓柱頭卸料螺釘，國標(biāo)GB2867.5-81,規(guī)格為M6×32。 2.6.3.3彈簧的選用 卸料采用彈簧作為彈性單元，彈簧的自由高度為： =（3.5～4） 式中——彈簧的自由高度（mm）; ——工作行程與模具修磨量和調(diào)整量（4～10mm）之和。 =（2.3+6）mm=8.3mm 則 =(3.5～4)×8.3mm=29.05～33.2mm 取=30mm。 彈簧的裝配高度為： （0.85～0.9）=25.5～27.0mm 2.6.4推件、頂件裝置的選擇及標(biāo)準(zhǔn)化 推件裝置裝在上模內(nèi)，一般通過沖床滑塊內(nèi)的打料機(jī)構(gòu)完成推件的動作。這里利用壓邊圈兼推件，所以這里不再設(shè)計(jì)專門的推件裝置利用彈性元件頂出。 頂件裝置的作用是將工件從凹模中頂出，利用彈簧和氣墊驅(qū)動頂桿，頂桿推動頂件塊將工件頂出。彈性頂件塊的壓力由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供。 2.6.5 支撐固定零件的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 2.6.5.1模架的選用 該模架選用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比較完善，導(dǎo)向裝置安裝在模具的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠對后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個(gè)方向進(jìn)行送料。由標(biāo)（GB/T2851-20）中取模架GB/2851-2008:200mm×200mm×200~240mm，從而確定以下材料和尺寸： 模架上模座200×200×45 　HT200　　GB/T2855.1-2008；　 下模座200×200×50 　HT200　 　GB/T2855.2-2008；　 閉合高度為200～240 模柄選取壓入式模柄，B40×73，GB2862.3—81 Q235A 2.6.5.2 凸凹模固定板 凸凹模固定板外形尺寸和落料凹模一樣Φ196mm，厚度：30 mm，材料45鋼。 圖10 凸凹固定板 2.6.5.3拉深凸模固定板的設(shè)計(jì) 拉深凸模固定板與拉深凹模外形尺寸一樣Φ196mm，厚度：20mm，材料:45鋼。結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖11 拉深凸模固定板 2.6.5.4墊板的設(shè)計(jì) 墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散拉深凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出凹坑，影響拉深凸模的正常工作。墊板外形尺寸與拉深凸模固定板相同Φ196mm，其厚度取10mm，材料為45鋼。結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖12 墊板 2.6.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 導(dǎo)柱:A28h5×150(mm)，材料T10A，熱處理硬度為（滲碳）50-62HRC GB/T2861.1-2008； 導(dǎo)套:B28H6×90×42(mm)，材料T10A，熱處理硬度為（滲碳）57-60HRC GB/T2861.6-2008。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。 導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/r6,導(dǎo)套的外徑與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱的下部與下模座之間的配合為H7/r5。 2.6.7緊固件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 上模螺釘：螺釘起聯(lián)接緊固作用，上模上4個(gè)，45鋼，國標(biāo)GB/T70.1－2000，尺寸為M12X60； 下模螺釘：4個(gè)，45鋼，國標(biāo)GB/T70.1－2000，尺寸為M12X65； 銷釘：銷釘起定位作用，同時(shí)也承受一定的偏移力.上模2個(gè)，45鋼， 尺寸為Φ10X85，下模2個(gè)，45鋼，尺寸為Φ10X65，國標(biāo)GB/T70.1－2000。 2.7 壓力機(jī)的初選及校核 2.7.1 壓力機(jī)的選擇 由以上的設(shè)計(jì)、計(jì)算，確定壓力機(jī)的規(guī)格尺寸如下： 查表選取國產(chǎn)250開式可傾壓力機(jī):J23-25 其最大裝模高度為270 最小裝模高度為130 模柄孔尺寸為直徑40，深度為60 工作臺尺寸左右為450、前后300， 工作臺孔尺寸：左右220、前后110 立柱間距離：220 床身最大可傾斜角350 2.7.2 裝模高度的校核 為了保證模具和壓力機(jī)相適應(yīng)，沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模度和最小裝模高度之間，其關(guān)系式為： （5-1） 式中——沖模的閉模高度； 　　——最大閉模高度； 　　——最小閉模高度； ——墊板高度； ——最大裝模高度； ——最小裝模高度； 則 =50+45+10+40++57+52+1-17=198 式中：H凸凹模---凸凹模的高度，H凸凹模=52mm；H凹模---凹模的厚度，H凹模=40mm；H入---凸凹模進(jìn)入落料凹模的深度，H入=17mm； H下模座---下模座的高度，H凸凹模=50mm；H上模座---上模座的厚度，H上模座=40mm；H墊板---墊板的厚度，H墊板=10mm；t=1mm。 有此可知,則所選則的壓力機(jī)符合要求。 2.8凹模強(qiáng)度的校核 凹模的強(qiáng)度校核公式為P/Fmin≤ 式中： P－落料沖裁力，N； Fmin－凹模最小斷面面積，； －凹模材料的許用壓應(yīng)力，單位MPa。此處材料選用CrWMN，查表可得＝（1000～1600），MPa，?。?200 MPa。 由前可知凹模的沖裁力P＝110.826 kN＝110826 N，F(xiàn)min＝＝6429.3 mm2。由此可得P/Fmin＝110826÷6429.3＝17.238 MPa<，所以符合要求 2.9模具總裝圖和工作原理 2.9.1模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì)過程，可得到如下圖的模具總裝圖。為實(shí)現(xiàn)先落料，后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm。 2.9.2工作原理 模具的工作過程：將條料沿著彈性卸料板上的固定導(dǎo)料銷從右向左送進(jìn)，在固定擋料銷的作用下定位，壓力機(jī)滑塊帶著上摸下行，落料凹模下表面先接觸條料，并與壓邊圈一起壓住條料，先落料，后拉深；當(dāng)拉深結(jié)束后，上摸回程，落料后的條料由彈性卸料板從凸凹模上卸下，拉深成形的工件由下模的頂件塊在彈性頂件器的作用下將工件從凸凹模中彈性頂出，然后用手將工件取走后，將條料往前送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一下工件的生產(chǎn)。 圖13 模具裝配圖 1-下模座；2、、12、13、15-螺釘；3、7-銷釘；4-凸凹模固定板；5-凸凹模；6-固定擋料銷；8-落料凹模；9-拉深凸模固定板；10-墊板；11-上模座；14-模柄；16、21-彈簧；17-導(dǎo)套；18-拉深凸模；19-壓邊圈；20-卸料板；22-頂件塊；23-導(dǎo)柱；24-卸料螺釘；25-頂桿；26-雙頭螺栓，27-托板；28-橡膠；29-墊片；30-螺母 3總結(jié) 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對三年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)的知識一個(gè)匯總和概括，使我們每個(gè)人都能總合運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)涉及的課程很多，涉及到機(jī)械制圖、沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、模具制造技術(shù)、金屬材料與熱處理、成型設(shè)備、CAD繪圖等相關(guān)課程的知識。而這兩次課程設(shè)計(jì)則是和這次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)最接近，最有相似之處的，它們?yōu)槲业漠厴I(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行起到了很好的鋪墊作用。 此次課程設(shè)計(jì)也是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。就我個(gè)人而言，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)習(xí)到了許多知識，?比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。對模具的設(shè)計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點(diǎn)： 1、扎實(shí)的基礎(chǔ)課，專業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計(jì)又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我再次回顧以前的課程，并加深了對這些課程的理解，如機(jī)械制圖中的各種線型的特點(diǎn)應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)與制造步驟，模具材料的正確選用等。 2、理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。 以前的學(xué)習(xí)中，基本上是純理論的學(xué)習(xí)，雖然有金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進(jìn)行過真正的設(shè)計(jì)，從而使理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，在作設(shè)計(jì)的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時(shí)也“窺一斑而知全豹”，自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。通過向老師們請教，我了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對實(shí)踐能力的一次強(qiáng)有力的訓(xùn)練，是我們獨(dú)立工作的前湊，將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 3、對模具設(shè)計(jì)中的安全性，經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識。 在設(shè)計(jì)工作中，要不斷對安全性進(jìn)行分析，從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，需要考慮到模具的成本問題，經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本高低直接決定了產(chǎn)品的競爭力，故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件。 4、設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量。 畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠，但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問題外，極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問題，作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認(rèn)真、勤學(xué)好問、實(shí)事求是，才能正確對待設(shè)計(jì)，才有可能取得設(shè)計(jì)。 即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，如機(jī)器損壞或零件老化等一系列問題時(shí)，這時(shí)就要靠自己以前所學(xué)的知識和積累的經(jīng)驗(yàn)去解決它。隨著科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)達(dá)，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價(jià)格低廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計(jì)思想，重視對自己進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)；增加設(shè)計(jì)方面的知識而努力。 綜合運(yùn)用好這些課程，加之我們平時(shí)的知識積累和老師的極大的幫助和指導(dǎo)，為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了非常有利的保障。 因水平有限，設(shè)計(jì)中必然有許多不足之處，還望老師批評指正。 致謝 三年的學(xué)習(xí)生活一眨眼就過了，在外求學(xué)經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，對三年以來幫助的人們我滿懷感激，時(shí)刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。首先，感謝我們的指導(dǎo)老師——丁老師在百忙之中仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議與幫助。感謝他為我們指點(diǎn)迷律、出謀劃策。再次向丁海老師致以誠摯的謝意！ 感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗、同宿舍的同學(xué)們，和她們在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻(xiàn) [1] 魏春雷、朱三武、章南主編.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊.天津：大學(xué)出版社，2010 [2] 原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [3] 翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 馬宵、任泰安主編.互換性與技術(shù)測量[M].南京：大學(xué)出版社，2005 [5] 寇世瑤主編.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007 [6] 廖偉主編.沖模設(shè)計(jì)技法及典型實(shí)例分析[M].北京：化工出版社，2012 [7] 王文斌主編.沖機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第二卷[M].