端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)

端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱(chēng) 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書(shū) 有 無(wú) 開(kāi)題報(bào)告 有 無(wú) 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定： 所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 任務(wù)書(shū) 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 設(shè)計(jì)題目： 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 起迄日期: 指 導(dǎo) 教 師:  任 務(wù) 書(shū) 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的： 該課題來(lái)源于實(shí)際生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)端蓋的具體分析與計(jì)算，要求合理地進(jìn)行沖裁與拉深工藝與模具設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)沖壓工藝生產(chǎn)更為熟悉；通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求應(yīng)能熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制；并且能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）了解目前國(guó)內(nèi)外冷沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）端蓋的結(jié)構(gòu)工藝分析并確定其工藝方案； （3）端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)計(jì)算，并編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份； （4）繪制模具總裝圖一張，繪制重要零件的零件圖，并手繪一張零件圖； （5）編制下模座加工工藝過(guò)程卡。 材料：08鋼板 厚度：1.2mm 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見(jiàn)： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目：端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 系 部 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 模具號(hào) 零件號(hào) 零 件 名 稱(chēng) 01—16 下模座板 工序號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱(chēng) 型 號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 01 備料（鑄造成型），時(shí)效處理 02 刨平面，刨上、下平面，保證尺寸45.8 牛頭刨床 游標(biāo)卡尺 03 銑床加工，按線銑前部平面。銑臺(tái)肩至尺寸，銑側(cè)面作為基準(zhǔn)面 銑床 游標(biāo)卡尺 04 鉗工劃線，劃導(dǎo)柱孔和通孔線，銷(xiāo)釘孔線，頂桿孔線 游標(biāo)卡尺，高度尺 05 鏜導(dǎo)柱孔至尺寸Φ25 鏜床 游標(biāo)卡尺 06 鉆床加工 立式鉆床 游標(biāo)卡尺 07 鉸銷(xiāo)釘孔，和上模重疊，一起鉸孔至尺寸 鉸刀 08 磨平面，磨上下平面，保證尺寸45 平面磨床 游標(biāo)卡尺 09 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 模具號(hào) 零件號(hào) 零 件 名 稱(chēng) 01—05 墊板 工序號(hào) 工 序 名 稱(chēng) 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱(chēng) 型 號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 01 備料 02 銑床加工，按線銑上下平面。銑六面至尺寸 銑床 游標(biāo)卡尺 03 鉗工劃線，劃通孔。 游標(biāo)卡尺，高度尺 04 鉆床加工，鉆通孔至φ12、φ10、 立式鉆床 游標(biāo)卡尺 05 磨平面，磨上下平面，保證平行度0.05，并至尺寸。 平面磨床 游標(biāo)卡尺 06 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名： 班級(jí): 學(xué)號(hào)： 題 目： 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 綜合成績(jī)： 指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)： 該同學(xué)能較好地按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求完成端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)工作，工作量飽滿(mǎn)，模具結(jié)構(gòu)可行，說(shuō)明書(shū)較完整，書(shū)寫(xiě)符合規(guī)范化要求，但在制圖方面存在少量錯(cuò)誤。建議成績(jī)?cè)u(píng)定為良，可以提交答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日  評(píng)語(yǔ) 評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)： 該同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，工作量達(dá)到要求，能按照規(guī)范性要求書(shū)寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，設(shè)計(jì)較合理可行，但圖紙存在少量問(wèn)題。建議成績(jī)?cè)u(píng)定為良，可以提交答辯。 評(píng)閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 題目 摘 要 本設(shè)計(jì)題目為端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了板類(lèi)沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結(jié)構(gòu)對(duì)制件質(zhì)量的影響。介紹了端蓋沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，通過(guò)對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，可確定制件的成形加工用一套復(fù)合模即可。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對(duì)端蓋沖壓模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模，工藝分析，模具零部件的加工工藝 英文題目 ABSTRACT The topic of this design is the shell cover stamps forming handicraft and design for die.The requirement，content and direction of the design of the stamps forming plate parts are 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 shell cover 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. Embarks from the control workpiece size precision, counter shell cover 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 I 目 錄 前言 2 1、緒 論 3 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 3 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 3 1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 4 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 5 1.3有凸緣圓筒形件多次拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 6 2、端蓋沖壓工藝的分析 6 2.1 拉深件工藝分析 7 2.1.1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 7 2.2 工藝計(jì)算 8 2.2.1計(jì)算毛坯尺寸 8 2.2.2 確定工件是否能一次拉深成形 8 2.2.3 確定是否用壓邊圈 9 2.2.4落料排樣設(shè)計(jì) 10 2.2.5主要工作零件的尺寸計(jì)算 11 2.2.6 選取凸模與凹模的圓角半徑 14 2.2.7 主要零部件設(shè)計(jì) 14 2.3 壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用 15 2.3.1 壓力計(jì)算 15 2.3.2 壓力機(jī)的選用 17 3、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 3.1選用模架、確定閉合高度及總體尺寸 18 3.2.1 固定板 19 3.2.2墊板 19 3.2.3 打料塊 19 3.2.4壓邊圈 20 3.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 20 3.2.6 其他零件 20 結(jié)束語(yǔ) 21 致謝 22 參考文獻(xiàn) 23 前言 沖壓加工是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中先進(jìn)高效的加工方法之一。沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現(xiàn)代制造業(yè)，比如汽車(chē)、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電機(jī)、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。 當(dāng)然，沖壓加工在我國(guó)也存在著一些問(wèn)題和不足。如機(jī)械化、自動(dòng)化程度低、生產(chǎn)集中度低、沖壓板材自給率不足、品種規(guī)格不配套、科技成果轉(zhuǎn)化慢、先進(jìn)工藝推廣慢、專(zhuān)業(yè)人才缺乏、大、精模具依賴(lài)進(jìn)口等，因此，我們將還有很長(zhǎng)的路要走。 課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，探討沖壓加工中較常見(jiàn)零件的工藝方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。課題涉及知識(shí)面較廣，且設(shè)計(jì)要求較高，對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，特別是思考能力是一個(gè)很好的鍛煉。課題研究?jī)?nèi)容包括機(jī)械工程學(xué)科的力學(xué)，沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，材料學(xué)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，公差與互換性，機(jī)械制造工藝等知識(shí)，特別鍛煉學(xué)生規(guī)范性設(shè)計(jì)的能力。使學(xué)生能得到全面的鍛煉。課題要求學(xué)生具備較強(qiáng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，對(duì)學(xué)生是一個(gè)挑戰(zhàn)。課題為典型的機(jī)械設(shè)計(jì)類(lèi)課題，涉及機(jī)械知識(shí)全面，與工程機(jī)械專(zhuān)業(yè)方向結(jié)合緊密。 此次課程設(shè)計(jì)主要目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。需要學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)重新溫習(xí)一遍，并且能夠靈活運(yùn)用，同時(shí)要求學(xué)生要學(xué)會(huì)主動(dòng)積極的去查閱手冊(cè)，來(lái)了解沖壓模設(shè)計(jì)所學(xué)要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。最終通過(guò)一組成員的共同努力來(lái)設(shè)計(jì)出符合實(shí)際生產(chǎn)要求的沖壓模具。 21 1、緒 論 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)沖壓模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿(mǎn)，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家 在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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(lái)，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專(zhuān)業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。低檔模具過(guò)剩，高檔模具供不應(yīng)求，甚至有的依賴(lài)進(jìn)口，因此，模具企業(yè)必須找準(zhǔn)自己的弱點(diǎn)，盡快縮短與國(guó)外的差距。 (1)體制不順，基礎(chǔ)薄弱 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不 適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(shù)方面。 (2)人才嚴(yán)重不足，科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺，高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而總體來(lái)看模具行業(yè)在科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，民營(yíng)企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進(jìn)步不大。 (3)工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。 (4)專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以來(lái)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(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其余為自產(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(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 (5)模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)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(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； (4)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； (6)發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； (7)模具的精度將越來(lái)越高； (8)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； (9)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； (10)開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、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(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％。 1.3有凸緣圓筒形件多次拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)。 有凸緣圓筒形件是最典型的拉深件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 2、端蓋沖壓工藝的分析 2.1 拉深件工藝分析 圖2-1 零件圖 工件名稱(chēng)：端蓋 材料：08鋼板 厚度：1.2mm 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 如右圖1所示：工件為有凸緣圓筒形零件，且在凸緣上均勻分布4個(gè)相同的小孔，中間有一大孔。故可得知此工件為：落料拉深沖孔所得，其加工工藝過(guò)程為：落料－拉深－沖孔—切邊。 2.1.1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè)計(jì)確定拉深模結(jié)構(gòu)時(shí)為充分保證制件的質(zhì)量及尺寸的精度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a.拉深高度應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確，且在模具結(jié)構(gòu)上要留有安全余量，以便工件稍高時(shí)仍能適應(yīng)。 b.拉深凸模上必須設(shè)有出氣孔，并注意出氣孔不能被工件包住而失去作用。 有凸緣拉深件的高度取決勝于上模行程，模具中要設(shè)計(jì)有限程器，以便于模具調(diào)整。 c.對(duì)稱(chēng)工件的模架要明顯不對(duì)稱(chēng)，以防止上、下模位置裝錯(cuò)，非旋轉(zhuǎn)工件的凸、凹模裝配位置必須準(zhǔn)確可行，發(fā)防松動(dòng)后發(fā)生旋轉(zhuǎn)，偏移而影響工件質(zhì)量，甚至損壞模具。 d.對(duì)于形狀復(fù)雜，需經(jīng)過(guò)多次拉深的零件，需先做拉深模，經(jīng)試壓確定合適的毛坯形狀和尺寸后再做落料模，并在拉深模上按已定形的毛坯，設(shè)計(jì)安裝定位裝置。 2.2 工藝計(jì)算 2.2.1計(jì)算毛坯尺寸 計(jì)算工件凸緣相對(duì)直徑，確定修邊余量 由工件圖可知 t=1.2mm＞1mm,故按板厚中徑尺寸計(jì) D凹=80mm d=45mm H=15mm。由凸緣的相對(duì)直徑=80mm/45mm=1.78，查表4.2得修邊余量R=1.6mm，因零件底部圓角半徑r與凸緣圓角半徑R相等，即r=R時(shí)，有凸緣筒形件的毛坯直徑 將=80+2R=（80+2X1.6）mm=83.2mm，d=45mm，H=（15-1.2）mm=13.8mm，R=2mm代入上式中，得毛坯的直徑為 ≈96mm 2.2.2 確定工件是否能一次拉深成形 工件總的拉伸系數(shù)=45mm/96mm=0.46，工件總的拉深相對(duì)高度H/d=13.8mm/45mm=0.31。 由83.2mm/45mm=1.85，t/Dx100=1.2mm/96mmx100=1.25，查表4.9得，有凸緣圓筒形件第一次拉深的極限拉深系數(shù)=0.43。 由表4.10查得，有凸緣圓筒形件首次拉深的極限相對(duì)高度（0.36～0.46），由0.46=0.46。H/d=0.31<,故此工件能一次拉出。 在滿(mǎn)足確定工藝方案的主要原則的前提下，可有以下四種不同的工藝方案： 方案一：先落料，然后沖孔和拉深在同一工步； 方案二：落料，沖孔為同一工步首先完成，然后進(jìn)行拉深； 方案三：落料，拉深首先完成，然后進(jìn)行沖孔； 方案四：先拉深，然后落料和沖孔在同一工步。 若采用方案一加工工件，不易保證兩個(gè)Ф5mm孔之間的中心距長(zhǎng)度尺寸的精度，而且易使內(nèi)孔沖頭磨損，降低模具壽命；若采用方案二加工工件，雖沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也較高，但拉深成形困難，易產(chǎn)生廢品；若采用方案三加工工件，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，且沖壓件的形位精度和尺寸精度準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高，生產(chǎn)效率高，操作方便；若采用方案四加工工件，雖能保證沖壓件的形位精度和尺寸精度，但拉深時(shí)，壓邊圈易松動(dòng)，條料可能單邊拉入拉深凹模，使條料變形。 經(jīng)分析，比較最后確定方案三。 2.2.3 確定是否用壓邊圈 因?yàn)閠/Dx100=1.25<1.5，=0.43,由表4.7查得需要采用壓料裝置。首次拉深時(shí)一般采用平面壓邊裝置；再次拉深時(shí)，采用筒形壓邊圈，如下圖所示。 一般來(lái)說(shuō)再次拉深所需要的壓邊力較小，而提供壓邊力的彈性力卻隨著行程而增加，所以要用限位裝置。 （1） （2） 圖2-2 壓邊圈各次拉深采用形式 （1）首次拉深 （2）再次拉深 2.2.4落料排樣設(shè)計(jì) 1、確定零件的排樣方案 設(shè)計(jì)模具時(shí)，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。 圖2-3 排樣圖 2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算 查表2.9得搭邊值a1=1.0mm,a=1.2mm。條料寬度的計(jì)算：擬采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式，得 條料寬度 導(dǎo)料板間距離 D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a—側(cè)搭邊值； △—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見(jiàn)表2.10、2.11；查得△＝0.6 c—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙；其最小值見(jiàn)表2.12查得cmin=0.5mm。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為 B＝98.4mm。 3．材料利用率的計(jì)算： 根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，選用1000 mm×1500 mm×1.2 mm的冷軋薄鋼板。每塊可剪1500mm ×100 mm規(guī)格條料10條，材料剪切利用率達(dá)100%。由材料利用率通用計(jì)算公式式： = 式中 —一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的面積，mm2； —一個(gè)步距內(nèi)所需毛坯面積，mm2； A—送料步距，mm； s—條料寬度， mm。 一張板料上總的材料利用率： 式中 n—條料上實(shí)際沖裁的零件數(shù)； —一個(gè)零件的實(shí)際面積，mm2； L—條料寬度； B—板料寬度，mm。 得： 93.9% 可見(jiàn)材料的利用率較高。 2.2.5主要工作零件的尺寸計(jì)算 1.沖裁凸、凹模尺寸的計(jì)算 （1）落料凸、凹模尺寸的計(jì)算 由于落料是一個(gè)簡(jiǎn)單的圓形，因沖裁此類(lèi)工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。 根據(jù)設(shè)計(jì)原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由下式得 式中 D凸、D凹—落料凹凸模尺寸； Dmax—落料件的最大極限尺寸； x—磨損系數(shù)，值處于0.5~1之間； Δ—沖裁件的公差； Zmin—最小合理間隙； —分別為凸模、凹模的制造公差。 分別查表2.4、2.6得：Zmin=0.126mm X=0.75 查表2.5得： δ凸＝0.025mm δ凹=0.035mm ＝0.75 代入數(shù)據(jù)得：= = 校核：查表2.4得Zmax=0.180mm Zmia=0.126mm =(0.025+0.035)mm=0.060mm>(0.180-0.126)mm＝0.054mm （2）沖孔凸凹模尺寸的計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)原則,落料時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由下式得： 式中： d凸、d凹—沖孔凸、凹模的基本尺寸； dmin—空的最大基本尺寸； X—磨損系數(shù)； —工件制造公差； Zmin—最小合理間隙； —凸、凹模的制造公差。 孔計(jì)算：由式得； 查表2.4、2.6得Zmin=0.126mm X=0.75 查表2.5得=0.02、 Δ＝0.1 == = 校核：查表2.4得Zmax=0.180mm Zmia=0.126mm =(0.020+0.020)mm=0.040mm＜(0.180-0.126)mm＝0.054mm 2.拉深凸凹模尺寸的計(jì)算 由于尺寸標(biāo)注在零件內(nèi)形，所以以凸模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為： 式中： —零件外徑的最大極限尺寸； d—零件內(nèi)徑的最小極限尺寸； Δ—零件的公差； Z—拉深模具的雙面間隙； —凹、凸模制造公差 。 查表2.5得=0.02mm =0.02mm 0.2 由公式得＝（1～1.1）t t—板料厚度 mm。 Z=2×（1～1.1）×1.2=1.2～1.32mm 取Z=1.22 mm = = 2.2.6 選取凸模與凹模的圓角半徑 1） 凸模圓角半徑。由于此工件的R/t=2/1.2=1.67較小，且R=2mm，大于最小彎曲半徑（rmin=0.6t=0.72mm），故凸模圓角半徑=R=2mm 2） 凹模圓角半徑。凹模圓角半徑一般按材料厚度t來(lái)選取，因?yàn)椴牧虾穸葹?mm，所以=（2~3）t，故凹模圓角半徑取=2.5mm 2.2.7 主要零部件設(shè)計(jì) 1.由于工件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模、落料凸模拉深凹模的結(jié)構(gòu)如零件圖所示。 由落料凹模厚度： H=Kb(≥15) 凹模壁厚： C＝（1.5～2）H （≥30～40） 式中：b—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K＝0.22～0.35 則 H＝（0.22～0.35）×96＝（21.12～33.6）mm 取H＝30mm。 C＝（1.5～2）×30＝（45～60）mm 根據(jù)上述計(jì)算查表選用標(biāo)準(zhǔn)凹模板200×200×30－CrWMn JB/T 7643.1。 凹模刃口h：由書(shū)表2.21得 h≥6mm 取h=6mm。 2. 為了實(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(zhǎng)度L可按下式計(jì)算： L=H固+H墊+H凹-H低 式中：—拉深凸模固定板的厚度 mm； —落料凹模的厚度mm； H墊—墊板的厚度mm； —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，決定＝2mm。 L=30+20+30-2=78mm 拉深凸模上一般開(kāi)有出氣孔，這樣會(huì)使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無(wú)法卸件。查表，本凸模出氣孔的直徑為φ5mm?！? 3.落料凸模拉深凹模的長(zhǎng)度可由下式計(jì)算： L=H固+H膠+H缷+h 式中： —落料凸模拉深凹模固定板的厚度 mm； —卸料板的厚度mm； h—拉深凸模深入凹模的深度 mm。 L=20+20+32+14=86mm 關(guān)于工作零件圖可參考零件圖 2.3 壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用 因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱(chēng)零件，所以不用計(jì)算壓力中心。壓力中心即為工件的中心點(diǎn)。 2.3.1 壓力計(jì)算 1．沖裁力的計(jì)算 由于本模具落料時(shí)采用剛性卸料裝置，同時(shí)又沒(méi)有沖裁件卡在凹模內(nèi)，所以落料力就是沖裁力。　　 由式得 式中： F—沖裁力； L—沖裁周邊長(zhǎng)度； t—材料厚度； —材料抗剪強(qiáng)度； K—系數(shù)。 一般取1.3。 查得08鋼的＝260～340MPa。?。?00MPa。 則 F沖裁=1.3×3.14×96×1.2×300≈141KN 2．拉深力的計(jì)算 采用壓料圈由式得 式中： t—材料厚度； d—拉深后的工件直徑； —拉深件材料的抗拉強(qiáng)度。 —修正系數(shù)； 查得＝300～440MPa。?。?00MPa。 查表4.6得K1＝0.86 則 F拉伸=3.14×45×400×1.2×0.86=58.33KN 2.3.2 壓力機(jī)的選用 壓力機(jī)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(yīng)足夠大。 F=2F沖裁=2×141=242KN 根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機(jī)：J23-63 公稱(chēng)壓力/KN 滑塊行程/mm 行程次數(shù)/min 最大裝模高度/mm 630 100 40 400 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm 模柄孔尺寸/mm 工作臺(tái)尺寸mm×mm 電動(dòng)機(jī)功率/KN 80 φ50×70 570X860 5.5 3.模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(guò)程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表3-1。 表3-1 模架規(guī)格選用 名稱(chēng) 尺寸 材料 熱處理 上模座 300×300×40 HT200 下模座 300×300×45 HT200 導(dǎo)柱 28×270、32×270 20鋼 滲碳58～62 導(dǎo)套 28×200×45、32×200×45 20鋼 滲碳58～62 模具的閉合高度： H閉合=H上+H固+H墊+H缷+H固+H墊+H落+H下=256 H開(kāi)合=H閉合+H缷+3H制件=256+15X3+20=321 由此可見(jiàn)模具的實(shí)際開(kāi)模高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所采用模架的最大閉合高度，所以此制件能采用標(biāo)準(zhǔn)模架。 3.2 其它模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1 固定板 查表拉深凸模固定板選用： 200×200×20-45鋼JB/T 7643.2。 落料凸模拉深凹模固定板選用： 200×200×20-45鋼JB/T 7643.2。 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。是否需要用墊板，可按下式校核： 式中： p—凸模頭部端面對(duì)模座的單位壓力（N）； —凸模承受的總壓力（N）； A—凸模頭部端面支撐面積(mm2)。 HT200的許用壓應(yīng)力為90～140Mpa。 但是因?yàn)橥ㄟ^(guò)上模座固定的模柄與壓力機(jī)相連，且上模座閉下模座薄，而且下模座固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上。為防止上模座損壞，在上模座加墊板。查表選用墊板 200×200×20-45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?jī)烧叩淖灾匕压ぜ虺鰜?lái)。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(shí)還起到頂件的作用。 3.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、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(jiàn)表3-2． 表3-2 模具其他零件的選用 序號(hào) 名稱(chēng) 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 熱處理 1 下模座 1 HT200 300×300×45 2 導(dǎo)柱 2 20鋼 28×200 滲碳58～62HRC 3 導(dǎo)套 2 20鋼 28×200×43 滲碳58～62HRC 4 上模座 1 HT200 300×300×40 5 內(nèi)六角螺釘 4 Q235 M16×50 58～62HRC 6 內(nèi)六角螺釘 4 Q235 M16×100 58～62HRC 7 模柄 1 Q235-1.F 50×110 8 銷(xiāo)釘 2 35鋼 12×50 9 銷(xiāo)釘 2 35鋼 12×100 10 止轉(zhuǎn)銷(xiāo) 1 45鋼 10×14 11 打桿 1 45鋼 14×250 12 固定擋料銷(xiāo) 1 45鋼 A4 43～48HRC 結(jié)束語(yǔ) 帶凸緣圓筒件屬于簡(jiǎn)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(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。 深圓筒模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿(mǎn)足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。 在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái),這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過(guò)對(duì)墊板制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種沖孔落料拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意，可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。 歷經(jīng)近幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討。 從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師的幫助，讓我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師劉軼老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］.模具制造，2007，6：2～4. 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