TX-Z-V型桿座安裝架的沖壓工藝分析及模具設計畢業(yè)課程設計說明書【原創(chuàng)】

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畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 1 第一章 緒論 一、 沖壓概念、特點 和 應用 把磨具 裝在沖壓設備 上面 對材料 進行 施壓 就是沖壓 ， 讓材料出現(xiàn) 分離 形變 或塑性變形， 然后我們可以 獲得 需要的 零件的 壓力 加工方法。沖壓 這種方式一般情況下 是 需要 常溫狀態(tài)針對 材料冷變形 的 加工， 板料是大多數(shù)用來加工成零件的材料，這樣就俗稱板 沖壓。壓力加工或塑性加工 的其實一種方法就是沖壓。 沖壓 中用到的 模具 是 沖 模 。沖模 簡單的說就是讓 材料批量加工 為我們需要的 沖件的 一種工具 。在沖壓 里沖模是很重要的 ， 如果在生產(chǎn)中 沒有符合 加工 要求的沖模，生產(chǎn)就 特別難 進行； 若沒有比較 先進的沖模，先進 的沖壓工藝 也是實現(xiàn)不了的 。構成沖壓加工的三要素 的是 沖壓工藝與模具 與 沖壓設備 還有 沖壓材料， 只有 相互結合 起來 才能 生產(chǎn) 出沖壓件。 沖壓加工 如果和其他的加工方法比較的話，都有很多的特點， 技術方面 和 經(jīng)濟方面 都是這樣的 。 (1) 沖壓加工效率 是很 高 的 ， 有很方便的操作 ，機械化與自動化 的實現(xiàn)相對較容易 。因為沖壓需要 依靠沖模和沖壓設備來 加工成功 ， 一般 壓力機 它 行程次數(shù) 能達到 每分幾十次，高速壓力 達到 每分數(shù)百次 還有的 千次以上 。 （ 2） 沖壓的時候， 模具保證沖壓件的尺寸 還有 形狀 的 精度， 一般情況下是不會 破壞沖壓件表面 的 質(zhì)量 ,且 模具的 使用 壽命長 ,導致 沖壓質(zhì)量 較 穩(wěn)定 ,互換性好 ,“ 一模一樣 ” 的特征。 （ 3） 尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件， 可以用沖壓來加工。像 鐘表的秒表，汽車縱梁 等 ， 在 沖壓 的時候 材料的 剛度、沖壓的強度、 冷變形硬化效應， 都比較高。 （ 4）沖壓一般材料的消耗較少， 不用 加熱設備，省料 節(jié)能 成本較低。 但沖壓加工使用模具一般具有專用性，所以 一般 在沖壓件 大 批量 生產(chǎn) 的情況下，沖壓加工優(yōu)點才能體現(xiàn)， 可以 獲得較 高 的經(jīng)濟效益。 沖壓現(xiàn)代在 大批量 工業(yè)生產(chǎn)中應用 的 廣泛。 很多 工業(yè)部門 中 用沖壓法加工產(chǎn)品零部件畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 2 越來越多了。 二、 沖壓的基本工序及 模具 沖壓加工的零件種類繁多，形狀、尺寸和精度各不相同， 在 生產(chǎn)中沖壓工藝方法 很不同 。 大概 分 作 分離工序和成形工序； 1、 分離工序 ： 使坯料沿一定的輪廓線分 離 得 到 一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量； 2、 成形工序 ： 使坯料不破裂的條件下 出現(xiàn) 塑性變形 來得到 一定形狀和尺寸的沖壓件。 又可以按 變形方式不同分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種工序， 這四中工序中每一種還含有多種單一工序。 在 生產(chǎn)中 ， 如果 沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時， 如果用 分散的單一工序 ， 不經(jīng)濟甚至難于達到 要求。這時把 多種 單一工序集中在一副模具內(nèi)完成 叫做 組合的方法不同， 可以分為 三種組合方式。 1、 復合沖壓 ： 壓力機工作行程中，在模具 相同 工位上同時完成兩種以上 （含兩種）不同單一工序的一種組合方式。 2、 級進沖壓 ： 壓力機工作行程中，按一定順序在同一模具的不同工位上兩種以上 （含兩種） 不同單一工序的一種組合方式。 3、 復合 包含級進 和復合 兩種方式的組合工序在一副沖模上 。 沖模結構 類型有很多 。為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模 等，這是 按工序性質(zhì) 分的。還 可分為單工序模、復合模和級進模 等 ，這是 按工序的組合方式 分的 。但 任何 類型的沖模，都 可看成 上模和下模兩部分組成，上固定在墊板 和 壓力機工作臺上 是上模 ，是沖模的固定部分。 加工時， 坯料 定位是在 下模面上通過定位零件，壓力機滑塊帶動上模下壓， 使 坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形在模具工作零件的作用下， 加工成 所需形狀與尺寸的沖件。模具的卸料與出件裝置 在 上?；厣?時 ，將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來， 為 下一次沖壓循環(huán) 作準備 。 三、 壓技術的現(xiàn)狀及 展方向 隨著 世界的高速發(fā)展 ， 很多新技術都不斷持續(xù)的出現(xiàn) ， 這就 促進了沖壓技術 不斷創(chuàng)新 。有幾個 主要表現(xiàn)和發(fā)展方向 1、 沖壓成形理論及沖壓工藝 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 3 沖壓成形理論的研究是沖壓技術改進的基礎。目前，對沖壓模具理論的研究，在材料性能研究、應力和應變分析的沖壓規(guī)律、板材成形工藝研究的形變以及鋼坯和模具的相互作用等方面取得了較大的進展。尤其是計算機技術的快速發(fā)展和進一步完善的塑性變形理論 ,使用國內(nèi)外近年來 ,塑性成形過程的計算機仿真技術 ,利用有限元法 (價值分析方法來模擬金屬塑性成形過程 ,根據(jù)分析結果 ,設計師可以預測成形過程的可行性和可能的質(zhì)量問題 ,并通過在電腦上修改相關參數(shù) ,可實現(xiàn)優(yōu)化工藝和模具設計。這樣既節(jié)省了昂貴的測試， 又節(jié)省了 制模具 周期。 研究推廣可以提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，擴大各種新技術的應用范圍，沖壓工藝也是沖壓技術的發(fā)展方向之一。 目前國內(nèi)外均已推出精密沖壓工藝、軟模成型工藝、高能模具多點成形技術，如高速成形工藝和精密沖壓工藝，為新、高效、經(jīng)濟的發(fā)展。其中 ,精密沖裁是一種有效的方法來提高沖裁件的質(zhì)量 ,它擴大了沖壓加工范圍 ,目前精沖加工零件的厚度可達 25 毫米 ,精度可以達到 級 ~ 17;使用液體、橡膠、聚氨酯、等 作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?,可以用普通的加工方法難以加工的材料和復雜形狀零件 ,具體生產(chǎn)條件 有明顯的經(jīng)濟效果 ； 爆炸節(jié)能 ,如成形方法對于處理復雜的在所有大小 ,形狀 ,體積小 ,高強度 ,高精度鈑金零件 ,具有非常重要的現(xiàn)實意義 ;使用超級成型金屬超塑性材料 ,可以使用 ,而不是形成多道常見的沖壓工藝 ,加工復雜形狀和大型板料沖壓有突出優(yōu)勢 ;無模多點成形過程是高度可調(diào)的穿孔組 ,而不是傳統(tǒng)的模具對板料表面形成一種先進的技術 ,我們的國家有獨立設計和制造多點成形設備的國際領先水平 ,解決多點沖壓成型方法 ,可以改變變形路徑和應力狀態(tài) ,提高材料的成形極限 ,同時使用反復成形技術可以消除殘余應力的材料 ,形成實現(xiàn)回彈。非模塊化多點成形 系統(tǒng)是以 術為基礎，能夠快速、經(jīng)濟地實現(xiàn)三維表面的自動成形。 2、 模具生產(chǎn)的基本條件的實現(xiàn)。在模具設計和制造 ,目前正在開發(fā)對以下兩個方面 :一方面 ,為了適應高速、自動、精確、安全、等大量的現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要 ,沖孔模和壽命是效率高、精度高、高轉(zhuǎn)移、多功能方向發(fā)展 ,相比之下 ,以適應新的模具材料及熱處理技術 ,各種效率高、精度、數(shù)控自動模機和測試設備和模具 術在快速發(fā)展 ,升級 ,另一方面 ,為了適應產(chǎn)品和產(chǎn)品試制和小批量生產(chǎn)的需要 ,鋅基合金模具、聚氨酯橡膠沖模、模具板和鋼帶 ,如簡單組合模模具和制造技術發(fā)展迅速。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 4 精密、高效多功能、多功能級和大型復雜汽車套，是現(xiàn)代模具沖壓的技術水平。目前 ,50多個位置精密級進模距離可達 2 微米 ,多功能 ,不僅可以完成整個沖壓級進模的過程 ,還可以完成焊接 ,裝配過程 ,等。中國已經(jīng)達到國際水平可以設計和生產(chǎn)精密 微米 ,從 2 ~ 3微米的精度、全壽命超過 1 億次。我國主要汽車模具企業(yè) ,已經(jīng)能夠生產(chǎn)成套汽車模具、設計和制造的方法和手段已基本達到了國際水平 ,但在制造方法方面已基本達到了國際水平 ,模具結構和功能已接近國際水平 ,但在制造質(zhì)量、精度、制 造周期和成本 ,與國外相比有一定的差距。 模具制造技術的現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術不斷融合，跨越傳統(tǒng)制造技術，形成現(xiàn)代模具制造技術。高速銑削加工、電火花銑削、鋼絲切割、精密磨削和拋光技術，數(shù)控測量代表現(xiàn)代模具制造技術水平。高速銑削不僅具有較高的處理速度和良好的加工精度和表面質(zhì)量 (主軸轉(zhuǎn)速通常是 15000 ~ 40000 r / 加工精度一般可達 10 微米 ,最好的表面粗糙度 微米或更少 ),并與傳統(tǒng)的切削與低溫 (工件只有 3 度 ),切削力很小 ,可以處理 和熱敏感材料和零件剛性較差 ,選擇合理的刀具和切削參數(shù)也可以是硬質(zhì)材料 (60 工 ;電火花銑削加工 (也稱為電火花創(chuàng)成 )是一種高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極對 3 d 或 2 d 輪廓加工 (如數(shù)控銑 ),因此不再需要昂貴的電極形狀 ,如日本的三菱公司 床 ,配備自動電極損耗補償系統(tǒng)、 成系統(tǒng) ,在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng) ,反映了當前電火花機床技術水平 ;電火花線切割技術發(fā)展水平高 ,功能完善 ,自動化的程度已達到的程度無人值守操作 ,目前 ,切削速度達到 300 毫米 /分鐘 ,+ / - 米的加工精度 ,表面粗糙度的 1 ~ 米 ;精密磨削和拋光已經(jīng)開始使用數(shù)控成形磨床 ,數(shù)控光學曲線磨床 ,數(shù)控坐標磨床連續(xù)路徑和自動拋光等先進的設備和技術 ,模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展 ,現(xiàn)在的三坐標測量機除了復雜曲面的高精度測量數(shù)據(jù) ,其良好的溫度補償裝置 ,可靠的防震的保護能力 ,嚴格的粉塵控制措施和簡單的操作步驟 ,使自動化測試成為可能。此外，激光快速成型技術(樹脂澆注技術已成功應用于快速經(jīng)濟建模技術。通過快速成型的 以快速地制造陶瓷壓鑄、電弧涂料、消失模、熔融模具 等技術。如清華大學開發(fā)的 “M - Ⅱ型多功能快速原型系統(tǒng) ”是我國自主知識產(chǎn)權的世界只有兩種快速成型技術 (分層實體制造導彈和熔融擠壓成形 統(tǒng) ,它是基于模塊化技術集成的概念和設計和制造 ,具有良好畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 5 的性能價格比。 具制造公司在 工過程中，在使用瑞士 加工高強度樹脂鑄件的基礎上，在國內(nèi)汽車制造中采用樹脂鑄造，為小批量生產(chǎn)開辟了一條新的道路 。 3、 沖壓設備和沖壓生產(chǎn)自動化方面 沖壓模具的良好性能是提高沖壓生產(chǎn)設備技術水平的基本條件，高精度、高壽命、沖壓模具的高效率，符合 高精度、高自動化沖壓設備的要求。為了滿足高速生產(chǎn)的需要大量 ,沖壓設備也由單純形 ,單一功能 ,低速多工位壓力機 ,多功能 ,高數(shù)控發(fā)展的速度和方向 ,結合機械 ,甚至使用機器人 ,沖壓生產(chǎn)效率得到大大提高 ,各種沖壓自動線和高速自動按已投入使用。數(shù)控折彎機及周邊地區(qū)進入金屬板空白 ,控制在一個計算機程序可以完成四邊形彎曲 ,從而大大提高精度和生產(chǎn)率 ;在高速自動沖壓按定子轉(zhuǎn)子沖 ,一分鐘可以沖幾百塊 ,并且可以自動躺在 ,轉(zhuǎn)子鐵芯 ,生產(chǎn)效率是幾次高于普通出版社 ,材料利用率高達 97%;250 公稱壓力是每分鐘超過 2000 次。多功能 媒體而言 ,日本田公司生產(chǎn) 2000 壓中心采用數(shù)控控制 ,只是 5分鐘時間可以自動完成 ,加油 ,并調(diào)整模具的工藝參數(shù)等工作 ;在美國惠特尼公司生產(chǎn)的數(shù)控鈑金加工中心 ,同時 ,加工沖壓件的數(shù)量對普通新聞 4 ~ 10 倍 ,沖孔 ,落料、彎曲和繪圖操作。 近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的需求越來越高，更換周期也大大縮短。為了適應這種新的需求，沖壓生產(chǎn)已經(jīng)開發(fā)出適合不同批次生產(chǎn)的各種技術、設備和模具。沒有特殊的模具設計，先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控傳動機，激光切割和成型，通用數(shù)控折彎機等新設備已投入使用。特別是近年來在 國外的發(fā)展，國內(nèi)也開始使用沖壓柔性制造單元(柔性制造系統(tǒng) (代表著新發(fā)展趨勢的沖壓生產(chǎn)。 統(tǒng)以數(shù)控沖孔設備為主體，包括鈑金、模具、沖壓件分類貯存系統(tǒng)、自動進料和排放系統(tǒng)，生產(chǎn)過程由計算機控制，控制生產(chǎn)車間 24 小時。同時，根據(jù)不同的應用要求，可以完成各種沖壓工藝、焊接、組裝工藝，甚至更換新產(chǎn)品方便快捷，沖壓精度高。 4、 沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具工業(yè)中模具的標準化和專業(yè)化得到了廣泛的重視。由于沖壓是一個小批量生產(chǎn)，沖壓件具有一定的復雜性和精度，并且具有一定的結構典型性。因此，只有 實現(xiàn)模具的標準化，才能使模具和沖壓件生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化和商業(yè)化，從而降低模具成本，提高模具質(zhì)量，畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 6 縮短生產(chǎn)周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化生產(chǎn)水平已達 70% ~ 80%，模具工廠的工作部分需要設計和制造，大部分模具零件是從標準零件廠購買的，使生產(chǎn)效率顯著提高。模具工廠專業(yè)學位并不是常規(guī)的越來越高 ,分工越來越細 ,如有模架廠、柱塞、植物、熱處理、等 ,甚至一些模具工廠專業(yè)制造某些產(chǎn)品只有沖裁模、彎曲模 ,這樣更有利于提高制造業(yè)和縮短生產(chǎn)周期。近年來，我國的模具標準化和專業(yè)化生產(chǎn)也取得了很大的發(fā)展，除了在標準零部件外 ，專業(yè)廠家也有了更多的提高，標準品種也有了擴展，精度也得到了提高?？傮w情況，但也要滿足模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要表現(xiàn)在標準化程度不高 (一般低于40%)、標準品種少、規(guī)格不規(guī)范，大多數(shù)標準零件制造商沒有形成規(guī)?；a(chǎn)、標準質(zhì)量和有更多問題。此外，標準部件的銷售、供應和服務仍有待改進。 四、 內(nèi)容和要求 1． 完成沖壓件的設計和模具設計和模具設計，包括 :繪制沖壓模具組裝圖，編寫設計規(guī)范。 2．設計應注意貫切保證產(chǎn)品的質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率和減輕勞動強度的原則。 3．制圖要求：符合 國家標準，圖面應整潔美觀，布局合理，說明書力求系統(tǒng)性，文字簡潔，圖文并茂，首頁應列出全文目錄，最后列出參考目錄，各數(shù)據(jù)的選用說明書出處。 五、 設計步驟 根據(jù)沖壓件的材料，板厚，尺寸精度，形狀，技術要求，生產(chǎn)批量等方面，分析實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的可能性及難易程度。 （ 1） 工藝計算 A）排樣圖的確定：排樣方式、搭邊值、材料利用率、條料寬度。 B）壓力計算：沖裁力、卸料力、頂件力、總壓力、壓力中心、對于連續(xù)模定距方式的選擇、工步數(shù)量、各工步數(shù)量位置的確定、步距的計算、工步圖的繪制。 （ 2） 沖壓基本結構、工作部分 及零件設計 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 7 復合模具 ,模具周邊厚度計算 ,確定凹模形成邊緣 ,凹模 ,沖孔 ,凹凸模切邊緣尺寸計算 ,凹模 ,沖孔 ,凹凸模固定方式 ,卸料裝置、卸料裝置、沖孔廢料 ,放電方式 ,發(fā)送的材料設計和定位方法 ,卸載彈性計算。 連續(xù)模具、模具、模具孔布置 (根據(jù)工作步驟圖 )、模板、沖模切邊尺寸計算、沖壓固定方式的確定、沉降裝置、卸料裝置的設計、卸料的計算。 六、 沖模設計要點 模具結構的確定 :要正確選擇模具的結構，必須根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、精度要求，在滿足材料要求的前提下，盡量減少沖壓件的生產(chǎn)成本。要確定模具的結構，必須解決以下問題 : 簡單模具，舞臺模具，復合模具。 手動操作，自動操作，半自動操作。 以原材料的形式進行合理喂養(yǎng)的方法。 根據(jù)原材料的位置。 壓力或非壓材料，彈性或剛性放電。 模具值得注意的地方 根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選取合理的導向方式或模具固定方式等。 其他值得注意的地方 在設計沖壓模時必須對其維護性能，操作方便，安全性等方便予以充分的注意。例如： 根據(jù)沖壓件的精度，確定模具的精度，選擇合理的引導 方式或模具的固定模態(tài)。 其他值得注意的領域是保持性能、操作方便、安全等。如 : a) 模具結構應保證磨損后修模方便，盡量做到不拆卸可修復的工作零件，影響修模而必須去掉的零件（模柄等），可做成易拆卸的結構等。 b) 沖模的工作零件較多，而且使用壽命相差較大時，應將易損壞幾易磨損的工作零件做成快換結構的形式，而且應盡量做到可以分制調(diào)整和補償易磨損件的尺寸。 c) 需要經(jīng)常修模和調(diào)整的部分應盡量放在模具的下部。 d) 質(zhì)量較大的模具應有方便的重孔和鉤環(huán)等。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 8 e) 模具的結構應保證操作者的手不必進入危險區(qū)，而且各活 動零件（如卸料 板等）的結構尺寸，在其運動范圍不致壓傷操作的手指等。 第二章 沖壓模具工藝分析計算與模具設計 桿座安裝架的沖壓工藝分析與計算 件圖及技術要求 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 9 制件內(nèi)型主要尺寸 Ф 2，外型主要尺寸 2圓心線 20± ，料厚 =件的剛度和強度較高，適合普通沖壓 工件材料： 料厚： 沖壓工件的工藝分析 該工件具有沖孔、落料 、拉深、切邊四道工序，其中沖孔和落料屬于分離 工序，拉深為變形工序，此工件為典型的圓筒拉深件，結構比較簡單，但有別于一般圓筒拉深件，一般圓筒拉深件的凸緣是圓形的，而這里的凸緣是不規(guī)則圖形，所以計算稍微復雜一些。在尺寸方面，兩沖孔 2× Ф 拉深部分外圓 Ф 拉深部分外圓 Ф 工件的工件材料為 黃銅 62，它具有高 塑性，足夠的強度和耐腐蝕性，拉深性好，故這里畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 10 完全適合做沖壓版料的材料。 工件有沖壓、落下、拉伸和切割的過程 過程、深部變形過程，工件是典型的圓柱形深拉件，結構簡單，但不同于一般的圓柱形深拉件，一般圓柱深拉部分的法蘭是圓的，法蘭是不規(guī)則的圖形，所以稍微復雜一點。就規(guī)模而言 ,兩個沖壓 2 米深 ,特別是圓Ф 和拉深的底部是圓的Ф Ф 米和 米的相對位置精度高。工件的工件的是黃銅 62，具有高塑性，足夠的強度和耐 蝕性，良好的深拉伸，所以這里是完全合適的材料沖壓版材料。 藝方案的分析和確定 外殼的形裝表明它為拉深件，所以拉深為基本工序。凸緣上兩個小孔和底部一個孔由沖孔工序完成。因兩個小孔有 20± 以我初步將工序順序安排為落料、拉深、沖孔、切邊。 接下來就是根據(jù)工序組合確定模具的類型，首先模具有單工序模，復合模，級進模三種大的分類，單工序模是在壓力機的一次行程中，在一個工位只完成一個沖壓工序的模具；復合模是在壓力機一次行程中，在只有一個工位，并在同一個工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工 序的模具；級進模也稱連續(xù)模。它是指在壓力機一次行程中，在毛坯的送進送進方向上，具有兩個或更多的工位，在不同的工位上逐次完成不同的沖壓工序，往往在最后一工位上沖工件的模具。 單工序模一次只能完成一種工序，適用于中小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低。復合?？梢酝瓿蓴?shù)道工序，結構緊湊，生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。本工件為薄料，小尺寸和形位精度要求高（薄料件與拉深件在生產(chǎn)時要求較高的同軸度）級進模在壓力機一次行程中完成多個工序。它具有操作安全的顯著特點，模具強度較高，壽命長，便于自動化。但形 位精度沒有復合模的高，但結構復雜。所以經(jīng)過多方論證，決定用 3副模具來完成此工件的加工。 第一副模具是落料和首次拉深復合模； 第二副模具是第二次拉深單工序模； 第三副是沖孔和切邊復合模。 拉深件的毛坯尺寸及拉深次數(shù)，應該通過計算確定。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 11 坯直徑 D 的計算 （ 1）判斷此制件的凸緣類型（判斷依據(jù)：凸緣部分直徑與筒身的直徑之比在 ≧ 5mm,d=dt/d=15/10=零件為寬凸緣圓筒 形拉深件。 查表“有凸緣零件修邊余量”得δ =實際外徑為 5+2≈ 18 （ 2）初算毛坯直徑： 由帶法蘭圓形拉深件毛坯直徑計算公式初算毛坯直徑 2 2 24 1 1 1 . 7 2 1 0 . 5 6 1 . 7 2 1 0 . 5 6D d t d h d r r d r r? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中： D— 毛坯直徑 法蘭直徑 d— 筒形直徑 R— 法蘭處圓角半徑 r— 筒底處圓角半徑 h— 圓筒形工件高度 (注：這里 R=r=將數(shù)據(jù)代入上式得 2 2 24 1 1 1 . 7 2 1 0 . 5 6 1 . 7 2 1 0 . 5 6D d t d h d r r d r r? ? ? ? ? ? ? ? ? = 1 8 1 8 4 1 0 9 . 1 3 . 1 4 1 0 0 . 8? ? ? ? ? ? ? ≈ 26慮到毛坯輪廓的周邊應圓滑過渡，不可有尖面或突變，而且 便最后修邊，取 R= 樣方式 沖裁件在板、條料上的布置方式稱為排樣。 排樣分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣。 有廢料排樣：沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率較低； 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 12 少廢料排樣：沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間 留有搭邊。受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結構簡單； 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)量和模具壽命更差一些，但材料 排樣的合理與否影響 到材料的經(jīng)濟利用率，還會影響到模具結構、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)操作方面與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設計中一項很重要的工作。 料利用率 由 [1]查得一個步距內(nèi)的材料利用率 η 為 η = h 采用豎排時： 式中 A—— 沖裁件面積 A≈ 735（包括沖出的小孔） n—— 一個步距內(nèi)沖件數(shù) n=1 B—— 條料寬度 B=h—— 進距 h=27 =735/7 =畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 13 同理 橫排時 η ′ =735/因為 η >η 1,故用 B=37用豎排形式，用定位銷定距，兩個擋料螺栓定位。 伸次數(shù)及計算 （ 1）是否采用壓邊圈 當 t/D=6=由 [1]表《采用或不采用壓邊圈的判據(jù)》查得 可不用壓邊圈，但本設計中要用到壓邊圈推出制件，故采用。 （ 2）確定能否一次拉深成形： 按 h/d=0=dt/d=18/10=t/D=6= 查 [1]表 4h1/于零件的 h/d=零件一次拉不出 來。 （ 3）計算拉深次數(shù)及各次拉深直徑：用逼近法確定第一次拉深直徑，以便選取實際拉深系數(shù)稍大于極限拉深次數(shù)。 查表得首次極限拉深系數(shù) m，這個 m，在不同的凸緣的相對直徑 dt/比值為 不同零件 t/m,結果，我們先分別填入下表內(nèi)。 列表如下： 相對凸緣 直徑假定 值 N=dt/胚相對 厚度 t/D(％ ) 第一次拉深直徑 d1= 實際拉深 系數(shù) m1= 極限拉深 系數(shù)由表 4 實際拉深系數(shù)與極限拉深系數(shù)相差 值 6=8/6=1=+8/5 15/26=9=+8/6=9=+業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 14 8/6=7=+8/2 12/26=5=+8/6=5=填寫的表中得出的數(shù)據(jù)我們可以清楚的看到：實際的拉深系數(shù)減極限拉深系數(shù)比零略大的實際拉深系數(shù)有 個數(shù)值。負的意思是代表小于極限拉深系數(shù)，當然是不可以的，我們要選的是實際拉深系數(shù)必須大于極限拉深系數(shù)，而又不可以無限大，必須比零大。 查表《有凸緣拉深件的以后各次拉深系數(shù) 當 0當 當 2時， 2× 上述數(shù)據(jù)可以看出，二次拉深便可完成。因為拉深部分圓的中徑為 以最后一次拉深直徑必須等于 10。 第一次拉深： [第二次拉深： 0 [ 4） 計算各工序的圓角半徑 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 15 根據(jù) )D Dd t? ,.8)rd( )系得各次 下： 5）計算第一次拉深高度： 從材料第一次拉入凹模材料比最后拉深實際所需材料多 3％計算，毛胚 應修正為 : D= 4 8 2 . 8 9 1 . 0 3 1 7 7 . 5 9??= 5 0 0 3 4 5 1 7 7 . 5 9? ≈ 26第一次拉深高度 × 226 + 218 )/ + 核第一次拉深相對高度： 查 [1]表 4 dt/8/.3,t/D=6=，許用的最大相 對高度 [h1/0.8>h1/ 二次拉深 6）第二次拉深 第二次拉深： 0 [得二次拉深高度 孔及切邊（略） 制工藝卡片 廠 冷沖壓工藝卡片 車間 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 16 工件圖 材料排樣 工序 工序說明 加工草圖 設備型號名稱 0 剪床下料 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 17 1 落料與首次 拉深 第二次拉深 沖孔與整形 模具設計要點 模具設計應注意的問題 : （ 1）二道拉伸工序應使筒體的內(nèi)徑尺寸小于零件圖要求尺寸 下一 定余量是便于最后一道工序整形，有利于凸模對筒體內(nèi)孔的定型，并同時達到其相對位置畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 18 和尺寸的精度要求。 （ 2）對于可能在工件上出現(xiàn)的各次拉伸痕跡問題，應在凸、凹模圓角、凹 模表面質(zhì)量和潤滑條件上加以考慮，盡量減小工件表面損傷。 （ 3）由于對筒體內(nèi)壁直徑有要求，故模具設 計和制造應該以凸模尺寸基準， 模具間隙放在凹模上。 （ 4）模具間隙的選取，拉伸間隙取 形取（ t 頭部整形 間隙取 （ 5）在帶凸緣筒體形件的多次拉伸工藝計算中，合理確定首次拉伸時多拉 入凹模的面積，是確保拉伸成功的關鍵，該部分面積一般以工件應拉入凹模的面積的 1％－ 3％，拉伸次數(shù)多時取大值，反時這取小值。第一次拉伸小臺階部分形狀時多拉入凹模的面積應等于開始拉伸時多拉的，在前道工序后還未返回到凸緣部分的面積，否則無法保證大階梯與小階梯的過渡部分面積很小，因此，返回到這部分的材料 應很少，否則會造成過渡部分的材料積聚面引起起趨。但如果不考慮這部分返回的面積，又會因材料不足而造成拉裂。 算有關力 料與首次拉深各工藝力的計算 計算工藝力的目的是為了合理地選擇壓力機和設計模具，壓力機的噸位必須大于所計算的力，以適應要求。 F 落 =式中 L—— 沖裁件周邊長度 mm t—— 材料厚度 (σ —— 材料抗剪強度 取 σ =300—— 系數(shù) 一般取 K=≈ π d+π 6+ 落 =00=18369N F 卸 =K 卸 F 落 由 [1]查得 2 K 卸 =業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 19 K 推 =卸 =8369=推 = K 推 F 落 =8369=深力查 [3]按 1 拉 1 =d1 t? b =邊力按式 1π [D*D-( (]q/4 =6*26-(( = + F 總 =F 落 + F 卸 +F 推 + F 拉 1 =18369+選擇 次拉深各工藝力的計算 拉深力： F 拉 2= b =形力： =件力： F 頂 = 拉 2=F 總 = F 拉 2 + F 頂 =選用 160畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 20 孔及切邊各工藝力的計算 沖孔力 F 落 =6π d t? b+3π d t? b =卸料力 =件力 F 推 = = 邊工序 F 切 =π D t? b= 總 =F 落 +F 推 +F 切 =選用 160力中心的確定 確定沖模壓力中心的目的在于確定模版的位置。沖裁力合力的作用點 稱為模具壓力中心．設計模具時，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊中心相重合．但實際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖 壓過程中發(fā)生變化的情況，或者出現(xiàn)沖壓件形狀的特殊性，從模具結構考慮不宜于使壓力中心與滑塊中心重合，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機所允許的范圍．本制件對稱，故模具的壓力中心與壓力機滑塊中心相重合 . 凹模工作部分尺寸及間隙 計算刃口尺寸及制造公差時必須考慮下述原則： （ 1）落料件的尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時孔的尺寸由凸模尺寸決定，所以設計落料模時以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模時以凸模為基準，間隙取在凹模上。 （ 2）設計落料模時，同樣考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，凹模的尺寸應 取落料件尺寸公差范圍的接近最小的尺寸。 （ 3）設計沖孔模時，同樣考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，凸?；境叽鐒t應取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的接近的最大尺寸。 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 21 沖裁模工作刃口計算： 由 [1]2 材料和 標注公差也必須兼顧以下原則： 非圓形類按國家標準非配合尺寸的公差數(shù)值 合類的公差數(shù)值，客戶的圖紙是會給出的）沖壓模具則按 于圓形件，按 模按 。 按“入體”原則把他們逐個改為單向公差 (目的是方便以后的刃口尺寸計算 ) ① 落料件的屬于外形部分改為上偏差為零，下偏差為負（相當于基軸制標注，只小不大）；屬于內(nèi)形部分上偏差為正，下偏差為零（相當于基孔制標注，只大不?。? ② 沖孔件屬于內(nèi)形部分的改為上偏差為正，下偏差為零 (相當于基孔制標注，只大不小 )；屬于外形部分的上偏差為正，下偏差為負（相當于基軸制標注，只小不大）。 由 [1]2得凸凹模的制造公差 沖孔部分 δ P= δ d= P +δ d = δ P = = δ d= = δ P +δ d= 所以采用分別加工方法（也稱公差法，是指凸模個凹模分別按照圖紙分開加工尺寸，要分別標注凸模和凹模刃口尺寸的公稱尺寸和制造公差） . 沖孔部分計算：設凸、凹模分別按 x△ ) 0- δ p =(20 +δ d =(+ 孔心距部分計算： 因為孔心距 20± 以 ) ± 1/8△ 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 22 =( 1/8× 20± 式中 d D △ 于上下公差之和 ） δ δ X （當制件公差為 X=1；當制件公差為 X=制件公差為 X= 料凹模 落料部分計算 ： D- x△ ) 0+δ d ( D- x△ ) 0+δ d =（ 0++ ( D- x△ ) 0+δ d =(+深凸模 因制件的內(nèi)徑精度較高，所以拉深件應標注內(nèi) 形尺寸和公差，首次拉深內(nèi)形尺寸為 拉深凸模直徑：查 [1]表δ P=( ) () 業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 23 凹模 外圓部分是落料凸模，內(nèi)孔是拉深凹模，凸凹模裝在上模部分，外圓刃口直徑 按下式計算： (- 2-Δ p 對 （ 理 (- 2-Δ p =(孔工作部分直徑 查 [1]得 ( +0 +δ d =(+0 +δ d=+ 工作零件 模 （ 1）凸模固定形式：采用內(nèi) 六角頭緊固螺釘直接固定在模座上。 （ 2）凸模長度及強度校核： 、 ①凸模長度計算 L=a 式中 — 壓邊圈厚度 — 閉合狀態(tài)后被拉深件的厚度 a —— 附加長度 因凸模采用內(nèi)六角頭緊固螺釘直接固定在模板上。 故取 L =35②帶凸緣筒形件 ，一般取 r≥（ 4～ 8） t=6× ③凸模強度校核 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 24 由 [2]查得：當凸模的表徑比（ L/d,>10時，需進行抗彎能力和承壓能力的校核，而現(xiàn)在 L/d=35/14=文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 25 度，再考慮到模具的整體結構，取壓 邊圈的高度為 20H=0 = 40位零件 定位零件的作用是保證送料時有良好的導向和控制送料的進距，如擋料銷。導正銷、定位板、導料板、側(cè)壓板等。 料銷 擋料銷的作用在本模具設計中，本著設計簡單、加工調(diào)整方便的原則，其作用是卡在落料后的條料上，起到定距的作用，該零件為標準件，代號為 向螺栓 導向螺栓起的作用是條料由左向右送進時起到導向定位的作用。在本模具中，一次沖裁完成后，卸料板卸料的同 時推動條料往前送，此時兩導向螺栓起到導向的作用，當條料被擋料銷卡住是停止送料，下一次沖裁又重新開始。 向零件 這些零件的作用是： （ 1）保證上模座與下模座相對運動是有精確的導向是凸模、凹模間有均勻的間隙，提高沖壓件的質(zhì)量。 （ 2）在大批量生產(chǎn)中便于裝模，如導柱、導套、導板等。 本模具采用滑動導柱導向。有 [3]中按 d=22D=28一般導柱導套的配合精度為 H6/ H7/對一般的沖壓工作是能夠保證導向精度 的。 料、推件零件 推件裝置 推件有彈性和剛性兩種形式。彈性推件能壓住工件，使其質(zhì)量較高，但推力小，而剛性推件沒有壓邊的作用，但推力大，本模具的推力小，故選擇彈性推件。推桿是靠壓力機的橫梁起作用的，推桿要高出滑塊孔的高度 5桿的行程即為橫梁的行程。 料塊 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 26 本模具使用的推件塊的高度應大與制件的第一次拉深高度，直徑根據(jù)模具結構取為 16度取為 20邊圈 前面經(jīng)過計算和查表。根據(jù)模具結構壓邊圈設計為環(huán)形，高度取為 20料板、 有 [4]查得高度 H 卸 =（ H 凹 =12 取 12膠 橡膠主要用于卸料、壓料和推件等。近年來大多使用聚氨脂橡膠作為彈性零件的，它比橡皮的壓力大，壽命也長，但價格較貴。 頂件橡膠 下頂塊采用橡膠做彈性元件，橡膠的自由高度 H 自由 = （ 4） S 工作， S 工作 ==則 H 自由 = （ 4） 6 壓縮量取 15% 可查得 P=料板 的面積 A = F/P = 結合模具的實際結構，將橡膠分成 4塊安裝。橡膠板的高度 H 自由 與直徑 0. 5≤ H 自由 /D≤ 膠的裝配高度 H 裝配 == 26 3個所以 268定與緊固零件 這些零件的作用是便于上述零件連接成“整體”，保證各零件的相對位置，并是模具能安裝在壓力機上。如上模板、下模板、模柄、固定板、螺釘、圓柱銷等。 擇 模架和模座 采用 1990 帶后側(cè)導柱的模座。根據(jù)最大輪廓尺寸 125相近規(guī)則標準模板， 100模板厚 30模板厚 35模具導向精度要求高，故模座選用 柄的選用 畢業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 27 模柄對中小型模具是用于固定上模座用的。其形式主要有壓入式、旋入式、帶法蘭以螺釘固定、浮動式。如下所示： 按 81選直徑 40凸緣式模柄，以銷釘固定。 釘、銷釘 螺釘是緊固模具零件用的，沖模多采用內(nèi)六角 頭或圓頭螺釘。螺釘主要承受拉應力，其中尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗確定，我采用的是 10選用 4個內(nèi)六角螺釘。 圓柱銷起定位作用，圓柱銷承受一般的錯移力。對中小型模具一般選用 d=6、 8、 10、 12般用兩個以上。我選用 d=84個的圓柱銷。 選用壓力機 用參數(shù)計算 根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設備類型。 （ 1） 確定最大總壓力 有前面計算的 F 總 = 2） 模具閉合高度 指上模板在最 低的工作位置時，下模板的低面到上模板的頂面的閉合高度： 模具閉合高度應為上模板、下模板、凸凹模、固定板、墊板等厚度的總和。即 30+15+15+40+3532業(yè)設計（論文）專用紙 ———————————————————————————————————————————— 28 “ 考慮凸模進入凹模的深度。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)整，可略有增減，以制件完全分離為準。 有上面計算得 130 [1]知模具的閉和高度應滿足下式要求： 0 [2]查得： 501545≥ 125 所以滿足要求 （ 3）壓力機的行程 S 應該能保證成行零件的取出與毛坯的放進至少應大于成品零件高度的兩倍以上。 用壓力機并校核 （ 1）所需壓力機標稱壓力 由 [1]查得： （ 1+F 總 2)壓力機的行程 S 應該能保證成行零件的取出與毛坯的放進至少應大于成品零件高度的兩倍以上 :S>3)壓力機的工作臺面尺寸應 大與模座外形尺寸。 (4) 模具的閉和高度 最小閉和高度 0據(jù)上面分析，由 [2]選用 型