帶小圓孔U形件-窄凸緣筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計【落料、拉深、沖孔復(fù)合模含18張CAD圖】
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帶圓孔 U 形件-窄凸緣筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計【落料、拉深、沖孔復(fù)合?！空簾粽譀_裁模模具設(shè)計是對燈罩落料拉深沖孔復(fù)合模的模具設(shè)計，其中分別對模具的工作零部件等六大類零部件作詳細設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容包括沖裁件的工藝分析及工藝方案的確定、工藝計算、沖裁模具的設(shè)計、模具的安裝與調(diào)整等。在工藝計算部分要對排樣設(shè)計與計算、沖壓力的計算、模具壓力中心的確定、凸凹模尺寸并確定制造公差的計算與計算等內(nèi)容詳細計算。在沖裁模的設(shè)計部分要對工作零件、定位零件、卸料與頂件零件、導(dǎo)向零件連接與固定零件等結(jié)構(gòu)進行詳細的分析設(shè)計。要在設(shè)計過程中了解模具的工作過程和注意標準的選用，對復(fù)合沖裁模的結(jié)構(gòu)有進一步的了解。模具的安裝與調(diào)試部分要注意導(dǎo)柱模具與無導(dǎo)柱模具的安裝方法及順序，通過模具的安裝，了解模具的組成及各部分零部件的作用等。注意模具安裝過后的試沖過程中常見的缺陷與解決方法等。通過這次畢業(yè)設(shè)計要對復(fù)合模具有更進一步的了解，在設(shè)計時要注意模具結(jié)構(gòu)簡單、模具使用方便、模具壽命高等問題。并且要提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。關(guān)鍵詞： 沖裁模 復(fù)合模 落料 沖孔 拉深 The narrow can extrusion with Flange press forming craft and die designingAbstract: This lesson a molding tool for is fall to anticipate to pull to the stalk bowl deep blunt the bore turn over bore compound mold molding tool designing, among them distinguish to wait to the work zero parts of the molding tool six the parts of big zeros make the detailed design.The main contents of designing includes to wash to cut a piece craft analysis and craft projects really settle, craft calculation, the gearing of the design, molding tool that wash to cut the molding tool and adjust etc.. Compute in the craft the part want to be to the row kind design and calculation, wash the calculation, molding tool pressure of the pressure center to really settle, convex and cave mold size and make sure the calculation that make the business trip and compute the detailed calculation in contents in etc..Blanking the mold to want at the design part that wash to the work spare parts, position the spare parts and unload to anticipate with a spare parts, lead to spare parts conjunction with fix spare parts etc. construction the proceeding the detailed analysis design. Want to be in design process work process of understanding the molding tool with notice to choose to use standard, to reunite the construction that wash the understanding that cut the mold further have.The gearing of the molding tool with adjust to try the part want to notice to lead the pillar molding tool to lead the pillar molding tool with gearing method and sequences that have nos, passing the gearing of the molding tool, understanding the molding tool constitute and function etc. of each parts of the parts of zeros. Noticing the molding tool installs to try to wash the familiar blemish of inside of process later on and solution method etc..Pass this time graduate the design want to have the nearer and one-step understanding to the compound molding tool, while designing to notice the molding tool construction simple, molding tool usage convenience, high etc. in life span in molding tool problem. And increase production efficiency, guarantee the quantity of the product.Keywords: blanking die compound die blanking piercing drawing 目 錄1 緒 論 ............................................................................................................................................11.1 模具工業(yè)的地位 .................................................................................................................11.2 冷沖壓的應(yīng)用 .....................................................................................................................11.3 冷沖壓發(fā)展趨勢 .................................................................................................................21.4 畢業(yè)設(shè)計的主要目的 .........................................................................................................32 落料拉深沖孔復(fù)合模設(shè)計 ..........................................................................................................52.1 工藝性分析和工藝方案 .....................................................................................................52.1.1 工藝性分析 ..............................................................................................................52.1.2 工藝方案的確定 ......................................................................................................51.毛坯尺寸的計算 .....................................................................................................52.判斷拉深次數(shù) .........................................................................................................62.2 必要工藝參數(shù)的計算 .........................................................................................................72.2.1 壓力中心的確定 ......................................................................................................72.2.2 調(diào)整各次拉深系數(shù)，使其各次拉深變形程度分配合理 ......................................72.2.3 確定各次拉深凸、凹模圓角半徑 ..........................................................................72.2.4 根據(jù)修正后的毛坯直徑計算第一次拉深高度并校核 ..........................................82.2.5 畫出工序圖 ..............................................................................................................82.2.6 排樣和材料利用率 ..................................................................................................82.2.7 計算工序壓力 ..........................................................................................................91.落料力的計算 .........................................................................................................92.卸料力的計算 .........................................................................................................93.沖孔力的計算 .......................................................................................................104.推件力的計算 .......................................................................................................105.拉深力的計算 .......................................................................................................106.壓邊力的計算 .......................................................................................................112.3 模具總體設(shè)計 ....................................................................................................................112.3.1 模具類型的選擇 .....................................................................................................112.3.2 定位方式的選擇 .....................................................................................................112.3.3 卸料、出件方式 .....................................................................................................112.3.4 導(dǎo)向方式 .................................................................................................................122.4 工作部分尺寸計算 ............................................................................................................122.4.1 落料刃口尺寸計算 ................................................................................................122.4.2 沖孔刃口尺寸計算 .................................................................................................13 2.4.3 拉深工作部分尺寸計算 .........................................................................................132.4.4 彈性元件的設(shè)計計算 .............................................................................................141.上卸料采用橡膠作為彈性元件 ...........................................................................142.下頂塊壓邊采用橡膠作為彈性元件 ...................................................................152.4.5 模架及其他零部件的選用 .....................................................................................152.5 模具總裝圖 ........................................................................................................................192.6 沖壓設(shè)備的選定 ................................................................................................................202.7 工作零件的加工工藝性 ....................................................................................................212.7.1 拉深凸模加工工藝過程卡 .....................................................................................212.7.2 沖孔凸模加工工藝過程卡 .....................................................................................232.7.3 凸凹模加工工藝過程卡 .........................................................................................252.7.4 凹模加工工藝過程卡 .............................................................................................27結(jié) 論 ..........................................................................................................................................29致 謝 ..........................................................................................................................................30參考文獻 ..........................................................................................................................................31 - 6 -1 緒 論1.1 模具工業(yè)的地位模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)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。在我國，1998 年 3 月在《國務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》模具被列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位，生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位，把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟的重要位置。目前，我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的 40%以上，處于主導(dǎo)地位。1.2 冷沖壓的應(yīng)用沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械工業(yè)加工便可使用。沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 - 7 -沖壓工藝在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。1.3 冷沖壓發(fā)展趨勢 （1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計資料和設(shè)計者的經(jīng)驗，進行對比分析，確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計模具，進行試沖，經(jīng)過反復(fù)試驗和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來，國外有的公司已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對覆蓋件成形過程進行計算模擬，分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測某一工藝方案的可行性和可能會產(chǎn)生的問題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計人員進行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實際的先進設(shè)計方法；既促進了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形理論對生產(chǎn)實際的知道作用。（2）模具設(shè)計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計、制造周期，正在大力開展模具的計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計和制造效率 2～3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～1/3。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標，是要達到模具 CAD/CAM 一體化，而模具圖紙將只作為檢驗?zāi)＞咧谩２捎媚＞?CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計與制造人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。（3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機發(fā)展到多工位高速自動壓力機。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn)達到高度自動化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機上利用自動送料和取件裝置，進行機械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動強度和提高生產(chǎn)率。（4）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生產(chǎn)。（5）不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來生產(chǎn)航空構(gòu)件等。1.4 畢業(yè)設(shè)計的主要目的 - 8 -畢業(yè)設(shè)計做為大學(xué)教學(xué)中的一個必不可少的環(huán)節(jié)，是對我們?nèi)晁鶎W(xué)專業(yè)知識的最后一次也是最全面的一次檢查。通過這次畢業(yè)設(shè)計可以很好的使我們辛勤的老師了解學(xué)生掌握知識的程度，也可以使我們很好的加強對專業(yè)知識的鞏固，對以后我們踏足社會和在實踐工作中起到了不可估量的作用。畢業(yè)設(shè)計的主要目的有：綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實習(xí)知識，進行一次拉深模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生自己的獨立工作能力；鞏固“沖壓模具設(shè)計與制造” 等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握模具設(shè)計的方法和步驟；掌握沖壓模具設(shè)計與基本技能，如模具相關(guān)尺寸計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機械廠的生產(chǎn)實習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 - 9 -2 落料拉深沖孔復(fù)合模設(shè)計2.1 工藝性分析和工藝方案2.1.1 工藝性分析零件材料為 Q235 鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。該零件屬于中等尺寸零件，料厚 2mm，外形較復(fù)雜，尺寸精度要求一般。加工這樣的工件，傳統(tǒng)的方法是采用三個工序來完成，即第一個工序是落料，第二個工序是拉深，第三個工序是沖孔成形。從工件圖上看，該工件形狀簡單且軸對稱，主要尺寸 Φ34的精度為 IT11 級，材料厚 2mm，且為 Q235，其沖裁拉深性能較好。該零件底部孔為 Φ9其精度為 IT11 級精度另尺寸，Φ46 其精度為 IT12 級，普通的沖裁工藝均可以保證。綜上所述，該零件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝性的要求，在中等批量生 - 10 -產(chǎn)時可以用沖壓加工，沖壓的零件工序為落料——拉深——沖孔。2.1.2 工藝方案的確定1.毛坯尺寸的計算由于材料厚度較大,故均按中線尺寸計算。查表 4-5[1]取修邊余量 =2mm，dp=46+4=50mm?查表 4-5[1]序號 20 所列公式計算坯料直徑，則坯料直徑22220112436.86.8.56DdrRdd?????23.30.3.504???794591mm?2.判斷拉深次數(shù)，501.396dp?當(dāng) 201.9tD??時,??1142.7hd?由 表 查 出36.0.2hd??而 ， 故 一 次 拉 不 出 來 。由表 4-15[1] 查出 m1=0.46～0.50 m2=0.70～0.72 m3=0.72～0.74190.546D???2.723d3m由于制件直徑為 34mm 剛好等于 d2，但考慮到拉深不一定取拉深極限，故取拉深次數(shù)為 n=3。該工件包括落料、拉深、沖孔三個基本工序，可以有以下幾種工藝方案： - 11 -方案一：先落料、后拉深，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案二：落料、拉深、沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)；方案三：落料、拉深、沖孔級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。以上幾種方案：對于方案一，模具要求簡單，但是需要三道或者更多道工序，每道工序都需一套模具，模具套數(shù)過多，生產(chǎn)效率將會降低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求；方案二采用復(fù)合模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高，復(fù)合模結(jié)構(gòu)雖然較方案一復(fù)雜，但是由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難；方案三生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2.2 必要工藝參數(shù)的計算2.2.1 壓力中心的確定由于該零件為軸對稱件，故不必進行壓力中心的計算。2.2.2 調(diào)整各次拉深系數(shù)，使其各次拉深變形程度分配合理各次極限拉深系數(shù)[m n]各次實際拉深系數(shù) mn拉深系數(shù)差△m= m n－[m n]各次拉深直徑dn[m1]=0.51 m1=0.57 +0.06 d1=m1 D=0.57×91=52[m2]=0.72 m2=0.80 +0.08 d2=m2 d1=0.80×52=42[m3]=0.74 m3=0.81 +0.007 d3=m3 d2=0.81×42=342.2.3 確定各次拉深凸、凹模圓角半徑按表 4-68[1]查得 R 凹 1=5 R 凸 1=4R 凹 2=4 因 R 凸 n=(1～ 1.6)R 凹 故 R 凸 2=3R 凹 3=3 R 凸 3=22.2.4 根據(jù)修正后的毛坯直徑計算第一次 拉深高度并校核 - 12 -由式（19.4-10） [5]，第一次拉深高度????????2 22 21110.50.40.50.14.4393.563phDdrRrd???????????5.59?查 表 9.-， 當(dāng) ，210.13tD?時 ，許可最大相對高度 11340.750.652hd?????????， 故 安 全 。同樣可以計算出第二、三次拉深高度 h2=39mm、h 3=40mm2.2.5 畫出工序圖 沖1 -沖 沖 ()沖4 圖 22.2.6 排樣和材料利用率該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計?？紤]操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計。由表 2-16[3]查得搭邊值 a1=1.5mm，a=2mm ，采用雙排擋料銷擋料，則：條料寬 b=91+2a=95mm條料的進距 h=91+a1=92.5mm沖裁單件材料的利用率，既 - 13 -207495.DnAbh????????????式中：A——沖裁件面積；n——一個進距的沖裁件數(shù)量；b——條料寬度；h——進距。2.2.7 計算工序壓力 1.落料力的計算F 落= 1.3Lt?式中：F 落— —落料力（N） ；L——工件輪廓周長（ mm） ；Dx???凸t——材料厚度，t=2.0mm；——材料的抗剪強度（Mpa） ，附錄 [3]得 Mpa。? ?????落料力為：F 落= 1.3??????????????2.卸料力的計算F 卸 =K 卸×F 落式中：K 卸——卸料力因數(shù)。其值由表 2-51[3]查得 K 卸=0.03卸料力為： F 卸=0.03×230.31=6.91KN3.沖孔力的計算F 沖 = 1.3Lt?式中：L——工件輪廓周長（mm） ； mm3.14LD????????? - 14 -沖孔力則為： 1(4F????????????????沖4.推件力的計算F 推=nK 推 F 沖式中：K 推——推件力因數(shù)，由表 2-15[3]查得 K 推=0.05；n——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，n=2。推件力則為：F 推=2×0.05×48.09=4.81KN5.拉深力的計算該零件為有壓邊圈的圓筒型件拉深，則 FkDtb???拉式中：F 拉— —拉深力（N） ；d ——拉深件的直徑，d=46mm；t——材料厚度；——材料的強度極限（M） ；查附錄 [3]得=380Mpab?K——修正系數(shù)。拉深因數(shù) m1=0.5，m2=0.74 由表 4-18 查得修正因數(shù) K=1所以： F 拉=1×3.14×46×2.0×380=109.77KN6.壓邊力的計算FQ=AP式中：A——壓邊圈面積； mm21(4A?????????????? - 15 -P——單位壓邊力。由表 4-16[3]查得 P=3.0Mpa壓邊力則為：FQ=5972×3.0=17.9KN則總的沖壓力為：F 總=F 落+F 卸+F 沖+F 推+F 拉+F 壓=230.31+6.91+48.09+4.81+109.77+17.9=417.79KN初選壓力機為 J23-63 的開式壓力機 。2.3 模具總體設(shè)計該工作的模具結(jié)構(gòu)如圖，主要由上下模、落料凹模、凸凹模、沖孔凸模、沖孔凹模、鑲拼凹模、下頂塊、上頂塊、卸料板等零件組成。2.3.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具為類型為落料——拉深——沖孔復(fù)合模。2.3.2 定位方式的選擇因為該模具使用的是條料，落料為圓故采用導(dǎo)料銷，送進步距方式采用擋料銷。2.3.3 卸料、出件方式該模具的頂件壓邊裝置安裝在下模，妨礙了沖孔廢料的排出。下模座開設(shè)了一個斜漏料孔，并用螺釘來限位，使拖板與下模座之間保持一定的間距，從而保證廢料能依靠自重順利排出。出件方式可采用上下頂塊分別頂出。2.3.4 導(dǎo)向方式該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 - 16 -2.4 工作部分尺寸計算模具的落料凹模、凸凹模、沖孔凹模、沖孔凸模及鑲件，凸、凹模的工作關(guān)系：工件未注公差可按照表 4[7] 計算。根據(jù)表 2-10 查得，沖裁模刃口雙面間隙 Zmin=0.22mm Zmax=0.26mm2.4.1 落料刃口尺寸計算的凸、凹模的制造公差由表 2-12 得 凹 =0.035mm 凸 = 0.025mm。0.6291?? ??由于： 凹 + 凸 ＞Zmax-Zmin ，故采用凸模配合加工法。因數(shù)由表 2-13[3]查得?X=0.5 則：mm.0.350.3596Dx?????????凹凹 =（ ） （ 91-0.562）D 凸 按照凹模尺寸配制。其雙面間隙為：0.22～0.26mm 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖3 所示圖 3 落料刃口尺寸2.4.2 沖孔刃口尺寸計算的凸、凹模的制造公差由表 2-12 查得 凸 =0.02mm， 凹 =0.03mm。 0.3619?? ??由于 凹 + 凸 ＞Zmax-Zmin ，故采用?凸模與凹模配合加工方法。 - 17 -因數(shù)由表 2-13[3]查得：X=0.5，則：mm000.2.2918dx?????????凸凹 （ ） （ 9+.536）d 凸按照凸模尺寸配制，雙面間隙為：0.22～0.26mm其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4 所示：2.4.3 拉深工作部分尺寸計算拉深凸模和凹模的單面間隙可按表 4-12[3]中式第一次拉深 Z/2=1.1t。 （第二次拉深 Z/2=1t）計算 Z/2=2.2mm。由于拉深工件的公差為 IT14 級，故凸、凹模的制造公差可采用 IT10 級精度，查得 凸 = 凹 =0.1mm。可?求凸凹模尺寸及公差：工件尺寸 d 凹 =(d－0.75 )?0??凹 d 凸 =( d 凹 －Z) 0??凸05246???1456? 142??其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖 5 所示圖 4 沖孔刃口尺寸 圖 5 拉深刃口尺寸2.4.4 彈性元件的設(shè)計計算為了得到較平穩(wěn)的工件此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、拉深 - 18 -過程中始終處在一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應(yīng)力的作用下起皺的可能。1.上卸料采用橡膠作為彈性元件H 自由 =（3.5～4）S 工作式中 H 自由 ——橡膠的自由高度 S 工作 ——工作行程與模具修磨量或調(diào)整量（4～6mm）之和S 工作 =（3.5+1+5 ） =9.5mm則 H 自由 =（3.5～4 ）×9.5=33.25 ～38mm取 H 自由 =35mm由式（1-50 ） [3]計算橡膠的裝配高度為：H2=（0.85～0.9） H 自由 =（0.85～0.9）×35=29.75 ～31.5mm取 H2=30mm橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定。2.下頂塊壓邊采用橡膠作為彈性元件H 自由 =（3.5～4） S 工作S 工作 =（3.5+5）=8.5mm則 H 自由 =（3.5～4） ×8.5=29.75～34mm取 H 自由 =30mm由式（1-50 ） [3]計算橡膠的裝配高度為：H2=（0.85～0.9） H 自由 =（0.85～0.9）×30=25.5 ～27mm取 H2=26mm橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具空間大小確定。2.4.5 模架及其他零部件的選用 - 19 -據(jù)主要工作部分尺寸、結(jié)構(gòu)及彈性元件的尺寸，參照有關(guān)資料可選取 I 級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架，即 上模座 160×100×40 HT200下模座 160×100×50 HT200導(dǎo) 柱 A25h5×130 20 鋼導(dǎo) 套 A25h5×85×38 20 鋼導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為 0.8～1.2mm，硬度為 58～62HRC。上模座厚度取 45mm，即 H 上模 =45mm，如圖 6 所示圖 6上模墊板厚度取 10mm，即 H 墊板 =10mm，如圖 7 所示 圖 7上固定板厚度取 40mm，即 H 上固定板 =40mm，如圖 8 所示 - 20 -圖 8蓋板厚度取 8mm，即 H 蓋板 =8mm卸料板厚度取 12mm，即 H 卸料板 =12mm橡膠厚度取 60mm，即 H 橡膠 =60mm凹模厚度取 18mm，即 H 凹模 =18mm，如圖 9 所示圖 9下固定板厚度取 10mm，即 H 下固定板 =10mm下模座厚度取 55mm，即 H 下模 =55mm，如圖 10 所示圖 10模具閉合高度：H 閉合 =H 上模 +H 墊板 +H 上固定板 +H 蓋板 +H 卸料板 +H 橡膠 +H 凹模 +H 下固定板 +H 下模=（45+10+40+8+12+60+18+10+55 ）mm - 21 -=258mm可見該模具的閉合高度小于所選壓力機 J23-63 的最大裝模高度（ 315mm） ，可以使用。2.5 模具總裝圖由以上設(shè)計，可得到如圖 11 所示的模具總裝圖，為了實現(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的端面低 2mm[2]。將條料沿導(dǎo)料銷平放在凹模面上，并沿導(dǎo)料銷向前送進，接觸到擋料銷時停止送進，壓力機滑塊帶著上模下行，首先由凹模 26 完成落料，緊接著由凸模6 和凸凹模 10 進行拉深；當(dāng)拉深結(jié)束后，上?；爻蹋淞虾蟮臈l料靠自重卸下，拉深成形的工件在回程中由推件塊 19 將工件從凸凹模中剛性打下，用手將工件取走。卸料板 25 兼作壓邊圈，在拉深過程中起壓邊作用，拉深結(jié)束后又能將工件頂起使其脫離凸模。當(dāng)壓力機的閉合高度不夠時，對模具可做如下改動：將模柄 16 換成凸緣式模柄，去掉墊板 12；如果閉和高度還不夠，可去掉固定板 11，將凸模直接嵌入下模座上。 - 22 -圖 11 落料—拉深—沖孔復(fù)合模1、23—橡膠 2—限位銷 3—下模板 4—銷釘 5—沖孔凸模 6—拉深凸模 7、29—螺釘 8—下推件塊 9—擋料銷 10—凸凹模 11—上固定板 12—上墊板 13—卸料螺釘 14—銷釘 15—模柄 16—打桿 17—頂桿 18—沖孔凸模 19—上模座 20—推件塊 21—導(dǎo)套 22—蓋板 24—導(dǎo)柱 25—卸料板 26—凹模 27—下固定板 28—頂桿 2.6 沖壓設(shè)備的選定 - 23 -壓力機噸位可按式 4-38[3] F 壓≥（1.7～2）F 總估算公稱壓力來選取壓力機。選用公稱壓力為 630KN 的開式壓力機。其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力： 630KN滑塊行程： 130mm最大閉和高度： 360mm封閉高度調(diào)節(jié)量： 80mm工作臺尺寸：（前后）480mm×（左右）710mm 最大裝模高度： 250～315mm模柄孔尺寸： 50mm×80mm?2.7 工作零件的加工工藝性本副模具的工作零件都是旋轉(zhuǎn)體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。拉深凸模、沖孔凸模、凸凹模和落料凹模的加工工藝過程見加工工藝卡2.7.1 拉深凸模加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 07機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 凸模零（部）件名稱 拉深凸模共（ ）頁第（ ）頁 - 24 -材料牌號Cr12毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ56mm每個毛坯可制件數(shù)5每臺件數(shù)5備注工時工序號工序名稱工序內(nèi)容 車間工段設(shè)備工 藝裝 備準終單件05 下料鋸成 Φ46mm×52mm 下料車間鋸床10 車削粗車外圓 Φ42 模具車間車床15 銑銑內(nèi)孔達圖紙要求 模具車間銑床20 車削精車外圓 Φ41.5達尺寸要求模具車間車床25 熱處理淬火并回火達58～62HRC熱處理車間30磨外圓和右端面磨外圓 Φ62.5和 Φ20.5達到要求模具車間 磨床35 鉗研磨 Φ41.21達圖樣要求 模具車間標記記數(shù)更改文件號簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期 - 25 -2.7.2 沖孔凸模加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 08機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱凸模零（部）件名稱 沖孔凸模共（ ）頁第（ ）頁材料牌號Cr12毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ30mm每個毛坯可制件數(shù)5每臺件數(shù)5備注工時工序號工序名稱 工序內(nèi)容 車間工段設(shè)備工 藝裝 備準終單件05 下料鋸割下料Φ30mm×70mm下料車間鋸床10 鍛鍛成 Φ27mm×65mm 鍛造車間空氣錘15 熱處理退火 熱處理車間熱處理爐20 車削車外圓 Φ20.5，留磨量 0.5mm；車退刀槽2×1；掉頭車左端，留磨量 0.2mm車外圓 Φ15.5，留磨量 0.5mm車外圓 Φ9.18，留磨量 0.5mm模具車間車床25 熱處理淬火并回火達58～62HRC熱處理車間30磨外圓和右端面磨外圓 Φ62.5和Φ20.5達到要求模具車間磨床 - 26 -35 鉗研磨 Φ9.1802.?達圖樣要求模具車間標記記數(shù)更改文件號簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期 - 27 -2.7.3 凸凹模加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 06機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱凸模零（部）件名稱 凸凹模共（ ）頁第（ ）頁材料牌號Cr12毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ105mm每個毛坯可制件數(shù)5每臺件數(shù)5備注工時工序號工序名稱 工序內(nèi)容 車間工段設(shè)備工 藝裝 備準終單件05 下料鋸成 Φ105mm×65mm 下料車間鋸床10 車削粗車外圓 Φ100mm; 車退刀槽 2×1； 粗車外圓 95mm模具車間 車床15 銑銑內(nèi)孔 Φ36mm和Φ45.61mm達圖紙要求模具車間 銑床20 車削精車外圓 Φ96mm和Φ91mm達尺寸要求模具車間車床25 熱處理淬火并回火達58～62HRC熱處理車間30磨外圓和右端面磨外圓 Φ96mm和Φ91mm達到要求模具車間磨床35 鉗研磨外圓達圖樣要求 模具車間 - 28 -標記記數(shù)更改文件號簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期 - 29 -2.7.4 凹模加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 05機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱凸模零（部）件名稱 沖孔凸模共（ ）頁第（ ）頁材料牌號Cr12毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸260mm×260mm每個毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工時工序號工序名稱 工序內(nèi)容 車間工段設(shè)備工 藝裝 備準終單件05 下料鋸割下料260mm×260mm×60mm下料車間鋸床10 銑粗銑252mm×252mm×52mm; 粗銑 Φ95mm和Φ90mm鍛造車間空氣錘15 鉆鉆 Φ16mm銷孔和螺孔鉆 Φ6mm限位孔鉆床20 銑精銑250mm×250mm×50mm；精銑 93mm熱處理車間熱處理爐25 電火花電火花加工Φ90.69mm電火花車間電火花30 熱處理淬火并回火達58～62HRC熱處理車間 - 30 -35磨外圓和右端面磨外形達到要求模具車間磨床40 鉗 研磨達圖樣要求模具車間標記記數(shù)更改文件號簽字 日期 標記處數(shù)更該文件號設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期 - 31 -結(jié) 論三年的大學(xué)學(xué)習(xí)生涯已接近尾聲，這次畢業(yè)設(shè)計是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我感覺到自己確實收獲了許多。通過這次自己設(shè)計一套模具，讓我對沖壓模有了更加深刻的了解，使我能夠綜合運用各種沖壓模具設(shè)計資料上的知識，懂得了在遇到難題時該如何去查找資料來解決問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)知識。并逐步樹立了正確的設(shè)計思想，增強了創(chuàng)新意識，熟悉掌握沖壓模具設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力；通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，進行了全面的沖壓模具設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。真正設(shè)計出一套模具是辛苦的，但設(shè)計的過程是充實的，這正是我在這次設(shè)計過程中深刻感受到的。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 - 32 -致 謝時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一