無凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設計

無凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設計,凸緣,圓筒,沖壓,成形,工藝,模具設計 機械加工工藝過程卡 （模具專業(yè)沖壓模具課題適用） 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 凸凹模 共（）頁第（）頁 材料牌號 毛坯 種類 鍛造毛坯 毛坯外型尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺 件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 01 備料 將毛坯鍛成圓柱體 鍛造 02 粗車 粗車外輪廓和型孔 機加工 車床 03 鉗工劃線 劃出安裝孔的位置線 04 加工安裝孔 按位置加工安裝孔 鉆床 05 淬火 淬火達到60~64HRC 加熱爐 06 精磨 精磨外輪廓和型孔 磨床 07 拋光 拋光外輪廓和型孔 拋光機 08 刃磨 09 鉗工精修 10 檢驗 11 12 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 13 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 落料凹模 共（）頁第（）頁 材料牌號 毛坯 種類 鍛造毛坯 毛坯外型尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺 件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 01 備料 將毛坯鍛成圓柱體 鍛造 02 熱處理 退火 鍛造 加熱爐 03 粗車 車外輪廓和端面 機械加工 車床 04 熱處理 調質 鍛造 加熱爐 05 磨平面 機械加工 磨床 06 鉗工劃線 劃出各孔位置線、型孔輪廓 鉗工 07 銑孔 達到設計要求 機械加工 銑床 08 加工螺釘空、銷釘孔及穿絲孔 按各位置加工螺釘孔、銷釘孔、穿絲孔 機械加工 鉆床 09 熱處理 按熱處理工藝，淬火回火達到60~64HRC 鍛造 加熱爐 10 磨平面 精磨上、下平面 機械加工 磨床 11 線切割 按圖切割型孔達到尺寸要求 線切割機床 12 鉗工精修 全面達到設計要求 鉗工 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 13 檢驗 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 3 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生2000字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 文 獻 綜 述 在設計之前首先應該對國內外的模具發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有所了解，以便在設計過程中能夠正確、合理地設計出一套模具。下面就先分析一下國內外的模具發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢以及我國的模具發(fā)展現(xiàn)狀。 我國模具行業(yè)將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。 1、隨著工業(yè)產(chǎn)品質量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)正呈現(xiàn)出多品種、少批量，復雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點，沖壓模具也正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應市場的變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術正在由手工設計、依靠工人的經(jīng)驗和常規(guī)的機械加工技術向計算機輔助設計（CAD）、數(shù)控加工中心進行切削加工、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花等為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術方面轉變。模具的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢如下詳述： 1）CAD/CAM技術的應用：CAD/CAM是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種，是模具設計與制造行業(yè)的有效輔助工具；通過它能夠對產(chǎn)品、模具結構、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應用與模具的設計與制造加工的過程中，并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。 2）模具標準件：模具的標準化對縮短模具制造周期、提高質量、降低成本起到很大的作用。我國的模具標準化程度達到30%以下，而國外先進國家達到70%—80%左右。這樣，不僅有利于國內的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國際化發(fā)展。 3）模具的制造精度：國外的制造水平能夠是制造公差達到0.003—0.005 mm，表面的粗糙度達到Ra 0.0002 mm以下（花10以上）；我國的制造水平可以是制造公差達到0.01—0.02 mm,模具表面的粗糙度達到Ra0.00160.0008 mm（花7—8）。由此可見，如今模具技術的發(fā)展水平還是很高的，但也可以看出我國在這方面的技術與國外先進國家還有很大的差距。 4）模具的使用壽命：國外的沖壓模具的使用壽命，（合金鋼制模）500—1000萬次，（硬質合金制模）2億次；我國的沖壓模具的使用壽命分別為：100—400萬次，6000—1億次。模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產(chǎn)效益。 5）模具的加工制造設備：國外已經(jīng)廣泛地使用了數(shù)控加工中心，線切割，電火花，化學腐蝕等先進的設備，大大地提高了模具的制造周期。 2、我國的模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀：進入21世紀，隨著科學技術的發(fā)展，我國的工業(yè)化程度也有了很大地提高，特別是在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。如：在模具設計與制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，復雜，高效，長壽命的模具，并且能夠出口到國外，打開國外的市場。但是，目前我國的沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成型工藝，模具標準化，模具設計，模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國的模具在壽命，效率，加工精度，生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。因此這就需要我們努力去研究，推動我國模具業(yè)的發(fā)展。 3、在查閱、收集有關資料的時候，不僅使我對模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、模具的設計與制造技術等有了更多，更全面地了解；而且收集到了許多有關本課題的研究，與本課題相關、相似的東西，查找各種有關模具設計與制造方面的經(jīng)驗公式，和經(jīng)驗數(shù)據(jù)；通過查閱資料和文獻能夠將課堂上所學習到的理論知識，與實際生產(chǎn)當中的實例相結合去更好地成設計任務；并且使我在課程設計上有了更多的設計思路，也有了更多的考慮空間，同時也使我在設計的過程中能夠從多方面地去考慮問題——模具設計的合理性及對設計好的模具在工作過程中可能會出現(xiàn)的問題及解決辦法，所積累的這些寶貴經(jīng)驗對我以后的工作是很有幫助的。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 1、 先通過收集和查閱各種文獻資料和與同學老師的交流、指導，對目前國內外的模具（沖壓模具）的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢進行深入的了解，預計用時間二天； 2、 對工件進行結構形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細地分析，并查閱相關資料看是否符合常規(guī)零件結構設計，預計用時兩天； 3、 經(jīng)過對工件的結構工藝性分析，擬訂可行的沖壓工藝方案，并經(jīng)過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產(chǎn)應用，估計用時間一天； 4、 進行主要的設計計算，利用各種經(jīng)驗公式或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)對沖壓力（沖裁力、卸料力、總沖壓工藝力），壓力中心的位置，工作零部件的刃口尺寸的設計計算以及彈性卸料元件橡膠的設計，預計需用時間四天； 5、 根據(jù)工件的結構，材料，生產(chǎn)批量來進行模具的總體設計，包括模具的類型，定位方式，卸料方式，導向方式等方面的設計；在設計中，應該綜合考慮模具的安裝，維修，生產(chǎn)效率等，預計用時間兩天； 6、 對模具的主要零部件進行設計，主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和導柱導套等零件，根據(jù)工作需要的強度來設計尺寸，包括各零件的圖紙，預計需用時間五天； 7、 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡圖）需要用時間兩天； 8、 模具主要零部件的加工工藝過程（凸模、凹模、）分析與設計，預計用時間一天； 9、 模具的裝配與調試，預計用時兩天。 畢業(yè)設計/論文說明書目錄 緒 論 1 一、零件及其沖壓工藝分析 4 1.1 工藝計算 4 1.2 毛坯尺寸的計算 5 1.3 拉深次數(shù)的確定 5 二、工藝方案的確定 6 三、主要工藝參數(shù)的計算 7 3.1 毛坯尺寸的計算 7 3.2 排樣及相關尺寸的計算 8 3.3 沖壓工序壓力的計算 8 四、模具工作部分尺寸的計算 11 4.1 拉深模的間隙 11 4.2 拉深模的圓角半徑 11 4.3 凸凹模工作部分的尺寸和公差 11 4.4 確定凸模的通氣孔 11 五、計算成型部件的尺寸 12 5.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸的計算 12 六、模具總體設計 13 6.1 模具類型的選擇 13 6.2 定位方式的選擇 13 6.3 卸料、出件方式 13 6.4 連接與固定零件的選擇 13 6.5 導向方式的選擇 14 七、主要零部件設計 15 7.1 工作零件的結構設計 15 7.2 其他零部件的設計與選用 15 八、 模具總裝圖 17 九、 工作零件的加工工藝 18 9.1 沖裁凸凹模的主要技術要求 18 9.2 沖模工作零件的材料和熱處理 18 9.3 凸模加工工藝過程 18 十、 模具的裝配 19 10.1 裝配下模部分 19 10.2 裝配上模部分 19 10.3 沖裁模具的試沖 20 結 論 21 致 謝 22 參考文獻 23 無凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設計 緒 論 沖壓使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進行加工。常溫下進行的板料沖壓加工成為冷加工。冷沖壓除部分冷擠和冷鍛等體積沖壓工序外，主要原料材料是板料（金屬和非金屬），因此，有“板料沖壓”之稱。 在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，成為沖壓模具。沖模在實現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝設備，與沖壓件是“一模一樣”的關系，若沒有符合要求的沖模，已不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進的沖模，先進的沖壓成型工藝就無法實現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成型工藝、先進的模具、高效的沖壓設備是必不可少的三要素。 根據(jù)冷沖壓材料變形的基本方式不同，冷沖壓可分為沖裁、彎曲、引伸、冷擠、成型等幾種基本工序。用于上述各工序的冷從模，分別稱為沖裁模、彎曲模、引申模、冷擠模、成形模等。分析這些工序的特征，解決相應的特征，解決相應工序模具的設計問題，便是本課程的基本任務。對冷沖壓的新工藝、模具的性技術及其新材料、模具壽命問題和自動送進能夠料裝置等，亦將作適當?shù)姆治觥? 沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術方面，還是在經(jīng)濟方面，都具有許多獨特的優(yōu)點。生產(chǎn)的質檢所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。但需要指出的是，由于進行沖壓成形加工必須具備相應的模具，而模具是技術密集型產(chǎn)品，其制造屬但見小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度要求高、生產(chǎn)成本高的特點。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成形加工的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟效益。 由于沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。板料沖壓加工在國民經(jīng)濟制造行業(yè)中占有十分重要的地位,在機械、電子、汽車、航空、輕工業(yè)(如自行車、照相機、五金、日用器皿等生產(chǎn))等領域有廣泛的應用。由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在我國現(xiàn)代化建設中有著廣闊的發(fā)展前景，因而需要大量的工程技術人員，國外發(fā)達國家對沖壓加工技術的應用、研究和開發(fā)都比較重視。我國也非常重視沖壓技術人才的培養(yǎng)，全國除了有幾十所設有金屬塑性加工專業(yè)外，還有為數(shù)眾多的?？茖W校、職業(yè)技術學校培養(yǎng)沖壓工藝與模具的各級各類技術人才。并且沖壓是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。模具使大批量生產(chǎn)同行產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。 冷沖壓的推廣和發(fā)展少、無且屑加工是提高機械加工、提高生產(chǎn)率的技術發(fā)展方向。介于模具是實現(xiàn)少、無切屑加工的重要工藝裝備之一，因此，隨著生產(chǎn)的高速度發(fā)展個冷沖壓、精沖壓、冷擠壓、溫（熱）擠壓、半液態(tài)擠壓、旋壓、爆炸成型等少、無且屑加工新工藝的推廣使用，對模具的產(chǎn)量和質量提高到了很高的要求，許多企業(yè)因為模具影響來新工藝的應用，設置影響到產(chǎn)品試制或生產(chǎn)，以模具技術水平的先進與落后（主要表現(xiàn)在模具制造周期、使用壽命、模具制造精度及成本等四個方面）是能否多快、好、省的發(fā)展機電工業(yè)產(chǎn)品的關鍵，也是衡量工業(yè)發(fā)展程度的重要標志之一?！爱a(chǎn)品要發(fā)展，模具是關鍵”這一點，應該引起我們的足夠重視。 近年來，我國模具行業(yè)的廣大工人、干部和技術人員，以實現(xiàn)四個現(xiàn)代化為奮斗目標，在模具結構、加工工藝新材料應用和模具使用等方面取得來可喜的成績，為機電產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展做出了貢獻。 當前各種模具設計和制造技術的發(fā)展主要趨勢是： (1) 模具的設計與結構綱要與成型工藝的高速自動精密化相適應，即發(fā)展高效率、高壽命、高精度的模具； (2) 積極開展標準化工作，擴大標準件范圍，推行模具典型組合結構，最大限度地縮減模具臨時的設計和制造工作量。 (3) 采用計算機輔助設計，提高設計質量，縮短設計周期。 (4) 減少模具制造中的手工操作比例，采用計算機輔助制造模具，提高加工自動化程度，發(fā)展電工技術，發(fā)展反饋控制自動仿行機床，擴大數(shù)控銑床的應用。 (5) 發(fā)展各類建議模具及建議模具的各類材料，以適應小批和試制的生產(chǎn)需要； (6) 發(fā)展高強度、高壽命及特殊性能的模具鋼材； (7) 發(fā)展模具表面處理工藝，提高壽命。 總的來說我國模具工業(yè)起步晚、基礎差，就總量來看，大型、精密、復雜、長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。為了進一步振興模具工業(yè)，國家有關部門進一步部署，相信在政府的大力支持下，通過本行業(yè)和相關行業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力，我國模具工業(yè)水平必將大大提高，為國家經(jīng)濟建設做出更大的貢獻。 沖壓模具設計與制造課程設計 1零件及其沖壓工藝分析 圖 1-1 該零件為空心圓筒形件的拉深，形狀簡單對稱，所有尺寸均為自由公差，對零件的厚度變化也沒有要求。在滿足工藝性要求時，進行大批量生產(chǎn)，一般采用拉深成形。圓筒形件的毛坯為圓形板料，可以通過落料獲得。因此，該零件在滿足沖壓工藝性要求的前提下，采用的沖壓工 序是落料、拉深，可在最后再安排一道修邊工序達到要求。 該零件的外徑為φ20，精度等級為IT14級，拉深工藝容易保證。 該零件的圓角半徑R2能滿足拉深工藝對該處圓角的要求。[R≧（2—3）t] 上所述，該零件的精度及結構尺寸都能滿足沖壓工藝要求。在大批量生產(chǎn)時，可用沖壓加工。沖壓的基本工序是落料拉深。 1.1 工藝計算 由圖可知，因為材料的厚度是0.5㎜，所以： 零件的直徑為 ｄ﹦20－﹦ ㎜ 零件的高度為 ｈ﹦10－＝ ㎜ 圓角的半徑為 ｒ﹦2 ㎜ 料的厚度為 ?。舂?.5 ㎜ 圖1-2 1.2 毛坯尺寸的計算 由于板料的厚度是0.5㎜，故可直接但工件的尺寸計算，不必按中心線尺寸計算。因此： ﹦ 查《實用沖壓技術手冊》表4-4[10]?？刹榈茫盒捱呌嗔喀末? ㎜則 H﹦ｈ＋δ﹦＋1﹦ ㎜ 依據(jù)圓筒形件拉深時的毛坯尺寸計算公式（式4—1）[10]為： 將㎜，㎜，㎜代入上式中，即得毛坯的直徑為： ㎜ 1.3 拉深次數(shù)的確定 1.3.1 確定是否用壓邊圈 因 由《沖壓模具設計與制造》表4.4.4[3]可查得：可以不用壓邊圈，但是為了保險起見，首次拉深仍采用壓料圈。采用壓料圈后，首次拉深可以選擇較小的拉深系數(shù)，有利于減少拉深次數(shù)。 查表4.4.3[5]可得極限拉深系數(shù)： ﹦0.50～0.53 取 ﹦0.53 ﹦0.75～0.76 取 ﹦0.76 零件所需的拉深系數(shù)： ﹦ 所以該零件能一次拉深成形。 2 工藝方案的確定 根據(jù)以上分析，沖壓該零件可能有以下三種方案： 方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。 單工序模易于制造和維修，模具在沖床上安裝時，調整間隙的均勻度困難，凸模與凹模的相對正確位置只能靠沖床導軌與滑塊的配合精度來保證，因此模具的導向精度低，使用安全性差，不是與薄板料的沖裁。雖然模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，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：落料—拉深復合模。采用復合模生產(chǎn)。 調料在復合模中進行沖裁時，一次定位就可以完成沖裁件的內外形尺寸，故制件的內外形的位置尺寸精度高，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)效率高，適合位置精度高、生產(chǎn)批量大的制件選用。但這種模具結構復雜，制造困難、周期長，當制件內外形尺寸像差較小時也不宜選用復合模。 復合模結構上的特點是具有既是落料凸模又是沖孔凹模的所謂凸凹模。利用復合模能夠在模具的同一部位上同時完成制件的落料和沖孔工序，從未而保證沖裁件的內孔與外援的相對位置精度和平整性、生產(chǎn)效率高；而且條料的定位精度比連續(xù)模低，模具輪廓尺寸也比連續(xù)模小。但是，模具結構復雜，不易制造，成本高，適合于大批量的生產(chǎn)。而且只需一副模具，生產(chǎn)效率高，盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難 方案三：拉深級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 壓力機一次沖程中，在模具不同部位上同時完成數(shù)道沖裁工序的模具，稱為連續(xù)模。使用連續(xù)模可以減少模具和設備數(shù)量，提高生產(chǎn)效率，而且容易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。但連續(xù)模比簡單模制造復雜，成本也高。雖然只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結構比較復雜，送進操作不方便。 通過對上述方案的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓采用方案二為佳[9]。 3 主要工藝參數(shù)的計算 3.1 毛坯尺寸的計算 　　根據(jù)表面積相等原則，有解析法求該零件的毛坯直徑D。已求得 　　　　　　　　　　　　　D﹦ ㎜ 3.2 排樣及相關尺寸的計算 　 根據(jù)零件的工藝性的要求，采用有廢料直排的排樣方式，排樣圖3-3所示如下： 3.2.1 沖裁件面積的計算 ㎜ 3.2.2 板料厚度是ｔ﹦0.5 ㎜，則表2.5.2可查得 工件間的搭邊值： 　　﹦1.2 ㎜ 　　　　　　　　側面間的搭邊值： 　　 ﹦1.5 ㎜ 　 條料與導料板的間隙： 　　﹦0.5 ㎜ 　　　因此條料寬度的值如下： ㎜ 　3.2.3 步距[3] ㎜ 3.2.4 一個步距內材料的利用率[3] η﹦ 3.2.5 成形次數(shù)的確定 由前所述，零件可一次拉深成形，所以采用落料—拉深復合模。 　 3.3 沖壓工序壓力的計算 3.3.1 計算壓邊力 　　　由表4.24[3]確定壓邊力的計算： 式中， ㎜， ㎜，由表4.25查得:。 把各已知數(shù)據(jù)代入上式，得壓力為： 3.3.2 計算壓邊力 　　查表4.17[3]計算拉深力 　　　　　　　　　　 　　已知，由表4.18查得，。代入上式得　　　　 N 3.3.3 計算沖裁力 [3] 　　已知㎜，， ㎜，代入上式為 3.3.4 綜合以上計算可得總的沖壓力 N 　　 故　?。剑?N 　　因該副模具采用的是正裝的復合模，固定卸料與推件。 3.3.5 選用沖壓設備 設備類型選擇的主要依據(jù)是所完成的從壓工序性質、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求、現(xiàn)有設備條件等。 中小型沖壓件主要選用開式單柱（或雙柱）的機械壓力機；大、中型沖壓件多選用雙柱閉式的機械壓力機。根據(jù)沖壓工序可分別選用通用壓力機、專用壓力機（擠壓壓力機、精壓力、雙動拉伸壓力機等）；大批量生產(chǎn)時，可選用高速壓力機或多工位自動壓力機；小批量生產(chǎn)，尤其大型后半零件的成行時，可采用液壓機。 壓力機技術參數(shù)選擇主要依據(jù)是沖壓件尺寸、變形力大小及模具尺寸，并進行必要效核。 壓力機的行程，必須保證成型備料能夠放入、成型零件能夠取出。 壓力機的裝?？臻g必須與沖模總體結構尺寸相適應。壓力機工作臺面的尺寸應大于模具的總體平面尺寸，并留有安裝固定的余地。壓力機的裝模高度貨幣和高度應與模具的閉合（封閉）高度相適應。模具與壓力機相關的尺寸以在以上算出來。 沖模的閉合高度是指指模具工作形成終了時，上模座的上平面只小木做得下平面之間的距離。而壓力機裝模高度是指壓力機滑塊在下止點時，滑塊下平面之墊板上平面之間的距離。封閉高度和裝模高度相差一個墊板厚度。沒有墊板的壓力機，其封閉高度與裝模高度相等。 沖模的封閉高度必須在壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間。一般取： 式中：—— 壓力機最大封閉高度（㎜）； —— 壓力機最小封閉高度（㎜）； —— 沖模的封閉高度（㎜）； —— 墊板高度（㎜）。 根據(jù)沖壓工藝力計算結果并結合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機。 其參數(shù)如下： 公稱壓力： 25 噸 滑塊行程： 65 ㎜ 行程次數(shù)： 120次 最大閉合高度： 220毫米 連桿的調節(jié)長度： 45毫米 工作臺前后×左右： 300×450毫米 電動機的功率： 1.5千瓦 4 模具工作部分尺寸的計算 4.1 拉深模的間隙 　　由表查得拉深模的單邊間隙為 ㎜ 　　則拉深模的間隙 ㎜ 4.2 拉深模的圓角半徑 凹模的圓角半徑按表選取， ㎜。 4.3 凸凹模工作部分的尺寸和公差 由于共建要求內形尺寸，則以凹模為設計基準。土木尺寸的計算見表。 將模具公差按級選取，則 ㎜。 把 ㎜， ㎜， ㎜代入上式，則凹模尺寸為 ㎜ 間隙取在凸模上，則凸模的尺寸按表計算，即 把 ㎜， ㎜， ㎜， ㎜代入上式，則凸模尺寸為 ＝ ㎜ 4.4 確定凸模的通氣孔 由表4.32[3]查得，凸模的通氣孔直徑為5㎜。 5 計算成型部件的尺寸 5.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸的計算 由圖可知，該零件屬于無特殊要求的一般落料件。外形尺寸φ34㎜根據(jù)表查得其公差為， ㎜。 由表查的： Zmax﹦0.03㎜ Zmin﹦0.02㎜ Zmax－Zmin﹦0.03－0.02﹦0.01㎜ 由標準公差表查得： 工件尺寸φ34㎜，公差等級為IT14級。由此可得到：取x﹦0.5㎜。 設凸、凹模按IT6和IT7級加工制造, 則 　查表2.4. 1[4]可得:：﹦0.03，﹦0.02。 ﹦＝（ ㎜＝ ㎜ ﹦＝ ㎜= ㎜ 　　校核 0.016＋0.025﹦0.041㎜＞0.01㎜。（不能滿足間隙公差條件） 　　因此，只有縮小 、，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內。 　　由此可?。? ≤0.4(Zmax－Zmax) ﹦0.4×0.01﹦0.004㎜ ≤0.6(Zmax－Zmax) ﹦0.6×0.01﹦0.006㎜ ﹦φ ㎜ ﹦φ ㎜ 6 模具的總體設計 6.1 模具類型的選擇 　　由沖壓工藝分析可知，為提高生產(chǎn)率，降低模具的制造難度，減少制造成本，常用落料拉深復合模，但要求落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚不能過薄，否則強度不夠，此設計中凸凹模的壁厚為： 由板料厚度t=0.5，可查的凹模的最小壁厚a=1.6，最小直徑D=15㎜。因此能保證其足夠的強度，采用復合模是合理的。 6.2 定位方式的選擇 為了保證模具正常工作并沖出合格的制件，要求在送進的平面內，毛坯（塊料、條料）相對于模具的工作零件處于正確的位置。毛坯在模具中的定位有兩方面內容：一是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進導向；二是在送料方向上的定位，用來控制送料的進距，通常稱為擋料。 因為該模具使用的是條料，所以導料采用導料板。送進步距的控制采用擋料銷。 6.3 卸料、出件方式 　由于拉深深度不能太大，材料較薄，因此可采用落料正裝式，拉深倒裝式，模座下安裝鉸沖器，兼作壓力與沖件裝置，另設有彈性卸料和剛性推件裝置模具采用固定卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提供壓邊力。 6.4 連接與固定零件的選擇 沖模的連接與固定零件大都以標準化了，設計時查閱模具零件手冊選用[7]。 6.4.4 模柄 模柄又稱為模把。通過它將上模與沖床的滑塊連在一起。模柄的結構形式有：通用模柄；壓入式模柄，與上模板壓入時H7/h6配合，模柄裝入后要與上模板一起平頂面，并與模柄軸線有良好的垂直度；螺旋式模柄，它具有拆卸方便，又不降低上模板強度等優(yōu)點，但這種模柄軸線與上模板垂直度較差；根據(jù)以上模柄的特點，應選擇壓入式模柄。 6.4.2 墊板 墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳來的壓力，以減少上模板所承受的單位壓力，保護凸模頂端面的上模板面不被凸模頂端壓陷，沖模是否加墊板，要根據(jù)上模板單位承壓力的大小確定。 6.5導向方式的選擇 該副模具可以選用的導柱有后側的導柱和中間導柱，后側導柱一般應用于公差等級要求不高的情況下。但是由于導柱在一側，沖壓時容易產(chǎn)生偏心力矩，使模具偏斜，影響模具壽命和工件的質量。而中間導柱應用于公差等級要求高的場合。因為工件的公差等級要求一般，且工件較小，對工件的質量無特殊要求。所以考慮到裝模力使模具采用后側布置導柱導套模架。 7 主要零部件設計 7.1 工作零件的結構設計 　　為了實現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。圖7-1所示為拉深凸模，其長度可按下式計算： 式中：——凸模固定板的厚度，； ——凹模固定板的厚度，； ——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； 　　凸凹模因為型孔較多，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度58~62HRC）外，材料也用淬火變形小的模具鋼。 7.2 其他零部件的設計與選用 7.2.1 彈性元件的設計 　　頂件板在成形過程中一方面起壓邊作用，另一方面還可以將成形后在拉深凸模上的工件卸下，其壓力由標準緩沖器提供。 7.3.2 模架及其他零部件的選用 模具選用中間導柱標準模架，可承受較大的沖壓力。 導柱，導套分別為206532。 上模座厚度取25，　　即　=25； 上模墊板厚度取10，　即　=10； 彈性卸料板厚度取10，即　=10； 下固定板厚度取10，　即　=10； 下模墊板厚度取10，　即　=10； 下模座板厚度取30，　即　=10； 模具閉合高度： = ++++++ 　 = （2.5+10+36+20+10+10+3015）=126； 式中：—— 凸、凹模的高度，=36； —— 凹模的厚度，=20； —— 凸、凹模進入落料凹模的深度，=15； 可見該模具閉合高度小于所選壓力機的最大裝模高度（170），可以使用。 8 模具總裝圖 由以上設計，畫出模具總裝圖（如圖8-1所示），為了實現(xiàn)落料，后拉深，應保證模具裝配后拉深凸模的端面比落料凹模端面低3。 模具工作過程：將條料送入彈性卸料板12下長條形槽中，平放在凹模面上，并靠著槽的一側，壓力機滑塊帶著上模下行，凸凹模9下表面首先接觸條料，并與壓邊圈14一起壓住條料，先落料，后拉深。當拉深結束后，上?；爻?，落料后的條料彈性卸料板12從凸凹模上卸下，拉深成形的工件由壓力機上活動橫梁通過推件塊5從凸凹模中剛性打下，用手工將工件取走后，將條料往前送進一個步驟，進行下一個工件的生產(chǎn)。 9 工作零件的加工工藝 本副模具工作零件都是旋轉體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。 9.1 凸模加工工藝過程 　　圓形凸模加工比較簡單，熱處理前毛坯經(jīng)車削加工，配合面留有適當磨削余量；熱處理后，經(jīng)外圓磨削即可達到技術要求。 9.1.1 凹模加工工藝過程 熱處理前可采用鉆、鉸（鏜）等方法進行粗加工和半精加工。熱處理后型孔可通過研磨或內圓磨削精加工。 9.1.2 凸凹模工作型面的機械加工方法 凸凹模零件一般由兩部分組成，即工作部分（用于沖壓工件）和非工作部分（用于裝配和連接等），非工作部分可采用普通機械加工方法，如車、銑、刨、磨、鉗 等。工作部分由于形狀結構復雜，經(jīng)熱處理后硬度高等原因，熱處理之前采用車、銑、刨、磨等進行粗加工或半精加工，熱處理之后再進行精加工[9]。 10 模具的裝配 本模具的裝配選擇凸、凹模為基準件，先裝上模，再裝下模。具體裝配過程如下： 10.1裝配下模部分 10.1.1 在已裝配凹模的固定板上面安裝定位板 　　將已經(jīng)裝好凹模、定位板的固定板置于下模座上，找正中心位置，用平行夾頭夾緊，依靠固定板的螺釘孔在鉆床上對下模座預鉆螺紋孔錐窩。拆開固定。按已經(jīng)預鉆的錐窩鉆螺紋底孔并攻螺紋，再將凹模固定板重新置于下模座上找正位置，用螺釘緊固，鉆、鉸定位銷孔，裝入定位銷[8]。 10.2裝配上模部分 （1）將卸料板套裝在凸凹模上，兩者之間墊入適當高度的等高墊鐵，用平行夾頭夾緊。以卸料板上的螺孔定位，在上墊板上鉆出錐窩。 （2）將已裝入卸料板的凸凹模插入凹?？字校诎寄：托读习逯g放等高墊鐵，并將墊板置于固定板上，再裝上上模座。用平行夾頭夾緊上模座和卸料板，以卸料板上的孔定位，在上模座上鉆錐窩。然后拆開以錐窩定位鉆孔后，用螺釘將上模座、墊板、卸料板連接并稍加緊固。 （3）調整凸、凹模的間隙 將已裝好的上模部分套裝在導柱上，調整位置使凸凹模插入凹模孔中，根據(jù)配合間隙采用前述調整配合間隙的適當方法，對凸、凹莫間隙調整均勻。并以紙片作材料進行試沖。如果紙樣輪廓整齊、無毛刺或周邊毛刺均勻，說明配合間隙均勻。如果只有局部有毛刺，說明配合間隙不均勻，需重新調整均勻為止。 （4）配合間隙調整好，將凸凹模卸料板螺釘緊固。鉆鉸定位銷孔，賓桿狀定位銷定位[10]。 　 （5）在橡膠圈的作用下卸料板處于最低位置時，凸凹模下端應比卸料板下沿短0.5，并上下靈活運動。 10.3 沖裁模具的試沖 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不足，并找出原因以利改正。并能夠對模具進行適當?shù)恼{整和修理，直到模具正常工作沖出合格之間為止。 沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應在模具模座正面打刻編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。 結 論 本課程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)設計使我再復習老知識的同時學到了許多新知識，對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。 在設計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等隊要設計的問題進行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。 通過對落料拉深模的設計，使我對拉深模有了深刻的認識，特別是這種帶有落料拉深復合模具的設計。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、卸件機構選用等。 一個多月斷斷續(xù)續(xù)的設計與研究，修改再修改，終于可以暫時畫上個句號，但由于缺乏實踐經(jīng)驗，對一些零部件的設計以及相關尺寸的計算，壓力計的選用等方面還存在很多疑惑，難免有疏漏之處，懇請老師給予指正。 致 謝 本次設計是一次學期總結，也是對所學專業(yè)的總結。收筆之余，首先感謝專業(yè)老師的指導，特別是畢業(yè)設計指導老師原老師，在她的指點和教誨下，我順利完成了設計。 隨著畢業(yè)設計的結束，大學三年學習也將畫上句號，此時此刻心情復雜。三年來作為學生，當然最重要的任務就是學習，尤其要重視專業(yè)課的學習，沒有過硬的知識在將來人才的競爭中就要成為弱者。通過這三年的學習，我已經(jīng)徹底的適應了大學這種“師傅領進門，修行在個人”的教學方式。我覺得這種方式非常好，讓我們在得到老師正確指導的同時，還可以自己安排時間進行自學，讓我們懂得應該抓緊時間充實自己，盡量多學一些東西。給了我們充分的學習自由，在也不會機械的“填鴨”了，讓我們多了許多可以充實自己的時間。我認為學問未必全在書本上，很多知識都需要自己的探索，在探索中掌握，所以我認為別管做什么都要靠自己獨立完成，這樣才能好的鍛煉自己。 就本次設計，基本上是自己獨立完成，在圖書館的來回奔波中，使我體會到時間的緊迫。通過自己的努力，畢業(yè)設計也圓滿結束，不管結果如何，拿著自己的勞動成果，心中有一種成就感，我知道這當然離不開老師們的諄諄教導。這次設計不但是對所學知識的鞏固和演練，也為以后的事業(yè)打下一定基礎，受益匪淺！ 參考文獻 ⑴ 鐘毓斌.沖壓工藝與模具設計.機械工業(yè)出版社 ⑵ 翁其金.冷沖壓與塑料成型.機械工業(yè)出版社 ⑶ 沖壓模具設計編寫組.沖壓模具設計手冊.機械工業(yè)出版社 ⑷ 任嘉卉.公差與配合手冊.機械工業(yè)出版社 ⑸ 劉建超，張寶忠.沖壓模具設計與制造.高等教育出版社 ⑹ 王秀鳳，萬良輝.冷沖壓模具設計與制造.北京航空大學出版 ⑺ 史鐵糧.模具零件設計手冊.機械工業(yè)出版社 ⑻ 楊玉英,崔令江.實用沖壓工藝及模具設計手冊.機械工業(yè)出版社 ⑼ 吳伯杰．沖壓工藝及模具.電子工業(yè)出版社 ⑽ 許發(fā)樾．實用沖壓技術手冊．機械工業(yè)出版社 第 24 頁 共 24 頁