3760 異形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)

3760 異形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),異形,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 異形端蓋沖壓模具設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)題目為異形沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了拉深，落料沖壓零件的設(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。介紹了沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，通過對(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)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。 the shell cover stamps forminghandicraftand design for dieAbstract：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. 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 : 王 方 昌 學(xué) 號(hào): 051305208 設(shè)計(jì)(論文)題目： 異形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日 ~ 5 月 20 日 指 導(dǎo) 教 師: 于智宏 2009 年 3 月 11 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：本設(shè)計(jì)題目為異形件拉深成形工藝與模具設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)拉深工藝生產(chǎn)較為熟悉，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)（論文）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）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析異形件拉深成形工藝并確定其工藝方案；（3）模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；（5）得出設(shè)計(jì)結(jié)論。 原始資料：工件圖及其尺寸材料： LY12厚度：0.5mm生產(chǎn)批量：大批量所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、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)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀在我國，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是 20 世紀(jì) 80 年代以來，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度明顯加快，產(chǎn)品數(shù)量明顯的迅速增加。這使得模具的需求量增加，質(zhì)量要求越來越高，從而使模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，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，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 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)口量較大的國家。在 2 萬多家生產(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， 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；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國內(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。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(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)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(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。 第五，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，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(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)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(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)； 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書33）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）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國外模具的現(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。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都越來越多的依賴模具來進(jìn)行加工。在電子、建材、汽車、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)品的開發(fā)能力。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展模具工業(yè)也迅速的發(fā)展。世界上一些發(fā)達(dá)的國家其模具工業(yè)總產(chǎn)值早已超過拉機(jī)床工業(yè)，其發(fā)展速度也超過拉機(jī)床、汽車、電子等工業(yè)。在這些國家，模具工業(yè)已經(jīng)成為國名經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。美國工業(yè)界稱“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ，日本模具協(xié)會(huì)稱“模具是促進(jìn)社會(huì)富裕的動(dòng)力 ”。模具的價(jià)值不只是指模具本身的價(jià)值，還在于它的應(yīng)用為社會(huì)創(chuàng)造的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。模具技術(shù)特別是制造精密、復(fù)雜、長壽命模具的技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要的標(biāo)志之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在汽車、電子、儀表、輕工等方面發(fā)展的速度，產(chǎn)品先進(jìn)、有競(jìng)爭(zhēng)力很大程度上取決與模具的供應(yīng)情況和先進(jìn)程度。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、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書4企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(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)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國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．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．1.3　異形拉深模具設(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)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書52.異形端蓋沖壓工藝的分析2.1 拉深件工藝分析原始資料：如圖所示 材 料：LY12 厚 度： 0.6mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書6此工件為并非一般的回轉(zhuǎn)體拉深工件，形狀也非簡(jiǎn)單對(duì)稱，經(jīng)本人仔細(xì)分析得出半球形體拉深和淺矩形拉深件的復(fù)合拉深件，由于半球形拉深是的凸模和工件之間是一點(diǎn)接觸由于接觸點(diǎn)承受全部的拉深力，故使得接觸點(diǎn)的材料發(fā)生嚴(yán)重的變薄，另外拉深過程中材料的很大一部分未被壓住故極容易起皺而且產(chǎn)生皺紋后因間隙大而不易去除，所以比較困難。而矩形件的拉深因本工件是屬于淺拉深又因?yàn)槭卿X材料性能好，綜合分析能夠被輕易拉深成形。所有尺寸均為自由公差，對(duì)工件厚度變化也沒有作要求。由于沒有公差等級(jí)標(biāo)注，所以可以按未標(biāo)公差等級(jí)處理。零件圖上未標(biāo)注公差尺寸按 IT14 精度計(jì)算。2.2 拉深工藝方案分析 2.2.1 拉深工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：拉深-切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：拉深級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的集合行裝簡(jiǎn)不對(duì)稱，模具制造并不困難，拉深后又要保證外形尺寸選擇拉深后再切邊。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便，加之尺寸偏大，通過對(duì)上述三種方案的分析比較，若該工件能一次拉深，則其沖壓采用方案二為佳。2.3 主要設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1 排樣方式的確定與計(jì)算設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，首先要設(shè)計(jì)條件排樣圖。由于零件外形尺寸為自由尺寸對(duì)精度要求不高， ，雖然這時(shí)會(huì)使零件外形尺寸公差等級(jí)降低但是經(jīng)過籌兼顧，全面考慮。這里我們采用少廢料排樣。如圖 1－2 所示 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書7圖 2－1 有廢料排樣查板材標(biāo)準(zhǔn)【2】宜選 1250mm×1500mm 的鋁板， A1： 零件面積A2: 鋼板面積（公式 1）227314073.5.910??? ????????（ ） （ ）＝ ％ 9.6 ＝ 1250＝ 3.7％2.3.2 沖壓力的計(jì)算該模具采用級(jí)進(jìn)模，擬選用彈性卸料下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算如下： 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書8由上式知 沖裁件面積 A1： A 1＝1721.1665mm 2條料寬度 B＝61mm步距 S S＝28mm一個(gè)步距的材料利用率 1?（公式 2）%18.90286/5.79%10/ ???xxBSnA?沖壓力：`沖裁力 F： F＝KLt bτ式中： F—沖裁力（KN）L—沖裁件剪切周邊長度（mm）t—沖裁件材料厚度—被沖材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）bτK—系數(shù)，一般取 1.3.上式抗剪強(qiáng)度 與材料種類和培料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中產(chǎn)迅查詢?為方便計(jì)算，可取材料的 ＝0.8 . 故沖裁力表達(dá)方式又可表示為：F＝1.3Ltbτb?≈Lt （公式 3）bτb?式中 —被沖裁材料抗拉強(qiáng)度（MPa）查手冊(cè)【3】得 Q215 鋼的 為 334～450MPa b?取 ＝340MPab[2(103)7(12)]1.5340915.4F N??????卸料力 Fx：Fx＝KxFKx—卸料力系數(shù) 見【1】表 2.6.1 取 Kx＝0.4Fx＝0.04×119515.44＝4780.6176N河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書9推件力 FT FT＝nK TF（公式 4）KT—推件力系數(shù)見【1】表 2.6.1 取 FT＝0.055n—同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)n=h/t式中：h—凹模洞口的直刃壁高度t—板料厚度n=h/t=0.5/1.5=6 查【1】表 2.9.4 h≥5 取 h＝5mm（公式 5）50.195.43286.7TFnKN???沖壓工藝總力 Fz:（公式 6）.0.1.46172.803Tzx N???彈性卸料：下出料方式2.3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模型腔和凸模圖，如圖 1-3 所示。 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書10圖 2-2 壓力中心表一：壓力中心坐標(biāo)各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值基本要素長度L/mmX YL1＝14.172 -103 0L2＝2.000 -102.263 -7.793L3＝101.586 -50.5 -8.5L4＝17.000 0 0L5=101.586 -50.5 -8.5L6=2.000 -102.293 -7.793L7=10.990 -97.5 -8.5L8=10.990 -56.5 -8.5L9=9.106 -21.5 -8.5合計(jì) 269.43河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11（公式 7）1219031290LxLxyy?????04.730.1.5860.5210.937.51096.21.50938.644x m?????????? ??07.93210.586.10.586.27.938.5109.8.59106y?????????? ??同理得出凸模的設(shè)計(jì)尺寸為 : 2.3.2 確定工件是否能一次拉深成形（1）坯料的相對(duì)厚度 工件的相對(duì)高度10.56810.9tD????查書表 得拉深的相對(duì)高度為 1.36～1.1。零件07.59HD????243＜0.58～0.48，故可以一次拉深成形。 2.3.3 確定是否用壓邊圈板料的相對(duì)厚度 0.5/5。由書表河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書12查得用壓料裝置。防止在拉深過程中起皺。??24.2.3.4 主要工作零件的尺寸計(jì)算1.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：書（公式 8）??min0.4Td?? -δ T△（公式 9）in.A0-δ A△ +Z式中： 、 —凹、凸模的尺寸； dTdmin—拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸；Δ—零件的公差；δ A、δ T—凹、凸模制造公差；Z—拉深模雙面間隙。查表 Δ＝0.74mm δ A=0.10mm δ T=0.07mm 書和資料由書公式（公式 8）得 ＝（1～1.1）t max 2tmax—板料厚度的最大極限尺寸。查資料得 tmax＝1.62mm Z=2×1.1×1.62=3.564mm 則 ??76.40.734.5Tdm???? 0 0-7-.0.1.. 86A m? 0-.1+6河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書132.2.5 選取拉深凸模與凹模的圓角半徑凹模圓角半徑確定根據(jù)書（公式 9） 0.8()ADdtr??—凹模圓角半徑1—坯料直徑—凹模內(nèi)徑d其中 D=98.5mm ＝80.6mm t=1.5mm 則0.8(9.56)1.45Ar????凸模圓角半徑確定 (0.71)TArr?:所以 (.)4.53.T?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書142.4 壓力及壓力機(jī)的選用2.4.1 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)又沒有沖裁件卡在凹模內(nèi)，所以落料力就是沖裁力?！　? 由書式（公式 10） 得（公式 10）KLF?沖 裁 b＝ t式中：L—沖裁周邊長度；t—材料厚度；—材料抗剪強(qiáng)度；?bK—系數(shù)。 一般取 1.3。由書表 1.3.6 查得 ＝200～310MPa。取 ＝255MPa。?b?b則河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書151.347.5121FKN???沖 裁 ＝2．拉深力的計(jì)算應(yīng)采用壓料圈由書式（4.4.10）得（公式 11）1F?拉 深 b＝ LtK式中： L—該次模斷面周長；—坯料厚度；t—拉深件材料的抗拉強(qiáng)度?b— 首次拉深時(shí)的系數(shù)1K由書表 查得 ＝280～3900M／Pa。取 ＝355M／Pa 由表查得 ＝0.4。則 ??21.36b ?b1K3.450.451.8FKN???拉 深 ＝ 73．壓料力的計(jì)算（公式 12）????pdDraY2124????D—坯料寬度—各次拉深件寬度1dP—單位面積壓料，P 值可查 4.4.5其中 D=61mm ＝18mm P=2.5~3.0.Mpa 取 P＝2.8MPa1????KNxFY 5.48251864.32?????4．工藝總壓力工藝總壓力為（公式 13）沖拉 FYZ??河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書16—拉深力拉F—壓料力Y—沖裁力沖所以 KNFZ5.17?2.4.2 壓力機(jī)的選用在實(shí)際生產(chǎn)中可以按下式來確定壓力機(jī)的公稱壓力：（公式 14）??ZgF0.281??式中 —壓力機(jī)的公稱壓力gF??ZgF0.281??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)：J23-40河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書173. 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 模具工作部分的計(jì)算3.1.1 拉深模的間隙深間隙對(duì)拉深過程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進(jìn)行。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進(jìn)行。本模具的拉深間隙查表得出：Z 1/2=1.2t=3.6mmZ2/2=1.1t=3.3mmZ3/2=t=3mm3.2 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，為了工作過程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書18準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 3-1。表 3-1 模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 390*200*45 Q235下模座 390*200*45 Q235導(dǎo)柱 22×130、25×130 20 鋼 滲碳 0.8～1.2mm導(dǎo)套 22×80×28、25×80×28 20 鋼 滲碳 0.8～1.2mmHmin=120mm,Hmax=150mm由此可見模具的實(shí)際開模高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所采用模架的最大閉合高度，所以此制件不能采用標(biāo)準(zhǔn)模架。模具的閉合高度?。ü?20）HH?墊閉 合 下 壓 凹 上＝ ＋ ＋ ＋ ＝ 45＋ 9.＋ 70.5＋ 38＋ ＝ 2m為了節(jié)省加工時(shí)間，只有在模具標(biāo)準(zhǔn)模架的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。因?yàn)槟Ｒ鼓＞呔哂凶銐虻姆忾]高度，只有改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度：3..3 其它模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 固定板查表 7-2[4] 固定板選用： 100×12×-45 鋼 JB/T 7643.5。落料凸模拉深凹模固定板選用： 125×125×32-45 鋼 JB/T 764 。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書193.3.2 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：'FzAp?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） ；'zA—凸模頭部端面支撐面積(mm 2)。沖裁時(shí)： 2314.8016(759.pPaM?????拉深時(shí)： 6.5.83410?HT200 的許用壓應(yīng)力為 90～140Mpa。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書20但是因?yàn)橥ㄟ^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 7-4[4]選用墊板 125×125×6-45 鋼 JB/7643.3。3.3.3 卸料橡膠的設(shè)計(jì)卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見下表。選用的 4 塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。表 二 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注卸料板工作行程 h 工 h 工 =h1+t+h2 4mmh1為凸、凹模凹進(jìn)卸料板的高度1mmh2為凸、凹模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 2mm橡膠工作行程H 工 H 工 =h 工 +h 修 9mmh 修 為凸、凹模修模量，取 5mm橡膠自由高度H 自由 H 自由 =4 H 工 36mm取 H 工 為 H 自由 的25﹪河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書21橡膠的預(yù)壓縮量 H 預(yù) H 預(yù) =15﹪H 自由 5.4mm一般 H 預(yù)=10﹪～15﹪H 自由每個(gè)橡膠承受的載荷 F1 F 卸 /4 1184.5N選用四個(gè)圓筒形橡膠橡膠的外徑 D D= /p)1.27((d?48mm校核橡膠的自由高度 H 自由0.5≤H 自由/D=0.75≤1.5 滿足要求D 為圓筒橡膠的內(nèi)徑，取d=12mm；p=0.5Mpa橡膠的安裝高度 H 安 H 安 =H 自由 -H 預(yù) 30mm3.3.4 壓邊圈壓邊圈的作用是防止凸緣部分起皺，由于該工件是有點(diǎn)接觸組成的線接觸拉深件工件極易失穩(wěn)，故用很好的材料另外獨(dú)立設(shè)計(jì)壓邊圈，使工件成形。3.3.5 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。3.3.6 其他零件模具其他零件的選用見表 3-2．表 3-2 模具其他零件的選用序號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 熱處理1 下模座 1 Q235 390*200*45×452 導(dǎo)柱 1 20 鋼 φ22×130　 滲碳58～62HR河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書22C3 導(dǎo)柱 1 20 鋼 φ25×130 滲碳58～62HRC4 導(dǎo)套 1 20 鋼 22×85×33 滲碳58～62HRC5 導(dǎo)套 1 20 鋼 25×85×33 滲碳58～62HRC6 上模座 1 Q235 390*200*457 內(nèi)六角螺釘4 Cr12 M10×45 58～62HRC8 內(nèi)六角螺釘4 Cr12 M10×100 58～62HRC9 模柄 1 Q235-1.F A50×10510 銷釘 2 45 鋼 6×1411 銷釘 2 45 鋼 8×1212 止轉(zhuǎn)銷 1 45 鋼 8×143.4 模具總裝圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書23模具說明：本模具使用于拉深高度比較小的拉深件，在條料上一次沖壓完成拉深成形、切邊工序。4 結(jié)束語河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書24本工件屬于異形件的拉深件，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)候才可以減少廢品的產(chǎn)生。異形模具的設(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)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(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)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。致謝河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書25畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(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。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(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、拉深模具設(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(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。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，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)。通過對(duì)異形拉深件模具的設(shè)計(jì)，我對(duì)拉深模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種拉深切邊模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)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(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個(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)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(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)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師楊占堯師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書26此致敬禮王方昌 2009.05.08參考文獻(xiàn)[1] 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］.模具制造，2007，6：2～4[2] 劉建超 張寶忠主編. 拉深模具設(shè)計(jì)與制造 [ M]. 高等教育出版社 2004.6.1[3] 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生 審. 拉深設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[ M].[4] 高軍 李熹平 修大鵬等編著 沖裁模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南[ M]. 化學(xué)工業(yè)出版河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書27社 2007.7.1[5] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì) 中國模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)等主編 中國模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社[ M].2003[6] 郝濱海編 拉深模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2005插圖清單圖 1 零件圖 ..............................................................................................................................6圖 2 排樣方案圖 ......................................................................................................................7圖 3 壓力中心計(jì)算圖 ............................................................................................................10圖 4 落料凹模圖 ....................................................................................................................10圖 5 切邊凸模部分尺寸圖 ....................................................................................................12圖 6 拉深凸模的結(jié)構(gòu)形式圖 ................................................................................................14圖 7 固定板圖 ........................................................................................................................20圖 8 墊板圖 ............................................................................................................................21圖 9 模具裝配圖圖 ................................................................................................................24附表清單表 1 壓力中心計(jì)算附表 ........................................................................................................10表 2 模架規(guī)格選用表 ............................................................................................................18表 3 缷料橡膠設(shè)計(jì)表達(dá)表 ....................................................................................................21表 4 其他零件選用表達(dá)表 ....................................................................................................22