沖壓件成型復(fù)合模具設(shè)計及三維造型

沖壓件成型復(fù)合模具設(shè)計及三維造型,沖壓,成型,復(fù)合,模具設(shè)計,三維,造型 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）前期工作材料 學(xué)生姓名： 李 瑞 學(xué)號： 100007119 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計（論文）題目： 沖壓件成形復(fù)合模具 設(shè)計與三維造型 指導(dǎo)老師： 李益民 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（含文獻綜述） 1 4 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 1 2014年 2 月 17 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 學(xué) 院 機械學(xué)院 選題教師 姓名 李益民 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 副教授 申報課題名稱 沖壓件成形復(fù)合模具設(shè)計與三維造型 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D √ √ 課題簡介 根據(jù)給定冷沖壓件零件，設(shè)計一套含拉深工序的復(fù)合模具。使學(xué)生初步學(xué)會借助設(shè)計資料設(shè)計沖壓模具，掌握沖壓模具的設(shè)計步驟，模具設(shè)計資料的使用。 設(shè)計（論文） 要 求 （包括應(yīng)具備的條件） 該課題主要完成沖壓件冷沖壓加工工藝設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要零件三維造型及虛擬裝配。學(xué)生的要求：具有模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識及三維CAD軟件應(yīng)用。 課題預(yù)計 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計 難易程度 難 一般 易 √ √ 所在專業(yè)審定意見： 負責(zé)人（簽名）： 年 月 日 院主管領(lǐng)導(dǎo)意見： 簽名： 年 月 日 說明：1、該表作為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論，負責(zé)人簽名后生效； 2、有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄打“” 課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在“畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋”中存檔。  填 表 說 明 1、該表的填寫只針對1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計（論文）時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題），并且在“設(shè)計（論文）要求”一欄上加以體現(xiàn)。 2“課題性質(zhì)”一欄： A、工程設(shè)計； B、實驗研究； C、軟件工程（如CAI課題等）； D、理論探討； E、其它。 3、“課題來源”一欄： A、自然科學(xué)基金與部、省、市級以上科研課題； B、企、事業(yè)單位委托課題； C、校、院（系）級基金課題； D、自擬課題。 4、“課題簡介”一欄： 主要指研究設(shè)計該課題的背景介紹及目的、意義。 5、“設(shè)計（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄： 主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事課題必須具備的基本條件（如儀器設(shè)備、場地、文獻資料等）。  揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 李 瑞 學(xué)號： 100007119 畢業(yè)（論文）題目： 沖壓件成形復(fù)合模具 設(shè)計與零件三維造型 起 迄 日 期： 2014.2.17～2014.5.16 設(shè)計（論文）地點： 指 導(dǎo) 老 師： 李益民 專業(yè)負責(zé)人： 發(fā)任務(wù)書日期： 2014年 2 月 17 日  任務(wù)書填寫要求 1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)老師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負責(zé)人審查、學(xué)院分管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生； 2、任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可在本學(xué)院網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3、任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)的教科部及學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4、任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“教科部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 5、任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應(yīng)按照國標GB 7714-87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的： 通過該課題的畢業(yè)設(shè)計可以使學(xué)生掌握沖壓模具設(shè)計的基本原理和方法，綜合運用本專業(yè)所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識分析和解決沖壓工藝和模具設(shè)計中的問題，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力（主要包括設(shè)計、計算，繪圖及三維CAD軟件應(yīng)用能力）以及獨立解決和分析問題的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計（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）查閱文獻資料15篇以上、翻譯不少于五千印刷符的英文資料； 2）沖壓件（A）零件的工藝分析及沖壓工藝設(shè)計； 3）沖壓件（A）拉深復(fù)合模設(shè)計； 4）復(fù)合模主要零件的設(shè)計； 5）完成模具零件三維造型； 6）加工工藝及模具設(shè)計說明書。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等）： 1）零件沖壓工藝規(guī)程； 一套 2）拉深復(fù)合模裝配圖 一套 3）復(fù)合模主要零件的零件圖，零件三維圖； 一套 4）沖壓工藝規(guī)程及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書； 一份 5）翻譯不少于5000印刷符的英文資料。 一份 4．主要參考文獻： 1）《機械制造工藝裝備設(shè)計手冊》 李慶壽 寧夏人民出版社 2）《UG范例教程》 黃貴東 清華大學(xué)出版社 3）《PRO/ENGINEER 2001機械設(shè)計實例教程》 衛(wèi)朝富 中國鐵道出版社 4）《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 馮炳堯 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 5）《機械制造工藝標準手冊》 張紀真 機械工業(yè)出版社 6）《中國模具設(shè)計大典》 中國機械工程協(xié)會 江西科學(xué)技術(shù)出版社 7）《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計圖解》 （日）太田哲 國防工業(yè)出版社 8）《沖模結(jié)構(gòu)圖冊》 9）《沖壓工藝學(xué)》 李碩本 機械工業(yè)出版社 10）汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù) 崔令江 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 5、本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃 起止日期 工 作 內(nèi) 容 2.17～3.2 3.3～3.23 3.24～4.13 4.14～4.27 4.28～5. 7 5.8～5.16 1）資料收集、翻譯 2周 2）編制冷沖壓零件的沖壓工藝規(guī)程 3周 包括沖壓件的工藝性分析，確定工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及工序間半成品的尺寸，確定沖模結(jié)構(gòu)形式，選定沖壓設(shè)備，進行必要的工藝計算并對沖壓設(shè)備進行校核等。 3）沖?？傮w設(shè)計 3周 繪制沖模（總體）草圖，初步確定沖模外形尺寸。 4）完成裝配總圖 2周 5）主要零部件設(shè)計 1.5周 設(shè)計各零部件具體結(jié)構(gòu)，繪零件圖；并完成零件三維造型及模擬裝配。 6）整理設(shè)計說明書。 1.5周 所在專業(yè)審核意見： 負責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院意見： 院長： 年 月 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué) 生 姓 名： 李 瑞 學(xué)號： 100007119 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計（論文）題目：沖壓件成形復(fù)合模具設(shè)計與三維造型 指 導(dǎo) 老 師： 李益民 2012年 月 日  開題報告填寫要求 1、開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審核的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)的教科部審核后生效； 2、開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從本學(xué)院網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3、“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 一.沖壓模具制造 沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件，具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形零件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其他加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機械、信息、航天航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。就拿我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫牟讳P鋼飯缸來說，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來的。可見我們只有真正的了解和掌握沖壓知識才能夠?qū)⒛＞咴O(shè)計應(yīng)用到以后的制造去。 二.行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向 現(xiàn)代壓模具生產(chǎn)沖時一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介于，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓模具的生產(chǎn)的發(fā)展方向。 (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具制造設(shè)計的發(fā)展方向，隨著微軟計算機的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨區(qū)域、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近幾年發(fā)展高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化和集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工這是一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極做三維或二維輪廓加工，因此不在需要制作復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般在80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理化技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)表面的表面處理技術(shù)來提高模具壽命就顯的十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積（TiN、TiC等）、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)。 三.沖壓模具的重要意義： 模具的產(chǎn)生是工業(yè)界的一場革命，目前在電子、汽車、電機、儀器儀表等工業(yè)產(chǎn)品中，大多數(shù)都依靠模具進行成型。模具成型具有高精度、高復(fù)雜性、高一致性以及高生產(chǎn)率、低消耗的特點，是其他價格制造方法無法比擬的。我國很重視模具的發(fā)展，目前模具剛也正向大型、精密、復(fù)雜、高效、長壽命和多功能的方向發(fā)展。模具在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力，因此進行模具知識的深入學(xué)習(xí)很有必要。 四.課題解析 1，材料 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。 當(dāng)被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不銹鋼時，可采用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時，淬火后其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。 2．生產(chǎn)方式對比 1)鑄造： 鑄造工藝由于其成本較低，不僅如此，由于工藝的特殊性，鑄件的形狀可以做的很復(fù)雜。有這些優(yōu)點的同時，鑄造的弊端也是很明顯的。鑄造的效率很低，從造型到出模的周期較長，所以對于批量較大的零件不是很適合。接著，鑄件與沖壓件相比，其精度很低。在后期的機加工部分，要花費更多的工時，當(dāng)然也浪費了更多的材料。另外，整個鑄造過程會產(chǎn)生很多的污染物，不利于工作人員的身體以及整個生態(tài)環(huán)境。 2)沖壓： 沖壓的效率相較于鑄造來說就高得多，很適合大批量生產(chǎn)。雖然模具的投入成本很大，但是成型快、出件快，生產(chǎn)周期就會短很多。沖壓件的精度比鑄件的也高出不少，雖然某些鑄造方法產(chǎn)出的鑄件精度也很高，但相應(yīng)的成本也會提高。另外，沖壓較鑄造真的是環(huán)保不少。同樣的，沖壓也存在很多局限性。例如對材料的限制，沖壓對材料有拉伸性能的要求。另外，零件的各部位厚度相當(dāng)才可以用沖壓進行生產(chǎn)。還有就是，模具投入的成本比較大。 參考文獻 [1]《沖壓工藝理論與新技術(shù)》[M].北京：機械工藝出版社，2011.11李碩本等編著. [2]《沖壓工藝學(xué) 機械工業(yè)出版社》，1999肖景榮等編著. [3]《模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].模具制造》.2005李大鑫，張秀錦. [4]《模具CAD/CAM/CAE的發(fā)展概況及趨勢[J].模具工業(yè)》，2005（7）李德群，肖祥芷 [5]《沖壓制造與模具設(shè)計[M]》.北京.機械工業(yè)出版社，1998.5姜奎華主編 [6]《模具設(shè)計指導(dǎo)[M]》．機械工業(yè)出版社，2003. 30-35史鐵梁 [7]《機械制造工藝裝備設(shè)計手冊》 李慶壽 寧夏人民出版社 [8]《UG范例教程》 黃貴東 清華大學(xué)出版社 [9]《PRO/ENGINEER 2001機械設(shè)計實例教程》 衛(wèi)朝富 中國鐵道出版社 [10]《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 馮炳堯 上海科學(xué)技術(shù)出版社 [11]《機械制造工藝標準手冊》 張紀真 機械工業(yè)出版社 [12]《中國模具設(shè)計大典》 中國機械工程協(xié)會 江西科學(xué)技術(shù)出版社 [13]《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計圖解》 （日）太田哲 國防工業(yè)出版社 [14]《沖模結(jié)構(gòu)圖冊》 [15]《沖壓工藝學(xué)》 李碩本 機械工業(yè)出版社 [16]汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù) 崔令江 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本次設(shè)計按照工藝分析——工藝方案確定——模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路進行。 1)設(shè)計的目的 學(xué)習(xí)如何利用已有知識進行模具的設(shè)計，了解模具設(shè)計的一般步驟。熟悉模具設(shè)計過程中經(jīng)常遇到的問題，并學(xué)習(xí)相關(guān)的解決方法。 2)設(shè)計的要求 2.1對沖壓知識進行更深的理解 2.2運用課本知識，具備獨立完成基本沖壓模具設(shè)計的能力 2.3進一步提高設(shè)計、計算能力，熟悉基本模具設(shè)計工藝 2.4具備運用三維軟件進行造型的能力 3)設(shè)計工作規(guī)劃 3.1熟悉零件圖，分析加工該零件所需要的工藝過程 3.2了解沖裁及拉伸工藝的基本知識 3.3進一步分析零件，確定沖壓工序 3.4論證工序可行性，并進行再論證，直到工序滿足加工要求，并進行優(yōu)化 3.5根據(jù)工序進行每一步工序的參數(shù)計算，撰寫說明書草稿 3.6根據(jù)參數(shù)對模具外形和尺寸進行設(shè)計 3.7熟悉模具標準圖冊，對模具進行草圖繪制 3.8與老師討論模具結(jié)構(gòu)合理性，并進行模具結(jié)構(gòu)圖繪制 3.9模具圖繪制完成，進行相應(yīng)的三維造型 4)初步工藝計算過程 4.1初算毛坯直徑 首先要利用沖裁加工得到毛坯，毛坯的形狀為圓形。毛坯的直徑大小按照等面積法，根據(jù)零件尺寸進行計算。最后加上修邊余量，得到最終的毛坯尺寸。 4.2計算拉伸相對高度 根據(jù)公式 求出拉伸相對高度，從而進步一確認是否可以一次拉伸成形。 4.3確定一次或多次成形 根據(jù)毛坯相對厚度以及凸緣相對直徑進行查表，查得第一次拉伸的最大相對高度 。 將之前計算出的拉伸相對高度與該值進行比較。如果，可以一次拉伸成形； 如果,多次拉伸成形。 4.4確定拉伸次數(shù) 可一次拉伸的就為一次，需要多次拉伸的可以查表或利用公式計算得到拉伸次數(shù)。 4.5確定拉伸系數(shù) 第一次拉伸系數(shù)以及以后各次拉伸系數(shù)均可由表格查出。 4.6確定各次拉伸直徑及拉伸高度 拉伸直徑由公式算出，拉伸高度也可由公式算出。 4.7計算拉伸總工藝力 總工藝力是拉深力和壓邊力的和，所以得提前計算出拉深力和壓邊力的大小。 4.8拉伸速度 拉伸速度因材料而異，可由表格查出對應(yīng)值。 5)模具的初步設(shè)計 5.1模具結(jié)構(gòu)的選擇 5.2凸凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 5.3凸凹模圓角半徑的計算 5.4凸凹模間隙的計算 5.5凸凹模徑向尺寸的計算 5.6凸凹模制造公差的選擇 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)老師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責(zé)人： 年 月 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯 教 科 部： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名： 李瑞 學(xué) 號： 100007119 外 文 出 處： （用外文寫） 附 件： 指導(dǎo)老師評語 簽 名： 年 月 日 注：請將該封面與附件裝訂成冊。 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱 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 有 無 開題報告 有 無 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 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責(zé)人 年 月 日 李瑞 沖壓件成型復(fù)合模具設(shè)計及三維造型 沖壓件成型復(fù)合模具設(shè)計 及三維造型 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生： 李瑞 指導(dǎo)老師： 李益民 完成日期： 2014年6月 1 揚州大學(xué)廣陵學(xué)院 摘要 模具屬于精密機械的產(chǎn)品，它主要機械零件和機構(gòu)組成。如成形工作零件、導(dǎo)向零件、定位零件、支撐零件及送料機構(gòu)、抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)等。模具與相應(yīng)的成形設(shè)備（如沖床、塑料注射機、壓鑄機等）配套使用時，可直接改變金屬或非金屬材料的形狀、尺寸、相對位置和性能，使之成形為合格的制件。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設(shè)計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設(shè)計計算，對選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設(shè)計和標準件的選擇，為本次設(shè)計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設(shè)計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計；復(fù)合模 Abstract Mold products are precision machinery, it mainly consists of mechanical parts and bodies，such as forming working parts, parts orientation, positioning parts, supporting parts, positioning components and feed mechanism, core-pulling mechanism, introduced institutions. Mold and the corresponding forming equipment supporting the use of, may directly alter the shape of metal or non-metallic materials, size, relative position and performance, shaping the work piece for qualified. In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. 目錄 摘要 2 Abstract 3 1.緒論 6 1.1 模具研究的意義 6 1.2 沖壓技術(shù)的發(fā)展 6 1.3 沖壓工藝的基本工序和分類 7 1.4 沖壓成型的特點 7 1.5 此次沖壓模具設(shè)計的目的和意義 8 2 零件沖壓工藝分析 9 2.1 材料工藝性分析 9 2.2 零件結(jié)構(gòu) 10 2.3 尺寸精度分析 10 2.4 分析制造零件所需方案 10 2.5 方案的比較 10 2.6 方案的確定 10 2.7 工序的確定 11 3 工藝計算 13 3.1 排樣的設(shè)計與計算 13 3.1.1 毛坯形狀的確定 13 3.1.2 毛坯尺寸確定 13 3.1.3 確定搭邊 14 3.1.4 確定條料寬度 14 3.1.5 確定條料的進距 15 3.1.6 材料的利用率 15 3.1.7 排樣圖 15 3.2落料的相關(guān)計算 16 3.2.1 落料所需沖裁力、卸料力、頂件力、推件力的確定 16 3.2.2 沖裁模刃口尺寸計算 17 3.3 拉深相關(guān)計算 19 3.3.1 拉深次數(shù)的確定 19 3.3.2 拉深所需拉深力、壓料力、彎曲力、翻邊力的計算 20 3.3.3 拉深模工作部分尺寸計算 21 3.4 壓力中心的確定 22 4 模具結(jié)構(gòu)與零件的設(shè)計 23 4.1 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 23 4.2 模具零件的設(shè)計 24 4.2.1 凸模、凹模的確定 24 4.2.2 壓邊圈的確定 25 4.2.3 卸料版的確定 25 4.2.4 推件塊的確定 25 4.2.5 定位零件的選擇 26 4.2.6 緊固零件的選擇 26 4.2.7 模架的選擇 26 4.2.8 導(dǎo)向零件的選擇 27 4.2.9 模柄的選擇 27 4.3 凸模、凹模高度及強度校核 27 4.3.1 高度確定 27 4.3.2 強度校核 28 4.3.3 確定模具的總高度 29 4.4 繪制模具裝配圖及非標準件零件圖 29 5 使用SoildWorks繪制三維圖 30 6 設(shè)計總結(jié) 31 7 參考文獻 33 1.緒論 1.1 模具研究的意義 模具，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。德國人說模具工業(yè)是金屬加工業(yè)中之王，美國人說模具工業(yè)是美國的基石，羅馬尼亞人說模具就是黃金，而日本則說模具是促進社會繁榮富裕的動力。模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”或“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍甚至上百倍。 車、拖拉機、飛機、家用電器、工程機械、動力機械、冶金、機床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用，模具是實現(xiàn)上述 行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金件、鑄件、壓鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件和陶瓷件等生產(chǎn)的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件， 是材料成形的重要方式之一，與切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點。 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)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。已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，因此模具工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展將起越來越大的作用。 1.2 沖壓技術(shù)的發(fā)展 近幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝和新技術(shù)的生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用上，更重要的是人們對沖壓技術(shù)認識與掌握的程序有了質(zhì)的飛躍。 在20世紀50年代，沖壓技術(shù)還處于主要依靠從實踐中總結(jié)出來的沖壓工藝方法和工藝參數(shù)，能夠制造出具有典型特征與規(guī)則形狀的沖壓件。但是對所應(yīng)用的沖壓成形方法的變形處理和沖壓成形的規(guī)律并不十分了解，缺少必要的理論基礎(chǔ)知識作為實踐工作的指導(dǎo)。因此，當(dāng)沖壓生產(chǎn)中遇到與變形機理有關(guān)較為復(fù)雜的問題時，就會感到束手無策，無從下手，只是問題長時間的不到解決。 到20世紀末，沖壓技術(shù)有了很大的進步，人們已經(jīng)對常用的各種方法的成形機理有了基本的了解，也總結(jié)出一些可以作為沖壓成形理論內(nèi)容的沖壓變形規(guī)律，可以在對沖壓成形機理深入了解的基礎(chǔ)上開發(fā)更為先進的沖壓工藝方法和改進沖壓工藝過程。即使遇到復(fù)雜的與變形機理有關(guān)的難題也知道用什么方法解決。 沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式—計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer?Integrated?Manufacturing?System）。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過程通過計算機等技術(shù)融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個新的高度。 1.3 沖壓工藝的基本工序和分類 由于沖壓件的形狀、尺寸、精度要求、原材料性能等的不同。目前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法是多種多樣的。概括起來可以分為分離工序與成型工序。 分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。目的是在沖壓過程中，使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離。成型工序可分為彎曲、拉伸、翻孔、翻邊、脹形、縮口、旋壓等。目的是使沖壓毛坯在不破裂的條件下，產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。 1.4 沖壓成型的特點 由于沖壓成形中的毛坯是厚度遠小于板平面尺寸的板料以及由此決定的外力作用方式與大小等原因，致使沖壓成形具有如下幾個非常突出的特點。 （1）由于垂直于板面方向的單位壓力的數(shù)值遠小于板面方向上的內(nèi)應(yīng)力，所以大多數(shù)的沖壓變形都可以近似的當(dāng)作平面應(yīng)力狀態(tài)來處理，是變形力學(xué)的分析和工藝參數(shù)的計算等工作，都得到很大的簡化。 （2）在各種沖壓成形方法中，以拉應(yīng)力作用為主的伸長類沖壓成型過程多于以壓應(yīng)力為主的壓縮類成形過程。 （3）在沖壓成形時，板料毛坯離得內(nèi)應(yīng)力數(shù)值接近或等于材料的屈服應(yīng)力，有時甚至小于板料的屈服應(yīng)力。而在模鍛和擠壓時，有時毛坯的內(nèi)應(yīng)力可能超過其屈服應(yīng)力許多倍。 （4）在沖壓成形中，大多數(shù)情況下，板料毛坯都有某種程度的自由度，常常是只有一個表面與模具接觸，而另側(cè)表面是非接觸的自由表面，甚至有時存在板料兩側(cè)表面都不與模具接觸的變形部分。 1.5 此次沖壓模具設(shè)計的目的和意義： （1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運用新學(xué)知識與技能，提高解決實際問題的能力，從而鞏固、深化已學(xué)知識； （2）培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、熟悉技術(shù)政策、運用國家標準、手冊等工具書進行設(shè)計、計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件等獨立工作的能力； （3）讓學(xué)生建立正確的設(shè)計和科學(xué)研究思維，樹立實事求是、嚴肅認真的科學(xué)工作態(tài)度。 （4）能綜合運用在學(xué)校所學(xué)的理論和生產(chǎn)實際知識，進行一次沖壓模具的設(shè)計工作的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高自身獨立學(xué)習(xí)和工作的能力； （5）為今后走入社會，進入工作崗位進一步深造打下良好的基礎(chǔ)。 2 零件沖壓工藝分析 2.1 材料工藝性分析 設(shè)計要求如零件圖（圖2-1）所示。材料為10鋼，厚度為2mm。 圖2-1零件圖 力學(xué)性能 硬度HBS≤ δb/MPa δs/MPa δ5/（%） τ/MPa Ψ/（%） 未經(jīng)處理 355 205 31 300 55 137 2.2 零件結(jié)構(gòu) 零件為非旋轉(zhuǎn)體對稱圖形，需進行拉深、沖裁、脹形、翻邊工藝。 2.3 尺寸精度分析 由于圖1-1 未標注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。 2.4 分析制造零件所需方案 方案一：全部使用單一模具； 方案二：先使用拉深、落料復(fù)合模做出零件基本形狀，再用脹形、落料復(fù)合模進一步加工，最后用沖孔及翻邊模具完成零件。 方案三：先用沖孔、落料復(fù)合模進行加工，再使用拉深、脹形及翻邊模具完成。 2.5 方案的比較 分析比較上述三種工藝方案，可以看到： 方案一，從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)和壽命方面考慮，這種方案有利于降低沖裁力合提高模具壽命，同時模具結(jié)構(gòu)比較簡單，操作比較方便。但工序復(fù)合程度低，生產(chǎn)率低，需要多道工序，多幅模具的累計誤差大。 方案二，相比方案一節(jié)省了工序，沖孔工序安排在拉深成形后進行，可以保證零件的各孔距尺寸，缺點是復(fù)合模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 方案三，相比方案一節(jié)省了工序，但模具結(jié)構(gòu)比方案一復(fù)雜，而且拉深安排在沖孔以后進行，孔距不易保證，影響零件精度； 2.6 方案的確定 通過以上的方案分析，可以看出，選用方案二是比較合理的。 考慮到零件的厚度及相關(guān)要求，本設(shè)計應(yīng)選用四種模具，第一種為落料、拉深復(fù)合模，第二種為落料、脹形復(fù)合模，第三種為沖孔模具，第四套為翻遍模具。布置及固定方式應(yīng)合理。 根據(jù)制件的特點，保證加工尺寸精度，落料、拉深復(fù)合模要求先拉深，后進行沖裁落料；落料、脹形復(fù)合膜應(yīng)先脹形，后沖裁落料。 為了保證生產(chǎn)的制件精度達到一定的要求，在設(shè)計條料的排樣圖時應(yīng)該有準確的定位，還應(yīng)考慮沖裁凸模布置會不會發(fā)生干涉的問題，以及應(yīng)不應(yīng)該設(shè)置空工位。另外還應(yīng)計算完成零件所需拉深次數(shù)。 2.7 工序的確定 （1）工序一：拉深、落料。 模具：拉深、落料復(fù)合模具； 將毛坯拉深出拉深體，保留法蘭邊；將拉深體外部法蘭邊沖裁出下圖形狀。 如圖2-7-1 圖2-7-1工序一圖 （2）工序二：脹形、落料 模具：脹形、落料復(fù)合模具 在拉深面實施脹形加工，下方大圓同拉深方向脹形，上方兩個小圓向拉深方向的反方向脹形。 將拉深體外邊沖裁出零件圖所畫出外形。 如圖2-7-2 圖2-7-2 工序二圖 （5）工序三：沖孔 模具：沖孔、落料復(fù)合模具 沖裁出零件所要求的孔：位于拉深面上的三個孔、處于中間脹形圓上的孔和外邊上的六個孔； 如圖2-7-3 圖2-7-3 工序三圖 （6）工序四：翻邊 模具：翻邊模具 對需要翻邊的三個孔實行翻孔加工； 如圖2-7-4 圖2-7-4 工序四圖 3 工藝計算 3.1 排樣的設(shè)計與計算 由于該制件毛坯的的形狀，采用無廢料的排樣方法是不可能做到的，但能采用有廢料和少廢料的方法。 3.1.1 毛坯形狀的確定 零件為非旋轉(zhuǎn)體對稱零件，要經(jīng)過多次加工，逐漸成型，因此毛坯形狀應(yīng)盡可能規(guī)則，以免使得模具形狀過于怪異。 3.1.2 毛坯尺寸確定 零件為非旋轉(zhuǎn)體，毛坯各個部位的尺寸應(yīng)分開處理。 可將拉深面看作一個大圓與兩個小圓組成，小圓與大圓的連接線按翻邊處理，兩個小圓的連接線按彎曲處理。 將三個圓看作圓筒形拉深件，并設(shè)置寬為52的法蘭 根據(jù)帶法蘭的圓筒拉深件計算公式，可算得： 小圓 D毛坯=D2+4dh=1602+4×56×52=197.33mm； 大圓 D毛坯=D2+4dh=3002+4×146×52=353.88mm； d——拉深面直徑（mm）；D——拉深外邊直徑（mm）；h——拉深高度（mm） 因此，毛坯圖為下圖所示：如圖3-1-2 圖3-1-2 毛坯圖 3.1.3 確定搭邊 根據(jù)毛坯外形，由《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表1-4-14，查得： 使用直排有廢料排樣 根據(jù)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表1-4-15，查得搭邊值： 當(dāng)t=2mm時，a=2mm，b=2mm 3.1.4 確定條料寬度 B=（D+2b+2?）-δ0 D——沖裁件直徑（mm）； b——搭邊值（mm）； ?——材料剪裁時公差，由《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表1-4-17，查得：?=0.9； 則B=300+2×2+2×0.9=305.8-0.210mm 3.1.5 確定條料的進距 A=B制+a=300+2=302mm 3.1.6 材料的利用率 材料利用率是沖壓工藝中一個非常重要的經(jīng)濟技術(shù)指標，其計算可用一個進距內(nèi)沖裁件的實際面積與毛坯面積的百分比表示： η =nAB×100% 式中 n── 一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)量； A── 沖件實際面積，單位mm； B── 條料寬度，單位mm。 所以材料的利用率為：η =nAB×100%≈75% 3.1.7 排樣圖 如圖3-1-7所示 圖3-1-7 排樣圖 該零件采取縱向送料方式。 3.2落料的相關(guān)計算 3.2.1 落料所需沖裁力、卸料力、頂件力、推件力的確定 （1）沖裁力 選擇平刃口沖裁 P=Ltτ L——刃口周長（mm）;τ——材料抗剪強度（MPa）； 在生產(chǎn)使用中，考慮到刃口變鈍、間隙不均和材料性能波動等因素，通常按以下式計算沖裁力。 P=1.3Ltτ≈1.3Ltδa=850.63×2×300=510.38KN （2）卸料力 Px=KxP Kx——卸料力系數(shù)； 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-2查得，Kx=0.05； Px=510.38×0.05=255.19KN （3）頂件力 Pd=KdP Kd——頂件力系數(shù)； 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-2查得，Pd=0.06； Pd=510.38×0.06=30.23KN （4）推件力 Pt=nKtP Kt——推件力系數(shù)； n——同時梗塞在凸模內(nèi)的工件數(shù)；n=h/t，h為凸模直臂刃口高度（mm），t為材料厚度（mm）； h取5mm，則n=2.5； 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-2查得，Pd=0.55； Pt=2.5×0.55×501.38=701.77KN 3.2.2 沖裁模刃口尺寸計算 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表2-1查得， 凸模尺寸Dp=（D-x?-Zmin）-δp0 凹模尺寸Dd=（D-x?）0+δd D——工件尺寸（mm）； x——磨損系數(shù)，取0.5； 考慮在半徑為40mm的圓弧上，如圖3-2-2-1所示 圖3-2-2-1 小圓部分凸模 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》查得，精度IT14級，?=1.4，δp=0.2，δd=0.3，Zmin=0.246； Dp=（80-0.5×1.4-0.246）-0.20=79.5-0.20 Dd=（80-0.5×1.4）0+0.3=79.30+0.3 考慮在半徑為110mm的圓弧上，如圖3-2-2-2所示 圖3-2-2-2 小圓部分凸模 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》查得，精度IT14級，?=1.4，δp=0.3，δd=0.3，Zmin=0.146； Dp=（220-0.5×1.4-0.146）-0.30=219.1-0.30； Dd=（220-0.5×1.4）0+0.3=219.30+0.3； 考慮在半徑為15mm的圓弧上，如3-2-2-3圖所示 圖3-2-2-3 上部突出小圓 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》查得，精度IT14級，?=1.4，δp=0.4，δd=0.3，Zmin=0.360； Dp=（30-0.5×1.4-0.360）-0.40=28.94-0.30； Dd=（30-0.5×1.4）0+0.3=29.30+0.3； a) 拉深 零件為非旋轉(zhuǎn)體，各個部位應(yīng)分開處理。 3.3 拉深相關(guān)計算 3.3.1 拉深次數(shù)的確定 可將拉深面看作一個大圓與兩個小圓組成，將三個圓看作圓筒形拉深件。小圓與大圓的連接線按翻邊處理，兩個小圓的連接線按彎曲處理。 利用極限相對高度對能否一次拉深成型進行判斷，若工件的相對高度h/d小于或等于查得的極限相對高度[h1/d1]時，則可以一次拉深成型；如果h/d>[h1/d1]時，則不能一次拉深成型，需進行多次拉深。 （1） 小圓筒形件相對法蘭直徑df/d=2.86 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-25，查得修邊余量為δ為2.6mm； 相對高度h/d=0.61mm； 毛坯相對厚度tD×100%=0.81 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-26，查得帶法蘭筒形件第一次拉深的極限相對高度，[h1/d1]=0.75mm； h/d<[h1/d1]，小圓筒形件可一次拉深成型，工序直徑為56mm。 （2）大圓筒形件相對法蘭直徑df/d=2.06mm 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-25，查得修邊余量為δ為4mm； 相對高度h/d=0.36mm。 毛坯相對厚度tD×100%=0.56 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-26，查得帶法蘭筒形件第一次拉深的極限相對高度，[h1/d1]=0.33mm； h/d<[h1/d1]，大圓筒形件可一次拉深成型，工序直徑為146mm。 綜上所述，該零件可以一次拉深成型，取圓角半徑r=4，拉深高度為52mm。 3.3.2 拉深所需拉深力、壓料力、彎曲力、翻邊力的計算 將拉深面看作一個大圓與兩個小圓組成，將三個圓看作圓筒形拉深件。小圓與大圓的連接線按翻邊處理，兩個小圓的連接線按彎曲處理。 （1）拉深力 P=Kπdtδb K——系數(shù)，由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-51查得，K大=1，K小=1.1 P大=1.1×π×56×2×335=129.7KN P小=1×π×146×2×335=307.3KN P=436KN （2）壓料力 Q=Fq F——壓料面積； q——單位壓料力。 由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-56查得， q=2.5Mpa 則Q=464.3KN 將零件視作盒形件，由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-37查得， 拉深系數(shù)m1=0.32； 再由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表1-54查得， 模具需要使用壓邊圈。 （3）彎曲力 V形彎曲力 P1=0.6KBt2δbr+t K——安全系數(shù)，一般取1.3； B——彎曲寬度； r——彎曲半徑。 Pt=0.6×1.3×140×4×3550.5+2=58.5KN 壓料力P2=（0.3~0.8）P1 P2=0.5×58.5=29.3KN （4）翻邊力 P=CLtδb C——系數(shù)，一般0.5~0.8； L——翻邊線的長度 P=0.6×52×2×335=20.9KN 3.3.3 拉深模工作部分尺寸計算 以標注內(nèi)形尺寸，由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表2-3查得， 凸模尺寸dp=（d+0.4?）-δp0 凹模尺寸Dd=（d+0.4?+2z）0+δd d——拉深件的基本尺寸（mm）； ?——拉深件的公差（mm）； δp——凸模制造的公差； δd——凹模制造的公差； z——凹模單邊間隙；z=t+tn=2.2 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》查得，精度IT14級，?=1.4，δp=0.87，δd=0.14 尺寸dp=277+0.4×1.4=277.56-0.870； 尺寸Dd=277+0.4×1.4+2×2.2=281.96-0.870； b) 壓力機的確定 本設(shè)計采用剛性卸料,下出料的方式,故總的沖壓力 P總=2346.97KN 根據(jù)P壓力機＞P總，選擇固定雙柱臺式壓力機，由《中國模具設(shè)計大典》表18.4-22，初選壓力機公稱壓力為4000KN，具體參數(shù)如下表： 公稱壓力（KN） 滑塊中心至床身距離距離(mm) 滑塊行程 (mm) 行程次數(shù) (次/min) 最大封閉高度(mm) 封閉高度調(diào)節(jié)量(mm) 4000 480 200 25 550 150 3.4 壓力中心的確定 沖模的壓力中心應(yīng)與壓力機滑塊中心重合，否則沖壓時會產(chǎn)生偏斜，導(dǎo)致模具和壓力機的急劇磨損。 本模具有沖裁、拉深、彎曲等各種沖壓工序，其壓力中心的求法為： （1） 選擇基本坐標，如圖3-4-1-1 圖3-4-1-1 基本坐標圖 （2） 各個沖壓力相應(yīng)的各個壓力中心坐標，如圖3-4-1-2 圖3-4-1-2 各壓力中心坐標圖 （3） 求出壓力中心坐標 由于零件為以y軸為對稱軸對稱圖形，因此x0=0 y0=P1X1+P2X2+…+PnXnP1+P2+…+Pn y0=28.7 壓力中心坐標為（0.28，7） 4 模具結(jié)構(gòu)與零件的設(shè)計 4.1 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 設(shè)計為倒裝式落料拉深復(fù)合模，處在上模部分的工作零件既是落料凸模也是拉深凹模，即凸凹模。處在下模部分的工作零件為落料凹模、拉深凸模。 工作時，條料送進，由帶導(dǎo)料板的固定卸料板導(dǎo)向，以擋料銷定位。卸料靠固定卸料板進行。其中，落料凹模高于拉深凸模的距離應(yīng)大于一個料厚，以保證先落料后拉深。如圖3-5-1所示為 圖3-5-1 落料拉深復(fù)合模 根據(jù)目前情況，當(dāng)材料料厚約在0.6mm以下時，應(yīng)采用彈壓卸料板，當(dāng)大于0.6mm時采用固定卸料板較為貼近實際。該制件材料厚度為2mm，故采用固定卸料板。 采用倒裝模具，由于零件的形狀，很難找到凸模與凹模的標準件，因此拉深凸模、凹凸模、落料凹模等相關(guān)零部件要以零件形狀確定。 條料使用一個擋料銷釘及兩個導(dǎo)料板定位。 該模具的精度查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2-3，模具精度應(yīng)在IT14級。 4.2 模具零件的設(shè)計 4.2.1 凸模、凹模的確定 （1） 拉深凸模的確定 凸模的外形由零件拉深面形狀決定，因此該拉深凸模為非標準件。其尺寸大小為之前在沖模結(jié)構(gòu)尺寸計算中算得的拉深凸模尺寸。 本設(shè)計中拉深凸模采用圓柱銷定位凸模的方式，凸模上端與下模座底面接觸，用螺釘完成拉深凸模的固定。 （2） 凹凸模的確定 凹凸模的外形由零件拉深后外邊形狀以及凸模形狀決定，因此該凹凸模為非標準件。其尺寸大小為之前在沖模結(jié)構(gòu)尺寸計算中算得的拉深凹模尺寸以及沖裁凸模尺寸。 凹凸模固定板高度由《中國模具設(shè)計大典》第三卷表22.5-16選取，H固定板=15。 本設(shè)計中凹凸模上端與固定板下端接觸完成定位，用螺釘將凹凸模、固定板以及上模座相連，完成固定。 （3） 落料凹模的確定 落料凹模的外形由凹凸模決定，因此該落料凹模為非標準件。其工作部分尺寸大小為之前在沖模結(jié)構(gòu)尺寸計算中算得的沖裁凹模尺寸。 本設(shè)計中落料凹模采用圓柱銷定位的方式，落料凹模下模座底面接觸，用螺釘完成落料凹模的固定。 4.2.2 壓邊圈的確定 壓邊圈的外形由零件拉深面外邊決定，因此該壓邊圈為非標準件。其尺寸大小為凹凸模大小，高度配合凸模拉深高度使之工作部分高度達到拉深零件所需的高度。 本設(shè)計中壓邊圈與下模座底面接觸，用螺釘完成固定。 4.2.3 卸料版的確定 卸料版的外形由落料凹模決定，因此該卸料版為非標準件。其尺寸大小為落料凹模尺寸。 本設(shè)計采用剛性卸料，所選規(guī)格參照《中國模具設(shè)計大典》第三卷表20.1-33，從表中，查得卸料板最小厚度為12mm，取其厚度為H卸=20mm。 本設(shè)計中卸料版與導(dǎo)料板接觸，用螺釘完成落料凹模、卸料版、導(dǎo)料板的固定。 4.2.4 推件塊的確定 推件塊的外形由零件拉深后外邊形狀以及凸模形狀決定，因此該推件塊為非標準件。其尺寸大小為之前在沖模結(jié)構(gòu)尺寸計算中算得的拉深凹模尺寸以及與凹凸模配合的相關(guān)尺寸。 本設(shè)計中凹凸模與推件塊接觸完成固定，推件塊連接推桿，推動凹凸模工作。 4.2.5 定位零件的選擇 （1） 擋料銷 擋料銷的作用是保證條料送進時有準確的送料進距。本設(shè)計選用固定擋料銷定位，安裝在落料凸模的工作端面上，優(yōu)點是能夠使條料準確定位，有利于提高加工精度。 由《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表5.2-3選取固定擋料銷標準件（JB/T7649.10-2008）,規(guī)格為d=10，d1=4，h=3，L=13 （2） 導(dǎo)料板 導(dǎo)料板是一種通用的導(dǎo)料裝置，一般安裝在凹模上平面的兩側(cè)，為平行的兩塊長條板。 由《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表5.2-17選取導(dǎo)料板（JB/T 768.5-2008） 4.2.6 緊固零件的選擇 緊固模具零件選擇螺釘和銷釘。 螺釘主要承受拉應(yīng)力，其尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗確定，本設(shè)計中均采用標準圓柱頭螺釘，粗牙普通螺紋，規(guī)格為M20×35的四個，規(guī)格為M20×50的8個，規(guī)格為M20×80的4個。 銷釘采用標準圓柱銷，規(guī)格為M10×40的6個 4.2.7 模架的選擇 該零件采取縱向送料方式，由《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表5.7-1，選擇鑄鐵材料及滑動導(dǎo)向的中間導(dǎo)柱模架（GB/T 2851-2008）。 再由《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表5.7-3，根據(jù)凹模的最大周界L×B為390mm×314mm，查得上模座參數(shù)為400mm×315mm×55mm，下模座的參數(shù)為400m×315mm×65mm。 4.2.8 導(dǎo)向零件的選擇 導(dǎo)向零件為導(dǎo)柱與導(dǎo)套。 根據(jù)之前選擇的模架，由《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表5.4-1選擇出導(dǎo)柱標準件，選擇A形導(dǎo)柱（GB/T 2861.1-2008），規(guī)格為A45×300，A50×300。 根據(jù)之前選擇的模架和導(dǎo)柱，由《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表5.4-2選擇出導(dǎo)套標準件，選擇A形導(dǎo)套（GB/T 2861.3-2008），規(guī)格為A45×53×140，A50×53×140。 4.2.9 模柄的選擇 本設(shè)計采用凸緣模柄，優(yōu)點在于凸緣以下部分可加工出容納推板的形孔。此外拆裝方便，適用于比較大的模具。 根據(jù)上模座的厚度H=55mm選擇模柄，由《模具設(shè)計制造簡明手冊》表1-10-45，選擇凸緣模柄標準件（JB/T 7646.3-2008），規(guī)格為B76 JB/T 7646.3-2008。 4.3 凸模、凹模高度及強度校核 4.3.1 高度確定 （1） 拉深凸模 拉深凸模高度由零件拉深高度決定，還要考慮壓邊圈高度，因此拉深凸模高度H凸=H零件+H壓邊圈。選取H壓邊圈=48mm，則H凸=100mm。 （2） 凹凸模 凹凸模高度要考慮拉深凸模高度，以配合拉深凸模拉深零件，還應(yīng)考慮到壓力機所確定的閉合高度。因此選取H凹凸模=150mm （3） 落料凹模 落料凹模位置要配合凸模位置方便送料，高度是由其固定板厚度、卸料板厚度、導(dǎo)料板厚度􀊢還有凹模的修模余量決定的。 故凸模長度L凹模=H凹模+H導(dǎo)料板+H卸料版=85mm+5mm+20mm=100mm 4.3.2 強度校核 （1） 凸模 凸模的強度，通常要核算最小斷面的壓應(yīng)力和縱向保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度。 凸模直徑或?qū)挾却笥跊_件料厚，由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表3-1查得壓應(yīng)力公式： δk=LtτFk≤[δ]； L——沖件輪廓周長（mm）； Fk——接觸面積（mm2），取刃口四周接觸寬度為t/2的面積； [δ]——凸模材料許用壓應(yīng)力，對于常用合金模具鋼，可取1800~2200（MPa）； δk=LtτFk=2050.38≤[δ]，符合壓應(yīng)力公式。 凸模固定于模架，由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表3-1查得最大允許高度公式： Lmax=nEJ0P ； n——系數(shù)，由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表3-3查得，n=1.223； P——沖裁力（N）； E——凸模材料彈性模量，對于鋼材可取E=210000（MPa）； J0——凸模大端斷面最小慣距（mm4）； Lmax=nEJ0P =256.83mm＞150mm，符合最大允許高度公式。 （2） 凹模 沖模設(shè)計時，對于凹模的強度，一般只核算其受彎曲應(yīng)力時的最小厚度。由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表3-3查得， 應(yīng)力 δ彎=1.5PH2≤[δ彎]； 最小厚度 Hmin=1.5P[δ彎] ； P——沖裁力（N）； [δ彎]——凹模材料的許用彎曲應(yīng)力（MPa），由《沖模設(shè)計與制造實用計算手冊》表3-8查得為157MPa； δ彎=1.5PH2=142.075MPa≤[δ彎]，符合公式要求。 4.3.3 確定模具的總高度 模具的閉合高度，是指沖模處于閉合狀態(tài)（工作行程最低點）時，上模板的上平面至下模板的下平面的高度。模具實際閉合高度為 H=h下模板+h上模板+h凸模+h凹模+t-h h凸模——凸模高度（mm）； h凹模——凹模高度（mm）； h下模板——下模座高度（mm）； h上模板——上模座高度（mm）； h——下模板的窩座深度（mm）； H=150mm+48mm+55mm+65mm+2mm=335mm 沖模設(shè)計時，必須使沖模的閉合高度與壓力機的閉合高度相適應(yīng)，通常應(yīng)滿足下列關(guān)系式： （Hmax-5）≥H≥（Hmin+10） Hmax——壓力機最大閉合高度（mm）； Hmin——壓力機最小閉合高度（mm）； 445≥H≥330，符合公式要求。 4.4 繪制模具裝配圖及非標準件零件圖 使用CAD繪制模具裝配圖和零件圖，具體見圖紙，各零件材料選擇根據(jù)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》選取。 5 使用SoildWorks繪制三維圖 使用SoildWorks軟件繪制模具三維造型，如圖5所示。模具尺寸參照前面的繪制的零件圖，先繪制各個模具單體，最后組裝為三維裝配圖，具體見三維裝配圖與零件圖。 圖5-1 裝配圖 圖5-2 拉深凸模零件圖 圖5-3 凹凸模零件圖 圖5-5 落料凹模零件圖 圖5-6 下模座零件圖 圖5-7 裝配體爆炸視圖 6 設(shè)計總結(jié) 大學(xué)即將結(jié)束了，我在這次的畢業(yè)設(shè)計中體會到了許多，也學(xué)到了許多，主要體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計對自己技能提升的幫助，還有畢業(yè)設(shè)計促使我去更好的了解模具的各個結(jié)構(gòu)從而將自己的模具設(shè)計的更加的合理，最后就是畢業(yè)設(shè)計讓我更好的去了解模具制造過程中的工藝過程。 ??剛開始做畢業(yè)設(shè)計的時候不知道從那下手，但是這促使我在工作中去了解模具的結(jié)構(gòu)，然后結(jié)合自己的課程設(shè)計作品一點一點的去比較，比較相同點和共同點。慢慢的我發(fā)現(xiàn)一切都不在那么復(fù)雜了，模具的結(jié)構(gòu)我也開始了解了。 零件是個軸對稱圖形，這與我之前在課程設(shè)計中遇到的旋轉(zhuǎn)體有所不同，不能直接從書上套公式了，這讓我有些我從下手，毛坯的形狀確定，計算模具刃口尺寸，我不知道應(yīng)該如何拉深出這個形狀，也不會計算該凸凹模的刃口尺寸及偏差。最后我找到指導(dǎo)老師，在他的建議下，我想了一個辦法，就是將拉深面分為各個不同的規(guī)則體部分，這樣就可以用公式了，刃口尺寸則一段一段的算，最終完成了任務(wù)。 以上是我本次設(shè)計遇到的主要問題，有一些小的問題我通過問同學(xué)都一一解決了。通過本次設(shè)計我感覺不管是在思想上還是在知識積累上都有很大的收獲。在思想上，我應(yīng)該做事細心，將應(yīng)該做對的要認真，否則會耽擱自己的設(shè)計進展的。 經(jīng)過多方位的學(xué)習(xí)，在指導(dǎo)老師的幫助下，我認真學(xué)習(xí)SoildWorks軟件了解了冷沖模具設(shè)計時應(yīng)注重的要點，重新溫習(xí)了一遍模具制造工藝。懂得模具成本與設(shè)計方案的重大聯(lián)系?？梢哉f本次畢業(yè)設(shè)計我學(xué)到了很多書本上沒有出現(xiàn)的東西。 在知識積累上，我掌握了將冷沖模具設(shè)計的整個過程，并且學(xué)會了用相關(guān)的工具書。本次設(shè)計主要用的工具書是是《中國模具設(shè)計大典》第三卷等，通過對模具零件相關(guān)參數(shù)的選擇，我慢慢熟悉了這些工具書，知道模架、模柄、模板等零件的選擇和計算。 設(shè)計是源頭，設(shè)計雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個模具成本的70%～80%。所以，本人在設(shè)計時詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)?；诹慵?mm的厚度，本人采用了剛性卸料裝置，以提高精度和穩(wěn)定性，當(dāng)然，生產(chǎn)效率不足是個嚴重的缺陷。由于本人知識水平有限，對實踐的缺乏，當(dāng)中不乏有不足之處，我不會停止學(xué)習(xí)的腳步，在以后的工作實踐當(dāng)中不斷地完善和創(chuàng)新。 致謝 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學(xué)時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。生我者父母。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！ 在這四年中，老師的諄諄教導(dǎo)、同學(xué)的互幫互助使我在專業(yè)技術(shù)和為人處事方面都得到了很大的提高。感謝湖南商學(xué)院在我四年的大學(xué)生活當(dāng)中對我的教育與培養(yǎng)，感謝湖南商學(xué)院信息學(xué)院的所有專業(yè)老師，沒有你們的辛勤勞動，就沒有我們今日的滿載而歸，感謝大學(xué)四年曾經(jīng)幫助過我的所有同學(xué)。在制作畢業(yè)設(shè)計過程中我曾經(jīng)向老師們和同學(xué)們請教過不少的問題，老師們的熱情解答和同學(xué)們的熱心幫助才使我的畢業(yè)設(shè)計能較為順利的完成。在此我向你們表示最衷心的感謝。 7 參考文獻 《沖壓工藝及模具設(shè)計》 吳詩惇 機械工業(yè)出版社 《CAD/CAM綜合實訓(xùn)指導(dǎo)書》 宋愛平 機械工業(yè)出版社 《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 馮炳堯 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 《模具設(shè)計與制造實用計算手冊》 王新華 機械工業(yè)出版社 《中國模具設(shè)計大典》 中國機械工程協(xié)會 江西科學(xué)技術(shù)出版社 《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計圖解》 （日）太田哲 國防工業(yè)出版 《沖壓工藝學(xué)》 李碩本 機械工業(yè)出版社 《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》 伍先明 國防工業(yè)出版社 《沖模結(jié)構(gòu)圖冊》 37