杯形件落料、拉深、沖孔、復合模設計【說明書+CAD】

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內容：（1）設計說明書（2）杯形件模具裝配圖（3）模具各主要零件圖（4）典型零件的加工工藝卡所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日河南機電高等?？茖W校畢業(yè)生設計說明書河南機電高等?？茖W校材料工程系 模具設計與制造專業(yè) 畢業(yè)設計/論文設計/論文題目：杯形件落料、拉深、沖孔、復合模班 級： 模具033班姓 名： 郝玉輝指導老師： 原紅玲 完成時間： 2006.05.10畢業(yè)設計/論文任務書題目：杯形件落料、拉深、沖孔、復合模 內容：（1）杯形件工藝性分析及工藝方案制定（2）完成杯形件模具裝配圖及全部零件圖的繪制（3）完成模具主要工作零件的工藝規(guī)程編制（4）編寫設計說明書原始資料: 工件名稱：杯形件 工件簡圖：如圖一所示。 圖1-1：零件圖生產批量：中批量 材料：Q235材料厚度：1.5mm 插圖清單圖1-1 產品零件圖-1圖3-1 排樣圖-3圖3-2 凹模型口圖-6圖5-1 凸、凹模-11圖6-1 總裝圖-15表格清單表一 主要設計計算-4表二 壓力中心數據表-5表三 工作部分尺寸計算-6表四 工作部分尺寸計算-7表五 卸料彈簧的設計計算-8表六 杯形件復合模的裝配-18摘要通過對制件的工藝計算及反拉深時的受力，應力及金屬流動狀態(tài)進行分析，設計并改進了反拉深模的結構，保證了零件尺寸的要求，消除了料厚變薄等缺陷，此模具結構簡單，實用性強，提高勞動生產率，為保證模具沖裁間隙均勻性，凸模選用無機粘接劑，粘接固定，以消除制造誤差，同時分析了該制件的工藝性。設計了拉深模具，并介紹了所用模具材料特點關鍵詞 拉深模 設計 沖孔 落料 改進 AbstractThrough the technological calculation of the product and the analysis of the exerted force ,stree and metal flowing status when drawing for ward and backward,the back ward drawing die was desingal and improved in its structure,which ensured the requirement of the part dimensions and eliminated some defects such as the material thickness becoming thinner,The structure of the die for the technological process is simple and practical,it can increase the production efficiency,in order to ensure the uniformity of the blanking clearance of the die ,inorganic adhesive is used to bord and fix the punch to eliminate manufacturing errors,after an analysis of the technological property of the producte,the dimensions of the blank were determined and the drawing die for the part was designeal the characteristics of the die material were introduced at last.Key words backward drawing die design material thickness getting thinner improvement前言冷沖壓是當代金屬加工領域的重要手段，冷沖模是蟲沖壓生產中必不可少的主要工藝裝配?，F代工業(yè)產品的發(fā)展在很大程度上取決于沖模制造的發(fā)展水平，可以認為模具制造行業(yè)已經成為國民經濟的基礎工業(yè)之一。模具高級技工在沖模制造流程中的中心地位是無可替代的，他們對保證模具質量提高產品的市場競爭起著非常重要的作用。近年來國內外都在研究如何把沖壓加工應用于多種小批量生產，比如簡易模具的采用，生產線的合理化，以及數控沖床和模具的采用，生產線的合理化及數控沖床和沖壓中心等，就是在這方面的具體應用。本設計第一章、第二章分別介紹了工藝分析及工藝方案的確定和工藝計算；第三章主要介紹了模具結構及成形設備的選擇；第四章介紹了工作零部件的設計及其力的較核；第五章主要介紹了其他零部件的選擇；第六章介紹了模具的總裝配及其調試和試模。同時分別對設計題目的來源、設計意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結構及成型設備的選擇、工藝計算、模具結構設計及校核、加工工藝等幾方面進行了闡述本設計在編寫過程中得到了楊占堯、翟德梅、原紅玲等幾位指導老師的大力支持和幫助，再此表示誠摯的感謝，由于編者水平有限，收集資料有限，如果有不盡人意的地方，懇請讀者不吝賜教，提出改進意見同學，老師的幫助與支持特在此表示衷心的感謝，由于個人水平有限，查閱資料及考慮問題不全面，所以本設計難免存在不足和缺陷，雖經核對，但是疏忽之處再所難免，所以懇請老師們能給予批評與指導。本書根據從事冷沖模模設計與制造的工程技術綜合性應用型人才的實際要求，符合大專模具設計專業(yè)的畢業(yè)生畢業(yè)設計需要所編寫的，對初學冷沖模設計者有一定的參考價值。 編者：郝玉輝2006年5月 畢業(yè)設計/論文說明書目錄緒 論 -1第1章 零件工藝性分析1.1沖壓件的結構工藝性分析-11.2沖壓件的尺寸精度和表面粗糙度-11.3沖裁件的材料分析-1第2章 擬訂沖壓件的工藝方案2.1確定模具類型-22.2復合模設計要點-22.3拉深件的主要部分的分析-2第3章 主要設計計算3.1毛坯尺寸計算-33.2排樣方式的確定及其計算-33.3拉深次數的確定-33.4沖壓工序壓力計算-43.5壓力中心的確定及相關計算-53.6工作部分尺寸計算-63.7卸料彈簧的設計-7第4章 模具總體設計4.1模具類型的選擇-94.2定位方式的選擇-94.3卸料、出料方式的選擇-94.4導向方式的選擇-9第5章 主要零部件的設計5.1工作零件的結構設計-105.2定位零件的設計-135.3導料板的設計-135.4卸料板的設計-135.5模架及其他零部件設計-13第6章 模架總裝圖6.1模具各部分的裝配-156.2模具的總裝配-15第7章 沖壓設備的選定-16第8章模具零件加工工藝-17第9章模具的裝配-18設計小結-19致謝-20緒論冷沖模設計包括課程設計和畢業(yè)設計，是在冷沖模設計理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的在于鞏固所學知識，熟悉有關資料，樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)學生的實際工作能力。通過沖模結構設計，使學生在沖壓工藝性分析，沖壓工藝方案論證，沖壓工藝計算，沖模零件結構設計，編寫技術文件和查閱技術文獻等方面受到一次綜合訓練。中國模具工業(yè)的現狀和發(fā)展模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國，模具制造屬于專用設備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產業(yè)。直到20世紀80年代后期，中國模具工業(yè)才駛入發(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。據不完全統(tǒng)計，近10年全國（未含港、澳、臺統(tǒng)計數字，下同）模具生產及進出口發(fā)展情況。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。中國模具產業(yè)除了要繼續(xù)提高生產能力，今后更要著重于行業(yè)內部結構的調整和技術發(fā)展水平的提高。結構調整方面，主要是企業(yè)結構向專業(yè)化調整，產品結構向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結構的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結構改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。近年，模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加大，主要表現在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數量及其生產能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 模具成型具有優(yōu)質，高產，低消耗，低成本的特點。因而，在國民經濟各個部門得到了極其廣泛的應用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。根據業(yè)內專家預測，今年中國塑料模具市場總體規(guī)模將增加13%左右，到2005年塑料模具產值將達到460億元，模具及模具標準件出口將從現在的9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右，產值在增長，也就意味著市場在日漸擴大。 相當多的發(fā)達國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢，所以中國塑模市場的前景一片輝煌，這是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在。按照我國國家標準，模具共分為10大類46個小類，塑料模具是10大類中的l個大類，共有7個小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無論在質量、技術和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來看，與國民經濟發(fā)展和世界先進水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復雜、高效、長壽命的塑料模具每年仍大量進口。 據悉目前全世界年產出模具約650億美元，其中塑料模具約為260億美元。我國1999年模具總產值245億元其中塑料模具約為82億元，2000年近100億元。七類塑料模具中，注塑模具所占比例很大，約占全部塑料模具的80%左右。塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車、摩托車行業(yè)、電子音像設備行業(yè)、辦公設備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前國內年需塑料模具約130-140億元，真中有30多億元仍靠進口，進口量最多的塑料模具有汽車摩托車飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機模具、通訊及辦公設備塑殼模具、塑料異型材模具等。模具的CAM技術的應用、加工仿真及制造模具的計算機輔助制造(CAM)技術主要應用在數控銑削加工、線切割加工、電火花加工等方面。CAM技術尤其是在復雜模具的型腔、型芯及電極的銑削加工中起著更加重要的作用。其主要的技術特點包括:(1) 粗、精加工刀具軌跡的優(yōu)化規(guī)劃和NC指令的產生, (2) 刀具種類、特性和材料庫的建立, (3) 切削加工工藝參數的確定, (4) 普通切削和高速切削加工的特性控制, (5) 過切檢查與加工表面的精度控制, (6) 加工過程的電腦實體仿真切削, (7) 電腦控制數控機床的DNC技術及群控技術的應用等等，模具CAD集成技術的發(fā)展趨勢:綜上所述, 模具CAD集成技術就是應用于模具制造各個環(huán)節(jié)的計算機輔助技術和實現各環(huán)節(jié)信息集成的技術。顯然, 信息集成與數據統(tǒng)一管理是關鍵。產品的信息是貫穿于設計、分析、加工、檢測、裝配等各個階段, 實現各環(huán)節(jié)信息的流暢、解決數據格式的標準化及數據維護與共享是未來CAD集成技術發(fā)展的重點。PDM系統(tǒng)的出現為解決這一問題帶來了曙光。PDM系統(tǒng)的實施是模具企業(yè)應用CAD集成技術的重要課題。在模具的設計制造方面, 含有豐富專家知識的智能化模具CAD/CAM系統(tǒng)的研究、高速切削加工及其編程等是未來研究發(fā)展的趨勢。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計論文論文題目：杯形件模具設計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具033 學生姓名 郝玉輝 學 號 0312310 指導教師 原紅玲 2006年 5 月 10 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名： 郝玉輝 學 號： 0312310 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 杯形件模具設計 指導教師： 原紅玲 2006年 5 月9 日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3 “文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，本科學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（專科生不少于10篇，不包括辭典、手冊）；4有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 740894數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 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，根據所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生200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 述在進行畢業(yè)設計之前，必須做好一切準備工作，而收集有關設計課題研究方面的資料、文獻是最為重要的。在設計工作開始時，只有對課題研究的內容有了，充分地了解，才會有設計目的和方向；所以收集、查閱有關文獻資料是必要的。在設計之前首先應該對國內外的模具發(fā)展現狀和發(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)展現狀與發(fā)展趨勢以及我國的模具發(fā)展現狀。1.隨著工業(yè)產品質量的不斷提高，沖壓產品的生產正呈現出多品種、少批量，復雜、大型、精密，更新換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、依靠工人的經驗和常規(guī)的機械加工技術向計算機輔助設計（CAD）、數控加工中心進行切削加工、數控線切割、數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；通過它能夠對產品、模具結構、成型工藝、數控加工及成本等進行設計和優(yōu)化?，F在已經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0.0030.005 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0.010.02 mm,模具表面的粗糙度達到Ra0.00160.0008 mm（花78）。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）5001000萬次，（硬質合金制模）2億次；我國的沖壓模具的使用壽命分別為：100400萬次，60001億次。模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產效益。5）.模具的加工制造設備：國外已經廣泛地使用了數控加工中心，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驗公式，和經驗數據；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的問題及解決辦法。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告本課題的研究思路（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，預計用時間三天；2. 拿到工件的結構簡圖，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，并經過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產應用，估計用時間兩天；4. 進行主要的設計計算，利用各種經驗公式或者經驗數據對沖壓力（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. 根據工件的結構，材料，生產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、定位板、卸料板）分析與設計，預計用時間兩天；9. 模具的裝配與調試，預計用時兩天； 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1對“文獻綜述”的評語：2對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書機械加工工藝過程卡片產品型號零（部）件圖號1產品名稱凸模零（部）件名稱共（2）頁第（1）頁材料牌號Gr12毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸50100每個毛坯可制件數1每臺件數1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10下料鋸床下料金工G711620鍛造鍛成圓形金工30時效對鍛件進行時效退火熱40車削粗車20、5的圓柱及端面金工C0618三爪卡盤50車削精車20、5的圓柱金工C0618三爪卡盤60銑削粗銑另一端的五個面金工X50A專用銑夾具70磨削磨基準面金工M1040專用磨夾具80電火花加工凸模的工作部分D7125專用電火花加工夾具90淬火回火對凸的要加工的部分進行熱處理熱100研磨對凸模進行進一步的修整金工110檢驗設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記記數更改文件號簽字日期標記處數更該文件號模具典型零件機械加工工序卡杯形件落料、拉深、沖孔、復合模1. 沖壓件結構工藝性分析此工件有落料、拉深、沖孔三個工序。材料為Q235鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有個mm的孔、個mm的孔、個mm的孔、還有一個不規(guī)則的孔，孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為mm（20mm的孔與杯形件內壁之間的壁厚）。工件屬于典型圓筒形件拉深，形狀基本對稱，對工件厚度變化也沒有作要求，但是零件圖上已經給出了孔心距的公差，由公差可以查得公差等級應為IT12級，尺寸精度較低，而工件總高度尺寸32mm可在拉深后采用修邊達到要求，普通沖裁完全能滿足要求。2.沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、拉深、沖孔三個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料、再拉深、最后沖孔，采用單工序模生產。方案二：沖孔、拉深、落料級進沖壓，采用級進模生產。方案三：落料-拉深-沖孔復合沖壓。采用復合模生產。方案一模具結構簡單，但需要三道工序三副模具，成本高而生產效率低，難以滿足中批量的生產要求。方案二需要一副模具，生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，但是由于工件的尺寸相對較大，采用級進模生產需要較大的沖裁力，模具的尺寸相對較大，對資源產生較大的浪費，對成本的要求也較高，結構比較復雜，不易沖裁。方案三也只需一副模具，工件的精度及生產效率也較高，消除了方案二的弊端，模具制造也不困難，工件的最小壁厚也能滿足要求，且沖壓件質量較高，成本也較低。通過對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產采用方案三為佳。3.主要設計計算3.1毛坯尺寸的計算根據表面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑D，又因為工件是規(guī)則的形狀，所以可以根據表4.3.3的公式計算毛坯直徑D，具體計算見表一。3.2排樣方式的確定及其計算設計復合模，首先要設計條料的排樣圖，杯形件的形狀具有對稱的特點。沒有必要直對排，直對排時材料的利用率也較低，應采用有廢料直排，如圖二所示的排樣方法，可顯著地減少廢料。搭邊值取1.0mm和1.2mm，條料寬度為105.8mm，步距為103.4mm，一個步距的材料利用率為59%（相關計算見表一）。查板材標準，宜選1000mm1000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為9張條料（105mm 1000mm），每張條料可沖9個工件，故每張鋼板的材料利用率為52%。 圖3-1：排樣圖3.3成形次數的確定該工件為簡單的杯形件，求出h/d=34/79=0.43，根據毛坯相對厚度t/D=1.5/102.4=1.5，查表4.4.3發(fā)現h/d小于表中數值(h/d=0.840.65)，能一次拉深成形，所以采用落料拉深復合沖壓，因為t/D=1.5查表4.4.4可用可不用壓料裝置， 用壓料裝置，這樣可選擇較小拉深系數，所以用壓料裝置。修邊余量的選擇，當零件相對高度h/d很小，并且高度尺寸要求不高時，也可以不用切邊工序，考慮到工件的精度，還是考慮采用切邊。3.4沖壓工序壓力計算該模具采用正裝復合模，固定卸料與頂件，采用落料、拉深、沖孔三個工序復合，沖壓工藝總力的計算相對比較復雜，沖裁力已經包括了拉深中的落料力，因此在計算的時候要特別的注意，不要做重復的計算，不然就會造成不必要的資源浪費，具體沖壓力的計算見表一，根據沖壓工藝總力計算，計算結果并結合工件高度，初選J23-63壓力機。 表一：主要設計計算項目分類項目公式結果備注毛坯毛坯直徑102.4mm排樣沖裁件面積6411.6mm2查表4.3.1得修邊余量h=2mm ；查表2.5.2得最小搭邊值a=1.2mm,a1=1.0mm;采用無側壓裝置，條料與導料板間隙Cmin=1mm;n=1條料寬度105.8mm步距103.4mm一個步進距的材料利用率=59%沖壓力沖裁力b375336N=641.6mm , b=300mPa拉深力b74418 N查表4.4.6的=0.50 , b=400 mPa壓邊力7058.7N初定=5.5mm ，查表4.4.5得=2.3 mPa卸料力18766.8N查表2.6.1得 =0.05頂件力22520.2N查表2.6.1得 0.06沖壓工藝總力498099.7 N彈性卸料，上出件3.5壓力中心的確定及相關計算 計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖三所示，在圖中將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1L11共11組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點的坐標（0.15,8.54）。有關計算如表二所示。圖3-2：凹模型口圖表二：壓力中心數據表基本要素長度L/mm各基本要素壓力中心的坐標值xyL1=62.8-17.53L2=62.8025L3=62.817.53L4=15.712.515L5=15.7-12.515L6=250-10L7=25020L8=15.720-23L9=15.7-2023L10=9.422423L11=9.42-29-16合計320.040.158.54由以上計算結果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標原點O較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點O。若選用J23-63 沖床，C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內，滿足要求。3.6工作部分尺寸計算落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸計算見表 所示，該工件要求不高，為簡單方便，實際生產中直接按工件尺寸作拉深凸、凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此，工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算見下表表三：工作部分尺寸計算尺寸及分類凸、凹模間雙面間隙尺寸偏差與磨損系數計算公式結果備注落料102.4查表2.3.3得，Zmax=0.240mmZmin=0.132mm=0.35X=0.75DA=(Dmax- X)+A模具制造公差是查表2.4.1 所得，滿足A+T（Zmax- Zmin）DT=(DA- Zmin)-T拉深79查表4.8.2得Z=3.3mm=0.30DA=(Dmax-0.75)+A模具制造公差是查表4.8.3所得。當零件尺寸標注在外形時，以凹模為基準DT=(DA- Z)-T表四：工作部分尺寸計算尺寸及分類尺寸轉換計算公式結果備注沖孔3dT=(dA- Zmin/2)dA=(dmin+ X)dT=dA=查表2.3.3得，沖裁雙面間隙Zmax =0.240 Zmin=0.132 ;磨損系數X=0.75 ，模具按IT6級、IT7級制造。校核滿足A+T（Zmax- Zmin）5dT=dA=10dT=dA=20dT=dA=孔心距8LA=L/8 LA=18 LA=20LA=24LA=35LA=49LA=3.7卸料彈簧的設計卸料彈簧的設計計算見表四。選用的8根彈簧的高度務必一致，而且型號完全相同，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作。由彈簧的相關規(guī)格工具書查的，初選彈簧規(guī)格為60mm10mm20mm。具體參數是：彈簧中徑D=60mm,材料直徑d=10mm,節(jié)距t=20mm,FJ=4180N,HJ=27.1mm, 自由高度H0=75mm,n=3, L=848mm。表五：卸料彈簧的設計計算項目公式結果備注卸料板工作行程h工h工= h1+t+h24.5mmh1為凸模凹進卸料板的高度1mm,h2為凸模沖裁后進入凹模的深度2mm彈簧的工作行程H工H工=h工+h修8.5mmh修為凸模修磨量，取4mm彈簧自由高度H075mm由彈簧的型號及凸模的工作行程 綜合考慮的彈簧的預壓縮量H預 15.2mmHJ為彈簧工作極限負荷下的變形量，FJ為工作極限負荷。為每個彈簧的預壓力每個彈簧承受的載荷2345.9N選用8個標準的彈簧，由卸料力計算得到校核彈簧的實際總壓縮量H= + h工+h修=23.7mmHJ滿足要求H彈簧實際總壓縮量彈簧的安裝高度H安H安=H0-H預60mm4模具總體設計4.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓，所以模具類型為復合模。4.2定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。4.3卸料、出料方式的選擇因為工件料厚為1.5mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是復合模生產，所以采用上出件比較便于操作與提高生產效率。4.4導向方式的選擇為了提高模具的壽命和工件質量，方便安裝調整，該復合模采用中間導柱的導向方式。5主要零部件的設計5.1工作零件的結構設計由于工件形狀簡單對稱，所以模具的工作零件均采用整體結構，拉深凸模、落料凹模和凸凹模、沖孔凸模的結構如圖 所示。 為了實現先落料，次拉深，模具裝配后，應使拉深凸模的端面比落料端面低，所以圖 所示拉深凸模，其長度L1可按下式計算： L1=H固+H凹-H低=20+40-5=55mm式中H固-凸模固定板的厚度，H固=20mmH凹凹模的厚度，H凹=40mmH低裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據板厚大小決定H低=5mm圖三所示，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CrwMn模具鋼。 圖5-1：凸、凹模5.1.1沖孔凸模因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模（一般指孔徑小于被沖板料的厚度或直徑d1mm的圓孔和面積A1mm2的異形孔所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換，又因為采用的是復合模沖裁，沖孔凸模相對比較細長，因此，必須對它的強度進行校核，采用階梯凸?？梢栽谙嗤瑳_壓力的條件下，加長了凸模的長度，沖3 5 20的孔的凸模結構如零件圖所示沖孔凸模強度校核：由于凸模形狀為圓形，采用有導向的結構，所以根據以下公式校核彎曲應力，校核壓應力。彎曲應力校核 L-凸模允許的最大自由長度（mm） d-凸模最小直徑（mm） A-凸模最小斷面（mm2） F-沖裁力（N）壓應力校核 t-沖壓材料厚度（mm） -沖壓材料抗剪強度(Mpa) -凸模材料的許用壓應力(Mpa)，碳素工具鋼淬火后的許用壓應力一般為淬火前的1.53倍根據以上公式的特點，彎曲應力主要受到凸模最小直徑d的影響，其他的條件我們無法決定，例如：b K-常數，t-材料厚度，b-沖壓材料抗剪強度，因此，只要，最小的直徑能滿足要求，其他的都不用在校核了。通過計算，直徑為3mm的凸模的最大長度為32.75mm,因此，必須采用階梯形凸模才能滿足要求。壓應力主要受到凸模材料的制約，因此，必須根據-凸模材料的許用壓應力選擇相應的材料，根據公式計算得到，凸模材料的許用壓應力600 Mpa，根據有關材料，凸模材料應選用T10A。5.1.2凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據壓力中心的數據，將壓力中心與模柄中心重合，又因為沖孔凹模型孔是開在拉深凸模上，這樣拉深凸模的強度受到影響，因此，在進行沖孔是必須對沖孔的凹模進行強度校核，以及最小壁厚的核實，讓它盡可能的滿足使用要求，又沖孔凹模厚度H=Kb=55mm，由表2.9.5查得K=0.020.35，b=35(b-凹模刃口的最大尺寸)，最小壁厚為3mm（由工藝性分析可知）凹模校核公式： d-凹模型口直徑（mm） d0-凹模墊板孔直徑（mm） F-沖裁力（N） -許用彎曲應力通過計算得到，=30mm,為了使凹模能滿足要求，我們取凹模的厚度為h=60mm.5.2定位零件的設計起粗定距的活動擋料銷、彈簧、和螺塞選用標準件，規(guī)格為816。5.3導料板的設計導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取 1mm,這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按表2.9.7選擇。因為料厚為t=1.5mm,固定導料銷，因此選取H=7mm的導料板，導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板的進料端安裝有承料板。5.4卸料部件的設計5.4.1卸料板的設計因為沖裁板料較厚（大于0.5mm）卸料力較大，采用固定卸料板，當固定卸料板兼起導料作用時，一般按H7/h6配合制造，但應保證導板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為H卸=20mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40-45HRC。5.4.2卸料螺釘的選用卸料板上設置8個卸料螺釘，公稱直徑為12mm。螺紋部分為M10 10mm。卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差是通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。5.5模架及其他零部件設計該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。可承受較大的沖壓力，為防止裝模時，上模誤轉180度裝配，將模架中兩對導柱與導套作成粗細不等，以凹模周界尺寸為依據，選擇模架規(guī)格。導柱d/mmL/mm分別為50300，55300；導套d/mmL/mmD/mm分別為5016063，5516063。上模座厚度H上模取65mm，上模墊板厚度H墊取10mm,固定板厚度H固取20mm,下模座厚度H下模取80mm,那么，該模具的閉合高度：H閉=H上模+H墊+L+h + H固+H墊+H下模-h2 =（65+10+116+60+20+ 10+80-2）mm=359mm式中：L沖孔凸模長度，L=116mm; h-落料凹模厚度，h=60 mm; h2-凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-63B的最大裝模高度（360mm），可以使用。6.模架總裝圖 通過以上設計，可得到如圖所示的模具總裝圖，模具上模部位主要有上模板、墊板、凸模（8個）、凸模固定板、落料凹模等組成，卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、卸料板、落料凹模等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出。 為了實現先落料、后拉深，應保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模的端面低5mm模具工作工程：將條料送入剛性卸料板下長方形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一側，壓力機滑塊帶著上模下行，凸、凹模下表面首先接觸條料，并與凸模一起壓住條料，先落料，后拉深，拉深結束后，繼續(xù)下行沖孔，沖孔完成后，上模回程，落料后的條料由剛性卸料板從凸凹模卸下，拉深成形后的工件，在完成沖孔后，卡在小凸模上，由于小凸模的回程，拉深成形的工件在彈簧及凸凹模作用下，由凸、凹模卸下，用手工將工件取走后，將條料往前送進一個步距，進行下一個工件生產。 圖6-1：總裝圖7.沖壓設備的選定 通過校核。選擇J23-63開式可傾壓力機能滿足使用要求。其主要技術參數如下： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：120mm 最大閉合高度：360mm 連桿調節(jié)長度：90mm 工作臺尺寸（厚度孔徑）：90 230 mm 模柄孔尺寸：50mm70mm 最大傾斜角度：300發(fā)生公稱壓力時滑塊距下死點距離: 8mm行程次數( /次min-1): 70滑塊中心到床身距離: 260mm 立柱間距離：340mm 墊板厚度：80mm8.模具零件加工工藝本副模具零件加工的關鍵工作零件是旋轉體，形狀比較簡單，加工主要采用車削。固定板以及卸料板，采用線切割加工技術，這些零件變得相對簡單。零件的加工工藝卡片見附表9.模具的裝配根據復合模裝配要點，本副模具的裝配選凸、凹模為基準件，先裝上模，再裝下模，裝配后，應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出拉深凸模工作面5mm，并調整間隙、試沖、返修。具體裝配見表 。表六：杯形件復合模的裝配序號工序工藝說明1凸、凹模預配 裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不適合者應重新修磨或更換2凸模裝配以凹模孔定位，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固3裝配下模 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板； 在下模座、導料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲； 將下模座、導料板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘4裝配上模 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔； 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上彈簧和卸料螺釘，并調節(jié)彈簧的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm; 復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； 安裝導正銷、承料板； 切紙檢查，合適后打入銷釘。5試沖與調整裝機試沖并根據試沖結果作相應調整設計總結 通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學的專業(yè)知識同時也鞏固了先前學到的知識，同時感觸最深的是，所學知識只有在應用中才能在更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了清楚的認識。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、塑料模具設計與制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能滿足使用要求有不浪費材料，保證了工件的經濟性，設計的合理性。通過塑料模手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等了解到許多原來未知的知識。由于能力有限，設計中難免有疏漏之處，懇請老師給予指正。我在此衷心謝謝原老師的大力幫助與指導。 此模具為簡單的拉深模，此模具結構簡單、安裝方便，采用了剛性卸料，且此模具生產成本低，生產效率高，適用于大中小型企業(yè)及大批量生產。本次設計我查閱了大量的資料，特別是有關冷沖模方面的。這無疑拓寬了我在這方面的知識，對今后的發(fā)展將會起到一定的幫助，通過翻閱大量的模具書籍，使我對模具設計有了近一步的了解，在其方法上有了深刻的體會，由于本設計設及模具的安裝、調試等知識，在查閱過程中又從新對它們進行了一遍系統(tǒng)的復習，進一步加強了所學知識。使它們系統(tǒng)化和結構化。限于水平和經驗，本設計的缺點和不足之處在所難免，希望老師和同學提出批評和建議?？傊ㄟ^這次畢業(yè)設計使我認識到學與用之間還差很多。對于論文中存在的缺點和錯誤敬請老師批評指正。致 謝本次畢業(yè)設計是在原紅玲老師的指導下完成的，原老師除了給出了參考題目外，又幫助解釋論文格式。在設計論文的過程中，又幫助分析題目，給出具體的設計方案和思路，分析設計過程中存在的問題和解決方法，并幫助找到相關方面的書籍。同時在本設計中得到了翟老師，楊老師的幫助，對于老師門給與的熱情幫助，再次表示衷心的感謝！在完成本論文的過程中還得了廣大同學的熱情幫助，才使論文得以順利完成。在此對各位老師和同學們表示衷心的感謝！由于本人能力有限，論文中難免存在一些漏洞，還請指導老師加以指正。參考文獻1、劉建超 張寶忠 主編。沖壓模具設計與制造。高等教育出版社2、翟德梅 主編。模具制造技術 3、薛翔 主編。沖壓模具與制造 化學工業(yè)出版社。4、許發(fā)樾 主編 模具標準應用手冊 機械工業(yè)出版社5、馮炳堯 朝泰榮 蔣文森 主編 模具設計與制造簡明手冊，（第二版）。上海科學技術出版社，19986、陳錫棟 主編。實用模具技術手冊。 7、許發(fā)樾 主編。實用模具設計與制造手冊。機械工業(yè)出版社，20028、史鐵梁 主編。冷沖模設計指導 機械工業(yè)出版社 19969、王樹勛 主編。模具實用技術綜合手冊。華南理工大學出版社，10、徐起賀 孟玲琴 劉靜香 主編?，F代機械原理。陜西科學技術出版社，200411、劉明保 李宏德 王志偉 等編著。吉林科學技術出版社，200312、肖祥芷 主編 中國模具設計大典 江西科學技術出版社13、王孝培 主編 模具設計簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2000.0614、馬正元、韓啟 主編沖壓工藝與模具設計機械工業(yè)出版社22