杯形件落料拉深沖孔復合模設計【說明書+CAD】

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（4）其它零部件的結構設計 （5）模具裝配與調試 （6）總結 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)設計論文 論文題目：落料拉深沖孔復合模 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具032班 學生姓名 王紅亮 學 號 0312229 指導教師 原紅玲 2006年 05 月 13 日 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 02 產(chǎn)品名稱 落料拉深復合模 零（部）件名稱 凸凹模 共（2 ）頁第（1 ）頁 材料牌號 Cr12MoV 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 mm ×320 每個毛坯可制件數(shù) 4 每臺 件數(shù) 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 1 下料 剪切長80mm的棒料 金工車間 1 鋸床 鋸床專用夾具 20 5 2 鍛造 反復多次鐓粗拔長 鍛造車間 1 自由鍛 120 30 3 熱處理 去應力退火 鍛造車間 5 加熱爐 圓口鉗 90 90 4 車削 車外圓和端面 金工車間 2 車床 車床專用夾具 60 60 5 熱處理 高溫淬火、回火 鍛造車間 5 電熱爐 圓口鉗 120 120 6 線切割 切削凹模孔 金工車間 6 線切割機床 線切割專用夾具 120 120 7 精磨 磨削外圓 金工車間 5 磨床 磨床專用夾具 30 30 8 修整 鉗工修整外部輪廓 金工車間 8 30 30 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 2006.5 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 02 產(chǎn)品名稱 落料拉深沖孔復合模 零(部)件名稱 凸凹模 共( 2 )頁 第(2 )頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金工車間 6 線切割 Cr12MoV 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒料 4 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 線切割機床 DK7710 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 120 120 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 r·minˉ1 切削速度 m·minˉ1 進給量 mm·rˉ1 切削深度 mm 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 穿絲孔的加工 鉆床 600 1.5 70 3 5 2 2 工件的找正 5 5 3 確定電極絲中心坐標 5 5 4 加工 1 30 15 設 計(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會 簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 2006.5 模具典型零件機械加工工序卡 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名： 王紅亮 學 號： 0312229 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 落料拉深沖孔復合模 指導教師： 原紅玲 2006年5月8日 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))： 開題報告 1.課題來源： 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對模具技術的要求也越來越高。綜觀現(xiàn)代模具技術，其集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著如下的方向發(fā)展趨勢： （1）高精度現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個數(shù)量級。 （2）長壽命現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出5～10倍。如現(xiàn)代模具一般均可達到500萬次以上，最高可達6億次之多。 （3）高生產(chǎn)率由于采用多工位的級進模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進模具，可以極大地提高生產(chǎn)率，從而帶來顯著的經(jīng)濟效益。如用四工位的注塑模生產(chǎn)塑料汽水瓶，每小時可生產(chǎn)8000件以上。 （4）結構復雜隨著社會需求的多樣化和個性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應用，對現(xiàn)代模具的結構形式和型腔要求也日益復雜。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法，不僅成本高、生產(chǎn)率低，而且很難保證模具的質量要求。 傳統(tǒng)模具設計制造技術，根本不能滿足市場對模具的要求。因此，研制和開發(fā)新的模具設計、制造技術勢在必行。模具CAD/CAM和RT技術正是在這種形勢下被 開發(fā)出來的，并在現(xiàn)代模具的生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。因此模具產(chǎn)品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展?；诖?，合理的設計模具有著極為重要和深遠的意義。 2.研究目的和意義 盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質量仍滿足不了國內市場的需求。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因：一是專業(yè)化、標準化程度低，除少量標準件外購外，大部分工作量均需模具廠去完成，再有企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應市場要求；二是設計和工藝技術落后，如模具CAD/CAM技術采用不普遍，加工設備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。因此我們必須意識到，對模具設計的研究的目的和意義在于能夠更好的認識模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位的重要性。利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術手段，它對保證制品質量，縮短試用周期，進而爭先占領市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性的意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。 因此，要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關鍵作用。 3. 國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3.1 我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就 我國模具工業(yè)起步較晚，基礎薄弱，長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此發(fā)展緩慢。1984年，我國成立了中國模具工業(yè)協(xié)會，1987年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄，當時全國共有模具生產(chǎn)廠點約6?000家，總產(chǎn)值約30億元。隨著我國改革開放的日益深化，市場經(jīng)濟進程的加快，獨立于產(chǎn)品制造企業(yè)的模具及其標準件、配套件企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在市場競爭中，模具企業(yè)生產(chǎn)技術不斷提高和規(guī)模不斷擴大，模具行業(yè)得到很快發(fā)展。目前，我國模具產(chǎn)值已排名世界第三，2005年達到500億元。 1988年～1992年，由原國家經(jīng)貿(mào)委下達計劃，由機械部和中國模具工業(yè)協(xié)會實施，在全國范圍內組織了上百個模具企業(yè)和有關科研單位、大專院校，共同進行模具技術攻關，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設計制造技術、塑料模具的設計制造技術、鑄壓模具的設計制造技術、鍛造模具的設計制造技術、模具表面處理技術、模具材料、模具計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)技術、模具標準件、模具加工關鍵設備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應用，使我國模具技術前進了一大步。 “七五”后期和“八五”期間，國家對模具工業(yè)加大了投入，分批分期改造了一批具有特色專長的專業(yè)模具廠和模具標準件廠，引進了一大批模具加工關鍵設備及精密塑料模、級進模、精沖模等設計制造技術，對提高我國模具生產(chǎn)技術水平起到了推動作用。同時，許多大專院校開始設立模具專業(yè)，由前聯(lián)邦德國、日本援建及我國自己投資興辦的模具技術培訓中心也陸續(xù)建立，模具技術人員及技術工人的培養(yǎng)開始步入軌道。 20世紀90年代以來，在國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。國家科委“863”計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范廠，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中實際應用，取得顯著效益。 3.2 模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 (1) 模具檢測設備的日益精密、高效精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達2～3μm，目前國內廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。 (2) 數(shù)控電火花加工機床日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅動的AQ325L具有驅動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制、PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制等技術。 (3)高速銑削機床銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高及可加工硬材料等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。  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）： 研究內容、途徑及技術路線 (1) 了解落料拉深沖孔復合模具的特點； (2) 對復合模具進行工藝分析，設計模具，模具制圖等； (3) 技術路線：通過查閱，收集的資料的研究方法。 工作的主要階段、速度和技術指標 (1) 在1到6周完成搜索、整理資料。重要找參考資料和網(wǎng)址； (2) 在7到13周完成建模、計算和撰寫畢業(yè)論文，提交初稿及修改等； (3) 在14到15周完成論文資料的完善并提交論文成果，準備畢業(yè)答辯； (4) 在16周 教師批閱、評閱論文成果。 現(xiàn)有條件及必須采取的措施 在這四年里的專業(yè)學習及實習，使我對這課題有了一定的認識。由于還處于學生階段，理論和實踐不能夠很好的統(tǒng)一起來，同時專業(yè)水平也不是很高，我必須不斷的復習和查閱相關資料，聽取指導老師的批評和建議，按部就班的完成各個階段的任務，盡自己最大的能力完成畢業(yè)設計。 參考文獻 1、盧吉連著，我國模具應用技術現(xiàn)狀與發(fā)展，模具技術，2000 2、胡石玉 龔光容著，模具制造技術，南京 東南大學出版社，1997 3、黃毅宏著，模具知道工藝，北京 機械工業(yè)出版社，2000 4、李發(fā)致著，模具先進制造技術，北京 機械工業(yè)出版社，2003 5、陳良杰著，國外模具技術發(fā)展動態(tài)，模具工業(yè)，2005 6、高佩福著，實用模具制造技術，第二版，北京 中國輕工業(yè)出版社，2000 7、萬戰(zhàn)勝著，沖壓工藝及模具設計，北京 中國鐵道出版社，1995 8、馮曉曾 王家瑛 何世禹著，模具壽命指南，機械工業(yè)出版社，1994 9、郭廣興著，拉深模具磨耗分析及解決，天津汽車，2002 10、王德俊著，板料拉深的新工藝與新模具，機電工程技術 2005  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： 本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關文獻，對目前先進的工藝進行了調查研究，并針對課題進行初步分析，提出了可行的設計方案。 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： 查閱資料充分，研究思路新穎，能達到預期的設計目的。 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 杯形件落料拉深沖孔復合模設計 目錄 摘要………………………………………………………………………3 Summary………………………………………………………………… 4 1 概述…………………………………………………………… ……5 1.1 冷沖壓的特點及應用……………………………………………………… 5 1.1.1冷沖壓的特點………………………………………………………… 5 1.1.2 冷沖壓的應用……………………………………………………… 6 1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求…………………………………………6 1.2.1 基本工序…………………………………………………………… 6 1.2.2 沖壓工藝要求……………………………………………………… 6 1.3 沖壓工藝新技術的發(fā)展…………………………………………………… 7 2 模具尺寸設計…………………………………………………………………9 2.1沖壓件的工藝分析………………………………………………………… 9 2.2工序分析與計算……………………………………………………………… 9 2.2.1工藝分析……………………………………………………………… 9 2.2.2 落料工藝分析與計算…………………………………………………10 2.2.3拉深工序的工藝分析與計算…………………………………………12 2.2.4沖孔工序的工藝分析與計算…………………………………………13 3 模具結構總體設計………………………………………………………… 18 3.1 凸模和凹模的結構設計與標準化……………………………………………18 3.2 固定擋料銷的設計與標準化…………………………………………………20 3.3 卸料裝置的設計與標準化……………………………………………………20 3.4 標準模架的選用………………………………………………………………21 3.5 聯(lián)接件的選用與標準化…………………………………………………… 22 3.6 壓力機的校核……………………………………………………………… 22 4 模具的裝配與調試…………………………………………… ……23 4.1模架總裝圖……………………………………………………………………23 4.2模具的裝配與調試……………………………………………………………24 總結………………………………………………………………………26 致謝………………………………………………………………………27 參考文獻…………………………………………………………………28 摘要 此次設計為落料—拉深—沖孔復合模，設計本模具充分利用了網(wǎng)上資源，圖書館藏書，更重要的是老師的諄諄教導，才成就了此模具。 在模具的設計過程中，首先，簡要地概述了沖壓模具的特點和在社會發(fā)展領域中的作用及其以后的發(fā)展前途，點明了模具的設計意義；其次進行工件的工藝分析；進而確定了工藝方案，計算出了模具工作部分的尺寸公差，設計出零部件，然后依據(jù)設計要求選擇各個標準件，最后設計出模具的總裝配圖。在設計過程中需要計算沖壓力，落料力，拉深力及推件力，卸料力，從而判斷模具各部件是否能承受壓力機的作用，更重要的是模具工作零件的設計，以此為核心的問題，工作零件的誤差將直接影響制件的質量。最后利于繪圖工具AutoCAD制作了裝配圖和零件圖，而節(jié)省了許多時間。 通過此次設計使我不僅掌握了沖壓模具設計的一般流程，更好的學習好多在課本上沒有學習的知識。 關鍵詞 : 沖孔 拉深 計算機繪圖 工藝分析 Summary This time design for fall to anticipate- pull deep- blunt bore compound mold, design originally the molding tool made use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool. In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle the characteristics of press the molding tool all and after society develop the function in the realm and it of development prospect, order the design meaning of understand the molding tool;Carry on the craft analysis of the work piece the next in order;Then made sure the craft project, compute the molding tool work the size business trip of the part, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design, designing a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, pulling the deep dint and pushing a dint, unloading to anticipate the dint, thus judging whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not, the design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, the error margin of the work spare parts will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool AutoCAD, but saved many time. Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study. Keyword: Blunt bore Pull deeply The calculator painting The craft analysis 1 概述 冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的模具，在室溫下對板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因為它主要用于加工板料零件，所以也稱板料沖壓。 在冷沖壓加工中，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，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。冷沖模在實現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有先進的模具技術，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位。 1.1 冷沖壓的特點及應用 1.1.1冷沖壓的特點 (1) 能沖壓出其他加工工藝難以加工或無法加工的形狀復雜的制件。如汽車覆蓋件等。 (2) 沖壓件質量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質量穩(wěn)定，制件互換性好。尺寸精度一般可達到IT10～14級，最高可達到IT16級，有的制件不需再機械加工，便可滿足裝配和使用要求。 (3) 沖壓件具有重量輕、強度高、剛性好和表面粗糙度小等特點。 (4) 生產(chǎn)效率高，如汽車覆蓋件這樣的大型件的生產(chǎn)效率，可達每分鐘數(shù)件。 (5) 材料利用率高，一般為70%～85%，因此沖壓加工能實現(xiàn)少廢料，甚至無廢料生產(chǎn)。 (6) 操作簡單，便于組織加工生產(chǎn)。 (7) 易于機械化與自動化生產(chǎn)。 (8) 冷沖壓的缺點就是模具制造周期長、制造成本高，故不適合單件小批量生產(chǎn)。另外，冷沖壓生產(chǎn)多采用機械壓力機，由于滑塊往復運動快，手工操作時，勞動強度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產(chǎn)、安全管理以及采取必要的安全技術措施。 1.1.2 冷沖壓的應用 沖壓加工的應用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。另外，在國防工業(yè)生產(chǎn)中，如飛機、導彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)，沖壓加工也占有很大的比例。 隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達國家，對發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。據(jù)近年來的統(tǒng)計表明，美、日等國的模具工業(yè)年產(chǎn)值已超過機床工業(yè)年產(chǎn)值的6%～12%。冷沖壓模具歷史悠久、用途廣、技術成熟，在各種模具中所占比例最大。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個模具市場的60%以上。因此沖壓工藝在我國現(xiàn)代化建設中有著非常廣闊的發(fā)展前景。 1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求 1.2.1 基本工序 冷沖壓基本工序按板料的變形特點，可分為分離工序和變形工序兩大類。 金屬板料在沖壓力的作用下，其應力超過強度極限而沿一定的輪廓線斷裂，稱為分離工序。分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。 金屬板料在沖壓力的作用下，其應力超過屈服極限（但低于強度極限）而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求的制件，稱為變形工序。變形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形和旋壓等。 1.2.2 沖壓工藝要求 沖壓過程中，沖模是對金屬板料進行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對運動使其產(chǎn)生塑性變形來得到預期的零件。因此要求沖模： （1） 應具有足夠的強度、剛度和相應的形狀和尺寸精度； （2） 主要零件應有足夠的耐磨性及使用壽命； （3） 結構應確保操作安全，便于使用和維修； （4） 應有使材料順利送進、工件方便取出、定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質量穩(wěn)定； （5） 要有導向裝置以使沖模上下運動準確； （6） 零件的加工和裝配應盡可能簡單，盡量采用標準件、普通件，以縮短模具的制造周期，降低成本； （7） 結構應與沖壓設備的主要技術參數(shù)相適應，以便牢固的安裝在沖壓設備上； （8） 應具有與沖壓設備連接的部位和搬運吊裝部位，以適應安裝和管理的需要。 1.3 沖壓工藝新技術的發(fā)展 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，冷沖壓技術及模具不斷革新和發(fā)展，沖壓工藝新技術發(fā)展主要反映在以下5個方面。 （1） 模具的計算機輔助設計和輔助制造技術（模具CAD/CAM） 采用該技術，模具設計和制造的效率一般可提高2～3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～2/3。目前已達到CAD/CAM一體化，模具圖紙只是作為檢驗模具之用。 （2） 工藝分析中的板料成型模擬仿真技術（沖壓CAE） 對于普通沖壓工藝的制定，可根據(jù)有關資料進行工藝設計、計算；而對于復雜的曲面成型，例如汽車覆蓋件的成形，傳統(tǒng)的方法是憑設計者的經(jīng)驗，進行對比分析，初步確定工藝方案和有關參數(shù)，然后設計實驗模具并進行試沖。因此，周期長、投資大、風險大。近幾年來，國內外已采用彈塑性有限元法，開發(fā)出板料成型過程的模擬軟件，供設計人員對工藝參數(shù)進行修改和選擇，以預測某一工藝方案對零件成型的可行性和可能發(fā)生的質量問題。這一虛擬成型技術，即沖壓CAE，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實驗費用，也可以大大縮短試制周期和提高成型件的質量。 （3） 快速模具制造技術的發(fā)展 將快速成型技術與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結工藝相結合而發(fā)展起來的快速模具制造技術，以及低熔點合金模具、樹脂模具都可用于冷沖壓成型。其模具的制造周期僅為常規(guī)模具切削制造的1/5～1/3，而成本僅為后者的1/4～1/2，在精度和壽命方面又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，非常適合于新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝驗證或中、小批量生產(chǎn)的需要。 （4） 采用沖壓新工藝 精密沖裁、液壓成型、沖壓-焊接復合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應用范圍進一步擴大，沖壓制件的質量和生產(chǎn)效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進一步降低。 （5） 冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化 為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設備已由單工位的低速壓力機發(fā)展到多工位的高速壓力機；在高速壓力機上采用多工位的級進模進行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達到高度自動化。 冷沖壓工藝與模具是一門實用性很強的課程，在學習這門課之前，除了應掌 握機械設計、金屬學、金屬塑性加工力學等基礎理論課程外，還應對沖壓生產(chǎn)實踐有所了解，具有初步的感性認識，這樣才能在學習中理論聯(lián)系實際，了解模具的類型 、結構，掌握模具的設計要點和設計方法等。 2 模具尺寸設計 工件簡圖如圖1所示 工件名稱：杯形件 材料：Q235 料厚：1.5mm 2.1沖壓件的工藝分析 由工件圖可見，該工件的加工涉及到落料、拉深、沖孔三種工序內容，根據(jù)變形特點，對于帶孔的拉深件，尤其是的孔到直壁的距離較近，為保證小孔的精度，一般應先拉深后沖孔。由于產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級進模結構過于復雜，成本較高， 故采用落料、拉深、沖孔復合模，使用其特點是： 圖1 （1）生產(chǎn)效率成倍提高，而且節(jié)省人力、電力和工序間的搬運工作。 （2）在復合模中幾道工序是在同一工位上完成 的，無須重新定位，從而使沖壓工件的位置精度得到提高，同心度誤差在～以內。 （3）由于復合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，所以結構上比單工序模復雜，而且各零部件在動作時要求相互不干涉，準確可靠，這就要求模具的制造應有較高的精度，因此模具的制造成本也就提高了，制造周期也相對延長，維修也不如單工序模簡便。 2.2工序分析與計算 2.2.1工藝分析 此工件為無凸緣圓筒形件，要求內形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的 形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。工件外形尺寸無精度要求，故按 公差級滿足拉深工序對工件公差等級的要求，Q235的拉深性能較好，需進行 如下計算來判斷拉深次數(shù) （1）計算毛坯直徑D 工件如圖2所示 工件的相對高度，根據(jù)相對 圖2 高度由文獻〔2〕表4.7中查得修邊余量。由表4.14序號15查得無凸緣圓筒形拉深件的毛坯尺寸計算公式為 則將 代入上式，即得毛坯的直徑為： （2）判斷拉深次數(shù) 工件總的拉深系數(shù)，毛坯的相對厚度。由公式來考慮設計是否需要壓邊，因，而﹤0.0171，故需壓邊圈。 由相對厚度查表4.23中得首次拉深的極限拉深系數(shù) 因﹥，故工件只需一次拉深 2.2.2 落料工藝分析與計算 本工件首先需要落料制成直徑的圓片，然后以的圓板料為毛坯進行拉深。 （1） 排樣 從條料上落下的料，要選擇合理的排樣和適當?shù)拇钸呏?，以減低成本和保證工件質量及模具壽命。考慮操作方便及模具結構簡單，故采用單排排樣設計，由表2.26查得搭邊值。采用單個固定擋料銷定位，則： 條料寬 條料進距 計算沖裁單件材料的利用率 式中 A — 一個沖裁件的面積， ； — 一個進距內的沖裁件數(shù)量； B — 條料寬度，； S — 進距，。 （2） 落料力的計算 式中 L — 工件外輪廓周長，； — 材料厚度，； — 材料的抗剪強度，由表14.1查得=310Mpa 則落料力為： 卸料力： 式中為卸料力系數(shù)，由表2-15查得，則卸料力： （3） 計算落料凸、凹模的刃口尺寸 由文獻〔1〕查表2-10得間隙值 由表2-12查得凸、凹模的制造公差 校核： 不滿足的條件，故凸、凹模不可分開加工，而是采用凸、 凹模配合加工的方法，對于落料件的尺寸公差由附錄D查出尺寸的極限偏差為。由表2-13查得系數(shù) 按配合加工的方法，對于此落料件屬于A類凹模磨損后增大的尺寸，不包含B類和C類尺寸 ，則： 凹模刃口尺寸 凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙為～，即 凸模刃口尺寸 落料凹模的外形尺寸： 凹模厚度 凹模壁厚 C = （1.5～2）H 式中 K — 系數(shù)，由表2.41查得K=0.20； B — 凹?？椎淖畲髮挾龋琺m; 則 C = （1.5～2）H=37.5mm 2.2.3拉深工序的工藝分析與計算 以D=126mm的圓板料為毛坯進行拉深，拉深成外徑為 79mm，內圓角r為2mm的無凸緣圓筒，最后按h=32mm進行修邊。 （1） 計算壓邊力和拉深力 a.由表4-15確定壓邊力 A — 在壓邊圈下的毛坯投影面積，； P — 單位壓邊力，由表4-16查得p=3.0Mpa。 則壓邊力為： b.計算拉深力 已知m=0.62，由表4-18中查得K=0.79，Q235的強度極限，將其代入公式得： （2） 模具工作部分尺寸計算 a.拉深模的間隙 由表4-12查得拉深模的單邊間隙為，則拉深模的間隙為。 b.拉深模的圓角半徑，凹模的圓角半徑按表4-13選取，，土模的圓角半徑等于工件的內圓角半徑，即。 c.凸、凹模工作部分的尺寸和公差。由于工件要求內形尺寸，則以凸模為設計基準，則凸模尺寸，將模具公差按IT10級選取，則 ，把代入上式，則凸模尺寸，間隙取在凹模上，則凹模的尺寸，把 代入上式，則凹模的尺寸為： 。 2.2.4沖孔工序的工藝分析與計算 在落料和拉深完成之后，使用沖孔模沖孔，對于所沖小孔按表 2-1查得一般沖孔模對該種材料可以沖壓的最小孔徑為，因而的孔符合工藝 要求，對于孔心距，按表2-4查得，一般精度模具可達到的兩孔中心距離公差為，因而符合尺寸精度工藝要求。孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離a，受模具強度和沖裁件質量的限制，其值不能過小，孔與孔之間距離工a≥1.5t=2.25mm,孔與孔之間的距離a≥1.5mm,而零件上的各孔的邊距均大于最小說的孔邊距，以上各項分析均和符合沖裁工藝要求，故可采用多孔沖裁進行加工。 (1) 計算沖壓力 本模具采用彈性卸料板。 a.沖裁力，為降低沖裁力，提高模具壽命。將多凸模作階梯形布置，小孔和做得短些，大孔和25mm×R5mm長槽做得長些，其小孔層和大孔層的高度差H=t=1.5mm。 小孔層： 大孔層： 因為 所以 選擇沖床時沖裁力為。 b. 卸料力 查表2-15取，故 c.推件力 選擇凹模刃口形式，取，則 個，查表2-15 ， 故 總的沖裁力為 (2) 確定模具壓力中心 畫出工件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，并選定坐標系，如圖3所示。 由圖3列表得： 圖3 (3) 計算凸、凹模刃口尺寸 按表2-10查得間隙值 按表2-12查得凸、凹模的制造公差 校核： 滿足的條件，可采用凸、凹模分開加工的方法，對零件圖中未注公差的尺寸，由GB1800-79查出其極限偏差：。 查表2-13得因數(shù) 凸模刃口的計算： 凹模刃口尺寸的計算： （4） 沖壓設備的選用原則 沖壓設備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設備很多，選用沖壓設備時主要考慮下述因素： a.沖壓設備的類型和工作形式是否適應于應完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求； b.沖壓設備的壓力和功率是否滿足應完成的工序要求； c.沖壓設備的裝模高度、工作臺尺寸、行程等是否適合應完成工序所用的模具； d.沖壓設備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。 總的沖壓力 ，由參照附錄選用公稱壓力為800kN的開式雙柱可傾壓力機J23-80，其主要技術參數(shù)如下表所示： 公稱壓力 800kN 滑塊行程 130mm 最大閉合高度 380mm 連桿調節(jié)長度 100mm 工作臺尺寸 800mm×540mm 模柄孔尺寸 最大可傾角 （5） 彈性元件的設計計算 為了得到較平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結構，使條料在落料、拉深過程 中始終在一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應力的作用下起皺的可能。 a.上卸料板采用橡膠作為彈性元件，計算橡膠的自由高度： 式中 — 橡膠的自由高度，mm; — 卸料板行程與模具修磨量或調整量（4～6）之和 則： 取 計算橡膠的裝配高度： 取H2 = 42mm 橡膠的斷面面積在模具裝配時按模具空間大小確定。 b.下頂塊壓邊也采用橡膠作為彈性元件 橡膠的自由高度： 取 計算橡膠的裝配高度 取H2 = 39mm 橡膠的斷面面積在模具裝配時按模具空間大小確定。 3 模具結構總體設計 3.1 凸模和凹模的結構設計與標準化 （1）落料凸、凹模的結構設計與標準化 a.落料凹模的外形尺寸： 壁厚 C=37.5mm,取40mm 厚度 H=25mm 根據(jù)JB/T7643.1-91，落料凹模取200mm×200mm×32mm。 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, d 為螺孔的尺寸，由于凹模厚度為32mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖4： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d≈9mm 凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 　　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應大于16mm。 b.凸模外形尺寸： 凸模長度： 圖4 — 凸模大端凸緣厚度，mm； — 蓋板厚度,mm； —橡膠的安裝高度，mm； —卸料板厚度，mm。 根據(jù)JB/T5830-94，取=10mm, =16mm, =16mm。 所以 （2） 拉深凸、凹模的結構設計與標準化 拉深凸模的長度 —落料凹模板厚度，mm； —拉深凸模固定板厚度，據(jù)JB/T5830-94取=24mm。 所以 由于拉深凸模即為沖孔凹模，￠3mm和￠5mm的凹?？纂x凸模外壁較近，應進行強度校核，選擇材料為Cr12MOV （3） 沖孔凸、凹模的結構設計與標準化 a. mm的凸、凹模 根據(jù)GB2863.2-81 凸模取B型圓凸模如下圖所示 圖5 凸模長度 —沖孔凸模固定板厚度，據(jù)JB/T5830-94取=36mm； —蓋板厚度，mm； —橡膠的安裝高度，mm； —卸料板厚度，mm； —工件高度，mm。 所以 b.mm的凸模長度 L=70mm c. mm與R5長槽的長度 L=70+1.5=71.5mm (4) 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin — 圓形凸模最小截面直徑，mm t — 沖裁材料厚度，mm — 沖裁材料的抗剪強度，MPa —凸模材料許用強度，取（1.0~1.6）×103MPa dmin≥==2.01mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導向裝置）　 　　　　　　　　　　　　Lmax≤270d2/ 式中 Lmax —— 允許的凸模最大自由長度，mm F —— 沖模力,N ｄ —— 凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×3.092/=35.1mm 所以長度適宜。 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　　q — 凸模固定端面的壓力，Mpa F — 落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　　 — 模座材料許用壓應力，Mpa q ==84.9Mpa 凸模固定板端面壓力超過了80～90Mpa，為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見JB/T5830-94，查得200mm×200mm×16mm 3.2 固定擋料銷的設計與標準化 固定擋料銷的設計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖6 根據(jù)JB/T7649.10—94選用直徑φ8mm，h=16mm材料為45鋼A型固定擋料銷 根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖7 廢料孔前端定位時擋料銷位置 =C-()+0.1 圖6 式中 —擋料銷與導正銷的間距，mm C——送料步距，mm dr——凸模直徑，mm d——擋料銷頭部直徑，mm =127-()+0.1=116.6mm 3.3 卸料裝置的設計與標準化 圖7 在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板，設計卸料板為一整體板。本模具的卸料 板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導向作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊[2]表15.27得： 卸料板長度L =200mm,寬度B=200mm厚度h0=16mm 此模具中，卸料板對落料凸模起導向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造 卸料螺釘選用圓柱頭卸料螺釘，根據(jù)JB/T7650.5-94選取M12×100，材料為45鋼 3.4 標準模架的選用 模架包括上模座、下模座、導柱和導套，選擇模架結構時要根據(jù)工件的受力變形特點，坯料定位、出件方式，材料的送進方向，導柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方面進行綜合考慮。選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應比凹模大30~40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1~1.5倍。選擇模架時還要注意模架與壓力機的安裝關系，模座的寬度比壓力機工作臺孔的孔徑每邊約大40~50mm。沖壓模具的閉合高度應大于壓力機的最小裝模高度，小于壓力機的最大裝模高度等。根據(jù)主要工作部分尺寸、結構以及彈性元件的尺寸，參照有關資料，由GB/T2855.5-90選取I級精度的后側導柱模架（滑動導向型）：由凹模周界選用標準模架如圖8所示 　　　　　　　　　 圖8 凹模周界L＝200mm,B=200mm,（用標準寫法）閉合高度h1=220mm 材料為ZG45(ZG310-570),0I級精度的后側導柱模架。 導柱標記：283200 GB/T2861.1—90 323200 GB/T2861.1—90 導套標記：283110338 GB/T2861.6—90 323110338 GB/T2861.6—90 上模座標記：2003200345 GB/T2855.1—90 下模座標記：2003200350 GB/T2855.2—90 模柄標記：B603125 JB/T 7646.1 3.5 聯(lián)接件的選用與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內六角螺釘標記：GB70—85 M12385 45鋼 螺釘標記：GB68—76 M12365 45鋼 圓柱銷釘標記：GB 119—86 10385 45鋼 止動圓柱銷標記：GB119—86 8340 45鋼 3.6 壓力機的校核 模座外形尺寸210×235mm,閉合高度260mm,有文獻[4]中，J23—80型壓力機工作臺尺寸為800×540mm,最大閉合高度為380mm，連桿調節(jié)長度為100mm,所以在工作臺上加一35～90mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。 4 模具的裝配與調試 4.1模架總裝圖 圖9 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、卸料板、蓋板、凸模（8個）、凸模固定板、落料凸模等組成，卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、落料凹模、拉深凸模等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出。 為了實現(xiàn)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：將條料送入彈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?；爻蹋淞虾蟮臈l料由彈性卸料板從凸凹模卸下，拉深成形后的工件，在完成沖孔后，卡在拉深凹模內，上?；爻?，拉深、沖孔后成形的工件一起隨上模上行，當頂桿碰到壓力機打桿后，頂桿推動滑塊將卡在凸凹模中的工件卸下，然后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(chǎn)。 4.2模具的裝配 根據(jù)復合模裝配要點，本副模具的裝配選凸、凹模為基準件，先裝下模，再裝上模，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。具體裝配如下： 凸、凹模預配 （1） 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。 （2） 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。 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固。 裝配下模 （1） 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板； （2） 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； （3）將下模座、導料板、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。 裝配上模 （1） 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； （2） 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； （3） 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； （4） 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm； （5） 復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； （6） 安裝導正銷、承料板； （7） 切紙檢查，合適后打入銷釘。 試沖與調整 裝機試沖并根據(jù)試沖結果作相應調整 總結 轉眼間，大學生活就要結束，作畢業(yè)設計將成為我們以后對大學生活的美好回憶。這次我的任務是設計一套生產(chǎn)杯形件的落料拉深沖孔復合模，畢業(yè)設計不同于課程設計，畢業(yè)設計是一件很辛苦的工作，如果沒有一定的意志和毅力是很難堅持下去的。 由于以前課程設計的基礎，所以對模具設計的基本流程還不很陌生，我們拿到任務書以后，首先對制件進行工藝性分析，然后選擇加工方案，進而計算坯料的面積，接著根據(jù)制件尺寸計算出模具的工作部分尺寸，從而設計出模具的工作零件，最后根據(jù)國標選擇模架，及其他標準零部件，畫出裝配圖及部分零件圖，至此模具設計宣告結束。 雖然有過做課程設計的經(jīng)驗，但這次做畢業(yè)設計還是令我感觸頗深。在這段日子里，我?guī)缀醵荚谒奚岷蛨D書館之間來回奔波，查閱大量的工具書，因為在畢業(yè)設計中每一個公式，每一套數(shù)據(jù)都要有根據(jù)或標準可言，如果其中某一項出錯，都將會影響到下面設計的正常進行，所以馬虎不得。這使我認識到以后從事工作的嚴謹性和高度的責任感。 做畢業(yè)設計雖然很艱辛，但做什么事情都是兩面的，俗話說的好只要付出就會有回報。這次畢業(yè)設計使我將以前的所學知識系統(tǒng)的連貫了起來，好多快遺忘的東西又被拾了回來，從而更加深了對這些知識的理解。更主要的是以前在課堂上講的都是些空虛的理論知識，沒有進行過實際的、系統(tǒng)的設計練習，對所學的理論、公式運用不是很熟練，很多實際上應該很熟悉的東西到用的時候卻感到了陌生，而畢業(yè)設計給了我們這么一個鍛煉的平臺，讓我們把空洞的理論在設計中反復的運用，使我們把這些知識真正轉換為我們自己的東西，讓它在我們腦子里生根。這次在鍛煉我們設計能力的同時，也使我們積累了寶貴的設計經(jīng)驗，對我們以后從事的設計工作奠定了一定的基礎。 總之，畢業(yè)設計雖然辛苦，但是在設計中不斷的思考問題、研究問題，咨詢問題，從而一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更加完整的專業(yè)知識，鍛煉了我獨立設計的能力，真的使我受益匪淺。 致謝 時光如梭，三年的大學生活轉眼過去，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學朋友們，溶入到社會的大潮中去。在這之際，我們將完成最后的使命——做畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，由于資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中遇到了很多的問題。但這并沒有成為我的絆腳石，在指導老師不時的精心指導和同學們的熱心幫助下，并通過在圖書館的仔細查閱，使我克服了一個又一個的困難，從而使我的畢業(yè)設計日趨完善。 最后，再次感謝我的指導老師原紅玲的精心指導和各位老師和同學的大力幫助，使我順利完成任務，并向你們致意深深的敬意，在以后的生活中我一定努力工作，不辜負你們寄予我的厚望！ 參考文獻 【1】 陳錫棟、靖穎怡主編 沖模設計應用實例 機械工業(yè)出版社 2000 【2】 郝濱海 編著 沖壓模具簡明設計手冊 化學工業(yè)出版社 2004 【3】 吳伯杰 編著 沖壓工藝與模具 電子工業(yè)出版社 2005 【4】 薛彥成 主編 公差配合與技術測量 機械工業(yè)出版社 2004 【5】 王孝培 主編 沖壓手冊 機械工業(yè)出版社 1988 【6】 楊玉英 主編 實用沖壓工藝及模具設計手冊 機械工業(yè)出版社 2005 【7】 史鐵梁 主編 冷沖模設計指導 機械工業(yè)出版社 1996 【8】 中國機床總公司編 著 全國機床產(chǎn)品供貨目錄 機械工業(yè)出版社 2002 【9】 楊占堯 主編 沖壓模具圖冊 高等教育出版社 2004 【10】高為國 主編 模具材料 機械工業(yè)出版社 2005 【11】翟德梅 主編 模具制造技術 機專自編教材 第- 30 -頁 共30頁