[優(yōu)秀畢業(yè)論文]防護罩的沖壓模具設計 畢業(yè)論文

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1、設計任務書 設計題目： 防護罩的沖壓模具設計 設計要求： 1.防護罩工藝性分析及沖裁方案的確定； 2.有關計算及模具設計； 3.模具制造工藝編制與裝配。 摘 要 我本次設計的零件為防護罩。此工件采用的材料鋼08F及厚度1.5mm保證了足夠的強度和剛度,該零件外形復雜，工序煩瑣,故設計成復合模進行沖裁。合理排樣、減小廢料。材料為優(yōu)質碳素鋼,采用沖壓加工經濟性良好。 以電動機防護罩零件為例,結合其模具特有工藝性,進行了工藝性分析,并分析了成形過程的三種不同的沖壓工藝方案, 然后選復合模作為該副模具的工藝生產方案。并對模具的各部分主要尺寸進行理論運算，以確定各沖模的尺寸,經

2、過計算分析完成該模具的主要設計計算，凸、凹模工作部分的設計計算，還有主要零部件的結構設計，。完成一系列的計算后，畫出總裝圖、凸凹模配合圖等設計模具必備的圖紙。 簡要分析了模具關鍵零部件的設計及加工工藝．對拉深模從設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行了詳細闡述，繪制了模具裝配圖及主要工作零件圖，詳細分析了模具工作過程。 進行沖壓設計就是根據已有的生產條件，綜合考慮影響生產過程順利進行的各方面因素，合理安排零件的生產工序，最優(yōu)地選用，確定各工藝參數的大小和變化范圍，設計模具，選用設備等，以使零件的整個生產過程達到優(yōu)質，高產，低耗，安全的目的。 關鍵詞：落料,拉深,翻邊,復合模 目

3、錄 防護罩的沖壓模具設計 I 1 沖壓工藝分析 1 1.1工件分析 1 1.2 材料 2 1.3結構形狀 2 1.4尺寸精度 2 2 模具的技術要求及材料選用 3 2.1模具的技術要求 3 2.2 模具材料的選用及要求 3 3沖壓工藝方案的確定 5 4必要的工藝尺寸計算 6 4.1 毛坯尺寸計算 6 4.2 排樣設計與計算 6 4.3 拉深次數的確定 7 4.4 沖壓工序力計算 8 4.5 模具主要零件部分尺寸的計算 10 5模具的總體設計 14 5.1 模具類型的選擇 14 5.2定位方式的選擇 14 5.3 卸料、出件方式的選擇 14 5.4 導向

4、方式的選擇 15 6主要零部件的設計 16 6.1 工作零件的結構設計 16 6.2 模架及其他零部件的選用 18 7模具總裝圖 20 8沖壓設備的選定 22 9工作零件的加工工藝 23 9.1 拉深凸模 23 9.2 落料凹模 24 9.3 凸、凹模 25 10模具的裝配與調試 27 10.1 模具的裝配 27 10.2沖裁模的調試 29 結 論 30 參考文獻 31 32 1 沖壓工藝分析 1.1工件分析 零件簡圖:如圖1所示 生產批量:大批量 材料:08F 材料厚度:1.5 要求: 要求確定該零件沖壓成形工藝，設計沖壓成形模具

5、。即做出該零件的拉深及翻邊工藝 圖1-1 防護罩工件簡圖 該工件屬于典型的有凸緣圓筒形拉深，要求內形尺寸,形狀簡單對稱，該工件作為另一零件的罩，對表面粗糙度沒有特殊要求。所有尺寸均為自由公差，按IT14級確定工件的公差，可用落料獲得的圓形板料進行拉深，拉深成為外徑為223.4，內圓角R為6的有凸緣圓筒，工件總高度尺寸75可在拉深中達到要求。一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求，對零件的厚度變化也沒有要求。圓筒形件的毛坯為圓形板料，可以通過落料獲得。08F鋼是碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。 綜上所述，該工件的精度及結構尺寸都能滿足沖壓工藝要求，工件的拉深工藝性較好。該工件在滿足沖壓工藝性要求的

6、前提下，采用的沖壓基本工序是落料、拉深、翻邊。 1.2 材料 沖壓工藝對材料的基本要求主要是： （1） 對沖壓成形性能的要求為了有利于沖壓變形和制件質量的提高，材料應具有良好的沖壓成形性能。而沖壓成形性能與材料的機械性能密切相關，通常要求材料應具有：良好的塑性，屈強比小，彈性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系數小。 （2） 對材料厚度公差的要求材料的厚度公差應符合國家規(guī)定標準。因為一定的模具間隙適用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不僅直接影響制件的質量，還可能導致模具和沖床的損壞。．對表面質量的要求材料的表面應光潔平整，無分層和機械性質的損傷，無銹斑、氧化皮及其它附著物。

7、表面質量好的材料，沖壓時不易破裂，不易擦傷模具，工件表面質量好。 （3） 常用沖壓材料沖壓用材料的形狀有各種規(guī)格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓，對于中小型零件，多數是將板料剪裁成條料后使用。帶料（又稱卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開長度可達幾千米，適用于大批量生產的自動送料，材料厚度很小時也是做成帶料供應。塊料只用于少數鋼號和價錢昂貴的有色金屬的沖壓。 綜上所述，沖壓材料我選擇鋼08F作為沖壓件的材料。 鋼08F為優(yōu)質碳素鋼，碳的質量分數很低，塑性好，有較好的沖壓、彎曲性能，取抗剪強度，抗拉強度，屈服點， 斷面收縮率。 1.3結構形狀 該工件結構復雜

8、，所要沖裁的板料厚度為1.5。 1.4尺寸精度 該工件未表注公差的尺寸，根據工件的使用性能，可按IT6級制造。 2 模具的技術要求及材料選用 2.1模具的技術要求 利用模具生產制品零件，其模具質量的好壞，壽命的長短，直接關系到產品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產品占領市場的重要性條件。而模具的質量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質量要求。 2.2 模具材料的選用及要求 2.2.1冷沖模材料應具有的性能 冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模

9、等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應具有的性能。 （1）應具有較高的變形抗力：主要抗力指標包括淬火、回火抗壓強度、彎強度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強度和抗彎強度才能保證模具具有較高的變形能力。 （2）應具有較高的斷裂抗主要抗力指標有材料的抗沖擊性能抗壓強度、抗彎強度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應依

10、據載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細長凸?；蛴袘械哪＞撸夹枰休^高的韌性。 （3）應具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應力條件下產生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等。 （4）應具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。 2.2.2材料的選擇原則 （1）要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料：要選擇滿足模具零件工作要

11、求的最佳綜合性能的材料。 （2）要針對模具失效形式選用鋼材：鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包括： 1）為防模具開裂，要選用韌性好的材料 2）為防磨損，應選用合金元素高的材料 3）對于大型沖模應選用淬透性好的材料 4）為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼 5）為防熱處理變形，對于形雜的零件應選用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 （3）要根據制品批量大小，以最低的成本的選材原則選用: 對于需沖壓數量較多模具，一般采用優(yōu)質合金鋼，而數量少的則采用碳素鋼，以降低成本。 （4）要根據沖模零件的作用選擇： 凸、凹模具應選用優(yōu)質的鋼材制作，對于數量不多或厚度不大的可采

12、用有色金屬或黑色金屬。而對于支撐板、卸料零件、導向件應選用一般鋼材。 （5）要根據沖模精密程度選用： 在制造小型精密模具而又復雜時可選用優(yōu)質合金鋼制作，而對于比較簡單，形狀、精度有要求不高的模具應選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼。 綜上所述，此模具采用合金工具鋼為模具材料。該合金鋼具有較好的耐磨性，較好的淬火不變形性，較好的紅硬性，較小的脫碳敏感性，較深的淬硬深度，但它的切削加工性較差，耐沖擊性也較差。基本能滿足此模具的沖裁。此模具的彎曲部分也采用這種材料。凸模的熱處理硬度為58～62HRC，凹模的熱處理硬度為62～64HRC。 3沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、拉深、翻邊,切邊、

13、沖孔兩個基本工序,現只做落料、拉深、翻邊基本工序.經分析可以有以下三種工藝方案: 方案一:先落料,后拉深翻邊.采用單工序模生產。 方案二:落料一拉深翻邊復合沖壓.采用復合模生產。 方案三:拉深級進沖壓，采用級進模生產。 方案一模具結構簡單,但需要兩道工序兩副模具,生產效率低,難以滿足該工件大批量生產和客戶的要求.所以此方案不可取.方案二只需要一副模具,生產效率明顯要比方案一好,盡管模具結構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.方案三也只需要一副模具,生產效率高,但模具結構比較復雜,送進操作不方便,加之工件尺寸偏大.通過對上述三種方案的分析比較,該零件若能

14、一次拉深,則其沖壓生產采用方案二為佳。 4必要的工藝尺寸計算 4.1 毛坯尺寸計算 圖4-1 工件簡圖 工件簡圖如上圖所示,計算尺寸：d1=208.4;d2=221.9;d3=226;d4=236;r=6;R=1.5;h=64.5 根據表面積相等原則,用解析法求該零件的毛坯直徑D。(常用旋轉體拉深件坯料直徑的計算公式)。當r不等于Ｒ時，毛坯直徑Ｄ： D= = 4.2 排樣設計與計算 沖裁件面積A A= D——毛壞件直徑 條料寬度B B=D+2a+C=351 a——側搭邊值,a=1.5;a1=1.2 c——導料板與

15、最寬條料之間的間隙，其最小值見表4—1。取c=8。 表4—1導料板與條料之間的最小間隙 材料厚度t 無測壓裝置 有側壓裝置 條料寬度B 條料寬度 100以下 100～200 200～300 100以下 100以上 ～0.5 0.5～1 1～2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 1 1 5 5 5 8 8 8 步距S S=D+=341.2 一個步進距的材料材料率η η=nA/BS100%= 其結構示意圖如下： 圖4-2 排樣示意圖 4.3 拉深次數的確定 4.3.1能否一次拉深成形

16、 圖4-3 有凸緣圓筒形件的拉深系數為 式中:——有凸緣圓筒形件的拉深系數; d——零件筒形部分的直徑; D——坯料直徑 拉深系數==0.66 坯料相對厚度(t/D)100=0.44 由上式可以看出,有凸緣圓筒形件的拉深系數取決于有關尺寸的三個相對比值即(凸緣的相對直徑)、h/d(零件的相對高度)、R/d(相對圓角半徑).其中以影響最大,h/d次之,R/d影響最小. 和h/d越大,表示拉深時毛坯變形區(qū)的寬度大,拉深成形的難度也大.當和h/d超過一定值時,便不能一次拉深,因為叫拉深系數大于表4—2的極限拉深系數值,則凸緣圓

17、筒形件可以一次拉深成形.查表表4—2發(fā)現小于表中數值,能一次拉深成形.所以采用落料-拉深翻邊復合沖壓. 表4—2 有凸緣的圓筒形件第一次拉深的極限拉深系數 凸緣的相對直徑 坯料的相對厚度 2~1.5 1.5~1.0 1.0~0.6 0.6~0.3 1.1以下 1.3 1.5 1.8 0.51 0.49 0.47 0.45 0.53 0.51 0.49 0.46 0.55 0.53 0.50 0.47 0.57 0.54 0.51 0.48 4.3.2 拉深類型的確定 該零件屬于淺拉深。 4.4 沖壓工序力計算 該模具擬采用正裝復合

18、模,固定卸料與頂件。另外,為了解決拉深過程中的起皺問題,生產實際中的主要方法是在模具結構上采用壓料裝置.常用的壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種.是否采用壓料裝置主要看拉深過程中是否可能發(fā)生起皺,在實際生產中可按表4—3來判斷拉深過程中是否起皺和采用壓料裝置.因為總拉深系數0.66>0.6,所以可不用壓料裝置。 表4—3采用或不采用壓邊圈的條件 拉深方法 第一次拉深 以后各次拉深 （t/D）/% m1 （t/D）/% mn 用壓邊圈 <1.5 <0.60 <1 <0.80 可用可不用 1.5~2.0 0.60 1~1.5 0.80 不用壓邊圈 >2

19、.0 >0.60 >1.5 >0.80 4.4.1 落料力的計算 落料力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力,它是隨凸模進入材料的深度(凸模的行程)而變化的,通常所說的落料力是指能將達到工件所用坯料的最大沖裁力的最大值,它是選用壓力機和設計模具的重要依據之一。 =KLt= 式中：——落料力； L——沖裁周邊長度； 　　　——材料抗剪強度； 　　?。恕禂?； 　　系數Ｋ是考慮到實際生產中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數。一般?。耍?.3。 4.4.2 拉深力的計算 拉深力的計

20、算是為了合理地選用壓力機和設計拉深模具。 　　　　　　　　F=＝ 式中：F——拉深力； 　 t——板料厚度； ——拉深后的工序件直徑； 　——拉深件材料的抗拉強度； 　——修正系數，其值見表4—4 表4—4修正系數 0.55 0.57 0.60 0.62 0.65 1.0 0.93 0.86 0.79 0.72 4.4.3 翻邊力的計算 翻邊力F一般不大,用圓柱形平底凸模翻邊時,可按下式計算： 　　　　　=1.1＝ 式中：Ｄ——翻邊后直徑（按中線計算）； 　　　d——坯料預制孔直徑； 　　　t——材料厚度； 　　　——材料屈服點； 翻

21、邊凸模圓角半徑應該盡量取大些，以便有利于翻邊變形。一般應該取圓角半徑大于或等于工件厚度的4倍。 所以　沖壓工序總力　 　　　　=+F+＝ 4.5 模具主要零件部分尺寸的計算 4.5.1 拉深模間隙計算 拉深模的凸、凹模之間間隙對拉深力、零件質量、模具壽命等都有影響。間隙小，拉深力大、模具磨損大，過小的間隙會使零件嚴重變薄甚至拉裂；但間隙小， 沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。因此，生產者中應根據板料厚度及公差、拉深過程板料的增厚情況、拉深次數、零件的形狀及精度 要求達到，正確確定拉深模間隙。 無壓料圈的拉深模，其間隙為單邊間隙拉深模，Z/2=T=1.5

22、深模的間隙Z=3 4.5.2 拉深模圓角半徑 拉深凹模的圓角半徑R按表4—5選取R=6t=9，凸模圓角半徑 R= R=9 表4—5拉深凹模圓角半徑系數 材料厚度 拉深件直徑 拉深系數 4.5.3 工作部分尺寸計算 根據設計原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 表4—6沖裁模初始雙邊間隙 材料厚度 08、10、35、09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn

23、 >0.5 極小間隙（或無間隙） 0.9 1.0 1.2 1.5 0.072 0.090 0.100 0.132 0.104 0.126 0.140 0.240 0.090 0.100 0.132 0.126 0.140 0.180 0.072 0.090 0.100 0.104 0.126 0.140 表4—7規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時凸、凹模的制造偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ＞180～260 0.030 0.045 ＞260～360 0.035 0.050 ＞360

24、～500 0.040 0.060 ＞500 0.050 0.070 查表4—6得, 查表4—7得, == = 上式中:——落料凹、凸尺寸； ——落料件的最大極限尺寸； ——工件的制造公差； ——最小合理間隙； x——磨損系數； ——凸凹模的制造公差； 模具制造公差是查表4—7所得,滿足 最后一道工序的拉深模,凸凹模工作部分尺寸及公差應按零件的要求來確定。 表4—8凸模制造公差與凹模制造公差 材料厚度 拉深件直徑 ＜20 20～100 ＞100 ＜0.5 0.02 0.01 0.03 0.02 —

25、 — ＞0.5～1.5 0.04 0.02 0.05 0.03 0.08 0.05 ＞1.5 0.06 0.04 0.08 0.05 0.10 0.06 當零件尺寸標注在內形時,以凸模為基準,工作部分尺寸為: Z=3.=0.46 查表4—8得 == == 上式中, ------------凹凸模的尺寸； --------------拉深件內徑的最小極限尺寸； -----------------零件的公差； --------------凹凸模制造公差； Z-----------

26、------拉深模間隙；. 當拉深后的沖件從凸模上脫下來，由于受空氣的壓力而緊緊包在凸模上，致使不易脫下。對于材料厚度較薄的拉深件，甚至會使零件拉癟。因此，為了簡化凸模的結構，本模具用一個固定在凸模上的通氣板，在通氣板上開一個直徑為Φ12的孔。通氣板采用H7/m6的配合，其結構如圖所示： 圖4-3 通氣孔 5模具的總體設計 在設計模具時，由于拉深工藝的特殊要求，除了應考慮到與其他模具一樣的設計方法與步驟外，還需要考慮到如下特點： 1）深圓筒形件時，應考慮到料厚、材料、模具圓角半徑r 、r等情況，根據合理的拉深系數確定拉深工序。拉深工藝的計算要求有較高的準確性，從而拉深凸模長度的

27、確定必須滿足工件拉深高度的要求，且在拉深凸模上必須有一定尺寸要求的通氣孔。 2）分析成形件的形狀，尺寸有沒有超過加工極限的部分。選用凸模材料必須考慮熱處理時的崎嶇變形，同時需注意凸模在模座上的定位、緊固的可靠性。 3）回彈、扭曲、局部變形等的缺陷所產生的彈性變形難于保證零件形狀的精度，此時應采取相應的改進措施。 4）于形狀復雜的零件，很難計算出準確的毛坯形狀和尺寸。因此，在設計模具時，往往先做拉深模，經試壓確定合適的毛坯形狀和尺寸再制作落料模，并在拉深模上定形的毛坯安裝定位裝置，同時要預先考慮到使后面工序定位準確的措施。 5.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知,采用復合沖壓,所以

28、模具類型為落料-拉深翻邊復合模。 5.2定位方式的選擇 因為該模具使用的是條料,所以導料采用導料板(本副模具固定卸料板與導料板一體),送進步距控制采用擋料銷.擋料銷工作部分的設計根據材料的厚度來取,取4,最小高出材料厚度2。 5.3 卸料、出件方式的選擇 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傳遞給頂件塊提供翻邊力。取件時用手工將從凸凹模中頂下的工件取出。 下頂件塊是為了和凸凹模配合一起翻邊，所以應該有一定的強度，選用45號鋼即可，在工作中很好的拉深凸模和落料凹模配合，與凸模的單邊間隙應該取0.2-0.5之間,取0.3即可。與落料凹模的配合也是一樣。所以頂件

29、塊的內外形結構與拉深凸模和落料凹模的配合選擇H10/C10的間隙配合，在熱處理后還要進行磨削加工，工作表面粗糙度應該達到=0.8,其余工作表面達到R06.3～3.2即可。下頂件的結構示意圖如下: 圖5—1 頂件塊 5.4 導向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質量,方便安裝調整,該復合模采用中間導柱的導向方式。 6主要零部件的設計 6.1 工作零件的結構設計 工作零件是工作成形過程中的主要工作零部件,由于工作形狀簡單對稱,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、凹模的結構如圖所示。 圖6

30、-2拉深凸模 為了實現先落料后拉深,模具裝配后,應使拉深凸模的端面比落料凹模端面低.所以拉深凸模的長度L可按下式計算； L== 拉深凸模采用過渡配合H7/m6,固定在下模座上，其高度最少應大于工件高度的10-15,經過計算得凸模高度為127，因凸模的尺寸較大，為了防止淬火變形，除了工作部分采用局部淬火（58-62HRC）外，材料用淬火變形小的CrWMn模具鋼。 圖6—3 落料凹模 落料凹模采用H7/m6的過渡配合，固定在下模座上，其高度尺寸等于100,因凹模的尺寸較大，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局

31、部淬火（58-62HRC）外，材料用淬火變形小的CrWMn模具鋼。 圖6-4 凸凹模 凸、凹模采用螺釘固定在上模座上，其高度尺寸可按下式計算： H= 上式中： ——工件的高度。=75 ——頂件塊的厚度。=15 在凸、凹模和拉深凸模配合時，凸、凹模進入拉深凸模時要碰到下頂塊，下頂塊的厚度為15,所以凸凹模的高度H=120。 6.2 模架及其他零部件的選用 根據材料厚度可得落料凹模的最小壁厚為3.8.取壁厚為4.5.又知落料凹模的

32、刃口尺寸為334.4所以落料凹模最大直徑為343.4。 模架選項用中間導柱標準模架,可承受較大的沖壓力.為防止裝模時,上模誤轉裝配,對模架中兩對導柱與導套作粗細不等: 導柱d/L/分別為Φ45260,Φ48260;導套Φ4513661,Φ4813665。 最大高度=350 最小高度=230 上模座厚度取40. 下模座厚度取55. 固定卸料板厚度取15. 下固定板厚度取30. 上模墊板厚度取10. 下模墊板厚度取20. 連桿調節(jié)量為：120 理論式： 一般模具的閉合高度接近于壓力機的最大裝模高度 模具閉合高度: 6.2.1 上推件塊的設計 由于工件

33、尺寸比較大,為了防止在拉深成形后,工件不能與凸、凹模分離,所以采用推件塊,由打桿提供壓力。推件塊應具有足夠的剛度，所以選用45號鋼，推件塊與凸、凹?？椎拈g隙不能大，單邊間隙應留有0.2-0.5,取值0.3的余量。推件塊外形尺寸與凸、凹模輪廓尺寸之間的關系可采用H10/c10的間隙配合。 在進行車削時，要保證工作表面達到=6.3-3.2即可。推件塊的結構示意圖如下所示： 圖6-5 推件塊 6.2.2 螺釘 用于固定模具在墊板上的位置,在此次設計中一共選用了8個螺釘。 螺釘規(guī)格 公稱長度 L= 100，性能等級為8.8級。 螺釘 ＧＢ∕Ｔ 70.1 Ｍ12100 材料為45號

34、鋼，熱處理硬度HRC35-40。 用于固定上頂板，選用數量為4個。 螺釘 ＧＢ∕Ｔ 70.1 Ｍ875 材料為45號鋼，熱處理硬度HRC35-40。 6.2.3 定位銷 定位銷 GB2866.11-81 A8 采用定位銷,材料選用45號鋼。其結構如圖所示： 圖6-5定位銷結構 7模具總裝圖 1.上模座 2.緊固螺釘 3.凸凹模 4.墊板 5.定位銷 6.導柱導套 7.固定卸料板 8.下頂件塊 9.落料凹模 10.凸模固定板 11.下墊板 12.拉深凸模 13.推件塊 14.下模座 由以上設計,可得到如圖所示的模具總裝圖.為了實現先落料,后拉深,就保證模具裝

35、配后,拉深凸模的端面比落料凹模端面低3。模具上模部分主要有上模板、墊板、凸、凹模組成。卸料方式采用固定卸料。下模部分由下模座、墊板、拉深凸模固定板、拉深凸模、落料凹模、下頂件器等組成。制件由上模部分的推件塊打下，并手動取出。 坯料送進時采用定位銷進行定位，在落料凹模上安裝有兩個定位銷，對坯料上進行定位，以定位銷使坯料在凹模中得到精確定位。將坯料沿著凹模上表面向前推進，直至推到定位銷，即可進行落料。 模具工作過程：將條形坯料送入剛性卸料板下長條形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一側，直到頂到定位銷，壓力機滑塊帶著上模下行，凸凹模下表面首先接觸條料，并與頂件塊一起壓條料，先落料，后拉深，在拉深的

36、同時凸凹模與下頂件塊一起作用形成所要的翻邊。當拉深翻邊結束后，上模回程，落料后的條料由剛性卸料板從凸凹模上卸下，拉深成形的工件由壓力機上的活動橫梁通過推件塊從凸凹模中剛性打下，用手工將工件取走后，將條料送進一個步距，進行下一個工件的生產。 8沖壓設備的選定 沖壓設備選擇是工藝設計中的一項重要內容，它直接關系到設備的合理使用、安全、產品質量、模具壽命、生產效率及成本等一系列重要問題。設備選擇主要包括設備類型和規(guī)格兩個方面的選擇。 設備類型的選擇訂取決于沖壓的工藝要求和生產指。在設備類型選定之后，應進一步根據沖壓工藝力 模具閉合高度和模板平面輪廓尺寸等確定設備規(guī)格。 根據沖壓工藝總力計算

37、結果，并結合模具閉合高度。由于淺拉深件：F≥（1.60-1.8）F = 壓力機的最大裝模高度,應大于所設計模具的最大閉合高度,由資料上開式壓力機技術規(guī)格,查得JA21-250符合其公稱壓力。該壓力機技術參數為： 公稱壓力（）： 2450 滑塊行程（）:180 滑塊行程次數（次/分）：30 最大封閉高度（）:350 封閉高度調節(jié)量() :120 工作臺尺寸（）:左右1250 前后800 工作臺板厚度（）:150 滑塊底面尺寸（）:左右740 前后580 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，加工時主要采用車削。 9.1 拉深凸模 9.1

38、.1 毛坯的選定 根據拉深凸模的工件要求,拉深凸模材質具有高硬度、高耐磨性,由于工件的尺寸比較大,需要有很高的淬透性、熱處理變形小的材料,毛坯選用CrWMn,熱處理后的硬度為58-62HRC。 9.1.2 基準的確定 拉深凸模的中心線和機床主軸中心重合,拉深凸模的端面應與中心線垂直,所以選定中心線為定位基準和設計基準。 9.1.3 擬定加工路線 下料—鍛造—退火—車床加工—熱處理—磨外圓—鉗工精修—檢驗 9.1.4 加工工藝過程 表9-1 拉深凸模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成圓柱體240X140 2 熱處理

39、退火 3 車削 端面車平，內、外徑車削到尺寸，留磨削余量。0.1-0.2 4 熱處理 調質 5 磨削 磨削外圓到尺寸 6 熱處理 按熱處理工藝，淬火達到58—62HRC。 7 鉗工精修 全面達到設計要求 9.2 落料凹模 9.2.1 落料毛壞的選定 根據凹模的工作要求，凹模材質應具有高硬度、高耐磨性、高淬透性、熱處理變形小，毛坯選用CrWMn，熱處理后的硬度為58-62HRC。 9.2.2 基準的確定 凹模中心線和機床主軸中心重合,在加工外圓時和孔,端面相對中心線而獲得正確的位置,則選中心線為定位基準和設計基準。 9.2.3

40、 擬定加工路線 下料——鍛造——退火——車床加工——熱處理——磨內圓——鉗工劃線——加工孔——熱處理——鉗工精修——檢驗 9.2.4 加工工藝過程 表9-2 落料凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成圓柱體450X110 2 熱處理 退火 3 車削 端面車平，內、外徑車削到尺寸，留磨削余量。1－2 4 熱處理 調質 5 磨削端面 工作端面單邊余量0.3 6 鉗工劃線 劃出定位銷位置線 7 加工孔 按位置加工定位銷孔 8 車

41、削 按零件圖車削內、外形至尺寸，Φ337.6留單邊余量0.3 9 熱處理 按熱處理工藝，淬火達到58—62HRC。 10 磨削 精磨內圓、端面至尺寸，保證端面與軸線垂直。 11 鉗工精修 全面達到設計要求 9.3 凸、凹模 9.3.1 毛坯的選定 根據凸、凹模的工作要求，凸、凹模材質應具有高硬度、高耐磨性、高淬透性、熱處理變形小，毛坯選用CrWMn,裝配部分不要求淬硬，工作部分要求熱處理后的硬度為58-62HRC，從工作部分到裝合部分硬度逐漸降低。 9.3.2 基準的確定 凸凹模中心線和機床主軸中心重合,在加工外圓和孔,端面對于中心線而獲得

42、正確位置,則選中心線為定位基準和設計基準。 9.3.3 擬定加工路線 下料——鍛造——退火——車床加工——熱處理——磨內圓——鉗工劃線——加工孔——熱處理——鉗工精修——檢驗 9.3.4 加工工藝過程 表9-3凸凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成圓柱體 2 熱處理 退火 3 車削 端面車平，內、外徑車削到尺寸，留磨削余量。0.1-0.2 4 熱處理 調質 5 磨削 磨削端面，內、外圓到尺寸 6 鉗工劃線 劃出螺孔位置線

43、 7 加工孔 按位置加螺孔 8 熱處理 按熱處理工藝，淬火達到58—62HRC。 9 鉗工精修 全面達到設計要求 10模具的裝配與調試 10.1 模具的裝配 模具的裝配就是根據模具的結構特點和技術條件，心一定的裝配順序和方法，將符合圖紙技術要求的零件，經協調加工，組裝成滿足使用要求的模具。在裝配過程中，即要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對于具有相對運動的零件，還必須保證它們之間的運動精度。因此，模具裝配是最后實現沖模設計和沖壓工藝意圖的過程，是模具制造過程中的關鍵工序。模具裝配質量直接影響制件的沖壓質量、模具的使用和模具壽命。 1

44、0.1.2 模具裝配特點 模具裝配屬于單件生產。組成模具實體的零件，有些在制造過程中是按照圖紙飄流的尺寸和公差獨立地進行加工的(如拉深凸模、落料凹模、凸凹模、導柱和導套、模柄等), 這類零件一般都是直接進入裝配；有些在制造過程中只有部分尺寸可以按照圖紙標尺寸進行加工，需協調相關尺寸；有的在進入裝配前需采用配制或合體加工，有的需在裝配過程中通過配制取得協調，圖紙上的標注的部分尺寸只作為參考(如模座的導柱或導套固裝孔,多凸模固定板上的凸模固裝孔,需連接固定在一起的板件螺栓孔、銷釘孔等)。 因此，模具裝配適合采用集中裝配，在裝配工藝上多采用修配法和調整裝配法來保證裝配精度。從而實現能用精度不高的

45、組成零件，達到較高的裝配精度，降低零件加工要求。 10.1.3 裝配技術要求 沖裁模裝配后,應達到下述主要技術要求: (1) 模架精度應符合標準（JB/T8050—1999《沖模模架精度檢查》）規(guī)定。模具的閉合高度應符合圖紙的規(guī)定要求。 (2) 裝配好的沖模，上模沿滑塊上、下滑動應平穩(wěn)、可靠。 (3) 拉深凸、凹模的間隙應符合圖紙規(guī)定的要求，分布均勻。凸?；虬寄５墓ぷ餍谐谭霞夹g條件的規(guī)定。 (4)定位和擋料裝置的相對位置應符合圖紙要求。導料面應與凹模進料方向的中心線平行。 （5） 卸料和頂件裝置的相對位置應符合設計要求，超高量在許用范圍內，工作面不允許傾斜或單邊偏擺，以保證制件

46、或廢料能及時卸下和順利頂出。 （6）堅固件裝配應可靠，螺紋旋入長度在鋼件連接時應不小于螺栓的直徑，鑄件連接時應不小于1.5倍螺栓直徑；螺栓的端面不應露出上模座的表面。 （7）落料孔或出料槽應暢通無阻，保證制件或廢料能自由排出。 （8）標準件應能互換。緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應正常、良好。 （9）模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設備的要求；起吊零件應安全可靠。 （10） 模具應在生產的條件下進行試驗，沖出的制件應符合設計要求。 10.1.4 沖壓裝配的工藝要點 在模具裝配之前，要認真研究模具圖紙，并對提交的零件進行檢查，除了必須符合設計圖紙要求外，還應滿足裝配工序對各類零件

47、提出的要求，檢查無誤方可按規(guī)定步驟進行裝配。裝配過程中，要合理選擇檢測方法及測量工具。 沖壓裝配工藝要點是： （1） 選擇裝配基準件。選擇基準件的原則是按照模具主要零件加工時的依賴關系來確定。 （2） 組件裝配。組件裝配是在指模具在總裝前，將兩個以上的零件按照規(guī)定的技術要求連接成一個組件的裝配工件。 （3） 總體裝配。 總裝是將零件和組件結合成一副完整的模具過程。 （4） 調整凸、凹模間隙。在裝配模具時，必須嚴格控制及調整凸、凹模間隙的均勻性。間隙調整后，才能緊固螺釘及銷釘。 （5） 檢驗、調試。模具裝配完畢后。必須保證裝配精度，滿足規(guī)定的名項技術要求，并要按照模具驗收技術條件，檢

48、驗模具各部分的功能。在實際生產條件下進行試模，并按試模生產制件情況調整、修正模具，當試模合格后，模具加工、裝配才算基本完成。 10.1.5 沖模裝配順序確定 為了便于對模,總裝前應合理確定上、下模的裝配順序,以防止出現不便調整的情況，上、下模的裝配順序與模具的結構有關。 有導柱的復合模 復合模結構緊湊，模具零件加工精度較高，模具裝配后的難度較大，特別是裝配對內、外形有同軸度要求的模具，更是如此。 復合模屬于單工位模具。復合模的裝配程序和裝配方法相當于在同一式位上先裝配落料模，然后以落料模為基準，再裝配落料模。 10.2沖裁模的調試 10.2.1模具調試的目的 模具按圖紙技術要求加

49、工與裝配后，必須在符合實際生產條件的環(huán)境中進行試沖壓生產，通過試沖可以發(fā)現模具設計與制造的缺陷，找出產生原因，對模具進行適當的調整和修理后再進行試沖，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產使用。模具試沖、調試簡稱調試，調試的目的在于： (1) 鑒定模具的質量。驗證該模具生產的產品質量是否符合要求，確定該模具能否交付生產使用。 （2） 幫助確定產品的成形條件和工藝規(guī)程。模具通過試沖與調整，生產出合格產品后，可以在試沖過程中，掌握和了解模具使用性能，產品成形條件、方法和規(guī)律，從而對產品批量生產時的工藝規(guī)程制定提供幫助。 （3） 幫助確定成形零件毛坯形狀、尺寸及用料標準。 （4） 幫助確

50、定工藝和模具設計中的某些尺寸。在工藝和模具設計中，有個別難以用計算方法確定的尺寸，如拉深模的凸、凹模圓角半徑等，必須經過試沖，才能準確確定。 （5） 通過調試，發(fā)現問題，解決問題，積累經驗，有助于進一步提高模具設計和制造水平。 10.2.2 沖裁模調試要點: (1) 模具閉合高度調試。模具應與沖壓設備配合，保證模具應有閉合高度和開啟高度。 （2） 導向機構的調試。導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平移， 可靠。 （3） 凸、凹模刃口及間隙調試。刃口鋒利，間隙要均勻。 （4） 定位裝置的調試。定位要準確、可靠。 （5） 卸料及出件裝置的調試。卸料及出件要通暢，不能出現卡住

51、現象。 結 論 本設計的題目是防護罩冷沖壓模設計。 這次設計已經到結尾，從剛開始的迷茫,不知道從那里下手,到思路清晰和經過了大量的計算、設計、畫圖，我感到這段時間雖然短，但學習到的知識卻并不少。 通過這次設計使我樹立了良好的項目設計思路：看到項目，首先要分析項目的可行性，如果項目可行，則可確定項目的方案論證，從中選出最優(yōu)秀的設計方案，并逐一對壞料,模具上的各零件等進行設計與計算，畫出了各個零件的圖形,最后進行總體的設計,并繪制出裝配圖。在設計中，需要學習的東西很多，而且需要查閱當量的相關資料。從查閱模具的計算公式到查閱模具工作零件的配合精度，再到模具的裝配調試，都需要一一的認真

52、的查閱參考。查閱的過程也是我們知識積累的過程，在平時的學習中我們都很少去參考相關的一些資料，都只拿學好自己的課本為目的，但這些東西在做設計時才發(fā)現這些知識是遠遠不夠的。我相信在這次設計中每個人的專業(yè)水平都上了一個檔次。這對我們以后發(fā)展非常有利。大量的計算、畫圖是少不了的，每個人的感覺都是累，說這段時間很痛苦難熬，但經過這些之后才逐漸的發(fā)現還有一些成就感在其中。做完設計的同學都很得意的讓別的同學瀏覽自己的作品，因為此時有很大的成就感。 現在對沖裁及拉深模具有最基本的認識，了解到模具工作零件的尺寸計算方式，間隙的計算方式，一些需要配合的零件的配合精度，工作零件、定位零件、卸料和頂件裝置、連接和固

53、定零件的計算，模具中標準零件的選擇。但我們所設計的模具只是把參考書中的一些公式和數據學會應用，沒有自己的實踐經驗，如果要能把自己的設計做出成品，可能還要很遠的距離，需要自己真正的去實踐，了解一些模具應用中的性能，模具材料的一些性質，如何將模具結構根據產品的要求做到最合理，最經濟，這些都需要我們一一的考慮。 通過本次沖壓課程設計，使我對“沖壓模具設計與制造”等課程，有了系統的復習和全面的認識。鞏固了以前學過的基礎課和專業(yè)課知識，而且又從中學到了新的知識。在學習這些課程時，沒有一個整體的認識，在做畢業(yè)設計的過程中，讓我翻閱了大量的書籍，查閱很多設計資料和手冊，熟悉了很多待業(yè)的標準和規(guī)范。在原有的

54、學習基礎上，使我的專業(yè)知識更進了一個層次，獲益頗多，為走出校門、踏進社會打下良好的堅實基礎。 參考文獻 ［1］ 王上游、孫力生主編．模具制造．模具制造雜志社．2006 ［2］ 阮雪榆主編．模具技術．上海報刊發(fā)行局．2006 ［3］ 王芳.冷沖模具設計指導.北京：機械工業(yè)出版社，1998 ［4］ 劉建超.沖壓模具設計與制造.北京：高等教育出版社2004 ［5］ 模具實用技術叢書編委會編.沖模設計實用實例.北京：北京機械工業(yè)出版社，1999 ［6］ 馮炳堯.模具設計與制造簡明手冊.上海：上?？茖W技術出版社，1985 ［7］ 王孝培.沖壓手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1988 ［8

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