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1 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?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、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 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 沖裁模以大型沖模覆蓋件模具為代表。我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風(fēng)汽車公司沖模廠，已設(shè)計制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達(dá)王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點?？纱砀采w件模具的水平。在設(shè)計制造方法，手段上面已基本達(dá)到了國際水，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已達(dá)到國際水平。如南京長江機(jī)器制造廠的電機(jī)鐵芯自動疊鉚硬質(zhì)合金多工位級進(jìn)模具有自動沖切、疊壓、鉚合、計數(shù)、分組，轉(zhuǎn)子鐵芯扭斜，安全保護(hù)等功能，凹模采用拼塊式，零備件可互換。常州寶馬集團(tuán)公司的步進(jìn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子帶雙回疊片硬質(zhì)合金級進(jìn)模。具有轉(zhuǎn)子沖片落料、旋轉(zhuǎn)72°再疊片，定子沖片落料、回轉(zhuǎn)90°再疊片、(以消除料厚誤差)等功能。這兩項模具精度達(dá)2μm，步距精度2-3μm，雙回轉(zhuǎn)精度1′，壽命達(dá)到1億次以上，制造周期5-6個月，而價格僅為同類進(jìn)口模具的1/2-1/3，已達(dá)到國際先進(jìn)水平，完全可以替代進(jìn)口。其他如48、54、68條腿集成電路柜架多工工位級進(jìn)模、電子槍硬質(zhì)合金多工進(jìn)級進(jìn)模、別克轎車安全帶座式工位級進(jìn)模、空調(diào)器散熱片多工位級進(jìn)模，均達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 在一般沖模方面，浙江慈溪鴻達(dá)電面模具制造中心的鐵芯片復(fù)合沖模?，實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，模具費用較一般低30%-50%，交貨周期7-20天，并備有現(xiàn)貨供應(yīng)。在適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)方面邁出了可喜的一步。 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 國內(nèi)模具發(fā)展十大趨勢 “十五”期間，我國模具行業(yè)重點發(fā)展的產(chǎn)品是：汽車覆蓋件模具，精密沖壓模，大型、精密塑料模，大型薄壁精密復(fù)雜壓鑄模，大型精密鍛模，塑料型材、波紋管擠出模及管接頭模具，子午線橡膠輪胎活絡(luò)模，長壽命玻璃陶瓷，多工位冷鍛模及冷擠模，殼體連續(xù)拉伸模，新型快速經(jīng)濟(jì)模，主要模具標(biāo)準(zhǔn)件、拉絲模等新產(chǎn)品。 模具市場的特點是：總的趨勢平穩(wěn)向上，但各類不同模具的表現(xiàn)不可能一致。沖壓模、塑料模和壓鑄模，它們的總和一般占模具總量的80%左右。在未來的模具市場中塑料模具和壓鑄模的發(fā)展速度將高于沖壓模，它們在模具總量中的比例將逐步提高。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，將對模具提出越來越高的要求，因此精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具的需求發(fā)展將高于模具總量的發(fā)展速度。同時，由于近年來我國每年用近10億美元進(jìn)口模具，其中精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以從減少進(jìn)口角度出發(fā)，這類高檔模具在市場的分額比例也將逐步增大。隨著多品種、小批量產(chǎn)品時代的逐步來臨和企業(yè)對模具能保證新產(chǎn)品快速上市的要求，各種快速經(jīng)濟(jì)模具也將隨之應(yīng)運而生。將隨之應(yīng)運而生。 未來我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢： 第一，模具日趨大型化。這是由于用模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求發(fā)展的“一模多腔”所造成的。 第二，模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達(dá)到2-3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。 第三，多功能復(fù)合模具將進(jìn)一部發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能也要求越來越高。 第四，熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%-30%。 第五，隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對模具鋼的性能要求很強(qiáng)。 第六，標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。 第七，快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊?，F(xiàn)在是多品種小批量的的生產(chǎn)時代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化平凡，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來越引起人們的重視和關(guān)注。 第八，隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 第九，以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 第十，模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場走勢的變化。 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為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；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模具協(xié)會在德國訪問時，從德國工業(yè)、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，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。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(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帶凸緣筒形件拉深模具設(shè)計與制造方面 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低。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級。 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、實用、方便的計算方法，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)的各種實際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 帶凸緣筒形件是典型的拉深件，其工作過程很簡單，先落料再拉深，根據(jù)計算確定它可以一次拉深成功。 2 帶凸緣筒形件沖壓工藝的分析 2.1拉深件工藝分析 原始資料：如圖所示 生產(chǎn)批量：大批量 材 料： 鋁材 厚 度： 1mm 此工件為帶凸緣盒形件，要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。公 差等級為 IT15級。工件底部圓角半徑4mm,外形尺寸為55.8mm查得其公差為0.5mm，內(nèi)形尺寸為31.6mm，其公差為0.39mm屬于小型零件。工件高度8mm其公差為0.5mm可在拉深后采用修邊達(dá)到要求。因為零件為鋁材盒型件，拉深工藝性很好。 2.2拉深工藝計算和工藝方案 拉深件的工藝計算是拉深工藝設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)，本制件的工藝計算屬于最簡單的。其主要的內(nèi)容包括計算毛坯的長L和寬、確定工序件的尺寸等。 2.2.1 工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是個帶凸緣盒型拉深件。所以它的基本工序有：落料、拉深、切邊。 根據(jù)這兩個基本工序可擬出三種方案： 方案一：先落料、后拉、沖裁、切邊。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案二：落料--拉深。再用第二副模具切邊生產(chǎn)。 比較二種方案，方案一：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且鋁材易變形，切邊時易讓制件變形，難以滿足工件生產(chǎn)的要求。且操作不方便。方案二：雖需兩副模具，但模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，盡管學(xué)要兩幅，但由于零件的幾何形狀簡單，模具制造并不困難。較復(fù)雜，操作不方便。由上可知生產(chǎn)采用方案二為佳。 2.2.2計算毛坯尺寸 根據(jù)模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊確定修邊余量& 具表1-3-5 &=1.6。拉深件坯料直徑，對于尺寸AxB的矩形盒拉深件可以看作由兩個寬度為B的半正方形中間為（A-B）的直邊所組成，這時毛坯形狀是由兩個半徑為R的半圓弧和兩個平行邊所組成的長圓形。長圓形毛坯的圓弧半徑為Rb=D/2=18/2=9長圓形毛坯的長度為L=2Rb（A-B）=D+(A-B)=18+16+34長圓形毛坯寬度為K=D(B-2 r)+{B+2(H-0.43r)}(A-B)/A-2r=40.29。另一半半球形拉深同上長圓形毛坯的長度為Rb=D/2=7,長圓形毛坯的長度為L=2Rb(A-B)=18,長圓形毛坯的寬度K=38。由上可知毛坯寬度為38，長度L=52 2.2.3排樣、裁板方案 由于毛坯材料為鋁材，易變形，延伸性好。拉深多次邊緣易起皺。影響設(shè)計的要求，所以只要一次一個拉深就行，且操作方便。以致就不用排樣等。如圖： 2.2.4成形次數(shù)的確定 該工件為有凸緣盒形件，按帶凸緣拉深計算： 查參考文獻(xiàn)[3] H/BH/B　所以可以一次拉成。 拉深系數(shù) 所以可以采用單工序模設(shè)計。 2.2.5確定是否用壓邊圈 根據(jù)模具實用與制造選用手冊表2-55圖2-69 t/D×1002.0 m0.6 表2-55得，不需要采用壓邊圈。 2.3壓力、壓力中心計算及壓力機(jī)的選用 因為本制件是不對稱圖，應(yīng)算其壓力中心 X=xl+xl+xl+xl+xl+xl+xl+xl+xl/l+l+l+l+l+l+l+l+l Y=yl+yl+yl+yl+yl+yl+yl+yl+yl/ l+l+l+l+l+l+l+l+l 由上算的結(jié)果=1.31 2.3.1 壓力計算 （1）落料力 查參考文獻(xiàn)[5]K=0.5, =137MP F=0.5X57X1X137=3904.5 （2）拉深力 本制件拉深時不需要采用壓邊圈。其拉深力的計算公式應(yīng)該以生產(chǎn)中常用的經(jīng)驗公式進(jìn)行計算 查參考文獻(xiàn)[5]k取，=137MP F=1.25 π(A-B) =16131.75MP 由于在實際生產(chǎn)中，拉深所需要的拉深力較大些，所以在選取壓力機(jī)的公稱壓力時，應(yīng)高出總力的60%~70%。 拉深功計算 不變薄拉深 A= 式中： A—拉深功 J； --最大拉深力 N； H—拉深深度； 圖1-5拉深功行程圖 C—系數(shù) ； 壓力電動機(jī)功率按下式計算： 式中： N—壓力電動機(jī)功率 KW： K—不平衡系數(shù) K—（1.2-1.4）： A—拉深功 J —壓力機(jī)效率 =0.6-0.8 —電動機(jī)效率 =0.9-0.95 2.3.2 壓力機(jī)的類型選用 　 壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件。壓力機(jī)的類型選擇，主要根據(jù)沖壓性質(zhì)，生產(chǎn)批量大小，制件的幾何形狀尺寸，精度要求以及安全操作因素來確定。本設(shè)計的制件屬于大批量，精度中等，外形輪廓一般但是需要壓邊裝置，保證壓力的可靠性以及制件的精度。因此，工作行程根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機(jī)： 查參考文獻(xiàn)[6]開式固定臺式壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為YA21-35，見下表1-1： 表1-1壓力機(jī) 公稱壓力/KN 350 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 5 滑塊行程/mm 130 最大閉合高度/mm 280 滑塊行程次數(shù)(不小于)(次/min) 50 (最大閉合高度)固定臺和可傾/mm 160 閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 60 滑塊中心到機(jī)身距離/mm 205 立柱距離 428 墊板尺寸/mm 厚度×直徑 60×22.5 模柄孔尺寸/mm 直徑×深度 50×70 滑塊底面尺寸/mm 前后×左右 210×170 工作臺尺寸(左右×前后)/mm 610×380 工作臺孔尺寸(左右×前后)/mm 290×200 工作臺孔尺寸(直徑)/mm 260 2.3.3輔助工序 （退火 潤滑） 退火： 在拉深過程中，抗力和強(qiáng)度增加，而韌性降低。本工藝下料之后需要在退火爐中退火。退火7分鐘 溫度520 退火不能摞片。常用的退火方式有兩種：高溫退火和中間退火。但是本制件的拉深工序需要潤滑。 潤滑：在拉深過程中 金屬材料與模具的表面直接接觸而且相互作用的壓力很大，使材料在凹模表面滑動時產(chǎn)生很大的摩擦壓力，摩擦力增加了拉深所需要的力和 工件的拉應(yīng)力，因而對拉深過程不利，易使工件造成廢品。另外材料與凹模表面的摩擦還降低了模具的壽命和容易劃傷工件表面，使用潤滑劑后可在材料和凹模表面之間形成一層薄膜將兩者潤滑表面相互隔離，因而可以產(chǎn)生減少摩擦力和磨損現(xiàn)象。 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 模具工作部分的計算 3.1.1 拉深模的間隙 深間隙對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參考文獻(xiàn)[8]得出：Z/2=1.2t=1.2mm。 3.1.2 凸、凹模工作部分尺寸和公差 拉深以制件的標(biāo)注為準(zhǔn)則見圖1-1以凸模為基準(zhǔn)，標(biāo)注內(nèi)形模具的制造公差按IT112級選取。根據(jù)公式 凸模尺寸 d=（d+0.4△）-δ0 凹模尺寸 d=(d+0.4△+Zmin)0+δ 式中： dd dp——拉深凹模和凸模的尺寸，mm Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm 計算出以下尺寸為： 拉深凸模尺寸 d=（dmin+0.4△）-δp0= 8.20-0.04 拉深凹模尺寸 d =(dmin+0.4△+Zmin)0+δ= 10.6+0.060 由于制件結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。 3.1.3 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸 選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，其兩導(dǎo)柱、導(dǎo)套分別裝在上下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域?？捎糜跊_壓較寬條料，送料及操作方便，可縱向橫向送料。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表2-1。 表2-1 模架規(guī)格選用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 210×125×35 HT200 下模座 210×125×45 HT200 導(dǎo)柱 22×110 20 滲碳58～62 導(dǎo)套 37×85×33 20 滲碳58～62 Hmin=160mm,Hmax=280mm。 模具的閉合高度H閉=H上+H凹+H凸+H下+H橡皮+H墊板+H卸料板=35+20+20+45+31+10+14=175mm 式中：H凹—凹模厚度，H凹=20mm； H凸—凸模厚度，H凸=20mm； 　　　H上—上模座的厚度，H上＝35mm； H下—下模座的厚度，H下＝45mm； 因為模具的封閉高度H應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度Hmax和最小封閉高度Hmin之間， Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm。 由此可以看出，符合要求。 3.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）正裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括拉深和切邊兩個工序，采用倒裝結(jié)構(gòu)，。 2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手工送料方式。 3）定位裝置：本工件在復(fù)合模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，采用固定擋料銷定位。首沖時利用條料毛邊抵住擋料銷定位，送料時廢料孔與固定擋料銷作為定位，依此保證條料送進(jìn)的精度。 4）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)簡單，直接用卸料板卸料。無需用頂桿等裝置。 3.2.1凹模 內(nèi)、外形尺寸和厚度已由前面的計算確定；凹模需要有三個以上的螺釘與凹模固定板固定一起時光整體。，還需要兩個與上模座同時加工的銷釘孔。有一個擋料銷用的銷孔。 3.2.2凸模 圖2-1凹模 凸模的外形尺寸〔工作尺寸〕由前面的計算確定。它需要三個以上的螺紋孔，以便與下模座固定。凸模上一般開有出氣孔，這樣會使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸件。查參考文獻(xiàn)[10]，本凸模出氣孔的直徑為φ5mm?！? 3.2.3 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 對于生產(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。因為本制件的厚度為1mm，所以采用H7/f7。 3.2.4 模柄 對于小型的沖裁模直接利用模柄與壓力機(jī)固定。 3.2.5 其他零件 模具其他零件的選用見表下表2-2。 表2-2模具其他零件的選用 14 圓柱銷 2 45鋼 GB2871 13 定位銷 3 45鋼 GB119-86 12 卸料螺釘 1 45鋼 11 墊板 1 45鋼 GB/T2855 10 橡膠 9 彈性卸料板 1 Q275 GB2871 8 凸模 1 T8鋼 7 模柄 1 Q275 GB/T2862 6 緊固螺釘 8 45鋼 GB70-85 5 上模座 1 HT200 GB119-85 4 凹模 2 T8鋼 GB/T119 3 導(dǎo)套 1 45 GB/T28616 2 導(dǎo)柱 2 20 GB/T28611 1 下模座 1 HT200 序號 名稱 件數(shù) 材料 備注 3.3 模具總裝圖 圖2-9模具總裝圖 由以上設(shè)計，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：將條料送入彈性卸料板9上平放在凸模面上，由定位銷定位， 壓力機(jī)滑塊下行，凹模固定板8下表面首先接觸條料，壓力機(jī)繼續(xù)下滑；這時橡皮起到彈性作用使得凸模接觸料板頂入凹模，繼續(xù)下滑到一定程度。壓力機(jī)回程這時橡皮彈回。卸料板9把制件彈出。 3.4切邊總裝圖 模具工作過程：壓力機(jī)下行，使得8凸模首先接觸到板材。隨著壓力機(jī)繼續(xù)下行，橡皮起到彈性作用帶動卸料板下滑，使得凸模切掉板材邊。壓力機(jī)回程。橡皮回彈使得彈性卸料板卸料。 4 帶凸緣圓筒模具的安裝與調(diào)試 4.1 帶凸緣筒形件拉深模具的安裝 4.1.1 拉深模的安裝要求 1.上模座上平面對下模座下平面的平行度，導(dǎo)柱軸心線對下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對上模座上平面的垂直度均應(yīng)達(dá)到規(guī)定的精度要求。 2.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。 3.裝配好的拉深模,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。 4.拉深凸模和拉深凹模之間的配合間隙應(yīng)符合圖樣的要求，周圍的間隙應(yīng)均勻一致。 5.模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下試驗，進(jìn)行零件試沖，然后調(diào)試，直到符合圖樣要求。 6.安裝模具的螺栓及螺母和壓板，應(yīng)采用專用件，最好不要代用。 7.用壓板將下模緊固在工作臺上時，其緊固用的螺栓擰入螺孔中的長度大于螺栓直徑的1.5～2倍。 8.壓板的壓置應(yīng)使壓板的基面平行于壓力機(jī)的工作臺面，不準(zhǔn)偏斜。 9.拉深凸模的中心線應(yīng)與凹模的工作平面垂直。 10.拉深凸模和凹模的間隙應(yīng)該均勻。 4.1.2 拉深模的安裝 本模具屬于帶有壓邊圈的拉深模，應(yīng)對壓邊力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這是因為壓邊力過大，則制件易被拉裂；壓邊力過小，又易于起皺。因此，在裝置模具時，應(yīng)邊試驗，邊調(diào)整，直到合適為止。下面是具體的安裝過程： 1.開動壓力機(jī)，把壓力機(jī)滑塊上升到極點； 2.把壓力機(jī)滑塊底面、壓力機(jī)的臺面和模具的上下面擦試干凈； 3.把模具放在壓力機(jī)臺面規(guī)定的位置上，用壓力機(jī)行程尺檢查壓力機(jī)滑塊底面至模具上平面之間距離是否大于壓力機(jī)的行程。必要時，調(diào)節(jié)滑塊高度，以保證該距離大于壓力機(jī)行程。因本模具有打桿，所以應(yīng)先按圖樣位置將其插入壓力機(jī)臺面的孔內(nèi)，并把模具位置放正。 4.將滑塊降下到極點，并調(diào)節(jié)滑塊高度，使其與拉深模上平面接觸。 5.通過壓板、墊塊和螺釘?shù)?，將上模緊固在壓力機(jī)的滑塊上，并將下模初步固定在壓力機(jī)的臺面上?！膊灰獕旱奶o〕 6.將滑塊稍微往上調(diào)一點〔以免模具頂死〕，然后開動壓力機(jī)，把滑塊上升到上極點，松開下模的安裝螺絲，讓滑塊空行程數(shù)次，再把滑塊下降到下極點停止。 7.擰緊下模的安裝螺釘。再開動壓力機(jī)使滑塊上升到上極點位置。 8.在導(dǎo)柱上加潤滑油，并檢查拉深模工作部分有無異物，然后開動壓力機(jī)，再使滑塊空行程數(shù)次，從中檢查導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合情況。若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱不垂直或者導(dǎo)套配合不合適時，應(yīng)拆下模具進(jìn)行修理。 9.進(jìn)行試?yán)?，并逐步調(diào)節(jié)滑塊到所需的高度。 10.調(diào)節(jié)壓力機(jī)上的打料螺栓到適合的高度，使打料桿能正常工作。 11.如果拉深模使用氣墊，則應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮空氣到合適壓力。 12.重新檢查模具及壓力機(jī)，無誤后可進(jìn)行試?yán)睢? 4.2 帶凸緣筒形件拉深模具的調(diào)試 模具按圖紙技術(shù)要求加工與裝配后，必須在符合實際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進(jìn)行試?yán)?，可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計與制造的缺陷，找出產(chǎn)生原因，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試?yán)?，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用。 4.2.1 拉深模的調(diào)試要點 一 進(jìn)料阻力的調(diào)整 拉深模進(jìn)料阻力很大，易使制件被拉裂；進(jìn)料阻力很小時，易使制件產(chǎn)生皺紋。故在調(diào)整模具時，關(guān)鍵是調(diào)整好拉深阻力的大小： 1.調(diào)節(jié)壓力滑塊的壓力，使之正常； 2.調(diào)節(jié)壓邊圈的壓邊面配合松緊； 3.凹模圓角半徑要適中； 4.采用良好的潤滑劑，調(diào)整潤滑次數(shù)。 二 拉深深度及間隙調(diào)整 1.調(diào)整時，先將較淺的一段調(diào)整后，再往下調(diào)整，直到所需深度。 2.因本模具是對稱的。所以在調(diào)整時，可先將上模緊固在壓力機(jī)滑塊上，下模放在工作臺上，先不緊固。在凸模上放置樣件，再使上、下模吻合對中后，即可保證間隙的均勻性。調(diào)整好閉合位置后，再把下模固緊在工作臺上。 4.2.2 調(diào)整方法 一 拉深時的破裂 拉深時，材料變形所需要的拉深力超過了材料的強(qiáng)度極限時，即形成破裂。拉深時的破裂部位多發(fā)生在鄰近凸模圓角處的筒壁處。 防止拉深破裂的工藝措施有：增大凹模圓角、增大凸模和凹模之間的間隙、提高凹模工作表面和凹模圓角半徑處的表面質(zhì)量、調(diào)整壓邊力、選用塑性好的材料和進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐櫥取? 二 拉深高度不夠 制件拉深結(jié)束后，結(jié)果高度達(dá)不到圖樣要求。其產(chǎn)生原因有拉深間隙太大、凸模圓角半徑太小。 防止拉深高度不夠的措施有：調(diào)整拉深間隙、加大凸模圓角半徑。 三 制件底部被拉脫 制件在拉深過程中由于凹模圓角半徑太小，使材料被處于切割狀態(tài)以至于制件底部被拉脫。 防止制件底部被拉脫的措施有：加大凹模圓角半徑。 四 制品口緣折皺 制件在拉深過程中由于凹模圓角半徑太大、壓邊圈不起壓邊作用，造成制件口緣折皺。 防止制件口緣折皺的措施有：減小凹模圓角半徑、調(diào)整壓邊圈結(jié)構(gòu)，加大壓邊力。 五 拉深高度太大 制件拉深結(jié)束后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制件的高度達(dá)不到圖樣的要求。其產(chǎn)生原因有拉深間隙太小、凸模圓角半徑太大。 防止拉深高度太大的措施有：加大拉深間隙、減小凸模圓角半徑。 六 零件拉深后壁厚與高度不均 零件拉深后發(fā)現(xiàn)壁厚與高度不均，其造成原因有凸模與凹模不同心，向一面偏斜、定位不正確、凸模不垂直、壓邊力不均、凹模形狀不對。 防止零件拉深后壁厚與高度不均的措施有：調(diào)整凸模與凹模位置，使之間隙均勻、調(diào)整定位零件、重新裝配凹模、調(diào)整壓邊力、更換凹模。 結(jié) 束 語 帶凸緣筒形件屬于簡單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。本設(shè)計主要是計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測，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)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 帶凸緣筒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。以便以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 帶凸緣筒形件模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認(rèn)識到，要想作為一名合格的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的精神，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 時光如電，歲月如梭，大學(xué)三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進(jìn)社會。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事。 畢業(yè)設(shè)計涉及的知識廣泛，很多都是我門的教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計中，涉及很多計算的問題，必須通過所學(xué)知識、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。 在學(xué)校中，我們所學(xué)的主要是理論性知識，實踐性比較欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計，可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識；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)我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，在設(shè)計的過程中難免要遇到很多問題，但經(jīng)過課程設(shè)計，使我們有了一定的設(shè)計的經(jīng)驗；同時在老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下，我克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計不斷完善。在此，我在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識，使自己的能力得到很大程度的提高。 參考文獻(xiàn) [1] 劉建超，張寶忠主編，沖壓模具設(shè)計與制造[M]。北京：高等教育出版社，2004 [2] 夏巨甚，李志剛主編，中國模具設(shè)計大典3[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [3] 王孝培主編，沖壓手冊[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990 [4] 王芳主編，冷沖模設(shè)計指導(dǎo)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [5] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編，模具設(shè)計與制造簡明手冊第2版[M]。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [6] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設(shè)計手冊[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月 [7] 楊玉英主編. 實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005年1月 [8] 中國機(jī)床總公司編著. 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銑 金工 7 鉗工 加工螺孔 金工 8 熱處理 淬火 回火 58～62HRC 金工 9 平磨 磨平上下兩平面，表面粗糙度值應(yīng)小于Ra1.6 金工 10 拋光 使工作表面光潔 金工 設(shè)計日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標(biāo)記 29 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 卸料板 材料牌號 Q275 毛坯 種類 平板 毛坯外型尺寸 108X78 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 準(zhǔn)終 單件 1 下料 180X80 金工 2 退火 消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力，改善其加工性能 金工 3 車 車出階梯行外行，并留出精加工余量 金工 4 外圓磨 金工 5 熱處理 淬火 回火 58～62HRC 金工 6 外圓磨 磨外圓，表面粗糙度值應(yīng)小于Ra0.8 金工 7 拋光 使工作表面光潔 金工 設(shè)計日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標(biāo)記 29