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重 慶 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目 帶側(cè)凹錐形件工藝分析與模具設(shè)計(jì) （任務(wù)起止日期 2013 年 12 月 16 日～ 2014 年 5 月 10 日） 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 材料成型及控制工程 專業(yè) 110219101 班 學(xué)生姓名 李明軒 學(xué) 號(hào) 11021910144 指導(dǎo)教師 系 主 任 二級(jí)學(xué)院院長(zhǎng) 課題內(nèi)容 1、根據(jù)給定產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)工藝分析、計(jì)算； 2、對(duì)具體工序進(jìn)行工序優(yōu)化和排樣規(guī)劃； 3、完成符合生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的完整模具； 4、寫出相應(yīng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書和畢業(yè)論文，并寫出中英文摘要。 課題任務(wù)要求 1、開題報(bào)告 2、文獻(xiàn)綜述4500字以上，相關(guān)參考文獻(xiàn)15篇以上,必須包含5篇以上英文； 3、翻譯譯文字?jǐn)?shù)不少于5000漢字以上； 4、設(shè)計(jì)說(shuō)明書的字?jǐn)?shù)不少于1.5萬(wàn)字； 5、工程繪圖量不少于折合成圖幅為A0號(hào)的圖紙3張，計(jì)算機(jī)繪圖、打印。 主要參考文獻(xiàn)（由指導(dǎo)教師選定） 沖壓手冊(cè) 沖壓圖冊(cè) 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 沖壓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 同組設(shè)計(jì)者 無(wú) 注：1、任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫；2、任務(wù)書在第七學(xué)期期末下達(dá)給學(xué)生。 學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃表 序號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作任務(wù) 工 作 進(jìn) 度 日 程 安 排 周次 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 理解題目，檢索相關(guān)文獻(xiàn) — — 2 完成開題報(bào)告 — 3 繼續(xù)資料檢索和相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí) — — 4 完成文獻(xiàn)綜述 — — — 5 完成專業(yè)相關(guān)外文翻譯 — — — — 6 進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、分析，模具草圖 — — — — — — 7 撰寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書或畢業(yè)論文 — — — — — — — — — 8 完成裝配圖的出圖工作 — — — — — — — 9 完成零件圖的繪圖工作 — — — — — — — — — 10 完善畢業(yè)設(shè)計(jì)工作 — — — — — — 注：1、此表由指導(dǎo)教師填寫； 2、此表每個(gè)學(xué)生一份，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)； 3、進(jìn)度安排用“—”在相應(yīng)位置畫出。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）階段工作情況檢查表 時(shí)間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段 內(nèi)容 組織紀(jì)律 完 成 任 務(wù) 情 況 組織紀(jì)律 完 成 任 務(wù) 情 況 組織紀(jì)律 完 成 任 務(wù) 情 況 檢 查 情 況 教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注：1、此表由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫； 2、“組織紀(jì)律”一欄根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況如實(shí)填寫； 3、“完成任務(wù)情況”一欄按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫； 4、對(duì)違紀(jì)和不能按時(shí)完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對(duì)該生提出警告或不能參加答辯的建議。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題 目：錐筒工件模具設(shè)計(jì)及制造 系 （部）： XXXXXXXX 專業(yè)班級(jí)： XXXXXXX 姓 名 學(xué) 號(hào)： 6 指導(dǎo)教師： 2014 年 XX月 XX日 一、選題背景、研究意義及市場(chǎng)前景 1、選題背景 經(jīng)過(guò)幾年的模具設(shè)計(jì)與制造的課程學(xué)習(xí)、學(xué)校金工實(shí)訓(xùn)以及實(shí)習(xí)，使我對(duì)模具的制造過(guò)程、加工工藝和各類加工工具有了更深入的了解,加上在杭州老板電器股份有限公司的實(shí)習(xí)，使我對(duì)各類模具有了一定的認(rèn)知，對(duì)工藝選取，各類加工工具有了深刻的了解。對(duì)整付模具的裝配等也有了一定的認(rèn)識(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我選擇了拉伸件模的設(shè)計(jì)與制造。 2、研究意義 1）通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加深刻的了解了整付模具的設(shè)計(jì)與制造，鞏固了我以前學(xué)校的理論知識(shí)，更好的將理論與實(shí)踐結(jié)合。2）在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我借鑒了許多在實(shí)習(xí)中所學(xué)到的書本上沒(méi)有知識(shí)，提高了我的設(shè)計(jì)能力水平。3）此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我運(yùn)用到了許多繪圖軟件及其他分析軟件，讓我更加了解及掌握各種軟件的靈活運(yùn)氣，提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力。4) 通過(guò)本次的課題研究，提升了我們綜合運(yùn)用能力和自我分析能力。 3、模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 在電子、汽車、電機(jī)、儀表、儀器和通信等產(chǎn)品中60%——80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)部件所具備的高精度、高復(fù)雜程度 模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。目前，世界模具市場(chǎng)可以說(shuō)是供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在700億至850億美元，被稱為“不衰亡工業(yè)”。同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的曲折發(fā)展，也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇,從以前只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口，已經(jīng)跨越了以大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)，只能依靠進(jìn)口來(lái)滿足生產(chǎn)的需要。 而沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新與進(jìn)步。其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1）、隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使模具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用更為方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)與模具技術(shù)完美結(jié)合，模具計(jì)算機(jī)機(jī)輔助技術(shù)（CAD、CAM、輔助工程（CAE）是20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來(lái)的，到80年代已進(jìn)入了實(shí)用化，大大減少了模具設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)人員可以把主要精力放在創(chuàng)新和開發(fā)上。特別是pro/E、UG等軟件的應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，以及電火花和線切割技術(shù)的推廣更一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 2）、簡(jiǎn)易制模工藝的研究，為了及時(shí)的更新產(chǎn)品的花色品種，降低成本和適應(yīng)小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的要求，開展了簡(jiǎn)易制模工藝。 3）、模具標(biāo)準(zhǔn)化，目前發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到模具加工工作量的30％以上，并且有完美的標(biāo)準(zhǔn)化體系列，包括零件標(biāo)準(zhǔn)和模架標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際化組織已制定了國(guó)際模具系列標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)件品種多，規(guī)格全，質(zhì)量高，而且均已商品化，特別是對(duì)一些通用件的使用越來(lái)越多，其大大提高了他們的互換性，加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對(duì)整個(gè)模具行業(yè)水平的提高也起到了重要作用。 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 1、基本內(nèi)容 本課題主要是將錐筒工件的三維圖形進(jìn)行科學(xué)的分析，并在此基礎(chǔ)上給出合理的成型方法，選擇材料，通過(guò)CAD對(duì)其進(jìn)行模具凸,凹模的設(shè)計(jì)，之后就開始模具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出該模具所有的零件總體結(jié)構(gòu)，最后繪制出二維模具的總裝圖和零件圖，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 零件名稱：錐筒工件 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235 究方法：通過(guò)大量查閱文獻(xiàn)資料和研究，將理論與實(shí)踐結(jié)合，進(jìn)行比較分析，完成研究。 2、擬解決的主要問(wèn)題 1）零件沖壓工藝性分析 2）確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 3）模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4）模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算 5）工步，尺寸，排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算 解決辦法：參閱資料，根據(jù)公式計(jì)算，咨詢指導(dǎo)老師，采用經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行生產(chǎn)操作。 3、 研究步驟、內(nèi)容、工作進(jìn)度 1、3月15日～4月11日：開題階段，畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，填寫開題報(bào)告 2、4月1～5月7日：設(shè)計(jì)階段：沖壓件的工藝分析 2014-4-1至2014-4-5 a. 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析 2014-4-5至2014-4-10 通過(guò)對(duì)零件的原料、結(jié)構(gòu)以及尺寸的分析，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，確定選擇采用復(fù)合模具和單工序配合 b. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2014-4-11至2014-4-15 通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)的分析，設(shè)計(jì)模具總體結(jié)構(gòu)。 c. 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算 2014-4-16至2014-4-22 對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析與計(jì)算 d. 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制 2014-4-23至2014-5-7 3、畢業(yè)設(shè)計(jì)整改：（5月8日～5月20日． ） 圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書修改、定稿，材料復(fù)查。 4、畢業(yè)答辯。 （5月26日～6月09日．） 根據(jù)學(xué)校安排進(jìn)行畢業(yè)答辯。 四、主要參考文獻(xiàn) [1]、成虹 主編.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（第二版）》.高等教育出版社2009年. [2]、張信群 主編.《模具制造技術(shù)》.王雁彬主編人民郵電出版社2009年. [3]、王謹(jǐn) 劉瑞春 主編.《機(jī)械制圖》.中國(guó)電力出版社2008年. [4]、程燕軍 柳舟通 主編.《沖壓與塑料成型設(shè)備》.科學(xué)出版社2007年. [5]、劉力 主編.《機(jī)械制圖（第二版）》.高等教育出版社，2004. [6]、夏巨諶、李志剛 主編.《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典（電子版）》.中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)，2003. [7]、黃云清 主編.《公差配合與測(cè)量技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社2001.3. [8]、林承權(quán) 余小燕 主編.《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》. 湖北科學(xué)技術(shù)出版社. [9]、許發(fā)樾 主編.《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [10]、王海同、孫勝、肖白白 主編.《實(shí)用沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社。1995. [11]、趙昌盛 主編.《實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [12]、夏琴香主 編.《沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)》.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004. [13]、高軍、李熹平、修大鵬 主編.《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. 指導(dǎo)教師意見 簽名 年 月 日 論文指導(dǎo)委員會(huì)意見 簽名 年 月 日 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 文獻(xiàn)綜述 重 慶 理 工 大 學(xué) 文 獻(xiàn) 綜 述 二級(jí)學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 班 級(jí) 110219101 學(xué)生姓名 冉光輝 學(xué) 號(hào) 49 燈罩拉深成形分析及設(shè)計(jì)綜述 摘 要 ：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。本文從對(duì)拉深成形的分析，探討了拉深成形的沖壓工藝。沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)闆_壓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 關(guān)鍵詞：模具 復(fù)合模 拉深 技術(shù)狀況 精度 冷擠壓 回彈變形 1 、前言 全國(guó)數(shù)家家具企業(yè)在燈罩的加工中還是采用傳統(tǒng)的以塑料位原材料的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，存在著“三低”(材料利用率低、設(shè)備效率低及生產(chǎn)率低)和“二高”(勞動(dòng)強(qiáng)度高及制品成本高)等嚴(yán)重缺點(diǎn)。人們逐漸走上了健康、快樂(lè)、充滿新意的現(xiàn)代化室內(nèi)裝潢，鋁制燈罩代替塑料燈罩明顯不斷擴(kuò)大，與塑料燈罩相比，鋁制燈罩不僅是使用壽命長(zhǎng)，還具有自身重量輕及外形色澤美觀等特點(diǎn)。 目前，在我國(guó)已加入世界貿(mào)易組織的形勢(shì)下，各種型號(hào)鋁制燈罩的產(chǎn)量及價(jià)格不能滿足燈具行業(yè)中劇烈競(jìng)爭(zhēng)的要求，為了改革工藝，提高制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，改善工人的勞動(dòng)條件及降低制品成本，經(jīng)研究表明，鋁制燈罩采用冷擠壓方法是一種行之有效的、具有高質(zhì)量、高精度、高產(chǎn)量、低消耗、低投資及低成本等優(yōu)點(diǎn)。該冷擠壓技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)燈具行業(yè)的大批量生產(chǎn)是一場(chǎng)革命[1]。 現(xiàn)在沖壓板材技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)鋁板進(jìn)行拉伸成形為復(fù)雜板件以不是一個(gè)難題，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)化，使其更加具有經(jīng)濟(jì)性。 2 、鋁制品的廣泛應(yīng)用 　　鋁板，顧名思義是指用鋁材或鋁合金材料制成的板型材料?；蛘哒f(shuō)是由扁鋁胚經(jīng)加熱、軋延及拉直或固溶時(shí)效熱等過(guò)程制造而成的板型鋁制品。目前鋁板沖壓形成的成品有各種類型：1、照明燈飾2、太陽(yáng)能反射片3、建筑外觀4、室內(nèi)裝潢：天花板，墻面等5、家具、櫥柜6、電梯7、標(biāo)牌、銘牌、箱包8、汽車內(nèi)外裝飾9、家用電器：冰箱、微波爐、音響設(shè)備等10、航空航天以及軍事方面，比如中國(guó)目前的大飛機(jī)制造，神舟飛船系列，衛(wèi)星等方面。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)壓鑄件產(chǎn)品的安全性和造型美觀的要求不斷提高。根據(jù)使用的不同，對(duì)零件的質(zhì)量的評(píng)價(jià)有所不同。具體來(lái)說(shuō)，若零件在力學(xué)性能、幾何形狀、尺寸精度、縮孔、氣孔、粗糙度等方面滿足使用要求，就是合格品；零件比圖紙要求質(zhì)量稍差些，但還能勉強(qiáng)使用，該零件就是次品。如果完全不符合使用要求，該零件就是廢品。如何生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件，對(duì)節(jié)約材料、能源和縮短制造工時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)效益都有很大的意義[2]。 3、鋁擠壓材工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 在中國(guó)把擠壓鋁材按用途分為建筑及結(jié)構(gòu)材（簡(jiǎn)稱建筑材）與工業(yè)材（除建筑材以外的其他一切擠壓鋁材）。中國(guó)已跨過(guò)鋁擠壓強(qiáng)國(guó)門檻，自2001年成為擠壓材凈出口國(guó)以來(lái)，2005年的凈出口量324.56 kt。鋁擠壓工業(yè)的地區(qū)結(jié)構(gòu)合理，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)；全球21個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家2004年的平均工業(yè)材與建筑材之比為54：46，沒(méi)有一個(gè)國(guó)家工業(yè)材的比例達(dá)65%以上，中國(guó)2005年工業(yè)材的比例占34％，2012年的這個(gè)比例可達(dá)45％。截止到2006年底中國(guó)擁有16臺(tái)大擠壓機(jī)，總擠壓力1 170 MN，總生產(chǎn)能力約140 kt／a，不是生產(chǎn)能力與產(chǎn)量不夠，而是在品質(zhì)方面存在諸多不盡如人意。大擠壓工業(yè)型材面臨的最大挑戰(zhàn)是市場(chǎng)與技術(shù)，是自主創(chuàng)新力量薄弱。中國(guó)還需要增建200 MN與150 MN的工業(yè)材擠壓機(jī)各1臺(tái)[3]。 中國(guó)已建成一批如亞洲鋁業(yè)集團(tuán)、金橋鋁業(yè)公司、忠旺鋁型材公司、興發(fā)集團(tuán)、堅(jiān)美鋁業(yè)公司、鳳鋁鋁業(yè)公司、叢林鋁業(yè)公司、南山集團(tuán)等世界級(jí)的企業(yè)，也有像經(jīng)閣鋁業(yè)公司那樣的全自動(dòng)化企業(yè)。 可見鋁制板料沖壓技術(shù)將更加廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，薄型板料拉伸沖壓具有廣泛的市場(chǎng)前景。中國(guó)在這方面的企業(yè)將會(huì)越來(lái)越多，對(duì)這方面的研究將更加具有意義。 4、目前他人在鋁制板材沖壓成其它零件的相關(guān)研究設(shè)計(jì) 4.1 薄壁深錐零件的拉伸成形方面的研究 錐形件拉伸的特點(diǎn)：錐形件的拉伸遠(yuǎn)比圓筒形零件拉伸的難度大。1)開始時(shí)， 凸模與坯料接觸面積較小，壓力集中，接觸部分金屬變薄嚴(yán)重甚至出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象。2)凸凹模之間自由面積大，此部分金屬易發(fā)生起皺現(xiàn)象。3)拉伸后，零件回彈大，不易得到尺寸精確的零件。錐形零件如圖1所示。 圖1 錐形零件 錐形件拉伸成形的難易程度與其幾何形狀、坯料的相對(duì)厚度、材料的沖壓性能值、r值等有關(guān)。薄壁深錐零件拉伸成形中，由于坯料的變形程度較大，只靠坯料與凸模接觸的局部面積傳遞變形力極易引起坯料局部過(guò)度變薄乃至破裂，所以一般需要經(jīng)過(guò)多工序拉伸使零件逐漸成形。薄壁深錐零件多工序拉伸方法有階梯過(guò)渡法、曲面過(guò)渡法、圓筒過(guò)渡法等多種方法。 薄壁深錐零件拉伸工藝進(jìn)行計(jì)算的步驟為：1）毛坯直徑的確定 2）圓筒形過(guò)渡毛坯拉伸次數(shù)的確定 3）零件錐形拉伸次數(shù)的確定。因圓筒過(guò)渡法有從口部開始逐漸成形法和從底部開始逐漸成形法兩種，零件錐形拉伸次數(shù)的確定應(yīng)按兩種方法進(jìn)行計(jì)算。 生產(chǎn)中對(duì)薄壁深錐零件的拉伸成形應(yīng)注意的事項(xiàng)：1)每次退火前，要求工件表面應(yīng)清洗干凈，不允許有油污。否則退火后工件表面被燒黑，拉伸時(shí)，工件表面容易劃傷，影響外觀，嚴(yán)重時(shí)還可能因摩擦阻力過(guò)大而產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象。2)每次拉伸后，應(yīng)將工件表面的鋁屑清洗干凈。否則在進(jìn)行下一次拉伸時(shí)，工件表面極易劃傷。3)落料時(shí)，如毛刺太大，在拉伸時(shí)將其被壓在毛坯內(nèi)，劃傷零件表面。4)每次退火后，零件表面應(yīng)涂油均勻 特別在拉伸錐形部分時(shí)，如果涂油過(guò)多，毛坯零件極易產(chǎn)生起皺現(xiàn)象；如果不涂油或涂油過(guò)少，毛坯零件極易產(chǎn)生劃傷現(xiàn)象。5)生產(chǎn)所用盛具要求干凈，不允許有鐵屑、沙土等雜物，同時(shí)工件應(yīng)擺放整齊，不得重壓[4]。 可見采用上述分析方法，進(jìn)行了沖壓工藝的編制和模具設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，試模一次成功，拉伸出的零件，完全滿足產(chǎn)品圖要求。以上分析方法可為薄壁等壁厚深錐零件工藝計(jì)算提供借鑒。 4.2 鋁鍋冷擠壓工藝及模具等類似產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 成形方法的選用。圖2為鋁鍋的形狀及尺寸。在選用冷擠壓成形方法上，有如下兩種：第1種方法：按無(wú)凸緣的直接反擠壓，其工藝過(guò)程如圖3所示。冷擠壓后，還要進(jìn)行端部翻邊工序。 圖2 鋁鍋的形狀及尺寸 圖3 第1種方法冷擠壓 a—— 下料 b一一反擠壓 c— — 翻邊 第2種方法：按留凸緣的直接反擠壓，其工藝過(guò)程如圖4所示。這樣，通過(guò)單一冷擠壓工序，就可完成制品。與第1種方法相比，不再需要端部的翻邊工序，不僅提高了生產(chǎn)效率，而還可避免制品端部翻邊。經(jīng)上述兩種冷擠壓方法比較之后，應(yīng)選用第2種冷擠壓成形方法，其生產(chǎn)工藝流程是：高速帶鋸下料——退火——酸洗——潤(rùn)滑——反擠壓[1]。 圖4 第2種方法冷擠壓 a——下料 b——反擠壓 可見冷擠壓技術(shù)是一項(xiàng)少、無(wú)切屑的金屬塑性成形工藝。生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用冷擠壓工藝代替其它加工方法，可以明顯提高制件的表面質(zhì)量，減少機(jī)加工工時(shí)，節(jié)約材料，大大提高了生產(chǎn)率，達(dá)到降低制品成本的目的。 4.3 對(duì)燈罩薄殼類型——以對(duì)微型汽車的前大燈罩殼的加工工藝進(jìn)行分析 其微型汽車的前大燈罩殼模型圖5所示: 圖5 微型汽車的前大燈罩殼模型 此模型在確定沖壓方向和拉延面時(shí)應(yīng)充分考慮以下三個(gè)方面：1)保證拉延凸模能順利拉延凹模，不應(yīng)有凸模接觸不到的死區(qū)，所有拉延部位要在一次拉延中成型。2)拉延開始時(shí)，凸模和毛坯的接觸面積要大，避免點(diǎn)、線接觸，接觸部位應(yīng)在沖模中心，以保證在拉延時(shí)毛坯不易串動(dòng)。3)在確定拉延面時(shí)應(yīng)盡量保證毛坯平放，拉延面各部位進(jìn)料阻力要求均勻。其要求是有相等的拉延角和拉延深度。4)在確定拉延面時(shí)應(yīng)盡量保證沿周整形量的均勻，這樣可保證整形的效果，從而可以獲得較為準(zhǔn)確的焊接邊尺寸。綜合上述各種因素，選擇圖6所示沖壓方向和拉延面。 圖6 所示沖壓方向和拉延面 受力分析：如圖7所示，由于該件屬長(zhǎng)盒形件，從盒形件受力分析可以看出：徑向拉應(yīng)力沿周邊分布不均勻，圓角部分最大，直邊部分最小。由于上述原因，造成如圖8所示的起皺和開裂現(xiàn)象。 圖7 長(zhǎng)盒形件所受的應(yīng)力 圖8 起皺和開裂 拉延系數(shù)的影響因素：拉延系數(shù)的大小，隨盒型件形狀的不同而區(qū)別很大。查閱相關(guān)資料，可得以下最大一次拉延表(材料為08A1，厚度t=0．8～1．2)。轉(zhuǎn)角半徑r和對(duì)邊最小距離占最大拉延深度。 拉延系數(shù)的確定：根據(jù)以上分析，參照平底盒形件，采取倒推法。先將下一次拉延系數(shù)定為1，從而確定一次拉延深度和圓角半徑r，不夠的深度采用修邊后整型得到，工序安排如圖9所示[5]。 圖9 對(duì)平底盒形件整形和修邊 可見板型件沖壓成燈罩薄殼類型時(shí)，要對(duì)其變形的部分進(jìn)行應(yīng)力分析，來(lái)檢查成形件的缺陷，防止出現(xiàn)起皺和開裂，在后面的工序中要對(duì)成形件進(jìn)行成型和修邊。 4.4 冷擠壓模具與溫?cái)D壓模具等方面的設(shè)計(jì) 實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常采用用兩種類型的擠壓工藝，一種為冷擠壓工藝，擠壓加工時(shí)使用的模具為冷擠壓模具，在室溫下，使金屬毛坯在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生塑性變形，從而擠出所需尺寸、形狀及性能的零件；另一種為溫?cái)D壓工藝，溫?cái)D壓加工時(shí)使用的模具為溫?cái)D壓模具。將金屬毛坯加溫至金屬的再結(jié)晶溫度以下，在壓應(yīng)力狀態(tài)下使金屬產(chǎn)生變形，從而擠出所需尺寸、形狀及性能的零件。 擠壓工藝的選擇：在生產(chǎn)加工時(shí)具體采用哪一種擠壓工藝，主要是由被加工零件所采用的金屬材料的特性決定的。室溫下，如果金屬材料的塑性較好、擠壓變形抗力較低，通常采用冷擠壓加工工藝進(jìn)行加工。否則，采用溫?cái)D壓加工工藝進(jìn)行加工。冷擠壓加工時(shí)，金屬材料各種元素的含量對(duì)冷擠壓加工影響較大，通常要求金屬材料的含碳量不超過(guò)0．5％，含錳量不超過(guò)1．5％ ，含鉻量不超過(guò)1．5％，含鎳量不超過(guò)0．75％，含鉬量不超過(guò)0．5％，含硅量不超過(guò)0．3％。而且在冷擠壓加工前必須進(jìn)行中間熱處理(軟化處理)，使金屬材料軟化。因此，針對(duì)以上兩種加工工藝，在設(shè)計(jì)模具型腔時(shí)，擠壓模具設(shè)計(jì)必須充分考慮金屬的變形原理，然后對(duì)模具型腔進(jìn)行冷擠壓加工時(shí)，金屬材料(常溫狀態(tài))在壓力作用 設(shè)計(jì)和確定。由于金屬冷擠壓加工退模后，金屬回彈，下被擠入模具型腔，進(jìn)而充滿模具型腔，當(dāng)零件退出 導(dǎo)致的結(jié)果是尺寸增大，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具型腔尺寸的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)該種材料的彈性性能進(jìn)行計(jì)算，表1為幾種常用金屬材料的彈性性能系數(shù)[7]。計(jì)算出該種材料在相應(yīng)的直徑下的彈性變形量。 表1 為幾種常用金屬材料的彈性性能系數(shù)[6] 用零件成品尺寸減去相應(yīng)的彈性變形量，即可計(jì)算出相應(yīng)的模具型腔的尺寸。而溫?cái)D壓加工退模后，由于零件溫度的下降，金屬收縮，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具型腔尺寸應(yīng)根據(jù)該種材料在某一成型溫度下的線膨脹系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，表2為幾種常用金屬材料的線膨脹系數(shù)，計(jì)算出該種材料在相應(yīng)的直徑下的線膨脹量。再用零件成品尺寸加上相應(yīng)的熱膨脹量，即可計(jì)算出相應(yīng)的模具型腔的尺寸[6]。 表2 為幾種常用金屬材料的線膨脹系數(shù)[6] 可見在生產(chǎn)加工時(shí)具體采用哪一種擠壓工藝需要了解所加工零件的材料。根據(jù)材料特性，可了解到在成形過(guò)程中的零件的回彈量，對(duì)其的沖壓模具的設(shè)計(jì)具有一定參考作用[8]。 4.5 對(duì)錐形零件的設(shè)計(jì)以深雙錐形零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 深雙錐形零件尺寸圖10所示： 圖10 深雙錐形零件尺寸圖 在深雙錐形零件的拉伸成形過(guò)程中，為了防止板料在成型過(guò)程中出現(xiàn)起皺和開裂，對(duì)其成形部分分為多道工序來(lái)加工。具體的工序步驟可見工序圖11： 圖11 工序圖 a——落料、沖壓、拉伸毛坯 b——一次沖尖毛坯 c——二次沖尖毛坯 d——三次沖尖毛坯 e——四次沖尖毛坯 f——整形毛坯 模具結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中造成凹模大、小錐部硬度不均勻，且硬度低，使用壽命低，為此設(shè)計(jì)了具有預(yù)緊力的組合凹模，如圖12所示。 圖12 組合凹模 1.內(nèi)腔 2.模套 校形模如圖13所示，為便于工件定位，采用凸模在下凹模在上的反沖型式，在摩擦壓力機(jī)上鐓壓校形。 圖13 校形模 1.上模座 2.墊板 3、7.螺釘 4.上壓板 5. 校形凹模 6.凸模 8.下壓板 9.下墊板 10.下模座 組合凹模由模套和內(nèi)腔組成，這樣可減少凹模大、小錐的壁厚差，有利于大小錐處淬火后硬度的一致。同時(shí)，內(nèi)腔在淬火時(shí)為保證其小錐頂部的硬度，采用圖 14 所示的方法，在內(nèi)腔浸人冷卻水的過(guò)程中，用水泵對(duì)內(nèi)腔小錐頂部進(jìn)行噴射冷卻水的同時(shí)內(nèi)腔緩慢浸人冷卻液中的辦法進(jìn)行淬火，使大、小錐的硬度得到了提高。另外在校形時(shí)，凹模所承受的沖擊力為徑向壓力，為保證凹模不致破裂，采用了對(duì)組成凹模的內(nèi)腔施加預(yù)加應(yīng)力的方法，以抵消工作時(shí)的拉應(yīng)力。預(yù)加應(yīng)力的施加一般采用過(guò)盈配合法而獲得，過(guò)盈配合的方法常用熱套法和冷壓法兩種，冷壓法可保持模套具有較高的強(qiáng)度，可獲得更大的預(yù)加應(yīng)力，操作也方便，故我廠在選取了合適的過(guò)盈量后采取冷壓法壓合而成。該凹模經(jīng)上述方法加工后，在使用中取得了理想的效果，提高了凹模的使用壽命，節(jié)約了生產(chǎn)成本[9]。 圖14 淬火冷卻方式 1.吊籃 2.凹模內(nèi)腔 3.冷卻池 4.冷卻液 5.水管 6.水泵 可見在對(duì)錐形零件的設(shè)計(jì)以深雙錐形零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中，從板料沖壓成型的不同程度來(lái)考慮需要幾次沖壓變形，有利于金屬材料微粒在變形中穩(wěn)定的流動(dòng)，同時(shí)這樣可以減少成品件的回彈變形[10]。 5 、總結(jié) 　 中國(guó)鋁擠壓工業(yè)中小的擠壓企業(yè)還是多了些，單位企業(yè)的生產(chǎn)能力比大多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的小得多，還有相當(dāng)大的調(diào)整空間。盡管國(guó)外鋁擠壓生產(chǎn)能力大量過(guò)剩，但中國(guó)鋁擠壓材還是有相當(dāng)大的國(guó)外市場(chǎng)待開發(fā)。中國(guó)擠壓材有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，2005年出口405.1kt，出口到153個(gè)地區(qū)與國(guó)家，也就是說(shuō)哪里用擠壓鋁材哪里就有“Made in China”的這類材料。當(dāng)然在出口中還有一些有待改進(jìn)之處，如材料性能的均勻性與穩(wěn)定性差一些，交貨期不能完全得到保證，運(yùn)輸過(guò)程中破損率大一些，高附加值產(chǎn)品比例較小。 可見鋁材板料拉伸成型行業(yè)還有很大的提升和發(fā)展空間，需要更多的科學(xué)技術(shù)和實(shí)踐試驗(yàn)，對(duì)此方面的課題研究是相當(dāng)有意義的。越來(lái)越多的生活用品考慮到使用鋁板沖壓成形，鋁制用品也受到人們的喜好，可見燈罩選用鋁材沖壓成型是很好的選擇，這樣更加具有經(jīng)濟(jì)性。 參考文獻(xiàn) [1] 洪慎章. 鋁鍋冷擠壓工藝及模具設(shè)計(jì).《模具制造》，2008年，第10期，62-64 [3] 王孝培.沖壓手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 [4] 翁其金.沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 [5] 肖景容，姜奎華.沖壓工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [6] 唐德修. 薄壁金屬?zèng)_壓拉深成型工藝的研究.西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2008年6 月（第3期） [7] 馬正元,韓啟.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [8] 徐政坤.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造，化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [9] 聶蘭啟，聶伯揚(yáng). 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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要 Abstract This design work piece name is the spring hanger . Main processes are stretching, punching, blanking, the three processes.Size of high precision parts, mass production, and thus composite model.unching die has been widely used in industrial production. In the traditional industrial production, the worker work very hard, and there are too much work, so the efficiency is low. With the development of the science and technology nowadays, the use of punching die in the industial production gain more attention, and be used in the industrial production more and more. Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and economic value. Keywords cutting blanking the forming working Compound Die 目 錄 \ 前 言 Ⅰ 第1章 緒 論 1 1.1沖壓模具簡(jiǎn)介 2 1.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念 2 1.1.2 沖壓模具的分類 2 1.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義 3 第2章模具總體方案的分析與確定 5 2.1 工藝方案分析 5 2.1.1 工件的分析 5 2.1.2 落料拉深工藝分析 5 2.2工藝方案的確定 6 第3章 主要的工藝參數(shù)計(jì)算 7 3.1 毛坯尺寸的計(jì)算 7 3.2 排樣 7 3.3 工序壓力計(jì)算 8 3.4 沖壓設(shè)備的選擇 9 第4章 主要工作部分尺寸計(jì)算 11 4.1 落料刃口尺寸計(jì)算 11 4.2 沖孔刃口尺寸計(jì)算 11 4.3模具主要零件的設(shè)計(jì) 12 第5章 模具裝配 18 5.1 沖壓模具裝配的技術(shù)要求 18 5.2 模具裝配的特點(diǎn) 19 5.3模具的總體設(shè)計(jì) 19 5.4模具總裝配 19 總結(jié)與展望 24 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 26 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 前 言 隨著工業(yè)發(fā)展，沖壓模具的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。同時(shí)由于產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，除了要保證模具設(shè)計(jì)質(zhì)量以外，對(duì)模具設(shè)計(jì)效率的要求也越來(lái)越高。 為了促進(jìn)我國(guó)沖壓模具技術(shù)的發(fā)展，從計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)加工技術(shù)及裝備、其它新技術(shù)與沖壓模具等方面分析了我國(guó)沖壓模具的技術(shù)現(xiàn)狀。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位，加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。 本文首先分析了模具的工藝結(jié)構(gòu)，介紹了模具的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了模具的結(jié)構(gòu)、凹凸模的設(shè)計(jì)、沖裁力的計(jì)算以及沖壓機(jī)的選型。其次詳細(xì)闡述了落料拉深沖孔復(fù)合模的工藝設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程、對(duì)拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇，基本上確定了落料拉深沖孔復(fù)合模的整體結(jié)構(gòu)框架。本文設(shè)計(jì)的模具適用于加工幾何尺寸較大、形狀復(fù)雜、精度要求較高的沖壓類零件，通過(guò)理論分析和大量的工程實(shí)踐探索，在模具上采用了一些特殊機(jī)構(gòu)，可使操作簡(jiǎn)單，提高生產(chǎn)效率,對(duì)提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著現(xiàn)實(shí)的意義。通過(guò)了模具的設(shè)計(jì)，可以將傳統(tǒng)的分模加工合二為一，使落料、拉深、沖孔一次成形，避免了分模加工中定位誤差的生產(chǎn)，從而保證了質(zhì)量，降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。 -3- 第1章 緒 論 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。它是以其特定的形狀通過(guò)一定方式將原材料加工成為零件。采用模具成形方法生產(chǎn)零件，具有優(yōu)質(zhì)、高效、省料、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，尤其是在機(jī)械制造、汽車、家用電器、儀器儀表、石油化工、輕工產(chǎn)品等工業(yè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件，在汽車、飛機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占70%；在電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上；在手表、洗衣機(jī)、電冰箱等輕工產(chǎn)品中占85%以上。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展 ,我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位 ,加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。以汽車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模[2]。用 CAD/CAM /CAE軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和模擬，靠高速、精密的加工設(shè)備生產(chǎn) ,用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光，提高模具質(zhì)量。這些都代表了沖壓模具發(fā)展的趨勢(shì)[3]。中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，中國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來(lái)越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求。 隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來(lái)越多；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美。由于每副模具是特定產(chǎn)品零件生產(chǎn)用的專用工裝，因此，模具設(shè)計(jì)是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸及其精度，表面質(zhì)量要求及成型工藝條件的變化而變化的。所以每副模具都必須進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)計(jì)每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。 1.1沖壓模具簡(jiǎn)介 1.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念 沖壓成形是指利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)模具里的板料施加壓力，使其生產(chǎn)分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。沖壓加工的對(duì)象一般為金屬板料、薄壁管、薄型材等，板厚方向變形一般不側(cè)重考慮，因此也稱為板料沖壓，并且通常是在室溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以也稱為冷沖壓[8]。 沖壓模具是指在沖壓加工中，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，俗稱沖模 在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具，高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。如圖1-1所示。 圖 1-1 沖壓零件的影響因素 1.1.2 沖壓模具的分類 1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （2）彎曲模 使板料毛坯或其它坯料沿著直線產(chǎn)品彎曲變形，從而獲得一定角度和姓張的工件模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 （4）成形模 是將毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等[9]。 2、根據(jù)工序合程度分類 （1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （3）級(jí)進(jìn)模（也稱為連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 1.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義 本課題的研究對(duì)象是錐筒零件零件的落料拉深沖孔復(fù)合模具和凹坑成型模具的設(shè)計(jì)，做出工藝分析案，計(jì)算出工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個(gè)部分： 1、對(duì)落料拉深沖孔復(fù)合模進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[10]。 2、主要工作部分尺寸的計(jì)算。 3、主要工藝參數(shù)的計(jì)算。 4、模具的工作總體設(shè)計(jì)及裝配。 5、設(shè)計(jì)出模具總裝配圖。 隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，沖壓模具在各行業(yè)中有著較廣泛的應(yīng)用，其組成零件中標(biāo)準(zhǔn)件占有很大比重。而很多沖壓制件都是系列化產(chǎn)品，它們的模具節(jié)哦故相同或相似而尺寸不僅相同，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要反復(fù)查閱手冊(cè)以確定模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)外形與尺寸，重復(fù)設(shè)計(jì)的工作量很大。由于產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，新產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期不斷縮短，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位。國(guó)外的模具制造企業(yè)，廣泛使用先進(jìn)的高精度、高速度、專業(yè)化加工裝備，如日本豐田汽車模具公司擁有構(gòu)造面加工數(shù)控銑床39臺(tái)套、型面加工高速五軸五面銑床15臺(tái)套、其它新型一體化專門加工設(shè)備6臺(tái)套。加工工藝方法包括等高線加工、最大長(zhǎng)度順向走刀加工等，精加工走刀移行密度僅有0.3mm。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)凹圓角清根、外凸圓角加工到位等，因而可以控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實(shí)現(xiàn)模面的精細(xì)加工。日本、韓國(guó)、新加坡、德國(guó)、荷蘭、美國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣、香港地區(qū)的獨(dú)資、合資企業(yè)很多，民營(yíng)模具企業(yè)很不少；蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及輪轂等部件壓鑄模和鑄模，昆山中大模架等企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)各種大型模架、模具導(dǎo)向件、模具彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件[11]。 國(guó)內(nèi)的許多模具企業(yè)通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的加工裝備，硬件上與國(guó)際水平的差距正在快速縮小：上海的汽車模具企業(yè)，近年來(lái)通過(guò)大量購(gòu)置先進(jìn)的五軸高速加工機(jī)床、大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速銑床、數(shù)控車或復(fù)合加工機(jī)床、先進(jìn)的大型測(cè)量和調(diào)試設(shè)備及多軸數(shù)控激光切割機(jī)等。一汽模具公司已經(jīng)擁有五軸高速數(shù)控銑床等大型高速加工設(shè)備；東風(fēng)汽車模具公司擁有高速的數(shù)控銑床。目前，資產(chǎn)過(guò)億，擁有龍門加工中心10臺(tái)以上的大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)達(dá)到10多家。外國(guó)人都驚呼：怎么兩年之間中國(guó)大陸的汽車模具規(guī)模、數(shù)量和制造能力會(huì)有如此大的變化。我國(guó)沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平，總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝，加工裝備等方面。沖壓模具加工工藝和裝備對(duì)提高加工效率、確保模具精度、縮短交貨周期有重要影響[12]。過(guò)去的中國(guó)沖壓模具行業(yè)，車、刨、銑、磨等傳統(tǒng)普通機(jī)床和電火花線切割機(jī)床，曾經(jīng)在絕大數(shù)沖壓模具企業(yè)使用。采用加工沖壓模具時(shí)，通常需要對(duì)模具零件反復(fù)裝夾和定位，因而加工生產(chǎn)效率低。模具產(chǎn)品質(zhì)量差。模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備、具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與汽車，機(jī)械、航天、航空、輕共、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到610億元，增長(zhǎng)率保持在25%的高水平，行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%，僅次于日本、美國(guó)而位列世界第三。目前我國(guó)大部分模具企業(yè)采用的仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，特別四中小型模具企業(yè)，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行著大量的重復(fù)性勞動(dòng)，在通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不得不多次重復(fù)查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，造成模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、效率低、耗資大的現(xiàn)狀，這也就影響了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[13]。 本課題錐筒零件，沖壓該零件時(shí)，普遍采用落料、拉深、沖孔三道工序，生產(chǎn)效率低，成本也高，為此，設(shè)計(jì)了沖壓該零件的落料、拉深、沖孔復(fù)合模，是原三道工序合三為一，大大提高了生產(chǎn)效率[14]。 第2章 復(fù)合模具總體方案的分析與確定 本課題的研究對(duì)象是錐筒零件，材料為Q235鋼，料厚為0.8mm，是形狀規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體零件大批量生產(chǎn)。錐筒零件如圖2-1所示。 2.1 工藝方案分析 2.1.1 工件的分析 工件圖:如圖所示2-1 生產(chǎn)批量:大批量 材料:Q235鋼 料厚:0.8mm 圖2-1 工件的簡(jiǎn)圖 - 7 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 2.1.2 落料拉深工藝分析 由圖2-1可見，該工件的加工涉及到落料、拉伸、沖孔和凹坑四種工序內(nèi)容。根據(jù)變形特點(diǎn)，對(duì)于帶孔的拉深件，一般應(yīng)先拉深后沖孔。 (1)落料拉深工藝分析 此工件為無(wú)凸緣圓筒形，工件,要求內(nèi)形尺寸，沒(méi)有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工件底部圓角半徑r=4.8mm，大于拉深凸模圓角半徑r凸=2~6mm,滿足拉深對(duì)圓角半徑的要求。尺寸Φ30mm，按公差表查得為IT14級(jí)，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃?jí)的要求。 （2）沖孔工藝分析 對(duì)于所沖孔Φ15mm，一般沖孔模對(duì)該種材料以沖壓的最小孔徑為d≥t，t=1.5mm，因而Φ15孔符合工藝要求。 2.2工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料、拉深和切邊?，F(xiàn)擬定以下幾種工藝方案： 方案一：先落料，后拉深，沖孔，最后成型采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料拉深沖孔復(fù)合沖壓采用復(fù)合模和單工序配合生產(chǎn)。 方案三：落料、拉深級(jí)進(jìn)沖壓，沖孔，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案分析：方案一模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但需要四副模具和四道工序，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足大量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求。 方案二只需要一副模具，減少了工序數(shù)量，工件的精度及生產(chǎn)效率都比較高，但模具制造時(shí)有一定的困難。 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)的制件精度不如復(fù)合模生產(chǎn)精度高，模具本身制造也有一定的難度，生產(chǎn)效率不如復(fù)合模高，并且生產(chǎn)過(guò)程中需要克服工件的精確定位問(wèn)題。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的綜合比較，并且考慮模具的制造精度及制件的精度，該沖壓工藝方案選用方案二較優(yōu)。 本工件首先需要落料，制成直徑D=69.6mm的圓片，然后D=69.6mm的原板料為毛坯進(jìn)行拉深，拉深成為內(nèi)徑為Φ30mm、內(nèi)圓角r為4.8mm的無(wú)凸緣圓筒，最后按h=1.8mm進(jìn)行修邊。根據(jù)以上工藝分析，為了提高生產(chǎn)效率，該零件的加工采用落料、拉深和沖孔復(fù)合、一次成型的方式[15]。所以不需要修邊 第3章 主要的工藝參數(shù)計(jì)算 3.1 毛坯尺寸的計(jì)算 計(jì)算毛坯直徑D 如圖3-1工件圖所示。 h=（30.8-0.75）mm=30.05mm，d=（30+0.75+0.75）mm=31.5mm，取31mm。工件的相對(duì)高度h/d=30.05mm/31.5mm=0.95。 圓筒形拉深工件的毛坯尺寸計(jì)算公式為： D=(d2 +4dH-1.72rd-0.56r2 )1/2 （3-1） 將d=30mm，H=h+ Δh=30.05mm+1mm=31mm，r=（4.8+0.75）mm=5.55mm代入上式，即得毛坯的直徑為： D=69.6mm （3-2） 拉深次數(shù)與拉深力的計(jì)算 M==≈0.46 由于==0.93 ×100=×100=2.8 查表4-8（沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例） 得m=0.45 所以 m>m 故 凸緣工件能一次拉深出來(lái)。 3.2 排樣 排樣：沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。在排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則。沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。同一零件可以采用不同的排樣形式，排樣方式不同，材料利用率不同。大批量生產(chǎn)時(shí)，在沖裁件的成本中，材料費(fèi)用一般占60%以上，因此，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)重要問(wèn)題，特別對(duì)貴重的有色金屬。同時(shí)排樣要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料狀況等[16]。 要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的措施有：設(shè)計(jì)合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件。對(duì)一定形狀的沖件，結(jié)構(gòu)廢料是不可避免的，但充分利用結(jié)構(gòu)廢料是可能的。當(dāng)兩個(gè)不同沖件的材料和厚度相同時(shí)，較小尺寸的沖件可在較大尺寸沖件的廢料中沖制出來(lái)。例如，電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片，就是利用定子硅剛片的廢料沖出的[17]。如圖3-2 （1） 提高材料利用率。 （2） 使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。條料在沖裁過(guò)程中翻動(dòng)要少，在材料利用率相同或相近時(shí)，應(yīng)盡可能選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法。這樣還可以板料裁切次數(shù)，節(jié)省裁備料時(shí)間。 （3） 使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具壽命長(zhǎng)。 （4） 保證沖件的質(zhì)量。 （5） 對(duì)于彎曲件的落料，在排樣時(shí)還要考慮板料的纖維方向。 該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)單， 故采用單排排樣設(shè)計(jì)。搭邊值為a1=2，a=2.5，采用單擋料銷擋料。則： 條料寬為 b=69.6mm+2a=73.6mm 條料的進(jìn)距為 h=69.6mm+ 2.5 =72.1mm 圖3-2 排樣圖 - 12 - 3.3 工序壓力計(jì)算 （1）落料力計(jì)算 按式（3-3） F落=1.3L tτ （3-3） 式中F落　　——　落料力（Ｎ） 　　　　?。獭　」ぜ廨喞荛L(zhǎng)，Ｌ＝πD＝218.7mm； t —— 材料厚度，t=0.8mm； τ —— 材料的抗剪強(qiáng)度（MPa），由書末附錄A1查得τ=400MPa。 落料力則為： F落=1.3×218.7mm×0.8mm×400MPa≈227.4 kN （3-4） （2）卸料力 按公式 F卸=K卸 × F落 （3-5） 式中 K卸 —— 卸料力因數(shù)，其值K卸=0.03 卸料力則為： F卸=0.03×227.4N≈6.8 kN （3-6） （3）沖孔力計(jì)算 按式（3-7） F沖=1.3Ltτ （3-7） 式中 L —— 工件內(nèi)輪廓周長(zhǎng)（mm）。L=229.3mm 沖孔力則為： F沖=1.3×47.1mm×0.8mm×400MPa≈49 kN （3-8） （4） 拉深力計(jì)算 由于零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形近似計(jì)算。按公式： F拉=Kπdtσb （3-9） 式中 F拉 —— 拉深力（N）； d —— 拉深件的直徑，d=30mm； t —— 材料厚度； σb —— 材料的強(qiáng)度極限（MPa），σb=400MPa； K —— 修正因數(shù)。由表查得修正因數(shù) K=0.93； （3-10） 拉深力則為： F拉=0.93×3.14×30×2×400≈71kN （3-11） 3.4 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備選用是沖壓工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。模具的設(shè)計(jì)要與沖壓設(shè)備的類型和主要規(guī)格相匹配，否則不能工作。正確選擇沖壓設(shè)備，關(guān)系到設(shè)備的安全使用、沖壓工藝的順利實(shí)施及沖壓件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命等一系列問(wèn)題。沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械[18]。常見冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)（以Jxx表示其型號(hào)）和液壓機(jī)（以Yxx表示其型號(hào)）。主要根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸大小和精度要求來(lái)選擇。 對(duì)于中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件等，主要選用開式機(jī)機(jī)械壓力機(jī)。開式壓力機(jī)雖然剛度不高，在較大沖壓力的作用下床身的變形會(huì)改變沖模間隙分布，降低模具壽命和沖壓件表面質(zhì)量，但是由于它提供了極為方便的操作條件和易于安裝機(jī)械化附屬裝置的特或工作點(diǎn)，所以目前仍是中小型沖壓件生產(chǎn)的主要設(shè)備。另外，在中小型沖壓件生產(chǎn)中，若采用導(dǎo)板?；蚬ぷ鲿r(shí)要求導(dǎo)柱導(dǎo)套不脫離的模具，應(yīng)選用行程較小的偏心軸壓力機(jī)。對(duì)于大中型沖壓件，多選用閉式機(jī)械壓力機(jī)，包括一般用途的通用壓力機(jī)和專用的精密壓力機(jī)、雙動(dòng)或三動(dòng)拉伸壓力機(jī)等。其中薄板沖裁或精密沖裁時(shí)，選用精度和剛度較高的精密壓力機(jī)；大型復(fù)雜拉深件生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動(dòng)或三動(dòng)拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便[19]。 在小批量生產(chǎn)中，多采用液壓機(jī)或摩擦壓力機(jī)。液壓機(jī)沒(méi)有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d，而且在需要很大的施力行程加工時(shí)，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，特別適合大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。但液壓機(jī)的速度低，生產(chǎn)效率不高，而沖壓件的尺寸精度有時(shí)受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，不易發(fā)生超載破壞等特點(diǎn)，在小批量生產(chǎn)中常用來(lái)彎曲件，尤其適用校平、整形、壓印等成形工序。但摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)小，生產(chǎn)效率低，而操作也不太方便。在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜件的大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)[20]。 ??? 沖壓設(shè)備分類： 1.機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式； 2.按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)和雙動(dòng)；??? 3.按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式（C型床身）和閉式（Ⅱ型床身）； 4.按自動(dòng)化程度可分為普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)等。 對(duì)于淺拉深可按式 F壓≥（1.6～1.8）F總，估算公稱壓力來(lái)選擇壓力機(jī)。選用公稱壓力為630 kN的方式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：630 kN 滑塊行程：55 mm 最大閉合高度：220 mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45 mm 工作臺(tái)尺寸：300mm×450mm - 16 - 模柄孔尺寸：Φ50mm×60mm 第4章 主要工作部分尺寸計(jì)算 4.1 落料刃口尺寸計(jì)算 由公差表查得Φ69.6為IT14級(jí)，取x=0.5mm。 則： 凹模 Dd =（Dmax-xΔ）0+δd =69.51 0+0.03 凸模 Dp =（Dd-2Cmin）0-δP =69.30-0.015 4.2 沖孔刃口尺寸計(jì)算 沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工具有如下特點(diǎn)： 　 （1）凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度為58～60HRC，凹模比凸模稍硬一些； 　 （2）凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6～I(xiàn)T9，工作表面粗糙度在Ra=1.6～0.4μm； 　 （3）凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直（斜刃除外），安裝固定部分要符合配合要求； 　 （4）凸、凹模裝配后應(yīng)保證均勻的最小合理間隙。 　 （5）凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和直通式凸模加工常用線切割方法。 由公差表查得Φ15為IT12級(jí)，取x=0.75mm。 則： 凸模 dp =（dmin+xΔ）0-δP =Φ15.050-0.03 凹模 dd =（dp +2Cmin）0+δd =Φ15.250+0.05 采用凸、凹模分開加工法時(shí)，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須 - 18 - 嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對(duì)于沖制薄材料（因Zmax與Zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的加工方法。?配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核 + ≤ 的條件，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注 ，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin”。 拉深時(shí) 落料時(shí)的凸模就是拉深時(shí)的凹模 拉深時(shí)的單間隙的確定 Z=（1~1.1）t=1~1.1mm 取Z=0.0.8mm 拉深時(shí)的工作部分尺寸的確定 由于拉深工件的公差為IT14級(jí)，故凸、凹模的制造公差可取IT10級(jí)精度，查書末附錄E3（沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例）得δ=δ=0.084mm。按式（4—24）、式（4—25）可求拉深凸、凹模尺寸及公差如下表 工件尺寸 d=(D-0.75△) d=（d-Z) Φ30 34.2 30 4.3模具主要零件的設(shè)計(jì) 1、凸凹模的設(shè)計(jì)(如圖4-1) 凸凹模是復(fù)合模具中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。 圖4-1 凸凹模 2、凸模的設(shè)計(jì)（如圖4-2） 圖4-2 凸模實(shí)體圖 3、落料凹模的設(shè)計(jì)（如圖4-3） 圖4-3 落料凹模的簡(jiǎn)圖 4、模柄的選用（如圖4-4） 模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機(jī)的滑塊上。該模具采用凸緣式模柄，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取，標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)為B40X85 GB2862.3-1981，材料為Q235鋼，如圖4-4。 圖4-4 模柄實(shí)體圖 7、卸料板的設(shè)計(jì)（如圖4-7） - 18 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 圖4-7 卸料板的簡(jiǎn)圖 8、中間固定板的設(shè)計(jì)（如圖4-8） 該模具的固定板為圓形固定板，一般固定板取凹模厚度的0.6～0.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同、但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合。固定板的材料采用45鋼[21]。 圖4-8 中間固定板的簡(jiǎn)圖 沖壓模具的組成零件可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。如圖4-9所示。 圖4-9 沖壓模組成零件 1.工藝零件 工藝零件是指直接與完成沖壓工藝過(guò)程并和配料直接發(fā)生作用的零件。 工藝零件進(jìn)一步又可分為： （1）工作零件：是指實(shí)現(xiàn)沖壓變形，使材料正確分離或塑性變形，保證沖壓件形狀的零件，包括凸模、凹模、凹凸模等。 （2）定位零件：是指保證條料或毛坯在模具中的正確位置的零件，包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓板、導(dǎo)正銷、側(cè)刃、擋料銷等。 （3）壓料零件：是指在拉深工序中防止工件起皺的零件，包括壓料板、壓料圈等。 （4）卸料零件：是指將沖裁后由于彈性恢復(fù)而卡在凹模孔內(nèi)或在凸模上的工件或廢料脫卸下來(lái)的零件。卸料零件包括卸料板、彈簧、橡皮等。出件零件包括推件塊、推桿、頂件塊、頂桿等[22]。 2.結(jié)構(gòu)零件 結(jié)構(gòu)零件是指不直接參與完成沖壓工藝過(guò)程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用或?qū)δ＞叩墓δ芷鹜晟谱饔玫牧慵? 結(jié)構(gòu)零件進(jìn)一步又可分為： （1）導(dǎo)向零件：是保證上模對(duì)下模正確位置和運(yùn)動(dòng)的零件，一般由導(dǎo)套和導(dǎo)柱組成。 （2）固定零件：是承裝模具零件或?qū)⒛＞甙惭b固定到壓力機(jī)上的零件，如上模座、下模座、凸凹模固定板、模柄等。 （3）緊固及其它零件。如螺釘、定位銷等。 -18 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第5章 模具裝配 模具裝配是整個(gè)模具制造過(guò)程的最后階段，模具裝配圖或驗(yàn)收技術(shù)條件是裝配的依據(jù)，構(gòu)成模具的所有復(fù)合技術(shù)要求的零件，包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成型零件等是模具裝配的基礎(chǔ)。但是有了合格的零件，還必須制定合理的裝配工藝，才能裝配符合設(shè)計(jì)要求的模具[23]。 在裝配過(guò)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(duì)于具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件，還必須保證它們之間的運(yùn)動(dòng)精度。模具裝配的高低及質(zhì)量好壞，直接影響零件能否正常生產(chǎn)以及零件的尺寸、形狀精度和成本。所以說(shuō)，模具的裝配是模具制造過(guò)程中重要環(huán)節(jié)。 沖壓模具裝配完成后，各模具零件組成模具的上模部分和下模部分。沖壓模具工作時(shí)，下模部分安裝在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分；上模部分通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上，是模具的活動(dòng)部分[24]。 5.1 沖壓模具裝配的技術(shù)要求 （1）模具各組成零件的材料、尺寸精度、幾何形狀精度、表面粗糙度和熱處理工藝以及相對(duì)位置精度等都要復(fù)合圖樣要求，零件的工作表面不允許有裂紋和機(jī)械傷痕等缺陷。 （2）模具裝配后，所有模具的活動(dòng)部位都應(yīng)該保證位置準(zhǔn)確、配合間隙適當(dāng)、動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。固定的零件應(yīng)牢固可靠，在使用過(guò)程中不得出現(xiàn)松動(dòng)和脫落。 （3）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓間隙應(yīng)均勻一致。 （4）模柄裝入上模座后，其軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度誤差，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm。 （5）上模座的上平面應(yīng)和下模座的底平面平行。導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。 （6）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)阻滯現(xiàn)象。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度應(yīng)符合規(guī)定要求。 （7）定位裝置要保證毛坯定位正確可靠。 （8）卸料裝置和頂件裝置應(yīng)靈活，正確，出料孔暢通無(wú)阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。 （9）模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求[25]。 5.2 模具裝配的特點(diǎn) 模具在結(jié)構(gòu)上分為上模部分和下模部分，所以裝配過(guò)程的總的思路是：將模具零件分別裝配成上模部分和下模部分，然后將上模部分和下模部分裝配成完整的模具。本模具的彈頂裝置屬于下模部分，包括橡膠、底板、聯(lián)接螺釘、螺母等零件，裝配時(shí)可以將這些零件先裝配成彈頂裝置，再作為一個(gè)整體裝入下模部分[26]。 5.3模具的總體設(shè)計(jì) 該件的模具結(jié)構(gòu)主要由上、下模座，落料凹模，凸凹模，上、下固定板，中間固定板，投料器，卸料板，墊板組成[27]。 根據(jù)主要工作部分尺寸，結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸。即： 上模座：320mm×280mm×30mm HT200 下模座：320mm×280mm×40mm HT200 導(dǎo) 柱：28mm×170mm 20 鋼 導(dǎo) 套：28mm×110mm×43mm 20 鋼 導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.8～1.0.8mm，硬值為58～62HRC。落料凹模、凸凹模材料均采用Cr12，熱處理硬度58～62HRC。卸料板、墊板、固定板材料均采用45鋼。 5.4模具總裝配 通過(guò)以上的設(shè)計(jì)可以得到落料拉伸沖孔復(fù)合模具的總裝圖，如圖所示。模具的上模部分主要由上模座、落料拉伸凸凹模、卸料板、推件塊等組成。下模部分由下模座、落料凹模、拉深凸模、橡膠等組成[28]。（如圖5-1） 圖5-1模具總裝配圖 壓力機(jī)將力傳遞給頂桿13，頂桿13再通過(guò)打桿將力傳遞給凸凹模和沖孔凸模，當(dāng)凸凹模到達(dá)一定距離時(shí)，完成落料過(guò)程，當(dāng)凸凹模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，（打桿將力傳遞給壓塊17，將落料好的工件固定），同時(shí)完成拉伸和沖孔過(guò)程。卸料過(guò)程中，在工作過(guò)程中已將橡膠29壓縮變形，當(dāng)工作完后橡膠29將力釋放出來(lái)帶動(dòng)打桿26,22,21向上運(yùn)動(dòng)，將工件向上頂出來(lái)。 - 22 - 圖5-2 二維復(fù)合模具總裝配圖 總結(jié)與展望 全文總結(jié) 主要研究對(duì)象是錐筒零件零件的落料拉深沖孔復(fù)合模具和成型模具，做出工藝分析案，計(jì)算出工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)復(fù)合模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力[29]。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個(gè)部分： 1、完成了模具的工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)拉深凸模、落料凹模、落料拉伸凹凸模等主要成形零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行計(jì)算和選擇。 2、主要工作部分尺寸的計(jì)算。 3、主要工藝參數(shù)的計(jì)算。 4、模具的工作總體設(shè)計(jì)及裝配。 5、設(shè)計(jì)出模具總裝配圖，用CAD軟件完成了復(fù)合模具的三維圖，取得了一定的效果。 6、初步分析了研究了模具裝配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在CAD環(huán)境下落料拉伸沖孔復(fù)合模具完整的裝配過(guò)程。 未來(lái)展望 本文雖用CAD軟件設(shè)計(jì)出復(fù)合模具并進(jìn)行了一定的研究和探索，并在企業(yè)的模具設(shè)計(jì)中得到了一定程度的應(yīng)用，但是鑒于時(shí)間限制和本人知識(shí)的局限，還存在許多實(shí)際工作需要完善。在本文所做的研究工作的基礎(chǔ)上，提出進(jìn)一步的研究設(shè)想如下[30]： (1) 目前，本論文只是完成了模具各組成零件的設(shè)計(jì)，還可以進(jìn)一步的對(duì)模具各零件進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)。即方便又經(jīng)濟(jì)。 (2) 本文的研究目前僅局限于CAD設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，還可以擴(kuò)展到?CAM領(lǐng)域，根據(jù)本文的研究結(jié)論加工出模具實(shí)物，以驗(yàn)證本文CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可靠性與完備性。 (3) 本文設(shè)計(jì)的復(fù)合模具零件過(guò)于復(fù)雜，加工出的零件精度不高，未來(lái)的幾年，在成批量生產(chǎn)中可以改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，提高模具的加工精度，從而提高模具的質(zhì)量和效率。 參考文獻(xiàn) [1] 郭立波，陳春煥，潘金芝．復(fù)合冷作模具鋼基材的熱處理[J]．金屬熱處理，2010 [2] 樊新民．高速鋼-Q235 鋼軋制復(fù)合板的組織與性能[J]．材料科學(xué)與工藝，2004，12(5):521-523　 [3] 楊金志，仇逸．市場(chǎng)信息[J]．模具商情，2005，70 (3) ：22 [4] 蔡美良．新編工模具鋼的金相熱處理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：156-157 [5] 牟紅霞．模具材料的發(fā)展與動(dòng)向[J] ．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，173(4)：83-89 [6] 崔崑．中國(guó)模具鋼現(xiàn)狀及發(fā)展[J] ．機(jī)械工程材料，2001，(1)：1-5 [7] 崔崑．國(guó)內(nèi)外模具用鋼發(fā)展概況[J]．金屬熱處理，2007，32(1)：1-11 [8] 張魯陽(yáng)．我國(guó)冷作模具選材的趨向[J]．金屬熱處理，1999，(1)：4-6 [9] 潘金芝，任瑞銘，戚正風(fēng)．復(fù)合工模具材料的研究現(xiàn)狀[J]．金屬熱處理，2008，(11)：6-12 [10] 劉勝國(guó).我國(guó)沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].黃石理學(xué)院學(xué)報(bào),2007，23（1） [11] 樊新民．高速鋼-Q235 鋼軋制復(fù)合板的組織與性能[J]．材料科學(xué)與工藝，2004，12(5):521-523　 [12] 蔡美良．新編工模具鋼的金相熱處理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：156-157 [13] 牟紅霞．模具材料的發(fā)展與動(dòng)向[J] ．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，173(4)：83-89 [14] 史剛.汽車覆蓋件拉延件設(shè)計(jì)[J].模具技術(shù), 2004 [15] 張魯陽(yáng)．我國(guó)冷作模具選材的趨向[J]．金屬熱處理，1999，(1)：4-6 - 29 - 致 謝 本課題是在老師悉心教導(dǎo)、嚴(yán)格要求和大力支持下完成的。從論文的選題、方案論證到論文的撰寫和修改過(guò)程中，都傾注了老師的大量心血。 在論文寫作過(guò)程中，得到了老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在論文即將完成之際，我要感謝許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的同學(xué)們。通過(guò)一同的研究和探討，他們?yōu)槲艺撐牡耐瓿商岢隽嗽S多寶貴建議，我從中得到了很多有益的啟發(fā)。我還要衷心感謝父母多年來(lái)的撫養(yǎng)和教誨，正是他們的資助、鼓勵(lì)和支持，我才能得以完成大學(xué)學(xué)業(yè)和本論文。 老師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的精神，誠(chéng)懇和平易近人的品格讓我受益匪淺，為我樹立了終身學(xué)習(xí)的榜樣。值此論文完稿之際，謹(jǐn)向辛勤培養(yǎng)和無(wú)私幫助自己的老師致以崇高的敬意和由衷的感謝！ - 26 - - 10 - - 22 - 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） - 28 -