753 調(diào)刻機進氣門外殼落料正反垃深復合模（有cad圖+文獻翻譯）,753,調(diào)刻機進氣門外殼落料正反垃深復合模（有cad圖+文獻翻譯）,調(diào)刻機進,氣門,外殼,正反,復合,cad,文獻,翻譯 2011 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 院(系)：機械工程系 專業(yè)：材料成型與控制工程 指導教師 厲春元 學生姓名 陽章立 課題名稱 雕刻機進氣門外殼正反拉伸復合模設計 內(nèi) 容 及 任 務 這次設計的任務是設計制造隔板的一副模具，并繪出模具裝配圖、模具零件圖以及編寫設計說明書。 首先我們需要知道模具在加工中的作用和設計的基本要求。模具的作用是將壓力機的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，使板料毛坯發(fā)生變形，從而獲得滿足一定性能要求的及符合所需尺寸及形狀的制品。在生產(chǎn)實際中。模具的作用在于保證沖件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。為此除了采用行之有效的工藝手段、進行正確的模具設計及選擇合理的模具結構之外，還必須滿足以下幾個要求：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長 ④制造周期短 ⑤模具成本低。 對于雕刻機進氣門外殼，它屬于帶凸緣圓筒型件，從結構上我們可以得知需要落料、正拉深和反拉深三個工序過程。從零件的工藝性分析可以看出此零件對落料是很適合的。但從拉深方面考慮就需要計算出拉深系數(shù)，判斷能否一次拉深成功，這也是本設計中需要重點分析的地方。再有對模具結構和壓力機的選擇也是重點。在模具零件的結構設計上，也需要注意很多細小而不可忽視的問題。 對于整個設計過程可以按以下的方法來設計計算。 取得必要的資料，確定工藝方案，進行必要的工藝計算，模具的總體設計，模具主要零部件的結構設計，繪圖，分析一個主要零件的加工工藝路線。 1、 取得必要的資料 ① 取得注明具體技術要求的產(chǎn)品零件圖。 ② 收集工件加工的工藝工藝過程卡片。 ③ 了解工件的生產(chǎn)批量。 ④ 確認工件原材料的規(guī)格及毛坯情況。 ⑤ 熟悉沖壓車間的設備和情況。 2、 確定工藝方案 ① 對零件進行工藝性分析。 ② 根據(jù)工藝計算，確定工序數(shù)目。 ③ 計算拉深系數(shù)，確定拉深次數(shù)。 ④ 根據(jù)生產(chǎn)批量、尺寸大小、精度要求選擇合理的加工方案。 3、 進行必要的工藝計算。 ① 設計材料的排樣和計算毛坯尺寸。 ② 計算落料力、卸料力、壓邊力、拉深力和頂件力等。 ③ 計算或估算模具各主要零件的厚度。 ④ 計算凸、凹模的工作部分尺寸。 4、 模具的總體設計 在上述分析計算的基礎上，進行模具的結構的總體設計，估算出外形尺寸。 5、 模具主要零部件的結構設計 ① 工作部分零件的設計。（凸模、凹模、凸凹模等） ② 定位零件的設計。（擋料銷） ③ 卸料零件的設計。（卸料板） ④ 導向零件的設計。（導柱、導套） 6、 選定沖壓設備 ① 壓力機的標稱壓力必須大于沖壓的工藝力。 ② 壓力機的裝模高度必須符合模具的閉合高度的要求。 ③ 壓力機的行程要符合要求。 7、 繪制模具總圖 ① 主視圖 ② 俯視圖 ③ 工件圖 ④ 排樣圖 ⑤ 列出明細表 ⑥ 技術要求及說明 8、 繪制各非標準件的零件圖 9、 分析一個主要零件的加工工藝路線。 擬 達 到 的 要 求 或 技 術 指 標 完成本次設計后將會對我大學所學的知識進行鞏固，使我所學的各種專業(yè)知識在實踐中得以應用，在設計過程中也將會對繪圖的能力的提高有很大的幫助，還能使我的AUTOCAD和PRO/E的應用能力加強，設計的成果可以供其它同類零件的模具設計參考和借鑒。 進 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2010.12.20—2011.01.02 完成畢業(yè)設計的選題和開題報告。 2011.01.03—2011.01.20 對設計的相關資料進行整理。 2011.03.10—2011.03.21 進行設計的初期計算。 201103.22—2011.04.05 設計模具的結構。 2011.04.05—2011.05.01 繪制裝配圖和零件圖。 2011.05.02—2011.05.15 對整個設計進行合理性檢查。 2011.05.16—2011.05.25 設計說明書的輸入以及畢業(yè)答辯的準備。 2011.06.07—2011.06.10 畢業(yè)設計答辯。 主 要 參 考 資 料 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年， 第六期 90-92 2、胡石玉 龔光容著，模具制造技術，南京 東南大學出版社，1997年12月 1-5 3、黃毅宏著，模具知道工藝，北京 機械工業(yè)出版社，2000年，1-4 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年，1-13 5、陳良杰著，國外模具技術發(fā)展動態(tài)，模具工業(yè)，2005年，第一期，1-6 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年 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年 8、模具實際與制造技術教育叢書編委會編，模具結構設計，機械工業(yè)出版社，2004年 9、王樹勛著，模具實用技術設計綜合手冊，廣州 華南理工大學出版社，1995年 10、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年 11、周永泰著，改革開放以來我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就，模具工業(yè)，2005年，第三期 12、郭廣興著，U型彎曲模具磨耗分析及解決，天津汽車，2002年，第一期 13、程西智，郝永輝著，中厚板彎曲的最高效工藝設計及最優(yōu)化模具設計的研究探討，機電信息，2005年，第十三期 14、山東大學材料學院　　高　軍　張國強　吳恩啟　趙振鐸 濟南歷下高信模具廠　　董云青　張鳳文，彎曲件成形工藝及其模具設計，航空制造技術，2002年 第八期 15、王德俊著，板料彎曲的新工藝與新模具，機電工程技術 2005年 第34卷 第5期 16、史建國, 胡志越, 徐　剛著，V、U 形件彎曲時坯料的偏移原因及控制方法，輕工機械　2005 年　第2 期 教研室 意見 簽名： 年 月 日 院(系)主管領導意見 簽名： 年 月 日 湖南工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告 題　　目 雕刻機進氣門外殼蓋落料正反拉深復合模 學生姓名 陽章立 班級學號 212070319 專業(yè) 材料成型及控制工程 題目：雕刻機進氣門外殼蓋正反拉伸復合模設計 1. 結合課題任務情況，查閱文獻資料，撰寫1500～2000字左右的文獻綜述。 模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母。所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開模具工業(yè)的不斷進步。中國模具巿場規(guī)模巨大，隨著國內(nèi)模具工業(yè)高速發(fā)展，技術也獲得了較大的飛躍，但是，仍然面對高檔模具以進口為主的尷尬局面。提升技術實力，乃是中國模具工業(yè)發(fā)展的前途所在。隨著沖壓金屬制品在機械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應用，對冷沖壓模具的需求日益增加，沖壓模在國民經(jīng)濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術密集型產(chǎn)品，其技術水平的高低已經(jīng)成為一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。因此我選擇了模具設計的課題，即設計一副能夠生產(chǎn)所給隔板沖槽、沖孔、落料 的模具，并且結構合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量。在設計中能熟練使用PRO/E?、AUTOCAD?等機械、模具相關繪圖軟件。 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時，也直接為高新技術產(chǎn)業(yè)服務。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術、計算機網(wǎng)絡技術、激光技術、逆向工程和并行工程、快速成型技術及敏捷制造技術、高速加工及超精加工技術等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，有人說，現(xiàn)代模具是高技術背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術水平的高低，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，因此已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 ????模具工業(yè)是無以倫比的"效益放大器"。用模具加工產(chǎn)品大大提高了生產(chǎn)效率，而且還具有節(jié)約原材料、降低能耗和成本、保持產(chǎn)品高一致性等特點。因此模具被稱為"效益放大器"，在國外，模具被稱為"金鑰匙"、"進入富裕社會的原動力"等等。從另一個角度上看，模具是人性化、時代化、個性化、創(chuàng)造性的產(chǎn)品。更重要的是模具發(fā)展了，使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國際競爭力也提高了。據(jù)國外統(tǒng)計資料，模具可帶動其相關產(chǎn)業(yè)的比例大約是1:100，即模具發(fā)展1億元，可帶動相關產(chǎn)業(yè)100億元。 ????模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說，引進國外先進技術，不能采用通常的引進產(chǎn)品許可證和技術轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進已經(jīng)商品化了的CAD/ CAM /CAE軟件和精密加工設備等。模具的CAD/CAE/CAM涉及面廣、集多種學科與工程技術于一體，是綜合型、技術密集型產(chǎn)品。如塑料模具的CAE技術要利用高分子材料學、流變學、傳熱學、計算力學、計算機圖形學等知識，涉及的領域還包括聲波及電磁場、溫度場等各類物理場，通過工程分析、來建立塑料成型的數(shù)學和物理模型，構造有效的數(shù)值計算方法，實現(xiàn)成型過程的動態(tài)仿真分析?，F(xiàn)代化的模具要實現(xiàn)數(shù)字化設計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程。這些模具的數(shù)字化代表了現(xiàn)代模具的一個方面，沒有模具的數(shù)字化，就沒有現(xiàn)代模具。模具的CAD/CAE/CAM技術日新月異，重要的工作是后續(xù)對人員的培訓和對于引進的軟件進行二次開發(fā)。像我們熟知的CIMATRON公司不但在塑料模具的CAD/ CAM軟件上在中國保持其市場占有率并且在擴大，而且在沖壓模具、多成份橡膠制鞋模具等領域開拓，也將大顯身手；開發(fā)FUTABA、LKM、MISUMI標準模架數(shù)據(jù)庫的工作也已提上日程。這是為模具行業(yè)服務的具體體現(xiàn)。 ????1．我國模具工業(yè)基本狀況簡介 ????我國模具工業(yè)近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有２萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億 美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 ????在２萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)，多數(shù)只有幾十名職工，百十萬產(chǎn)值，自有資金有限，靠自我發(fā)展很困難。 近年來， 模具行業(yè)結構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 ????2004年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個特點，一是各地政府對模具工業(yè)的發(fā)展進一步關注。許多地方政府進一步認識到模具工業(yè)對發(fā)展制造業(yè)的重要意義，因此加強了模具工業(yè)園區(qū)的建設。已有的園區(qū)進一步擴大，如寧波余姚、寧海和蘇州昆山等模具園區(qū)都有所擴大；新的模具工業(yè)園區(qū)正在加緊建設，如重慶、大連、深圳市等已建立模具園區(qū)；另外沈陽、西安、成都、上海、寧波北侖、浙江黃巖等地都在積極籌備建立模具園區(qū)，以利帶動地區(qū)模具及相關產(chǎn)業(yè)鏈乃至制造業(yè)的發(fā)展，有些高科園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當?shù)姆萘浚裉旖蚋咝聟^(qū)就有40多家模具企業(yè)。是外資及社會投資模具產(chǎn)業(yè)增長顯著。許多地方加強了吸引外資及合資投入模具工業(yè)的工作，特別是在高新技術園區(qū)和工業(yè)園區(qū)，外資、合資模具企業(yè)進一步增加，如蘇州昆山模具園區(qū)，60%以上是外資企業(yè)。大連模具園區(qū)到日本、韓國招商。而有些地區(qū)高科技園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當?shù)姆萘浚裉旖蚋咝聟^(qū)有40多家模具企業(yè)。由于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動，社會投資模具產(chǎn)業(yè)有所加強，如五糧液集團投資5億元建立汽車模具生產(chǎn)廠，比亞迪公司投資2億元建立了北京汽車模具公司，等等。 ????從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)（模具產(chǎn)值已占全國總量的70%左右）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(chǎn)較為集中的省份是廣東和浙江。我國模具總量雖然已位居日、美、德之后，但設計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，也要比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等有差距。 ????2．落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 ????（1）總量供不應求、產(chǎn)品結構不夠合理。??其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率嚴重不足，大量進口。國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復雜、長壽命模具的比例不足30%，國外在50%以上。 ????（2）企業(yè)組織結構都不夠合理。 ????我國模具生產(chǎn)廠點中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達60%左右，國外70%以上是商品模具；專業(yè)模具廠也大多數(shù)是"大而全 "、"小而全"的組織形式，國外模具企業(yè)是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(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。?（3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術結構、模具產(chǎn)品水平比國際水平低許多。而模具生產(chǎn)周期卻要比國際水平長許多。 ????產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在對后續(xù)使用模具制造制件的工藝（如沖壓工藝）理解上，在模具設計上；在加工中精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復雜程度上等?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術密集型、資金密集型的產(chǎn)業(yè)，由于模具行業(yè)是微利行業(yè)，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少，至使科技進步的步伐跟不上模具市場的需要。雖然國內(nèi)許多企業(yè)已引進了不少國外先進設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面原因，引進設備不配套、設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低，開發(fā)能力較差，科研開發(fā)及技術攻關方面投入太少。不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場經(jīng)濟中常處于被動地位。 ????（4）技術人才嚴重不足，經(jīng)濟效益欠佳。隨著時代的進步和技術的發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計異常短缺，高級鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平也較低，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，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。我國模具企業(yè)大都微利，缺乏后勁。 ????（5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后。技術落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易被忽視。國內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。信息化、數(shù)字化管理在模具企業(yè)應用現(xiàn)在剛剛開始。 ????（6）專業(yè)化、標準化、商品化的程度低，協(xié)作差。 ????由于長期以來受"大而全""小而全"影響，模具專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占40%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務。與國際水平相 比要落后許多。模具標準化水平低， 模具標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。 ????20年來我國模具制造水平有了很大的提高，模具的CAD/ CAM已很普遍，CAE/CAPP也在積極推廣。如今我國生產(chǎn)的模具精度已達到微米級，與20年前相比，模具壽命提高了幾十倍，模具生產(chǎn)周期縮短了約3/4，模具的標準件使用覆蓋率從幾乎是零，達到45%左右。 ????20年來我國模具人才的培養(yǎng)也上了一個很大的臺階。20年前我國大專院校都沒有設立模具專業(yè)的，而如今，已有六、七十所大專院校設立了模具專業(yè)。中國模協(xié)在全國建有38個模具人才培訓基地。 ????上述情況正是我們模具行業(yè)和模具相關行業(yè)要一同努力，使之發(fā)展的領域，在這里也希望有越來越多的人加入到模具的行列中。 2.選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。 這次設計的任務是設計制造一副模具，并繪出模具裝配圖、模具零件圖以及編寫設計說明書。 首先我們需要知道模具在加工中的作用和設計的基本要求。模具的作用是將壓力機的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，使板料毛坯發(fā)生變形，從而獲得滿足一定性能要求的及符合所需尺寸及形狀的制品。在生產(chǎn)實際中。模具的作用在于保證沖件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。為此除了采用行之有效的工藝手段、進行正確的模具設計及選擇合理的模具結構之外，還必須滿足以下幾個要求：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長 ④制造周期短 ⑤模具成本低。 對于隔板，它屬于圓板帶槽孔，從結構上我們可以得知需要落料、沖孔槽兩個工 序過程。從零件的工藝性分析可以看出此零件對落料、沖孔槽是很適合的。再有對模具結構和壓力機的選擇也是重點。在模具零件的結構設計上，也需要注意很多細小而不可忽視的問題。 對于整個設計過程可以按以下的方法來設計計算。 取得必要的資料 分析沖壓零件的工藝性 分析確定工藝方案 主要工藝參數(shù)計算模具工作部分尺寸計算及強度校核 選用模架，確定閉合高度 模具的主要零部件結構設計 模具的裝配、工作原理和安全技術 分析一個主要零件的加工工藝路線。 3.工作進度及具體安排。 2010.12.20—2011.01.02 完成畢業(yè)設計的選題和開題報告。 2011.01.03—2011.01.20 對設計的相關資料進行整理。 2011.03.10—2011.03.21 進行設計的初期計算。 2011.03.22—2011.04.05 設計模具的結構。 2011.04.05—2011.05.01 繪制裝配圖和零件圖。 2011.05.02—2011.05.15 對整個設計進行合理性檢查。 2011.05.16—2011.05.25 設計說明書的輸入以及畢業(yè)答辯的準備。 2011.06.07—2011.06.09 畢業(yè)設計答辯。 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日 說明：開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應在導師指導下，由學生填寫，將作為畢業(yè)設計（論文）成績考查的重要依據(jù)，經(jīng)導師審查后簽署意見生效。 本科畢業(yè)設計（論文）中期報告 填表日期：2011 年 5 月 20 日 院（系） 機械工程系 班級 成型0703 學生姓名 陽章立 課題名稱：雕刻機進氣門外殼蓋正反拉伸復合模設計 課題主要任務： 根據(jù)零件給出的尺寸、材料、精度要求和生產(chǎn)批量設計出加工空氣濾清器殼的復合模，保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的沖壓件的同時，力求成本低、模具壽命長，安全可靠。并繪制出模具的總裝配圖和主要非標準零件的零件圖。編寫完整詳細設計說明書。 1、簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果 課題選定以后，我搜集了許多關于此次設計得資料，并進行了整理。在明確了設計路線后，開始進行設計得一些初期工作。首先對加工零件進行了加工工藝和結構工藝的分析，發(fā)現(xiàn)此零件很適合進行落料、拉深工序。通過用“形心法”計算出毛坯尺寸，并且求出了拉深系數(shù)，得出只需要拉深一次就能成功的結論。同時提出了四種加工此零件的方案，最后確定采用落料、正反拉深復合模。應為這個方案不僅可以提高生產(chǎn)效率而且加工出的零件精度也比較高。接下來對模具的排樣做出了合理的布置，使材料利用率達到較高的水平。計算了沖壓過程中所需要的各種沖壓工藝力，包括落料力、卸料力、壓邊力、拉深力、頂料力等，并對壓力機進行了合理的噸位初選。選擇壓力機的時候運用了選壓力機的通用法則，對其進行了正確的選取。復合模在結構上采用了正裝的形式，這樣更有利于拉深件的順利成型。 2、下一步的主要研究任務，具體設想與安排 在進行了上述的設計工作以后，接下來需要計算出落料、正拉深和反拉深工作部分的尺寸。并確定模具的閉合高度。還需要設計出模具的主要零件的具體結構，包括落料凹模、凸凹模、反拉深凸模、反拉深凹模、凹模固定板等。繪制模具的裝配圖，并列出模具所需零件的詳細清單和技術要求。所有的非標準零件需要繪制出零件圖。由于拉深的深度較大，對壓力機的電機也需要進行功率校核，并提出了潤滑的附加工序。最后需要對模具的一個主要零件導套進行了簡單的加工工藝路線的制定。 3、存在的具體問題 在設計中遇到了一些需要仔細考慮的問題，如下： ①總工藝力與壓力機的選取。 ②主要零件的結構設計。 ③長行程拉深對壓力機電機的要求。 ④防止拉深過程中出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象的處理辦法。 4、指導教師對該生前期研究工作的評價 指導教師簽名： 日 期： 畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 院（系）：機械工程系 學生姓名 陽章立 學 號 212070319 班 級 成型0703 專 業(yè) 材料成型與控制工程 指導教師 姓 名 厲春元 課題名稱 雕刻機進氣門外殼蓋正反拉伸復合模設計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 院、系： 機械工程學院 學生姓名 陽章立 學 號 212070319 班 級 成型0703 專 業(yè) 材料成型與控制工程 課題名稱 雕刻機進氣門外殼蓋正反拉伸復合模設計 評語：（對論文學術評語，包括選題意義；文獻利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏輯性） 針對課題內(nèi)容給設計者（作者）提出3個問題，作為答辯時參考。 1. 2. 3. 評 分： 是否同意參加答辯 是□ 否□ 評閱人簽名： 年 月 日 調(diào)刻機進氣門外殼落料正反垃深復合模 摘 要 隨著中國工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來越重要。首先對加工零件進行了加工工藝和結構工藝的分析。通過計算毛坯尺寸和拉深系數(shù)提出了四種方案，最后確定采用落料、正反拉深復合模。對模具的排樣做出了合理的布置，使材料利用率達到較高的水平。計算了沖壓過程中所需要的各種沖壓工藝力，包括落料力、卸料力、壓邊力、拉深力、頂料力等，并對壓力機進行了合理的噸位初選。復合模在結構上采用了正裝的形式，計算出了落料、正拉深和反拉深工作部分的尺寸。對模具的閉合高度進行了合理的確定，還設計出模具的主要零件落料凹模、凸凹模、反拉深凸模、反拉深凹模、凹模固定板等。列出了模具所需零件的詳細清單，并給出了合理的裝配圖。由于拉深的深度較大，對壓力機的電機也進行了功率校核并提出了潤滑的附加工序，能使拉深順利完成。最后對模具的一個主要零件導套進行了簡單的加工工藝路線的制定。本設計對于采用單動壓力機進行正反拉深具有一定的參考作用。 關鍵詞 畢業(yè)論文；模具設計；復合模；正反拉深 ABSTRACT Develops unceasingly along with the Chinese industry, the mold profession also appears more and more importantly. First has carried on the processing craft and the structure craft analysis to the processing components. Proposed through the computation semifinished materials size and the drawing coefficient four kind of plans, finally determined uses falls the material, the pro and con drawing superposable die. Has made the reasonable arrangement to the mold platoon type, enables the material use factor to achieve the high level. Has calculated each ramming craft strength which in the ramming process needs, including falls nearby the material strength, the ex-denning strength, the pressure the strength, the drawing strength, the top material strength and so on, and has carried on the reasonable tonnage primary election to the press. The superposable die has used the true thing form in the structure, calculated fell the material, the drawing and the counter- drawing effective range size. Closed has carried on the reasonable determination highly to the mold, but also designs the mold the major parts to fall the material concave mold, the convex-concave mold, the counter- drawing raised mold, the counter- drawing concave mold, the concave mold dead plate and so on. Listed the mold to need the components the detailed detailed list, and has produced the reasonable assembly drawing. Because the drawing depth is big, also carried on the power to the press electrical machinery to examine and to propose the lubrication attachment working procedure, could cause the drawing smoothly to complete. Finally led the wrap to mold major parts to carry on the simple processing craft route formulation. This design regarding uses the single acting press to carry on the pro and con drawing to have the certain reference function. Key words graduation thesis; mold design; superposable die; pro and con drawing 目錄 1 緒論 1 2 分析零件的工藝性 2 3 確定工藝方案 4 3.1 計算毛坯尺寸 4 3.2.1 正拉深 6 3.2.2 反拉深 7 3.3 確定工藝方案 7 4 主要工藝參數(shù)的計算 9 4.1 確定排樣、裁板方案 9 4.2 確定各中間工序尺寸 10 4.3 計算工藝力、初選設備 11 4.3.1 落料、正拉深過程 11 4.3.2 反拉深過程 13 4.3.3 拉深功的計算 14 4.3.4 初選壓力機 14 5 模具的結構設計 16 5.1 模具結構形式的選擇 16 5.2 模具工作部分尺寸計算 16 5.2.1 落料 16 5.2.2 正拉深 18 5.2.3 反拉深 18 6 選用模架、確定閉合高度 20 6.1 模架的選用 20 6.2 模具的閉合高度 20 6.3 壓力中心 21 7 模具的主要零部件結構設計 22 7.1 落料凹模 22 7.2 凸凹模 23 7.3 反拉深凸模 24 7.4 反拉深凹模 25 7.6 上墊板 28 7.7 凹模固定板 29 8 模具的整體安裝 30 8.1 模具的總裝配 30 8.2 模具零件 31 9 選定沖壓設備 33 9.1 壓力機的規(guī)格 33 9.2 電動機功率的校核 33 10 附加工序 35 11 主要零件的加工 36 12 總結 38 13 附錄 39 13.1參考文獻 39 致 謝 40 1 緒論 模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母。所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開模具工業(yè)的不斷進步。中國模具巿場規(guī)模巨大，隨著國內(nèi)模具工業(yè)高速發(fā)展，技術也獲得了較大的飛躍，但是，仍然面對高檔模具以進口為主的尷尬局面。提升技術實力，乃是中國模具工業(yè)發(fā)展的前途所在。隨著沖壓金屬制品在機械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應用，對冷沖壓模具的需求日益增加，沖壓模在國民經(jīng)濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術密集型產(chǎn)品，其技術水平的高低已經(jīng)成為一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。因此我選擇了模具設計的課題，即設計一副能夠生產(chǎn)所給空氣濾清器殼的模具，并且結構合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量。在設計中能熟練使用PRO/E?、AUTOCAD?等機械、模具相關繪圖軟件。 2 分析零件的工藝性 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗—組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點分析零件的結構工藝性。 該零件是雕刻機進氣門外殼蓋，從圖1.1中我們可以看出該零件的精度要求不是很高，但要求有較高的鋼度和強度。在零件圖中，尺寸為IT14級，其余尺寸未標注公差，可以按自由公差計算和處理。零件的外形尺寸為，屬于中小型零件，料厚為1.5mm。 圖1 雕刻機進氣門外殼蓋 下面分析結構工藝性。因為該零件為軸對稱旋轉(zhuǎn)體，故落料片肯定是圓形，其沖裁的工藝性很好。零件為帶法蘭邊圓筒形件，且、都不太大，拉深工藝性較好，圓角半徑R3、R6都大于等于2倍料厚，對于拉深都很適合。 因此，該殼體零件的沖壓生產(chǎn)要用到的沖壓加工基本工序有：落料、拉深（拉深的次數(shù)可能為多次）。用這些工序的組合可以提出多種不同的工藝方案。 3 確定工藝方案 3.1 計算毛坯尺寸 由于板料在扎壓或退火時所產(chǎn)生的聚合組織而使材料引起殘存的方向性，反映到拉深過程中，就使桶形拉深件的口部形成明顯的突耳。此外，如果板料本身的金屬結構組織不均勻、模具間隙不均勻、潤滑的不均勻等等，也都會引起沖件口高低不齊的現(xiàn)象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外緣進行修邊處理。這樣在計算毛坯尺寸的時候就必需加上修邊余量然后再進行毛坯的展開尺寸計算。 根據(jù)零件的尺寸取修邊余量的值為4mm。 在拉深時，雖然拉深件的各部分厚度要求發(fā)生一些變化，但如果采用適當?shù)墓に嚧胧?，則其厚度的變化量還是并不太大。在設計工藝過程時，可以不考慮毛坯厚度的變化。同時由于金屬在塑性變形過程中保持體積不變，因而，在計算拉深件的的毛坯展開尺寸時，可以認為在變形前后的毛坯和拉深間的表面積相等。 因為此旋轉(zhuǎn)體零件不是簡單結構，我們可以用“形心法”來求得。根據(jù)久里金法則，對于任何形狀的母線AB繞軸線Y—Y旋轉(zhuǎn)所得到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長度L與其重心軸線旋轉(zhuǎn)所得周長2x的乘積。即 旋轉(zhuǎn)體面積 F=2 lx ………………………………（1） 因為表面積拉深不變薄，所以面積相等，則 即 ………………………………（2） 因為 ………………（3） …………………………（4） ………………………（5） …………………………………（6） ………………………………（7） ………………………（8） ………………………………（9） ………………………………………（10） 由零件給出的尺寸可知： 所以可以計算出 D=164mm 由于設計的零件要在一個復合模中完成正反拉深，因此中間有一個正拉深轉(zhuǎn)反拉深的過程，我們可以把這兩步分開來計算中間尺寸。 因為 ……………（12） 其中 則 中間過程的零件如圖2所示。 圖2 3.2 計算拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應力既不超過材料的變形極限，同時還能充分利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應在毛坯側(cè)壁強度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應力與在危險斷面上的抗拉強度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 該沖壓工件需要正反拉深兩個過程，因此可以分別計算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。 3.2.1 正拉深 對于正拉深其實際拉深系數(shù)為： ………………………………（12） 且材料的相對厚度為 …………………………（13） 凸緣的相對直徑為 …………………………………（14） 凸緣的相對高度為 ……………………………………（15） 由此可以查出 因為凸緣的相對高度0.44小于最大相對高度0.5，且實際拉深系數(shù)0.52大于最小極限拉深系數(shù)0.50，所以正拉深過程可以一次拉深成功。 3.2.2 反拉深 對于反拉深其實際拉深系數(shù)為： …………………………………（16） 且材料的相對厚度為 ……………………………（17） 凸緣的相對直徑為 ……………………………………（18） 凸緣的相對高度為 ………………………………………（19） 由此可以查出 因為凸緣的相對高度0.48小于最大相對高度0.65，且實際拉深系數(shù)0.79大于最小極限拉深系數(shù)0.51，所以反拉深過程也可以一次拉深成功。 3.3 確定工藝方案 根據(jù)以上分析和計算，可以進一步明確該零件的沖壓加工需要包括以下基本工序:落料、正向拉深和反向拉深。 根據(jù)這些基本工序，可以擬出如下幾種工藝方案： 方案一 先進行落料，再正拉深，最后進行反拉深，以上工序過程都采用單工序模加工。 方案二 落料與正拉深在復合模中加工成半成品，再在單工序模上進行反拉深。 方案三 落料、正拉深和反拉深全都在同一個復合模中一次加工成型。 方案四 采用帶料連續(xù)拉深，或在多工位自動壓力機上沖壓成型。 分析比較上述四種方案，可以看出： 方案一 用此方案，模具的結構都比較簡單，制造很容易，成本低廉，但由于結構簡單定位誤差很大，而且單工序模一般無導向裝置，安裝和調(diào)整不方便，費時間，生產(chǎn)效率低。 方案二 采用了落料與正拉深的復合模，提高了生產(chǎn)率。對落料以及正拉深的精度也有很大的提高。由于最后一道反拉深工序是在單工序模中完成，使得最后一步反拉深工序的精度降低，影響了整個零件的精度，而且中間過程序要取件，生產(chǎn)效率不高。 方案三 此方案把三個工序集中在一副復合模中完成，使得生產(chǎn)率有了很大的提升。沒有中間的取放件過程，一次沖壓成型，而且精度也比較高，能保證加工要求，在沖裁時材料處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。模具的結構也非常的緊湊，外廓尺寸比較小，但模具的結構和裝配復雜。 方案四 采用帶料連續(xù)拉深或多工位自動壓力機沖壓，可以獲得較高的生產(chǎn)效率，而且操作安全，但這一方案需要專用的壓力機或自動的送料裝置。模具的結構比較復雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高。 根據(jù)設計需要和生產(chǎn)批量，綜合考慮以上方案，方案三最適合。即落料、正反拉深在同一復合模中完成。這樣既能保證大批量生產(chǎn)的高效率又能保證加工精度，而且成本不高，經(jīng)濟合理。 4 主要工藝參數(shù)的計算 4.1 確定排樣、裁板方案 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費用約占總成本的60%~80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%~0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。 由于材料的經(jīng)濟利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方式，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度即沖制某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比來作為衡量排樣合理性的指標。 同時屬于工藝廢料的搭邊對沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。根據(jù)此零件的尺寸通過查表取 搭邊值為 進距方向 于是有 進距 ………………………（20） 條料寬度 ………………………（21） 板料規(guī)格擬用1.5mm×800mm×1600mm熱軋鋼板。由于毛坯面積較大所以橫裁和縱裁的利用率相同，從送料方便考慮，我們可以采用橫裁。 裁板條數(shù) 9條余30mm…………………………（22） 每條個數(shù) 4個余26.5mm………………（23） 每板總個數(shù) 材料利用率 …………………………（24） 計算零件的凈重G ………………………………………（25） 式中 —密度，低碳鋼取。 內(nèi)的第一項為毛坯面積，第二項為底孔廢料面積，第三項（）內(nèi)為切邊廢料面積。 4.2 確定各中間工序尺寸 整個沖壓過程包括落料、正拉深以及反拉深三個過程，在正反拉深過程中，由于是一次沖壓成型，所以各次拉深的凸、凹模圓角尺寸必需與零件要求相一致，則 正拉深凸模圓角為 3mm 正拉深凹模圓角為 3mm 正拉深高度為 46mm 反拉深凸模圓角為 6mm 反拉深凹模圓角為 3mm 反拉深高度為 20mm 第一個過程為落料正向拉深，成型后如圖3.1所示。 圖3 第二個過程為反向拉深，成型后如圖3.2所示。 圖4 4.3 計算工藝力、初選設備 4.3.1 落料、正拉深過程 (1) 落料力 平刃凸模落料力的計算公式為 …………………………………………（26） 式中 P— 沖裁力（N） L— 沖件的周邊長度（mm） t— 板料厚度（mm） —材料的抗沖剪強度（MPa） K— 修正系數(shù)。它與沖裁間隙、沖件形狀、沖裁速度、板料厚度、潤滑情況等多種因素有關。其影響范圍的最小值和最大值在（1.0～1.3）P的范圍內(nèi)，一般k取為1.25～1.3。 在實際應用中，抗沖剪強度的值一般取材料抗拉強度的0.7~0.85。為便于估算，通常取抗沖剪強度等于該材料抗拉強度的80%。即 ……………………………………………（27） 因此，該沖件的落料力的計算公式為 …………………………………………（28） (2) 卸料力 一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來所需的力稱卸料力。影響這個力的因素較多，主要有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤滑情況等。所以要精確地計算這些力是困難的，一般用下列經(jīng)驗公式計算： 卸料力 ……………………………………（29） 式中 F—— 沖裁力(N) ——頂件力及卸料力系數(shù)，其值可查表。 這里取為0.04。 因此 (3) 拉深力 帶凸緣圓筒形零件的拉深力近似計算公式為 ………………………………………（30） 式中 —圓筒形零件的凸模直徑（mm） —系數(shù)，這里取1.0。 —材料的抗拉強度（MPa） 因此 (4) 壓邊力 壓邊力的大小對拉深件的質(zhì)量是有一定影響的，如果過大，就要增加拉深力，因而會使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過小就會使工件的邊壁或凸緣起皺，所以壓邊圈的壓力必須適當。合適的壓邊力范圍一般應以沖件既不起皺、又使得沖件的側(cè)壁和口部不致產(chǎn)生顯著的變薄為原則。壓邊力的大小和很多因素有關，所以在實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)近似的經(jīng)驗公式進行計算。 ……………………………………（31） 式中 D—毛坯直徑（mm） d—沖件的外徑（mm） q—單位壓邊力（MPa） 這里q的值取2.5。 所以 ……………………（32） 4.3.2 反拉深過程 (1) 反拉深力 通常反拉深力要比正常拉深力大20%。 即 ………………………………………（33） 所以有 ………………………………………（34） (2) 頂料力 逆著沖裁方向頂出卡在凹模里的料所需要的力叫頂料力，頂料力的經(jīng)驗計算公式為： ………………………………………（35） 式中 F—沖裁力（N） —頂料力系數(shù)，這里查表取0.04。 所以有 4.3.3 拉深功的計算 拉深所需的功可按下式計算 …………………………………………（36） 式中 —最大拉深力（N） h —拉深深度（mm） W—拉深功（N·m） C—修正系數(shù)，一般取為C=0.6~0.8。 所以 N·m…………………………（37） 4.3.4 初選壓力機 壓力機噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)，要求設備容量有較大的剩余。最新的觀點認為，我們只需要使用設備的60%-70%的容量，甚至50%，即取工藝變形力的2倍。 上述設備噸位的選擇原則，對于沖裁、彎曲等工序已不存在什么問題。但對于本設計所使用的拉深，可能還不保險。因為拉深與沖裁不同，最大變形力不是發(fā)生在沖床名義壓力的位置，而是發(fā)生在拉深成型的中前期，這時雖然最大變形力小于壓力機的名義壓力，但最大變形力發(fā)生的位置遠離名義壓力的位置而不保險。于是就需要用到壓力機的許用力行程曲線。本次設計的工藝力行程曲線圖如圖3.3所示。 圖5 圖中零點為滑塊的下死點，滑塊在距下死點86mm處開始沖壓零件。曲線1為落料力的負荷曲線，曲線2為正拉深力的負荷曲線，曲線3為壓邊力的負荷曲線，曲線4為反拉深力的負荷曲線。曲線5為1250KN壓力機的許用力—行程曲線，P點處為壓力機到達公稱壓力的位置。其余卸料力和頂料力由于力不大，可以放在壓力機預留力中考慮。 從圖中我們可以看出沖壓的最大總壓力，出現(xiàn)在離下死點86mm后就需達到，對于這種落料拉深復合工序，選擇設備噸位尺寸時．既不能把以上幾個力加起來(再乘個系數(shù)值)作為設備的噸位、也不能僅把落料力或拉深力加起來(再乘個系數(shù))作為設備噸位。而應該根據(jù)壓力機說明書中所給出的允許工作負荷曲線作出判斷和選擇。 對于本次設計的復合模，根據(jù)工藝力的大小和出現(xiàn)的位置，查表初選噸位為1250KN。 5 模具的結構設計 5.1 模具結構形式的選擇 采用落料、拉深復合模，首先要考慮落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否過薄。本次設計中凸凹模的壁厚為 能夠保證足夠的強度，故采用復合模。 模具的落料部分可以采用正裝式，正拉深部分采用倒裝式，反拉深部分采用正裝式。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件，另外還設有彈性卸料裝置的彈性頂件裝置。這種結構的優(yōu)點是操作方便，出件暢通無阻，生產(chǎn)效率高，缺點是彈性卸料板使模具的結構變復雜,要簡化可以采用剛性卸料板，其缺點是拉深件留在剛性卸料板中不易取出，帶來操作上的不便，結合本次設計綜合考慮，采用彈性卸料板。 從導向的精度和運動的平穩(wěn)以及具體規(guī)格方面考慮，可以采用中間導柱模架（GB/T2851.5—1990）。 5.2 模具工作部分尺寸計算 5.2.1 落料 蟲裁模刃口是尖銳鋒利的，多為直角，故沖裁模刃口尺寸是指光而得到的平滑面，所以落料件的外徑尺寸應等于凹模內(nèi)徑尺寸，沖孔件的內(nèi)徑尺寸應等于沖頭的外徑尺寸。模具兩刃口尺寸中總有一個基準尺寸，設計和制造模具時，可分別根據(jù)工件的精度要求，決定第一件為基準件，把間隙取在另一件上。故落料件以凹模為基準，沖孔以凸模為基準。 模具工作部分加工時要注意經(jīng)濟上的合理性，精度太高，則制造困難、成本高；精度太低，則又可能加工不出合格的產(chǎn)品。因此，模具的精度應隨工件的精度要求而定，這樣才會有好的經(jīng)濟性。 沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時，需考慮以下原則： a落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸?！? b考慮到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對基準件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，能沖出合格的零件。 c在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙數(shù)值。一般模具制造精度比工件精度高2～4級。 對于落料 ………………………………（38） ……………………………（39） 式中 —落料凸模直徑（mm） —落料凹模直徑（mm） D —工件外徑的公稱尺寸（mm） — 沖裁工件要求的公差 X —系數(shù)，為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸，此處可取X=0.5。 、—凹、凸模制造偏差，這里可以按IT7來選取，其值都為0.046。 —實用間隙最小值，可以通過查表選取 所落下的料（即為拉深的坯料）按未注公差的自由尺寸IT14級選取極限偏差，故落料件的尺寸取為，還必須滿足下列公式 …………………………………（40） 有 所以滿足條件。 ………………………………（41） …………………………（42） 落料凹模的外形尺寸的確定 凹模厚度 ……………………………………（43） 凹模壁厚 ………………………………（44） 式中 b—沖裁件最大外形尺寸 K—系數(shù)，考慮坯料厚度t的影響，其值可查表取，K=0.2。 所以有 調(diào)整到符合標準，凹模外徑設計尺寸為mm。 5.2.2 正拉深 拉深模直徑尺寸的確定的原則，與沖裁模刃口尺寸的確定基本相同，只是具體內(nèi)容不同，這里不在復述。 正拉深時，因零件是標注外形尺寸，故拉深件的外徑尺寸為。 由式 ………………………………………（45） …………………………………（46） 以上各式中，沖頭制造偏差及按公差IT8選取，其值都為0.072，間隙C可查表取值。 有 ………………………………………（47） 5.2.3 反拉深 反拉深件按未注公差的極限偏差考慮，且因零件是標注內(nèi)形尺寸，故拉深件的內(nèi)徑尺寸取為。 由式 ………………………………………（48） …………………………………（49） 式中 制造偏差和按IT8選取0.072，C的值取1.65。 有 ………………………………（50） …………………………（51） 6 選用模架、確定閉合高度 6.1 模架的選用 由凹模外形尺寸，選擇中間導柱模架（GB/T2851.5—1990）在按其標準選擇具體結構尺寸如下 上模板 HT250 下模板 ZG450 導 柱 20鋼 導 套 20鋼 凸緣模柄 Q235 模具閉合高度 MAX 350mm MIN 305mm 該副模具沒有漏料問題，故不必考慮漏料孔尺寸。 6.2 模具的閉合高度 所謂的模具的閉合高度H是指模具在最低工作位置時，上下模座之間的距離，它應與壓力機的裝模高度相適應。 模具的實際閉合高度，一般為： ……………（52） 該副模具使用上墊板厚度為8mm，凹模固定板厚度為8mm。如果沖頭（凸凹模）的長度設計為140mm，凹模（落料凹模）設計為130mm，則閉合高度為： 查開式壓力機設備參數(shù)表知，1600KN壓力機最大閉合高度為450mm（封閉調(diào)節(jié)高度為130mm）。因為模具的閉合高度絕對不能大于所選的壓力機，所以初選的1250KN噸位的壓力機裝模高度過小，這里我們采用1600KN的開式壓力機。 故實際設計模具的閉合高度為 壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求。其關系式為 …………………………………（53） 式中 、—壓力機的最大和最小裝模高度 H—模具的閉合高度 所以有 ………………………………（54） 故閉合高度設計合理。 6.3 壓力中心 由于該零件落料、拉深均為軸對稱形狀，故不必進行壓力中心的計算。 7 模具的主要零部件結構設計 7.1 落料凹模 落料凹模的內(nèi)外形尺寸和厚度在前面的計算中已算出，這里需要有三個的螺紋孔，以便與下模板固定，而且還需要有兩個與下模板同時加工的銷釘孔，在其內(nèi)圈設計了限位倒角，以限制壓邊圈的行程。在落料凹模上還有一個銷孔，用來安裝擋料銷。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。落料凹模的零件圖如圖6.1所示。 圖6 落料凹模 7.2 凸凹模 凸凹模的工作部分尺寸在前面的設計計算中已經(jīng)算出，這里根據(jù)零件的加工深度設計出凸凹模的內(nèi)外形尺寸。在凸凹模上設計了四個螺紋孔，以便與上模板固定，而且同時配作兩個銷釘孔。在其內(nèi)部設計了限位倒角，以限制壓邊圈的行程，在上圓口設計了安裝反拉深凸模的沉槽。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。凸凹模的零件圖如圖6.2所示。 圖7 凸凹模 7.3 反拉深凸模 反拉深凸模的工作部分尺寸在前面的設計計算中已經(jīng)算出，這里根據(jù)零件反拉深的拉伸深度設計出凸模的內(nèi)外形尺寸。在反拉深凸模上設計了三個推桿孔，以便安裝推桿。在其內(nèi)部設計了透氣孔，以使拉深后的沖壓件不受空氣的壓力而緊緊地包住在凸模上能順利脫下。在頂端設計了圓凸緣結構，以便裝配在凸凹模上與上模板固定。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。反拉深凸模的零件圖如圖6.3所示。 圖8 反拉深凸模 7.4 反拉深凹模 反拉深凹模的工作部分尺寸在前面的設計計算中已經(jīng)算出，這里根據(jù)零件的反拉深深度設計出凹模的內(nèi)外形尺寸。在反拉深凹模上設計了三個螺紋孔，以便與下模板固定。在其內(nèi)部設計了一個螺紋大孔，用以安裝碟型彈簧。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。反拉深凹模的零件圖如圖6.4所示。 圖9 反拉深凹模 7.5 彈性卸料板 彈性卸料板的尺寸可以根據(jù)彈簧的數(shù)目以及外徑來計算。 作為沖模卸料或推件用的彈簧，是屬于標準零件。標準中給出了彈簧的有關數(shù)據(jù)和特性曲線，我們可以按需要選取。一般選用彈簧（材料為65Mn彈簧鋼）的原則，應該是在滿足模具結構要求的前提下，保證所選用的彈簧能夠給出要求的作用力和行程。 為了保證沖模的正常工作，在沖模不工作的時候，彈簧也應該在預緊力的作用下產(chǎn)生一定的預壓緊量，這時預緊力應為 ………………………………………（55） 為了保證沖模正常工作所必需的彈簧最大壓緊量為： ………………………………………（56） 式中 —彈簧最大許用壓縮量 —彈簧預緊量 —工藝行程 —余量，主要考慮模具的刃磨量和調(diào)整量，一般取5~10mm 由于卸料力為14825N，初定彈簧的根數(shù)為8根，則每根彈簧上的卸料力為 圖10 彈性卸料板 根據(jù)所需的預緊力和彈簧的總壓縮量，參照彈簧的選取表，初選彈簧的規(guī)格，彈簧的直徑D=60mm，彈簧絲的直徑d=10mm，序號為85號。 在反拉深凹模上設計了三個螺紋孔，以便與下模板固定。在其內(nèi)部設計了一個螺紋大孔，用以安裝碟型彈簧。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。反拉深凹模的零件圖如圖6.5所示。 7.6 上墊板 墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出陷痕而損壞。在設計中我們把墊板的外形尺寸與凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我們設計為8mm。在上墊板上設計了三個推桿孔，以便安裝推桿，還有四個螺釘孔以及兩個銷孔，這些都是為了與凸凹模和反拉深凸模上的各種固定零件的安裝相匹配的。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。上墊板的零件圖如圖6.6所示。 圖11 上墊板 7.7 凹模固定板 凹模固定板的作用是對凹模進行限位止動，以求得位置保持一定和可靠的方向性。在設計中我們把凹模固定板的外形尺寸與落料凹模和反拉深凹模的外形尺寸相匹配，其總厚度我們設計為24mm。在凹模固定板中間設計了一個高16mm的凹模固定塊，是為了固定反拉深凹模。在固定板上設計了三個頂桿孔，以便安裝頂桿，還有七個螺釘孔以及兩個銷孔，這些都是為了與落料凹模和反拉深凹模上的各種固定零件的安裝相匹配的。在圖中標注尺寸精度、形位公差及粗糙度。凹模固定板的零件圖如圖6.7所示。 圖12 凹模固定板 8 模具的整體安裝 8.1 模具的總裝配 由以上的設計計算，并經(jīng)繪圖設計，該雕刻機進氣門外殼落料、正反拉深復合模裝配圖如圖7.1所示。 圖13 落料、正反拉深復合模裝配圖 8.2 模具零件 該復合模的主要零部件在模具的結構設計中已經(jīng)進行了仔細的設計，其余的非標準的零件可以根據(jù)需要按國標選取使用。所有零件的明細表見表7.1。 表1 落料、正反拉深復合模零件表 件號 名 稱 數(shù)量 材 料 規(guī) 格（㎜） 標 準 熱 處 理 1 上模板 1 ZG450 500x400x60 調(diào)質(zhì)處理 2 彈 簧 8 65Mn GB2089.1-2000 HRC43-48 3 彈性卸料板 1 45 460x380x18 43-48HRC 4 圓柱銷 2 45 16x70 GB/T119.1-2000 HRC43-48 5 凸凹模 1 Cr12 270x220x140 60-62HRC 6 上墊板 1 45 270x220x8 43-48HRC 7 推 板 1 45 110x12 40-45HRC 8 凸緣模柄 1 Q235 70x100 JB/T7646.3-1994 9 打 桿 1 45 20x160 43～48HRC 10 反拉深凸模 1 Cr12 140x94 58～62HRC 11 推 桿 3 45 10x80 43～48HRC 12 螺 釘 4 45 M10x30 GB/T70.1-2000 13 上壓邊圈 1 45 81x24 48～52HRC 14 螺 釘 4 45 M16x50 GB/T70.1-2000 15 螺 釘 4 45 M16x150 GB2867.6-81 16 左導套 1 20 50x160x70 滲碳58～62HRC 17 左導柱 1 20 50x320 滲碳58～62HRC 18 右導套 1 20 55x160x70 滲碳58～62HRC 19 右導柱 1 20 55x320 滲碳58～62HRC 20 落料凹模 1 Cr12 360x130 58～62HRC 21 凹模固定板 1 45 360x330x8 43～48HRC 22 圓柱銷 2 45 16x160 GB/T119.1-2000 43-48HRC 23 下壓邊圈 1 45 98x26 48～52HRC 24 頂 桿 3 45 16x180 JB/T7650.3-1994 43～48HRC 25 反拉深凹模 1 Cr12 98x26 58～62HRC 26 螺形彈簧 1 65Mn 9號 GB/T1972-2000 43-48HRC 27 螺 釘 3 45 M10x50 GB/T70.1-2000 28 頂料板 1 45 84x16 43～48HRC 29 螺 釘 3 45 M16x80 GB/T70.1-2000 43-48HRC 30 下模板 1 ZG450 500x400x75 調(diào)質(zhì)處理 31 擋料銷 3 45 16x13 JB/T7649.10-1994 43～48HRC 9 選定沖壓設備 9.1 壓力機的規(guī)格 沖壓設備選擇是沖壓工藝過程設計的一項重要內(nèi)容，它直接關系到設備的安全和使用的合理，同時也關系到?jīng)_壓工藝過程的順利完成及產(chǎn)品質(zhì)量、零件精度、生產(chǎn)效率、模具壽命、板料的性能與規(guī)格、成本的高低等一系列重要問題。 在前面的設計中，我們已經(jīng)對沖壓設備的噸位以及閉合高度等參數(shù)進行了確定。這里根據(jù)前面所算出來的各項數(shù)據(jù)。查表選擇壓力機，其主要具體參數(shù)如下 公稱壓力 1600KN 滑塊行程 160mm 行程次數(shù) 40/次· 最大封閉高度 450mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 130mm 工作臺尺寸 1120710mm 柄孔尺寸 70×80mm 工作臺板厚 130mm 電動機功率 15KW 9.2 電動機功率的校核 對于本次設計由于行程比較長，設備的噸位雖然足夠，但設備具備的功不一定能滿足拉深的要求。遇到這種情況，可能出現(xiàn)拉深時壓力機行程速度減緩，甚至會損壞設備的電動機。為此，還需要對拉深功進行核算。 因為 N·m…………………………（57） 因而，壓力機的電動機功率可按下式進行核算 ……………………………（58） 式中 W—拉深功（N·m） n—壓力機行程次數(shù)（次/min） N—電動機功率（KW） —壓力機效率， —電動機效率， K—不均衡系數(shù)， 所以有 …………………………（59） 經(jīng)核算后拉深所需要的功率小于壓力機的電機功率15KW，符合要求。 10 附加工序 在拉深過程中，金屬材料與模具的表面直接接觸