圓筒形件拉深模設(shè)計摘 要現(xiàn)如今，中國工業(yè)領(lǐng)域正在不斷蓬勃發(fā)展，模具行業(yè)的關(guān)鍵作用日益凸顯出來。本文針對圓筒形件零件的拉伸工藝性及拉伸工序過程，列舉其中一次拉深并完成模具設(shè)計。其次，針對筒形零件經(jīng)過冷沖壓而成形的基本環(huán)節(jié)，進(jìn)行相對深入的細(xì)致闡述，并對其所涉及的批量生產(chǎn)以及零件結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行更深層次的細(xì)致分析。在不會對筒形零件的自身性能造成任何影響的前提下，可以借助于一系列沖壓方法，來使其成為沖壓件。除此之外，本文還針對坯料形狀、排樣、拉深次數(shù)以沖壓順序等相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行粗略的綜合分析和確定，并且針對工藝力以及公差等基本參數(shù)，進(jìn)行相對深入的細(xì)致計算，以此來設(shè)計出精準(zhǔn)度極高的模具。值得一提的是，本文還針對模具所需要的相關(guān)零件，進(jìn)行一一列舉。并繪制出科學(xué)得當(dāng)?shù)难b配圖。關(guān)鍵詞 沖壓件/圓筒形件拉伸件/拉伸工藝/拉深模設(shè)計ABSTRACTAs Chinas industrial development unceasingly, the mold industry also appears more and more important. This paper belt of flange cylindrical parts stretching manufacturability and stretching process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requirement analysis, research, according to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board, deep drawing, stamping process in nature, the determination of number and order. The technology force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the selection of stamping equipment, convex and concave die clearance adjustment. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and gives the reasonable assembly drawing. KEYWORDS stamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing die design process 目 錄1 前言71.1 模具的概論71.1.1 沖壓與沖模71.1.2 我國沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向81.1.3 國外模具發(fā)展趨勢及行業(yè)特點81.1.4 模具設(shè)計及加工技術(shù)的現(xiàn)狀91.1.5 沖模分類101.1.6 沖模的零部件101.2 沖壓件工藝分析111.2.1 沖壓加工的經(jīng)濟性分析111.2.2 沖壓件的工藝性分析111.3 本設(shè)計要求12第二章 工藝方案的確定132.1 工藝性分析132.1.1 拉深件的結(jié)構(gòu)與尺寸132.1.2拉深件的精度132.1.3拉深件材料132.2 設(shè)計方案的確定13第三章 主要工藝參數(shù)計算143.1 判斷拉深次數(shù)143.1.1 確定零件修邊余量143.1.2 坯料直徑143.1.3 判斷是否采用壓邊圈143.1.4 壓力中心的確定143.2 拉深工藝的計算153.2.1 總拉深系數(shù)153.2.3 預(yù)算拉深次數(shù)153.3 工藝力計算153.3.1 拉深力計算153.3.2 壓料力163.3.3 壓力機公稱壓力163.4 壓力機的選擇173.4.1 初選壓力機17第四章 拉深模設(shè)計184.1拉深模具結(jié)構(gòu)設(shè)計184.2模具工作部分尺寸計算184.2.1 凸凹模間隙184.2.3凸凹模工作尺寸及公差184.3標(biāo)準(zhǔn)件的選用194.3.1 模 架194.3.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套194.3.3 銷釘204.3.4 螺釘204.3.5 模柄204.3.6 橡膠的選取204.3.7 橡膠螺桿214.4模具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計214.4.1 拉深凸模的設(shè)計214.4.2拉深凹模的設(shè)計224.4.3 凸模固定板設(shè)計234.4.4壓料圈的設(shè)計244.4.6 墊板的設(shè)計25第五章 壓力機的校核26第六章 模具制造工藝與工藝規(guī)程276.1模具制造工藝規(guī)程276.2模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ)276.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容28總 結(jié)30參考文獻(xiàn)31 lw1 前言板料沖壓通常適用于金屬加工過程中，致力于生產(chǎn)多樣化板料零件，不僅表現(xiàn)出相對較高的實際生產(chǎn)效率，而且在尺寸精度的把控上極為良好。與此同時，其無需耗費高昂的經(jīng)濟成本，就能實現(xiàn)自動化。故而板料沖壓在現(xiàn)代汽車、電器電機、生活用品以及國防工業(yè)等多樣化領(lǐng)域，均獲得相對廣泛的實際應(yīng)用。相較于其他多樣化加工方法而言，沖壓加工若從技術(shù)以及經(jīng)濟的角度出發(fā)，則將表現(xiàn)出眾多優(yōu)勢。例如：經(jīng)由該方式實現(xiàn)生產(chǎn)的相關(guān)工件，普遍表現(xiàn)出相對較高的實際精度以及一致性，并且無需耗費過多的能源，就能切實提高既定的生產(chǎn)率，這些優(yōu)勢恰恰為其他多樣化加工方法無法與之相比的。然而，若想實現(xiàn)良好的沖壓成型加工，精準(zhǔn)的各類模具必不可少，但是，由于模具的本質(zhì)為技術(shù)密集新產(chǎn)品，無法實現(xiàn)量產(chǎn)，并且還應(yīng)滿足相對較高的實際精度和過硬的技術(shù)性要求，故而唯有在生產(chǎn)數(shù)量性沖壓零件的情況下，才能有效發(fā)揮出沖壓成型加工方式的核心優(yōu)勢，進(jìn)而獲得相對可觀的經(jīng)濟收益。正是由于沖壓加工方式含有上述基本特征，故而廣泛應(yīng)用于多樣化沖壓零件的批量生產(chǎn)當(dāng)中，并且在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的正常生產(chǎn)過程中，占據(jù)著極為重要的一席之地。尤其為國防工業(yè)領(lǐng)域，更加注重該方式的實際應(yīng)用。如果從多樣化材料所表現(xiàn)出的變形特點來看，則沖壓工序一般能夠細(xì)分為兩大類別，其中包含分離工序，此外還涵蓋變形工序。以分離工序為例，其基本含義為：基于坯料沖壓力的實際作用下，某特定變形部分所承受的應(yīng)力，已經(jīng)超過自身的強度極限，故而坯料將會出現(xiàn)斷裂從而分離。其中所涉及到的分離工序一般涵蓋切斷、沖孔以及切邊等相關(guān)內(nèi)容。以成型工序為例，其基本含義為：基于坯料沖壓力的實際作用下，某特定變形部分所承受的應(yīng)力，已經(jīng)超過自身的屈服極限，故而坯料將會出現(xiàn)塑性變形。其中所涉及到的成型工序一般涵蓋彎曲、翻邊以及校平等相關(guān)內(nèi)容。1.1 模具的概論模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，通常情況下，多樣化模具所組成的零件也不盡相同，其一般經(jīng)由成型材料所表現(xiàn)出的物理狀態(tài)，來跟蹤調(diào)整產(chǎn)品的外形。1.1.1 沖壓與沖模沖壓一般發(fā)生于室溫條件下，借助于安裝過程，將位于壓力機表面的模具，針對某特定材料施加一定的壓力，從而引發(fā)其分離亦或為相應(yīng)的塑性變形，以此獲得自身所需的相關(guān)零件。在進(jìn)行沖壓加工的過程當(dāng)中，能夠?qū)⒍鄻踊牧辖?jīng)由一定的加工過程，而形成相應(yīng)零件的設(shè)備，稱為沖壓模具。沖模在實現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，與沖壓件是“一模一樣”上午關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實現(xiàn)。當(dāng)針對各種類型的沖壓零件，進(jìn)行實際生產(chǎn)的過程中，必須依賴于科學(xué)完善的沖壓成形工藝、高端前沿的各類模具、行之有效的相關(guān)沖壓設(shè)備，才能切實保障后期的產(chǎn)品質(zhì)量。相較于其他多樣化加工方法而言，沖壓加工若從技術(shù)以及經(jīng)濟的角度出發(fā)，則將表現(xiàn)出眾多優(yōu)勢。例如：經(jīng)由該方式實現(xiàn)生產(chǎn)的相關(guān)工件，普遍表現(xiàn)出相對較高的實際精度以及一致性，并且無需耗費過多的能源，就能切實提高既定的生產(chǎn)率，這些優(yōu)勢恰恰為其他多樣化加工方法無法與之相比的。然而，若想實現(xiàn)良好的沖壓成型加工，精準(zhǔn)的各類模具必不可少，但是，由于模具的本質(zhì)為技術(shù)密集新產(chǎn)品，無法實現(xiàn)量產(chǎn)，并且還應(yīng)滿足相對較高的實際精度和過硬的技術(shù)性要求，故而唯有在生產(chǎn)數(shù)量性沖壓零件的情況下，才能有效發(fā)揮出沖壓成型加工方式的核心優(yōu)勢，進(jìn)而獲得相對可觀的經(jīng)濟收益。正是由于沖壓加工方式含有上述基本特征，故而廣泛應(yīng)用于多樣化沖壓零件的批量生產(chǎn)當(dāng)中，并且在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的正常生產(chǎn)過程中，占據(jù)著極為重要的一席之地。尤其為國防工業(yè)領(lǐng)域，更加注重該方式的實際應(yīng)用。1.1.2 我國沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向現(xiàn)如今，相較于西方發(fā)達(dá)國家而言，中國現(xiàn)有的沖壓技術(shù)存在著不小的差距。究其根本，在于中國無論從沖壓基礎(chǔ)理論的研究方面，還是從成形工藝、模具設(shè)計以及多樣化設(shè)備的應(yīng)用方面，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及西方發(fā)達(dá)國家。由此可知，中國模具在使用壽命以及加工精度等諸多方面，尚達(dá)不到國際先進(jìn)水準(zhǔn)。近年來，中國工業(yè)領(lǐng)域所生產(chǎn)的多樣化產(chǎn)品，在質(zhì)量方面逐年攀升。在實際生產(chǎn)過程中，沖壓產(chǎn)品不僅豐富多樣，而且極具精密性，更新速度也尤為顯著。故而中國的沖壓模具愈加趨于高效性和規(guī)模化。為緊密貼合當(dāng)今市場逐步變化的實際需求，各種類型的計算機技術(shù)如火如荼的盛行起來，制造技術(shù)已經(jīng)由傳統(tǒng)的人工制造，轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今以數(shù)控切削加工等前沿計算機技術(shù)為主的自動化制造，顯而易見，這是模具行業(yè)的重大變革。直至今日，中國境內(nèi)模具制造領(lǐng)域所表現(xiàn)出的生產(chǎn)總值，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機床工業(yè)領(lǐng)域所表現(xiàn)出的生產(chǎn)總值。在此背景下，學(xué)者紛紛將焦點放在板料沖壓技術(shù)的研究之上，故而該方面的理論知識以及加工機理，均處于逐步完善當(dāng)中。在此情況下，應(yīng)當(dāng)怎樣基于沖壓工序的實際應(yīng)力及其相應(yīng)的變形狀態(tài)，來持續(xù)優(yōu)化各類沖壓件所表現(xiàn)出的質(zhì)量精度，并有效增強模具的未來使用壽命，已經(jīng)成為當(dāng)前時期模具制造領(lǐng)域亟待解決的根本問題。1.1.3 國外模具發(fā)展趨勢及行業(yè)特點1. 國外模具發(fā)展趨勢：1988年，西方發(fā)達(dá)國家美國在模具領(lǐng)域的生產(chǎn)總值，已經(jīng)超過62億美元；與此同時，日本在模具領(lǐng)域的生產(chǎn)總值，已經(jīng)超過83億美元；此外，西德在模具領(lǐng)域的生產(chǎn)總值，已經(jīng)超過4億美元。相比于1957年，這些發(fā)達(dá)國家至少攀升100倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自身機床工業(yè)領(lǐng)域所創(chuàng)造的生產(chǎn)總值。根據(jù)權(quán)威資料可知，尤其為工業(yè)發(fā)達(dá)國家，近年來對于各種類型的模具需求量與日俱增。以西方發(fā)達(dá)國家美國為例，其國內(nèi)甚至存在高達(dá)4050種類別的工業(yè)產(chǎn)品，亟待模具的幫助來完成生產(chǎn)。在當(dāng)前時期，由于受到來源于人力資源成本等方面的制約，模具生產(chǎn)工作普遍向東南亞中含有廉價勞動力的國家進(jìn)行遷移。以格外關(guān)注精度的日本為例，1980年，日本國家的模具進(jìn)口金額，已經(jīng)高達(dá)24.98億日元；直至1989年，日本國家的模具進(jìn)口金額，持續(xù)攀升至132.32億日元。短短的數(shù)十年，就已經(jīng)持續(xù)攀升至5.3倍。由此可知，中低檔模具在全球的潛在市場有目共睹。在此背景下，一旦中國所生產(chǎn)的模具可以保證相對較高的質(zhì)量和準(zhǔn)確的交貨時間，就能實現(xiàn)良好的模具出口。除此之外，現(xiàn)今全球的模具標(biāo)準(zhǔn)件市場也極為火熱，然而中國對此卻并未過多涉及。2.模具行業(yè)特點：(1).現(xiàn)如今，全球科學(xué)技術(shù)已經(jīng)獲得相對穩(wěn)定的蓬勃發(fā)展，在此背景下，模具領(lǐng)域逐步摒棄以往的勞動密集型，并實時轉(zhuǎn)換成現(xiàn)今的技術(shù)勞動密集型。(2).雖然在當(dāng)前時期的模具領(lǐng)域中，已經(jīng)引入諸多科學(xué)前沿的的數(shù)控設(shè)備及其多樣化計算機輔助軟件,然而高技術(shù)性的人力勞動也必不可少。故而唯有將兩者進(jìn)行緊密結(jié)合，才能獲得相對良好的成效。(3).為緊密貼合多樣化制品的實際需求，模具表現(xiàn)出的種類愈加趨于多樣化，無論從設(shè)計方面，還是設(shè)備方面，各類制品均存在一定的差異性。故而對于企業(yè)而言，當(dāng)其針對各種類型的模具進(jìn)行實際生產(chǎn)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)關(guān)注于專業(yè)性和小規(guī)模，以此來實現(xiàn)針對性生產(chǎn)。(4).通常情況下，模具一般遵循單件生產(chǎn)的基本準(zhǔn)則。即使為生產(chǎn)經(jīng)驗相對豐富的專業(yè)模具企業(yè),當(dāng)針對相同類型的模具，進(jìn)行實際生產(chǎn)的過程中，也應(yīng)注重于模具的精度要求和加工難度，并據(jù)此實時調(diào)整相應(yīng)的設(shè)備配置。近年來，西方發(fā)達(dá)國家在自身的模具領(lǐng)域中，已經(jīng)獲得相對迅猛的蓬勃發(fā)展，并逐步將其作為支撐國家工業(yè)領(lǐng)域的重要工具。1.1.4 模具設(shè)計及加工技術(shù)的現(xiàn)狀1. 模具設(shè)計技術(shù)：(1) 在大部分西方發(fā)達(dá)國家中，已經(jīng)將多樣化高端前沿的計算機輔助設(shè)計軟件，融于既定的模具基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，并據(jù)此科學(xué)繪制出相應(yīng)的計算機繪圖。通過相關(guān)資料可知，西方發(fā)達(dá)國家美國以及日本，已經(jīng)存在高達(dá)75所模具廠，成功應(yīng)用上述各類技術(shù)。(2) 在現(xiàn)今炙手可熱的注塑模具設(shè)計過程當(dāng)中，也已經(jīng)大規(guī)模融入高端前沿的計算機輔助工程分析軟件,以此來針對塑料填充以及澆道規(guī)模等相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行相對深入的細(xì)致分析和精準(zhǔn)計算，以此來切實保障注塑制品實際質(zhì)量完全合格。(3) 對于西方發(fā)達(dá)國家而言，其所涉及到的注塑模具，有一半均表現(xiàn)為多型腔和大規(guī)模的基本特征，這將能有效增強既定的生產(chǎn)效率,并盡可能節(jié)約不必要的塑料原料。2.模具加工技術(shù)(1) 在當(dāng)前時期，大多數(shù)西方發(fā)達(dá)國家，均全面引進(jìn)數(shù)控機床以及各種類型的數(shù)控編程技術(shù)，來針對復(fù)雜型腔的相關(guān)模具，進(jìn)行相對深入的細(xì)致加工,從而切實提高此類模具的實際質(zhì)量。這不僅使得加工周期全面縮短，而且無需耗費高昂的經(jīng)濟成本，這就有效增強既定的生產(chǎn)效率。值得一提的是，現(xiàn)今經(jīng)由西方發(fā)達(dá)國家而成功研發(fā)出的五軸數(shù)控自動編程軟件，已經(jīng)逐步獲得相對廣泛的實際應(yīng)用。(3) 現(xiàn)今的模具生產(chǎn)愈加標(biāo)準(zhǔn)化，故而以模具標(biāo)準(zhǔn)件為主的相關(guān)元件，備受消費者青睞，已經(jīng)作為商品進(jìn)行銷售。(4) 模具結(jié)構(gòu)愈加傾向于采納創(chuàng)新技術(shù),例如：熱流道技術(shù)等。(5) 針對各種類型制品所提出的根本要求，針對性研發(fā)相應(yīng)的模具鋼,以此來達(dá)到商品化程度。(6) 基于模具在實際生產(chǎn)過程中所表現(xiàn)出的突出特征，模具企業(yè)應(yīng)當(dāng)秉持小而專的基本準(zhǔn)則，來實現(xiàn)自身的長期穩(wěn)定發(fā)展。例如：在西方發(fā)達(dá)國家日本中，雖然設(shè)有11656家模具企業(yè),然而小規(guī)模的企業(yè)卻高達(dá)11142家,占據(jù)總企業(yè)數(shù)量的95.5%。1.1.5 沖模分類若從工藝性質(zhì)的角度來看，則能將其細(xì)分為如下類型，其中包含沖裁模以及拉深模，此外還涵蓋彎曲模以及成型模。以沖裁模為例，其基本含義為：沿著完全封閉的輪廓線，幫助特定材料得以分離的相關(guān)模具。例如：落料模、切斷模以及切邊模等；除此之外，以彎曲模為例，其基本含義為：板料毛坯等沿著直線而引發(fā)的彎曲變形，并以此來得出特定形狀的相關(guān)模具。若從工序組合的角度來看，則能將其細(xì)分為如下類型，其中包含單工序模以及級進(jìn)模，此外還涵蓋復(fù)合模。以單工序模為例，其基本含義為：壓力機于某次特定的行程當(dāng)中，僅僅實現(xiàn)某道特殊沖壓工序的相應(yīng)模具。1.1.6 沖模的零部件一般情況下，模具通常可以細(xì)分為兩類零件，其中包含公益零件，這種類型的零件一般參與至整體工藝當(dāng)中，并且與相關(guān)坯料表現(xiàn)出直接接觸的狀態(tài)，其中涉及到工作零件以及卸料零件等多樣化零件。此外還涵蓋結(jié)構(gòu)零件，這種類型的零件一般不會參與至整體工藝當(dāng)中，并且不與相關(guān)坯料表現(xiàn)出直接接觸的狀態(tài)，僅僅優(yōu)化現(xiàn)有的模具功能，其中涉及到導(dǎo)向零件以及標(biāo)準(zhǔn)件等多樣化零件。1.2 沖壓件工藝分析若想制定出科學(xué)完善的沖壓工藝方案，必須依賴于產(chǎn)品零件圖的作用。其中，當(dāng)針對產(chǎn)品零件圖，進(jìn)行相對深入的細(xì)致分析時，一般涉及到技術(shù)以及經(jīng)濟兩大維度。1.2.1 沖壓加工的經(jīng)濟性分析 對于沖壓加工方法而言，其實則為現(xiàn)今科學(xué)前沿的工藝方法之一，由于其表現(xiàn)出相對較高的實際生產(chǎn)率，并且實際操作相對簡潔，故而獲得相對廣泛的實際應(yīng)用。然而，因為模具的生產(chǎn)費用相對較高，故而唯有將沖壓件的產(chǎn)量提升上來，才能有效降低實際生產(chǎn)成本。故而如果產(chǎn)量要求并不高，則可以基于相關(guān)零件進(jìn)行打孔，以此來節(jié)約成本。故而若想應(yīng)當(dāng)基于實際情況針對性選擇對應(yīng)的加工方案，才能為企業(yè)贏得相對可觀的經(jīng)濟收益。1.2.2 沖壓件的工藝性分析從沖壓件的角度而言，其所蘊含的工藝性一般代表此零件在實際沖壓加工過程中所表現(xiàn)出的復(fù)雜度。基于技術(shù)角度而言，應(yīng)當(dāng)針對此零件表現(xiàn)出的基本形狀以及相應(yīng)的精度要求，進(jìn)行相對深入的細(xì)致分析，以此來辨別此零件是否適合成為沖壓件。通常情況下，合格的沖壓件應(yīng)當(dāng)含有優(yōu)秀的工藝性，例如：材料的消耗量并不大、模具結(jié)構(gòu)相對簡潔、可以在一定時間內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)用。實際上，相對于沖壓件所含有的工藝性而言，尤為關(guān)鍵的即為結(jié)構(gòu)尺寸的基本要求以及來自精度方面的根本要求。假設(shè)零件所表現(xiàn)出的工藝性并不良好，則應(yīng)當(dāng)在確保正常使用的情況下，向上級相關(guān)設(shè)計部門，提出針對性的修改意見，以備于及時修改。除此之外，當(dāng)針對產(chǎn)品零件圖，進(jìn)行更深層次的細(xì)致分析中，應(yīng)當(dāng)確定沖壓過程的根本難點，尤其需要注意零件圖中的設(shè)計基準(zhǔn)以及翹曲等現(xiàn)象。這些因素將會直接關(guān)聯(lián)到后期工序的依次順序以及模具精度等諸多內(nèi)容。沖壓工藝設(shè)計的本質(zhì)為：基于形狀結(jié)構(gòu)以及多樣化材料的角度出發(fā)，進(jìn)行相對深入的沖壓工藝性綜合審查，并針對審查過程中存在的一系列實際問題，給出建設(shè)性的修改方案。其次，基于已知的生產(chǎn)條件，結(jié)合多維度來制定出科學(xué)合理的沖壓工藝方案。在此過程中，一般涉及到兩大基本內(nèi)容，其中包含工藝分析，此外還涵蓋沖壓工藝方案的綜合制定。從綜合方析的角度來看，應(yīng)當(dāng)基于多樣化材料所涉及的極限變形參數(shù)以及當(dāng)前時期的零件質(zhì)量等一系列因素，提出科學(xué)完善的零件成形相關(guān)工藝方案。并且應(yīng)該從技術(shù)以及經(jīng)濟的角度上，針對既定的各類方案進(jìn)行相對深入的細(xì)致對比，從而得出更為良好的最佳方案。1.3 本設(shè)計要求根據(jù)實習(xí)給出的拉深模具來設(shè)計驗證此模具的工藝數(shù)值及設(shè)計原理，根據(jù)測繪可以測出拉深模具的定位圈內(nèi)孔尺寸是40，由此可知零件的毛坯尺寸直徑約為39.9mm。測繪拉深凸模直徑25mm，凸模圓角半徑R1，拉深件內(nèi)孔尺寸27mm,故拉深件零件內(nèi)直徑為25mm，零件料厚1mm，底部圓角R1。根據(jù)三維軟件計算直徑39.9毛坯的表面積為2626平方毫米，根據(jù)以上初步所得零件的數(shù)值根據(jù)三維軟件計算出零件為高10，內(nèi)直徑25，底部R1圓角的圓筒形拉深件。繪制零件圖如下：圖 1-1材料：T08F料厚：1.0mm生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)技術(shù)要求：1、 毛刺小于0.1mm；2、 表面平整； 完成以下工作內(nèi)容：1、 沖壓工藝性分析；2、 確定科學(xué)完善的最優(yōu)沖壓工藝基本方案；3、 進(jìn)行必要的工藝計算；4、 確定最終模具的基本結(jié)構(gòu)形式，并繪制出相應(yīng)的模具圖；第二章 工藝方案的確定2.1 工藝性分析2.1.1 拉深件的結(jié)構(gòu)與尺寸易于該拉深件的本質(zhì)為圓筒形件拉伸件，故而應(yīng)當(dāng)秉持結(jié)構(gòu)對稱的基本準(zhǔn)則。拉深件底部的圓角半徑： R=1mm 符合R>2t的要求，可不加整形工序2.1.2拉深件的精度詳見表1-1，能夠得知：尺寸 均為自由公差。 故：拉伸件尺寸精度符合一般要求。2.1.3拉深件材料 此拉深材料為T08F鋼，查表查得08F鋼屈服比 由于該數(shù)值相對較小，故而表現(xiàn)出相對良好的拉伸性能，很容易實現(xiàn)成型。2.2 設(shè)計方案的確定根據(jù)前面計算分析，可以明確的是該零件的沖壓加工工序落料拉深基本工序：拉深。當(dāng)進(jìn)行實際加工時，需要借助于單工序模具的作用，來實現(xiàn)正常加工，先進(jìn)行落料，然后拉深。若應(yīng)用該方案，則模具設(shè)計所表現(xiàn)出的基本結(jié)構(gòu)相對簡潔，并無需耗費高昂的經(jīng)濟成本，就能進(jìn)行制造，此次課題設(shè)計的內(nèi)容就是拉深工序的設(shè)計。第三章 主要工藝參數(shù)計算3.1 判斷拉深次數(shù)3.1.1 確定零件修邊余量本文所選用的零件材料，表現(xiàn)出的實際厚度為1mm，故而應(yīng)當(dāng)基于中線，來進(jìn)行相對深入的細(xì)致計算。零件的相對高度 ，由冷沖模設(shè)計查表得修邊余量，故修正后拉深件的總高應(yīng)為 在上述公式中：H主要代表結(jié)束修正時所表現(xiàn)出的拉深件總高度； H拉深件中心線高度； h修邊余量。3.1.2 坯料直徑 由于板厚等于1mm，故可直接用工件圖所示尺寸計算，用中線尺寸計算。由表查得常用旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯直徑計算公式：=38.9mm3.1.3 判斷是否采用壓邊圈 零件的相對厚度 ，由冷沖模設(shè)計表6-12知：該拉深工藝可不用壓邊圈。3.1.4 壓力中心的確定由于是圓形工件，凸緣中心底部圓心與坯料圓心重合，故該工件壓力中心為坯料圓心，簡易圖如圖3-2所示。圖 3-23.2 拉深工藝的計算3.2.1 總拉深系數(shù)=26/38.9=0.6523.2.3 預(yù)算拉深次數(shù) 基于表，判斷是否可一次拉深。如果在 的情況下，將能實現(xiàn)一次拉深，反之則應(yīng)進(jìn)行多次拉深。 根據(jù)表查出：凸緣相對直徑為33/26=1.27，毛坯相對厚度=2.5。根據(jù)這兩個數(shù)值查表為0.650.8。=6.5/26=0.25。故：可以一次拉成。3.3 工藝力計算3.3.1 拉深力計算 拉深力計算公式為： 公式（7） ：d拉深件的直徑； ； F拉深力； ； 。通過查閱冷沖模設(shè)計2中所涉及的表6-11，能夠得知K1=2；通過查閱冷沖模設(shè)計2中所涉及的表2-3，能夠得知； 3.3.2 壓料力 壓料力根據(jù)公式計算： F= 式中 F-壓料力，N； P主要代表單位面積壓料力，單位為MPa，查表此處取p=3； A壓邊圈的面積，根據(jù)毛坯的面積設(shè)壓邊圈面積最大約1188.5平方毫米。 則： F= =3.142.5/4 =3.6KN3.3.3 壓力機公稱壓力對于單動壓力機而言，其所表現(xiàn)出的公稱壓力，必須超過工藝總壓力，為壓邊力.工藝總壓力為： 公式當(dāng)進(jìn)行正常生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該基于下述公式，來針對壓力機所表現(xiàn)出的公稱壓力，進(jìn)行及時確定：對于單動壓力機： 公式（10） 式中：F總拉深力和壓邊力總和，在用復(fù)合模沖壓時，還包括其他變形力； F壓壓力機的公稱壓力。壓力機的公稱壓力為： 由此得知，壓力機所表現(xiàn)出的工稱壓力必須超過62.4KN。3.4 壓力機的選擇3.4.1 初選壓力機對于此類制件而言，其實則規(guī)模不大，并且無需達(dá)到極高的精度標(biāo)準(zhǔn)。在此情況下，最好借助于開式機械壓力機的作用，其不僅操作過程相對簡潔，而且無需耗費高昂的經(jīng)濟成本。通過上述計算可知，壓力機所表現(xiàn)出的公稱壓力,理應(yīng)切實滿足基本的行程要求。通過查閱相關(guān)表格可知，應(yīng)當(dāng)選用下述型號的公稱壓力機：J23-10。第四章 拉深模設(shè)計4.1拉深模具結(jié)構(gòu)設(shè)計本套模具采用拉深模順裝結(jié)構(gòu)。其所凸顯出的壓料圈，并不僅僅起到壓邊作用，而且還可實現(xiàn)定位。與此同時，模具應(yīng)當(dāng)借助于自身的頂料桿裝置來進(jìn)行往返支撐。對于此類結(jié)構(gòu)而言，其實際操作相對簡潔，并且表現(xiàn)出相對較高的實際生產(chǎn)率，然而，由于受到來源于彈性卸料裝置的影響，故而模具結(jié)構(gòu)顯得相對復(fù)雜。在此情況下，應(yīng)當(dāng)著重于考慮來自壓力機工作臺面的質(zhì)量問題。4.2模具工作部分尺寸計算4.2.1 凸凹模間隙拉伸模的間隙之凹凸模橫向尺寸的差值, 雙邊間隙用Z表示。 如果間隙相對較小，必將表現(xiàn)出極為良好的工件質(zhì)量，然而由于拉伸力普遍較大，故而將會造成模具磨損嚴(yán)重，無法支撐較長的使用時間。與此同時，如果間隙相對較大，則拉伸力又會不夠，從而使得工件變厚，無法保障良好的工件質(zhì)量。故而當(dāng)選擇間隙的過程中，不僅應(yīng)當(dāng)考慮到來源于公差的實際影響，而且應(yīng)當(dāng)選取科學(xué)合理的毛坯值。通過查閱相關(guān)表格得知，拉伸模所表現(xiàn)出的單邊間隙詳細(xì)如下： 公式（3）式中t為毛坯厚度，t=1mm，故 4.2.3凸凹模工作尺寸及公差本文旨在基于凸模來計算尺寸。凸模尺寸的計算式公式為： 在上述公式中：d主要代表拉深件表現(xiàn)出的實際尺寸； 為拉深件的尺寸公差。凹模尺寸的計算公式為： 在上述公式中：d主要代表拉深件表現(xiàn)出的實際尺寸； 拉深件的尺寸公差； Z拉深模的間隙。 將模具公差按IT14級選取，則=0.52，查冷沖模設(shè)計表6-16可查得凸代入上述兩個公式，由此可知，凸模尺寸詳細(xì)如下： mm其中，凹模的實際尺寸大致如下： mm4.3標(biāo)準(zhǔn)件的選用4.3.1 模 架通過查閱沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)選用與設(shè)計指南3一書中所涉及的表2-7以及相應(yīng)的表2-8，可以得知；本文旨在選擇HT200型中間導(dǎo)柱模座。其中，上模座的基本尺寸為：；下模座的基本尺寸為：；4.3.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套通過查閱沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)選用與設(shè)計指南3一書中所涉及的表3-4以及相應(yīng)的表3-5，可以得知；其中，導(dǎo)柱尺寸詳細(xì)如下：；導(dǎo)套尺寸詳細(xì)如下：。4.3.3 銷釘 通過查閱表14-16，本文將可以選用合適的銷釘標(biāo)準(zhǔn)件： 其中，公稱直徑d=6mm、長度l=30mm、材料為35鋼、熱處理硬度28 38HRC，表面氧化處理的A型圓柱銷；銷 GB/T 117-2000-A1695（共需4個）4.3.4 螺釘 查【4】表13-14選定螺釘標(biāo)準(zhǔn)件： 螺紋規(guī)格d=M6、公稱長度l=30mm、性能等級為8.8級、表面氧化的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，材料為45鋼，熱處理硬度：35 45HRC,標(biāo)注為：螺釘 GB/T 70.1-2000 M630(共需八個)4.3.5 模柄 根據(jù)所選壓力機模柄孔尺寸d=60mm,l=80mm,查【3】表15.18，所選模柄尺寸如下： 直徑d=30mm、L=60mm的C型凸緣模柄： 模柄 C30 JB/T 7646.3 材料為：Q2354.3.6 橡膠的選取為切實保障橡膠的良好工作質(zhì)量，應(yīng)將橡膠所表現(xiàn)出的預(yù)壓力，設(shè)定為不低于壓邊力Q，詳細(xì)如下： F當(dāng)橡膠壓縮的過程中，應(yīng)當(dāng)基于下述公式針對其承受的壓力進(jìn)行細(xì)致計算：F=Ap在上述公式中： A主要代表橡膠所表現(xiàn)出的橫截面積，單位為mm。 p主要代表橡膠所表現(xiàn)出的單位壓力?！?】表3-35選取種類聚氨酯橡膠，單位壓力為4.2MPa故：橡膠橫截面積A=F/p=4500/4.2=1071mm故： r=18.5mm通過查閱表【3】，以此將實際直徑設(shè)定為D=22mm。通過查閱式（3-47），可以將預(yù)壓縮量的實際高度設(shè)定為：由此得知，應(yīng)當(dāng)選取3個聚氨酯彈性體材料，并且其實際直徑表現(xiàn)為D=22mm，實際厚度表現(xiàn)為H=20mm。4.3.7 橡膠螺桿 根據(jù)橡膠H尺寸，選取直徑d=M6、長度L=50mm，材料為45鋼，熱處理硬度43 48HRC,帶螺紋推桿： 推桿 M650 JB/T 7650.24.4模具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計4.4.1 拉深凸模的設(shè)計普通沖床的結(jié)構(gòu)一般分為有機的結(jié)合與集成。一種沖床，依托實際的生產(chǎn)模式，我們分為直通式、階梯式，通過類型是一個恒定的直徑，一步可以主要用于小直徑，大的凸模的長度比。正因為部分的形狀不復(fù)雜更小直徑，和穿孔厚度、非常大，因此將沖孔凸模設(shè)計成直通式的，在可切實滿足實際生產(chǎn)需求的前提下，應(yīng)當(dāng)盡可能精簡現(xiàn)有的設(shè)計過程。拉深凸模的長度=凸模固定板的厚度+壓料圈高度+工作部分的長度+自由尺寸。在此情況下，凸模的實際工作長度應(yīng)當(dāng)設(shè)定為9mm，并且提前預(yù)留長達(dá)20mm的自由尺寸。這意味著，拉深凸模的實際長度應(yīng)當(dāng)設(shè)定為44mm，并且材料應(yīng)當(dāng)選擇Cr112。結(jié)構(gòu)如4-1所示： 圖4-14.4.2拉深凹模的設(shè)計凹模的形狀一般和沖壓件的材質(zhì)以及厚度有關(guān)，其主要決定因素的為工件的厚度。所以我們一般通過工件的厚度來計算凹模的外形尺寸。凹模的外形計算的經(jīng)驗公式如下所示：凹模板厚度尺寸 H=Kb1 （7-1）凹模板型孔和邊的距離尺寸 c>1.5H （7-2）最終凹模的邊長 L=b1+2c （7-3）最終凹模的寬帶 B=b2+2c （7-4）式中：b1-前支柱安裝座的長度方向的最大尺寸； b2-前支柱安裝座的寬帶方向最大外形尺寸； K-系數(shù)，主要受到前支柱安裝座厚度的影響，查表。查表6-1得：K=0.22。根據(jù)公式（6-1）可計算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.2238.9 =8.6（mm）根據(jù)公式（6-2）可計算凹模邊壁厚：c>1.5H =1.58.6 =12.9（mm）拉深凹模的工作部分長為10mm，為切實保障修模余量的可行性，凹模應(yīng)當(dāng)提前預(yù)留長達(dá)15mm的自由尺寸。這意味著，拉深凹模的實際高度應(yīng)當(dāng)設(shè)定為25mm，并且材料應(yīng)當(dāng)選擇Cr112，詳見圖4-2：圖4-24.4.3 凸模固定板設(shè)計凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模的強度，不會在工作過程中這段，而且有助于完成凸模和定位凹模，落料墊板，上模座更好。與此同時，凸模與凸模彼此之間應(yīng)該進(jìn)行良好的固定配合，選擇合適的配合可以更好的提高模具的壽命。我們選擇H7/m6的配合。設(shè)定凸模固定板厚為15mm，除此之外，本文還將外部尺寸設(shè)定為D=89mm，所選材料設(shè)定為45號鋼，詳見圖4-3：圖4-34.4.4壓料圈的設(shè)計 根據(jù)模具工作尺寸，設(shè)定壓料圈內(nèi)徑，外徑，高，外邊緣厚，整體外徑.材料45，詳見圖4-4：圖4-44.4.6 墊板的設(shè)計墊板旨在承受來源于凸模亦或為凹模施加的壓力，并將其分散出去，從而達(dá)到保護模座的良好效果。事實上，通過查閱沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)選用與設(shè)計指南3一文中所涉及到的表7-4能夠得知：本文將墊板材料設(shè)定為45號鋼，與此同時，將淬火硬度設(shè)定為，此外還將尺寸規(guī)格設(shè)定為：89mm6mm第五章 壓力機的校核模具所表現(xiàn)出的閉合高度，應(yīng)當(dāng)完全貼合于壓力機所表現(xiàn)出的裝模高度。因為壓力機能夠?qū)崟r調(diào)整自身的連桿長度，故而原則上壓力機所表現(xiàn)出的裝模高度也能隨之調(diào)節(jié)。在連桿調(diào)至最短的情況下，壓力機將能達(dá)到最大裝模高度；與此同時，在連桿調(diào)至最長的情況下，壓力機將能達(dá)到最小裝模高度。模具所表現(xiàn)出的閉合高度，應(yīng)當(dāng)在-的范圍內(nèi)，才能實現(xiàn)正常工作，其詳細(xì)關(guān)系如下： 由此得知，模具所表現(xiàn)出的閉合高度為125mm，并且公稱壓力表現(xiàn)為62.4KN。通過查閱冷沖模設(shè)計2一文中所涉及的表1-3，能夠得知；本文決定選擇J23-10A開式雙柱可傾式壓力機。 壓力機的參數(shù)如下： 公稱壓力 100kN 滑塊行程 60mm 滑塊行程次數(shù) 145次/分 最大閉合高度 180mm 連桿調(diào)節(jié)長度 35mm 模柄孔尺寸 mm 工作臺尺寸 240360 mm第六章 模具制造工藝與工藝規(guī)程6.1模具制造工藝規(guī)程6.1.1工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點1）定義和性質(zhì)借助于表格等手段，規(guī)定模具在制造過程中所涉及的基本工藝的行為，稱謂模具制造工藝規(guī)程。顯而易見，當(dāng)前時期的模具制造工藝規(guī)程含有一定的合法性，無法隨意更改，必須經(jīng)由既定程序才能變更。當(dāng)其已經(jīng)完成并交付合格后，即立即廢止，并于企業(yè)當(dāng)中及時歸檔。2）內(nèi)容和特點制訂工藝規(guī)程應(yīng)當(dāng)借助于各種類型的技術(shù)要求，以及企業(yè)內(nèi)部的多元化資料。由于模具成形件的基本結(jié)構(gòu)要求相對精密，故而應(yīng)當(dāng)借助于CNC機床以及CAD等相關(guān)計算機技術(shù)的力量來實現(xiàn)一體化生產(chǎn)，從而盡可能降低實際誤差。7.1.2工藝規(guī)程的文件形式通常情況下，工藝規(guī)程的基本形式，一般和技術(shù)傳統(tǒng)以及相應(yīng)的專業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量緊密相連。其中主要涉及到工藝過程卡片等。6.2模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) 6.2.1模具成型件的結(jié)構(gòu)工藝及其要素1）對于生產(chǎn)數(shù)量相對較多的模具標(biāo)準(zhǔn)件而言，應(yīng)當(dāng)秉持基本結(jié)構(gòu)的實際需求以及現(xiàn)有的技術(shù)條件，來進(jìn)行相對深入的細(xì)致設(shè)計。實際上，任何模具所含有的成形件均表現(xiàn)出自身獨特的精度質(zhì)量要求。并以單件生產(chǎn)方式進(jìn)行制造。2）為切實保障模具成形件，在實際應(yīng)用過程中得以發(fā)揮良好的性能，故而相關(guān)結(jié)構(gòu)工藝要素應(yīng)當(dāng)遵循科學(xué)合理的基本準(zhǔn)則，從而有效滿足加工過程所提出的一系列實際要求。6.2.2工藝基準(zhǔn)的確定一般情況下，工藝基準(zhǔn)可細(xì)分成多樣化類別，其中包含定位基準(zhǔn)以及測量基準(zhǔn)，此外還涵蓋工序基準(zhǔn)以及裝配基準(zhǔn)。除此之外，設(shè)計基準(zhǔn)也顯得至關(guān)重要，應(yīng)當(dāng)將其和工藝基準(zhǔn)之間進(jìn)行良好的相互融合，以此來切實保障實際加工精度。 6.2.3模具成型件的加工方法與制造精度對于多樣化模具成形件而言，當(dāng)其進(jìn)行實際加工時，一般涉及到精密數(shù)字化等相關(guān)技術(shù)，來有效增強成形件所表現(xiàn)出的加工精度及其實際效率。6.2.4加工方法與表面粗糙度外觀質(zhì)量通常取決于沖件斷面、塑件以及玻璃制品等相關(guān)元素的協(xié)同作用。6.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容6.3.1模具零件毛坯和加工余量零件毛坯對于后期的零件成形而言尤為關(guān)鍵，故而零件毛坯所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)要素及其所采用的相關(guān)材料，應(yīng)當(dāng)和模具零件完全一致，才能有效提高模具制造廠的實際工作效率。6.3.2模具零件制造工序、工序尺寸與公差1）劃分工藝階段相較于普通的機械零件而言，模具針對自身的工藝階段，也一樣進(jìn)行細(xì)致劃分。其中主要涵蓋粗加工階段以及精加工階段，此外還涵蓋半精加工階段及其相應(yīng)的精飾加工階段。2）確定工序內(nèi)容與加工順序的原則保證加工順序的科學(xué)合理性，將能有助于提前完成既定工序。3）工序尺寸與公差的確定工序尺寸及其相應(yīng)的公差，一般取決于工序的加工余量，此外還與工藝基準(zhǔn)息息相關(guān)?？?結(jié)經(jīng)由數(shù)月的持續(xù)學(xué)習(xí)和研究，本人終于完成此次畢業(yè)設(shè)計?；仡櫿w過程，在參考眾多文獻(xiàn)的前提下，本人掌握到一系列以前尚未學(xué)習(xí)到的關(guān)于沖壓模具設(shè)計領(lǐng)域的相關(guān)知識，從而切實增強自身的能力，總結(jié)如下： 其一，在選題過程中，本人結(jié)合自己的興趣點及其未來的工作需求，決定圍繞沖壓模具設(shè)計，進(jìn)行相對深入的細(xì)致研究。 其二，本人基于向圖書館借閱相關(guān)資料，找出關(guān)于沖壓模具設(shè)計領(lǐng)域的核心資料，來作為本文的理論支撐。 其三，本人結(jié)合已經(jīng)收集的相關(guān)資料，針對選題進(jìn)行更深層次的細(xì)致分析，并確定后期的工藝分析方案。 其四，本人開始基于已經(jīng)確定的工藝方案，進(jìn)行一系列的工藝計算以及卸料機構(gòu)設(shè)計等諸多工作。其五，本人開始針對核心零部件，進(jìn)行相對精確的綜合計算與細(xì)致設(shè)計。在此過程中，我遇到諸多亟待解決的難題，例如：尺寸并不合理等。除此之外，本人在繪制總裝圖的過程中，也遇到一系列實際問題，但均對其進(jìn)行妥善修正，以此來確定全部零部件。其六，本人成功繪制出總裝圖以及多樣化核心零件圖。在此過程中，我掌握新的CAD技巧，并在老師的指導(dǎo)下對現(xiàn)有圖紙進(jìn)行修正。最終，本人實現(xiàn)說明書的撰寫工作。上述即為本次畢業(yè)設(shè)計的全部流程。在此過程中，本人學(xué)習(xí)到很多以前尚未掌握的關(guān)于沖壓模具設(shè)計領(lǐng)域的相關(guān)知識，并全程自行獨立查閱相關(guān)資料。在此過程中，我不僅切實增強自己的實踐能力，而且更加注重于團結(jié)協(xié)作意識的培養(yǎng)，這對于本人日后的工作而言極為關(guān)鍵。本篇論文得以順利完成，離不開導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)，本人在此表示誠摯的謝意。由于時間因素，以及本人的專業(yè)能力有限，故而本文依然存在某些不足之處，在此歡迎各位老師進(jìn)行批評指正。參考文獻(xiàn) 1 任海東、蘇君. 冷沖壓工藝與模具設(shè)計.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社20072 王麗霞、愈佳芝.計算機繪圖.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社20063 劉家平.機械制圖.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社20064 Yoshida K, Classification and Systematization of Sheet Metal Press Forming Process Sci. 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