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1、-1 - 學(xué)校代碼：10410 序 號:20055015 本科畢業(yè)設(shè)計 題目 沖孔落料拉深復(fù)合模 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 黃學(xué)亮 學(xué) 號： 20055015 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 機(jī)制051 指導(dǎo)教師： 吳彥紅 二00九年五月 -1 - 沖孔落料拉深復(fù)合模 刖言 ? 1 .設(shè)計課題 1 1 . 1 設(shè)計任務(wù)書 2 2. 工藝方案分析及確定 3 2. 1件的工藝分析 3 2. 2工藝方案的確定 4 2.3 沖壓件坯料尺寸的確定 4 2. 4 拉深次數(shù)的確定 4 2.5排樣的確定 5 3. 工藝設(shè)計與計算 7 3

2、. 1沖裁的方式與沖壓力的計算 7 3.1.1、 沖裁方式與沖壓力的計算 7 3.1.2、 力的計算 7 3.1.3、 卸料力、推料力和頂件力的計算 8 3.1.4、 壓力中心的計算 9 3. 2計算各主要零件的尺寸 9 3.2.1、 計算落料凸、凹模的工作部分的尺寸 10 3.2.2、 計算拉深凸、凹模的刃口尺寸的確定 11 3.2.4、 凸凹模選材，熱處理及加工工藝過程 11 3.2.5、 條料寬度的設(shè)計 12 3.2.6、 導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸為 14 3.2.7、 推桿的選材，熱處理工藝方案 15 3.2.8、 工藝方案如下 15 3.2.9、 模柄的確定 15

3、 3.2.10、 沖壓設(shè)備的選用 16 3.2.11、 模具的閉合高度的計算 16 3.2.12、 沖模模架的選用 16 沖孔落料拉深復(fù)合模 QQ251133408有圖紙 3.2.13 導(dǎo)向零件的選擇 17 3.2.14、 定位零件的設(shè)計 18 3.2.15、 推桿與推板的設(shè)計 18 3.2.16、 壓邊圈的設(shè)計 24 3.2.17、 固定方式的確定 24 3.2.18、 凸模的固定 24 3.2.19、 凹模的固定 24 3.2.20、 凸凹模的緊固 24 3.2.21、 確定裝配基準(zhǔn) 24 結(jié)束語 23 參考文獻(xiàn) 24 致謝 25 、八 前

4、 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計是機(jī)械專業(yè)一個最 重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對所學(xué)知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜 合運用，使學(xué)生對模具從設(shè)計到制造的過程有個基本上的了解，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造 打下了堅實的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計的主要目的有兩個：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運用 CAD進(jìn)行 模具設(shè)計。二是掌握模具設(shè)計方法和步驟，了解模具的加工工藝過程。 本書是落料沖孔拉深模設(shè)計說明書， 結(jié)合模具的設(shè)計和制作，廣泛聽取各位人士的意見，經(jīng) 過多次修改和驗證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計的規(guī)范化 ，標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通

5、過查閱多方面的資 料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。其中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。 本書在編寫過程中得到了老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力幫助，在此表示衷心的感謝。由于本 人是應(yīng)屆畢業(yè)生,理論水平有限，實踐經(jīng)驗不足，書中難免有不當(dāng)和錯誤的地方，敬請各位老師與 廣大讀者批評指正。 1.2 .設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計工件如圖1.1所示: 技術(shù)要求: 1. 本產(chǎn)品為落料拉深件，2. 材料為08F，3.厚度為1mm 4. 工件對公差要求不高，5高度為5mm 6.公差按IT14級制造 7. 工件外觀必須平順，8.毛邊物等均需去除。 模具的總體結(jié)構(gòu)草圖如圖1.2:

6、 ￥ 帶 W Wtt 圖1.2 2.工藝方案分析及確定 2.1 零件的工藝分析 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條 件下，能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影 響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一 要求對該零件進(jìn)行工藝分析。 零件尺寸公差無要求，故按IT14級選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該件外形簡單, 形狀規(guī)則，適

7、于沖裁加工。材料為08F，厚度為1mm 2.2 工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的 沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一 個合理的沖壓工藝方案。 此副模具為生產(chǎn)該產(chǎn)品的第一道工序即落料拉深所用。產(chǎn)品最終成形還需要拉深模，正是由 于考慮到零件拉深工藝的復(fù)雜性，若采取落料拉伸連續(xù)模，雖然、減少了產(chǎn)品的沖壓成形時間， 但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求高，制造周期長，制模成本高，加工也不方便。故不宜采用。 該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造

8、條 件與沖壓設(shè)備，采用拉深復(fù)合模，模具制造周期短，價格低廉，工人操作安全，方便可靠。 2.3 沖壓件坯料尺寸的確定 坯料厚度t=1mm材料為08F，根據(jù)零件尺寸，其相對高度為: H 5 -0.5 d 175 -1 = 0.03 根據(jù)零件的相對高度查表無需取修邊余量。 坯料的直徑為: D= .. d2 4d H -1.72r -0.56r2 依圖 d=175mm. r=3mm. H=4.5mm 代入公式得：D=193.8mm 2.4 拉深次數(shù)的確定 坯料的相對厚度： t 1 m= - 100% =0.52% D 193.8 零件的拉深系數(shù)： 175 m= 上’

9、 :.0.9 0.53 193.8 查表5-8，零件能一次拉深成形。 沖壓件總坯料。總=35mm 193.8mm = 228.8mm 2.5排樣的確定 在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定 沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。 （1） 、沖裁件的排樣 排樣是指沖件在條料、帶料或 '板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖 件的外形有很大關(guān)系。 根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無 工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。 （2） 、材料利用率 衡量材料經(jīng)濟(jì)

10、利用的指標(biāo)是材料利用率。 一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 n * A *100% n=B*h （3.1 ） 式中 A ——沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）; n――一個進(jìn)距內(nèi)的沖件數(shù)目； B――條料寬度（mm）； h 進(jìn)距（mm）. 一張板料上總的材料利用率 n為: * 100 % 式中 N ——一張板料上的沖件總數(shù)目； L 板料長度（mm）; A――板料寬度（mm）; （3）、搭邊 排樣時，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證 沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料 搭邊數(shù)值取決于以下因素： ① 件的尺寸和形

11、狀。 ② 材料的硬度和厚度。 ③ 排樣的形式（直排、斜排、對排等）。 ④ 條料的送料方法（是否有側(cè)壓板）。 ⑤ 擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單 計算確定的。 查表3—14得搭邊值： a=1.2mm, ai=1.0mm 〈〈冷沖模具設(shè)計指導(dǎo)〉＞) 計算得：步距 S=D+j^228.8+1=229.8mm 條料寬度：B=D+2a=228.8+2 1.2=231.2mm 板料擬訂選用： 1000 3000 1 當(dāng)采用橫排時： 裁板條數(shù)：①=3000/231.2 =12余 0.98mm 每條個數(shù)：n2 二 1000-1

12、 /229.8 =4余0.35mm 每板總個數(shù)：n ”1 % =48個 板的利用率： 2 48 漢3 14^114 42 =48 q.i4 114.4 =65.8% 1000 漢 3000 當(dāng)采用縱排時： 裁板條數(shù)：①=1000/ 231.2 二 4余 0.33mm 每條個數(shù)：n2 二 3000-1 /229.8 =13余0.05mm 每板總個數(shù)：n=ni匕=52個 板的利用率： 2 —52心.1454.4 =712% 1000 漢 3000 通過以上分析和計算得出采用橫排的利用率高。故采用橫排沖裁。 以圖2.1的排樣形式為最佳方案。 座外形尺寸應(yīng)比凹模相

13、應(yīng)尺寸大40~70。查《模具中國模具設(shè)計手冊》為了便宜安裝采用對角式 導(dǎo)柱模架。 其上模座尺寸為500X 315X 55 S D\ 凹模周界L=500mm,B=315mm,厚度=55mm的對角上模座。 材料：HT200 技術(shù)條件：按JB/T2855.1的規(guī)定 其他尺寸在表22.4-12 巴、沖阻標(biāo)準(zhǔn)模架及H標(biāo)準(zhǔn)冬件 59 續(xù)農(nóng)22412 m蒐囲界 D（H7） I) 1（H7） Lf h “1 l2 Ih 4 尺" 極阻 尺、1 極限 / L H n

14、 if 2 □2  315 313 55 325 460 ■4011 訥 3MU 松 100 60 + "川刃 0 ■65 + U.U30 (> M20 40 2KIJ lint 410 550 4乃 5UU 6U 510 655 如j 4UU 400 55 61? 40 41仆 -in 560 473 475 6H 37U 630 65 640 78(1 710 480 70 65 70 5MI 5m) 5

15、UU 65 510 510 650 5lW 580 4WJ 其下模座尺寸為500X 315X 60 I k j F x 7T _■』 凹模周界L=500mm,B=315mm,厚度=60mm的對角模座。 材料：HT200 技術(shù)條件：按JB/T2855.2的規(guī)定 其他尺寸可查表22.4-13 -10 - 沖孔落料拉深復(fù)合模 QQ251133408有圖紙 續(xù)吸224口 1川模囲界 d（Ii7） H 扎 - L-, Ji, S

16、 1. 施木 Rd ftt限 尺 1. i 3.2.13 導(dǎo)向零件的選擇 根據(jù)設(shè)計及其成本的考慮，本設(shè)計采用在中，小型模具中應(yīng)用最廣的滑動導(dǎo)向副結(jié)構(gòu)。 其布置 形式采用對角導(dǎo)柱形式?；瑒訉?dǎo)向副主要有導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)套和上模座采用 H7/r6過盈配合， 導(dǎo)套孔與導(dǎo)套柱間采用H6/h5.H7/h6的間隙配合。為使導(dǎo)套內(nèi)便于儲油并經(jīng)常保持摩擦副潤滑， 導(dǎo) 內(nèi)孔開有油槽。導(dǎo)套，導(dǎo)柱均有國家標(biāo)準(zhǔn)，國標(biāo)中對導(dǎo)套，導(dǎo)柱的尺寸，材料，表面質(zhì)量等都有相 應(yīng)的規(guī)定。本設(shè)計采A型導(dǎo)柱和A導(dǎo)套。 直徑d=50；.016 mm公差帶h6,長度L=65

17、0mm的A型導(dǎo)柱: 標(biāo)記示例： 直徑J = 20 mm*公差帶R5'■長度L = 120 mm的A樂導(dǎo)柱土 導(dǎo)柱 A2UK5 x J20 G1V I 2^1 1 技術(shù)條件:按Jli/T RO7O-沖弗時規(guī)定 R*由制逍F"決定 導(dǎo)套采用A型導(dǎo)套 D(r6)=62mm b=1mm a=2m技術(shù)條件：按 JB/T8070-1995 規(guī)定 065 3.2.14、定位零件的設(shè)計 本副模具用擋料螺栓來定位的。它的主要目的是用來控制送料步距。 查表8—— 33 《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》螺紋規(guī)格 d=M12公稱長度l=80mm 標(biāo)記為 GB 5782 --- 86-m12*80

18、其他尺寸如下 d=d+1-2c/50 mm d1=8.6mm c=1.2mm 3.2.15、推桿與推板的設(shè)計 為了便于裝在上模內(nèi)，本副模具采用剛性推件裝置。 同時采用圓柱形推板，推板的直徑大約設(shè)計為 20mm，推板的長度大約為70mm 推板的形式很多，為保證凸模的支承剛度和強(qiáng)度，該模具推板的形狀設(shè)計為梅花形狀的，且各部 分的尺寸如推板的零件圖 3.2.16、 壓邊圈的設(shè)計 壓邊裝置的類型為剛性壓邊裝置，并采用壓料限位裝制限位距為 s= (0.8~0.9) mm取1.2mmB據(jù) 《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》，其材料選用，它是一種滾動軸承鋼。，能夠保證零件具有較高的強(qiáng)度 GCr

19、15。 3.2.17、 固定方式的確定 模柄采用圓式，鑲嵌在上模座上而上模座則與墊板，凹模固定板用螺栓與銷釘緊固。打桿由螺 母5瑣緊。 3.2.18、 凸模的固定 本模具采用凸臺式凸模，凸臺鑲嵌在凸模固定板上，而凸模固定板用螺栓與銷釘緊固在下模座 上 3.2.19、 凹模的固定 凹模與固定板以及下模座用銷釘緊固 3.2.20、 凸凹模的緊固 因為凸凹模兩端都設(shè)計成臺階式鑲嵌在凹模 1與拉深凹模內(nèi)。 3.2.21、確定裝配基準(zhǔn) 1. 落料，拉深應(yīng)以沖材凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。 首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用平行 板將凸凹模和

20、下模座夾緊。 沖裁模具材料的選?。? 可查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》表8-8和8-9： 凸模的材料為T10A，凹模的材料為T10A，熱處理硬度為58-62HRC，墊板、凸模固定板、凹 模固定板的材料的45號鋼，熱處理硬度為HRC43-48。 沖裁模的常用配合: 2 、H7/h6的間隙定位配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合。 3 、H7/r6的過度配合，用于較高的定位，凸模與固定板的配合，導(dǎo)套與模座，導(dǎo)套與固定板， 模柄與模座的配合。 4 、H7/m6的過度配合，能以最好的定位精度滿足零件的剛性和定位要求，凸模的固定導(dǎo)套與模 座的固定、導(dǎo)柱與固定板的固定。 結(jié)束語 通過這次模具設(shè)計，本人在多方面

21、都有所提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課 程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作 能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌 握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了 模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了 全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。 在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模具的能力以及綜合運用知識的能力， 體會了學(xué)以致用、 突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而

22、加以彌補(bǔ)。 在此感謝我的導(dǎo)師，吳彥紅.他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循 循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指 教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 《冷沖模設(shè)計》 丁松聚主編-——北京機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 《冷沖壓模具設(shè)計手冊》 丁松聚主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 《典型零件模具圖冊》- 陳曉華- 機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》 ------長沙一- 湖南大學(xué)出版社 1998.10 ⑸ 《金屬材料及熱處理》一- -—丁仁亮主編- 北京機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 《機(jī)械制圖》教科書 李澄等主編 高等教育出版社 [7] 《模具制造工藝》教科書 華北航天工業(yè)學(xué)院孫鳳勤主編 機(jī)械工業(yè)出版社 -17 -