2579 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)1,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11、緒論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”.美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”.在德國(guó)模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱(chēng) .目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)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(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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)。 近年來(lái)， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專(zhuān)業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(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(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)34）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、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(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)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(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)42、沖壓件的工藝分析零件名稱(chēng)：端蓋 生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼料厚：1mm零件簡(jiǎn)圖：(見(jiàn)下圖)河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)52.1 零件工藝性此工件為有凸緣的錐形件，且底部帶有圓孔，拉深高度不高，拉深前后厚度不變，工件材料為 08 鋼，拉深性能比較好，且此工件的形狀滿足拉深工藝要求，可用拉深工序加工。工件底部上有一直徑 d=6.5mm 的圓孔，孔邊與筒壁之間的距離為L(zhǎng)=10.5mm≧R+0.5t=3.25mm ，滿足沖裁尺寸條件要求。該制件為端蓋，制件形較為簡(jiǎn)單。但需要多道工序才能完成。制件形狀為錐形，中心處有圓孔，對(duì)精度要求不高. 從制件圖上可以看出，必須先通過(guò)落料和沖工藝孔，然后再進(jìn)行拉深，需要兩套模具，很明顯拉深決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對(duì)拉深工藝進(jìn)行分析。2.2 工藝方案的確定因?yàn)楣ぜ閹咕壡业撞坑袌A孔的錐形零件，零件形狀為圓形，所以該工件的生產(chǎn)包括落料、沖孔、拉深、切邊四個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，其次沖孔，再拉深，最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料—拉深—沖孔—切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：先落料拉深，再?zèng)_孔切邊，采用兩套復(fù)合模具生產(chǎn)。對(duì)各種方案的分析方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要四道工序四副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率較高，能滿足大批量生產(chǎn)要求，但是模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具的生產(chǎn)、裝配和維修困難。方案三需要兩副模具，雖然比方案二多了一副模具，但由于每套模具只進(jìn)行兩個(gè)工序，且零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，模具制造、裝配和維修并不困難，模具采用復(fù)合形式，簡(jiǎn)化了工序，生產(chǎn)效率比方案一高，能滿足大批量生產(chǎn)的要求，所以經(jīng)綜合考慮，工件采用方案三進(jìn)行生產(chǎn)。3、工藝性計(jì)算3.1 計(jì)算毛坯尺寸由工件簡(jiǎn)圖可得，d = 60 mm,d= (30 - 1)mm = 29mm,由凸緣的相對(duì)直徑 d / d = 凸 t60mm / 29mm = 2.07,查表 4.2 得修邊余量 = 1.4mm,因零件底部圓角半徑 r 與凸緣圓R?角半徑 R 相等，即 r = R 時(shí)，有凸緣錐形件的毛胚直徑；D = dhdt4.32??河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7將 d = 60 + 2 = (60 + 2×1.4)mm = 62.8mm ,d = 29mm,H = (8 – 1)mm = tR?7mm,R = 2mm,代入上式中，得毛坯的直徑為D = 68mm?????294.37948.623.2 排樣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖。該零件為圓形件，單向排列時(shí)（如圖所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。3.3 條料寬度、導(dǎo)料板間距離和材料利用率的計(jì)算查表 2.9 取得搭邊值為 a = 0.8mm，a =1mm。1條料寬度的計(jì)算： B =（D + 2a + C）0??max0??B__條料寬度（mm）D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a—側(cè)搭邊的最小值；△—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差；C—導(dǎo)料板與最寬條料之間的單面最小間隙；把 D = 68mm，a = 1mm,查表得 C = 0.5, △= 0.5mm,代入上式得maxB = 68+2+0.5=70.5 mm。 05.?材料利用率的計(jì)算：河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 1000mm×2000mm×1mm 的冷軋薄鋼板，每塊可切成 71.4mm×1000mm 規(guī)格條料 28 條，材料剪切利用率為1= =98.9%?104.75?計(jì)算沖壓件毛坯的面積：S= ×3.14×68 =3650mm4122一個(gè)步距材料利用率通用計(jì)算公式 = ×100%?BAnS式中 S—一個(gè)零件的實(shí)際面積，mm2;n—一個(gè)步距內(nèi)實(shí)際沖裁件數(shù)量；B—條料寬度，mm; A—送料步距， mm把 S =3650mm ,n = 1,B = 70.5mm,A = D + a = 69mm + 0.8mm = 69.8mm。代入2 1上式得= 75.4% ?導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：A = B + C = D + 2a + 2Cmax式中 B__條料寬度（mm）D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a—側(cè)搭邊的最小值；C__導(dǎo)料板與最寬條料之間的單面最小間隙；把 B = 70.5mm，C = 0.5, a =1mm, D = 68mm，代入上式得max河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9A = 68mm + 2×1mm + 2×0.5mm = 71mm。3.4 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸查表 2.4 得間隙值 Z =0.1mm，Z =0.14mm。minmax3.41 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算由于沖孔是一個(gè)簡(jiǎn)單的圓形，因沖裁此類(lèi)工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以擬采用分別制造法加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。查表 2.5 得凸、凹模制造公差：= 0.020mm， = 0.020mm。?凸 ?凹校核：Z - Z = 0.04mm，而 + = 0.04mmmaxin?凸 凹滿足 Z - Z ≥ + 的條件。i?凸 凹-工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：68 、 6.5 、?046.?2.0?查表 2.6 得：IT11 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) x = 0.5根據(jù)設(shè)計(jì)原則,沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)加工時(shí)，以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，由式2.5 和 2.6 得d = （d + xΔ）凸 min0凸??d = （d + Z ）凹 凸 in凹??0式中 d 、d —沖孔凸凹模尺寸；凸 凹—沖孔件的最小基本尺寸；min河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10x—磨損系數(shù)；Δ—工件制造公差；Z —最小合理間隙；minδ 、δ —凸、凹模的制造公差。凸 凹把 d = 6.5mm,x = 0. 5, Δ = 0.22, Z =0.1mm, = 0.02mm， = min min?凸 ?凹0.02mm 代入上式得d = （6.5 + 0.5×0.22） = 6.61 mm凸 02.?02.?d = （6.61mm + 0.1） = 6.71 mm凹 025.?02.?3.42 落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算查表 2.5 得凸、凹模制造公差： = 0.025mm， = 0.035mm。?凸 ?凹校核：Z - Z = 0.040mm，而 + = 0.055mmmaxin凸 凹滿足 Z - Z < + 的條件。i凸 凹所以采用配作法加工。當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)是，凹模磨損后，刃口部分尺寸增大，屬于 A 類(lèi)尺寸。查表 4.6 得 IT12 級(jí) x = 0.5由式（2.8）得D = ( D - x )凹 ?凹??0式中 D —落料凹模尺寸；凹D—落料件的基本尺寸；x—磨損系數(shù)；河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11Δ—工件制造公差；δ —凸、凹模的制造公差。凹把 D = 68mm，x = 0. 5, Δ = 0.46, = 0.035mm 代入上式得?凹D = （68 – 0.5×0.46） = 67.77 mm凹 12.0?12.0?落料凸模得基本尺寸與凹模相同，不必標(biāo)注公差，但凹模得實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z =0.1mm。min3.43 拉深凸、凹模尺寸的計(jì)算為了保證錐形拉伸件的錐度，所以以凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工，由式 4.37 和4.38 得d = ( d+0.4 )凸 ?0凸??d = ( d +0.4 +Z)凹 凹??0式中： d 、 d —凸、凹模的尺寸；凸 凹d__零件內(nèi)徑的最小極限尺寸；Δ—零件的公差；δ 、δ —凸、凹模制造公差；凸 凹Z—拉深模雙面間隙。查表得 Δ = 0.22，δ =δ = 0.02mm,因?yàn)楣ぜ木纫蟛⒉桓撸鋯瓮?凹面間隙值為= （1～1.1）t = （1～1.1）× 1 2Z所以取 Z = 2mm代入上式得河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12d = ( d +0.4 ) =（30+0.4*0.22） = 30.88 mm凸 ?0凸??02.?02.?d =（30.88+2） = 32.88 mm凹 02.?0.?3.44 拉伸凸、凹模的圓角半徑的計(jì)算由于零件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形，因此，凸模的圓角半徑為 r 凸=2mm，凹模平面轉(zhuǎn)角的圓角半徑為 r 凹= 經(jīng)計(jì)算得： 41.0tr?r 凹= =2.24mm.2?3.5 沖壓力得計(jì)算3.51.落料力 F = 1.3 t落 ??D式中 ___材料抗剪強(qiáng)度D___毛胚直徑t___材料厚度查表得 08 鋼得抗剪強(qiáng)度 = 300MPa。把 D =68mm,t = 1mm 代入上式得?F = 1.3×3.14×68mm ×300MPa×1mm ≈ 85.4kN。 落同樣得沖孔力 F =1.3×6.5×3.14×1×300=8.164kN孔落料時(shí)的卸料力 F = K F卸 卸 落K ___卸料力系數(shù)；卸F ——落料力； 落查表得 K = 0.05，F(xiàn) =85.4kN，所以代入上式得卸 落F = 0.05×85.4kN ≈ 4.27kN 卸沖孔時(shí)得推件力 F =nK F推 孔河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13取直筒形刃口的凹模形式，由表 2.21 得，h=6mm，則 n=h/t=6 個(gè)，查表 2.7 得K=0.05F =6×0.05×6.164=2.45KN推3.52.拉深力 F = K dt拉 ??b式中 K___修正系數(shù)，查表 4.6；d___拉深后工序件中徑；t___材料厚度；___材料的抗拉強(qiáng)度；?b查表得 K = 1.0， = 400MPa，把 K = 1.0， = 400MPa，d = b ?b29mm,t = 1mm,代入上式得F = 1×3.14×29mm×1mm×400Mpa =36.4KN。拉3.53.壓邊力:F = P壓 4???212)(凹rdD??式中 D___毛胚直徑（mm） ；d ___第一次拉深后工件的直徑（mm） ；1r ___拉深凹模圓角半徑（mm） ；凹P___單位壓邊力（Mpa） ；查表得 P = 2.5Mpa， 取 r =2.24mm。d = 68mm，d = 30mm。代入1凹 1上式得F = ×2.5Mpa ≈ 6.74Kn壓 41.3??2)4.30(68mm????河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)143.54.頂件力F = K F 頂 頂 拉式中 K ___頂件力系數(shù)；頂F ___拉深力；拉查表得 K = 0.06，P = 36.4KN，代入上式得頂 拉F = 0.06×36.4KN = 2.18kN。頂所以綜上可得，落料拉深模得總沖裁力F = F + F +F + F +F = 85.4kN +36.4 kN 1總 落 拉 卸 壓 頂+4.27Kn+6.24kN+2.18kN =134.5 kN。P = P + P = 8.164kN +2.45kN = 10.614kN。2總 沖 推4、模具工作部分的設(shè)計(jì)4.1 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模刃口采用直筒形刃口，并查表 2.21，取得刃口高度為 h=6mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15查表 2.22，得 k=0.3即凹模高度 H=kb=0.3 68=20.4mm?凹模厚度 C=1.5x20.4=30.6mm凹模外形尺寸的確定：凹模外形直徑 d=68+2×30.6=129.2mm凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為 160mm×25mm。?4.2 沖孔 6.5 的凸模設(shè)計(jì)?凸模固定板的厚度取 25mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來(lái)確定L=25+33+2=60mm4.3 模柄因?yàn)槟＞叱叽绮皇翘?，綜合考慮選用垂直度和同軸度較好的壓入式模柄，根據(jù)JB/T 7646.1 選取基本尺寸標(biāo)準(zhǔn)為 40mm 的模柄，具體如下圖所示：?xx4.4 墊板因?yàn)橥拱寄：吐淞习寄６紴閳A形，所以采用圓形墊板，由 JB/T 7653—1994 的規(guī)定，選取規(guī)格為 160mm ×8mm 的墊板。?河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)16xxx A4.5 凸模固定板凸模固定板主要用來(lái)固定拉深凸模，使其在工作過(guò)程中保持穩(wěn)定和精度，所以根據(jù) JB/T 7653—1994 選取規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)為 160mm×25mm 的凸凹模固定板，為了使其均勻?固定，需要在其上加工三個(gè)螺紋孔和三個(gè)銷(xiāo)釘孔，又因?yàn)槔罴庸ば枰獕哼吶?，所以還需要在凸模固定板上加工三個(gè)頂桿孔，使壓邊圈起到壓邊作用，另外還要加工固定凸模的階梯孔。 4.6 凸凹模固定板凸凹模固定板是用來(lái)固定凸凹模，使其在工作過(guò)程中能穩(wěn)定的工作，保持模具的精度，它通過(guò)螺釘與上模座進(jìn)行緊固連接，同時(shí)通過(guò)銷(xiāo)釘進(jìn)行定位，以保證安裝位置的精度，另外卸料螺釘通過(guò)安裝在固定板的彈簧達(dá)到彈性卸料的目的，所以需要在凸凹模固定板上加工三個(gè)螺釘孔和兩個(gè)銷(xiāo)釘孔，另外還要加工一個(gè)固定凸凹模的階梯孔河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17和三個(gè)卸料螺釘孔。 xxx A4.7 落料凹模落料凹模是模具的主要工作零件，需要較高的強(qiáng)度和精度，所以凹模材料選用Cr12，淬火硬度為：58—62HRC，凹模刃口尺寸為 67.77 mm，可通過(guò)鏜、銑削、120.?磨削等加工方法進(jìn)行加工制造，安裝時(shí)通過(guò)螺釘與銷(xiāo)釘和下模座進(jìn)行連接和定位，所以凹模上要加工螺釘孔和銷(xiāo)釘孔，刃口部分采用階梯孔形式，以方便安裝壓邊圈，如下圖所示：河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18x A4.8 卸料板卸料板是模具的主要卸料零件，它與卸料螺釘、彈簧組成彈性卸料裝置，以卸除卡在凸凹模上的條料，使工作快速進(jìn)行，與凸凹模之間采用間隙配合，卸料板需加工卸料螺釘孔與卸料螺釘進(jìn)行河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19A4.9 頂件塊 在拉深工序中，為保證拉深件的表面質(zhì)量，防止拉深過(guò)程中材料的起皺，常采用頂件塊用合適的力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上，并使毛坯從頂件塊與凹模平面之間的縫隙中通過(guò)，從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。頂件塊的內(nèi)形與拉深凸模大間隙配合，一般與頂料桿(三根以上)、橡皮等構(gòu)成彈性卸料系統(tǒng)。 A河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)204.10 凸凹模凸凹模是落料的凸模又是拉深的凹模，做為模具的主要成形零部件，其精度和強(qiáng)度都有較高的要求，其外部形狀可以通過(guò)車(chē)削、鏜削、磨削等加工方法進(jìn)行加工制造，材料可選用 Cr12，淬火硬度為 58—62HRC，2x450 A4.11 模具其它部件的選用模具其它部件的選用見(jiàn)表 2—1表 2—1 模具其它部件的選用序號(hào) 名稱(chēng) 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理1 銷(xiāo)釘 2 40Cr φ10×60　2 打桿 1 40 φ11×150 40～45HRC3 螺釘 3 45 M12×604 打料塊 1 40 φ40×40 40～45HRC河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)215 卸料螺釘 3 40Cr M12×85 30～35HRC6 螺釘 3 45 M12×957 頂桿 3 T8A M10×90 40～45HRC8 銷(xiāo)釘 3 40Cr φ10×909 彈簧 3 20 90×67010 橡皮 14.12 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸不大，且工件精度要求較高，為了工作過(guò)程穩(wěn)定和保證工件精度，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表 3-1。表 3-1 拉深落料模 架 規(guī) 格 選 用名稱(chēng) 尺寸 材料 熱處理上模座 160mm×160mm×40mm HT200下模座 160mm×160mm×45mm HT200導(dǎo)柱 28mm×170mm、32mm×170mm 20 滲碳 58～62HRC導(dǎo)套 28mm×100mm×38mm、32mm×100mm×38mm 20 滲碳 58～62HRC最小閉合高度 H = 180mm, 最大閉合高度 H = 220mm。min max模具的閉合高度 H = 上模座厚 + 墊板厚 + 凸凹模厚 + 凸模厚 + 下模座厚 + 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22墊板厚 - （料厚 +　工件高度） = 40mm + 8mm + 64mm + 50mm + 45mm + 10mm – (1mm + 8mm) =193mm因?yàn)槟＞叩姆忾]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，一般取：Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm由此可知，要使工件能順利的加工和從模具上取出，必須要模具有足夠的封閉高度 Hmax≥H+5mm=193mm + 5mm = 198mmHmin≤H-10mm=193mm – 10mm = 183mm因 H = 220mm ≥ 198mm, H = 180mm ≤183mm, 所以可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架。max min4.13.沖壓設(shè)備的選擇 為了使壓力機(jī)能安全工作，取F ≥ （1.6 ～ 1.8）P壓 機(jī) 總所以落料拉深的壓力機(jī)F ≥ （1.6 ～ 1.8）P = 1.7×134.5 kN = 228.64 kN1壓 機(jī) 1總沖孔壓力機(jī)F ≥ （1.6 ～ 1.8）P = 1.7 × 10.614kN = 18kN。2壓 機(jī) 2總故落料拉深模選用 630kN 的開(kāi)式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下。公稱(chēng)壓力：630kN滑塊行程：130mm最大封閉高度：360mm最大封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)23工作臺(tái)尺寸：480mm×710mm工作臺(tái)墊板孔尺寸： 250?模柄孔尺寸： 50mm×80mm?工作臺(tái)墊板厚度：80mm沖孔模選用 150kN 的開(kāi)式壓力機(jī)。5、模具的裝配總裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴(lài)關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來(lái)確定裝配基準(zhǔn)件，例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，級(jí)進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件；其次，應(yīng)確定裝配順序，根據(jù)各個(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴(lài)關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進(jìn)行試沖，通過(guò)試沖發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)調(diào)整河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24和修理直至模具沖出合格零件為止。1）通讀設(shè)計(jì)圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：本模具的裝配工藝要 點(diǎn)是：同時(shí)保證落料和沖孔用凸凹模間隙的均勻；打料機(jī)構(gòu)工作可靠，能及時(shí)推出工件。2）查對(duì)各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗(yàn)合格。3）裝配模柄：將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷(xiāo)孔，打入止轉(zhuǎn)銷(xiāo)。4）裝配凸凹模：按照壓入法操作要求，將凸凹模壓入固定板中，檢查凸凹模相對(duì)固定板基準(zhǔn)面的垂直度，并刃入凸模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入，認(rèn)定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。5）裝配凸模：將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領(lǐng)，檢查其相對(duì)固定板基準(zhǔn)面的垂直度，認(rèn)定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。6)裝配下模：將組裝好的凸?！潭ò搴拖聣|板，按照設(shè)計(jì)要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷(xiāo)孔，裝入圓柱銷(xiāo)。7)裝配上模：將組裝好的凸凹模—固定板和上墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認(rèn)定均勻后，在上模相應(yīng)部位鉆、鉸銷(xiāo)孔，打入圓銷(xiāo)。 8)安裝凹模：將凹模安裝在下模相應(yīng)部位，凹模和凸凹模間隙，用墊片法或直接安裝法控制其均勻性。5.1 模具總裝圖河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)251.下模座 2.墊板 3.凸模固定板 4.落料凹模 5.螺釘 6.導(dǎo)柱 7.導(dǎo)套 8.上模座 9.彈簧 10.卸料螺釘 11.模柄 12.橡皮 13.銷(xiāo)釘 14.螺釘 15.墊板 16.凸凹模固定板 17.推薦塊 18.卸料板 19.凸凹模 20.頂件塊 21.銷(xiāo)釘 22.拉深凸模 23.橡皮 24.托板 25.螺栓 26.螺母 27.頂桿結(jié)束語(yǔ)河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分，是衡量一個(gè)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課水平的重要標(biāo)志。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練，也是我們步入工作前的一次檢驗(yàn)。就我個(gè)人而言，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識(shí)，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，回顧一個(gè)多月的設(shè)計(jì)生活，讓我感慨頗深，主要體會(huì)有以下幾點(diǎn)：1 扎實(shí)的基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計(jì)又或多或少的用到了這些知識(shí)，從而迫使我認(rèn)真扎實(shí)的學(xué)習(xí)了以前的課程，并加深了對(duì)這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺(jué)，如機(jī)械制圖中的各種線型的特點(diǎn)應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測(cè)量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)與制造步驟，模具材料的正確選用等。2 理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性以前的學(xué)習(xí)中，基本上是純理論的學(xué)習(xí)，雖然有金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐的體味，但卻停留在表面上，沒(méi)有進(jìn)行過(guò)真正的設(shè)計(jì)，從而使理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)后的一次真正的練兵。我認(rèn)真回顧了以前所見(jiàn)所學(xué)的塑料模知識(shí)，在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟，然后開(kāi)始到圖書(shū)館查資料作設(shè)計(jì)。在作設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我才真正感覺(jué)到眼高手低的含義，同時(shí)也“窺一斑而知全豹” ，自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無(wú)遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。通過(guò)向老師們請(qǐng)教，我了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè)，面向市場(chǎng)的原則，畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對(duì)實(shí)踐能力的一次強(qiáng)有力的訓(xùn)練，是我們獨(dú)立工作的前湊，將對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。3 對(duì)模具設(shè)計(jì)中的安全性，經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識(shí)在設(shè)計(jì)工作中，要不斷對(duì)安全性進(jìn)行分析，從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，需要考慮到模具的成本問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件。4 電腦成為設(shè)計(jì)中重要的輔助工具河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27由于工件形狀復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中計(jì)算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)程老師指點(diǎn)迷津，通過(guò) Pro/E 繪圖和計(jì)算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時(shí)采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)械繪圖，電子文檔文本，從而對(duì) AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了很大的進(jìn)展，對(duì) WORD，WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，電腦終將成為設(shè)計(jì)的必備工具，這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。5 設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠，但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問(wèn)題外，極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問(wèn)題，作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認(rèn)真、勤學(xué)好問(wèn)、實(shí)事求是，才能正確對(duì)待設(shè)計(jì)，才有可能取得設(shè)計(jì)的圓滿成功?？傊ㄟ^(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了更深的認(rèn)識(shí)，得到了許多有益的啟示，這對(duì)畢業(yè)后的過(guò)渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，多與人交流，提高自己的個(gè)人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗(yàn)，誠(chéng)實(shí)守信，爭(zhēng)取在事業(yè)上更上一層樓，芝麻開(kāi)花—節(jié)節(jié)高。致 謝時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開(kāi)可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書(shū)上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書(shū)館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，咨詢問(wèn)題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師劉軼老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！參 考 文 獻(xiàn)[1]薛彥成主編. 公差配合與技術(shù)測(cè)量。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10[2]中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)主編. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典。南昌江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.1[3]郝濱海主編. 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29[4]王樹(shù)勛主編. 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)。華南理工大學(xué)出版社， 1995.6[5]楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7[6]王孝培主編. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001.3[7]劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。北京：高等教育出版社，2002.3[8]吳伯杰編著. 沖壓工藝與模具。北京：電子工業(yè)出版社，2001.5[9]周玲編著. 沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解。化學(xué)工業(yè)出版社，2003.4[10模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委會(huì)。沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例。機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8[11]馬正元. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6