畢業(yè)設計----直壁筒形件沖壓成型工藝及模具設計

1、<p><b>　　緒 論</b></p><p>　　模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè),是工業(yè)生產的重要工藝裝備.先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè).日本工業(yè)界認為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱.</p><p>　　1.1

2、國內模具的現狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　1.1.1國內模具的現狀</p><p>　　在我國，隨著生產和科學技術的發(fā)展，特別是20世紀80年代以來，產品的更新換代速度明顯加快，產品數量明顯的迅速增加。這使得模具的需求量增加，質量要求越來越高，從而使模具技術在國民經濟中的地位和作用日趨重要。</p><p>　　我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，2003年我

3、國模具生產廠點約有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。</p><p>　　在2萬多家生產廠點中，有一半以上

4、是自產自用的。在模具企業(yè)中，產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)。 近年來， 模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現為：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品；專業(yè)模具廠數量增加，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。</p><p>　　雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適

5、應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:</p><p>　　第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 </p><p>　　第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我

6、國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現現代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 </p><p>　　第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國

7、外企業(yè)落后許多，特別是設備數控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。</p><p>　　第四，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，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化

8、程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產自用。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，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 </p><p>　　第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較

9、大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。</p><p>　　1.1.2　國內模具的發(fā)展趨勢</p><p>　　巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:  

10、;   </p><p>　　1） 模具日趨大型化；   </p><p>　　2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；  </p><p>　　3）模具掃描及數字化系統(tǒng)；   </p><p>　　4）在塑料模具中推廣應用熱流

11、道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； </p><p>　　5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；   </p><p>　　6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；   </p><p>　　7）模具的精度將越來越高； </p><p>　　8）模具

12、研磨拋光將自動化、智能化；  </p><p>　　9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；  </p><p>　　10）開發(fā)新的成形工藝和模具。</p><p>　　1.2　國外模具的現狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　模具是工業(yè)生產關鍵的工藝裝備。隨著工業(yè)技術的迅速發(fā)展，在國民經濟的各個領域都

13、越來越多的依賴模具來進行加工。在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現出的高效率、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法替代的。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。 </p><p>　　隨著工業(yè)生產的發(fā)展模具工業(yè)也

14、迅速的發(fā)展。世界上一些發(fā)達的國家其模具工業(yè)總產值早已超過拉機床工業(yè)，其發(fā)展速度也超過拉機床、汽車、電子等工業(yè)。在這些國家，模具工業(yè)已經成為國名經濟的基礎工業(yè)之一。美國工業(yè)界稱“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本模具協(xié)會稱“模具是促進社會富裕的動力”。模具的價值不只是指模具本身的價值，還在于它的應用為社會創(chuàng)造的巨大的經濟效益和社會效益。模具技術特別是制造精密、復雜、長壽命模具的技術，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要的標志之一。工業(yè)發(fā)達國

15、家在汽車、電子、儀表、輕工等方面發(fā)展的速度，產品先進、有競爭力很大程度上取決與模具的供應情況和先進程度。近幾年，全球模具市場呈現供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產值的三分之一。 </p><p>　　國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專&quo

16、t;、"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)的產值就占德國模具產值的90%，可見其規(guī)模效益。 </p><p>　　隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計

17、、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。</p><p>　　國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％．</p><p>　　1.3　直壁筒形件拉深模具設計與制造方面</p><p>

18、;　　1.3.1直壁筒形件拉深模具設計的設計思路</p><p>　　拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應在IT13級以下，不宜高于IT11級。</p><p>　　只有加強拉深變形基礎理論

19、的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定拉深工藝參數和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。</p><p>　　1.3.2直壁筒形件拉深模具設計的進度</p><p>　　1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現狀，所用時間20天；</p><p>　　2.確定加工方案，所用時間5天；</p

20、><p>　　3.模具的設計，所用時間30天；</p><p>　　4．模具的調試．所用時間5天．</p><p>　　2.直壁筒形件沖壓工藝的分析</p><p>　　2.1拉深件工藝分析</p><p>　　工件名稱：直壁圓筒形零件</p><p><b>　　材料： 純銅<

21、/b></p><p>　　厚度： 1.5mm</p><p>　　零件圖： 如下圖1-1所示</p><p>　　此工件為底部帶孔無凸緣直壁筒形件，形狀較為簡單，要求零件尺寸標注在外形，零件尺寸厚度不變。此工件的形狀滿足拉伸工藝要求，可用拉伸工序加工。</p><p>　　各圓角r=5≧2t，滿足拉深對圓角半徑的要求。由于沒有公差

22、等級標注，所以可以按未注公差等級處理，φ60的公差等級為IT14級，滿足拉深工序對工件公差等級的要求，工件的總體高度到最后可由修邊達到要求。</p><p><b>　　2.2拉深工藝方案</b></p><p>　　該零件所需的沖壓工序為落料，拉深和沖孔，可擬定出以下三種工藝方案：</p><p>　　方案一：用簡單模分三次加工，即落料，拉深

23、，沖孔</p><p>　　方案二：落料拉深沖孔復合模</p><p>　　方案三；落料拉深沖孔級進模</p><p>　　分析比較：方案一雖然簡單但是需要三道工序，三幅模具的累計誤差大，操作復雜，成本高，且效率低，難以滿足大批量生產。</p><p>　　方案二：復合模具只需要一副模具且行位精度和尺寸精度容易保證，所拉深的制件的坯料一般較薄

24、；且生產效率高，操作方便。</p><p>　　方案三：采用級進模也只需要一幅模具，生產效率高，精度也能滿足要求，但是模具的工作導向及定位裝置較復雜，模具的總體成本較高。</p><p>　　綜上所述，所以選擇方案二，用落料拉深沖孔復合模</p><p>　　3 必要的工藝設計計算</p><p>　　3.1排樣的設計及計算</p>

25、;<p>　　3.1.1計算毛坯直徑</p><p>　　因t=1.5mm﹥1mm，所以應按中線尺寸計算</p><p>　　3.1.2確定修邊余量 </p><p>　　根據拉深件尺寸，其相對高度為</p><p>　　h/d=(30-0.75)/(60-1.5)=0.5</p><p>　　查表4-

26、1，得修邊余量△h=2m </p><p>　　則拉深件總的高度h為：</p><p>　　H=30-0.75+2=31.25mm</p><p>　　3.1.3計算毛坯展開直徑 </p><p>　　根據圖中提供的數據得出計算后的數據d=58.5mm r=5mm h=31.25mm代入式（4-5）可求出毛坯的直徑D</p>

27、<p><b>　　D=</b></p><p>　　式中 d=60-1.5=58.5mm</p><p><b>　　r =5mm</b></p><p>　　h=30-0.75+2=31.25mm </p><p>　　代入數據得 D=mm=101mm</p>

28、<p>　　因為純銅的質地比較軟，沖裁時很容易，加之價格昂貴，為了提高材料利用率，減少廢料，應采用直排，排樣方法設計成少廢料排樣，查表2.9取得工件間搭邊a為1.0mm側面搭邊值為1.2mm工件排樣圖如下圖1-2所示：</p><p>　　3.1.4計算條料寬度</p><p>　　由于采用少廢料排樣，所以條料寬度B為制件的直徑，即B= 2r=101mm 步距A=B+a=

29、101+1=102mm</p><p>　　3.1.5材料利用率計算</p><p>　　拉深件的毛坯面積S=π*r*r=3.14*50.5*50.5=8007.785mm2 一個步距材料的利用率：η=A/S=3.14*50.5*50.5/101*102=77.7%</p><p>　　式中 A----一個步距內零件的實際面積</p><p&g

30、t;　　S-----一個步距內所需要的毛坯面積 </p><p>　　3.2拉深工藝過程的設計與計算</p><p>　　修邊余量及毛坯展開直徑在上面排樣的設計及計算中已經計算出來 即：</p><p>　　修邊余量△h=2m 拉深件總的高度h=31.25mm毛坯展開直徑D=101mm</p><p>　　所以對于拉深工藝過程的設計及計算只需

31、進行如下幾項 </p><p>　　3.2．1確定拉深次數</p><p>　　根據毛坯的相對厚度(t/d)*100=1.485,查表4.3得各次的極限拉深系數[m1]=0.53 ,[m2]=0.76, [m3]=0.79, [m4]=0.81</p><p><b>　　零件總的拉深系數為</b></p>

32、<p>　　m總=d/D=58.5/101=0.579 m總=0.579>[m1]=0.53 </p><p>　　d1=[m1]*D=53.53mm<58.5mm </p><p>　　因此該零件只需要進行一次拉深就能達到所需要的尺寸</p><p>　　3.2.2拉深工序件尺寸的確定</p><p><b&

33、gt;　　①拉深工序件的直徑</b></p><p>　　根據表4.3對拉深系數進行調整得到[m1]=0.579</p><p>　　一次拉深后工序件的直徑為</p><p>　　d=0.579*101mm=58.5mm</p><p>　?、诶罟ば蚣叨鹊拇_定</p><p>　　根據經驗公式r凹=0.

34、80.8*t1/2和r凸=(0.6～1.0) r凹可以求的工序件筒底處的圓角半徑（對應工序中的凸模圓角半徑）r凸=5mm根據式（4.14）求的拉深后獲得的工序件的高度為</p><p>　　h=0.25×(D2/ d-d)+0.43×r凸/ d(d+0.32 r凸)</p><p>　　=0.25×(1012/58.5-58.5)+0.43×5/(5

35、8.5+0.32×5)</p><p><b>　　=29mm</b></p><p><b>　?、劾罟ば驁D1-3</b></p><p>　　3．3模具主要工作部分尺寸計算</p><p>　　3.3.1拉深時模具間隙</p><p>　　有壓料圈拉深時單邊間

36、隙值查表4.13得</p><p>　　單邊間隙Z/2= （1~1.1t）=1×1.5mm=1.5mm</p><p>　　因此，拉深間隙為： Z總=2*1.5=3mm</p><p>　　3.3.2拉深模圓角半徑</p><p>　　r凸= r凹=（5-0）mm=5mm</p><p>　　因此，拉深模圓

37、角半徑為5mm</p><p>　　3.3.3凸模、凹模、凸凹模工作部分尺寸計算</p><p>　　由于本直壁圓筒形件總共需要經歷落料，拉深，沖孔三個工序才能得到，由工藝方案的確定可以知道采用方案二，也就是用一幅復合模具來完成落料拉深和沖孔這三道工序。因此，模具的工作零件總共有四個，它們分別是：沖孔凸模，落料凹模，沖孔拉深凸凹模（沖孔凹模拉深凸模），落料拉深凸凹模（落料凸模拉深凹模）&l

38、t;/p><p>　　3.3.4毛坯外形落料凸，凹模刃口尺寸計算</p><p>　　對毛坯外輪廓進行落料時，其中凸凹模刃口尺寸計算如下：</p><p>　　IT14級時刃口尺寸標注為1010-0.87mm， </p><p>　　Zmax=0.120 Zmin=0.090 Zmax-Zmin=0.03mm</p&

39、gt;<p>　　查表2.5查得凸，凹模制造偏差落料部分</p><p>　　δ凸= 0.025 δ凹=0.035 </p><p>　　Zmax-Zmin=0.03mm﹤δ凸+δ凹=0.06mm</p><p>　　所以不能滿足分別加工時的要求，必須采用配作法進行加工制造模具。查表2.6查得0.20≤Δ時磨損系數X=0.5 <

40、/p><p>　　凹模磨損后毛坯直徑D的尺寸有所變大，其中凸凹模刃口尺寸計算公式如下</p><p>　　D凹落料=（D-xΔ）0+δ凹=（101-0.5X0.87）0+0.35 mm=100.5650+0.35mmm</p><p>　　D凸落料=（D - xΔ+Zmin ）0-δ凸=（101-0.5X0.87+0.09）0-0.025 mm =100.6550-0.

41、025mm</p><p><b>　　其中式中：</b></p><p>　　D凹落料：落料凹模尺寸 D凸落料：落料凸模尺寸</p><p>　　Δ：沖裁件的公差 δ凸,δ凹： 凸凹模制造偏差</p><p>　　3.3.5拉深凸、凹模刃口尺寸的計算</p><p>　　拉深件的尺寸精度由最

42、后一次拉深的凸，凹模的尺寸及公差決定，而最后一次拉深中凹模和凸模的尺寸和公差又應按零件的要求來確定。由零件圖可知此圓筒形拉深件只對外形尺寸和公差有要求，所以計算時應以凹模為基準，根據磨損規(guī)律，由式4.35和式4.36可知</p><p>　　凹模的基本尺寸D凹=（D- 0.75Δ）0+δ凹</p><p>　　凹模的基本尺寸D凸=（D- 0.75Δ-Z）0-δ凸</p>&l

43、t;p>　　式中 D；零件外徑的最大極限尺寸 </p><p>　　Δ：零件公差 Z：拉深模具的雙面間隙 </p><p>　　δ凸,δ凹：凸凹模的制造公差，</p><p>　　根據工件的公差來選定。工件公差為IT13級以上時，δ凸和δ凹可按IT6-IT8級選取;工件公差在IT14級以下時，δ凸和δ凹按IT10級選取。</p><

44、p>　　查表2.5可得δ凸=0.02 δ凹=0.03將以上數據分別代入公式中可得</p><p><b>　　拉深凹模的基本尺寸</b></p><p>　　D凹拉深=（60.01 - 0.75*0.01）0+0.03 mm =600+0.03 mm</p><p><b>　　拉深凸模的基本尺寸</b></

45、p><p>　　D凸拉深=（60.01 - 0.75*0.01-3）0-0.02 mm=570-0.02 mm</p><p>　　即拉深時凹模的基本尺寸D凹拉深=600+0.03 mm </p><p>　　凸模的基本尺寸D凸拉深=570-0.02 mm</p><p>　　3.3.6沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算</p><p

46、>　　對圓筒拉深件沖底孔時，其中凸凹模刃口尺寸計算如下：</p><p>　　IT14級時刃口尺寸標注為150+0.43 Zmax=0.120 Zmin=0.090 Zmax-Zmin=0.03mm</p><p>　　查表2.5得凸凹模制造公差沖孔部分 δ凸=0.02mm δ凹=0.02mm </p>

47、<p>　　Zmax-Zmin=0.03mm﹤δ凸+δ凹=0.04mm</p><p>　　所以不能滿足分別加工時的要求，必須采用配作法進行加工制造模具。查表2.6查得0.20≤Δ時磨損系數X=0.5 </p><p>　　凸模磨損后，沖孔直徑D孔的尺寸有所變小，其中凸凹模刃口尺寸由2.15和2.16可得如下</p><p>　　D凸沖孔=（D + xΔ

48、）0-δ凸 </p><p>　　D凹沖孔=（D + xΔ+Zmin ）0+0δ凹</p><p>　　其中： D凸沖孔 ：沖孔凸模尺寸 </p><p>　　D凹沖孔：沖孔凹模尺寸</p><p>　　Δ：沖裁件的公差 δ凸，δ凹：凸凹模制造偏差<

49、;/p><p>　　代入數據D凸沖孔=（D + xΔ）0-δ凸</p><p>　　=（15+0.5*0.43）0-0.02 mm=15.2150-0.02 mm </p><p>　　D凹沖孔=（D + xΔ+Zmin ）0+0δ凹</p><p>　　=（15+0.5*0.43+0.09）0+0.02 mm =15.3050+0.02m

50、m</p><p><b>　　3.4力的計算</b></p><p>　　3.4.1沖裁力的計算</p><p>　　落料力：F落=Ltσb=2π50.5*1.5*250=118.93KN</p><p>　　沖孔力：F沖= Ltσb=2π7.5*1.5*250=17.66KN</p><p>

51、　　3.4.2拉深力的計算</p><p>　　采用壓邊圈拉深時,第一次拉深</p><p>　　F拉=πdtδb k</p><p>　　式中 F拉：拉深力 δb：材料的抗拉強度 t：材料厚度 k：修正系數 d: 拉深后工序件中徑</p><p>　　查表4.6得修正系數k=0.94代入數據得

52、</p><p>　　F拉=πdtδb k=3.14*58.5*1.5*250*0.94=64.75KN</p><p>　　3.4.3壓邊力的計算</p><p>　　解決拉深工作中的起皺問題的主要方法是采用防皺壓邊圈，并且壓邊力要適當。如果拉深的變形程度比較小，毛坯的相對厚度比較大，則不需要采用壓邊圈，因為不會產生起皺。</p><p>

53、　　壓邊圈對拉深坯料的變形區(qū)施加的壓邊力F壓是為了防止毛坯起皺，保證拉深過程順利進行而施加的力，它的大小對拉深影響很大。壓邊力太小時，防皺效果不好，造成拉深件筒壁質量差；壓邊力太大時，則會增加危險斷面處的拉應力引起拉深件拉裂破壞或嚴重變薄超差。</p><p>　　在模具設計時，通常是使壓邊力F壓稍大于防皺作用所需的最低值，即在保證毛坯凸緣變性區(qū)不起皺的前提下，盡量選用小的壓邊力。通常在生產中，一次拉深時的壓邊力

54、F壓也可按拉深力的四分之一來選取即F壓=0.25 F拉 （式4.22）</p><p>　　所以壓邊力F壓=0.25*64.75=16.187KN</p><p>　　3.4.4壓力機公稱壓力的計算 </p><p>　　為了保證沖壓力足夠一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大30%左右，即</p><p>　　F總1=1.3 （F落+

55、F沖）=177.567KN</p><p>　　對于單動的壓力機淺拉深時通常情況下取</p><p>　　F總2≥（1.6—1.8）（F拉+ F壓）將②③中計算的拉深力和壓邊力代入得</p><p>　　F總2≥1.6（64.75+16.187）KN=129.5KN</p><p>　　所以壓力機的公稱壓力為</p><p

56、>　　F總= F總1+ F總2=177.567KN+129.5KN=307.06KN</p><p>　　3.4.5壓力中心的計算 </p><p>　　因為本零件即是軸對稱零件，又是中心對稱零件，而且是旋轉體零件，所以工件的壓力中心位于工件的底部圓心處。拉伸件的壓力中心如下圖1-4所示其中xc=0，Yc=0</p><p><b>　　4 模具

57、總體設計</b></p><p>　　4.1 模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓，所以模具類型為落料-拉深復合模。</p><p>　　4.2 定位方式的選擇</p><p>　　因為該模具使用的是條料，所以導料采用壓邊圈，送進步距控制采用擋料銷。</p><p>　　4

58、.3 卸料、出件方式的選擇</p><p>　　模具采用固定卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提供壓邊力。</p><p>　　5模具主要零部件的設計</p><p>　　5.1工作零部件（凸模、凹模、凸凹模）的結構設計</p><p>　　5.1.1落料拉深凸凹模的結構設計</p><p>　　在落

59、料拉深凸凹模內部，由于要設置推件塊和沖孔凸模，所以落料拉深凸凹模刃口應采用直壁圓筒形刃口，該凹模的結構簡單，宜采用整體式。</p><p>　　其結構如下圖2-1所示</p><p>　　5.1.2拉深沖孔凸凹模的的結構設計</p><p>　　該模具在拉深沖孔時，圓形拉深凸模的外輪廓與圓形落料毛坯接觸將毛坯拉入拉深凹模中，同時需要在圓形拉深凸模上開設一個與沖孔凸模

60、相配的孔作為沖孔凹模，該沖孔凹模應開設成上窄下寬的直壁錐形，方便沖孔時的廢料排除。其結構如下圖2-2所示：</p><p>　　5.1.3沖孔凸模的結構設計</p><p>　　因為所沖的孔為規(guī)則的圓形且不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面使加工方便，另一方面方便更換，其外形尺寸可以由測量得出，其形狀如下圖所示，由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強度足夠，所以無需

61、對其進行強度校核。</p><p>　　其結構如下圖2-3所示</p><p>　　5.1.4落料凹模的結構設計</p><p>　　該模具的落料凹模功能單一，形狀也較為簡單，只需要保證其尺寸精度和位置精度即可。其結構如下圖2-4所示</p><p>　　5.2定位零件的設計</p><p>　　定位零件的作用是使毛坯

62、在模具上能夠迅速準確地放正。此模具為倒裝復合模，根據模具總體設計可知此模具采用在固定卸料板上開設定位槽進行左右方向的精確定位，這樣使定位裝置結構簡單，便于制造和安裝</p><p>　　5.3壓料卸料和頂件裝置的設計</p><p>　　壓邊圈對拉深坯料的變形區(qū)施加的壓邊力F壓是為了防止毛坯起皺，保證拉深過程順利進行而施加的力，它的大小對拉深件質量影響很大，此制件的毛坯是圓形因此此模具中采

63、用壓邊圈進行壓料，一方面可以使模具結構簡單，另一方面還可以使模具易于加工和裝配。卸料和頂件類零件的作用是保證沖裁完畢后，將工件或廢料從模具中排除，以便順利實施下次沖裁。本模具采用的是剛性卸料板，進行卸料。壓邊圈既有壓料作用又有頂件作用，頂件力較小，沖裁件質量較好。由于有頂件裝置，上模回程時，沖壓件可能留在拉深凹模內，所以一般設有推件裝置。該模具在落料拉深凸凹模的內部設置有推件塊。</p><p>　　5.4導向零

64、件的設計</p><p>　　導向零件的作用是確保上下模運動方向準確，使凸模和凹模之間保持均勻的間隙。我們此次選用的是滑動導套導柱，為標準件，具體為導柱GB/T2861.1 25×160和28×160 導套GB/T2862.6 25×95×38和28×95×38。兩根導套導柱的直徑不同，這是為了區(qū)別兩根導套導柱，以免裝反。導柱的下部與下模座導柱

65、孔采用過盈配合（H7/r6），導套的外徑和上模座采用過盈配合（H7/r6），導柱導套之間采用間隙配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，采用H7/h6配合</p><p>　　5.5緊固零件的設計</p><p>　　模具上常用的緊固零件是螺釘和銷釘，螺釘和銷釘都是標準件，我們按標準件選用即可。螺釘用于固定模具零件，而銷釘用于定位，模具中廣泛應用的是內六角螺釘和圓柱銷定，我們也選用這兩種。螺釘和

66、銷釘的規(guī)格應根據沖壓工藝力大小，凹模厚度等確定，最終選擇M8，M6內六角螺釘進行緊固，φ8的圓柱銷釘進行定位。</p><p>　　5.6 支撐類零件的設計</p><p>　　5.6.1模座的設計</p><p>　　上模座用來固定上模部分零件，并通過模柄把上模固定到壓機滑塊上，同時又起傳遞并承受沖裁力的作用。下模座用來固定下模部分零件，通過螺栓，壓板將下模座固定

67、在壓機工作臺面上，同時起著承受并分散沖裁力的作用。根據凹模周界選用標準上下模座。最終選用的上模座為：GB/T2855.9 220×100×30 下模座為：GB/T2855.10 200×151×35 </p><p>　　5.6.2模柄的選用</p><p>　　模柄的作用是使模具的中心線與壓力機的中心線重合，并把沖壓模具上模

68、部分零件固定在壓力機滑塊上。我此次選用的是凸緣模柄，采用過盈配合將模柄壓入上模座的窩孔內。具體的國標為：GB/T2862.3-81</p><p>　　5.6.3固定板的設計 </p><p>　　固定板主要用于小型凸模，凹模或凸凹模等工作零件的固定。此次要設計的是沖孔凸模固定板和落料拉深凸凹模固定板，沖孔凸模固定板的沖孔凸模安裝孔與沖孔凸模采用過渡配合H7/m6，壓裝后將凸模端面與固定板

69、一起磨平。</p><p>　　5.6.4墊板的設計</p><p>　　該模具中墊板的作用是直接承受和擴散沖孔凸模和落料拉深凸凹模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出凹坑，影響模具的正常工作。墊板的外形尺寸與落料拉深凸凹模固定板相同，其厚度一般取3～10mm，我們這里取它的厚度為8mm。墊板上下表面應磨平，以保證平行度要求。</p><p>　　5

70、.6.5模架的設計 </p><p>　　上模座：220mm×100mm×30mm</p><p>　　下模座：200mm×151mm×35mm</p><p>　　模柄：φ60mm×50mm</p><p>　　墊板厚度：120mm×80mm×5mm</p>

71、<p>　　凹模固定板厚度：120mm×80mm×16mm</p><p>　　凸凹模固定板厚度：120mm×80mm×8mm</p><p>　　5.7沖壓設備的選擇</p><p>　　由于制件為中小形狀的拉深件，精度要求不是很高，所以采用開式通用壓力機。根據沖壓總力，凹模尺寸及模具閉合高度，選擇型號為JH2

72、3——40的開式雙柱可傾壓力機，能滿足使用要求，其主要技術參數如下：</p><p>　　公稱壓力：400KN 滑塊行程：80mm</p><p>　　最大閉合高度：330mm 閉合高度調節(jié)量：65mm</p><p>　　滑塊中心線至床身距離：250mm 立柱距離：340mm</p><p>　　工作臺尺寸（mm

73、）:（前后×左右）460mm×700mm</p><p>　　工作臺孔尺寸：（前后×左右×直徑）250mm×360mm×320mm</p><p>　　墊板尺寸（mm）: 65mm 模柄孔尺寸： （直徑×深度）φ32mm×70mm 床身最大可傾角：30°</p><

74、;p><b>　　6 模具總裝圖</b></p><p>　　由以上設計可得到如下圖所示的模具總裝圖如圖2-5。為了實現先落料后拉深，應保證模具裝配后，拉深凸模的端面比凹模端面低3mm。</p><p>　　模具工作過程是：條形板材由前向后通過固定卸料板的定位槽送進定位，上模下行，落料凹模和落料拉深凸凹模首先完成落料工序。上模繼續(xù)下行，拉深凸模開始接觸壓邊圈壓住

75、的落料毛坯并將其壓入落料拉深凸凹模內孔內，上模繼續(xù)向下行，當拉深進行到一定程度時，固定在推件塊內的圓形沖孔凸模開始接觸拉深件的底部沖制出所需要圓孔，完成沖孔工序，所沖下的廢料由開在拉深沖孔凸凹模上的卸料孔排出。上?；爻虝r，剛性卸料板從落料拉深凸凹模上卸下廢料，壓邊圈在彈頂裝置的作用下將工件從拉深凸模上推掉;若工件卡在落料拉深凸凹?？變?，可通過推件塊在上?；爻痰揭欢ň嚯x后，將工件推出。</p><p><b&

76、gt;　　結束語</b></p><p>　　此次選擇的畢業(yè)設計題目為沖壓模具的設計，各項要求均比較嚴格，為了能更加好的完成設計任務，我從圖書館和網上查閱了大量的冷沖模設計資料并向自己的指導老師討論商定具體的細節(jié)并請指導老師指點和解析自己不理解的知識點，這樣不但為自己設計節(jié)省了時間，避免了多走彎路而且還獲得了很多新的知識。同時我還翻閱了大學三年來所學的重點專業(yè)知識和一些課堂筆記。</p>

77、<p>　　本次畢業(yè)設計無論是在工作量還是在難度上相對于課程設計來說都大了很多，特別對專業(yè)基礎知識和制圖軟件的要求。此次畢業(yè)設計主要用CAD等專業(yè)軟件來完成各零件圖和裝配圖二維圖形的繪制，在整個課程設計過程中我們的軟件使用能力得到了很好的鍛煉，對以前所學習的專業(yè)軟件又重新熟悉了一遍。</p><p>　　這次畢業(yè)設計是對三年來所學專業(yè)知識的一個綜合系統(tǒng)的運用。在設計中我發(fā)現自己對專業(yè)知識的掌握還是有一

78、定的欠缺，對軟件的運用還不是特別熟練，因此在以后的學習和工作中需要更加努力的來強化自己的專業(yè)知識和對軟件的運用能力。總之本次畢業(yè)設計是我對自身所學專業(yè)知識的一次綜合檢驗，讓我受益良多。</p><p><b>　　致 謝 </b></p><p>　　經過一段時間的緊張工作，此次的畢業(yè)設計終于順利地完成了。這次畢業(yè)設計能按期按質完成，這與學校三年的培養(yǎng)和在工廠的生產實

79、踐是分不開的。在這里，我要忠心地感謝那些在我的設計工作中給予我?guī)椭耐瑢W和老師們。</p><p>　　首先：感謝我的指導老師***老師，感謝*老師在我做設計期間對我的指導和幫助，*老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！</p><p>　　感謝母?！?***學校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提

80、供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。</p><p>　　其次：感謝的是我的同學們，在設計過程中遇到了很多的技術問題，通過他們的幫助和與他們的商討，一并查閱資料，每個問題都一一攻破難關，助我順利地完成了設計。還要感謝學校給我們創(chuàng)造的學習環(huán)境，感謝圖書館的工作人員和老師們。</p><p>　　最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親

81、的同學，并感激師友的教誨和幫助！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 趙志偉等.模具發(fā)展現狀［J］.模具制造，2007，6：2～4</p><p>　　[2] 劉建超 張寶忠主編. 拉深模具設計與制造 [M]. 高等教育出版社2004.6.1</p><p>　　[3] 馮炳堯 韓泰

82、榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生 審. 拉深設計與制造簡明手冊 上海科學技術出版社[M].</p><p>　　[4] 高軍 李熹平 修大鵬等編著 沖裁模具標準件選用與設計指南[M]. 化學工業(yè)出版社 2007.7.1</p><p>　　[5] 中國機械工程學會 中國模具設計大典編委會等主編 中國模具設計大典 江西科學技術出版社[M].2003</p><p>　　[6]