畢業(yè)設計論文 圓形拉伸件的沖壓模具設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　圓形拉伸件的沖壓模具設計</p><p>　　學 院：  機械工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　姓 名： *

2、** </p><p>　　學 號： ********** </p><p>　　指導教師： **** </p><p><b>　　2011年 9 月</b></p><p><b>　　摘要<

3、;/b></p><p>　　本設計是對給定的產(chǎn)品圖進行沖壓模模具設計。在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行沖壓工藝分析與計算的。文中還對沖壓模具成型零件和其他相關零件的選擇原則及選擇方法進行了說明。期間要參考大量與沖壓相關的資料和翻閱各種手冊，并通過計算以確定模具結構及尺寸，通過不斷的計算與修改，并在指導老師的悉心關懷和耐心指導下進行不間斷的反復修改，最終確定畫出了轉配圖

4、和零件圖。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，結合我在生產(chǎn)實習中所看所想的一些東西，使我了解和掌握了許多實際的東西，實踐證明，模具的設計和制造只有一些理論知識是不行的，任何模具的設計都要有一定的經(jīng)驗才可以設計出更合理性的模具。</p><p>　　關鍵詞：沖壓模，模具設計，沖壓工藝性，模具結構，合理性。</p><p><b>　　Abstract&l

5、t;/b></p><p>　　The design is a map for a given product stamping die mold design. After considering the economy, part of the stamping process and the complexity of factors such as stamping process based on

6、 the analysis and calculations. The article also forming part of the stamping dies and other parts of the selection principles and selection methods are described. During the press to refer to a substantial amount of rel

7、evant information and to read manuals, and through the calculations to determine the struct</p><p>　　With this graduation, combined with my internship in the production of the like to see some of the things

8、that I understand and master the many practical things, proved that the mold design and manufacturing only some theoretical knowledge is not enough, any mold design should have some experience before they can design a mo

9、re reasonable of the mold. </p><p>　　Keywords: stamping die, die design, stamping process of the mold structure, and reasonable.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要----------

10、-------------------------------------------------------錯誤!未定義書簽。</p><p>　　Abstract------------------------------------------------------------錯誤!未定義書簽。</p><p>　　目錄-------------------------------

11、---------------------------------錯誤!未定義書簽。</p><p>　　第一章 引言-------------------------------------------------------2 </p><p>　　1.1沖壓模發(fā)展的歷史-----------------------------------------</p><

12、p>　　1.2沖壓模在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應用------------------------------</p><p>　　1.3沖壓模的市場狀況-------------------------------------------</p><p>　　1.4當前沖壓模具技術發(fā)展的三個特點------------------------------</p><p>

13、;　　第二章 拉深模具設計 --------------------------------------------- 5</p><p>　　2.1 設計工件的零件圖 --------------------------- ----------5</p><p>　　2.2 沖裁件的工藝性分析 ---------------------------------- 6</p&g

14、t;<p>　　2.3 工藝方案確定 ------------------------------------------- 6</p><p>　　2.4 拉深工序力的計算 --------------------------------------7</p><p>　　2.5 模具工作部分尺寸的計算 --------------------- ----------8

15、</p><p>　　2.6 模具的總體設計 ------------------------------------------- 9 </p><p>　　2.7壓力機的選擇 ---------------------------------------------- 10</p><p>　　2.8模具零件設計 ------------------------

16、---------------------- 12</p><p>　　第三章 總結------------------------------------------------------------------15</p><p>　　參考文獻-----------------------------------------------------------------------

17、-16</p><p>　　致謝-------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　第一章 引 言</b></p><p>　　1.1沖壓模發(fā)展的歷史</p><p>　　我國考古發(fā)現(xiàn)，

18、早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。</p><p>　　1.2沖壓模在現(xiàn)代生產(chǎn)中的應用</p><p>

19、;　　沖壓模在現(xiàn)代生產(chǎn)中，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的壓力方式將原材料成形。例如，沖壓件就是通過沖壓方式使金屬材料在模具內(nèi)發(fā)生塑性變形而獲得的；金屬壓鑄件、粉末冶金件等金屬制品，絕大多數(shù)也是用模具成形的。由于模具成形，特別是沖壓模成形，具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和低成本等特點，現(xiàn)在已在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航空航天、儀表儀器、機械制造等重工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用模具制造的零件，在

20、飛機 、汽車、拖拉機、電機電器、儀表儀器等機電產(chǎn)品中占60%~70%；在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占80%以上；在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工業(yè)產(chǎn)品中占85%以上。</p><p>　　1.3沖壓模的市場狀況</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式都有越來越高的要求。為了滿足人類的需要，世界上各個工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術的

21、開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，特別在冷沖模方面，積極采用先進技術和設備，提高模具制造水平，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。美國是世界上超級經(jīng)濟大國，也是世界模具工業(yè)的領先國家。據(jù)統(tǒng)計，美國模具行業(yè)有12554個企業(yè)，從業(yè)人員17.28萬人，模具總產(chǎn)值達64.47億美元。日本模具工業(yè)是從1957年開始發(fā)展起來的。當年模具總產(chǎn)值僅有106億日元，到1991年總產(chǎn)值已超過17900億日元，在34年中增長了69倍。這也是日本經(jīng)濟能飛速發(fā)展，并在國際市場上占有

22、一定優(yōu)勢的重要原因。</p><p>　　我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，國家通過多種方式和途徑來加速模具行業(yè)的發(fā)展。數(shù)以萬計的模具私營企業(yè)和個體勞動者如雨后春筍般出現(xiàn)在神州大地上，對模具行業(yè)的發(fā)展起到了不可低估的作用。可以說，我國在模具技術方面已有一支較強的隊伍。目前，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風汽車公司沖模廠，已設計制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具；一汽模具中心生產(chǎn)了捷達王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件

23、模具，具有設計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。其設計制造手段已基本達到了國際先進水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精

24、度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。</p><p>　　1.4當前沖壓模具技術發(fā)展的三個特點</p><p>　　充分運用IT技術發(fā)展模具設計、制造。用戶對壓力速度、精度、換模效率方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。車身外形和發(fā)動機是汽車的兩個關鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術密集體現(xiàn)當代模具技術水平，是車身制造技術的重要組成部分。車身模具設計和制造約占汽

25、車開發(fā)周期三分之二的時間，成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改新?lián)Q代一般約需48個月，而美國僅需30個月，這主要得益于在模具業(yè)中應用了CAD/CAE/CAM技術和三維實體汽車覆蓋件模具結構設計軟件。另外，網(wǎng)絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體，實現(xiàn)了異地設計和異地制造。同時，虛擬制造等IT技術應用，也將推動模具工業(yè)的發(fā)展。二、縮短金屬成形模具的試模時間。當前，主要發(fā)展液壓高速試驗壓力機和拉伸機械壓力機，特別是在機械壓力機

26、上的模具試驗時間可減少80%，具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機械壓力機的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉伸壓力機，它配備數(shù)控液壓拉伸墊，具有參數(shù)設置和狀態(tài)記憶功能。三、車身制造中的級進沖模發(fā)展迅速。在自動沖床上用級進沖裁?；蚪M合沖模加工轉子、定子板，或者應用于插接件作業(yè)，都是眾所周知的沖壓技術。近些年來</p><p>　　第二章 拉深模具設計</p><p>　　2.1 設計工件的零件圖&l

27、t;/p><p><b>　　圖2.1 制件圖</b></p><p>　　制件材料為08鋼，厚度t=1.5mm，大批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.2 沖裁件的工藝性分析</p><p>　　沖裁工藝設計包括沖裁件的工藝性分析、沖裁工藝方案的確定和技術經(jīng)濟分析等內(nèi)容。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最少的材料，最少

28、的工序數(shù)量和工時，并使模具結構簡單，模具壽命高。合格的沖裁件質(zhì)量和經(jīng)濟的工藝成本是衡量沖裁工藝設計的主要指標。</p><p>　　沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高，成本較低的情況下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大影響。</p&g

29、t;<p>　　該零件為不帶凸緣筒形件，要求內(nèi)形尺寸。料厚t=1.5mm，沒有厚度不變的要求；零件的形狀簡單、對稱，底部圓角半徑r=5mm>t，滿足拉深工藝對形狀和圓角半徑的要求，尺寸為未注公差，滿足拉深工藝對精度等級的要求；零件所用材料08鋼的拉深性能較好，易于拉深成形。</p><p>　　綜上所述，該零件的拉深工藝性較好，可用拉深工序加工。</p><p>　　2

30、.3 工藝方案確定</p><p>　　為了確定零件的成形工藝方案，先應計算拉深次數(shù)及有關工序尺寸。板料厚度t=1.5mm，按中線尺寸計算。</p><p><b>　　1.選取修邊余量</b></p><p>　　根據(jù)制件高度h及制件的相對高度h/d，按《沖壓工藝與模具設計》教材表7-4選取=2mm。</p><p>

31、<b>　　2.計算瓶坯直徑</b></p><p><b>　　=129mm</b></p><p><b>　　3.毛坯相對厚度</b></p><p>　　按《沖壓工藝與模具設計》教材表7-1，可不用壓邊圈。</p><p><b>　　4.確定拉深次數(shù)n<

32、;/b></p><p>　　按《沖壓工藝與模具設計》教材表7-8，本制件一次拉深即可。</p><p><b>　　5.工藝方案</b></p><p>　　根據(jù)上述結果，本制件需落料、拉深和切邊等三道工序?？紤]該零件只需一次拉深，且拉深高度較小，坯料直徑（129）與拉深后筒體直徑（91.5）的差別不大，因此，落料與拉深分開加工。因此，

33、該制件的沖壓工藝為落料——拉深——切邊。以下為拉深模設計過程。</p><p>　　2.4拉深工序力的計算</p><p><b>　　拉深力與落料力</b></p><p>　　計算拉深力的目的在于選擇設備和實際模具。</p><p><b>　　筒形件無壓邊拉深是</b></p>

34、<p><b>　　=89KN</b></p><p><b>　　初選壓力機標稱壓力</b></p><p>　　初步確定所需壓力機標稱壓力為250KN。</p><p>　　2.5模具工作部分尺寸的計算</p><p>　　拉深凸模。凹模工作部分尺寸計算如下：</p>&

35、lt;p><b>　　凸凹模間隙</b></p><p>　　=1X1.5=1.5mm.</p><p><b>　　凸凹模圓角半徑</b></p><p>　　首次拉深凹模圓角半徑 r1=（4~6）t，取r=5mm.</p><p>　　首次拉深凸模圓角半徑 r2=（0.7~1.0）r1，取

36、r2=6mm.</p><p>　　凸凹模工作尺寸及公差</p><p>　　由于此次拉深為中間工序，由凸凹模工作尺寸及公差計算式，制件尺寸標注在內(nèi)形時，要求以凸模尺寸為基準，通過加大凹模內(nèi)形尺寸保證間隙，則相應凸、凹模尺寸的計算公式為</p><p>　　mm mm</p><p>&l

37、t;b>　　其中：</b></p><p>　　、——凹模和凸模制造公差</p><p>　　=0.03mm ，=0.05mm。</p><p>　　——拉深件內(nèi)經(jīng)的最小極限尺寸。</p><p><b>　　4. 凸模通氣孔</b></p><p>　　根據(jù)凸模直徑大小，按《沖

38、壓工藝與模具設計》教材表7-19，取通氣孔直徑為6.5mm。</p><p>　　2.6 模具的總體設計</p><p><b>　　1.模具的工作過程</b></p><p>　　將平板毛坯放入定位板的定位孔中，開動壓力機，凸模隨滑塊下行，板料毛坯被拉入凹模。由于刮件環(huán)是由三塊分離的部分構成的環(huán)形，其直徑可以增大，當拉深制件完全通過后，在拉彈

39、簧力的作用下，刮件環(huán)又緊貼凸模，于是凸模上行時可以將制件脫出，由下模座孔中落下。</p><p><b>　　2.選模架</b></p><p>　　選后側導柱圓形模架，凹模周界d=250mm。</p><p><b>　　3．選導柱</b></p><p>　　選用B型導柱，結構尺寸為d*L=40

40、*210.</p><p><b>　　選導套</b></p><p>　　選用A型導套，結構尺寸為d*L=40*140。</p><p><b>　　選模柄</b></p><p>　　選擇壓入式模柄，模柄尺寸為d*h=50*59。</p><p><b>　　裝

41、配圖</b></p><p><b>　　圖2.2 總裝圖</b></p><p><b>　　2.7壓力機的選擇</b></p><p>　　沖壓設備的選擇是工藝設計中的一項重要內(nèi)容，它直接關系到設備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要問題。</p><p>

42、;　　沖壓設備的選擇依據(jù)：</p><p>　　所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力，即F壓＞F總</p><p>　　壓力機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成行零件的取出。</p>

43、<p>　　3.所選壓力機的最大高度應與沖模的閉合高度相適應。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。</p><p>　　4.壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件也是不利的。</p><p>　　總的拉深力：F總=89KN，綜合考慮預選公稱壓力為2

44、50KN的開式壓力機，其各項參數(shù)如表1：</p><p><b>　　表1 壓力機參數(shù)</b></p><p><b>　　2.8模具零件設計</b></p><p>　　1.根據(jù)相關手冊設計零件結構及尺寸。</p><p>　　部分零件的結構尺寸下列各圖所示。</p><p&g

45、t;<b>　　圖2.3 模柄</b></p><p><b>　　圖2.4 定位圈</b></p><p><b>　　圖2.5 凹模</b></p><p><b>　　圖2.6 凸模</b></p><p>　　2.各零件的名稱、數(shù)量、材料等如下圖所

46、示。</p><p><b>　　圖2.7 明細表</b></p><p><b>　　第三章 總結</b></p><p>　　此次課程設計工作在牟林老師指導下，終于順利完成。在此次課程設計中我將大四所學沖壓知識進行了系統(tǒng)的復習，融會貫通。但是，由于以前所學模具知識不夠扎實，設計過程比較困難，也出現(xiàn)了很多錯誤。通過本次課

47、程設計，我對模具知識有了比較全面的認識。能夠獨立進行中等復雜模具的設計。相信這次課程設計會對以后的學習、工作有很大的幫助。</p><p>　　當然，由于實踐經(jīng)驗比較缺乏，對于模具設計的細節(jié)方面還不完善，內(nèi)容中也有很多不足之處，敬請各位老師諒解。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】《沖壓工藝與模具設計》 牟

48、林 北京大學出版社</p><p>　　【2】《冷沖模設計實用手冊》 鄭家賢 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【3】《模具實用技術設計綜合手冊》 王數(shù)勛 華南理工大學出版社</p><p>　　【4】《模具設計于制造》 閻其風 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【5】《模具制造手冊》 模具制造手冊編寫組 機械工業(yè)出版社</p>

49、;<p>　　【6】《沖壓模具設計實用手冊》 鄭家賢編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【7】《沖壓模具設計結構圖冊》 薛啟翔編 化學工業(yè)出版社</p><p>　　【8】《沖壓模具設計制造難點與竅門》 薛啟翔等編著 機械工業(yè)出版社</p><p><b>　　致謝</b></p><p&g

50、t;　　經(jīng)過兩個月的努力，畢業(yè)設計接近尾聲。在畢業(yè)設計結束之際，首先我要謝我的導師牟林老師。牟老師知識淵博、才思敏捷、治學嚴謹，在牟老師認真負責的幫助和嚴格要求的感召下，我圓滿完成了畢業(yè)設計。</p><p>　　從設計一開始，他就告訴我們，每一個學生都應該通過畢業(yè)設計學習盡可能多的東西，而不是走走過程。使以前學過的知識得到應用，而以前沒有充分掌握的知識，通過這次畢業(yè)設計，應該變成自己的東西。把每個人的潛力發(fā)揮到

51、最高水平。為了帶好我們，牟老師不辭辛苦，給我們借資料，印材料。這使我們很受感動，并使我們干勁十足，十一個周的畢業(yè)設計即將接近尾聲了，我們意猶未盡，總覺得時間太短</p><p>　　在這期間，雖然有過困難，但在老師的悉心教導和同學們的熱情幫助下，我順利的解決了困難，學到了許多書本上沒有的知識。非常感謝牟老師不厭其煩的教導，在老師的帶領下，通過自己的設計，我深刻的體會到了機械的工作結構，懂得了食品破殼的過程，讓我對

52、機械的感情又增進了一步。這次畢業(yè)設計綜合了四年來所學的專業(yè)知識，讓我受益匪淺，不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更為熟練，也加強了在大學階段所學專業(yè)理論知識的鞏固。</p><p>　　再次感謝牟老師的悉心指導和同學們的熱情幫助，讓我懂得了只要努力、有恒心、有毅力，任何困難都能解決。這將成為我永遠的精神動力。這將是我以后工作學習的基礎，為我以后的工作做好了鋪墊。</p><p>　　由