模具沖壓加工畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1沖壓加工的概述1</p><p>　　1.1.1 沖壓的概念1</p><p>　　1.1.2 沖壓加工及分類1</p><p>　　1.1.3 沖壓及其模

2、具技術發(fā)展1</p><p>　　1.2 沖壓設備的選用及制造特點2</p><p>　　1.2.1 沖壓設備的選用2</p><p>　　1.2.2 制造的特點和模具材料選用的原則2</p><p>　　1.3 模具CAD/CAE/CAM技術3</p><p>　　1.4 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀3<

3、;/p><p>　　第二章 產(chǎn)品分析5</p><p>　　2.1汽車玻璃升降器的應用5</p><p>　　2.2 升降器外殼的說明5</p><p>　　第三章 設計方案分析7</p><p>　　3.1分析零件的沖壓工藝性7</p><p>　　3.1.1零件的使用條件和技術

4、要求7</p><p>　　3.1.2沖壓工藝分析7</p><p>　　3.2確定沖壓工藝方案9</p><p>　　3.2.1計算坯料尺寸9</p><p>　　3.2.2計算拉深次數(shù)11</p><p>　　3.2.3沖壓工藝方案的確定12</p><p>　　第四章 工藝分

5、析計算21</p><p>　　4.1 工藝計算21</p><p>　　4.1.1確定排樣、裁板方案21</p><p>　　4.1.3計算各工序壓力、選用壓力機25</p><p>　　4.2沖壓工藝過程29</p><p>　　第五章 模 具 設 計30</p><p>　　

6、5.1模具結構形式選擇30</p><p>　　5.2 模具工作零件設計32</p><p>　　5.3 模具其他零件的選取和設計34</p><p>　　第六章 設 計 心 得36</p><p>　　致 謝 37</p><p>　　參 考 文 獻 38</p><

7、;p>　　第一章 緒 論</p><p>　　1.1沖壓加工的概述</p><p>　　1.1.1 沖壓的概念</p><p>　　冷沖壓是在室溫條件下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需沖件的一種壓力加工方法。</p><p>　　在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成沖件（

8、或零件的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖模。合理的沖壓成形工藝，先進的模具，高效的沖壓設備是必不可少的三要素。</p><p>　　沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能

9、源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。</p><p>　　1.1.2 沖壓加工及分類</p><p>　　沖壓加工因沖件的形狀，尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同，概括起來可以分為分離工序和成形工序。分離工序是指坯料在模具刃口做用下，沿一定的輪廓線分離而獲得沖件的加工方法。分離工序主要有沖孔、落料、切斷等。成形工序是指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形，但不

10、產(chǎn)生分離而獲得具有一定形狀的尺寸的沖件的加工方法。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、脹形等。</p><p>　　1.1.3 沖壓及其模具技術發(fā)展</p><p>　?。?）沖工藝分析計算現(xiàn)代化</p><p>　?。?）模具計算機輔助設計、制造分析（CAD/CAM/CAE）一體化的研究和應用。</p><p>　?。?）沖壓生產(chǎn)自動化。&

11、lt;/p><p>　?。?）為適應市場經(jīng)濟的需求，大批量與多品種小批量生產(chǎn)共存，開發(fā)了適宜于小批量生產(chǎn)的各種簡易模具、經(jīng)濟模具、標準化且容易交換的模具系統(tǒng)等。</p><p>　　（5）推廣和發(fā)展沖壓新工藝和新技術。</p><p>　?。?）與材料科學結合，不斷改進板料性能，以提高沖件的成形能力。</p><p>　?。?）開發(fā)新的模具材料。

12、</p><p>　　1.2 沖壓設備的選用及制造特點</p><p>　　1.2.1 沖壓設備的選用</p><p>　　壓力機應根據(jù)沖壓工序的性質、生產(chǎn)批量的大小，模具的外形尺寸以及現(xiàn)有設備等情況進行選擇。壓力機的選用，包括選擇壓力機類型和壓力機規(guī)格兩項內容。</p><p>　　1．壓力機類型的選擇</p><p

13、>　?。?）中，小型沖壓件 選用開式機械壓力機。</p><p>　?。?）大，中型沖壓件 選用雙柱閉式機械壓力機。</p><p>　?。?）導板?；蛞髮撞浑x開導柱的模具 選用偏心壓力機。</p><p>　?。?）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機或多工位自動壓力機。</p><p>　?。?）校直、整形和

14、溫熱擠壓工序 選用摩擦壓力機。</p><p>　?。?）薄板沖裁，精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機。</p><p>　　（7）大型，形狀復雜的拉深件 選用雙動或三動壓力機。</p><p>　　（8）小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序 多采用液壓壓力機。</p><p>　　1.2.2 制造的特點和模具材料選用的原則&l

15、t;/p><p>　　沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術方面，還在經(jīng)濟方面，都具有許多獨特的優(yōu)點。主要有：</p><p>　　1）沖壓加工是少無切削加工方法之一，是一種省能、低耗、高效、的加工方法。因而成本較低。</p><p>　　2）具有一模一樣的特征，所以產(chǎn)品質量穩(wěn)定。</p><p>　　3）沖壓加工可以加工壁薄、重量輕、形狀復雜、

16、表面質量好.</p><p>　　4）沖壓生產(chǎn)靠壓力機和模具完成加工過程，其生產(chǎn)效率高、操作簡便、易于機械化與自動化。</p><p>　　模具材料的選用，不僅關系到模具的使用壽命，也直接影響到模具的制造成本。選擇模具材料應遵守如下原則：</p><p>　　1）滿足使用要求，應具有較高的強度、硬度、耐磨性、耐沖擊性、抗疲勞。</p><p>

17、;　　2）根據(jù)沖壓材料和沖壓件生產(chǎn)批量選用材料。</p><p>　　3）模具材料應具有良好的加工工藝性能，便于切削加工，淬透性好、熱處理變形小。</p><p>　　4）滿足經(jīng)濟性要求。</p><p>　　1.3 模具CAD/CAE/CAM技術</p><p>　　沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現(xiàn)出來。對沖模技術性能的研究已經(jīng)成

18、為發(fā)展沖壓成形技術的中心和關鍵。</p><p>　　20世紀60年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數(shù)學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產(chǎn)過程連成一個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。</p>&l

19、t;p>　　模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設計和優(yōu)化[4]。模具CAD/CAE/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質量已成為模具界的共識。</p><p>　　展望國內外模具CAD/CAE

20、/CAM技術的發(fā)展，本世紀的科學技術正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術的緊密結合，人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關聯(lián)設計等一系列與模具工業(yè)相關的技術發(fā)展之快，學科領域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當今最好的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結合的產(chǎn)物，其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡化、集成化、智能化四個方面。主要表現(xiàn)在[4]：</p><p

21、>　?。?）模具CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高；</p><p>　?。?）基于網(wǎng)絡的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結構初見端倪；</p><p>　?。?）模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；</p><p>　?。?）與先進制造技術的結合日益緊密。</p><p>　　1.4 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀</p>&

22、lt;p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應表現(xiàn)在 [2]：</p><p>　?。?）汽車覆蓋件模；</p>&l

23、t;p><b>　?。?）精密沖模；</b></p><p>　?。?）大型及精密塑料模；</p><p>　?。?）主要模具標準件；</p><p>　　（5）其它高技術含量的模具。</p><p>　　目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上[2]，但在整個模具設計制造水平和

24、標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，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。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以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

25、密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距]。</p><p>　　第二章 產(chǎn)品分析</p><p>　　2.1汽車玻璃升降器的應用</p><p>　　汽車玻璃升降器在車輛的運營中屬于常用件，使用頻次較高，用戶對該件的關注程度也很高，為此生產(chǎn)出既滿足數(shù)量又滿足使用要求的較高質量的零件尤為重要。從目前汽車

26、功能件發(fā)展的趨勢看，為方便使用，提升車輛內部品質， 許多廠商已將電動玻璃升降器系統(tǒng)作為車輛的基本配置來設計， 手動玻璃升降器己經(jīng)用得越來越少， 己經(jīng)有被電動玻璃升降器系統(tǒng)替代的趨勢， 為此國外眾多汽年制造商以及玻璃升降器生產(chǎn)商都己將精力及財力集中到電動玻璃升降器系統(tǒng)的研究及開發(fā)中。</p><p>　　2.2 升降器外殼的說明</p><p>　　汽車車門上的玻璃升降是由升降器操縱的，主要

27、作用就是保證車門玻璃能夠順暢升降， 以方便駕乘人員在車輛上進行正常活動—保證車輛內部有良好的通風、方便駕乘人員在車內不下車就能與車周圍的人員進行交流。升降器部件裝配如圖2-2-1所示。升降器的傳動機構裝在外殼內， 通過外殼凸緣上均布的三個Φ3.2 mm 的小孔鉚接在車門內板上。傳動軸6 以IT11 級的間隙配合裝在外殼件右端Φ16.5 mm的承托部位，通過制動扭簧3、聯(lián)動片9 及心軸4 與小齒輪11 連接，搖動手柄7時，傳動軸將動力傳遞

28、給小齒輪，繼而帶動大齒輪12，推動車門玻璃升降。本沖壓件為其中的件5，如圖2-2-2 所示。采用1.5 mm的鋼板沖壓而成，保證了足夠的剛度和強度。外殼內腔主要配合尺寸Φ16.5+0.12 mm ，Φ22.3+0.14 mm，16+0.2 mm為IT11~IT12 級。為使外殼與座板鉚裝固定后，保證外殼承托部位Φ16.5 mm 與軸套同軸，三個小孔Φ3.2 mm與Φ16.5 mm 的相互位置要準確， 小孔中心圓直徑Φ42±0.

29、1mm 為IT10 級。</p><p><b>　　圖2-2-1</b></p><p>　　1—軸套；2—座板；3—制動扭簧；4—心軸；5—外殼；6—傳動軸；7—手柄；</p><p>　　8—聯(lián)動片；9—擋圈；10—小齒輪；11—大齒輪</p><p><b>　　圖2-2-2</b><

30、/p><p>　　第三章 設計方案分析</p><p>　　3.1分析零件的沖壓工藝性</p><p>　　3.1.1零件的使用條件和技術要求</p><p>　　該零件是汽車車門上玻璃升降器的外殼。升降器的傳動機構裝于外殼內腔，并通過外殼凸緣上均布的三個小孔，以鉚接在車門的座板上。一傳動軸以IT11級的間隙配合裝在外殼右端的承托部位，搖動手

31、柄可通過傳動軸及其他零件，推動車門玻璃升降。</p><p>　　外殼內腔主要配合尺寸為為 IT11︿12級，為使外殼與座板鉚裝后，保證外殼承托部位處于正確位置，三個小孔與的相互位置要準確，小孔中心圓直徑為IT10級。</p><p>　　3.1.2沖壓工藝分析</p><p>　　該零件是薄壁軸對稱殼體零件?？刹捎?.5mm厚的08鋼板沖成，保證

32、了足夠的剛度和強度。殼體形狀的基本特征是一般帶凸緣的圓筒件，且都較合適。拉深工藝性較好。只是圓角半徑偏小些， 幾個尺寸精度偏高些，這可在末次拉深時提高模具制造精度，減小模具間隙。并安排整形工序來達到。</p><p>　　由于小孔中心距要求較高精度，需采用高精度沖模，工作部分采用IT7級以上制造精度，同時沖出三個小孔，且沖孔時應以內孔定位。</p><p>　　該零件底部區(qū)段的形成，可有三

33、種方法：</p><p>　　第一種 可以采用階梯拉深后車去底部；如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-1-1</b></p><p>　　第二種 可以采用階梯拉深后沖底孔；如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-1-2</b></p><p>　　第三

34、種 可以采用拉深后沖底孔，再翻邊。如下圖所示：</p><p><b>　　圖3-1-3</b></p><p>　　這三種方法中第一種車底的質量高，但生產(chǎn)率低，且費料，該零件承托部位要求不高，不宜采用；第二種沖底，要求底部的圓角半徑壓成接近清角即（R≈0），這需要加一道整形工序且質量不易保證；第三種采用翻邊，生產(chǎn)效率高且省料，翻邊端部雖不如以上好，但該零件高度21

35、mm為未注公差尺寸，翻邊完全可以保證要求，所以采用第三種方案是較合理的。</p><p>　　3.2確定沖壓工藝方案</p><p>　　3.2.1計算坯料尺寸</p><p>　　計算坯料尺寸前要確定翻邊前的工序尺寸。翻邊前是否需拉成階梯零件？這要核算翻邊的變形程度，處的高度尺寸為</p><p>　　H＝21－16＝5mm</p&g

36、t;<p>　　根據(jù)翻邊公式，翻邊高度h為</p><p>　　H=D/2(1－K)＋0.43r＋0.72t</p><p>　　經(jīng)變換后 K＝1－2/D(H－0.43r－0.72t)</p><p>　　=1－2/18mm×(5－0.43×1－0.72×1.5)mm＝0.61</p><p&g

37、t;　　即翻邊高度H＝5mm,翻邊系數(shù)K＝0.61，由此可得翻邊前孔徑，即</p><p>　　d＝D×K＝18mm×0.61＝11mm,d／t＝11／1.5＝7.3</p><p>　　查表一，當采用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時，【K】(極限翻邊系數(shù)) ＝0.5＜K＝0.61，即一次能完全翻出 H＝5mm 的高度。</p><p>　　翻邊前的工

38、序件形狀和尺寸如3-2-1所示。</p><p>　　查表二， </p><p>　　取修邊余量△R＝1.8mm,則實際凸緣直徑為：</p><p>　　表一 ：低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù)</p><p>　　表二 ：有凸緣圓圖形拉深件的修邊余量△R</p><p><b>　　圖3-2-1<

39、/b></p><p>　　坯料直徑按圖3-2-2計算。則：</p><p><b>　　圖3-2-2</b></p><p>　　3.2.2計算拉深次數(shù)</p><p><b>　　，屬寬凸緣筒形件</b></p><p><b>　　，查表三得 <

40、;/b></p><p>　　而 ，故一次拉不出來。當取d=30mm則 D/d=2.17, 根據(jù)拉深計算曲線判斷，可知首次拉深可行且 ，</p><p>　　查表四得 </p><p>　　而工件總拉深系數(shù) ，因為總拉深系數(shù)小于第一次拉深系數(shù)，所以需要多次拉深。</p><p>　　但考慮到二次拉深時，接近極限拉

41、深系數(shù)，故需要保證較好的拉深條，而考慮選用大的圓角半徑，這對本零件材料厚度δ=1.5mm，零件直徑又較小時是難以做到的。況且零件所達到的圓角半徑（R=1.5mm）又偏小，這就需要在二次拉深工序后，增加一次整形工序。</p><p>　　在這種情況下，可以采用三次拉深工序，以減小各次拉深的變形程度，而選用較小的圓角半徑，從而可能在不斷增加模具套數(shù)的情況下，既能保證零件質量，又可穩(wěn)定生產(chǎn)。</p>&l

42、t;p>　　表三 凸緣件以后各次拉深系數(shù)（適用于08·10鋼）</p><p>　　表四 凸緣件第一次拉深的最大相對高度h/d（適用于08·10鋼）</p><p>　　零件總的拉深系數(shù)d/D=23.8mm/65mm=0.366,調整后三次拉深工序的拉</p><p><b>　　深系數(shù)為 </b><

43、/p><p>　　3.2.3沖壓工藝方案的確定</p><p>　　對于外殼這樣工序較多的沖壓件，可以先確定出零件的基本工序，在考慮對所有的基本工序進行可能的組合排序，由此得到各種方案進行分析比較，從中確定適合于生產(chǎn)的最佳方案。</p><p>　　根據(jù)上面的分析計算，沖壓外殼需要的基本工序是 </p><p>　　落料φ65mm、

44、首次拉深 如圖3-2-3所示</p><p><b>　　圖3-2-3</b></p><p>　　第二次拉深如圖3-2-4所示</p><p><b>　　圖3-2-4</b></p><p>　　第三次拉深如圖3-2-5所示</p><p><b>　　圖3-2

45、-5</b></p><p>　　沖底孔φ11mm 如圖3-2-6所示</p><p><b>　　圖3-2-6</b></p><p>　　翻邊φ16.5mm 如圖3-2-7所示</p><p><b>　　圖3-2-7</b></p><p>　　沖三

46、個φ3.2mm小孔 如圖3-2-8所示</p><p><b>　　圖3-2-8</b></p><p>　　修邊φ50mm如圖3-2-9所示</p><p><b>　　圖3-2-9</b></p><p>　　根據(jù)以上基本工序，可以擬定以下五種沖壓工藝方案：</p><p

47、><b>　　方案一：</b></p><p>　　落料與首次拉深復合見下圖，其余按基本工序（各工序的模具結構原理圖如圖3-2-3～3-2-9所示）</p><p><b>　　3-2-10</b></p><p><b>　　方案二： </b></p><p>　　

48、落料與首次拉深復合，（模具結構圖如圖3-2-10所示），沖φ11mm底孔與翻邊復合（模具結構圖如圖3-2-11所示）沖三個小孔φ3.2mm與切邊復合（模具結構圖如圖3-2-12所示），其余工序按基本工序。</p><p><b>　　圖3-2-11</b></p><p><b>　　圖3-2-12</b></p><p>

49、;<b>　　方案三：</b></p><p>　　落料與首次拉深復合，（模具結構圖如圖3-2-13所示）沖φ11mm底孔與沖小孔φ3.2mm復合（模具結構圖如圖3-2-14所示）翻邊與切邊復合（模具結構圖如圖3-2-15所示）其余按基本工序。</p><p><b>　　圖3-2-13</b></p><p><b

50、>　　圖3-2-14</b></p><p><b>　　圖3-2-15</b></p><p><b>　　圖3-2-16</b></p><p><b>　　方案四：</b></p><p>　　落料·首次拉深與沖11mm底孔復合（模具結構圖如圖

51、3-2-16所示）其余按基本工序。</p><p><b>　　方案五：</b></p><p>　　帶料連續(xù)拉深或多工位自動壓力機上沖壓。</p><p>　　分析比較上述5種方案，可以看到：</p><p>　　方案二 沖φ11mm孔與翻邊復合，由于模壁厚度較小a＝(16.5－11)／2＝2.75mm，小于

52、凸模最小壁厚3.8mm，模具容易損壞，沖三個小孔與切邊復合，也存在模壁太薄的問題，a＝(50－42－3.2)／2＝2.4mm，模具業(yè)容易損壞。</p><p>　　方案三 雖然解決了上述模壁太薄的問題，但是沖φ11mm底孔與沖φ3.2mm的小孔復合與翻邊切邊復合時，他們的刃口都不在同一平面上，而且修模后腰保持相對位置也有困難。</p><p>　　方案四 落料·首

53、次拉深與沖φ11mm底孔復合，沖孔凹模與拉深凸模做成一體，也給修模造成困難。特別是沖底孔后在經(jīng)過兩次或三次拉深，孔徑一旦變化，將會影響翻邊高度尺寸和翻邊口部質量。</p><p>　　方案五 生產(chǎn)率安全性好，避免了上述方案的缺點，但這一方案需要專用壓力機或自動送料裝置，而且模具結構復雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高，因此，只有在大量生產(chǎn)中才較適宜。</p><p>　　方案一 沒

54、有上述的缺點，但其中工序復合程度低，生產(chǎn)效率較低。不過單工序模具簡單，制造費用低，這在生產(chǎn)批量不大的情況下是合理的。因此，決定愛用第一方案。本方案在第三次拉深和翻邊工序中，于沖壓行程臨近終了時，模具才對零件產(chǎn)生剛性打擊而起到整形作用（見圖3-2-17和圖3-2-18）,故無需另加整形工序。</p><p><b>　　圖3-2-17</b></p><p><b

55、>　　圖3-2-18</b></p><p>　　第四章 工藝分析計算</p><p><b>　　4.1 工藝計算</b></p><p>　　4.1.1確定排樣、裁板方案</p><p>　　板料規(guī)格選用1.5mm×900mm×1800mm. 由于坯料直徑φ65mm不算太小，考

56、慮到操作方便，采用單排。</p><p>　　1）確定條料寬度B 記過核算查表得 搭邊值a=2mm, =1.5mm,則 B=D+2a=65mm+2mm×2=69mm</p><p><b>　　2)確定步距s</b></p><p>　　S=D+=65mm+1.5mm=66.5mm<

57、;/p><p>　　3)確定裁板方案方法 若采用橫裁，則裁板條數(shù)</p><p>　　條，余6mm; 每條沖零件個數(shù)</p><p>　　個，余34mm;每板沖零件總個數(shù)個。板料的材料利用率為</p><p>　　若采用縱裁，則裁板條數(shù)條，余3mm; 每條沖零件個數(shù)個，余3mm;每板沖零件總個數(shù)個。板料的材料利用率為</p&g

58、t;<p>　　由此可見，采用縱裁有較高的利用率，故采用縱裁法。</p><p>　　經(jīng)計算，零件的凈重G及材料的消耗Go為</p><p>　　式中 A——零件中性層的面積；</p><p>　　r——密度，低碳鋼取 </p><p>　　4.1.2確定各中間工序尺寸</p><p><b>

59、　　1)首次拉深</b></p><p><b>　　圖4-1-1</b></p><p><b>　　首次拉深直徑 </b></p><p>　　首次拉深時凹模圓角半徑按公式 計算</p><p>　　得 </p><p>　　式中—

60、—凹模圓角半徑（mm） ——坯料直徑(mm)</p><p>　　——凹模內徑（mm) ——板料厚度(mm)</p><p>　　首次拉深高度按公式 </p><p><b>　　2）第二次拉深</b></p><p><b>　　圖4-2-2</b&

61、gt;</p><p>　　二次拉深高度按公式 </p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　　3)第三次拉深</b></p><p>　　?。ㄟ_到零件要求圓角半徑），此推薦值稍小了些，因第三次拉深兼有整形的作用，次值可以達到。</p><p>

62、<b>　　三次拉深高度按公式</b></p><p><b>　　得 </b></p><p>　　其余中間工序尺寸均按零件尺寸而定，各工序尺寸如下外殼沖壓工序圖所示</p><p>　?。üば驁D4-2-3—工序圖4-2-9）</p><p>　　圖4-2-3

63、 圖4-2-4</p><p><b>　　圖4-2-5</b></p><p><b>　　圖4-2-6</b></p><p><b>　　圖4-2-7</b></p><p><b>　　圖4-2-8</b></p&g

64、t;<p><b>　　圖4-2-9</b></p><p>　　4.1.3計算各工序壓力、選用壓力機</p><p>　　落料拉深工序（模具結構圖如圖3-2-3）</p><p><b>　　落料力為</b></p><p><b>　　式中 </b><

65、/p><p>　　落料的卸料力 </p><p>　　式中 （查沖壓手冊）</p><p><b>　　拉深力為</b></p><p><b>　　=50543N</b></p><p>　　式中 （查沖壓手冊）</p><p><b&g

66、t;　　壓邊力為</b></p><p>　　式中 這一工序的最大總壓力，在離下極點13.8mm達到</p><p>　　根據(jù)沖壓車間提供的壓力機型號，選用250KN壓力機，其壓力足夠，壓力機壓力曲線也允許。</p><p>　　第二次拉深工序（模具結構圖3-2-4所示）</p><p><b>　　拉深力為 <

67、;/b></p><p>　　式中 （查沖壓手冊）</p><p><b>　　壓邊力為</b></p><p>　　由于采用較大拉深系數(shù) ，坯料的相對厚度，其值足夠大，可不用壓邊，這里的壓邊圈實際上是作為定位與頂件之用。</p><p><b>　　總壓力為</b></p>

68、<p>　　選用250kN壓力機主要是考慮模具閉合高度。</p><p>　　第三次拉深兼整形工序（模具結構圖3-2-5所示）</p><p><b>　　拉深力為</b></p><p><b>　　整形力按下式計算</b></p><p><b>　　式中 </b&g

69、t;</p><p>　　頂件力取拉深力的10% </p><p>　　由于整行力最大，且在臨近下極點拉深工序快完成時產(chǎn)生，可只按整形力選用壓力機，這里也選用250kN壓力機。</p><p>　　沖φ11mm孔工序（模具結構按圖3-2-6所示）</p><p><b>　　沖孔力 </b></p>

70、<p><b>　　卸料力 </b></p><p><b>　　推料力 </b></p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　總壓力</b></p><p>　　選用250kN壓力機。</p>

71、;<p>　　翻邊工序（模具結構圖如3-2-7所示）</p><p><b>　　翻邊力</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　頂件力取翻邊力的10% </p><p><b>　　整形力 </b></p>

72、<p>　　整形力在操作時不好控制，故壓力機要選大些，這里選用250kN壓力機。</p><p>　　沖三個小孔工序（模具結構圖如3-2-8所示）</p><p><b>　　沖孔力</b></p><p><b>　　卸料力 </b></p><p><b>　　推料力

73、 </b></p><p><b>　　總壓力 </b></p><p>　　結合模具結構（閉合高度）選用250kN壓力機</p><p>　　切邊工序（模具結構圖如3-2-9圖所示）</p><p><b>　　總壓力為</b></p><p>　　也選用

74、250kN壓力機。</p><p>　　在實際選擇壓力機規(guī)格時，尚需要考慮裝?？臻g，生產(chǎn)現(xiàn)場設備的配置情況，工藝流程等，在做合理安排。</p><p><b>　　4.2沖壓工藝過程</b></p><p>　　凸、凹模加工工藝過程</p><p>　　第五章 模 具 設 計</p><p>　

75、　5.1模具結構形式選擇 </p><p>　　按工序模具結構形式選擇如下：</p><p>　　工序一 為落料·拉深復合工序 由于凸凹模壁厚a＝(65－38)／2mm＝13.5mm,采用落料·拉深復合模強度足夠，故本工序采用落料·拉深復合模結構，模具總體結構見模具總裝示意圖，該結構落料采用正裝式，拉深采用倒裝式。模座下的彈頂器兼做壓邊與頂件裝置，另設有

76、彈性卸料和推件裝置。</p><p>　　工序二 采用第二次拉深（倒裝式） 模具主要結構見圖3-2-4。</p><p>　　工序三 采用三次拉深模 也用倒裝式結構 由于此道工序兼有整形功能，故在拉深完了模具要進行剛性打擊，已達到整形的目標，其模具結構稍復雜與二次拉深（主要結構圖見圖3-2-5）。</p><p>　　工序四 沖底孔模具采用正裝式結構

77、 工件用定位板定位，采用彈性卸料，廢料由工作臺孔落下。模具主要結構見圖3-2-6。</p><p>　　工序五 翻邊 由前面工序分析，為減少整形工序，讓工序3和工序五兼有整形的作用。為使翻邊工序兼有整形工序，在模具結構上定位套在沖壓終了時受剛性打擊，起到整形口部的作用，模具主要結構見圖3-2-7。</p><p>　　工序六 沖小孔 模具采用正裝式結構。由于工件較小，沖孔廢料直接

78、落入工作臺孔，工件有定位銷以內孔定位，彈壓卸料板起到壓料和出件作用，為節(jié)省模具材料，凹模采用鑲入式結構，凸模用固定板固定，模具主要結構見圖3-2-8。</p><p>　　工序七 切邊 模具采用倒裝式結構。切邊后，用廢料切刀去除切邊廢料，工作在凹模中用打料桿及推件器裝置推出，模具主要結構見圖3-2-9。</p><p>　　落料拉深復合模的總裝圖</p><p>

79、;　　5.2 模具工作零件設計</p><p>　　以下僅討論第一道工序所用的落料和首次拉深復合模的設計要點，其他各工序所用模具的設計于此相仿，不在詳細介紹。</p><p>　　復合模中落料部分刃口尺寸計算：圓形落料凹模和凸凹模中的凸模部分，可采用分開加工。</p><p>　　拉深前的坯料直徑取自由公差，可定為IT13級精度,故取落料件直徑為，落料凹模及凸模

80、的刃口尺寸可按公式，并查沖壓手冊，計算如下：</p><p><b>　　落料凹模刃口尺寸</b></p><p>　　凸凹模中落料凸模刃口尺寸</p><p><b>　　由于 </b></p><p>　　所以，故凸模、凹模刃口尺寸可以確定。</p><p>　　經(jīng)查閱有

81、關資料，并根據(jù)模具結構要求，初步確定落料凹模壁厚C=30mm.落料凹模厚度h=44mm,實際確定凹模尺寸如下圖所示。</p><p>　　復合模中拉深工作部分尺寸計算：</p><p>　　首次拉深件內形尺寸（由于本例內形尺寸有要求）取自由公差，故深件尺寸公差由拉深模工作部分尺寸的計算式，可得</p><p><b>　　凸模工作部分尺寸：</b&g

82、t;</p><p>　　式中 可查表五，取=0.03mm</p><p>　　凸凹模中拉深凹模工作部分尺寸</p><p>　　式中 Z—單面間隙</p><p>　?。ú闆_壓手冊表） 可查表五 。</p><p>　　按凸凹模的工作要求及結構特點，實際確定凸凹模的尺寸如圖所示。</p>&l

83、t;p><b>　　圖5-2-1</b></p><p><b>　　圖5-2-2</b></p><p>　　5.3 模具其他零件的選取和設計</p><p>　　1）模具閉合高度（見落料拉深復合?？傃b圖）：＝上模座厚＋下模座厚＋落料凹模厚＋凸·凹模高－（落料凹模與凸模的刃面高度差＋首次拉深工件高－料

84、厚）＝35＋40＋48＋65－（1＋13.8－1.5）＝174.7mm.</p><p>　　根據(jù)設備載荷情況和模具的閉合高度，可選擇用JA23-25型壓力機，該壓力機的最大裝模高度為200mm，最小裝模高度為130mm。模具閉合高度滿足,故認為合</p><p>　　2）模柄選擇 選壓入式模柄，其壓力機模柄孔的直徑為50mm至70mm

85、 3）螺釘 選M10mm螺釘，其長度根據(jù)模具結構定。</p><p>　　4）卸料彈簧選用 卸料力前面已經(jīng)算出卸料力為4680N，擬選用8個彈簧。每個彈簧擔負卸料力約為585N。</p><p>　　5） 打料推桿尺寸 推桿直徑根據(jù)打料力選直徑為12mm,推桿長度為140mm

86、.（推桿長度＞模柄總長+凸凹模高-推件塊厚）</p><p>　　6)模架的選取 有凹模周界尺寸D=125mm,選I級精度的后側導柱模架，規(guī)格為：160mm×125mm×(160～190)mm I [GB/T2851.3—1990,《沖?；瑒幽＜?后側導柱模架》</p><p>　　表五 凸 、凹模制造公差</p><p>　　第六章

87、設 計 心 得</p><p>　　1．經(jīng)過畢業(yè)設計對沖壓加工有了更深的了解。在設計過程中通過對零件的工藝分析確定不同的工藝方案，并對這些工藝方案設計出了不同的模具。同時又熟悉了Word軟件和AUTO CAD軟件的操作使用。通過這次設計使我對模具知識有了一個系統(tǒng)的概念，也體會到做事耐心和仔細的重要性。</p><p>　　2．模具設計是一個實踐性很強的工作，需要一定的經(jīng)驗。由于自己經(jīng)驗缺乏

88、，在設計的過程中難免會出現(xiàn)疏漏和錯誤的地方，這就需要自己查閱相關書籍手冊并請教老師同學來解決問題，從而培養(yǎng)了自己獨立思考和解決問題的能力。 </p><p>　　3.經(jīng)過這近三個月的條件，畢業(yè)論文終于告于段落，在這期間有過辛酸，有過幸福。曾經(jīng)為了畫一副模具圖而整天閉門不出，有時為了一個小小的設計理念而和同學爭的面紅耳赤，當你接觸模具，你會發(fā)現(xiàn)它是如此的神奇。可當你認真的去研究，你會發(fā)現(xiàn)你的知識是那個的缺乏，然而

89、當你終于懂得這副模具運動的過程，你又會欣喜若狂。</p><p>　　4．在設計的過程中，你才明白設計者的艱辛，他們要不停的審核，不停的修改。有時為了能把這個思路延續(xù)下去，甚至徹夜未眠，在設計的期間，我才明白細節(jié)的重要性，我才明白知識的力量。</p><p>　　5．在設計過程中，由于要查相關的資料，所以經(jīng)常去圖書館和閱覽室，而且時不時的去老師辦公室問問關于沖壓模的相關設計，并且通過網(wǎng)絡查

90、一些設計流程。還和一些在模具廠做過的同學相互交流一下知識。希望自己的設計不單是在理論上是可行的，而且在實際上也是可行的。在設計過程，也得到了朋友的支持和幫助，這讓我們的友誼更加的深厚，它將成為我人生的財富。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設計是在指導老師xx老師的悉心指導下完成的，其間得到了xx學院xx老師的指導，在一

91、些關鍵性的問題上,他們給了我許多寶貴的意見和建議;其次要感謝同學的無私幫助,他們在論文的編輯和繪圖方面給了我好大的幫助.。</p><p>　　轉眼間，近三個月的畢業(yè)設計即將結束。本次畢業(yè)設計能夠如期的順利完成，首先得益于指導老師的精心指導和同學的大力幫助。</p><p>　　在這里我首先要衷心的感謝我的指導老師xx。xx老師以她精深的理論和豐富的實踐經(jīng)驗及嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，不厭其煩的對我

92、進行細心的指導。并提供了不少寶貴的資料，同時又讓我們學習新的軟件，為我們今后學習工作積累了很多的經(jīng)驗。</p><p>　　由于我的水平有限，理論聯(lián)系實際的能力相當匱乏。在設計過程中難免有疏忽和缺點以及不足之處，希望各位老師批評指出，我一定虛心接受并改</p><p>　　最后，謹以此文獻給所有關心和幫助過我的人們！</p><p><b>　　作者：&l

93、t;/b></p><p>　　2010年10月25日</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　【1】、《沖壓工藝與模具設計》成虹，徐家祥等 主編 電了科技在學出版社 2000 </p><p>　　【2】、《沖模技術》涂光祺 主編 機械工業(yè)出版社2004 9</p>

94、;<p>　　【3】、《沖壓模具設計結構圖冊》薛翔主編 化學工業(yè)出版社 2005 1</p><p>　　【4】、《沖壓工藝與模具設計》 張如華 等主編 北京；清華在學出版社2006</p><p>　　【5】、《沖壓設計資料》王孝培 主編 北京；機械工業(yè)出版社 1983</p><p>　　【6】、《沖模設計手冊》編寫組 編 北京

95、；機械工業(yè)出版社 1991</p><p>　　【7】、《實用沖壓設計技術》王同海 主編 北京：宇航出版社1990</p><p>　　【8】、《沖壓模具簡明設計手冊》 郝濱海 編著 北京：化學工業(yè)出版社 2006 </p><p>　　【9】、《冷沖壓模具設計》 王樹立 主編 北京：中國輕工業(yè)出版社，1994</p><p>

96、　　【10】、《實用沖壓工藝及模具設計手冊》楊玉英 主編 北京：機械工業(yè)出版社，</p><p>　　【11】沖壓模具設計與制造》 劉建超、張寶忠主編 北京：高等教育出版社，</p><p>　　【12】沖壓設計應用實例》 許發(fā)樾 主編 北京：機械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　【13】冷沖壓模具設計指導》 王芳 主編 北京：機械工業(yè)出版社，1998&

97、lt;/p><p>　　【14】《沖壓工藝學》 李碩本 主編 北京：機械工業(yè)出版社，1981</p><p>　　【15】《模具計算機輔助設計》 李志剛 主編 武漢：華中理工大學出版社，1990</p><p>　　【16】《實用模具技術》健求 主編 北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　【17】《沖壓模具設計結構圖冊》薛啟翔 編著 北京