拉伸模具設(shè)計(jì)說明書(共32頁)

1、河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它是“無以倫比的效益放大器”。沒有高水平的模具，也就沒有高水平的工業(yè)產(chǎn)品，因此模具技術(shù)也成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，正因?yàn)槟＞叩闹匾约捌湓趪窠?jīng)濟(jì)中重要地位，模具工業(yè)一直被提到很高的位置。從起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)已經(jīng)走過了半個(gè)多世紀(jì)。從 20 世紀(jì)以來，我國就開始重視模具行業(yè)的發(fā)展，提出政府要支持模具行業(yè)的發(fā)展，以帶動(dòng)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。有關(guān)專家表示，我國的加工成本相對(duì)較低，模具加工業(yè)日趨成熟，技術(shù)水平不斷提高，人員素質(zhì)大幅提高，國內(nèi)投資環(huán)境越來越好，各種有利因素使越來越多國外企業(yè)選擇我國作為模具加工的基地。因?yàn)槟?/p>

2、具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具價(jià)格的幾十倍，上百倍。目前，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的最重要標(biāo)志。它決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。模具工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，主要表現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車、石油化工和建筑。事實(shí)上，模具是屬于邊緣科學(xué)，它涉及機(jī)械設(shè)計(jì)制造、塑性加工、鑄造、金屬材料及其熱處理、高分子材料、金屬物理、凝固理論、粉末冶金、塑料、橡膠、玻璃等諸多學(xué)科、領(lǐng)域和行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，模具可帶動(dòng)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的比例大約是 1:100 ，即模具發(fā)展 1 億元，可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè) 100 億元。通過模具加工產(chǎn)品，可以大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低能耗

3、和成本，保持產(chǎn)品高一致性等。如今，模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而在各行各業(yè)得到了應(yīng)用，并且直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)；特別是在制造業(yè)中，它起著其它行業(yè)無可取替代的支撐作用，對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著輻射性的影響。當(dāng)前，由于產(chǎn)品品種增多，更新加快，市場競爭的日益激烈，因此，對(duì)模具的要求是交貨期短，精度高及成本低。而模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度直接影響著這些因素。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，專業(yè)化生產(chǎn)越強(qiáng)，模具的生產(chǎn)周期就會(huì)越短，生產(chǎn)成本越低，模具質(zhì)量越高。同時(shí)模具設(shè)計(jì)簡化，交貨期限縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代就越迅速。通過四年的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，我對(duì)本專業(yè)的理論知識(shí)已有了系統(tǒng)的掌握，為以后走上工作

4、崗位打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏，本套模具就是在這種情況下完成的，錯(cuò)誤之處難免，敬請(qǐng)指正。第1章 緒論§1.1 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用沖壓式利用安裝沖壓設(shè)備（主要書壓力機(jī)）上的模具對(duì)機(jī)械施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖

5、壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下：(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。（2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定

6、,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)

7、部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn) 的。§1.2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；

8、分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工

9、位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級(jí)進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級(jí)進(jìn)在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而

10、獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。§1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論

11、的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目

12、前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá)IT1617級(jí)；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對(duì)于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對(duì)于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國已自主設(shè)計(jì)制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)

13、成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無回彈成形。無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形。(2.)沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需

14、要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá)25微米，進(jìn)距精度23微米，總壽命達(dá)1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面

15、與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為1500040000r/min）,加工精度一般可達(dá)10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工

16、；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到300mm/min,加工精度可達(dá)±1.5微米，表面粗糙度達(dá)Ra=010.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)

17、備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動(dòng)化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好

18、的價(jià)格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。(3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次

19、完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá)97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時(shí)間就可完成自動(dòng)換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的410倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。 近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其

20、更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì)。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人控制生產(chǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。(4)沖壓標(biāo)

21、準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮

22、短。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高，標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。 第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)書和產(chǎn)品圖本設(shè)計(jì)零件名稱為外封頭，材料為08鋼，厚度為1.0mm。產(chǎn)品圖如圖1.1：圖1.1 產(chǎn)品圖第3章 零件的沖壓工藝性分析§3.1 零件的工藝性分析外封頭如圖1所示，零件需內(nèi)孔翻邊、外沿拉深，材料為08鋼，厚度為1.0mm.從設(shè)計(jì)任務(wù)可以看出，制件精度要求不高.產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)。08鋼

23、的機(jī)械性能如下：b=325MPa S=195MPa§3.2 制定零件的工藝過程：此零件的拉深工序?yàn)闊o凸緣的橢圓型拉深件，各尺寸均無較嚴(yán)格的公差要求，又是大批量生產(chǎn)，所以不能用剪切板料的方法進(jìn)行拉深，固采用沖壓加工的方法。§3.3 沖壓工序的確定：方案一：先落料，再拉深，最后沖孔和翻邊；方案二：先落料拉深復(fù)合，最后沖孔和翻邊；方案三：落料拉深沖孔翻邊復(fù)合。在以上兩種沖壓方案中，第一種方案工序多，效率低，操作不方便，零件的位置精度不易保證，但模具結(jié)構(gòu)簡單，加工容易。第二種方案工序少，生產(chǎn)效率高，可以在壓力機(jī)一次行程內(nèi)模具的一個(gè)工位上完成整個(gè)零件的沖壓拉深，零件的位置精度容易保證

24、。第三種方案可以一套模具四種工序成型，效率高，但設(shè)計(jì)復(fù)雜。綜合分析，在大批量生產(chǎn)的情況下，采用第二套方案較合理。第4章 拉深工藝方案的確定§4.1 修邊余量的確定：在拉深過程中，常因材料機(jī)械性能的方向性，模具間隙不均，板料厚度，摩擦阻力不等及定位不準(zhǔn)等因素的影響，而使拉深件口部或凸緣周邊不齊，必須進(jìn)行修邊。故在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)應(yīng)按加上修邊余量后的零件尺寸進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)樵撝萍槊髦萍?，不需要進(jìn)行修邊。所以可以不加修邊余量。§4.2 計(jì)算毛坯尺寸：在不變薄的拉深中，材料厚度雖有變化，但其平均值與毛坯原始厚度十分接近。因此，毛坯的展開尺寸可根據(jù)毛坯面積與拉深件面積（加上修邊余量）

25、相等的原則求出。毛坯直徑按下式確定： D=（4）×A0½但對(duì)于常用的拉深件，可選用沖壓手冊(cè)表4-7所列公式直接求得其毛坯直徑D。查沖壓手冊(cè)表4-7因制件為無凸緣的簡單筒型件，所以用如下公式計(jì)算毛坯D。D=（d2-2r）2+6.28r(d-2r)+8r2+4d(h-r) ½ 第5章 排樣形式及材料利用率§5.1排樣形式： 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的毛坯是圓形件，形狀簡單，所以排樣初步定為單排，使廢料最少，排樣圖如圖5.1：圖5.1排樣圖因?yàn)樾袛?shù)=1，=0.5。查沖壓手冊(cè)表2-25查得搭邊值1=1.0, 邊=1.2,08鋼應(yīng)取參數(shù)的0.9倍。所以1=1.0×0.

26、9=0.9,=1.2×0.9=1.1為滿足擋料銷起到擋料的作用，1 均取2.0mm.條料寬：b=2802a=2804.0=284mm 取285mm 進(jìn)距： h=2801=282.0mm§5.2 材料利用率的計(jì)算: =0.25D2hb=0.25×3.14×280×280285×282=0.766×100=76.6§5.3 拉深次數(shù)的確定：查沖壓手冊(cè)表4-23得：m1=0.530.55 ，mn=0.530.56m總=dD=226280=0.807>0.56所以工件能一次拉深成形。 §5.4 確定拉深直徑

27、：由于該工件能一次拉深成型,則該工件的拉深直徑為:d=226mm。 §5.5 確定拉深高度： H=56.5mm§5.5 確定是否使用壓邊圈： 查沖壓手冊(cè)表4-80（tD）×100=(1.0280)×100=0.357用壓邊圈 。 第6章 沖壓工藝計(jì)算及設(shè)備選擇§6.1 計(jì)算沖裁力：已知工件材料為08鋼，料厚為1.0mmb=325MPa S=195MPa落料力： F落=1.3dt =1.3×3.14×280×1.0×195=222877.2N查沖壓手冊(cè)表2-32得： K卸=0.040.05 卸料力： F卸=

28、 K卸×F落=0.05×222877.2N=111438.6NF沖=F落F卸=234021.06N§6.2 計(jì)算壓邊力：查沖壓手冊(cè)表4-82得： P=2.5MPa根據(jù)公式F壓=0.25dn-12-(dn+2r凹n)2P 計(jì)算: F壓=3.14/4×2802 (226+5) 2 ×2.5 =49139.0375N§6.3 計(jì)算拉深力：根據(jù)公式Fmax=dtkb 計(jì)算：Fmax =3.14×226×1.0×325×1 =230633N§6.4 壓力機(jī)的選擇：拉深模具所需工作壓力：F總= F

29、壓F拉=279.772KN由以上各工序的壓力計(jì)算可知：工序中所需要的壓力最大為279.772KN,因此原則上所選壓力機(jī)只要能滿足力的要求即可，但考慮到模具的安裝位置，安裝空間，送料方向等因素，可以稍后再做合理選擇。第7章 各工序凸、凹模刃口尺寸計(jì)算§7.1 落料凸、凹模尺寸計(jì)算：查沖壓手冊(cè)表2-24得該沖裁大間隙: C=(0.150.20)tC=0.15mm, C=0.20mm沖裁件內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于GB1800-79IT11級(jí)，一般要求落料件精度最好低于IT10級(jí)，所以沖裁件的外形尺寸公差可參考表2-5。查沖壓手冊(cè)表2-5得 : =0.02查沖壓手冊(cè)表2-30得 : 摩擦系數(shù)X

30、=0.5查沖壓手冊(cè)表2-28得: 凹=0.035 凸=0.025根據(jù)表2-27得凸凹模工作部分尺寸和公差計(jì)算公式計(jì)算： D凹=（DX）+凹 =(2260.5×0.22)0.035 =225.890.035 D凸=（DX2C）-凸 =（2260.5×0.220.45）0.025 =225.44 0.025 §7.2 拉深凸、凹模尺寸計(jì)算： 根據(jù)沖壓手冊(cè)表4-54得 拉深模工作部分計(jì)算公式計(jì)算 D凹=（D0.75）+凹 D凸=（D0.752c）-凸 一次拉深成型： D=226，查沖壓手冊(cè)表4-56得 凹=0.10 凸=+0.07因?yàn)樵撝萍钤贗T14級(jí)以下，所以拉深

31、模具凸凹模制造公差采用IT10級(jí)精度 。 查沖壓手冊(cè)表10-8得 : =0.1 查沖壓手冊(cè)表4-74得 : 單邊間隙c=1.1=1.1mmD凹=(D0.75) +凹=(2260.75×0.10)0.010=225.9250.10D凸=（D0.752C）-凸=（2260.75×0.102.2）0.070=223.7250.070§7.3 凸模出氣孔尺寸的確定： 查沖壓手冊(cè)表4-77得：每套拉深凸模的出氣孔直徑均為5mm。§7.4 沖孔凸、凹模尺寸計(jì)算:查沖壓手冊(cè)表2-24得該凸凹模雙面間隙2C=0.20mm, 2C=0.26mm沖裁件內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于

32、GB1800-79IT11級(jí)，一般要求落料件精度最好低于IT10級(jí)，所以沖裁件的外形尺寸公差可參考表2-5。查沖壓手冊(cè)表2-5得 : =0.02查沖壓手冊(cè)表2-30得 :摩擦系數(shù)X=0.5查沖壓手冊(cè)表2-28得 :凹=0.035 凸=0.025坯料預(yù)留沖孔直徑:d=D+1.14r-2h其中r為零件圓角半徑r=15;h為圓弧高度h=15.5d=90+1.14×2.5-2×15.5 =76.1根據(jù)表2-27得凸凹模工作部分尺寸和公差計(jì)算公式計(jì)算： d凹=（d + X）+凹 =(76.1 + 0.5×0.22)0.035 =76.210.035 d凸=（d + X +

33、2C）-凸 =（76.1 + 0.5×0.22 + 0.20）0.025 =76.41 0.025 §7.5翻邊凸、凹模尺寸計(jì)算凸模圓角半徑:r<R=(D-d-t)/2=(90-76.1-1.0)/2=6.45,即取r=5mm凸凹模翻邊間隙C=1.1mm外緣翻邊的翻邊力:F=1.25Ltb k F=1.25×15.5×1.0×325×0.2 =1.259KN§7.6 壓力中心的計(jì)算：該零件為橢圓形落料拉深件，其壓力中心為幾何中心;該零件亦為圓筒形沖孔翻邊件,其壓力中心為幾何中心。第8章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計(jì)模具實(shí)際

34、要根據(jù)上述確定的工藝方案，零件的形狀特點(diǎn)，精度要求，模具制造條件以及安全生產(chǎn)等選定其沖模的類型幾結(jié)構(gòu)形式。下面就分析最主要的工序-拉深模的設(shè)計(jì)、翻邊模具的設(shè)計(jì)。 §8.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇：§8.1.1總體結(jié)構(gòu)本套模具采用拉深模倒裝結(jié)構(gòu)。模座下的彈頂器兼起壓邊和頂件的作用，另設(shè)有彈性卸料板和推件塊，落料的廢料由彈性卸料板從凸模上推出，而制件由頂件塊推出。該結(jié)構(gòu)具有操作方便，出件暢通，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，但彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化且體積較龐大。因此，要選擇工作臺(tái)面尺寸較大的壓力機(jī)。§8.1.2卸料裝置卸料裝置分為剛性卸料和彈性卸料裝置。落料卸料采用彈性卸料裝置是因

35、為剛性卸料裝置盡管可以縮小模具的閉合高度，模具的尺寸，但會(huì)使拉深件開模后留在剛性卸料板內(nèi)，不易出件，操作不便，從而影響生產(chǎn)率，且噪音較大。拉深卸料采用推件塊推出。剛性卸料裝置一般適用于拉深深度較大，材料厚度較厚的制件，彈性卸料裝置常用于復(fù)合沖裁模。本套模具中用剛性卸料裝置提供彈力。§8.1.3 導(dǎo)向裝置本套模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，分別裝在上下模座上。綜上所述，該零件的拉深模具結(jié)構(gòu)草圖如圖8.1：圖8.1模具總裝圖1此模具用從右向左的方式送料。其工作過程為：壓力機(jī)滑塊下行，上下模合模，坯料在拉深凸模、凹模和壓邊圈的作用下進(jìn)行拉深。§8.2 壓力機(jī)的選擇：設(shè)計(jì)可知，凸、凹模的閉合

36、高度是120mm左右，再加上兩個(gè)8mm、10mm的墊板，取標(biāo)準(zhǔn)的上下模座，厚度分別為50mm、60mm，所以整套模具的閉合高度在248mm左右。因此，本模具選擇400KN的開式壓力機(jī)。其主要參數(shù)如下：公稱壓力（KN）：400滑塊行程（mm）：100滑塊行程次數(shù)（nmin1）：80最大封閉高度（mm）：300封閉高度調(diào)節(jié)量（mm）：80模柄孔尺寸（直徑×深度）（mm）：50×70設(shè)計(jì)中應(yīng)使模具閉合高度滿足： h10h模h5 即 230mmh模295mm本設(shè)計(jì)裝模高度為248mm，故滿足設(shè)計(jì)要求。§8.3 模具工作零件和非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)：§8.3.1 凸模設(shè)

37、計(jì)凸模草圖如圖8.2：圖8.2凸模§8.3.2 凹模設(shè)計(jì)凹模結(jié)構(gòu)簡圖如圖8.3：查沖壓手冊(cè)表2-39 凹模最小壁厚a=32,h min =22所以Dmin=100+2a=164而凹模外徑=250，h=60所以凹模的設(shè)計(jì)合理。圖8.3凹模§8.3.3 模具非標(biāo)準(zhǔn)零件本設(shè)計(jì)中模具非標(biāo)準(zhǔn)零件除工作零件外，還有：墊板、推件塊、頂桿、壓邊圈、打桿等。這些零件相對(duì)較簡單，容易設(shè)計(jì)，在此不做說明。§8.3.4 模具標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇本設(shè)計(jì)中模具主要零件有：上模座、下模座、螺釘、銷釘、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等，其規(guī)格如下：上模座315×250×50下模座315250×

38、;60螺釘a.上模座與墊板，凹模固定螺釘（共4個(gè)）圓柱頭螺釘 M10×90b.下模座與凸模固定板固定螺釘（共4個(gè)）圓柱頭螺釘 M10×58c.壓邊圈固定螺釘（共4個(gè)）圓柱頭螺釘 M10×160銷釘a.上模座與墊板，凹模定位銷釘（共2個(gè)） M10×90b.凸模固定板與下模座定位銷釘（共2個(gè)） M10×60c.導(dǎo)柱（共2個(gè)） 32×210d.導(dǎo)套（共2個(gè)） 32×110×48第9章 翻邊模具設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)簡圖如圖9.1：圖9.1 模具總裝圖2§9.1 對(duì)模具結(jié)構(gòu)的說明： 該工序的模具為單一的翻邊模，采用反裝形式

39、，結(jié)構(gòu)簡單。為了在拉深過程中控制壓邊間隙，防止壓邊力過大，在固定板上裝調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)的特種螺栓與壓邊接觸器。制件由推塊頂出,其頂出力由模座上的推桿提供。§9.2 壓力機(jī)的選擇：由上面設(shè)計(jì)可知，凸、凹模的閉合高度是155mm左右，取標(biāo)準(zhǔn)的上下模座，厚度分別為50mm、55mm，所以整套模具的閉合高度在260mm左右。因此，本模具選擇400KN的開式壓力機(jī)。其主要參數(shù)如下：公稱壓力（KN）：400 滑塊行程（mm）：100 滑塊行程次數(shù)（nmin1）：80 最大封閉高度（mm）：300模柄孔尺寸（直徑×深度）（mm）：50×70封閉高度調(diào)節(jié)量（mm）：80設(shè)計(jì)中應(yīng)使模具

40、閉合高度滿足： h10h模h5 即 230mmh模295mm本設(shè)計(jì)裝模高度為260mm，故滿足設(shè)計(jì)要求。§9.3 模具工作零件和非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)：§9.3.1凸模設(shè)計(jì)凸模草圖如圖9.2：圖9.2 凸模§9.3.2 凹模設(shè)計(jì)凹模結(jié)構(gòu)簡圖如圖9.3： 圖9.3凹模查沖壓手冊(cè)表2-39 凹模最小壁厚a=32,h min =22所以Dmin=92+2a=156而凹模外徑=252，h=110所以凹模的設(shè)計(jì)合理。§9.3.3 模具非標(biāo)準(zhǔn)零件本設(shè)計(jì)中模具非標(biāo)準(zhǔn)零件除工作零件外，還有：托料板、固定板、推塊、頂桿、模柄等。這些零件相對(duì)較簡單，容易設(shè)計(jì)，在此不做說明。§9.3.4 模具標(biāo)準(zhǔn)零件