儲油油柜端蓋沖壓工藝及模具課程設(shè)計說明書拉深復(fù)合模終稿前稿

1、目 錄設(shè)計任務(wù)書及零件圖緒論第一章 設(shè)計要求第二章 零件工藝性分析第三章 沖壓零件工藝方案的確定第四章 工藝參數(shù)計算4.1 毛皮尺寸的計算4.2 排樣和裁板方式的確定4.3 沖壓零件工藝方案的確定第五章 模具工作部分刃口尺寸的計算5.1落料刃口尺寸計算5.2 脹形模尺寸的計算5.3 拉深工作刃口尺寸計算5.4 沖孔刃口尺寸計算第六章 模具中彈性元件的設(shè)計計算第七章 模具的總體設(shè)計及裝配第八章 模具的動作過程和操作要求總結(jié)參考文獻 設(shè)計任務(wù)書及零件圖任務(wù)書專業(yè)班級：材料成型及控制工程 XXXX設(shè)計人： XXXXXX設(shè)計題目：儲油油柜端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計設(shè)計參數(shù)：1.零件尺寸如產(chǎn)品圖所示. 2.

2、大批量生產(chǎn).設(shè)計要求：1.確立合理的工藝流程. 2.保證材料的利用率及工件的精度 3.如原產(chǎn)品設(shè)計不合理或工藝性差可提出修改方案. 4.保證模具的實用性和經(jīng)濟性.設(shè)計時間：08年2月25日08年3月14日 設(shè)計人： xxx 指導(dǎo)老師：xxx零件圖如下圖所示緒 論模具在現(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方式是原材料成形。例如，沖壓件和鍛件是通過沖壓或鍛造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、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡膠、玻璃等非金屬制品，絕大多數(shù)也是用模具成形的。由于模具成形具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和低成本等特點，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟各個部門，特

3、別是汽車、拖拉機、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，利用模具制造的零件，在飛機、汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表等機電產(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。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，到2000年，機械零件粗加工的75%和精加工的50%都將由模具成形來完成。用電子圖板進行二維繪圖設(shè)計是實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計(CAD)與計算機輔助制造(CAM)一體化的基礎(chǔ).文中利用CAXA電子圖板在進行二維繪圖設(shè)計時的實際問題，闡述了計算機繪圖的一些實際應(yīng)用與技巧。用CAXA電子圖板所獨有的“繪制角度線、法線/切線”和“繪制

4、公式曲線”等功能，圖解法對機構(gòu)進行運動分析和設(shè)計凸輪機構(gòu),在具有較高精度的同時，既繼承了傳統(tǒng)手工圖解法簡單直觀的特點，又克服了解析法計算工作量大的不足，而且比起用其他的CAD軟件來做這項工作,更為簡單快捷。電子圖板CAXA軟件在沖壓工藝設(shè)計中的三種應(yīng)用：（1）通過求回轉(zhuǎn)截面面積和重心的回轉(zhuǎn)半徑計算旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸；（2）用等距線作彎曲中性層線及查詢功能求彎曲件展開長度；（3）按微積分原理用極細小的面（窄條）模擬沖裁刃口的線，再查出面的重心即為零件的沖裁壓力中心.該方法十分方便、快捷、準確。目前，國內(nèi)模具企業(yè)中已有相當多的廠家普及了計算機繪圖，并陸續(xù)引進了高檔CAD/CAE/CAM，UG、P

5、ro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等著名軟件在中國模具工業(yè)應(yīng)用已相當廣泛。一些廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于塑料模、沖壓模和壓鑄模的設(shè)計中。近年來，我國自主開發(fā)CAD/CAE/CAM系統(tǒng)有很大發(fā)展。例如，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件，北京機電研究所開發(fā)的鍛模CAD/CAE/CAM軟件，北航華正軟件工程研究所開發(fā)CAXA軟件

6、，吉林汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的商品化覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。現(xiàn)在，大家都認識到，研究和發(fā)展模具技術(shù)，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展具有特別重要的意義。模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各個國家的高度重視和贊賞。模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說，引進國外先進技術(shù)，不能采用通常的引進產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進已經(jīng)商品化了的CAD/ CAM /CAE軟件和精密加工設(shè)備等。模具的CAD/CAE/CAM涉及面廣、集多

7、種學(xué)科與工程技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品。如塑料模具的CAE技術(shù)要利用高分子材料學(xué)、流變學(xué)、傳熱學(xué)、計算力學(xué)、計算機圖形學(xué)等知識，涉及的領(lǐng)域還包括聲波及電磁場、溫度場等各類物理場，通過工程分析、來建立塑料成型的數(shù)學(xué)和物理模型，構(gòu)造有效的數(shù)值計算方法，實現(xiàn)成型過程的動態(tài)仿真分析?，F(xiàn)代化的模具要實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程。這些模具的數(shù)字化代表了現(xiàn)代模具的一個方面，沒有模具的數(shù)字化，就沒有現(xiàn)代模具。模具的CAD/CAE/CAM技術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對人員的培訓(xùn)和對于引進的軟件進行二次開發(fā)。像我們熟知的CIMATRON公司不但在塑料模具的CAD/ CAM軟件

8、上在中國保持其市場占有率并且在擴大，而且在沖壓模具、多成份橡膠制鞋模具等領(lǐng)域開拓，也將大顯身手；開發(fā)FUTABA、LKM、MISUMI標準模架數(shù)據(jù)庫的工作也已提上日程。這是為模具行業(yè)服務(wù)的具體體現(xiàn)。沖壓成形用戶市場的迅猛發(fā)展為沖壓行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機遇，雖然在沖壓業(yè)發(fā)展的道路上還存在著各種各樣的阻力與障礙，但我們始終相信，這些都阻擋不了沖壓行業(yè)前進的步伐。第一章 設(shè)計要求 本課程設(shè)計性質(zhì)是在完成了沖壓工藝與模具設(shè)計、模具制造工藝、模具材料與熱處理及機械制造工藝學(xué)后進行的針對沖壓模具設(shè)計的一門實踐性課程，其任務(wù)是綜合運用所學(xué)知識進行與實踐工作相關(guān)的設(shè)計訓(xùn)練，該課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的目的是：1.鞏固

9、與擴充沖壓工藝與模具設(shè)計、模具制造工藝學(xué)等課程所學(xué)的知識與技能。2.學(xué)習(xí)專業(yè)設(shè)計手冊的使用，強化工程計算、繪圖及文獻檢索的能力，未畢業(yè)設(shè)計及將來的工作打下良好基礎(chǔ)。3.培養(yǎng)和提高分析、解決工廠實際問題的能力。4.學(xué)習(xí)沖壓工藝與模具設(shè)計的具體方法和步驟，培養(yǎng)和提高模具設(shè)計的綜合能力，為今后從事模具設(shè)計與制造工作打下必要的基礎(chǔ)。完成典型沖壓零件的沖壓工藝分析及模具設(shè)計整個過程。在設(shè)計過程中能夠較好地應(yīng)用沖壓工藝與模具設(shè)計的基本理論，學(xué)會應(yīng)用沖壓模具設(shè)計工具書和參考資料，掌握沖壓成形零件工藝性分析、基本工藝計算，模具零部件設(shè)計、計算；沖壓設(shè)備的選擇，裝配圖、零件圖的設(shè)計與繪制，工藝卡的編制。第二章

10、零件的工藝性分析 該零件為端蓋，其外形最大尺寸為180mm，屬于中型零件。零件材料為普通的碳素鋼，沖壓加工性良好。從零件圖分析，該沖壓件采用2.0mm的鋼板沖壓而成，可保證足夠的剛度和強度。零件所標注的尺寸中，兩個孔11中心位置精度120±0.5為IT12IT13級精度，其余的尺寸都是IT14級精度，零件要求較高。分析零件結(jié)構(gòu)工藝性。此零件是一個中間帶凸起的筒形件，從形狀特征判斷，其主要加工工序有落料、拉深、脹形、沖孔等。零件落料片為圓形，沖裁工藝性很好。作為拉深成形尺寸，拉深工藝性較好。 第三章 沖壓零件工藝方案的確定 從零件結(jié)構(gòu)分析，零件的成形工序為落料、脹形、拉深。下面通過計算

11、確定脹形和拉深工序的次數(shù)。脹形次數(shù)的計算：通過公式由零件尺寸和查表 計算得則式子不滿足，則說明一次脹形力太大，材料容易開裂。查閱資料采用二次脹形，避免了脹形中材料開裂的問題。 拉深次數(shù)的計算：因為毛坯尺寸 ，由毛坯的相對厚度： 由表查各次拉深系數(shù)： 。則零件的總拉深系數(shù) ，大于 ，故該零件拉深只需一次即可完成。為保證工件平整且無裂紋，不宜采用單一生產(chǎn)工序，而用級進模結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，經(jīng)多方論證，采用落料首次脹形復(fù)合、拉深二次脹形復(fù)合和沖孔三道工序，具體分工如下；第一副模具為落料、第一次脹形復(fù)合模（加工后工件圖見本組趙xx裝配圖）.第二副模具為拉深、第二次脹形復(fù)合模（工件圖見陶x裝配圖）.第三副模具為

12、沖孔模（工件圖見楊xx裝配圖）.第四章 主要工藝參數(shù)計算 4.1.毛胚尺寸的計算 根據(jù)等面積原則，用解析法求該零件的毛胚直徑。將零件簡化為筒形件，可以簡化為三個簡單的幾何體，圓柱、1/4球環(huán)和圓。根據(jù)公式計算 查表拉深不需要修邊余量。則毛胚直徑D=214mm4.2.排樣和裁板方式的確定考慮操作方便和模具結(jié)構(gòu)簡單，采用單排排樣設(shè)計。查表搭邊值 條料寬度：b=214mm+2X1.5mm=217mm條料送進步距：h=214mm+1.5mm=215.5mm材料規(guī)格選用1mmX1100mmX2900 mm裁板方式：1. 采用橫裁法裁樣條數(shù)： 每條零件個數(shù)： 每板可裁毛坯個數(shù)：2. 采用縱裁法裁樣條數(shù)：每

13、條零件個數(shù)：每板可裁毛坯個數(shù)： 由于兩種排樣方式出件個數(shù)一樣，所以材料利用率也一樣考慮操作方便，生產(chǎn)效率高采用縱裁。材料利用率=毛坯面積/板料面積 =毛坯個數(shù)X毛坯面積/板料面積 =73%毛坯排樣圖如下：4.3計算各工序壓力及沖壓設(shè)備的選擇工序一： 落料首次脹形模 見圖3-2 (a)。落料力計算： 按公式 式中 零件剪切周長（mm）； 材料厚度（mm） 材料的抗剪切強度（Mpa） 計算 ， ， 查表可得材料 則卸料力計算：按公式 查表 則 首次脹形力計算 按公式 式中 加強筋周長（mm）； 系數(shù)，查表值為0.9； 材料厚度（mm），1mm； 材料的抗拉強度（Mpa） 則因此 。由于復(fù)合模的特點

14、，為防止設(shè)備超載，可以按 選擇壓力機。參照沖壓手冊選用JS23-63壓力機。其與模具設(shè)計有關(guān)參數(shù)： 公稱壓力：630kN 滑塊行程：120mm 最大閉合高度:360mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：90mm 工作臺孔徑：710mmX480mm 模柄孔尺寸：50mmX70mm 工序二： 拉深二次脹形模拉深力計算 按式 式中 修正因數(shù)，查表值為1.25； 拉伸件的直徑，180mm； 材料厚度，1mm； 材料抗拉強度，查表材料 ； 則二次脹形力計算 按公式 式中已知K=0.9，材料抗拉強度 則因此 。由于復(fù)合模的特點，為防止設(shè)備超載，可以按 選擇壓力機。參照沖壓手冊選用JS23-100壓力機。其與模具設(shè)計有關(guān)參

15、數(shù)： 公稱壓力：1000kN 滑塊行程：130mm 最大閉合高度:480mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：100mm 工作臺孔徑：710mmX1080mm 模柄孔尺寸：60mmX75mm 工序三：沖孔模 沖孔力計算 按式 式中 沖裁件孔周長， 材料的厚度，1mm； 材料的抗剪切強度，260Mpa；則推件力：按式 查表得 ， n= 3 則 按照 選擇壓力機。參考沖壓手冊選用JS23-16壓力機。其與具設(shè)計相關(guān)參數(shù)： 公稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 最大閉合高度:220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm 工作臺孔徑:300mmX450mm 模柄孔尺寸：30mmX55mm第五章 模具工作部分零件刃口尺寸及

16、公差的計算5.1落料刃口尺寸計算 查表刃口雙面間隙 。未注公差零件尺寸按IT14級精度計算，查表可得106的極限偏差=0.87，磨損因數(shù)由表查x=0.5，查表凸、凹模制造公差 。校核滿足 所以凸凹模采用配作加工方法。則凹模的刃口尺寸凸模尺寸按照凹模尺寸配做，保證其雙面間隙0.10mm0.13mm.5.2拉深刃口尺寸計算 凸凹模按IT9級制造查表得：凹模圓角半徑 凸模圓角半徑 間隙查表可得 Z/2=1.1t=2.2mm凸凹模尺寸拉深凹模、拉深凸模尺寸和形狀查詢零件圖。5.3脹形模尺寸 該脹形是局部脹形，分兩道工序進行。此模具完成的是第二道脹形工序。 變形力按下式計算：式中 K=0.7 L=69.

17、2mm t=2mm 計算得 F=205.87kN依據(jù)手冊查詢并計算，可得出脹形凸凹模尺寸，具體尺寸見零件圖。5.4沖口刃口尺寸計算查表得刃口雙面間隙為 ，未注公差的零件尺寸按IT14及精度計算，查表11極限偏差為=0.62mm，磨損因數(shù)查x=0.5。沖孔凸凹模制造公差查表 。 校核 ， 滿足 所以凸凹模配做加工。 則 凸模的刃口尺寸 凹模尺寸按照凸模尺寸配做，保證其雙面間隙0.10mm0.13mm。第六章 彈性元件的設(shè)計計算 為了得到平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，是料在拉深過程中始終處于一個穩(wěn)定壓力下，改善了毛胚的穩(wěn)定性，避免材料在應(yīng)力作用下起皺的可能。下面計算本模具中卸料板處橡膠的選

18、用。 計算橡膠的自有高度式中 橡膠的自有高度； 工作行程與模具修磨量之和。 =（20+2+5）mm=28mm則取 105mm 計算橡膠的裝配高度 H=（0.85-0.9）X105mm=89.25-94.5mm 取H=90 mm 橡膠的斷面面積，在模具裝配時按模具看哦個教案大小確定。第七章 模具的總體設(shè)計及裝配 該工件的模具結(jié)構(gòu)見裝配圖紙。主要由上、下模座、拉深凹模、拉深脹形凸模、脹形凹模、卸料板、推件塊、模柄等零件組成。 根據(jù)主要工作部分尺寸、結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸，參照有關(guān)資料，可選取I級精度的中間導(dǎo)柱圓形模架。即： 上模座：315mmX50mm GB2855.11-81HT200 下模座：

19、315mmX60mm GB2855.12-81HT200 導(dǎo) 柱： B50h5X270X65 20鋼 導(dǎo)套： B50h5X140X50 20鋼導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.81.2mm，硬度為5862HRC 模具材料均采用Cr12，熱處理淬火硬度為6064HRC。 卸料板、固定板、推件塊材料均為45鋼。 其他標準件見裝配圖明細表。 推件塊除了固定脹形凹模外，另外當完成工作后還起到了推料的作用。第八章模具的動作說明及操作要求 1. 接到有第一道工序完成的工件，把工件放在凸模上，由脹形處定位。2.開啟壓力機，拉深凹模接觸工件，卸料板和凹模使工件固定，完成拉深工序。3.當推料塊接觸到模架時，脹形工序開始，直至完成。4.壓力機回程，卸料板把工件推出，直至開模。上模推桿推東推料塊使工件脫模。總 結(jié)三周的設(shè)計叫我明白并且簡單的掌握了一套模具的設(shè)計的全過程。鞏固并擴充了自己的設(shè)計知識，加強了自己制圖及專業(yè)手冊使用的能力。