畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)

1、誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目： 小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 系部： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)： 1120211429 學(xué)生： 指導(dǎo)教師含職稱： 副教授 1課題意義及目標(biāo) 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的根底與專業(yè)知識(shí)分析、解決工程實(shí)際問題的能力，初步掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的方法、流程，熟練掌握使用各種工具書籍，使學(xué)生初步到達(dá)工程師所具備的根本素質(zhì)。2主要內(nèi)容(1) 對(duì)給定工件進(jìn)行工藝分析，確定出科學(xué)合理的工藝方案； (2) 進(jìn)

2、行沖壓工藝計(jì)算； (3) 參考模具圖冊(cè)，查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)出合理可行的模具結(jié)構(gòu)； (4) 模具主要工作零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算： (5) 編寫設(shè)計(jì)說明書3主要參考資料 3 肖祥芷，王孝培. 沖壓設(shè)計(jì)大典 M 4 吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) M4進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起 止 日 期1查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告2021.12.012021.12.312完成工藝計(jì)算、確定工藝方案2021.01.013確定模具結(jié)構(gòu)方案，中期檢查2021.03.214模具總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5完善設(shè)計(jì)內(nèi)容、完成設(shè)計(jì)說明書及辯論工作審核人： 年 月 日小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)摘 要：簡(jiǎn)單的表達(dá)了沖壓設(shè)計(jì)對(duì)目前工業(yè)生產(chǎn)

3、的重要性，同時(shí)介紹了沖壓設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容及一般的工作程序。通過對(duì)“小凸緣筒形件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的步驟有了以定的了解。首先對(duì)產(chǎn)品零件做工藝性分析，確定工藝方案，進(jìn)行工藝計(jì)算，確定切邊余量、計(jì)算毛坯直徑、判斷能否一次成形、確定排樣圖、落料、拉深力的計(jì)算，確定沖壓設(shè)備。其次對(duì)個(gè)工序模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，落料凹模、凸凹模落料凸模，拉深凹模、拉深凸模的設(shè)計(jì)凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、間隙、凸、凹模尺寸公差、壓力中心對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行選擇。最后選擇模架，計(jì)算凸模長(zhǎng)度、凹模高度和壁厚、凸模固定板尺寸、校核強(qiáng)度。根據(jù)模架選擇其他零部件，確定模具閉合高度，對(duì)沖壓模具進(jìn)行安裝調(diào)試。關(guān)鍵詞：模具， 圓

4、角半徑，尺寸及公差，單邊間隙，凸凹模The design of stamping process for the small flange cylinder paresAbstract：This paper simply describes the importance of stamping design to the current industrial production. It introduces the basic content and general working procedure of stamping design. Through the graduation de

5、sign of the small flange cylinder stamping process and mold design , I have a set of steps to do the design of stamping mold. First this paper makes process analysis of the part and determines the process scheme. It makes process calculation and determines the cutting edge margin. It calculates the

6、diameter of blank and determines whether a forming or not. It determines the layout map falls the material. It determines the stamping equipment through the drawing force calculation. Secondly this paper makes mold design of all process. It includes the design of blanking mold, punch (blanking punch

7、, drawing mold) drawing punch (punch radius, mold fillet radius, clearance, convex and concave mold size tolerance, the pressure center of Press). Finally this paper chooses the mold. It makes the calculation of the length of the punch ,the height and thickness of the die and the plate size of the p

8、unch plate size,it check the strength. According to the selection of mold,it chooses other parts and determines the closed height of the mold .Then it makes installation and commissioning of stamping dies.Keywords: Mold, radius, dimensions and tolerances, unilateral gap,conve concave mold目 錄TOC o 1-

9、3 h u HYPERLINK l _Toc4885 1 前言1 HYPERLINK l _Toc32246 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)概論1 HYPERLINK l _Toc6918 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容1 HYPERLINK l _Toc9969 1.3 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的一般程序1 HYPERLINK l _Toc9549 2 沖壓件工藝分析3 HYPERLINK l _Toc8598 產(chǎn)品零件材料分析3 HYPERLINK l _Toc28051 2.1.1 產(chǎn)品零件的尺寸精度、斷面質(zhì)量分析3 HYPERLINK l _Toc4673 2.1.2 產(chǎn)品零件的工藝性分析 .螺孔及銷釘?shù)?/p>

10、數(shù)目。初定螺孔數(shù)目為4個(gè)，銷釘數(shù)目為2個(gè)。 產(chǎn)品零件的落料凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此采用整體式結(jié)構(gòu)。其凹模結(jié)構(gòu)圖如以下圖所示： 圖4.2 落料凹模 拉深模的設(shè)計(jì) (1) 拉深模的凹模圓角半徑: . .式4.4t為材料厚度1mm，取=12mm。 (2) 拉深模的凸模圓角半徑: 一般與取相等，拉深成形時(shí)，應(yīng)等于零件的內(nèi)圓半徑，取=12mm。 3拉深間隙: 有壓邊圈拉深時(shí)單邊間隙值查表?冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造? 主編 王秀鳳 萬良輝 北京航空航天大學(xué)出版社P152 .式4.5 t為材料厚度1mm，取 4.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原那么 精確定位 固定板上安裝了凸模時(shí)，凸模在工作過程中其軸線或

11、母線不允許發(fā)生任何方向的移位否那么將造成沖裁間隙不均勻是材料變形，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)將造成啃模。 防止拔出 回程時(shí)，對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)做到防止凸模從固定板中拔出來。 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 工作段截面為圓形的凸模：不存在防止轉(zhuǎn)動(dòng)的問題。工作截面為較簡(jiǎn)單的凸模：長(zhǎng)圓形、半圓形、矩形等，為了防止造成啃模，將凸模固定板簡(jiǎn)化為圓形來防止轉(zhuǎn)動(dòng) 在設(shè)計(jì)各種凸模結(jié)構(gòu)的時(shí)，需注意全部都要滿足這三條原那么。 2拉深凸模結(jié)構(gòu)通氣孔直徑一般可適當(dāng)在38mm之間選取，取8mm。凸模結(jié)構(gòu)如以下圖 圖4.3 拉深凸模 凹凸模的設(shè)計(jì) 凹凸模結(jié)構(gòu)如下圖 圖4.4 凹凸模落料凸模與拉深凹模 壓邊圈的設(shè)計(jì) 經(jīng)計(jì)算產(chǎn)品零件只需要

12、一次拉伸就能成形，為防止出現(xiàn)起皺情形，確定使用壓邊圈進(jìn)行防止起皺。 產(chǎn)品材料的相對(duì)厚度t/D=0.0036,工件的拉伸系數(shù)為確定為m=0.54，選取普通平端面凹模拉深,(0.090.17)(1-)=0.01650.0246，t/D銷釘直徑的通孔，以便拆卸料板時(shí)頂出銷釘。假設(shè)是板料較薄，在采用固定卸料方式的情況下，會(huì)引起板料嚴(yán)重翹曲變形，保證不了工件的加工質(zhì)量，增加廢品率。在間隙過大時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，破壞模具精度，嚴(yán)重時(shí)可能損壞模具。因此，采用固定卸料方式，按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，板料厚度不宜大于0.8mm。固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.8倍，板料厚度超過3mm時(shí)

13、，可與凹模厚度一致。固定卸料板形孔與凸模的單面間隙可以取，本設(shè)計(jì)取0.2mm。 推件裝置的設(shè)計(jì) 復(fù)合模出件均為逆出件，沖入凹模內(nèi)的工件需由出件裝置反向推出或頂出。倒裝復(fù)合模的出件裝置在上模，也稱為推件裝置，順裝復(fù)合模的出件裝置在下模，也稱為頂件裝置。推件裝置一般由推件板、推桿、打板、打桿組成。在回程，當(dāng)滑塊內(nèi)的打桿橫梁撞擊到床身兩側(cè)的限為螺釘時(shí)，便產(chǎn)生推件力，并通過打桿、打板、推桿傳至推件板。類似的裝置。 推件板的結(jié)構(gòu)形式為了防止推件板從凹模內(nèi)脫出，其結(jié)構(gòu)形式一般采用凸緣式的。這種結(jié)構(gòu)是普遍采用的結(jié)構(gòu)。對(duì)于圓截面的推件板，這種整體凸緣結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易加工的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于非圓截面的，特別是不規(guī)

14、那么截面的推件板，工藝性就很差。那么采用分體式的結(jié)構(gòu)。故在此采用圓截面推件板。4.10.2 推件板的尺寸與公差推件板是出件裝置中最重要的零件。其截面形狀與凹凸模很相似，其外形與凹模有配合關(guān)系，其內(nèi)形又與凸模有配合關(guān)系，因此加工難度較大。工作時(shí)，推件板應(yīng)平穩(wěn)，防止卡死。為此，推件板與凹模和凸模應(yīng)取小間隙的配合。間隙取得過大反而容易卡死。推件板與凹模和凸模的配合有如下三種方式：1推件板的外形與凹模、內(nèi)形與凸模均按小間隙配作。2推件板的外形按凹模配作成小間隙配合，而內(nèi)形按凸模配作成大間隙配合。3推件板的內(nèi)形按凸模配作成小間隙配合，而外形按凹模配作成大間隙配合。4.10.3 推件板的極點(diǎn)位置推件板的下

15、極點(diǎn)位置：應(yīng)保證其端面超出凹模面0.20.5mm，以便在出件時(shí)使工件與凹模徹底脫離。推件板在上極點(diǎn)位置：其工作段不應(yīng)脫離凹模直壁段，應(yīng)有不小于4mm的配合段。而且此時(shí)凹模內(nèi)至少應(yīng)能容納34片工件，防止在出件裝置損壞或失靈時(shí)，操作人員有足夠的時(shí)間來停止機(jī)器工作，防止出現(xiàn)撞擊發(fā)生損壞模具或機(jī)床的事故。4.10.4 打桿與打板的設(shè)計(jì)在倒裝復(fù)合模的推件裝置中，為了避開拉深凸模，設(shè)計(jì)時(shí)需注意如下兩點(diǎn)：1推桿盡可能對(duì)稱分布，以便使推件力均衡分布、推件裝置動(dòng)作平穩(wěn)。2打板的平面面積盡可能減小，其平面形狀盡可能不用完整的矩形和圓形。選取打桿的結(jié)構(gòu)形式為一端有大頭的光桿。打桿的直徑應(yīng)比模柄孔直徑小0.51mm。

16、設(shè)計(jì)打桿時(shí)打桿長(zhǎng)度確實(shí)定：打桿橫梁可以撞擊到打桿，打板的自由升降不能讓打桿所影響。設(shè)計(jì)時(shí)一般按下式要求來確定：當(dāng)推件板處于下極點(diǎn)位置時(shí)，打桿上端應(yīng)超出壓力機(jī)滑塊打桿橫梁孔的底平面約15mm，因此設(shè)計(jì)時(shí)需選定壓力機(jī)滑塊底平面到打桿橫梁孔之間的距離。故其結(jié)果見裝配圖。5 其它沖模零件設(shè)計(jì)5.1 模柄的選擇查表10.30?最新標(biāo)準(zhǔn)模具應(yīng)用手冊(cè)? 主編 楊占堯 化學(xué)工業(yè)出版社P348選用B型凸緣模柄，用34個(gè)螺釘緊固在上，模柄與上模座之間采用H7/H6配合。模柄結(jié)構(gòu)如以下圖所示： 圖5.1 凸緣模柄結(jié)構(gòu)圖 凸模固定板本設(shè)計(jì)中凸模固定板和凹模板是一樣的。固定凸模的型孔根據(jù)所設(shè)計(jì)的凸模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，對(duì)于

17、圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對(duì)于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實(shí)際尺寸配作成H7/h6；取凸模固定板的厚度為30mm。5.3 墊板在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可防止硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)，造成模具的平安隱患。又是為了提干模具壽命，也可在下模座和凹模之間添加墊板。墊板的平面形狀與尺寸和固定板相同，其厚度一般取610mm。在墊板上穿過連接螺釘、卸料螺釘和定位銷時(shí)要鉆通孔，通孔的直徑要略大一點(diǎn)。注意：裝配模具沖裁間隙調(diào)整完后，與模座和固定板一起經(jīng)鉆孔、絞孔加工出穿銷控，為了防止銷釘不好打入墊板，應(yīng)在墊板淬火前擴(kuò)大穿銷控。5.

18、4 緊固件沖模上的緊固件：包括連接螺釘和定位銷釘。連接螺釘?shù)氖芰Ρ葦M大時(shí)要用六角螺釘連接，六角螺釘特點(diǎn)：45號(hào)鋼制造，并淬火達(dá)，可以加大六角螺釘?shù)睦瓚?yīng)力。連接螺釘?shù)氖芰Ρ葦M小時(shí)可以選用普通圓柱頭螺釘，通常不采用半球頭螺釘槽容易擰壞或沉頭螺釘裝配時(shí)不變便調(diào)整。5.5 定位銷定位銷釘采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應(yīng)力。6 模具的裝配 6.1 復(fù)合模的裝配凸凹模通常用來當(dāng)作復(fù)合模具的裝配基建。復(fù)合模具裝配順序?yàn)椋貉b配模架；裝配凸凹模組件凸凹模及其固定板和凸模組件凸模及其固定板；將凸凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座正裝式復(fù)合模為上模座，倒裝式復(fù)合模為下模座的相應(yīng)位置上；以凸凹模為基準(zhǔn)，將凸模組

19、件及凹模初步固定在另一模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷孔；卸開上、下模，安裝相應(yīng)的定位、卸料、推件或頂出零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時(shí)，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。凸、凹模在進(jìn)行加工時(shí)就可以確定凸、凹模的間隙大小，而凸、凹模之間間隙的均勻性那么是在模具裝配時(shí)保證的。沖模裝配時(shí)調(diào)整凸、凹模間隙

20、的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、間隙值的大小和裝配條件來確定。這里用墊片法來調(diào)整。其方法如下：按圖樣要求組裝上模與下模，其中一般上模只用螺釘稍微擰緊，下模用螺釘和銷釘緊固。在凹模刃口四周墊入厚薄均勻、厚度等于凸、凹模單面間隙的墊片金屬片或紙片，再將上、下模合模，使凸模進(jìn)入響應(yīng)的凹?？變?nèi)，并用等高墊鐵墊起。觀察凸模能否順利進(jìn)入凹模，并與墊片能否有良好的接觸。假設(shè)在某方向上與墊片接觸的松緊程度相差較大，外表間隙不均勻，這時(shí)可用手錘輕輕敲打凸模固定板，使之調(diào)整到凸模在各方向與凹?？變?nèi)碘片的松緊程度一致為止。調(diào)整適宜后，在將上模用螺釘緊固，并配裝銷釘孔，打入定位銷。 6.3 模具的總裝配圖 圖 落料

21、、拉深、成型復(fù)合模1下模座、2螺釘、3固定板、4螺釘、5導(dǎo)柱、6銷釘、7上模座、8導(dǎo)套、 9銷釘、 10墊板、11凸緣模柄、12打桿、13螺釘、14螺釘、 15推件塊、16 凸凹模、17固定卸料板、18導(dǎo)料板、19壓邊圈、20落料凹模、21拉深凸模、22推桿、23銷釘 6.4 模具工作過程 模具安裝在沖床上以后，首先機(jī)床進(jìn)行試運(yùn)行，確認(rèn)機(jī)器平安后再進(jìn)行沖壓。在送條料時(shí)順著導(dǎo)料板送料，根據(jù)導(dǎo)料銷來確定距離。第一步落料：凹模和凸凹模落料凸模、拉深凹模完成落料。第二部拉深：拉深凸模與凸凹模落料凸模、拉深凹模完成拉深。第三部卸料：工件在凸凹模落料凸模、拉深凹模內(nèi)，回程時(shí)推出工件。7 結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目是“小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，通過本次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)沖壓模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)和拉伸模具機(jī)構(gòu)有了一個(gè)很全面的了解，冷沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造在現(xiàn)在以及以后生產(chǎn)生活中起所的作用，明白了冷沖壓模具在以后的機(jī)械工業(yè)開展中所扮演的角色，也為自己以后更好的學(xué)習(xí)該方面的知識(shí)指明了方向。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次前所未有的整理與融會(huì)貫穿，也對(duì)一些模具知識(shí)有了一