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XXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 題目: 圓筒拉伸模具設(shè)計 分院： XXX學(xué)院 姓名： XXX 學(xué)號： XXXX 專業(yè)： XXXX 指導(dǎo)老師： XXX 畢業(yè)論文答辯時間： 2013-XX-XX 前 言 隨著工業(yè)發(fā)展，沖壓模具的應(yīng)用越來越廣泛。同時由于產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，除了要保證模具設(shè)計質(zhì)量以外，對模具設(shè)計效率的要求也越來越高。 為了促進(jìn)我國沖壓模具技術(shù)的發(fā)展，從計算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)加工技術(shù)及裝備、其它新技術(shù)與沖壓模具等方面分析了我國沖壓模具的技術(shù)現(xiàn)狀。結(jié)果表明：經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的沖壓模具總量位居世界第三位，加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。 本文首先分析了復(fù)合模具的工藝結(jié)構(gòu)，介紹了復(fù)合模具的設(shè)計，重點介紹了模具的結(jié)構(gòu)、凹凸模的設(shè)計、沖裁力的計算以及沖壓機(jī)的選型。其次詳細(xì)闡述了落料拉深復(fù)合模的工藝設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計過程、對拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行設(shè)計計算和選擇，基本上確定了落料拉深復(fù)合模的整體結(jié)構(gòu)框架。本文設(shè)計的復(fù)合模具適用于加工幾何尺寸較大、形狀復(fù)雜、精度要求較高的沖壓類零件，通過理論分析和大量的工程實踐探索，在模具上采用了一些特殊機(jī)構(gòu)，可使操作簡單，提高生產(chǎn)效率,對提高企業(yè)的市場競爭力有著現(xiàn)實的意義。通過了復(fù)合模具的設(shè)計，可以將傳統(tǒng)的分模加工合二為一，使落料、拉深、一次成形，避免了分模加工中定位誤差的生產(chǎn)，從而保證了質(zhì)量，降低了成本，提高了生產(chǎn)效率。 目 錄 \ 前 言 Ⅰ 目 錄 Ⅱ 第1章 緒 論 1 1.1沖壓模具簡介 2 1.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念 2 1.1.2 沖壓模具的分類 2 1.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義 3 第2章 拉伸模具總體方案的分析與確定 5 2.1 工藝方案分析 5 2.1.1 工件的分析 5 2.1.2拉深工藝分析 5 2.2工藝方案的確定 6 第3章 主要的工藝參數(shù)計算 7 3.1 工序壓力計算 8 3.2 沖壓設(shè)備的選擇 9 第4章 主要零件設(shè)計 11 4.1 拉伸模具主要零件的設(shè)計 12 第5章拉深模裝配 18 5.1 沖壓模具裝配的技術(shù)要求 18 5.2拉深模裝配的特點 19 5.3拉伸模具的總體設(shè)計 19 5.4拉伸模具總裝配 19 總結(jié)與展望 24 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 26 - 2- 第1章 緒 論 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備。它是以其特定的形狀通過一定方式將原材料加工成為零件。采用模具成形方法生產(chǎn)零件，具有優(yōu)質(zhì)、高效、省料、低成本等優(yōu)點，因此在國民經(jīng)濟(jì)各個部門，尤其是在機(jī)械制造、汽車、家用電器、儀器儀表、石油化工、輕工產(chǎn)品等工業(yè)部門得到了極其廣泛的應(yīng)用[1]。據(jù)統(tǒng)計，利用模具制造的零件，在汽車、飛機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占70%；在電視機(jī)、錄音機(jī)、計算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上；在手表、洗衣機(jī)、電冰箱等輕工產(chǎn)品中占85%以上。經(jīng)過幾十年的發(fā)展 ,我國的沖壓模具總量位居世界第三位 ,加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。以汽車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模[2]。用 CAD/CAM /CAE軟件進(jìn)行三維設(shè)計和模擬，靠高速、精密的加工設(shè)備生產(chǎn) ,用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光，提高模具質(zhì)量。這些都代表了沖壓模具發(fā)展的趨勢[3]。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求。 隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多；對產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美。由于每副模具是特定產(chǎn)品零件生產(chǎn)用的專用工裝，因此，模具設(shè)計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸及其精度，表面質(zhì)量要求及成型工藝條件的變化而變化的。所以每副模具都必須進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺普通壓力機(jī)設(shè)計每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識。 1.1沖壓模具簡介 1.1.1 沖壓成形與沖壓模具的概念 沖壓成形是指利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對模具里的板料施加壓力，使其生產(chǎn)分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。沖壓加工的對象一般為金屬板料、薄壁管、薄型材等，板厚方向變形一般不側(cè)重考慮，因此也稱為板料沖壓，并且通常是在室溫狀態(tài)下進(jìn)行，所以也稱為冷沖壓[8]。 沖壓模具是指在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，俗稱沖模 在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具，高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。如圖1-1所示。 圖 1-1 沖壓零件的影響因素 1.1.2 沖壓模具的分類 1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （2）彎曲模 使板料毛坯或其它坯料沿著直線產(chǎn)品彎曲變形，從而獲得一定角度和姓張的工件模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 （4）成形模 是將毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等[9]。 2、根據(jù)工序合程度分類 （1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （2）復(fù)合模 只有一個工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （3）級進(jìn)模（也稱為連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 1.2 本課題主要研究的內(nèi)容及意義 本課題的研究對象是圓筒零件的落料拉深復(fù)合模具，做出工藝分析案，計算出工藝參數(shù)，設(shè)計模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實際問題的獨立工作能力。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個部分： 1、對落料拉深復(fù)合模進(jìn)行工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計[10]。 2、主要工作部分尺寸的計算。 3、主要工藝參數(shù)的計算。 4、模具的工作總體設(shè)計及裝配。 5、設(shè)計出模具總裝配圖。 隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，沖壓模具在各行業(yè)中有著較廣泛的應(yīng)用，其組成零件中標(biāo)準(zhǔn)件占有很大比重。而很多沖壓制件都是系列化產(chǎn)品，它們的模具節(jié)哦故相同或相似而尺寸不僅相同，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要反復(fù)查閱手冊以確定模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)外形與尺寸，重復(fù)設(shè)計的工作量很大。由于產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，新產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期不斷縮短，設(shè)計環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的整個生命周期中占據(jù)了越來越重要的地位。國外的模具制造企業(yè)，廣泛使用先進(jìn)的高精度、高速度、專業(yè)化加工裝備，如日本豐田汽車模具公司擁有構(gòu)造面加工數(shù)控銑床39臺套、型面加工高速五軸五面銑床15臺套、其它新型一體化專門加工設(shè)備6臺套。加工工藝方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工等，精加工走刀移行密度僅有0.3mm。同時，可以實現(xiàn)內(nèi)凹圓角清根、外凸圓角加工到 位等，因而可以控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實現(xiàn)模面的精細(xì)加工。日本、韓國、新加坡、德國、荷蘭、美國及我國臺灣、香港地區(qū)的獨資、合資企業(yè)很多，民營模具企業(yè)很不少；蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)及輪轂等部件壓鑄模和鑄模，昆山中大模架等企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)各種大型模架、模具導(dǎo)向件、模具彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件[11]。 國內(nèi)的許多模具企業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)的加工裝備，硬件上與國際水平的差距正在快速縮小：上海的汽車模具企業(yè)，近年來通過大量購置先進(jìn)的五軸高速加工機(jī)床、大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動數(shù)控高速銑床、數(shù)控車或復(fù)合加工機(jī)床、先進(jìn)的大型測量和調(diào)試設(shè)備及多軸數(shù)控激光切割機(jī)等。一汽模具公司已經(jīng)擁有五軸高速數(shù)控銑床等大型高速加工設(shè)備；東風(fēng)汽車模具公司擁有高速的數(shù)控銑床。目前，資產(chǎn)過億，擁有龍門加工中心10臺以上的大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)達(dá)到10多家。外國人都驚呼：怎么兩年之間中國大陸的汽車模具規(guī)模、數(shù)量和制造能力會有如此大的變化。我國沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平，總體上比國際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝，加工裝備等方面。沖壓模具加工工藝和裝備對提高加工效率、確保模具精度、縮短交貨周期有重要影響[12]。過去的中國沖壓模具行業(yè)，車、刨、銑、磨等傳統(tǒng)普通機(jī)床和電火花線切割機(jī)床，曾經(jīng)在絕大數(shù)沖壓模具企業(yè)使用。采用加工沖壓模具時，通常需要對模具零件反復(fù)裝夾和定位，因而加工生產(chǎn)效率低。模具產(chǎn)品質(zhì)量差。模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備、具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點，被廣泛應(yīng)用與汽車，機(jī)械、航天、航空、輕共、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到610億元，增長率保持在25%的高水平，行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%，僅次于日本、美國而位列世界第三。目前我國大部分模具企業(yè)采用的仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計方法，特別四中小型模具企業(yè)，設(shè)計人員進(jìn)行著大量的重復(fù)性勞動，在通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計過程中，不得不多次重復(fù)查閱設(shè)計手冊，造成模具設(shè)計周期長、效率低、耗資大的現(xiàn)狀，這也就影響了企業(yè)的市場競爭力[13]。 本課題圓筒沖壓該零件時，普遍采用落料、拉深.沖孔三道工序，生產(chǎn)效率低，成本也高，為此，設(shè)計了沖壓該零件的落料、拉深、沖孔復(fù)合模，是原三道工序合二為一，大大提高了生產(chǎn)效率[14]。 第2章拉伸模具總體方案的分析與確定 本課題的研究對象是圓筒，材料為08鋼，料厚為0.8mm，是形狀規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體零件大批量生產(chǎn)。圓筒如圖2-1所示。 2.1 工藝方案分析 2.1.1 工件的分析 工件圖:如圖所示 生產(chǎn)批量:大批量 材料:08鋼 料厚:0.8mm 工件簡圖2-1 工件如圖2-1所示 - 8 - 圖2-1所示為圓筒，材料為08鋼，料厚為0.8mm，是形狀規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體零件，大批量生產(chǎn)。 2.1.2拉深工藝分析 由圖2-1可見，該工件的加工涉及到落料、拉伸兩種工序內(nèi)容。 (1)落料拉深工藝分析 此工件為有凸緣圓筒形，工件,要求內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加 工件底部圓角半徑r=5mm，大于拉深凸模圓角半徑r凸=1~3mm,滿足拉深對圓角半徑的要求。尺寸Φ92.5mm，按公差表查得為IT14級，滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊蟆? 2.2工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料、拉深和沖孔?，F(xiàn)擬定以下幾種工藝方案： 方案一：先落料，后拉深采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料拉深沖孔，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：拉深 落料級進(jìn)沖壓，，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案分析： 方案一模具結(jié)構(gòu)較為簡單，但需要兩副模具和兩道工序，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足大量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求。 方案二只需要一副模具，減少了工序數(shù)量，工件的精度及生產(chǎn)效率都比較高，但模具制造時有一定的困難。 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)的制件精度不如復(fù)合模生產(chǎn)精度高，模具本身制造也有一定的難度，生產(chǎn)效率不如復(fù)合模高，并且生產(chǎn)過程中需要克服工件的精確定位問題。通過對上述三種方案的綜合比較，并且考慮模具的制造精度及制件的精度，該沖壓工藝方案選用方案二較優(yōu)。 本工件首先需要落料，制成直徑D=183.5mm的圓片，然后D=183.5mm的原板料為毛坯進(jìn)行拉深，拉深成為內(nèi)徑為Φ90.9mm、內(nèi)圓角r為5mm的有凸緣圓筒。因為課題要求設(shè)計拉伸模具所以次畢業(yè)設(shè)計只要設(shè)計拉伸模具 - 10 - 第3章 主要的工藝參數(shù)計算 3.1 毛坯尺寸的計算 計算毛坯直徑D 如圖2-1工件圖所示。 h=（48.8-0.75）mm=48.05mm，d=（90.9+0.75+0.75）mm=92.4mm，取92.5mm。工件的相對高度h/d=48mm/92.5mm=0.6。根據(jù)相對高度從表4-1中查得修邊余量Δh=2mm。因為本模具為拉伸模模具一次出產(chǎn)品所以不需要考慮修邊啊 表3-1 有凸緣圓筒行拉深件的修邊余量 （mm） 工件高度h 工件的相對高度h/d >0.5-0.8 >0.8-1.6 >1.6-2.5 >2.5-4 ≤10 >10-20 >20-50 >50-100 >100-150 >150-200 >200-250 >250 1.0 1.2 2 3 4 5 6 7 1.2 1.6 2.5 3.8 5 6.3 7.5 8.5 1.5 2 3.3 5 6.5 8 9 10 2 2.5 4 6 8 10 11 12 無凸緣圓筒形拉深工件的毛坯尺寸計算公式為： D=(d2 +4dH-1.72rd-0.56r2 )1/2 （3-1） 將d=90.9mm，H=48.8mm，r=（2+0.75）mm=2.75mm代入上式，即得毛坯的直徑為： D=141mm （3-2） - 8 - 3.3 工序壓力計算 （1） 拉深力計算 由于零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形近似計算。按公式： F拉=Kπdtσb （3-9） 式中 F拉 —— 拉深力（N）； d —— 拉深件的直徑，d=90.9mm； t —— 材料厚度； σb —— 材料的強(qiáng)度極限（MPa），σb=380MPa； K —— 修正因數(shù)。由表查得修正因數(shù) K=0.93； 拉深系數(shù)： m=d/D=90.9mm/183.5mm=0.5 （3-10） 拉深力則為： F拉=0.93×3.14×90.9×0.8×380≈42 kN （3-11） （5）推料力 按公式 F卸=K推 × F落 （3-5） 式中 K推 —— 推料力因數(shù)，其值K卸=0.03 卸料力則為： F卸=3×0.03×42N≈3.7 kN 3.4 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備選用是沖壓工藝設(shè)計過程中的一項重要內(nèi)容。模具的設(shè)計要與沖壓設(shè)備的類型和主要規(guī)格相匹配，否則不能工作。正確選擇沖壓設(shè)備，關(guān)系到設(shè)備的安全使用、沖壓工藝的順利實施及沖壓件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命等一系列問題。沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械[18]。常見冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)（以Jxx表示其型號）和液壓機(jī)（以Yxx表示其型號）。主要根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸大小和精度要求來選擇。 對于中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件等，主要選用開式機(jī)機(jī)械壓力機(jī)。開式壓力機(jī)雖然剛度不高，在較大沖壓力的作用下床身的變形會改變沖模間隙分布，降低模具壽命和沖壓件表面質(zhì)量，但是由于它提供了極為方便的操作條件和易于安裝機(jī)械化附屬裝置的特或工作點，所以目前仍是中小型沖壓件生產(chǎn)的主要設(shè)備。另外，在中小型沖壓件生產(chǎn)中，若采用導(dǎo)板?；蚬ぷ鲿r要求導(dǎo)柱導(dǎo)套不脫離的模具，應(yīng)選用行程較小的偏心軸壓力機(jī)。對于大中型沖壓件，多選用閉式機(jī)械壓力機(jī)，包括一般用途的通用壓力機(jī)和專用的精密壓力機(jī)、雙動或三動拉伸壓力機(jī)等。其中薄板沖裁或精密沖裁時，選用精度和剛度較高的精密壓力機(jī)；大型復(fù)雜拉深件生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動或三動拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便[19]。 在小批量生產(chǎn)中，多采用液壓機(jī)或摩擦壓力機(jī)。液壓機(jī)沒有固定的行程，不會因為板料厚度變化而超載，而且在需要很大的施力行程加工時，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點，特別適合大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。但液壓機(jī)的速度低，生產(chǎn)效率不高，而沖壓件的尺寸精度有時受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，不易發(fā)生超載破壞等特點，在小批量生產(chǎn)中常用來彎曲件，尤其適用校平、整形、壓印等成形工序。但摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)小，生產(chǎn)效率低，而操作也不太方便。在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜件的大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)[20]。 ??? 沖壓設(shè)備分類： 1.機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動滑塊機(jī)構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式； 2.按滑塊個數(shù)可分為單動和雙動；??? 3.按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式（C型床身）和閉式（Ⅱ型床身）； 4.按自動化程度可分為普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)等。 對于淺拉深可按式 F壓≥（1.6～1.8）F總，估算公稱壓力來選擇壓力機(jī)。選用公稱壓力為600 kN的方式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：600 kN 滑塊行程：55 mm 最大閉合高度：220 mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45 mm 工作臺尺寸：500mm×650mm - 10 - 第4章 主要工作部分尺寸計算 4.1 拉伸模具零件的設(shè)計 1、拉伸凹模的設(shè)計 (a)拉伸凹模簡圖 5、退料板的設(shè)計 退料板簡圖 沖壓模具的組成零件可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類。如圖4-10所示。 圖4-10 沖壓模組成零件 1.工藝零件 工藝零件是指直接與完成沖壓工藝過程并和配料直接發(fā)生作用的零件。 工藝零件進(jìn)一步又可分為： （1）工作零件：是指實現(xiàn)沖壓變形，使材料正確分離或塑性變形，保證沖壓件形狀的零件，包括凸模、凹模、模等。 （2）定位零件：是指保證條料或毛坯在模具中的正確位置的零件，包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓板、導(dǎo)正銷、側(cè)刃、擋料銷等。 （3）壓料零件：是指在拉深工序中防止工件起皺的零件，包括壓料板、壓料圈等。 （4）卸料零件：是指將沖裁后由于彈性恢復(fù)而卡在凹?？變?nèi)或在凸模上的 工件或廢料脫卸下來的零件。卸料零件包括卸料板、彈簧、橡皮等。出件零件包括推件塊、推桿、頂件塊、頂桿等[22]。 2.結(jié)構(gòu)零件 結(jié)構(gòu)零件是指不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只對模具完成工藝過程起保證作用或?qū)δ＞叩墓δ芷鹜晟谱饔玫牧慵? 結(jié)構(gòu)零件進(jìn)一步又可分為： （1）導(dǎo)向零件：是保證上模對下模正確位置和運動的零件，一般由導(dǎo)套和導(dǎo)柱組成。 （2）固定零件：是承裝模具零件或?qū)⒛＞甙惭b固定到壓力機(jī)上的零件，如上模座、下模座、凸凹模固定板、模柄等。 （3）緊固及其它零件。如螺釘、定位銷等。 第5章拉深模裝配 模具裝配是整個模具制造過程的最后階段，模具裝配圖或驗收技術(shù)條件是裝配的依據(jù)，構(gòu)成模具的所有復(fù)合技術(shù)要求的零件，包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成型零件等是模具裝配的基礎(chǔ)。但是有了合格的零件，還必須制定合理的裝配工藝，才能裝配符合設(shè)計要求的模具[23]。 在裝配過程中，即要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度。對于具有相對運動的零部件，還必須保證它們之間的運動精度。模具裝配的高低及質(zhì)量好壞，直接影響零件能否正常生產(chǎn)以及零件的尺寸、形狀精度和成本。所以說，模具的裝配是模具制造過程中重要環(huán)節(jié)。 沖壓模具裝配完成后，各模具零件組成模具的上模部分和下模部分。沖壓模具工作時，下模部分安裝在壓力機(jī)的工作臺上，是模具的固定部分；上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上，是模具的活動部分[24]。 5.1 沖壓模具裝配的技術(shù)要求 （1）模具各組成零件的材料、尺寸精度、幾何形狀精度、表面粗糙度和熱處理工藝以及相對位置精度等都要復(fù)合圖樣要求，零件的工作表面不允許有裂紋和機(jī)械傷痕等缺陷。 （2）模具裝配后，所有模具的活動部位都應(yīng)該保證位置準(zhǔn)確、配合間隙適當(dāng)、動作可靠、運動平穩(wěn)。固定的零件應(yīng)牢固可靠，在使用過程中不得出現(xiàn)松動和脫落。 （3）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計要求，沿整個刃口輪廓間隙應(yīng)均勻一致。 （4）上模座的上平面應(yīng)和下模座的底平面平行。導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。 （5）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度應(yīng)符合規(guī)定要求。 （6）定位裝置要保證毛坯定位正確可靠。 （7）卸料裝置和頂件裝置應(yīng)靈活，正確，保證制件不卡在沖模內(nèi)。 （8）模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行實驗，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計要求[25]。 - 22 - 5.2拉深模裝配的特點 落料拉深復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上分為上模部分和下模部分，所以裝配過程的總的思路是：將模具零件分別裝配成上模部分和下模部分，然后將上模部分和下模部分裝配成完整的模具。本模具的彈頂裝置屬于下模部分，包括橡膠、底板、聯(lián)接螺釘、螺母等零件，裝配時可以將這些零件先裝配成彈頂裝置，再作為一個整體裝入下模部分[26]。 5.3模具的總體設(shè)計 該件的模具結(jié)構(gòu)主要由上、下模座，拉伸凹模，下固定板，中間推料板，墊板組成[27]。 根據(jù)主要工作部分尺寸，結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸。即： 上模座：350mm×350mm×30mm 45鋼 下模座：350mm×350mm×40mm 45鋼 導(dǎo) 柱：30mm×170mm 20 鋼 導(dǎo) 套：40mm×110mm×43mm 20 鋼 導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.8～1.2mm，硬值為58～62HRC。落料凹模、凸凹模材料均采用Cr12，熱處理硬度58～62HRC。卸料板、墊板、固定板材料均采用45鋼。 5.4復(fù)合模具總裝配 通過以上的設(shè)計可以得到拉伸模具的總裝圖，如圖所示。模具的上模部分主要由上模座、拉伸凹模、墊板、推料桿等組成。下模部分由下模座、退料板、拉深凸模、推料桿等組成[28]。 圖5-1模具總裝配圖 - 20 - 圖5-2 二維復(fù)合模具總裝配圖 - 26 - 總結(jié)與展望 全文總結(jié) 主要研究對象是圓筒零件的拉深模具，做出工藝分析案，計算出工藝參數(shù)，設(shè)計復(fù)合模具的總體裝配圖，從而提高了理論分析能力和解決實際問題的獨立工作能力[29]。主要內(nèi)容具體可以分為以下幾個部分： 1、完成了拉深模具的工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，對拉深凸模、凹模、等主要成形零件以及各種標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行計算和選擇。 2、主要工作部分尺寸的計算。 3、主要工藝參數(shù)的計算。 4、模具的工作總體設(shè)計及裝配。 5、設(shè)計出模具總裝配圖，用CAD軟件完成了模具的二維圖，取得了一定的效果。 6、初步分析了研究了模具裝配技術(shù)，實現(xiàn)在CAD環(huán)境下拉伸模具完整的裝配過程。 未來展望 本文雖用CAD軟件設(shè)計出復(fù)模具并進(jìn)行了一定的研究和探索，并在企業(yè)的模具設(shè)計中得到了一定程度的應(yīng)用，但是鑒于時間限制和本人知識的局限，還存在許多實際工作需要完善。在本文所做的研究工作的基礎(chǔ)上，提出進(jìn)一步的研究設(shè)想如下[30]： (1) 目前，本論文只是完成了模具各組成零件的設(shè)計，還可以進(jìn)一步的對模具各零件進(jìn)行簡單的改進(jìn)。即方便又經(jīng)濟(jì)。 (2) 本文的研究目前僅局限于CAD設(shè)計的領(lǐng)域，還可以擴(kuò)展到?CAM領(lǐng)域，根據(jù)本文的研究結(jié)論加工出模具實物，以驗證本文設(shè)計系統(tǒng)的可靠性與完備性。 (3) 本文設(shè)計的模具零件過于復(fù)雜，加工出的零件精度不高，未來的幾年，在成批量生產(chǎn)中可以改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，提高模具的加工精度，從而提高模具的質(zhì)量和效率。 - 28 - 參考文獻(xiàn) [1] 郭立波，陳春煥，潘金芝．復(fù)合冷作模具鋼基材的熱處理[J]．金屬熱處理，2010 [2] 樊新民．高速鋼-08鋼 鋼軋制復(fù)合板的組織與性能[J]．材料科學(xué)與工藝，2004，12(5):521-523　 [3] 楊金志，仇逸．市場信息[J]．模具商情，2005，70 (3) ：22 [4] 蔡美良．新編工模具鋼的金相熱處理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：156-157 [5] 牟紅霞．模具材料的發(fā)展與動向[J] ．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，173(4)：83-89 [6] 崔崑．中國模具鋼現(xiàn)狀及發(fā)展[J] ．機(jī)械工程材料，2001，(1)：1-5 [7] 崔崑．國內(nèi)外模具用鋼發(fā)展概況[J]．金屬熱處理，2007，32(1)：1-11 [8] 張魯陽．我國冷作模具選材的趨向[J]．金屬熱處理，1999，(1)：4-6 [9] 潘金芝，任瑞銘，戚正風(fēng)．復(fù)合工模具材料的研究現(xiàn)狀[J]．金屬熱處理，2008，(11)：6-12 [10] 劉勝國.我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].黃石理學(xué)院學(xué)報,2007，23（1） [11] 樊新民．高速鋼-08鋼 鋼軋制復(fù)合板的組織與性能[J]．材料科學(xué)與工藝，2004，12(5):521-523　 [12] 蔡美良．新編工模具鋼的金相熱處理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：156-157 [13] 牟紅霞．模具材料的發(fā)展與動向[J] ．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，173(4)：83-89 [14] 史剛.汽車覆蓋件拉延件設(shè)計[J].模具技術(shù), 2004 [15] 張魯陽．我國冷作模具選材的趨向[J]．金屬熱處理，1999，(1)：4-6 - 29 - 致 謝 本課題是在老師悉心教導(dǎo)、嚴(yán)格要求和大力支持下完成的。從論文的選題、方案論證到論文的撰寫和修改過程中，都傾注了老師的大量心血。 在論文寫作過程中，得到了老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在論文即將完成之際，我要感謝許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗和知識的同學(xué)們。通過一同的研究和探討，他們?yōu)槲艺撐牡耐瓿商岢隽嗽S多寶貴建議，我從中得到了很多有益的啟發(fā)。我還要衷心感謝父母多年來的撫養(yǎng)和教誨，正是他們的資助、鼓勵和支持，我才能得以完成大學(xué)學(xué)業(yè)和本論文。 老師淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的精神，誠懇和平易近人的品格讓我受益匪淺，為我樹立了終身學(xué)習(xí)的榜樣。值此論文完稿之際，謹(jǐn)向辛勤培養(yǎng)和無私幫助自己的老師致以崇高的敬意和由衷的感謝！ - 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