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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
1 緒 論
沖壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。1998年3月在《國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置.目前,我國(guó)沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位。
拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)。
只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。
在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來(lái)，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。
雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
??? 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬(wàn)美元，有的高達(dá)25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。
? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1） 模具日趨大型化；???
? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；??
? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；?
?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；???
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；???
7）模具的精度將越來(lái)越高；?
? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；??
?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；??
10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％．
沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見(jiàn)的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對(duì)已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來(lái)的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在IT12級(jí)以下，不宜高于IT10級(jí)。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見(jiàn)的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對(duì)已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來(lái)的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在IT12級(jí)以下，不宜高于IT10級(jí)。
只有加強(qiáng)沖裁變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過(guò)在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
2 制件的工藝性分析
2.1 油封鋼圈的工藝性分析
該沖壓件為底部帶孔的圓筒形拉深件，拉深高度不高。沖壓件材料為08鋼，拉深成形性能比較好，又因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序分散的單一工序生產(chǎn)不能滿足生產(chǎn)需要，應(yīng)考慮工序集中的工藝方法。經(jīng)綜合分析論證，采用落料、拉深、沖孔復(fù)合模，既能滿足生產(chǎn)量的需要，又能保證產(chǎn)品質(zhì)量和模具的合理性。
2.2 主要工藝參數(shù)的計(jì)算
2.2.1 毛坯尺寸計(jì)算
① 計(jì)算毛坯直徑。
該工件為無(wú)凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原則，用解析法求毛坯直徑。如下圖所示，將工件分為三個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體，如圖中的1、2、3部分。
第1部分
第2部分
第3部分
圖1 計(jì)算毛坯直徑圖
按工件厚度中心層計(jì)算，h=7.6、d=23.2、r=4.9,則毛坯直徑為
D=√d×d+4dh-1.72rd-0.56r×r
=√23.2×23.2+4×23.2×7.6-1.72×4.9×23.2-0.56×4.9×4.9
=√1034.5448
≈32
②確定是否加修邊余量。
根據(jù)沖壓件相對(duì)高度：h/d=7.6÷23.2≈0.33＜0.5,可不考慮加修邊余量。
③確定是否需要壓邊圈。
根據(jù)沖壓件相對(duì)厚度
t/D×100=1.8÷32×100=5.625＞1.5
所以不需要壓邊圈。
2.2.2 確定拉深次數(shù)。
①根據(jù)沖壓件的相對(duì)高度（h/d）
h/d=7.6÷23.2≈0.33
查手冊(cè)可知0.33遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次拉深時(shí)的允許拉深相對(duì)高度0.70～0.75，可以一次拉深成形。
②根據(jù)工件的拉深系數(shù)（d/D）
d/D=23.2÷32=0.725
查手冊(cè)可知0.725大于圓筒形件的極限拉深系數(shù)0.53～0.55，也可一次拉深成形。
2.2.3 排樣及材料的利用率。
根據(jù)該沖壓件的形狀特征，采用單排排樣，如下圖所示，查資料選擇搭邊值：a=a1=1.5㎜.
進(jìn)料步距：s=D+a1=32+1.5=33.5(mm)
條料寬度：b=D+2a=32+2×1.5=35(mm)
式中 D----平行于送料方向的沖壓件寬度。
板料規(guī)格的選用：1.8mm×1000mm×2000mm
每張鋼板裁板條數(shù)：為了操作方便，采用橫裁，即n1=2000÷35=57條，余5mm。
每條裁板上的沖壓件數(shù)：
n2=B/s=1000÷33.5=29（個(gè)）
式中 B----鋼板寬度，1000mm
每張鋼板上的沖壓件總數(shù)：n總= n1n2=57×29=1653（個(gè)）
板料的利用率：
=(3.14×n總DD)/(4LB×100﹪)
=3.14×1653×32×32÷4÷2000÷1000×100﹪
=66.4﹪
圖2 排樣圖
2.2.4 計(jì)算工序沖壓力。
① 落料力
P落=1.3×3.14Dζt
=1.3×3.14×32×320×1.8
=75239.424N
≈75.24kN
其中 ζ----材料的抗剪強(qiáng)度，08鋼為260～360MPa，取320MPa。
t----材料厚度，1.8mm。
② 卸料力
P卸 =K卸P落
=0.04×75.24
=3.01kN
其中 K卸----卸料力系數(shù)，鋼為0.025～0.06，取0.04.
③ 拉深力
P拉=3.14Kdtδb
=3.14×0.45×23.2×1.8×400
=23602.752N
≈23.61kN
其中 K----修正系數(shù)，K=0.45；
t----材料厚度，1.8mm；
δb----材料的強(qiáng)度極限，08鋼δb=324～441，取δb=400 MPa。
④ 沖孔力
P沖=1.3×3.14D孔ζt
=1.3×3.14×9×320×1.8
=21161.088N
≈21.17kN
其中 D孔----工件孔直徑，D孔=9mm
t----材料厚度，1.8mm；
ζ----材料的抗剪強(qiáng)度，08鋼為260～360MPa，取320MPa。
⑤ 推件力
P推=nK推P沖
=3×0.05×21.17
=3.18kN
其中n----沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n=3；
K推----推件力系數(shù)，K推=0.05
⑥ 總沖壓力
P總=P落+P卸+P拉+P沖+P推
=75.24+3.01+23.61+21.17+3.18
=126.21kN
2.3 沖壓設(shè)備的選擇。
為使壓力機(jī)能正常安全工作，取
P壓機(jī)≥（1.6～1.8）P總
=1.8×126.21
=227.178kN
故選400kN的開(kāi)式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下:
型號(hào)：JH23-40
公稱壓力：400kN
滑塊行程：80mm
最大封閉高度：330mm
工作臺(tái)尺寸：460mm×700mm
墊板尺寸：65mm×Φ320mm
模柄孔尺寸：Φ50mm×70mm
立柱間距：340mm
電動(dòng)機(jī)功率：5.5kW
3 模具的總體設(shè)計(jì)
3.1 模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.1 正倒裝結(jié)構(gòu)的確定
根據(jù)上述分析，采用倒裝復(fù)合模具可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。
3.1.2 送料方式的確定
因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式。
3.1.3 定位裝置的確定
因該制件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。
3.1.4 導(dǎo)向方式的選擇
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
3.1.5 卸料、壓料方式
本模具采用倒裝結(jié)構(gòu),卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開(kāi)設(shè)通槽，使廢料從孔洞中落下。頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。
3.1.6 出件方式
本模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，工件留在落料凹模孔洞中，應(yīng)在凹模孔設(shè)置推件塊推出。
3.2 模具的結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.2.1 沖裁工序
工件尺寸精度查公差表均為IT14級(jí)，零件尺寸及公差如下：
查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得：磨損系數(shù)x=0.5 , Zmax=0.330 , Zmin=0.230 ， 工件公差Δ=0.2;
凸模制造精度采用IT6級(jí)，凹模制造精度采用IT7級(jí)。
① 落料部分（Φ32）
圖3 落料凹模
查公差表得：δ凹=0.030mm δ凸=0.020mm
δ凹 +δ凸=0.050mm
D凹=（D－xΔ）
=（32－0.5×0.2） =31.9(mm)
D凸=（D凹－Zmin）
=（31.9－0.230） =31.67(mm)
由于δ凸+δ凹 =0.05mm＜Zmax－Zmin=0.10mm，滿足間隙公差條件，為降低制造成本，可按間隙差重新分配制造公差。
δ凸=0.4（Zmax－Zmin）=0.04
δ凹=0.6（Zmax－Zmin）=0.06
故 D凸=31.67mm D凹=31.9mm
②沖孔部分（Φ9）
圖4 沖孔凸模
查公差表得δ凸=0.020 δ凹=0.020
δ凸+δ凹 =0.040
d凸 =（d+xΔ）
=（9+0.5×0.2）
=9.1mm
d凹 =（d凸+Zmin）
=（9.1+0.230）
=9.33mm
由于δ凸+δ凹 =0.04mm＜Zmax－Zmin=0.10mm，滿足間隙公差條件，為降低制造成本，可按間隙差重新分配制造公差。
δ凸=0.4（Zmax－Zmin）=0.04
δ凹=0.6（Zmax－Zmin）=0.06
故 d凸 =9.1mm d凹 =9.33mm
3.2.2 拉深工序（Φ25）
圖5 凸凹模①
圖6 凸凹模②
工件未注公差按IT14級(jí)，凸、凹模制造精度采用IT9級(jí)，拉深單邊間隙Z/2=1.1t。（t為材料厚度）
凸、凹模的制造公差，查表得
δ凸=δ凹=0.5
D凹=（D－0.75Δ）
=（25－0.75×0.2）
=24.85mm
D凸=（D凹－Z）
=（24.85－2×1.1×1.8）
=20.89mm
3.3 彈性元件的選用
為了得到較平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、拉深過(guò)程中始終在一個(gè)穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向壓力的作用下產(chǎn)生起皺的可能。上、下卸料均采用橡膠作為彈性元件，其高度和斷面面積在模具裝配時(shí)按模具空間大小確定。
3.4 定位零件的設(shè)計(jì)
在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個(gè)，并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時(shí)，導(dǎo)料銷裝在右側(cè)，從前先后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。
擋料銷同樣起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在中銷模具中廣泛應(yīng)用作定距；但其存在著缺點(diǎn)：銷孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。所以在本模具中選用鉤型擋料銷。這種擋料銷銷孔距離凹模刃壁較遠(yuǎn)不會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度。但為了防止鉤頭在使用的過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，需考慮防轉(zhuǎn)。
3.5 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向.
3.6 打料裝置的設(shè)計(jì)
在本模具中采用打桿推動(dòng)連接推桿來(lái)完成打料動(dòng)作，打桿穿過(guò)模柄凸露在模具的外面，當(dāng)完成一次沖裁時(shí)壓力機(jī)滑塊回程，打桿與壓力機(jī)的打料橫桿相碰，打桿推動(dòng)連接推桿將卡在凸凹模的凹模孔內(nèi)的圓形廢料打下，當(dāng)注意的是：
第一：需要保證打桿在模柄內(nèi)的順利滑動(dòng)，須間隙配合。
第二：需要保證連接推桿在凸凹模內(nèi)的順利滑動(dòng)，須間隙配合。
3.7 頂件裝置的設(shè)計(jì)
頂件裝置一般是彈性的，在本模具中是由頂桿、頂件塊和裝在下模座下面的彈頂器組成，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠。
3.8 頂件塊的設(shè)計(jì)
本模具采用頂件塊將制件從卡在凹模內(nèi)小凸模上刮下，頂件塊在沖裁的過(guò)程中實(shí)在凹模中運(yùn)動(dòng)的零件，對(duì)它有如下的要求：模具處于閉合狀態(tài)時(shí)其背后有一定的空間，以備修磨和調(diào)整的需要；模具處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，必須順利復(fù)位，工作面高出凹模平面，以便繼續(xù)沖裁；它與凹模和凸模的配合應(yīng)保證順利滑動(dòng)，不發(fā)生干涉。為此頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)h8制造。頂件塊與凸模的配合一般呈較松的間隙配合。
3.9 頂桿的設(shè)計(jì)
在本模具中選用四個(gè)頂桿與彈頂器上的托板相配合，四個(gè)頂桿均勻分布，傳送的橡皮的推件力較為平穩(wěn)，在此需要注意的是：頂桿、的直徑不能太小，以免在克服橡皮彈力時(shí)發(fā)生撓曲。還有頂桿與下模上的孔相配合，必需保證其在孔內(nèi)順利的滑動(dòng)，所以頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)h8制造。
3.10 落料、拉深、沖孔復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.10.1 模具總裝圖
1、22 橡膠 2 限位釘 3 下模座 4、19 頂桿 5 凸凹模①
6 落料凹模 7 卸料板 8 推料板 9 鑲塊 10凸凹模②
11上固定板 12上墊板 13 上模座 14 模柄 15 打桿
16、17、27 螺釘 18 打板 20 蓋板 1 導(dǎo)套 23 導(dǎo)柱
24 下固定板 25 下墊板 26 下模座
圖7 模具總裝圖
3.10.2 模具各個(gè)零件材料的選用
該工件的模具結(jié)構(gòu)如圖，主要由上?下模座，落料凹模、凸凹模、沖孔凸模、沖孔凹模、頂塊，卸料板等零件組成。
根據(jù)主要工作部分尺寸結(jié)構(gòu)參照有關(guān)資料，可選取I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架，
即：
上模座：; （）
下模座：; （）
導(dǎo)柱： ; （）
導(dǎo)套： 。 （）
導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.8～1.2mm.硬度為 。
落料凹模、凸凹模、凹模材料均采用MoV，熱處理硬度為。
卸料板、頂塊、墊板、固定板材料均采用45鋼。
該模具將成形部分作成中間帶鑲塊的結(jié)構(gòu)，這樣當(dāng)沖裁刃口變鈍后，只要將刃口部分按常規(guī)重新修磨一下，然后將鑲拼件旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，將反面磨去刃磨量即可裝入在使用。
凸凹模還能起到壓邊的作用，另外當(dāng)工件拉深到下頂塊觸到下固定板時(shí)，凸凹模又起到限位的作用，當(dāng)上模回程時(shí)，拉深有了一個(gè)校正的過(guò)程。
由于受400kN開(kāi)式壓力機(jī)工作臺(tái)孔的限制，該模具的頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。為了保證沖孔凹模與落料凹模的同心度要求，將沖孔凸模與落料凹模用螺栓連接在一起，并與固定板成的過(guò)度配合，這樣給拆卸、裝配帶來(lái)了方便。
結(jié) 束 語(yǔ)
油封鋼圈屬于不太復(fù)雜的零件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是沖孔凸、凹模以及拉深工藝的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。
油封鋼圈的形狀結(jié)構(gòu)一般，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。
油封鋼圈沖壓成形工藝及模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
致 謝
時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開(kāi)可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。
在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題、研究問(wèn)題、咨詢問(wèn)題、解決問(wèn)題。一步步提高自己，一步步完善自己。同時(shí)也樹(shù)立了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。
最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！
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