動(dòng)片零件的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【U形帶凸緣圓筒形件拉深落料級(jí)進(jìn)模含17張CAD圖帶卡片】

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1動(dòng)片零件的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【U 形帶凸緣圓筒形件拉深落料級(jí)進(jìn)模】摘要:本設(shè)計(jì)為動(dòng)片落料拉伸級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。通過對該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了沖壓件的外形及用處性能要求，為選取模具的類型做好了準(zhǔn)備；然后計(jì)算了沖壓力，便于選取壓力機(jī)；最后計(jì)算了制件的壓力中心，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選取。設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，首先要設(shè)計(jì)條件排樣圖。動(dòng)片零件的形狀簡單。由于零件外形尺寸為自由尺寸對精度要求不高，為了提高材料的利用率減少?zèng)_裁力，雖然這時(shí)會(huì)使零件外形尺寸公差等級(jí)降低但是經(jīng)過籌兼顧，全面考慮。這里我們采用少廢料排樣。凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)要依據(jù)計(jì)算壓力中心與模柄中心重合。關(guān)鍵詞:級(jí)進(jìn)模 、少廢料排樣 、下出料方式、彈性擋料銷 、壓料板 2Moving piece parts of The Stamping Die Design Abstract: The move is designed to stretch film blanking Progressive Die Design. Parts of the mold through the design, designers have further strengthened the basis for stamping die design knowledge, for the design of more complex stamping die to do a good job of paving the way and draw a more profound experience. The design and use of stamping die design of the basic knowledge ,first of stamping parts of the appearance and usefulness of performance requirements. To select the type of mold prepared for the Die Design design,Chong then calculate the pressure for selecting press,the final calculation of the pressure on the central parts, the design parameters established mold, design elements and the introduction of the selected devices。Progressive Die Design, first of all conditions to design the layout plan. Moving parts of the shape of a simple film. Dimension as a result of the free parts of the accuracy of modest size, in order to enhance the utilization of materials to reduce the blanking force, although this dimension tolerance parts will reduce the level of financing, however, after both, taken as a whole. Here we used nesting less waste.Die using integrated die, blanking the die-adopted WEDM processing, for die-shelf in the position should be calculated based on pressure center and center-stalk coincidence.Keywords: Progressive die,little nesting materials, the materials under way pin block material, discharge board 目錄1.緒論………………………………………………………………………….…..11.1.冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的地位…………………………………………….…...31.2.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………….…...31.2.1.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………………………………….… ...41.2.2.國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢………………………………………………….…....51.3.國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………….…...61.4.深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路……………………………………….…...62.落料拉深級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)……………………………………………………….….82.1.原始資料………………………………………………………,…….……......82.2.設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………..………..83.工件工藝性分析………………………………………………………………..103.1.工藝性…………………………………………………………………….......103.2.沖壓件的工藝性分析…………………………………………………….…..104.工藝方案的確定…………………………………………………………..…….114.1.確定工藝方案的主要原則……………………………………………..……..114.2.工藝方案分析確定…………………………………………………..………..115.主要設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………..……....125.1.排樣……………………………………………………………………...……125.2.計(jì)算最小搭邊值及零件毛坯面積……………………………………….......125.3.工序計(jì)算……………………………………………………………………...135.3.1 計(jì)算毛坯尺寸………………………………………………………………135.3.2 判斷能否一次拉成…………………………………………………………145.3.3 試制定首次拉深系數(shù)……………………………………………………... 145.3.4 確定拉深系數(shù)……………………………………………………………... 155.3.5 確定是否用壓邊圈……………………………………………………...….195.4.進(jìn)行必要的計(jì)算………………………………………………………….......195.4.1 首先計(jì)算落料拉深復(fù)合的壓邊力和拉深力……………………................195.4.1.1 計(jì)算壓邊力……………………………………… ……………………....20 5.4.1.2 計(jì)算拉深力………………………… ……………………………...…….205.4.1.3 計(jì)算公稱壓力,拉深力……………………………………………………205.4.2 計(jì)算落料工序沖壓力的計(jì)算……………………………… ………….......215.4.3 計(jì)算沖定位孔時(shí)沖壓力的計(jì)算………………………… …………......….215.4.4 模具工作部分尺寸計(jì)算…… ………………………………………...…....216.凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………...…..246.1.凸模長度計(jì)算………………………………………………………....……...246.2.凸模圓角半徑………………………………………………………………...246.3.凹模高度的確定……………………………………………………………...246.4.凹模的材料…………………………………………………………………...246.5.彈簧的確定………………………………………………………….….….....247.模具的總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………....…..257.1.基本結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………………....257.2.基本尺寸……………………………………………………………..…….....267.3.模架………………………………………………………………….……..…267.4.模柄…………………………………………………………………….…..…267.5.定位裝置……………………………………………………………….…..…277.6.導(dǎo)料裝置……………………………………………………………….…..…278.壓力機(jī)型號(hào)確定及校核…………………………………………………..…....288.1.沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意的問題………………………………………….…..288.2.壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)系數(shù)……………………………………….…..…289.模具工作零件的加工工藝………………………………………………..…...299.1 沖裁模凸、凹模的技術(shù)要求及加工特點(diǎn)………………………………......299.2 凸、凹模加工的工藝方案……………………………………………..…….2910.模具裝配圖的繪制……………………………………………………..……3211.模具的裝配……………………………………………………………..……3312.總結(jié)…………………………………………………………….……….……36致謝………………………………………………………………………..…….38參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………..…….39 51.緒論沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是：1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達(dá)450億左右，年均增長14%。另據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達(dá)十多家?？梢灶A(yù)見，我國經(jīng)濟(jì)的 6高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。同時(shí)要求模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)周期達(dá)到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機(jī)遇，無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已經(jīng)被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。可以說如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實(shí)現(xiàn)的。在大學(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)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請各位老師指正。1.1 冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的地位模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 7模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度。使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制剛板、剛帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高質(zhì)量好重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。.目前，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(tái)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(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。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)汽車拖拉機(jī)電機(jī)電器儀器儀表等產(chǎn)品，60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行車手表洗衣機(jī)電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品，90%左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金，餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。1.2 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.2.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，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 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)口量較大的國家。在 2 萬多家生產(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， 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" 及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國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)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看， 8體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(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，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，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．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(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)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“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模具質(zhì)量、成本有較大影響，對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，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(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。1.2.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(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)； 94）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)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.3　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(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)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專 "、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織-- 德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(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)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國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．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．1.4　深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 10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)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。圓筒件是最典型的拉深件，其工作過程很簡單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 112. 落料拉深級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì).2.1.原始資料:工件名稱:動(dòng)片.工件簡圖:如圖所示圖.工件材料:08 鋼料厚:1.5mm產(chǎn)量:大批量.2.2.設(shè)計(jì)內(nèi)容.(1).零件工藝性分析 .(2).模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算 . 12(3).模具總體設(shè)計(jì) .(4).模具主要零部件設(shè)計(jì) .(5).模具總裝配圖的設(shè)計(jì) .(6).模具總裝配圖的繪制 . 133. 工件工藝性分析.深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 20 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．3.1.工藝性.沖裁件的工藝性是指工件對沖壓加工工藝的適合性。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單等方面。3.2.沖壓件的工藝分析.此工件為凸緣圓筒形件,要求零件尺寸標(biāo)注在外形,零件尺寸厚度不變.此工件的形狀滿足拉深工藝要求.可用拉深工序加工.因 t/D×100=(1.5/102)×100=1.47>1,且此工析有凸緣,不需要切口.但設(shè)計(jì)中會(huì)有用于定位的工藝切口.(式中 t:材料厚度:mm.D:包括修邊余量的毛壞直徑 :mm.)各圓角 r =4 mm>=t. r =4 mm>=2t,滿足拉深對圓角半徑的要求.凸 凹Φ34 為 IT13 級(jí),滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃?jí)要求.03.? 144. 工藝方案的確定.4.1.確定工藝方案的主要原則:概括起來主要有以下三點(diǎn):（1）保證沖裁件的質(zhì)量（2）經(jīng)濟(jì)性原則（3）安全性原則 4.2.工藝方案分析確定.該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞?接深.分析:第一步是先進(jìn)行拉深,再落料.由于本工件每次拉深都有余料返回凸緣 ,為了去掉筒壁上的壓痕和凸緣上的波紋,須進(jìn)行整形工序,最后是修邊.之所以先在條料件上拉深后再進(jìn)行外圓落料,是因?yàn)槔顣r(shí)使壓力中心在圓心處和拉深 Φ34 時(shí)壓力中心落在圓心重合,如果拉深放在落料后面,沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心栽荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常磨損,還會(huì)使合理的間隙得不到保證,從而影響制件的質(zhì)量和降低模具壽命,甚至損壞模具,由以上分析,可有以下三種工藝方案:方案一:落料----- 首次拉深----- 以后各次拉深. 單工序模.方案二:首次拉深+以后各次拉深 -----落料. 級(jí)進(jìn)模.方案三:圓片落料----- 首,以后各次拉深---- 修邊落料. 級(jí)進(jìn)?；騿喂ば蚰?分析:方案一,需要兩道工序,模具成本高,生產(chǎn)率低,很難滿足批量生產(chǎn)要求 .方案二,只需一副模具,生產(chǎn)率較高,考慮零件實(shí)際形狀,較合適.方案三,所用模具套數(shù)多,生產(chǎn)率低,不滿足批量要求.通過以上三種方案的比較分析,該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳.5. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算. 155.1.排樣沖裁件在條料、帶料和板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。故排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：⑴提高材料利用率；⑵合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全；⑶模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長；⑷保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。條料排樣可分三種，有廢料排樣 、少廢料排樣、 無廢料排樣。由于工件形狀比較特殊，采用有廢料排樣中的直排。采用直排排樣方案.如圖:圖.排樣圖5.2 計(jì)算最小搭邊值及零件毛壞面積.排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率雖高，但過小時(shí)搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭邊值時(shí)應(yīng)考慮如下因素：①材料的力學(xué)性能，軟材料，脆材料，搭邊值要大一些；硬材料，搭邊值可小一些；②材料的厚度，材料越厚，搭邊值也越大； ③零件的形狀和尺寸，零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大；④排樣的形式，對排的搭邊值大于直 排的搭邊值； 16⑤送料及擋料方式，用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些；⑥卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些查表 2.9.最小搭邊值 a=1.2.由 5.3,毛坯尺寸計(jì)算得毛坯為 Φ102 的圓形.則條料的寬度:B=102mm+1.2mm+1.2mm=104.4mm由 5.3 計(jì)算得:d =79.6mm.凸緣直徑 d=76mm.經(jīng)第首次拉深后,條料的寬度設(shè)計(jì)為t80mm.步距設(shè)計(jì)為 80mm.則材料利用率的計(jì)算為:計(jì)算毛坯的面積:A=πR2=3.14×382mm=4534.16mm2一個(gè)步距的面積 S=80mm×80mm=6400mm2一個(gè)步距的材料利用率:δ=(A/S)×100%=(4534.16/6400)×100%=70.8%5.3. 08 鋼拉深性能好,此零件的拉深系數(shù)可由下列工序計(jì)算來確定.5.3.1 計(jì)算毛坯尺寸由工件圖 d =76mm.d=(34-1.5) mm=32.5 mm,由凸緣的相對直徑 d /d=76 mm/32.5 t tmm=2.34,查表 4.2 得修邊余量 ΔR=1.8 mm,因零件底部圓角半徑 r 與凸緣圓角半徑 R 相等,即 r=R 時(shí), 有凸緣筒形件的毛坯直徑:D=( d 2+4dH-3.44dR)?,將td =76+2ΔRt=(76+2×1.8)mm=79.6mm,d=32.5mm,H=(40-1.5)mm=38.5mm,R=4mm 代入式中,得毛壞的直徑為:D=(762+4×32.5×38.5-3.44×32.5×4)?mm=102mm.5.3.2 判斷能否一次拉成. 17工件總的拉深系數(shù) m =d/D=32.5mm/102mm=0.32.工件總的拉深相對高度總H/d=38.5mm/32.5mm=1.18.由 d /d=79.6mm/32.5mm=2.45,t/D×100=(1.5/102)×100=1.47mm.t查表 4.9 得,有凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的極限拉深系數(shù) m =0.38.1由表 4.10 查得,有凸緣圓筒形件首次拉深的極限相對高度 h1/d1=0.3,由于m =0.32h1/d1=0.3,故此工件不能一次拉出.總 15.3.3 試制訂首次拉深系數(shù).取首次 dt/dt＇=1.1,查表 4.9 得 m =0.53,而第一次拉深系數(shù) m =d1/D,則第一次拉深1 1的半成品直徑為 d1=m ×D=0.53×102=54.06(調(diào)整為 54mm).1第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計(jì)算:r =0.8×[(D-d1)t]? 將 D=102mm,d1=54mm,t=1.5 mm 代入上式,得凹模的圓角半徑1凹r =0.8[(102-54)×1.5]?mm=6.7872mm,則 r1= r +t/2=(6.7872+1.5/2)mm=7.5372mm,取凹 1凹r1=8mm.并取 r =r ,則 r2=r1=8mm,根據(jù)工作圓角重新調(diào)整凸,凹模的圓角半徑,取為 r1凹 凸= r =(8-1.5/2)mm=7.25mm.1凹 凸為了以后的拉深不使已拉深好的半成品工序件變形,第一次拉深要針壞料多拉入凹模所需要量的 5%,則需對坯料作相應(yīng)的放大,過程如下:第一次拉深的半成品,其凸緣的圓環(huán)面積 A 環(huán),由公式求得 :A =(π/4) ×[dt2-(d1+2r1)2]環(huán)將 d =79.6mm,d1=54 mm,r1=8 mm 代入上式,則凸A =(π /4)×[79.62-(54+2×8)2] mm2=(π/4)×1436.16 mm2環(huán)工件的面積應(yīng)該等于毛坯的面積,由下列公式求得:A =(π/4)D2=(π/4)×1022 mm2=10404×( π/4) mm2工 件被拉入凹模的面積應(yīng)等于 A = A - A =8967.84×(π/4) mm2凹 工 件 環(huán)若多拉入 5%的料進(jìn)入凹模,則被拉入凹模的面積.A ＇=1.05 A =9416.232×(π/4)mm2凹 凹 18使擴(kuò)大的毛坯面積為A ＇=1.05 A + A環(huán) 凹 環(huán)=(9416.232+1436.16)×(π /4)mm2=10852.392×(π/4)mm2故擴(kuò)大后的坯料直徑為 D＇=(4 A ＇/π)?=10852.392?mm=104.18 mm環(huán)由下式可求得半成品的高度,因圓角半徑 r2=r1,則Hn=(0.25/dn)×(D＇2-dt2)+0.43(r2+r1).將 D＇=104.18 mm,dt=79.6 mm,d1=54 mm,r1=r2=8 mm 代入上式,得到第一次拉深的高度為:H1=(0.25/54)×(104.182-79.62) mm+0.43×16 mm=27.8 mm.工件的第一次相對高度 (H1/d1)工件=27.8 mm/54 mm=0.51.由表 4.10 查得,有凸緣圓筒形件第一次拉深的最大相對高度 h1/d1=0.65,因?yàn)?(H1/d1)工件=1.6(F+F ) 代入各次的壓邊力,拉深力得:壓 QF >=199.23KN,F >=129.78KN,F >=98.29KN,F >=74.74KN.1壓 2壓 3壓 4壓5.4.2 計(jì)算落料工序沖壓力的計(jì)算.落料力:F =Ltδ =(110.2+119.32)×1.5×440=151483.2N=151.4832KN.落 b落料時(shí)的推件力:F =nK F 取直筒形刃口的凹模刃口形式,由表 2.21 查得,h=6mm,則推 推 落n=h/t=6mm/1.5mm=4 個(gè),查表 2.7 得,K =0.05.推F =nK F =(0.05×4×151.4832)KN=30.297KN.推 推 落總沖壓力為:F =F +F =181.78KN.總 落 推5.4.3 計(jì)算沖定位側(cè)刃空時(shí)沖壓力的計(jì)算.沖孔力:F =Ltδ =(10π×1.5×440)N=20724N=20.724KN孔 b沖孔時(shí)的推件力:F =nK F推 推 孔取直筒形刃口的凹模刃口形式,由表 2.21 查得,h=6mm,則 n=h/t=6mm/1.5mm=4 個(gè),查表 2.7 得,K =0.05.推F =nK F =(4×0.05×20.724)KN=4.1448KN推 推 孔沖孔時(shí)的總沖壓力為; 24F =4.1448KN+20.724KN=24.8688KN總則總沖壓力為 F 總=(502.04+181.78+24.8688)KN=708.6888KN.為了保證沖壓力足夠,一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大 30%左右,即:F ＇=1.3F =1.3×708.6888KN=921.29544KN.總 總5.4.4 模具工作部分尺寸計(jì)算.因?yàn)楸玖慵禽S對稱零件,所以不用計(jì)算壓力中心.5.4.4.1 模具間隙.有壓料圈拉深時(shí)單邊間隙值查表 4.13 得.Z /2=Z /2=1.2t=1.2×1.5mm=1.8mm,Z /2=1.1t=1.1×1.5mm=1.65mm.12 3Z /2=1.05t=1.05×1.5mm=1.575mm.4因此,各次拉深間隙為:Z =3.6mm,Z =3.6mm,Z =3.3mm,Z =3.15mm.12345.4.4.2 拉深模圓角半徑.r =r =(8-0.75)mm=7.25mm.1凸 凹r =r =(5-0.75)mm=4.25mm.2凸 凹r =r =(4-0.75)mm=3.25mm.3凸 凹r =r =r =4mm.4凸 凹 工 件5.4.4.3 凸,凹模工作部分尺寸及公差.對于多次拉深,工序尺寸無需嚴(yán)格要求,前三次拉深以凹模為基準(zhǔn),模具的的制造公差按 IT10 級(jí)選取,計(jì)算出各次凹模的尺寸為:D =(D+t) 因此:凹 A&0?D =59.5 mm,D =47.5 mm,D =39.5 mm.1凹 12.2凹 1.0?3凹 1.0?計(jì)算出各次凸模的尺寸為: D =(D -Z )凸 凹 min&T?D =55.9 ,D =43.9 ,D =36.21凸 012.?凸 01.?3凸 .01 25第四次拉深是最后一次拉深,由于要求零件尺寸標(biāo)注在外形,因此,以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),模具按 IT8 級(jí)選取公差 ,計(jì)算出模具的尺寸為 :D =(D -0.75Δ) =(34-0.75×0.3) mm=33.78 mm.4凹 maxA&0?039.?039.?D =(D -Z ) =(33.78-3.15) mm=30.63 mm.凸 凹 T?039.?039.?對外輪廓的落料,由于形狀復(fù)雜,故采用配合加工法,這種方法有利于獲得最小的合理間隙,放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求,其凸,凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下:當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí),凹模磨損后,刃口部分尺寸都增大,因此均屬于 A 類尺寸.工件圖中未標(biāo)注的公差,查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差:38 ,30 .039.?250查表 2.6 得磨損系數(shù) x 為:當(dāng) Δ>.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.(187-225 頁).[2]:曹立文.王冬.丁海娟.邵士清.>.機(jī)械工業(yè)出版社.[3]:郝濱海.>.化學(xué)工業(yè)出版社.[4]:陳于萍.高曉康.>.高等教育出版社.2002.(38-40 頁).[5]:孫鳳勤.閻亞林.>.高等教育出版社.2003.(47-48 頁).[6]:楊占堯.>.高等教育出版社.2008.(182-230 頁).[7]:寇世瑤.>.高等教育出版社.2004.(6-7 頁).