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單位代碼 學(xué)　　號 分 類 號 密 級 XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 擋蓋沖壓工藝及模具設(shè)計 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年5月12日 擋蓋沖壓工藝及模具設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計了一套落料、拉深、沖孔的模具。經(jīng)過查閱資料，首先要對零件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用落料、拉深沖孔的工藝進(jìn)行模具設(shè)計。通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機(jī)的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計的模具。得出將設(shè)計的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計過程表達(dá)出來。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設(shè)計，完成了材料利用率的計算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設(shè)計計算，對選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設(shè)計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設(shè)計闡述了對冷沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作過程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：落料，沖孔，模具，模具間隙,制造，模具設(shè)計，沖裁?，落料，拉深 The Mold Design And Stamping Process Of Cocer Abstract The design of a set of blanking,punching mold. through access to information, the first parts to the process analysis, through process analysis and comparison, the use of blanking.punching process, through the blanking force, the top piece, and in terms of discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process. In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. The design of the flip-stamping the structure of compound mold design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs. Key words: Blanking, Punching, Mold, Mold gap , die design , Punching, Blanking, Drawing 目 錄 前 言 1 1 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 3 2 零件及沖壓工藝性分析 4 2.1 結(jié)構(gòu)與尺寸 4 2.2 精度 4 2.3 材料 4 2.4 批量 4 3 確定沖壓工藝方案 5 3.1 拉深工藝 5 3.2 落料工藝 5 3.3 沖孔工藝 5 3.4組合方案及比較 5 4 主要工藝參數(shù)計算 7 4.1毛坯展開尺寸計算 7 4.2 確定排樣方案和計算材料利用率 7 4.3確定板料規(guī)格 8 5 各工序工藝、沖壓力及零部件的設(shè)計計算 9 5.1 落料工藝、沖壓力及零部件的設(shè)計計算 9 5.1.1 落料工藝計算 9 5.1.2 落料沖壓力的計算 9 5.1.3 落料模主要零部件設(shè)計計算 10 5.2 拉深工藝計算及零部件設(shè)計 13 5.2.1 拉深工藝計算 13 5.2.2 拉深工藝方案的確定 13 5.2.3 拉深力及工作部分尺寸、零部件設(shè)計計算 14 5.3沖孔工藝及零件的設(shè)計 16 5.4工作零件間隙的確定 18 5.5模具壓力中心的確定 19 5.6定位零件 19 6 繪制模具總圖 20 7 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 22 結(jié)束語 30 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 前 言 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發(fā)展。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 導(dǎo)柱式?jīng)_裁模的導(dǎo)向比導(dǎo)板模的準(zhǔn)確可靠,并能保證沖裁間隙的均勻,沖裁的工件精度較高、模具使用壽命長，而且在沖床上安裝使用方便，因此導(dǎo)柱式?jīng)_裁模是應(yīng)用最廣泛的一種沖模,適合大批量生產(chǎn)。尤其是在我國加入WTO之后，在全球化經(jīng)濟(jì)競爭的市場的環(huán)境下，為生產(chǎn)符合“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”等要求服務(wù)的模具產(chǎn)品，研究、開發(fā)、改進(jìn)模具生產(chǎn)設(shè)備與模具設(shè)計方式更具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義和緊迫性。 畢業(yè)設(shè)計是在修完所有課程內(nèi)容之后，我們走上社會之前一次綜合性設(shè)計。本次設(shè)計課題是擋蓋成型工藝與模具設(shè)計，是對以前所學(xué)課程的一個總結(jié)。 在指導(dǎo)教師周密安排和精心指導(dǎo)下，這次畢業(yè)設(shè)計從確定設(shè)計課題、擬定設(shè)計方案、設(shè)計過程到畢業(yè)答辯都按照畢業(yè)設(shè)計工作計劃進(jìn)行。 第一，充分調(diào)研，確定應(yīng)用型畢業(yè)設(shè)計課題。 選好畢業(yè)設(shè)計題目是實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計目標(biāo)、保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的前提，我們的畢業(yè)設(shè)計的課題取自企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。這個課題能較全面地應(yīng)用學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識或者將來工作所需的專業(yè)技術(shù)，達(dá)到綜合運(yùn)用的目的，既能夠解決企業(yè)急需解決的生產(chǎn)技術(shù)問題，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力，難度不是很大，符合我們所學(xué)的專業(yè)理論知識水平和實(shí)際設(shè)計能力，工作量恰當(dāng)，能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成。 但是該課題是真題真做，雖然難度不是很大，但要使設(shè)計圖紙能真接用于生產(chǎn)，去造出零件，裝配成機(jī)器，并能滿足使用要求，也是不容易的。 第二，反復(fù)論證，確定產(chǎn)品設(shè)計方案。 明確課題的性質(zhì)、意義、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計要達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和完成時間，并確定好正確合理的設(shè)計方案是完成設(shè)計任務(wù)的保證，指導(dǎo)教師、企業(yè)技術(shù)員讓我們參與設(shè)計方案的討論，使我們對課題設(shè)計方案心中有數(shù)。 第三，虛心求教，仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計。 我們學(xué)生雖然有基礎(chǔ)理論知識，但設(shè)計能力較差，為了使我們很快地進(jìn)入工作狀態(tài)，指導(dǎo)教師耐心向我們介紹機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計方法、一般步驟和設(shè)計過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。在設(shè)計中能主動請教指導(dǎo)老師，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、工程材料與熱處理、公差配合、計算機(jī)繪圖、機(jī)械制造工藝等專業(yè)知識的能力。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和踏實(shí)的工作作風(fēng)。明確必須有高度責(zé)任心、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作習(xí)慣，才能做好設(shè)計工作，減少工作失誤，避免給企業(yè)生產(chǎn)造成損失。充分發(fā)揮主觀能動性，積極思考，大膽創(chuàng)新。 第四，完善設(shè)計，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯 在此次設(shè)計中，主要用到所學(xué)的沖壓模設(shè)計，以及機(jī)械設(shè)計等方面的知識。著重說明了沖壓模的一般設(shè)計流程，即沖壓成型的工藝分析、壓力機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計的相關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件圖的繪制等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，主要包括沖壓方式的選擇、間隙的確定、凸凹模的設(shè)計，以及固定板、模座、橡膠、模座等零部件的選擇和設(shè)計。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我更加了解模具設(shè)計的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問題，這為我以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。 1 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 零件材料：45，退火態(tài)；料厚t=2mm；精度：IT13；大批量生產(chǎn)；沖壓件零件圖見圖1.1。 圖1.1 零件圖 2 零件及沖壓工藝性分析 2.1 結(jié)構(gòu)與尺寸 該擋蓋零件形狀簡單，結(jié)構(gòu)對稱，拉深的部分有一定斜度，并且在拉深的平面上有兩個直徑為6的螺孔，其間距為30mm。在落料的平面上有M8和M6的兩個螺孔，其工藝均為沖孔。最后在四周存在R10的圓角。 2.2 精度 該零件無尺寸精度要求，也無其他特殊尺寸要求，可采取IT13—IT14加工精度，利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖樣的設(shè)計要求。 2.3 材料 45鋼淬透性好，它具有較高的硬度，韌性，較好的耐腐性，熱強(qiáng)性和冷變形性能。退回狀態(tài)下的抗剪強(qiáng)度為600Mpa，可以進(jìn)行沖裁加工。 根據(jù)以上分析，該零件工藝性較好，適合沖裁加工。 2.4 批量 該零件屬于大批量生產(chǎn)，在沖壓加工下操作簡便，勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高，成本低，適合沖裁。 結(jié)論：該零件的工藝性較好，可以冷沖壓加工。 3 確定沖壓工藝方案 首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有落料、拉深和沖圓孔。其中拉深和沖孔決定了零件的總體形狀和尺寸，因此選擇合理的拉深和沖孔方法直接關(guān)系到零件的精度和使用要求。 3.1 拉深工藝 該方法為一次拉深成形，其優(yōu)點(diǎn)是用一副模具成形，可以提高生產(chǎn)率，減少所需設(shè)備和操作人員。缺點(diǎn)是毛坯的整個面積幾乎都參與激烈的拉深變形，零件表面擦傷嚴(yán)重，零件形狀與尺寸都不精確，拉深處起皺嚴(yán)重，甚至拉裂，這些缺陷將隨拉深深度的增加而愈加明顯所以在設(shè)計拉深模具的過程中要特別注意。 3.2 落料工藝 落的形狀為長半徑是160mm，短半徑是40mm橢圓，其結(jié)構(gòu)對稱，形狀簡單，而且對毛坯料的精度要求不是很高，變形程度小，材料的塑性較好，這就給落料工藝提供了有利條件。 3.3 沖孔工藝 本次沖孔是在拉深工藝之后進(jìn)行的，因?yàn)闆_孔的面有兩個，所以對沖孔的位置和精度要求比較高。 3.4組合方案及比較 根據(jù)沖壓該零件需要的基本工序和拉深方法的選擇，可以作出下列各種組合方案： （1）落料-沖孔-拉深，用單工序模生產(chǎn)。 （2）拉深—落料-沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 （3）落料—拉深—沖孔，用單工序模生產(chǎn)。 方案（1） 模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，成本低，操作簡單，但沖孔后拉伸不能保證孔的位置精度，且沖孔后拉深容易使孔周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，發(fā)生變形難以滿足零件形狀和位置要求。 方案（2） 拉深后沖孔，沖孔模復(fù)雜，且產(chǎn)生的應(yīng)力集中使拉深時發(fā)生零件變形尺寸和形狀不精確，操作難度較大，生產(chǎn)效率低。 方案（3） 拉深后沖孔，可以保證孔的位置精度，且減少了拉深時的應(yīng)力集中，保證了拉深時零件的完整性，使得拉深時零件精度高，操作方便，生產(chǎn)效率高，但最后沖孔模結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，整個生產(chǎn)都是單工序模，延長了制造周期。 上所述，該零件使用時需要承受一定溫度，應(yīng)減少其應(yīng)力集中，同時為了保證其精度，減少大批量生產(chǎn)時零件的修整時間，應(yīng)采用方案（3）進(jìn)行生產(chǎn)。 4 主要工藝參數(shù)計算 4.1毛坯展開尺寸計算 (1) 毛坯直徑計算 零件的形狀如圖4.1 · 圖4.1 零件毛坯圖 該件h＝8mm, h/d=8/120=0.067，查相關(guān)設(shè)計確定修邊余量為Δh=1.5mm， 所以拉深高度H=8.15mm。 所有尺寸均視為中性層尺寸，根據(jù)拉深件計算表面積相等簡化計算得坯料直徑D== =159.68mm，取160mm。 4.2 確定排樣方案和計算材料利用率 查《沖壓模具設(shè)計與制造》表確定搭邊值 兩工件間的搭邊:a=3.0mm; 工件邊緣搭邊:a1=3.0mm; 步距為:h=42.3mm 條料寬度b=166mm 確定后排樣圖如圖4.2所示 圖4.2落料排樣圖 一個步距內(nèi)的材料利用率η為: =1×5270/(166×42.3）×100%=75.1% 式中 A—沖裁面積(包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料)； n— 一個沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； b—條料寬度； h—進(jìn)距。 確定排樣方案，根據(jù)零件形狀選用合理的排樣方案，以提高材料的利用率。該零件毛坯形狀為橢圓形狀，直徑尺寸較大，為便于送料和操作方便，采用單排方案。 4.3確定板料規(guī)格 根據(jù)條料的寬度尺寸選擇合適的板料規(guī)格，使剩余的邊料越小越好，該零件直徑用料為160mm,以選擇2mm（厚度）*166（寬度）的板料為宜。 5 各工序工藝、沖壓力及零部件的設(shè)計計算 5.1 落料工藝、沖壓力及零部件的設(shè)計計算 5.1.1 落料工藝計算 落料工藝計算主要為凸、凹模刃口尺寸計算，落料時凸、凹模刃口尺寸的設(shè)計原則是以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，設(shè)計時采用最小合理間隙值Zmin。Q235含C量0.35%，為硬剛，根據(jù)材料厚度2mm查表取Zmax=0.270mm,Zmin=0.210mm 落料時落料凹模尺寸為： Dd=（Dmax-xΔ） 按IT12級去φ160mm的偏差為0.63 mm,即Δ=0.63 mm,根據(jù)厚度及工件公差查的磨損系數(shù)x為0.5， Dmax=160+0.63=160.63mm 該零件形狀簡單，刃口尺寸偏差按IT6取值：=+0.033mm, =0.020mm。 所以：Dd=（160.63-0.63*0.5）=160.315mm 凸模尺寸D=( Dd- Zmin)=(160.315-0.21)=160.105 5.1.2 落料沖壓力的計算 （1） 計算沖裁力 P=KLT=1.3**160*2*350=457184N≈457.2kN 式中：P—沖裁力，N L—沖裁周邊長度，mm L=（a+b）*180°*(（a-b）/a)/arctg((a-b)/a) (a,b是橢圓的長軸和短軸) ——材料抗剪強(qiáng)度，MPa 查表為320——380Mpa,取350Mpa K——系數(shù)，通常取1.3 （2） 計算卸料力、推件力 ① 卸料力 P=KP=0.04*457.2KN=18.3 kN ② 推件力P=nKP=3*0.45*457.2=617.2 kN 式中：n——卡在下模洞口內(nèi)的工件數(shù)，n=h/t=10/3,取n=3 h——凹?？卓诟叨? K——卸料系數(shù)，查表得K=0.03―0.04 K——推件系數(shù)，查表得K=0.45 （3） 計算沖壓力總和 P總=P+P+P=457.2+18.3+617.2=1092.7 kN （4） 壓力機(jī)的選擇 選擇壓力為1500kN工作行程為30mm的壓力機(jī) 經(jīng)查文獻(xiàn)【11】可選用J11-50單臺式壓力機(jī)。 5.1.3 落料模主要零部件設(shè)計計算 5.1.3.1 凹模的設(shè)計計算 （1）凹模孔口形式為一般臺階式的形式其數(shù)據(jù)如下： 凹?？卓诟叨?t<0.5mm h=3-5mm t=0.5-5mm h=5-10mm t>5-10mm h=10-15mm 該落料件厚t=2mm,取h=10 mm （2）凹模圓外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計 一般形刃口凹模為橢圓外形結(jié)構(gòu)也為圓形 (3) 凹模外形尺寸的計算 凹模厚度Ha==44.7mm, 取凹模厚度為45mm 凹模周界尺寸，即凹模壁厚C=（1.5—2）Ha，所以C=2Ha=90mm 5.1.3.2 固定板的設(shè)計計算 （1）凹模固定板的設(shè)計 凹模固定板的厚度與凹模一致，取90mm （2）凸模固定板的設(shè)計 凸模固定板的外形尺寸與凹模固定板或卸料板尺寸相同，但本例采用的是橡膠直接卸料，故凸模固定板的外形尺寸可以小些。 凸模固定板的厚度H=(0.62-0.8)H=(0.6-0.8)*90, 取H=70mm 5.1.3.3 卸料版的設(shè)計計算 （1）卸料板類型選擇 一般常用的卸料板有固定卸料板和彈性卸料板兩種。 固定卸料板裝于下模，具有卸料力大、工作可靠、模具安裝方便等優(yōu)點(diǎn)；但是沖裁時卸料板壓不住材料，沖出的工件平整度差。固定卸料板與凸模的間隙一般為0.2-0.6mm,沖裁厚度大于1.5mm。 彈性卸料板除了在沖裁后卸料外，還可以在沖裁前壓住材料，使沖制的工件平整度好，一般沖制厚度小于1.5mm或材料較軟的工件。本例中的材料雖然大于1.5mm，但由于用單個毛坯，如果采用固定卸料板會給送料、定位增加難度，所以采用彈性卸料板。 彈性卸料板與凸模的雙邊間隙一般為0.1-0.2mm，或采用H9/f8等間隙配合。為了可靠卸料，彈性卸料板應(yīng)高出凸模0.2-0.5 mm。 （2）卸料板的尺寸 ① 外形。彈性卸料板的外形一般與同方向上的固定板的外形一致；固定板卸料一般與凹模外形一致。 ② 厚度。查《冷沖模設(shè)計指導(dǎo)》得H=40mm。 ③ 成形孔?；九c凹模刃口的形狀相同。 5.1.3.4 定位零件的設(shè)計計算 本設(shè)計中定位零件采用《模具設(shè)計大典》里的定位銷和定位螺釘定位，其尺寸大小根據(jù)模具大小選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)件。 5.1.3.5 彈性元件設(shè)計計算 此沖模中彈性元件主要為聚氨酯橡膠，橡膠的壓縮量一般不能超過橡膠自由高度的30%，否則橡膠會過早失去彈性。 橡膠的自由高度H自=h/0.25-0.30=(100-120)mm, 取100mm 橡膠直徑P=A*p, p為與橡膠壓縮量有關(guān)的單位壓力，查《冷沖模設(shè)計指導(dǎo)》得p=1.52 Mpa。所以A= P/p=106.3*10/1.52≈70*10mm,橡膠直徑： D===53mm, 取D=55mm。 5.1.3.6 凸模的設(shè)計計算 （1）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ① 凸模的刃口形式。 圓形凸模，可以采用加工成臺階式結(jié)構(gòu)或直接不分段結(jié)構(gòu)。 ② 凸模的固定形式。 凸模根據(jù)沖制零件的形狀、尺寸、加工方法的不同而有多種固定形式。該模具以臺肩與固定板固定，凸模與凸模固定板的配合部分采用過渡配合（H7/m6或H7/n6）。 （2）凸模長度計算 L= H+H自-Y=93.0mm 式中：L——涂抹的長度，mm H——凸模固定板厚度 H自——卸料橡膠自由高度 Y——為了可靠卸料，在橡膠高度上所加的量，取2mm 5.1.3.7 其它零件的設(shè)計和計算 （1）模座的設(shè)計 模座的長度比凹模長度大180mm，寬度可與凹模的寬度相同或稍小些 模座厚度 Hs=Hx=(1-1.5)Ha=(180-94)mm, 取70mm。 Hs——上模座厚度 Hx——下模座厚度 (2) 模柄設(shè)計 模柄的作用是將上模與壓力機(jī)的滑塊相連接。在安裝模具時應(yīng)注意模柄直徑與壓力機(jī)模柄孔直徑要一致。模柄的形式采用壓入式模柄結(jié)構(gòu)，此模柄與上模座連接，采用過渡配合，模柄尺寸大小根據(jù)模具大小查標(biāo)準(zhǔn)模柄。 （3）墊板設(shè)計 該模具在壓力機(jī)安裝時加墊板，墊板厚度取40mm。 5.1.3.8 落料模閉合高度的計算 模具閉合高度H模=Hs+Hx+Ha+Lt-h1=70+90+40+93-1=293mm 取290mm 5.2 拉深工藝計算及零部件設(shè)計 5.2.1 拉深工藝計算 （1）確定修邊余量 由以上毛坯直徑計算時確定得修邊余量Δh=8.5mm，毛坯尺寸a=80mm b=20 （2）確定拉深次數(shù) 確定毛坯相對高度 t/D=2/160=0.125工件相對高度H/d=8/120=0.67 查相關(guān)設(shè)計資料得n=1，故初步確定需1次拉深即可。 （3）計算各拉深直徑 查表得極限拉深系數(shù)為m=0.25,初步計算拉深直徑為：d=ma=0.25*160 =40mm （4）凸模與凹模圓角確定 拉深凹模圓角半徑ra取8t,即=8*2=16mm。由式r=(0.7-0.8)r得r=(0.7-0.8)r，確定各次拉深和凹模的圓角半徑并化整，分別為： r=16mm r=17mm (即工件底部圓角半徑) （5）計算拉深工件的高度 由式H=1/4(D/d- d+1.72 r+0.57 r/ d)得： H=1/4（160*160/120-120+1.72*17+0.57*17/120）≈8.5mm 5.2.2 拉深工藝方案的確定 擋蓋拉深后高度為8mm，板材的厚度為2mm，在拉深的過程中材料由簡單的橢圓形狀形成有凸臺的擋蓋形狀。拉深零件圖見5.1 圖5.1 拉深制件圖 5.2.3 拉深力及工作部分尺寸、零部件設(shè)計計算 5.2.3.1拉深拉深力及工作部分尺寸零部件設(shè)計計算 （1）拉深力計算 拉深所需的壓力：P=P拉+P壓 P拉=πdtk=3.14*120*3*160*0.75=135.65kN P壓=Ap=π/4*（160-120）*4=35.19 kN 所以：P=P拉+P壓=135.65+35.19=170,84 kN 式中：P拉——拉深力，N P壓——壓邊力，N k——修正系數(shù)，一般取0.5—0.8，t/D與m值小時，k取大值 ——拉伸件材料的抗拉強(qiáng)度，MPa，查得Q235>350 MPa，取400 MPa A——有效壓面積，mm2 p——單位壓邊力，查得取p=4 MPa （2）初選壓力機(jī) 壓力機(jī)的公稱壓力P0≧（1.6—1.8）P 取P0=1.8*170.84=307.5 kN 故初選壓力機(jī)的公稱壓力為450 kN，查文獻(xiàn)[11]選用J11-50壓力機(jī) （3）凸、凹模間隙的計算 拉伸間隙是指單邊間隙，即Z=（da-dt）/2。間隙過小會增加摩擦力，是拉深件容易拉裂，且易擦傷制件表面，降低模具壽命。間隙過大則對坯料的校直作用小，影響制件的尺寸精度。因此，確定間隙的原則是，既要考慮板料厚度的公差，又要考慮圓筒形件的增厚現(xiàn)象，根據(jù)拉深時是否采用壓邊圈和制件的尺寸精度、表面粗糙度要求合理確定。 此件拉深采用壓邊裝置，經(jīng)工藝計算取間隙為Z=1.05t=2.1mm （4）凸、凹模圓角半徑的計算 經(jīng)以上計算得，一次拉深時凹模圓角半徑r1=10mm，凸模圓角半徑r2=6mm （5）凸、凹模工作部分尺寸計算 此工件要求的是外形尺寸，設(shè)計凸、凹模時應(yīng)以凹模尺寸以基準(zhǔn)進(jìn)行計算，即：凹模尺寸Da=（Ｄ－0.75△）=60.75mm 式中，D——拉深件的基本尺寸，mm △——拉深件尺寸公差 （6）其它零部件的設(shè)計計算 ① 壓邊圈的設(shè)計 壓邊圈的外形尺寸與凹模外形尺寸相同，壓邊圈材料與凸、凹模一致，熱處理強(qiáng)度略低于凸、凹模的硬度。取Hy =60mm ② 壓邊裝置的設(shè)計 該拉深模選在單動壓力機(jī)上進(jìn)行拉深加工，所以必須借助彈性元件在受壓時所產(chǎn)生的壓力提供壓邊力。故選用具有通用性的彈性壓邊裝置作為彈性元件，這樣可避免每副模具都設(shè)計一套專用的彈性壓邊裝置。模具只需配備壓邊圈和頂桿并采用倒裝結(jié)構(gòu)。 （7）拉深模閉合高度的計算 拉深模的閉合高度是指滑塊在下止點(diǎn)位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離，即：H=Hs+Hag+Ha+Hy+Htg+Hx+s+t =120+100+100+120+70+60+(20-25)+3 =593—598mm, 取H=600mm 式中， Ha——上模座厚度，mm Hx——下模座厚度，mm Hag——凹模固定板厚度，mm Ha——凹模厚度，mm Hy——壓邊圈厚度，mm Htg——凸模固定板厚度，mm S——安全距離，mm, 一般取20—25mm t——拉深件厚度， mm （8）確定凸模通氣孔 通氣孔直徑一般可在3—8mm之間選取，選取的原則一般視凸模尺寸而定。此工序通氣孔直徑選5mm。 5.3沖孔工藝及零件的設(shè)計 5.3.1沖裁力的計算 1）沖孔模具沖裁力的計算 沖裁力Ｆ按下式計算： F=KLtτb 式中　　F—沖裁力； L—沖裁周邊長度； 　　　　t—材料厚度； 　　　　τb—材料抗剪強(qiáng)度；　　　 K—系數(shù)，系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?1.3。 計算沖裁件輪廓周長 沖孔件是規(guī)則的圓形所以L=3.14*8 查文獻(xiàn)[11]取τb=325Mpa 所以 F=KLtτb =1.3×25.1×2×325 =21226.4(N) 5.3.2卸料力、推料力的計算 卸料力FX FX=KXF 推料力FT 　　 FT =KTF h～直刃口部分的高(mm)； t～ 材料厚度(mm) FX=KXF =0.04×21226.4 =849.06(N) （KX、KT為卸料力、推件力系數(shù)，） FT=KTF =0.055×21226.4 =1167.5(N) 所以總沖壓力 FZ=F+FX+FT =21226.4N+849N+1167.5N =23242.8(N) 根據(jù)沖壓力計算結(jié)果擬選壓力機(jī)規(guī)格為J23—25。 由于沖載力都大于10KN根據(jù)沖壓力計算結(jié)果擬選壓力機(jī)規(guī)格為J23—25 5.3.3沖孔凸模、凹模尺寸計算 該制件有沖孔，落料。其尺寸計算公式： dT=(dmin＋x△) 0-δT dA=( dT＋Zmin)＋δA0 查文獻(xiàn)【7】可知： δA=0.020mm δT=0.020mm X=0.75 校核：│δT│＋│δA│=0.040mm＜Cmax－Cmin，滿足│δT│＋│δA│≤Cmax－Cmin的條件。 將已知和查表所得的數(shù)據(jù)代入公式，即得： Zmin=3%t=0.06 凸模dT=(4+0.75×0.24）0-0.02=4.180-0.02mm 凹模dA=(4.18+0.06)0+0.20=4.240+0.20mm 5.4工作零件間隙的確定 1）間隙對沖裁件尺寸精度的影響 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄５钠睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。 2）間隙對模具壽命的影響 模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一，沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過小的間隙對模具壽命極為不利。 而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。 3）間隙對沖裁工藝力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的5~20%左右時，沖裁力的降低不超過5~10%。間隙對卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15~25%左右時的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大? 4）間隙值的確定 由以上分析可見，凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin，最大值稱為最大合理間隙Cmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Cmin。 查文獻(xiàn)[11]45鋼： t＜1mm，C=(4%~5%)t t=1~3mm，C=(6%~8%)t t=3~8mm，C=(8%~13%)t 5.5模具壓力中心的確定 為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。該擋蓋零件為中心對稱圖形，經(jīng)分析得到其幾何中心即為壓力中心。 5.6定位零件 擋料銷根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)采用固定擋料銷裝在凸模上選取直徑，露出部分長度3mm,固定擋料銷M47, 導(dǎo)料銷M47，材料45鋼，數(shù)量2個。 6 繪制模具總圖 本設(shè)計零件加工工序有落料、拉深、沖孔，其中繪制落料模、拉深模各一幅，其落料模和拉深模裝配圖如圖6.1和6.2所示： 圖6.1落料模結(jié)構(gòu)裝配圖 圖6.2拉深模結(jié)構(gòu)裝配圖 7 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖主要是指凸模和凹模和其它零部件，其零件圖如下： 圖7.1 落料凸模 圖7.2落料凹模 圖7.3 落料卸料板 圖7.4 拉深凸模 圖7.5拉深凹模 圖7.6 沖孔凸模 圖7.7 沖孔凸模 圖7.8沖孔凹模 結(jié)束語 任何事物的認(rèn)識過程都是從陌生到熟悉，從了解到認(rèn)知，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對沖壓模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過幾個月的學(xué)習(xí)，這次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)將要結(jié)束，這為以后的工作打下了基礎(chǔ)。通過此次畢業(yè)設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)了平時在學(xué)習(xí)當(dāng)中的不足，在理論上還有很多欠缺。此次畢業(yè)設(shè)計不但融合了大學(xué)四年來所學(xué)的知識，還在設(shè)計過程中查閱了很多相關(guān)資料，同時也學(xué)到了很多我們還沒有涉及到的內(nèi)容。該畢業(yè)設(shè)計是一個學(xué)習(xí)的大檢查，它把以下專業(yè)課程都融合在了一起：機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械制圖、模具構(gòu)造等。還在設(shè)計過程中得到了從書本上無法學(xué)到的東西。 在設(shè)計過程中我發(fā)現(xiàn)了許多問題，也解決了許多問題。就是在這個發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中，我將自己在模具方面的知識進(jìn)行了系統(tǒng)的運(yùn)用和提升，將理論知識很好的運(yùn)用到了實(shí)踐中，提高了自己的設(shè)計能力。更重要的是，在整個設(shè)計過程中，我對模具行業(yè)的前景和現(xiàn)狀有了更深入的了解，掌握了模具設(shè)計的一般方法和主要設(shè)計思想以及設(shè)計過程中的注意事項(xiàng)，在思想上，我們樹立起了工程思想，不在死扣書本上的公式和理論，一切以實(shí)際生產(chǎn)為主，一切不再是簡單的，死板的知識，而是一個活靈活現(xiàn)的真實(shí)的例子。 在這次設(shè)計中，我受益匪淺！首先，它讓我知道了什么是一絲不茍，為什么要一絲不茍。在一次次的計算，繪圖的修改中，我認(rèn)識到了認(rèn)真的力量，沒有踏踏實(shí)實(shí)的工作，不會有最后的成功。其次，我知道了什么是態(tài)度決定一切！倘若有一個良好的工作心態(tài)、態(tài)度，那么你的成功就完成了一半。 至此，通過本次設(shè)計證明了自己的綜合能力，能將所學(xué)專業(yè)知識應(yīng)用在對實(shí)際問題的具體分析和解決上。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到因考慮問題不周而導(dǎo)致前后矛盾，甚至使下一步工作無法進(jìn)行。然而經(jīng)查閱許多相關(guān)資料和在老師的精心指導(dǎo)下，問題都一一得到了解決，使整個大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識也得到了系統(tǒng)的鞏固和提高。設(shè)計過程中用AutoCAD繪制總裝圖和所有零件圖，現(xiàn)已熟練掌握AutoCAD繪圖軟件的使用技巧。 同時，由于時間倉促，有不對的地方，希望廣大讀者批評和提出寶貴的意見和建議。 還要感謝我曾經(jīng)翻閱過的這些書的讀者，如果沒有他們的幫住，我不敢想像要完成這項(xiàng)設(shè)計是何等難。所以，我要感謝在設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的老師和書籍?！凹埳系脕斫K覺淺，覺知此事要躬行”，我想這句話也就充分的說明了我們此次畢業(yè)設(shè)計的重要性。 致 謝 首先我要感謝學(xué)校里的領(lǐng)導(dǎo)，正是有了他們的熱情工作，才為我們在大學(xué)時光的美好生活創(chuàng)造了條件，才為我們在學(xué)校學(xué)習(xí)創(chuàng)造了可能，才為我們?nèi)蘸蟮墓ぷ鞯於藞詫?shí)基礎(chǔ)。 其次我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師屈少敏老師，在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，從開始的開題報告、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿最后的論文答辯，他們始終孜孜不倦的教導(dǎo)著我，不厭其煩的給我灌輸專業(yè)知識，這不僅給我完成畢業(yè)設(shè)計帶來了技術(shù)和知識上的指導(dǎo)，更是我在艱難時刻的精神支柱，沒有你們的幫助，我是不可能獨(dú)立戰(zhàn)勝設(shè)計過程中的困難的。 最后要感謝我的家人以及我的同學(xué)對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因?yàn)橛辛怂麄?，我所做的一切才更有意義；也正是因?yàn)橛辛怂麄儯也庞辛俗非筮M(jìn)步的勇氣和信心。 時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯誤。懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ 參考文獻(xiàn) [1] 李碩本等編著.沖壓工藝?yán)碚撆c新技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.11 [2] 肖景榮、姜奎華等編著《沖壓工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [3] 李大鑫，張秀錦.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].模具制造，2005 [4] 李德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況及趨勢[J].模具工業(yè)，2005（7） [5] 杜繼濤，甘屹.支架精密多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].模具工業(yè)，2005（9） [6] 姜奎華主編.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.5 [7] 薛啓翔等編著.沖壓模具設(shè)計制造難點(diǎn)與竅門[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.7 [8] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會編.沖模設(shè)計應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6 [9] 鄭家賢遍著.沖壓工藝與模具設(shè)計實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [10] 《沖模設(shè)計手冊》編寫組編著.沖模設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6 [11] 竇智.級進(jìn)模設(shè)計中的要點(diǎn)及生產(chǎn)中的故障排除[J].沖模技術(shù)，2005（3） [12] 王孝培主編.沖壓手冊（修訂本）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990 [13] Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. 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