筒形件拉深模具設(shè)計(jì)課件 (2)

江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)論文題目 冷沖壓模具設(shè)計(jì) （2019 年 一 學(xué)期）系 部 機(jī)電技術(shù)系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 08模具2班 姓 名 宋小星 指導(dǎo)教師 宛強(qiáng) 2019 年 10 月 5 日摘 要本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容為用模具生產(chǎn)無凸緣筒件，其中包括落料、拉深、脹形、二次拉深、切邊、沖孔等工序。其中把落料、首次拉深和脹形用復(fù)合模完成，而其他不出圖但進(jìn)行了相關(guān)的尺寸計(jì)算，重點(diǎn)在復(fù)合模上，解決落料、拉深和脹形的計(jì)算問題同時(shí)對(duì)相關(guān)的模具的零件給以詳細(xì)的設(shè)計(jì)。生成裝配工程圖和相關(guān)的零件剛才圖。 關(guān)鍵詞： 落料 拉深 單排 剪切 緒論一、概述1、模具工業(yè)的概況模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，發(fā)達(dá)國(guó)家有“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會(huì)的源動(dòng)力”之說，可見其重視的程度。當(dāng)今，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念，已被越來越多的人所接受。模具技術(shù)水平在很大程度上決定于人才的整體水平，而模具技術(shù)水平的高低，又決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展近年來，我國(guó)的模具工業(yè)也有較大發(fā)展，全國(guó)已有模具生產(chǎn)廠數(shù)千個(gè)，擁有職工數(shù)十萬人，每年能生產(chǎn)上百萬套模具。多工位級(jí)進(jìn)模具和長(zhǎng)壽命硬質(zhì)合金模具的生產(chǎn)和應(yīng)用有了進(jìn)一步擴(kuò)大。為滿足新產(chǎn)品試制和小批量生產(chǎn)的需要，我國(guó)模具行業(yè)制造了多種簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低的簡(jiǎn)易沖模，如鋼皮沖沖模、聚氨脂橡膠模、低熔點(diǎn)合金模具、鋅合金模具、組合沖模、通用可調(diào)沖孔模等。數(shù)控銑床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、加工中心等加工設(shè)備已在模具生產(chǎn)中采用。電火花和線切割加工已成為冷沖模制造的主要手段。為了對(duì)硬質(zhì)合金模具進(jìn)行精密成型磨削，研制成功了單層電鍍金剛石成形磨輪和電火花成形磨削專用機(jī)床，使用效果良好，對(duì)型腔的加工正在根據(jù)模具的不同類型采用電火花加工、電解加工、電鑄加工、陶瓷型精密鑄造、冷入擠壓。超塑成形以和利用照相腐蝕技術(shù)加工型腔皮革紋表面等多種工藝。模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造也已進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用。盡管我國(guó)的模具工業(yè)這些年來發(fā)展較快，模具制造水平也在逐步提高，但和工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在較大差距，主要表現(xiàn)在模具品種少、精度差、壽命短、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等方面。二、沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)的今天,中國(guó)憑借豐富且廉價(jià)的人力資源、龐大的市場(chǎng)和其它許多有利條件，已成為承接工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具業(yè)轉(zhuǎn)移的良好目的地。隨著國(guó)際交往的日益增多和外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日漸增加，中國(guó)模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國(guó)模具在世界模具中的地位和影響越業(yè)越重要。據(jù)相關(guān)專業(yè)人士分析，未來十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€(gè)方面：(1)模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜和壽命日益提高。由于成型零件日趨大型和高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔，使模具日趨大型化；隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求，今后模具加工的精度將更小，這必將促進(jìn)超精密加工的發(fā)展。(2)CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用。在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的制造系統(tǒng)(CAD/CAE/CAM)，發(fā)展高精度、高壽命模具和簡(jiǎn)易模具(軟模、低熔點(diǎn)合金模具等)制造技術(shù)以和通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。模具制造是設(shè)計(jì)的延續(xù)，推行模具設(shè)計(jì)與制造一體化可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。實(shí)踐證明，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是當(dāng)代最合理的模具生產(chǎn)方式，既可用于建模、為數(shù)控加工提供NC程序，也可針對(duì)不同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)品成型過程的目的，改善模具結(jié)構(gòu)。從CAD/CAE/CAM一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢(shì)是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢(shì)和功效。因此，應(yīng)大力進(jìn)行高端輔助設(shè)計(jì)制造軟件的培訓(xùn)、推廣和應(yīng)用。(3)快速經(jīng)濟(jì)模具技術(shù)的推廣應(yīng)用?？焖倌＞咧圃旌涂焖俪尚图夹g(shù)是在近兩來迅速發(fā)展起來的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)相比，該技術(shù)具有制模周期短、成本特點(diǎn)，是綜合經(jīng)濟(jì)效益較顯著的模具制造技術(shù)。近年來快速模具制造商投入了很大的人力和物力，對(duì)各種模具的快速制造工藝進(jìn)行研發(fā)，對(duì)傳統(tǒng)的快速模具制造技術(shù)進(jìn)行改造，嫁接了先進(jìn)的RP和NC技術(shù)，有效滿足一些高精度、高壽命模具的生產(chǎn)需求。(4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種、發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò)，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件。(5)開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)，制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。當(dāng)前，國(guó)外模具材料系列日趨完善與細(xì)化，國(guó)內(nèi)開發(fā)的高級(jí)優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，但推廣應(yīng)用不足，每年所需約70萬噸模具鋼還要有相當(dāng)一分進(jìn)口。模具表面處理技術(shù)對(duì)模具的制造精度、模具的強(qiáng)度、模具的壽命、模具的制造成本等有著直接的影響。稀土表面工程技術(shù)和納米技術(shù)表面工程技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)處理技術(shù)由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。(6)沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化，可控化。科學(xué)化主要體現(xiàn)深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理念、失穩(wěn)理論與變形程度等對(duì)成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程序。數(shù)字化主要體現(xiàn)在應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測(cè)某一工藝過程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性和可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓方案。(7)成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方向取得很大的發(fā)展，并與化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡(jiǎn)單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜開關(guān)零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。(8)注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程和全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。(9)對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便宜從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起，就能針對(duì)零件的可成形性和所需性能的保證度，作出快速分析評(píng)估。(10)沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式和市場(chǎng)多樣化、修改化需求的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)(FMS)、多工位高速自動(dòng)沖壓機(jī)以和智能機(jī)器人送料取件，進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一沖壓件工藝分析-9二工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型1 工藝方案分析-92 主要參數(shù)計(jì)算-9三確定排樣圖和裁板方案1 裁板方案-122 排樣設(shè)計(jì)-12四. 計(jì)算工序沖壓力、壓力中心以和初選壓力機(jī)1. 落料力的計(jì)算-132 卸料力和頂件力的計(jì)算-133 壓邊力的計(jì)算-134 拉深力的計(jì)算-145、 壓力中心的計(jì)算-156 壓力機(jī)的選擇-16五工件零件刃口尺寸的計(jì)算-16六工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1 整體落料凹模板的厚度H的確定：-172 凹模板長(zhǎng)度L的計(jì)算-173 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸-17七、模具總裝配圖1 首次拉深?？傃b配-282 二次拉深?？傃b配圖-28八、水杯拉深模具的制造1、水杯拉深模拉深凸模的制造-292、水杯拉深模拉深凹模的制造-303、水杯拉深模凸模固定板的制造-304、水杯拉深模凹模固定板的制造-315、水杯拉深模彈壓卸料板的制造-316、水杯拉深模上墊板的制造-327、水杯拉深模下墊板的制造-32九.參考文獻(xiàn)-33十、致謝-33結(jié)論-34基本要求和設(shè)計(jì)步驟建議：1、 沖裁工藝設(shè)計(jì)：對(duì)制件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、數(shù)量、材質(zhì)等要素進(jìn)行分析，初步確定制件的沖裁工藝，計(jì)算搭邊尺寸、毛坯尺寸，確定排樣圖（繪在總裝圖上）；2、 模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)；根據(jù)沖裁工藝方案，初步確定模具結(jié)構(gòu)方案和坯料導(dǎo)向、定位方式；3、 計(jì)算沖裁力，初步選擇沖壓設(shè)備；了解其行程、噸位、容模尺寸等有關(guān)技術(shù)參數(shù)；4、 計(jì)算卸料力，確定卸料方案和卸料元件的規(guī)格、尺寸；5、 計(jì)算并確定沖裁間隙繼而確定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、結(jié)構(gòu)形式；選擇凸模、凹?；蛲拱寄＿M(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計(jì)算并校核；6、 協(xié)調(diào)模具各零件的結(jié)構(gòu)、尺寸，完善導(dǎo)料、定位等輔助功能件結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)；7、 繪制模具總裝配圖：1)、考慮采用“半剖法”表示上模使用中的兩個(gè)極限位置；2)、按裝配圖要求標(biāo)注尺寸和配合性質(zhì)、技術(shù)要求等；3)、零件標(biāo)號(hào)無遺漏；明細(xì)表內(nèi)容詳實(shí)、規(guī)范；4)、制圖遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；排樣圖按習(xí)慣繪在總裝圖的右上角或適當(dāng)位置。8、 繪制凸模、凹模零件圖，尺寸、粗糙度標(biāo)注齊全； 9、 編寫設(shè)計(jì)說明書一份，要求內(nèi)容詳實(shí)，措詞準(zhǔn)確，具有較好的可讀性；10、其它詳見“模具設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。 機(jī)電技術(shù)系 模具教研室 2019、9一、沖壓件工藝分析1、材料：該沖裁件的材料spcen是碳素工具鋼，具有較好的可拉深性能。2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為圓桶形拉深件，故對(duì)毛坯的計(jì)算要。3、單邊間隙、拉深凸凹模和拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。4、 凹凸模的設(shè)計(jì)應(yīng)保證各工序間動(dòng)作穩(wěn)定。5、 尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公差為：二、工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型1、工藝方案分析該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料+拉深復(fù)合，后拉深二。采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案三：先落料，后二次復(fù)合拉深。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需二副模具，工件的精度和生產(chǎn)效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求，但模具成本造價(jià)高。通過對(duì)上述四種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2、 主要工藝參數(shù)的計(jì)算(1)確定修邊余量該H=50-1=49mm, d=50-2=48mm, 則H/d=49 / 48=1.02 查表5-5無凸緣零件切邊余量 = 2.5mm 可 則可得拉深高度H H=h+=50+2.5=52.5mm(2)計(jì)算毛坯直徑D由于板厚小于1mm，故可直接用工件圖所示尺寸計(jì)算，不必用中線尺寸計(jì)算。 D= (3)確定拉深次數(shù)按毛坯相對(duì)厚度t/D=0.8/130和工件相對(duì)高度H/d=73.8/50=1.36查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-15可得n=2，初步確定需要兩次拉成，同時(shí)需增加一次整形工序。(4)計(jì)算各次拉深直徑由于該工件需要兩次拉深，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-11可得，首次拉深系數(shù)m和二次拉深系數(shù)m: m=0.53 m=0.76初步計(jì)算各次拉深直徑為： d= mD=0.5313069mm d=mD=0.7613050mm(5)選取凸凹模的圓角半徑考慮到實(shí)際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值,故首次拉深凹模圓角半徑r應(yīng)取大些,根據(jù)壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-7知：r=10t=100.8=8 mm由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（4-49）和式（4-50）即：r=(0.70.8) r和r=(0.70.8)r計(jì)算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑，分別為： r=8 mm r=6 mm r=6 mm r=5 mm (6)計(jì)算各次工序件的高度根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（4-39）計(jì)算各次拉深高度如下： H=1/4(D)=1/4（）=49mm H=1/4=(D) =1/4=() mm(7)畫出工序件簡(jiǎn)圖工序簡(jiǎn)圖如下圖2所示： 圖2三、確定排樣圖和裁板方案1、 制件的毛坯為簡(jiǎn)單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 于t=0.8mm,查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表7軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為： 0.85001000 的板料。2、 排樣設(shè)計(jì)圖3查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=1.2mm；兩工件間的縱搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=50+1=51mm； 條料寬度B=（D+2a+）=52.8故一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為： =A/BS100 =/BS100 =72.9由于直板材料選取0.85001000 故每塊板料可裁剪919=171個(gè)工件故每塊板料（0.85001000）的利用率為： =nA/LB100 =171(d/2)100 =67四、計(jì)算工序沖壓力、壓力中心以和初選壓力機(jī)1、落料力的計(jì)算F=1.3Lt式中L沖裁輪廓的總長(zhǎng)度；t板料厚度；-板料的抗拉強(qiáng)度查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表1可知：=400MPa 。故：F=1.3225250.8400=65.31KN2、 卸料力和頂件力的計(jì)算 =KF =K F式中K為卸料力系數(shù)，K為頂件力系數(shù)查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1-7知：K=0.050；K =0.08故： =KF =0.0565.31 =3.27KN =K F =0.0865.31 =5.22KN3、壓邊力的計(jì)算采用壓邊的目的是為力防止變形區(qū)板料在拉深過程中的起皺，拉深時(shí)壓扁力必須適當(dāng)，壓邊力過大會(huì)引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，壓邊力過小則會(huì)造成制件直壁或凸緣部分起皺，所以是否采用壓邊裝置主要取決于毛坯或拉深系數(shù)m和相對(duì)厚度t/D100 由于t/D100=0.8/130100 =0.62 首次拉深系數(shù)=0.53故：查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊力:式中A為初始有效面積；為單位壓邊力（MPa）查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-4可知：=2MPa =15.2 KN =1.44 KN4、拉深力的計(jì)算首次拉深時(shí)拉深力=二次拉深時(shí)拉深力=式中：為首次拉深與二次拉深時(shí)工件的直徑； 為材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； 為修正系數(shù)。查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-1可知：=1;=0.85首次拉深力：= =69.33 KN二次拉深力：= =42.7 KN故總拉深力：=+ =112.03KN 由于制件屬于深拉深，故確定壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)滿足：故： =67.2KN綜上所述： =202.47KN5壓力中心的計(jì)算圖4由于是圓形工件，如圖4所示，所以工件的壓力中心應(yīng)為圓心即o(25,25)6、壓力機(jī)的選擇由于該制件數(shù)億小型制件，且精度要求不高，因此選用開始可傾壓力機(jī)，它具有工作臺(tái)面三面敞開，操作方便，成本低廉的有點(diǎn)。根據(jù)總壓力選擇壓力機(jī)，前面已經(jīng)算得壓力機(jī)的公稱壓力為202.47 KN，查沖壓工藝與模具模具設(shè)計(jì)表7.3提供的壓力機(jī)公稱壓力中可選取壓力機(jī)的型號(hào)為：J23-16F五、工件零件刃口尺寸的計(jì)算刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸與凹模尺寸相同，保證單邊間隙(mm)圖5 查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表1-3可知：拉深模的單邊間隙為：Z=0.015 mm式中x為補(bǔ)償刃口磨損量系數(shù)。查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-21可知：x=0.5 取落料的尺寸公差I(lǐng)T14，則公差為=0.4mm所以落料凹模的尺寸為： =（130-0.50.4） =129.8mm六、工件零件結(jié)構(gòu)尺寸和公差的確定1、整體落料凹模板的厚度H的確定： H=式中為凹模材料的修正系數(shù)，碳素工具鋼取=1.3；為凹模厚度按刃口長(zhǎng)度修正系數(shù)，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-18可知：=1 H= =1.31 =52.35mm2、凹模板長(zhǎng)度L的計(jì)算 L=D+2C查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-17可知：C取2836mm，根據(jù)要求C值可取30mm故： L=D+2C =50+230 =110 mm故確定凹模板外形尺寸為：11011052（mm）。凸模板尺寸按配作法計(jì)算。3、 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào) 名稱長(zhǎng)寬厚（mm）材料數(shù)量1上墊板T8A12凸模固定板45鋼13空心墊板45鋼14卸料版45鋼15凸凹模固定板45鋼16下墊板T8A17壓邊圈45鋼1(1)第一次拉深 拉深凸模第一次拉深模,由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴(yán)格的限制,這時(shí)凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準(zhǔn).取公差等級(jí)為IT10=0.12mm.d凸=d -0凸=690-0.12mmd凹=( d凸+ 2Z) 0+凹=(69+2×0.015)0+0.12=69.03 0+0.12mm拉深凸模采用臺(tái)階式，也是采用車床加工,與凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模結(jié)構(gòu)如下圖6所示。圖6凸凹模結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模長(zhǎng)度L=99mm,具體結(jié)構(gòu)可如下圖7所示。圖7落料凹模凹模采用整體凹模，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)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模的輪廓尺寸應(yīng)要保證凹模有足夠的強(qiáng)度與剛度，凹模板的厚度還應(yīng)考慮修磨量，根據(jù)沖裁件的厚度和沖裁件的最大外形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中選取凹模板的各尺寸為：長(zhǎng)230mm，寬200mm，因考慮到整套模具的整體布置要求，選其厚度為52mm，結(jié)構(gòu)如下圖8所示。圖8(2)第二次拉深模凸模根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模長(zhǎng)度 L=H1+H2+Y式中 H1凸模固定板厚度H2壓邊圈高度Y附加長(zhǎng)度，包括凸模刃口修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度73.8mm，因此凸模長(zhǎng)度L=48+60+73.8=181.8mm。具體結(jié)構(gòu)可參見下圖9所示。圖9凹模凹模采用整體凹模，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)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。取凹模輪廓尺寸為160mm×73.8mm，結(jié)構(gòu)如下圖10所示。拉深凸模和凹模工作部分的尺寸和其制造公差:查表得凸凹的制造公差為:凸=0.02mm凹=0.03mm當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸:凸模尺寸:d凸=(dmin+0.4)-0凸=(50+0.4×0.4)0-0.02mm=50.160-0.02 mm凹模尺寸: d凹=( dmin+0.4+2Z) 0+凹=(50+0.4×0.4+2×0.015)0+0.03=50.19 0+0.03mm圖10固定擋料銷落料凹模上部設(shè)置固定擋料銷，采用固定擋料銷的進(jìn)行定距.擋料裝置在復(fù)合模中,主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊.,如圖11所示為鉤形擋料銷,因其固定孔離刃口較遠(yuǎn),因此凹模強(qiáng)度要求,結(jié)構(gòu)上帶有防轉(zhuǎn)定向銷. 擋料銷采用H7/r6安裝在落料凹模端面 圖11導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，查表知導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表可知選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為2832HRC，用螺釘固定在凹模上。卸料部件設(shè)計(jì)卸料裝置用彈壓卸料板的卸料裝置，如下圖12所示，卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙C=0.10.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚t和卸料板寬度B查模具手冊(cè)之四2中表14-10得其厚度為16mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。圖12卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置2個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M8×16mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。壓邊圈設(shè)計(jì)1)首次拉深:為了防止拉深過程中起皺，生產(chǎn)中主要采用壓邊圈，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表4-3知，兩次拉深均需要采用壓邊裝置。壓邊圈采用45鋼制造，熱處理硬度為4245HRC。其結(jié)構(gòu)如下圖13所示。圖132)二次拉深:壓邊圈結(jié)構(gòu)與尺寸由標(biāo)準(zhǔn)中選取，壓邊圈圓角半徑rY應(yīng)比上次拉深凸模的相應(yīng)圓角半徑大0.51mm,以便將工序件套在壓邊圈上.材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)42-45HRC.其結(jié)構(gòu)如下圖14所示。圖14 凸模固定板圖15 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)為2428HRC c.帶*號(hào)尺寸按凸模實(shí)際尺寸配作并保證凸模呈H7/m6配合 凸凹模固定板圖16 技術(shù)要求：a.上、下平行度為0.02，粗糙度為1.6 b.材料為45#鋼，無需熱處理落料拉深復(fù)合模架與二次拉深模架采用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖17所示，帶有導(dǎo)柱的沖裁模適合于精度要求較高，生產(chǎn)批量較大的沖裁件，且導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)比較完善，對(duì)后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式可從左右和前后兩個(gè)方向進(jìn)行送料。故相應(yīng)選后側(cè)導(dǎo)柱模架。因?yàn)樗哪＞咻^高所以選取比較大一點(diǎn)的模架模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L：315凹模周界B：250 圖17閉合高度(參考)|最?。?75閉合高度(參考)|最大：320a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：315×250×55b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：315×250×70c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：40×260 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：40×140×53導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。二次拉深模采用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖18所示，模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，因?yàn)樗哪＞咻^高所以選取比較大一點(diǎn)的模架相關(guān)參數(shù)如下：凹模周界L：250凹模周界B：250閉合高度(參考)|最?。?40閉合高度(參考)|最大：285a上模座 數(shù)量1 規(guī)格：250×250×50b下模座 數(shù)量1 規(guī)格：250×250×65 圖18 c導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格：35×230 d導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格：35×125×48導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。5、彈頂器的彈性元件的選取落料拉深復(fù)合模選用橡皮作為彈性元件，橡皮一般為聚氨膠，因?yàn)樗试S承受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)理方便。因?yàn)榫郯敝鹉z的總壓縮量一般35%,所以取30%，剛聚氨膠的高度根據(jù)h=0.3×H計(jì)算。h為壓邊圈運(yùn)行的高度，h=60mm。所以橡膠的高度H=60/0.3=200mm選取三塊同樣的橡膠.中間加上鋼墊圈,防止失穩(wěn)彎曲.其結(jié)構(gòu)圖如下圖19。圖19二次拉深模選用彈簧作為彈性元件.選用圓柱螺旋彈簧,它的主要技術(shù)參數(shù)是工作極限負(fù)荷Fj與其相對(duì)應(yīng)的工作極限負(fù)荷下的變形量Lj。根據(jù)所需要的卸料力或推件力FQ以和所需要的量大壓縮行程L0，來計(jì)算Fj 與Lj，然后就可以在標(biāo)準(zhǔn)中選取相應(yīng)的規(guī)格彈簧。1） 確定彈簧的數(shù)目為12） 頂件載荷FQ=壓邊力=1440N3） 最大壓縮行程L0=h1 + h2 + h3 + t =1+46.8+7+0.8=55.6mm4） 計(jì)算所需的彈簧的工作極限負(fù)荷Fj 與工作極限負(fù)荷下的變形量Lj，K取40% Fj = FQ/K=1440/0.4=3600N Lj= L0/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N由上述二式查彈簧標(biāo)準(zhǔn)表得：彈簧材料直徑為10mm，彈簧中徑為75mm，節(jié)距為t=26.5,工作極限負(fù)荷Fj =3500N,變形量Lj=111mm,有效圈數(shù)為7.5七、模具總裝配圖1、首次拉深?？傃b配圖如下圖20所示。 圖202、二次拉深?？傃b配圖如下圖21所示。八、水杯拉深模具的制造1、水杯拉深模拉深凸模的制造拉深凸模的加工工藝過程材料：Cr12，硬度：5862HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成145mm×65mm的圓棒料2熱處理退火3銑平面銑上、下平面，保證尺寸60.8mm4車削車外圓,129.6mm外圓柱留磨削余量0.4mm，其余達(dá)圖樣尺寸5鉗工倒圓角至要求，去毛刺6劃線劃上端和側(cè)面通氣孔線7鉆孔鉆通氣孔8檢驗(yàn)9熱處理淬火，硬度至5862HRC10磨削磨削各表面達(dá)設(shè)計(jì)要求11檢驗(yàn)2、水杯拉深模拉深凹模的制造拉深凹模的加工工藝過程材料：Cr12，硬度：5862HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成200mm×135mm的圓棒料2熱處理退火3銑平面銑上、下平面，保證高度尺寸130.8mm4鉆中心孔鉆中心孔5車削車削外表面并留0.4mm的磨削余量6鏜孔鏜內(nèi)孔，133.25mm的孔留0.4mm的磨削余量7鉗工倒圓角至要求，去毛刺8檢驗(yàn)9熱處理淬火、回火，硬度至5862HRC10磨削磨削133.25mm內(nèi)表面和188mm外表面達(dá)設(shè)計(jì)要求,11檢驗(yàn)3、水杯拉深模凸模固定板的制造凸模固定板的加工工藝過程材料：45鋼，硬度：調(diào)質(zhì)2428HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成355mm×285mm×25mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)350.3mm×280.3mm×20.3mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4劃線劃型孔、銷孔、螺紋孔中心線5鉆孔鉆各孔，188mm、28mm留0.4mm的磨削余量6鉗工攻螺紋，去毛刺7檢驗(yàn)8熱處理調(diào)質(zhì)2428HRC9磨削磨削188mm、28mm內(nèi)表面達(dá)設(shè)計(jì)要求10檢驗(yàn)4、水杯拉深模凹模固定板的制造凹模固定板的加工工藝過程材料：45鋼，硬度：5860HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成355mm×285mm×25mm的平行六面體2熱處理調(diào)質(zhì)，硬度2428HRC3銑平面銑六面達(dá)350.3mm×280.3mm×20.3mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4鉗工劃型孔、銷孔、螺紋孔中心線，鉆穿絲孔，攻螺紋5線切割割安裝固定孔6銑削銑削固定孔背面的沉孔到要求7磨削磨削表面達(dá)設(shè)計(jì)要求8檢驗(yàn)5、水杯拉深模彈壓卸料板的制造彈壓卸料板的加工工藝過程材料：45鋼，硬度：4348HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成285mm×120mm×15mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)280.3mm×120.3mm×15.3mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4鉗工劃各孔中心線5鉆孔鉆各孔6銑削銑削固定孔背面的沉孔到要求7熱處理淬火，硬度4348HRC8磨削磨削表面達(dá)設(shè)計(jì)要求9檢驗(yàn)6、水杯拉深模上墊板的制造上墊板的加工工藝過程材料：T8A，硬度：淬火5458HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成355mm×285mm×15mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)350.3mm×280.3mm×12mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4磨削磨上、下平面，厚度達(dá)10.6mm,并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直5劃線劃型孔、銷釘孔、螺紋孔中心線6鉆孔鏜大孔，鉆各孔到要求7鉗工攻螺紋，去毛刺8檢驗(yàn)9熱處理淬火硬度5458HRC10磨削磨削140mm和兩大平面達(dá)設(shè)計(jì)要求11檢驗(yàn)7、水杯拉深模下墊板的制造下墊板的加工工藝過程材料：T8A，硬度：淬火5458HRC序號(hào)工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成355mm×285mm×45mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)350.3mm×280.3mm×42mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4磨削磨上、下平面，厚度達(dá)40.6mm,并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直5鉗工劃型孔、銷釘孔、螺紋孔中心線鉆銷孔、螺紋孔、穿絲孔攻螺紋到要求6線切割線切割型孔7熱處理淬火硬度5458HRC8磨削磨削厚度和型孔到要求9檢驗(yàn)九.參考文獻(xiàn)【1】.魏春雷，徐彗明。 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 北京理工大學(xué)出版社 ,【2】.涂序斌 模具制造技術(shù)，北京理工大學(xué)出版社，（第二版）【3】.鄧德清，胡紹平 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程指導(dǎo)書，【4】.魏春雷，朱三武，章南編. 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè). 天津大學(xué)出版社,【5】.馮炳堯、韓泰榮、蔣文森編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)(第二版). 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2019【6】. 宛強(qiáng)沖壓模具設(shè)計(jì)和實(shí)例精解化學(xué)工業(yè)出版社【7】 .魏斯亮 李時(shí)駿 互換性與技術(shù)測(cè)量， 北京理工大學(xué)出班社 200十、致謝 在即將走上工作崗位的時(shí)候，有這樣一次設(shè)計(jì)、有這樣的一個(gè)總結(jié)，很高興，很興奮，也很感激。雖然它還不是很成熟，但已散發(fā)著淡淡的香氣。感謝默默付出的老師們！關(guān)心支持我的同學(xué)、朋友們！畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，我要感謝我的指導(dǎo)老師們的大力支持。是他們的耐心指正和教導(dǎo)才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)逐漸趨于完善。更重要的是他們給了我自己解決問題的方法,鼓勵(lì)我提出針對(duì)性的有用的問題,從細(xì)微之處一點(diǎn)一滴的指導(dǎo)我們。通過這次實(shí)踐，我更進(jìn)一步熟悉模具的設(shè)計(jì)，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。 即將走向工作崗位，在今后的工作中，我將繼續(xù)加強(qiáng)理論的學(xué)習(xí)，再接再厲，將所學(xué)的知識(shí)付諸實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)步！ 在此感謝,宛強(qiáng)等老師在設(shè)計(jì)過程給我的幫助和鼓勵(lì)，謝謝！ 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我熟悉了沖壓模具的整個(gè)過程，并且了解了在做沖壓模具之前首先要對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)。也就是要對(duì)產(chǎn)品的工藝性進(jìn)行合理的分析，從而才能采取更合適模具，節(jié)約成本的同時(shí)還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以和精度要求以和材料的造價(jià)。最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)、模具的裝配圖、零件圖。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功完成使我個(gè)人的所有專業(yè)中學(xué)術(shù)上的一次難忘的歷程，因?yàn)橥ㄟ^我本人的長(zhǎng)時(shí)間的思考、設(shè)計(jì)以和老師多次細(xì)心的指導(dǎo)使我知道一套合格的沖壓模具設(shè)計(jì)的完成以和一套合格的圖紙的完成都需要付出多少次的心血和汗水，通過它可以說明一個(gè)人最基本的學(xué)習(xí)工作態(tài)度，我認(rèn)為要立志成為一個(gè)模具行業(yè)的佼佼者首先要從每一個(gè)細(xì)節(jié)做起，做事要有堅(jiān)忍不拔的毅力，有耐心、謙虛、謹(jǐn)慎這樣才能成為一名出色的模具工程師。第 19 頁