深圓筒底孔沖壓工藝及模具設計【說明書+CAD】

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河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 深圓筒底孔沖壓工藝 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 1深圓筒底孔的沖壓模具設計 2深圓筒底孔零件的模具安裝與調試 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 1.對沖壓模具在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀進行了解 2.分析制件的結構工藝性來選擇確定沖壓工藝方案。 3.分析計算來確定來確定模具主要工作零件的尺寸、精度、工作間隙。 4.綜合分析和研究來選擇模具的基本類型 5.分析來選擇確定模具主要零件的結構類型 6.對模具進行裝配與調試 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）評語 學生姓名： 尹亞輝 班級: 模具031 學號： 0312144 題 目： 深圓筒底孔沖壓工藝及模具設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計(論文)題目： 深圓筒底孔沖壓工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2006 年 4月10 日~ 5月13 日 指 導 教 師: 發(fā)任務書日期: 2006 年 3月 20 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 論文題目：深圓筒底孔沖壓工藝及模具設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2006年05月 13日 機械加工工藝過程卡 （模具專業(yè)沖壓模具課題適用） 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 02 產品名稱 沖模 零（部）件名稱 凸模 共（2）頁第（1）頁 材料牌號 T8 毛坯 種類 圓鋼 毛坯外型尺寸 25*500 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 鍛造 鍛造 鍛造01 空氣錘 2h 20 熱處理 退火 熱處理01 電爐 8h 30 車削 車削端面 車間01 車床 8m 40 車削 車外緣 車間02 車床 50m 50 磨削 磨削端面、外緣 磨削01 磨床 2h 60 鉗修 鉗工精修至圖紙要求 鉗工01 砂紙 1.5h 70 檢驗 檢驗是否合格 檢驗室 千分尺 0.5h 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 4.15 4.16 4.25 機械加工工藝過程卡 （模具專業(yè)沖壓模具課題適用） 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 03 產品名稱 沖模 零（部）件名稱 凹模 共（2）頁第（2）頁 材料牌號 T10 毛坯 種類 圓鋼 毛坯外型尺寸 50*500 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 鍛造 鍛造 鍛造01 空氣錘 2h 20 熱處理 退火 熱處理01 電爐 8h 30 車削 車削端面 車間01 車床 8m 40 車削 車外緣 車間02 車床 50m 50 磨削 磨削端面、外緣 磨削01 磨床 2h 60 鉗修 鉗工精修至圖紙要求 鉗工01 砂紙 1.5h 70 檢驗 檢驗是否合格 檢驗室 千分尺 0.5h 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 4.15 4.16 4.25 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名： 尹亞輝 學 號：0312144 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 深圓筒底孔沖壓工藝及模具設計 指導教師： 程 芳 2006年 4 月 8 日  開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3． “文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，本科學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（專科生不少于10篇，不包括辭典、手冊）； 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 文 獻 綜 述 沖壓模具是一種高質量、高精度、高效益的工業(yè)生產方式，沖壓模具在工業(yè)的發(fā)展與生產當中占有重要的地位?，F(xiàn)在隨著社會對產品需求的多樣化和個性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應用，對現(xiàn)代模具的結構形式和型腔要求也日益復雜。傳統(tǒng)模具設計制造技術，根本不能滿足市場對模具的要求。因此，研制和開發(fā)新的模具設計、制造技術勢在必行。模具CAD/CAM和RT技術正是在這種形勢下被開發(fā)出來的，并在現(xiàn)代模具的生產中發(fā)揮了重要作用。因此模具產品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產批品牌化、管理信息化、經營國際化的方向發(fā)展?；诖耍侠淼脑O計模具有著極為重要和深遠的意義。下面就針對沖壓模具在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀進行研究，從而對本次課題的研究作為第一手資料輔助進行設計。[1] 1. 我國的沖壓模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀:[2] 隨著科學技術的發(fā)展，我國在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。在沖壓模具的制造與設計當中現(xiàn)代化技術和設備的應用,使我國結束了傳統(tǒng)的，落后的加工工藝和設計方法。現(xiàn)在不但自己可以制造一些大型，精密，復雜，高效，長壽命的模具，并且逐步向國外出口，打開國外的市場。在沖壓模具的制造技術方面，各種先進的機械設備被廣泛地應用，CAD/ CAM普遍應用和CAM/CAPP的推廣，模具生產周期縮短了約3/4，如今我國生產的模具精度已達到微米級，與20年前相比，模具壽命提高了幾十倍，模具的標準件使用覆蓋率從幾乎是零，達到45%左右。 雖然我國在模具的制造與設計上有所發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成型工藝，模具標準化，模具設計，模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國的模具在壽命，效率，加工精度，生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 我國模具工業(yè)目前出現(xiàn)的問題:[2] ???（1）總量供不應求、產品結構不夠合理。 其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率嚴重不足，大量進口。國內模具總量中屬大型、精密、復雜、長壽命模具的比例不足30%，國外在50%以上。 ???（2）企業(yè)組織結構都不夠合理。 　　我國模具生產廠點中多數(shù)是自產自配的工模具車間（分廠），自產自配比例高達60%左右，國外70%以上是商品模具；專業(yè)模具廠也大多數(shù)是"大而全 "、"小而全"的組織形式，國外模具企業(yè)是"大而專"、"大而精"。 ???（3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術結構、模具產品水平比國際水平低許多。而模具生產周期卻要比國際水平長許多。 （4）　?。ǎ矗┘夹g人才嚴重不足，經濟效益欠佳。隨著時代的進步和技術的發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計，高級鉗工及企業(yè)管理人才非常緊缺。? ?。?）模具企業(yè)的管理落后甚于技術落后。國內大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式，實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的不多。信息化、數(shù)字化管理在模具企業(yè)應用現(xiàn)在剛剛開始。? ?。?）專業(yè)化、標準化、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，模具專業(yè)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占40%左右，其余自產自用。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。模具標準化水平低， 模具標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。 2.國外模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀：[2] CAD/CAM作為一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種，是模具設計與制造行業(yè)的有效輔助工具；通過它能夠對產品、模具結構、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化?，F(xiàn)在已經廣泛地應用與模具的設計與制造加工的過程中，并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。同時，模具的標準化對縮短模具制造周期、提高質量、降低成本起到很大的作用。目前國外先進國家達到70%—80%左右，這樣不僅有利于國內的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國際化發(fā)展。模具的加工制造設備：國外已經廣泛地使用了數(shù)控加工中心，線切割，電火花，化學腐蝕等先進的設備，大大地提高了模具的制造周期。由于先進設設備的廣泛應用，模具的制造精度國外的制造水平能夠使制造公差達到0.003—0.005 mm，表面的粗糙度達到Ra 0.0002 mm以下；由此可見，如今模具技術的發(fā)展水平還是很高的。并且現(xiàn)代的模具使用壽命也得到不斷的提高，合金鋼制模的壽命達到500—1000萬次，硬質合金制模達到2億次；模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產效益。 參考文獻 【1】.模具設計大典. 李志剛主編. 北京. 中國機械工程學會 【2】.中國金屬加工網(wǎng) 周永泰　　　　　　廣東 機械工業(yè)出版社 【3】.沖壓模具設計與制造. 劉建超主編. 北京. 高等教育出版社 【4】.模具制造技術. 翟德梅主編. 河南. 河南機電高等?？茖W校 【5】.沖壓模具圖冊。 楊占堯主編. 北京. 高等教育出版社 【6】.公差配合與技術測量. 薛彥成主編. 北京. 機械工業(yè)出版社 【7】.金屬工藝學. 鄧文英主編 北京 高等教育出版社 【8】.模具材料. 高為國主編. 北京. 機械工業(yè)出版社 【9】 塑料成型加工與模具 黃虹 北京 化學工業(yè)出版社 【10】Tolerance fitting and technology of measuring Tracy McGrady Publishing house of the mechanical industry  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 1. 先通過收集和查閱各種文獻資料，對目前國內外的模具（沖壓模具）的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢進行深入的了解，預計用時間２０～３０天； 2. 對工件進行結構形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細地分析，并查閱相關資料看是否符合常規(guī)零件結構設計，預計用時３～５天； 3. 擬訂可行的沖壓工藝方案，并經過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產應用，估計用時間３～４天； 4. 進行主要零件的結構設計計算，利用各種經驗公式或者經驗數(shù)據(jù)對沖壓力（沖裁力、卸料力、總沖壓工藝力），壓力中心的位置，工作零部件的刃口尺寸的設計計算以及彈性卸料元件橡膠的設計，模具的總體設計，包括模具的類型，定位方式，卸料方式，導向方式等方面的設計；估計用時間大約為３０天； 5. 對模具的安裝，調試等方面的研究預計用時間大約為３～５天； 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/論文 深圓筒底孔沖壓工藝及模具設計 1 緒 論 1．1沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 [１][２] 沖壓模具是一種少廢料、高效率、高精度的生產方式，在工業(yè)生產中得到了廣泛地應用并占有重要的地位。隨著工業(yè)產品質量的不斷提高，沖壓產品正呈現(xiàn)多品種，少批量，復雜，大型，精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點，沖壓模具正向高效，精密，長壽命，大型化方向發(fā)展。高效，就是模具向級進模具，復合模具等方向發(fā)展，這樣不但節(jié)約了模具的制造成本，還大大的提高了模具的生產效率；現(xiàn)在發(fā)達國家所設計制造出來的模具精度可以達到0.2為適應市場變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術正由手工設計，依靠人工經驗和常規(guī)機械加工技術想以計算機輔助設計（CAD），數(shù)控切削加工，數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術轉變。模具業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢如下幾方面： 1）CAD/CAM技術的應用：CAD/CAM是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種，是模具設計與制造行業(yè)的有效輔助工具；通過它能夠對產品、模具結構、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。現(xiàn)在已經廣泛地應用與模具的設計與制造加工的過程中，并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。 2）模具標準件的應用：模具的標準化對縮短模具制造周期、提高質量、降低成本起到很大的作用。我國的模具標準化程度達到30%以下，而國外先進國家達到70%—80%左右。這樣，不僅有利于國內的模具制造的發(fā)展，也有利于模具的國際化發(fā)展。 3）模具的制造加工精度：國外的制造水平能夠是制造公差達到0.003—0.005 mm，表面的粗糙度達到Ra 0.0002 mm以下（花10以上）；我國的制造水平可以使制造公差達到0.01—0.02 mm,模具表面的粗糙度達到Ra0.00160.0008 mm（花7—8）。由此可見，如今模具技術的發(fā)展水平還是很高的，但也可以看出我國在這方面的技術與國外先進國家還有很大的差距。 4）模具的使用壽命：國外的沖壓模具的使用壽命，（合金鋼制模）500—1000萬次，（硬質合金制模）2億次；我國的沖壓模具的使用壽命分別為：100—400萬次，6000—1億次。模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低，從而提高了生產效益。 5）模具的加工制造設備：國外已經廣泛地使用了數(shù)控加工中心，線切割，電火花，化學腐蝕等先進的設備，大大地提高了模具的制造周期。 進入21世紀，隨著科學技術的發(fā)展，我國的工業(yè)化程度也有了很大地提高，特別是在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。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、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。如：在模具設計與制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，復雜，高效，長壽命的模具，并且能夠出口到國外，打開國外的市場。但是，目前我國的沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還存在一定的差距，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成型工藝，模具標準化，模具設計，模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國的模具在壽命，效率，加工精度，生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。因此這就需要我們努力去研究，推動我國模具業(yè)的不斷發(fā)展，早日趕上先進國家制造水平。 1．2本課題擬解決的問題 1）通過對制件的結構工藝性分析來選擇確定沖壓工藝方案。 2）通過分析計算來確定來確定模具主要工作零件的尺寸、精度、工作間隙。 3）通過綜合分析和研究來選擇模具的基本類型。 4）通過分析來選擇確定模具主要零件的結構類型。 5）對模具進行裝配與調試。 2 深圓筒底孔的沖壓工藝分析及工藝方案的確定 2．1對工件進行的結構工藝性分析 從圖紙上制件的整體看，該制件是經過前面的拉深成型為深圓筒型件，現(xiàn)又要求用一種合理的沖壓工藝來完成該深圓筒件底部孔的沖壓工序。現(xiàn)在，從該制件的結構形狀、材料、尺寸、精度要求等方面進行分析：[1][2] 1) 從制件的結構形狀上看，該制件的整體結構比較大，屬于較深的深圓筒型件，其最大深度為350 mm；直徑為220 mm；但是其整體結構比較簡單對稱； 2) 從材料上看，本制件使用的是q 235，查詢有關鋼材特性手冊可知，該材料具有良好的沖壓性能，比較適合沖裁； 3) 從制件的尺寸上看，該制件的沖壓工藝要求在深圓筒型件的底部中間位置沖出一個直徑為20 mm的孔，沖壓工藝比較簡單；從制件的壁厚上看，整個制件的壁厚較均勻為3 mm，相對于較大的整體尺寸壁厚有點薄，可能會在沖壓工作中造成一些不便之處。 4) 從制件的精度要求上看，在制件的圖紙上并沒有對制件的尺寸精度有特殊標注，可以認為制件的全部尺寸為自由公差，可選擇公差為it14級，尺寸的精度要求不高。 綜合以上幾方面的考慮，該制件底部沖孔采用普通的沖壓工藝就能夠滿足要求。 2.2 沖壓工藝方案的分析及確定 2．2．1 對制件的沖壓工藝方案進行分析 通過以上對制件的結構工藝性分析可知，該制件是在經過拉深成型后，又要求對其底部進行沖孔，而沖孔工序比較簡單，因此可以利用單工序模具就能完成。 下面就針對單工序模具的沖孔的工藝方案進行分析：[3][5] 1） 深圓筒形件的開口方向向上； 2） 深圓筒形件的開口方向向下； 3） 深圓筒形件的開口方向為橫向； 2．2．2 沖壓工藝方案的確定 對以下各種沖壓工藝方案進行多方面的對比比較，并確定一種最為合理的方案： 方案一：制件的開口向上，符合一般的沖壓工藝要求，但是存在許多的缺點：[3] 1） 若按照此方案，所設計的凸模的尺寸比較大，重量比較大，所以在一定的程度上就會增加模具的制造成本 2） 由于凸模的尺寸，重量較大，致使模具在維修和安裝的過程中造成許多不便 3） 由于制件本身尺寸較大不容易定位。 方案二：制件的開口向下時： 1） 所設計的模具的沖孔凸模的尺寸較小重量也小，從一定程度上就降低了模具的制造成本，也節(jié)約了模具鋼材。 2） 所設計的模具，在沖壓工作中，只需將制件套在凹模上就能夠對制件起到很好的定位效果，并通過彈性卸料裝置很好地保證制件的變形程度很小。 3） 由于凸模的設計尺寸較小，重量也小，所以在模具的安裝、修時也比較方便。 方案三：制件的開口為橫向： [1][2] 1） 按照此種方案所設計的模具的高度有所減小，但是又增大了模具的橫向尺寸，對模具的材料利用和重量上基本沒有太大變化。 2） 這種方案所設計的模具的結構比較復雜，需要利用斜滑塊，所以在模具的安裝和調試時間會帶來許多不便。 3） 模具在工作過程中的定位不能很好的保證。 綜合對以上三種沖壓工藝方案的對比分析，因此選用方案三較為合理。 3 深圓筒底孔的沖壓模具設計 3．1 主要的設計計算 在深圓筒形件底孔的沖壓模具設計的過程中，必須進行一些必要的設計計算來確定模具的基本尺寸結構和大小，并通過設計計算來選擇壓力機的型號。 3．1．1 沖壓力的計算： 該模具采用單工序沖孔模具，擬選擇彈性卸料。沖壓力的相關計算如下所示： 根據(jù)計算結果，沖壓設備擬選擇： 3．1．1．1 沖裁力F的計算 [3] 根據(jù)計算公式： F=KLtтb =1.3×62.8×3×300 =73476 N 式中：L：沖裁周邊長度 L=2пr=2×3.14×10=62.8 mm K：系數(shù) t: 材料的厚度 Tb:材料的抗剪強度 3．1．1．2 卸料力的計算Fx [2][3] 根據(jù)計算公式： Fx=KxF=0.04×73476 =2940 N 查表2.6.1得到，Kx=0.04 3.1.1．3 推件力的計算Ft [2][3] 根據(jù)計算公式： Ft=nKtF=5×0.45×73476=165321 N 式中: n=h/t=15/3=5 3.1.1．4 沖壓工藝總力的計算Fz [2][3] 根據(jù)計算公式： Fz=F+Fx+Ft =73476+2940+165321 =241737 N 3．1．2 壓力中心的確定及相關的計算 [3] 計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖2所示： 圖一 壓力中心 在圖中將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心線上。由于該工件為規(guī)則的深圓筒形件，且底部的孔要求位置在正中位置，所以將壓力中心與其重合，即設在坐標原點o處，這樣不但滿足操作要求，還便于模具的加工和裝配。 3．1．3 工作零件的刃口尺寸計算 在確定工作零件尺寸計算之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具的裝配方法。結合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，凹模和凸模均為圓柱體結構，分開制造方便快捷，又能保證尺寸精度。所以，工作零件刃口尺寸就按照分開加工的方法來計算： 該工件只需要一次沖孔工序，根據(jù)計算原則：沖孔時以凸模為設計基準，首先確定凸模的尺寸，使凸模的尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得凹模尺寸。 根據(jù)計算公式： [3][4][6] Dt=(d min+x△) Da=(dt+z min)=(d min+x△+z min) 式中： dt/da: 沖孔凸凹模的尺寸； D min: 沖孔件孔的最小極限尺寸； △：工件的制造公差； Z min: 最小合理間隙； X ：磨損系數(shù)； δt/δa: 凸凹模的制造公差； 由于工件的圖紙上沒有標注尺寸公差，可以按照IT14級精度進行計算，查《公差與配合檢測技術》表2.4得：孔的公差為+0.52 mm; 取x為0.5 mm 。 [6] 查《沖壓模具設計與制造》表2.4.1得： 凸凹模的制造公差分別為：δt=0.020 mm；δa=0.025 mm； 校核： |δt|+|δa|≤|Z min-Z max| 查《沖壓模具設計與制造》表2.3.3得： 沖裁雙面間隙Z為：Z min=0.460 mm；Z max=0.640 mm； ∴|0.020+0.025|≤|0.460-0.640| ∵0.045≤0.180 ∴以上數(shù)據(jù)滿足要求。 ∴dt= da= 3．1．4 卸料橡膠的計算 彈性元件—卸料橡膠在選用的過程中選用的4塊橡膠板的厚度務必一樣，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作。各個橡膠的尺寸大小可以根據(jù)標準選擇使用。[2][3] 3．2 模具的總體設計 通過以上的設計計算對模具的主要工作尺寸和所需要的工作壓力的大小有了比較詳細的了解，下面就對所要設計的模具的類型、定位方式、卸料方式、導向方式等方面進行分析。 3．2．1 模具類型的選擇 1）首先通過對制件的結構形狀、材料、尺寸、精度要求等各個方面進行分析，可用普通的單工序沖孔模具便能完成深圓筒形件底部孔的沖壓工序； 2）經過多種沖壓工藝方案的對比分析，綜合考慮，可以選擇在沖孔工作中使制件的開口向下的模具結構形式 。 [1][2] 3．2．2 定位方式的選擇 1）如果采用一般的模具結構形式進行設計，采用定位板或定位圈等裝置對制件進行定位，由于該制件的整體尺寸比較大，特別是深度較大，所以在上料時，對制件進行定位就比較困難，并且這種定位方式也變得不太可靠，在沖壓過程中制件還可能會產生變形。[3][5] 2）如果采用直接將制件套裝在凹模上進行定位沖孔，這樣就會使上料比較容易，定位也比較可靠（由于制件與凹模的結仇面積比較大），并且在一定的程度上也可以減少制件在沖壓過程中所產生的變形。還有就是，模具在設計過程中不需要另外設計定位裝置，從而減少模具的制造成本，同時也簡化了模具的結構。 3．2．3 卸料方式的選擇 [2][3] 該制件的整體尺寸比較大，尤其是其深度較大，這就給沖壓工作帶來了許多的不便，但是該制件的壁厚比較薄，所以在沖孔過程中，制件卡在沖孔凸模上的幾率不大。但是為了避免這種現(xiàn)狀的產生出現(xiàn)，可以在模具上設計一套彈性卸料裝置——卸料板，它不僅可以防止制件在沖壓過程中卡在沖孔凸模上，還可以在沖壓過程中起到壓料的作用，以保證沖孔的質量。 3．2．4 導向方式的選擇 在模具的設計當中，采用中間導柱導向方式，從受力方面講，在沖壓工作過程中，壓力機所施加的壓力通過中間導柱導向而均勻地分散在整個模具上，使模具受力均勻，保證模具各個部件的正常工作，特別是沖孔凸模的行程的正確性，從而保證制件的沖孔質量。另外，采用中間導柱導向方式的模具在按扎、調試、維修時也比較 [1][2] 3．3 主要零部件的設計 在模具的設計當中，最為重要的一步就是模具的主要零部件的結構尺寸的設計，因為這是直接影響沖壓模具能否正常工作的主要因素。 3．3．1 工作零件的結構設計 3．3．1．1 沖孔凸模的結構設計 根據(jù)標準選擇臺階式的凸模，因為臺階式凸模剛度好，裝配修磨方便。其中其最大直徑部分的作用是形成臺肩，以固定凸模，保證工作時凸模不被拉出；其配合形式為過渡配合H7/m6 或 H7/n6。其結構如圖3所示： [2][3] 圖.3 凸模結構圖 凸模的長度計算：根據(jù)凸模的結構形式和計算公式計算， [2][3] L=h固+h卸+t+h =30+40+3+30+3 =96 mm 3．3．1．2 沖孔凹模的結構設計 凹模采用整體式結構，這樣可以保證凹模的 ，便于安裝和維修。其結構如圖4所示：[2][3] 凹模的尺寸計算： 凹模的厚度： H=kb=0.50×20=10 mm 凹模的壁厚： c=(1.5—2)H=20 mm 取凹模的厚度H=385 mm ； 凹模的直徑： D=220+90×2=250 mm ； 凹模的輪廓尺寸為：250×385 圖.4 凹模結構圖 凹模在本套模具中作用較大，首先它是沖孔的主要工作零件，同時也是制件的定位裝置。沖孔時將制件套在凹模上進行定位，能夠很好地保證孔的位置精度。 3．3．2 卸料零部件的設計 卸料板的邊界尺寸與固定板的邊界尺寸保持一致，厚度為20毫米. [5] 3．3．3 模架及其他零部件的設計 該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在模具的中間位置，沖壓時可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。根據(jù)凹模的工作過程所需強度要求和凹模周界尺寸為依據(jù)，來選擇模架的規(guī)格。 導柱d/mm×L/mm分別為 35×430，導套d/mm×L/mm×D/mm分別為50×40×55。 上模座厚度H上模取50mm,上模墊板厚度H墊取 10 mm；固定板厚度H固取 30mm；下模座厚度H下模取 55 mm。綜上，模具的閉合高度H閉合為：[3] H閉合 = H上模 + H墊 + L + H + H下模 - h2 =50+10+96+385+55-3 =593 mm 式中：L—凸模長度，L=96 mm； H—凹模厚度，H= 385 mm； H2—凸模沖裁后進入凹模的深度，h2= 3 mm。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機為閉式雙點壓力機 公稱壓力為1600KN 的最大裝模高度600 mm，所以可以采用。 [3] 3．4 模具總裝圖 通過以上設計，可以得到如圖.6所示的模具總裝簡圖。模具的上模部分主要由模柄、上模板、墊板、凸模、凸模固定板、卸料板等組成。卸料方式采用的是彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、定位板等組成。 在沖壓過程中，由于制件的尺寸太大，所以在裝制件的時候比較困難，需要導柱與導套完全脫離，然后將制件套在凹模上進行定位，上模下行對制件進行沖孔，此時彈性卸料板緊壓制件，對制件起到壓料作用，沖孔動作完成，廢料從凹模孔中落下，而制件可能會緊裹在凸模上，這時上?；爻?，在彈性卸料板的作用下將制件從凸模上卸下。接著進行第二次沖壓工序。 圖.6模具總裝簡圖 3．5 沖壓設備的選定 通過各項指標的校核，壓力機可以選擇閉式雙點壓力機能夠滿足使用要求，其主要技術參數(shù)如下： [1][2] 公稱壓力：1600 KN 滑塊行程：400 mm 最大閉合高度：600 mm 最大裝模高度： 850 mm 連桿調節(jié)長度： 250 mm 工作臺尺寸（前后×左右）：1120 ×1900 mm 模柄孔尺寸： 50 mm 最大傾斜角度：30度 3．6 模具零件的加工工藝 本副沖壓模具，模具的主要零部件加工工藝過程如下： 沖壓凸模的加工工藝過程見附錄表格１； 沖壓凹模的加工工藝過程見附錄表格２； 沖壓凸模固定板的加工工藝過程見附錄表格３； 4 模具的安裝與調整 4．1 模具的裝配 模具裝配是最后實現(xiàn)沖壓模具設計與沖壓工藝的意圖的過程，也是模具制造過程中的關鍵工序。模具裝配的質量直接影響制件的沖壓質量、模具的使用和模具壽命。模具的裝配一般都有兩個裝配過程：首先是主要零部件的裝配，最后再進行總裝配。 4．1．1 主要零部件的裝配 [3][4] 4．1．1．1 模柄的裝配 在安裝凸模固定板和墊板之前先安裝模柄，按照H7/m6的配合條件，在壓力機上將其壓入上模座，并把模柄端面突出部分銼平或磨平。安裝完成后用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。 4．1．1．2 凸模的裝配 按照H7/m6的配合，在壓力機上將凸模壓入固定板內，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一齊磨平，為了保持刃口鋒利，還可以將凸模的端面磨平。 4．1．1．3 彈性卸料板的裝配 彈性卸料板起卸料又起壓料的作用，在裝配時應保證它與凸模之間具有適當?shù)拈g隙，具體的裝配方法是，將彈壓卸料板套在已裝入固定板的凸模內，在固定板與卸料板之間墊上平行墊塊，并用平行夾板將它們夾緊，然后，在固定板上鉆螺紋孔和銷釘孔。 4．1．2 模具的總體裝配 根據(jù)凹模在下模的導柱模具的安裝要點，先選擇凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙，進行試沖，修磨，試沖……。其詳細過程如表.4所示： ４.２　模具的調試 　　模具裝配以后，必須在生產條件下進行試沖．沖出的工件按沖壓零件產品圖或試樣進行檢查驗收．在檢查驗收過程中，如發(fā)現(xiàn)各種缺陷，必須經過仔細分析，找出原因，并對模具進行適當?shù)恼{整和修理，然后再試沖，直到模具正常并得到合理的沖件為止．沖壓過程中的缺陷及模具的調整詳細過程見附錄表格５． 5 總 結 經過近段的努力，在老師和同學們的指導和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè)設計任務。經過這次的設計任務，使我對模具設計，特別是沖壓模具的設計過程有了進一步地了解；對沖壓模具的基本結構、組裝、調試、加工制造等方面有了深刻理解。在設計的過程中，通過對制件的分析和對模具的設計的研究時，能夠較好地將課本上的理論知識應用與設計當中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設計問題。同時，在這次的設計過程中，還很大地程度上鍛煉了自己的動手能力，如：親自去收集和查找有關資料，并從中又學會了一門新的課程《如何查找資料和文獻》；其次，通過搜尋大量的資料，還大大地鍛煉了自己的畫圖、看圖、排版等方面的能力。最重要的是，經過這次畢業(yè)設計，使我真正地感受到了集體的力量和學習方法。在設計過程中，難免會遇到技術或其他方面的難題，但是通過老師的指導和與同學們的交流和虛心地請教都得到了解決，使我最終順利地完成設計。 由于本人的水平有限，經驗不足，在設計當中如有不妥之處，還懇請各位老師指導更正。 致 謝 經過一段時間的緊張工作，至今日終于順利完成畢業(yè)設計。在這里，我要忠心地感謝一些在我的設計工作中給予我很大的幫助。 首先：我要感謝我的指導老師程老師，特別感謝程老師的近段設計期間對我的指導和幫助，特別是在離校期間的關心。 其次：我要感謝的是我的同學們，在設計過程中遇到技術問題，通過與他們的商討和幫助，查閱資料，一一攻破難關，助我順利地完成設計。 最后：我還要深深地感謝在工廠里的師傅們，在進行畢業(yè)設計期間，他們給予我以模具制造與設計方面上的經驗指導。 參考文獻 [1] 精密面具制造技術　　胡石玉主編　　　　北京　東南大學出版社 [2] 沖壓模具設計 國家十五電子出版 北京 機械工業(yè)出版社 [3] 沖壓模具設計與制造 劉建超主編 北京 高等教育出版社 [4] 模具制造技術 翟德梅主編 河南 河南機電高等專科學校 [5] 沖壓模具圖冊 楊占堯主編 北京 高等教育出版社 [6] 公差配合與技術測量 薛彥成主編 北京 機械工業(yè)出版社 [7] 金屬工藝學 鄧文英主編 北京 高等教育出版社 [8] 模具材料 高為國主編 北京 機械工業(yè)出版社 [9] 模具設計與制造 　駱志斌 主編 北京 化學工業(yè)出版社 ［10］ 模具設計大典 李志剛主編 　北京 中國機械工程學會 [11] Tolerance fitting and technology of measuring Tracy McGrady Publishing house of the mechanical industry 附　錄 表.1 凸模的加工工藝過程： 工序號 工序名稱 工序內容 機械設備名稱 1 備料 圓鋼 鋸床 2 鍛造 鍛造 空氣錘 3 熱處理 退火 電爐 4 磨平面 磨削上下兩端面 銼刀 5 粗車 粗車并留有余量 車床 6 精車 精車并留有少許余量 車床 7 熱處理 淬火+回火達到58—62HRC 電爐 8 磨削 磨外緣和端面留有少量余量 外緣磨+平面磨 9 鉗工精修 按照圖紙精修，達到尺寸精度要求 砂紙+銼刀 10 檢驗 檢驗是否合格 千分尺 表.2 凹模的加工工藝過程： 工序號 工序名稱 工序內容 機械設備名稱 1 備料 圓鋼 鋸床 2 鍛造 鍛造 空氣錘 3 熱處理 退火 電爐 4 磨平面 磨上下兩端面 平面磨床 5 鉗工劃線 劃出各孔的位置線和輪廓 劃針+鋼尺 6 磨平面 精磨上下兩平面 磨床 7 線切割 按照圖線切割，輪廓達到圖紙要求 線切割 8 鉗工精修 按照圖紙精修至圖紙要求尺寸精度 砂紙+銼刀 9 檢驗 檢驗是否合格 千分尺 表.3 固定板的加工工藝過程： 工序號 工序名稱 工序內容 機械設備名稱 1 備料 圓鋼 鋸床 2 鍛造 鍛造 空氣錘 3 熱處理 退火 電爐 4 磨平面 磨上下兩端面 平面磨床 5 車削 車外緣至圖紙要求 車床 6 鏜孔 鏜定位孔并留有加工余量 鏜床 7 鉸孔 精鉸定位孔留有精修余量 鉸刀 8 鉗工精修 按照圖紙精修至圖紙要求尺寸精度 砂紙+銼刀 9 檢驗 檢驗是否合格 千分尺 表.4 總裝配過程： 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預配 ① 裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ② 將凸模與凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻（可以通過切紙法檢驗）。不合適者應重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ唬瑢⑼鼓喝胪鼓９潭ò宓男慰字?，并磨平端面。 3 裝配下模 ① 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模。 ② 在下模座上用已經加工好的凹模分別確定其螺釘孔的位置，并分別鉆孔、攻絲。 ③ 將下模座、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。 4 裝配上模 ① 在已經裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入薄紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； ② 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷釘孔位置并鉆鉸螺釘孔和銷釘孔。 ③ 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不擰緊； ④ 將卸料板套裝在已經裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調節(jié)卸料預壓量，使卸料板高出凸模下端約1 mm； ⑤ 復查凸凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； ⑥切紙檢查，合適后打入銷釘。 5 試沖與調整 裝機試沖并根據(jù)試沖結果做相應的調整 表.５模具的調整： 沖壓過程中產生的缺陷 缺陷產生的原因 模具的調整方法 凸凹模刃口相咬 １.上模座，下模座，固定板，凹模，墊板等零件安裝面不平行 ２.凸模，導柱等零件安裝不垂直 ３.導柱與導套配合間隙過大使導向不準 ４.卸料板的孔位不正確或歪斜，使沖孔凸模位移 修整有關零件或重裝上?；蛳履? 重裝凸?；驅е? 更換導柱或導套 修整或更換卸料板 卸料不正常 １.卸料板與凸模的配合過緊，或因卸料板傾斜而卡緊 ２.彈簧或橡皮的彈力不足 ３.凹模和下模座的漏料孔沒有對正，料不能排出 修整卸料板，頂板等零件 更換彈簧或橡皮 修整漏料孔 沖件質量不好 有毛刺 １.刃口不鋒利或淬火硬度低 ２.配合間隙過大或過小 合理調整凸模和凹模的間隙及修磨工作部分的刃口 沖件不平 １. 凹模有倒錐度 ２. 頂料桿和工件結仇面積過小 修整凹模 更換頂料桿 共22頁 第22頁