不銹鋼鍋蓋沖壓模具設(shè)計-落料、拉深、切邊、沖孔復合模含19張CAD圖
不銹鋼鍋蓋沖壓模具設(shè)計-落料、拉深、切邊、沖孔復合模含19張CAD圖,不銹鋼,鍋蓋,沖壓,模具設(shè)計,落料,切邊,沖孔,復合,19,cad
摘 要
本設(shè)計是對給定的鍋蓋產(chǎn)品圖進行沖壓模具設(shè)計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料和和對產(chǎn)品形狀仔細分析的基礎(chǔ)上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設(shè)又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進行了說明，另外還介紹了幾種產(chǎn)品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設(shè)計所需要使用的幾種參考書籍的查閱方法。
關(guān)鍵詞：鍋蓋、沖壓模具、工藝、展開尺寸、成型零件
Abstract
This design is to design the stamping die for the given pot cover product drawing. The selection of stamping process is based on consulting relevant information and careful analysis of product shape; the selection of stamping die is based on the comprehensive consideration of economy, stamping process and complexity of parts; the calculation of product blank unfolding size is simplified to the familiar mold under the premise of convenient construction and no influence on mold forming Type. The selection principle and method of stamping parts and other related parts are also described. In addition, the calculation method and simplified model of blank development size of several product shapes are introduced, and the reference books for stamping die design are also introduced.
Key words: pot cover, stamping die, process, unfolding size, forming parts
目錄
摘 要 I
Abstract II
前 言 1
第一章 零件圖及工藝方案的擬訂 6
1.1零件圖及零件工藝性分析 6
1.2、工藝方案的確定 7
第二章 工藝設(shè)計 8
2.1 確定排樣方案 8
2.1.1計算工件實際面積 9
2.1.2分析排樣方案 10
2.2 計算各工序的壓力 10
2.3 壓力機的選擇 12
第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 14
復合模的設(shè)計結(jié)構(gòu)如下： 14
第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的計算 16
第五章 模具零件的選用，設(shè)計及必要的計算 19
5.1成形零件 19
5.2落料凹模 20
5.3落料切邊凸凹模 21
5.4拉深凸模 21
5.5拉深凹模 22
5.6支撐固定零件 22
5.7卸料零件 23
第六章 壓力機的校核 25
6.1、閉合高度的校核 25
6.2、工作臺面尺寸的校核 26
6.3滑塊行程的校核 26
第七章 模具的動作原理及綜合分析 26
第八章 凸凹模加工工藝方案 27
8．1凸模,凹模加工工藝路線 27
8．2.模具的裝配: 30
設(shè)計心得 32
致 謝 34
主要參考文獻 35
III
前 言
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沖壓技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活緊密相連。
沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速沖壓、多工位自動沖壓以及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個新高度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展，沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高，顯著地延長了模具的壽命和擴大了沖壓加工的工藝范圍。
由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術(shù)水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。
目前國內(nèi)模具技術(shù)人員短缺，要解決這樣的問題，關(guān)鍵在于職業(yè)培訓。我們做為踏入社會的當代學生，就應(yīng)該掌握扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，現(xiàn)在學好理論基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)課程的理論學習和實踐之后的最后一個教學環(huán)節(jié)。希望能通過這次設(shè)計，能掌握模具設(shè)計的基本方法和基本理論。
模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景
現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年國內(nèi)模具進口總值達到700多億，同時，有近250個億的出口），到2007年模具產(chǎn)值預(yù)計為700億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產(chǎn)銷量均突破550萬輛，預(yù)計2007年產(chǎn)銷量各突破700萬輛，轎車產(chǎn)量將達到300萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個國家現(xiàn)代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經(jīng)過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現(xiàn)在部分進口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過進口來滿足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具CAD/CAM技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計和制造人員的重復勞動，使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應(yīng)用更進一步推動了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標準化程度在國內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應(yīng)用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。
沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設(shè)計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計制造出達到國際水平的精度達2?~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。
模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300mm/min,加工精度可達±1.5微米，表面粗糙度達Ra=01~0.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設(shè)備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。
沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。
沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。
利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。
沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機械加工便可以使用。
沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。
因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。
沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。
當今，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化
（2）模具設(shè)計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化
（3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化
（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)
（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。
畢業(yè)設(shè)計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應(yīng)用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟水平。
為了更進一步加強我們的設(shè)計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。
本次設(shè)計的目的：
一、綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產(chǎn)實際知識，進行一次沖壓模設(shè)計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。
二、鞏固復習三年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設(shè)計到模具制造整個工藝流程。
三、掌握模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。
由于本人設(shè)計水平有限，經(jīng)驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導，不勝感激。
第一章 零件圖及工藝方案的擬訂
1.1零件圖及零件工藝性分析
圖（1—1）
工件圖：如圖1—1所示
材料：1Cr18Ni9Ti,不銹鋼,
板厚：0.6mm
產(chǎn)品所用的材料為1Cr18Ni9Ti ,不銹鋼，軟狀態(tài)，其力學性能如下：τ=430-550Mpa,σb=540-700 Mpa, σs=400Mpa。（《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》P322），零件圖上未注公差等級，屬自由尺寸，按IT12級確定工件尺寸的公差.該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度一般，屬于普通沖壓件，但有幾點應(yīng)該注意：
①該沖裁件的材料1Cr18Ni9Ti ，具有較好的可沖壓性能。
②由于板料厚度一般，且在各個轉(zhuǎn)角出均有圓角過渡，比較適合沖裁。
③有一定的生產(chǎn)批量，應(yīng)重視模具材料的選擇和模具結(jié)構(gòu)的確定，保證模具的壽命。
④制件較小，從安全考慮，要采取適當?shù)娜〖绞剑＞呓Y(jié)構(gòu)上設(shè)計好推件和取件方式。
1.2、工藝方案的確定
對工序的安排，擬有以下幾種方案：
①落料—拉深—沖孔—切邊—卷圓，單工序模生產(chǎn)。
②落料拉深—切邊沖孔—卷圓，復合沖壓。
③落料，拉深，切邊，沖孔復合?！韴A，采用多工序復合模生產(chǎn)。
方案①模具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。但成形制件需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，工序分散，搬運半成品要浪費大量時間。生產(chǎn)效率較低；工件的精度也難以保證。
方案②復合模結(jié)構(gòu)一般，比較容易制造。節(jié)約了半成品搬運的時間提高了生產(chǎn)效率且易于保證孔的質(zhì)量和制件精度。
方案③復合模結(jié)構(gòu)復雜；制造精度高，有較高的生產(chǎn)效率且能保證制件的精度，且產(chǎn)品精度比較高。
綜上所述，根據(jù)生產(chǎn)效率、精度、所使用的機床、卸料方式、廢料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最終確定方案三。由于考慮到工作量和難度問題，本設(shè)計只需要設(shè)計落料，拉深，切邊，沖孔復合模。
第二章 工藝設(shè)計
2.1 確定排樣方案
展開尺寸的計算：
拉伸件毛坯展開尺寸，通常按毛坯面積等于制件面積的原則確定。
拉伸件的毛坯尺寸，很難預(yù)先精確地計算，這是因為拉伸件壁部在拉伸過程中厚薄程序，隨毛坯退火與否、壓邊力的大小、凸凹模間隙以及變形程度等因素有關(guān)。因此難以保持拉伸件完全均勻一致的高度，通常需要修邊，將不平齊的部分切去。所以在計算毛坯之前，要在拉伸件上增加切邊余量。
計算展開尺寸是將制件按工序反過來推算，本工件按工序，最后一道工序是卷圓，也就是說卷圓之前的工序是切邊，可以計算卷圓前的切邊尺寸，由于卷邊是圓的，形狀規(guī)則，材料流動均勻，所以可以直接按中性層計算切邊尺寸，很設(shè)計中計算切邊直徑為φ227。
根據(jù)相對凸緣直徑D/d=227/190=1.19，查表的修邊余量為1.5，
根據(jù)產(chǎn)品拉深的實際面積，根據(jù)總面積計算，根據(jù)總面積不變原則計算展開尺寸D=248，此尺寸目前是待定，在實際生產(chǎn)時需調(diào)節(jié)。
展開圖紙如下圖所示：
拉伸次數(shù)的確定，產(chǎn)品帶有錐度，切拉深高度不高，所以可以一次拉深實現(xiàn)。
外形最大尺寸為長度Dmax=248，材料厚度為0.6，根據(jù)材料性能，由《沖壓工藝與模具設(shè)計》P45表2.5.2 確定搭邊值：
工件間：a1=2.0；沿邊： a=2.0，
條料下料寬度為248+2×2=252，剪切公差：δ=0.5
條料與導料板之間的間隙：c=0.5
送料步距為248+2=250；
2.1.1計算工件實際面積
計算得工件實際面積為3.14×124×124=48305.13，
材料利用率的計算：
一個步距內(nèi)的材料利用率η為
η=nF/Bs×100% （3）
η=1×48305.13/250×252×100%=76.67%
式中 F——一個步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；
n——一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；
B——條料寬度（mm）；
s——步距；
2.1.2分析排樣方案
為保證條料送進的剛性和穩(wěn)定性以及正確處理工件送料與載體的連接關(guān)系，應(yīng)考慮沿零件縱向排樣和橫向排樣，由于本設(shè)計中產(chǎn)品外形是圓的，縱向和橫向，無論是操作，還是在材料利用率上是完全一樣的，所以無需考慮如何排樣。具體排樣圖如下：
圖2—2）
2.2 計算各工序的壓力
已知工件的材料為材料是1Cr18Ni9Ti ,厚度為0.6mm，抗剪切強度τ=550Mpa,抗拉強度σb=700Mpa, 屈服強度σs=400Mpa。
落料力：F1=1.3πd孔 tτ
=1.3 ×3.14×248×0.6×550
=334070.88（N)
=334.07KN
拉深力的計算
F2=3.14Kd1tδ
F2=3.14×0.72×190×0.6×700=180411.84N
=180.41KN
式中 F——拉伸力（N）；
d1——拉伸直徑（mm）；
τ——材料抗剪強度（MPa）；
t——材料厚度；(mm)
K——修正系數(shù)（查表可得），K=1.3；
沖中間孔力：F3=1.3L tτ
=1.3 ×3.14×16×0.6×550
=21552.96（N)
=21.55KN
切邊力： F4=n1.3 Ltτ
=1.3×3.14×227×0.6×550
=305782.62（N)
=305.78KN
卸料力： P2=k卸F （查《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》得：k卸=0.025～0.08）
沖壓力大小為
F=F1+F2+F3+F4=334.07+180.41+21.55+305.78=841.81KN
P2=k卸F=841.81×0.06
=50.51KN
這一工序的最大總壓力為：
P=F+ P2
=841.81+50.51
=892.32KN
2.3 壓力機的選擇
根據(jù)以上計算和分析，再結(jié)合車間設(shè)備的實際情況，選用公稱壓力為1600KN的單柱固定臺壓力機（型號為JA31—160B）能滿足使用要求。
壓力機的具體參數(shù)如下
公稱壓力：1600KN
滑塊行程：160mm
滑塊行程次數(shù)：32次/min
最大封閉高度： 480mm
最大裝模高度： 375mm
封閉高度調(diào)節(jié)量：120mm
模柄孔尺寸：直徑75mm
工作臺面尺寸：790mm（前后）×710mm（左右）
墊板厚度：105mm
壓力中心的確定，模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作。采用解析法求壓力中心，
首先：
F1——落料力 F1= KLδτ ，得F1=334.07KN
F2——拉深力 F2=3.14Kd1tδ，得F2=180.41KN
F3——沖中間孔力 F3= KLδτ ，得F3=21.55KN
F4——切邊力 F4= KLδτ ， 得F4=305.78KN
Y1——F1到X軸的力臂 Y1=0
X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=0
Y2——F2到X軸的力臂 Y2=0
X2——F2到Y(jié)軸的力臂 X2=0
Y3——F3到X軸的力臂 Y3=0
X3——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=0
Y4——F4到X軸的力臂 Y4=0
X4——F4到Y(jié)軸的力臂 X4=0
根據(jù)合力距定理：
YG = （Y1F1+ Y2F2...）/（F1+ F2…）
XG = （X1F1+ X2F2…）/（F1+ F2…）
YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG =0
XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG =0
第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇
根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點，精度要求，預(yù)選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，模具的制造條件及安全生產(chǎn)等，選定模具類型及結(jié)構(gòu)形式。
復合模的設(shè)計結(jié)構(gòu)如下：
本設(shè)計中采用倒裝落料拉深沖孔切邊復合模。工件厚度一般（t=0.6mm）,故采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置除了卸料的作用外，在沖孔時還起到壓緊工件的作用。上模彈性力由橡皮產(chǎn)生。
復合模的結(jié)構(gòu)形式如圖3—1所示。
圖3—1）
第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的計算
落料，沖孔尺寸刃口設(shè)計和計算如下：
該沖裁件外形尺寸為落料件，選凹模為設(shè)計基準件，只需計算落料凹模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配做。
工件精度要求為IT12級查《沖壓工藝與模具設(shè)計》P31附表2.2.1：
沖模制造精度為IT9～IT11級，取IT10級。
沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算：
沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp
落料時 Dp=(Dmax-XΔ -Zmin)- δp
式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；
Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）；
dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；
Δ——工件公差；
Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4；
δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8；
Lp——凸模中心距尺寸（mm）；
Zmin——最小沖裁間隙（mm）；
落料凹模尺寸：Dp=(Dmax-XΔ -Zmin)+ Δ/4
=248-0.5×0=248+0.02;
切邊凹模尺寸：Dp=(Dmax-XΔ -Zmin)+ Δ/4
=227-0.5×0=227+0.02;
落料凸模尺寸：Ah=(Dp1-2Z)+ Δ/4
=248-2×0.025=247.95+0.02;
落料凸模尺寸：Ah=(Dp2-2Z)+ Δ/4
=227-2×0.025=226.95+0.02;
沖孔凸模尺寸：dp=(dmin+XΔ)- Δ/4
=16+0.5×0=16-0.02
沖孔凹模尺寸：Bh=(dp1+2Z)- Δ/4
=16+2×0.025=16.05-0.02
拉伸模設(shè)計和計算如下：
凸凹模圓角半徑對拉伸工作影響很大。毛坯經(jīng)凹模圓角進入凹模時，受彎曲和摩擦作用，若凹模圓角半徑過小，因徑向拉力增大，易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂；若過大，則壓邊面積小，由于懸空增大，易起內(nèi)皺。因此，合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。
拉伸的凸凹模之間的間隙對拉伸力、制件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙過大，容易起皺，制件有錐度，精度差；間隙過小，增加摩擦，導致之間邊薄嚴重，甚至拉裂。因此，正確地確定凸模和凹模之間的間隙是很重要的。
拉伸模間隙是單面間隙，即凹模和凸模直徑之差的一半。
本次設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)為有壓邊圈的，在選擇間隙時可以直接查表，拉伸一次成型，所以查表可知間隙為(1-1.1t)，t為材料厚度。
凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和拉伸件的回彈。尺寸公差在最后一道工序考慮，本次設(shè)計只有一道拉伸，所以要考慮。
1）、制件標注外形尺寸
凹模尺寸為
L d=（Lmax –0.5Δ）
凸模尺寸為
L p=（Ld–0. 5Δ–Z）
（2）、制件標注內(nèi)尺寸
凸模尺寸為
L p=（Lmin +0.5Δ）
凹模尺寸為
L d=（Lp+0.5Δ+Z）
其中 L—拉伸件的外形或內(nèi)尺寸
Δ—拉伸件的尺寸偏差
L d—拉伸凹模的基本尺寸
L p—拉伸凸模的基本尺寸
Z—凸凹模雙面間隙
具體計算如下，制件標注外形尺寸，按此公式計算
凹模尺寸為
L d1=（Lmax –0.75Δ）=296
L d1=（Lmax –0.75Δ）=76
凸模尺寸為
L p1=（Ld– 0.75Δ–Z）=295.4
L p2=（Ld– 0.75Δ–Z）=75.4
拉深臺階高度保持一致。
凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達到0.8；圓角處的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。
第五章 模具零件的選用，設(shè)計及必要的計算
5.1成形零件
一、沖頭
沖頭材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。采用直接式凸模（如圖5-1所示），圓形凸模與拉深凸模采用臺階式固定，用螺釘固定：
圖5-1）
5.2落料凹模
凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。凹模采用螺釘固定結(jié)構(gòu)，與下模板配合，這樣簡化了模具的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了材料的成本。外形尺寸
5.3落料切邊凸凹模
凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。凸凹模是圓的，壁厚比較薄，可以采用固定板，與固定板過盈配合，固定板與上模板采用螺釘固定結(jié)構(gòu)，與上模板配合，外形可以采用精車或者是內(nèi)外圓磨加工到尺寸。
5.4拉深凸模
凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。凸模是圓的，用螺釘直接與下模板固定，表面可以采用數(shù)控車加工或者加工中心做，達到精度要求。
5.5拉深凹模
凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。凹模是圓的，直接用螺釘與上模板連接，表面可以采用數(shù)控車加工或者加工中心做，達到精度要求。
5.6支撐固定零件
上、下模座中間聯(lián)以導向裝置的總體稱為模架。通常都是根據(jù)凹模最大外形尺寸D。選用標準模架。凹模最大外形尺寸D=360 mm，選用19#中間導柱圓形模板，方便操作。模具的閉合高度h = 219～249mm ，
上下模座選用材料為HT200，下模板厚度60，上模板厚度50。
再由凹模板和模架尺寸確定其它模具模板的尺寸如下：
凸模固定板：φ360×18
凹模：φ360×60
卸料板：φ360×15
上模板：635×420×50
下模板：635×420×60
5.7卸料零件
采用彈性卸料板卸料，根據(jù)卸料力的大小取卸料板的厚度為15mm。由于卸料板與定位銷在安裝時有干涉，因此，在設(shè)計卸料板時需加工讓位， 由《沖壓手冊》表10-1選用彈簧，設(shè)使用樹脂的個數(shù)為6個，F(xiàn)=10820N則每個樹脂所承受的負荷為F頂=10820/6=1803（N），由Fj> F頂,選擇樹脂直徑規(guī)格為：φ25 Fj=1390, hj=23 h頂=hj/FjxF頂=28/1390x1000=16.55
∴ F頂+h工+h修模=20+3+3=26< hj
∴選用的樹脂及數(shù)量滿足要求
上、下模座螺釘選取
由凹模周界：φ360×60選用M10的內(nèi)六角圓柱頭螺釘
參照模具各零件的具體情況，
上模座選用4顆M10X50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。
下模座選用4顆M10X70的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。
( 螺釘)
卸料螺釘
查《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表15-34選取卸料螺釘
選用M8X90的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘
( 卸料螺釘 )
其主要參數(shù)：d1=16 l=14 d2=24 H=10
t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9
d5=9.5 L=55
根據(jù)模具的實際情況
上模座選用兩顆Φ10×50的圓柱銷釘定位
下模座選用四顆Φ10×70的圓柱銷釘定位
(圓柱銷釘)
參照模具各零件的具體情況，合理布置螺釘、圓柱銷的位置，從GB70—76和GB119—76中選適當?shù)囊?guī)格與尺寸。
⑤導向裝置
本模具采用圓形導柱、導套式的導向裝置。導柱與導套之間采用間隙配合，配合精度為H7/R6 。導柱與導套相對滑動，要求配合表面有足夠的強度，又要有足夠的韌性。所以材料選用20鋼，表面經(jīng)滲碳淬火處理，表面硬度為58～62HRC。
導柱選用GB2861.2—81中的B型導柱，直徑d1=45mm、d2=50mm極限偏差為R7 、長度L=180mm 。
導套選用GB2861.6—81中的A型導套，直徑d1=45mm 、D1=60 mm、d1=50mm 、D1=65 mm、極限偏差為H7 、長度L =80mm。
第六章 壓力機的校核
6.1、閉合高度的校核
所選壓力機的最大裝模高度為375mm，閉合高度的調(diào)節(jié)量為120mm
Hmin=375-120=255mm
本次設(shè)計模具的的閉合高度
H=H上模座+H凸模+H凹模+ H下模座
=50+90+36+60
=236
Hmax-5=370 Hmin=255
∴不能滿足 Hmax-5＜Hmin。在調(diào)試模具時，下模需要加墊鐵。
6.2、工作臺面尺寸的校核
所選壓力機的工作臺尺寸為：左右：710 前后：790
而模具的外形尺寸為：635×420
根據(jù)工作臺面尺寸一般應(yīng)大于模具底座50～70mm，∴工作臺面尺寸滿足。
6.3滑塊行程的校核
滑塊行程應(yīng)保證方便地放入毛坯和取出零件，
所選壓力機滑塊行程為40mm,滿足。
綜上，所選壓力機JA31-160B滿足需要。
第七章 模具的動作原理及綜合分析
本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料、拉深、沖孔、切邊全部工作：
當壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與凸凹模，沖頭與凸凹模之間作用下一次完成工作。
本次設(shè)計的復合模，在壓力機的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導料板對條料寬度進行導向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結(jié)構(gòu)較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產(chǎn)效率。這種模具適用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。沖孔廢料由凹?？紫蛳屡懦?，切邊廢料由頂廢料板頂出。這樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。
所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉藴始羞x取,這樣可有效的降低成本。
第八章 凸凹模加工工藝方案
8．1凸模,凹模加工工藝路線
落料切邊凸凹模加工工藝卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成φ280mmX95
2
熱處理
退火
3
車加工
車端面及外形，厚度留0.3-0.5的磨量
直徑光出即可
車床
4
熱處理
淬火,回火,保證HRC60~64
5
磨加工
磨刀口平面
平面磨床
6
磨加工
磨內(nèi)孔和外圓到尺寸
內(nèi)外圓磨床
7
退磁
鉗工退磁
8
鉗工
磨各配合面達要求
9
檢驗
沖孔凸模加工工藝卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
備料φ90mmX30mm
2
熱處理
退火
3
車外圓
車外圓達配合尺寸
車床
4
車工作尺寸
車工作尺寸達要求
車床
5
加工中心
加工中心加工型腔部分
加工中心
6
鉗工
拋光達表面要求
7
熱處理
淬火,回火,保證HRC58~62
8
鉗工
磨平上下表面達要求
9
檢驗
沖孔凹模加工工藝卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
備料φ60mmX25mm
2
熱處理
退火
3
車外圓
車外圓達配合尺寸
車床
4
車工作尺寸
車工作尺寸達要求
車床
5
加工中心
加工中心加工表面和孔直徑，達到要求
加工中心
6
鉗工
拋光達表面要求
7
熱處理
淬火,回火,保證HRC58~62
8
鉗工
磨平上下表面達要求
9
檢驗
落料凹模加工工藝卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成φ370mmX65
2
熱處理
退火
3
車加工
車端面及外形，厚度留0.3-0.5的磨量
直徑光出即可
車床
4
熱處理
淬火,回火,保證HRC60~64
5
磨加工
磨刀口平面
平面磨床
6
退磁
鉗工退磁
7
線切割
線切割加工中間孔和定位孔，保證尺寸
線切割
8
鉗工
磨各配合面達要求
9
檢驗
8．2.模具的裝配:
根椐復合模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。
序號
工序
工藝說明
１
凸、凹模預(yù)配
１裝配前仔細檢查各凸模尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。
２將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換
２
凸模裝配
以凹模孔定位，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固
３
裝配下模
１在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、固定板；
２在下模座上，用已加工好的凹模板分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；
４
裝配上模
１在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.3mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模；
２預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；
３用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；
４將卸料板裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；
５復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；
６安裝定位銷；
７切紙檢查，合適后打入銷釘
５
試沖與調(diào)整
裝機試沖根椐試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整
設(shè)計心得
通過本次畢業(yè)設(shè)計，在理論知識的指導下，結(jié)合認識實習和生產(chǎn)實習中所獲得的實踐經(jīng)驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計。在本次設(shè)計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。
本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個月左右，從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案。然后是對排樣方式的計算，直到模具總裝配圖的繪制，用時近一個月。在這段時間里，我進行了大量的計算：從材料利用率的計算，到工序壓力的計算，再工作部分刃口尺寸及公差的計算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，使我對模具設(shè)計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計的，也應(yīng)該認認真真的完成我大學三年里最后也是最重要的一次設(shè)計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。
致 謝
首先感謝學校及學院各位領(lǐng)導的悉心關(guān)懷和耐心指導，特別要感謝指導老師給我的指導，在設(shè)計和說明書的寫作以及實物制作過程中，我始終得到他的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設(shè)計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。
另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。
最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計。謝謝各位老師和同學！
感謝學校對我這兩年的培養(yǎng)和教導，感謝學院各位領(lǐng)導各位老師三年如一日的諄諄教導！
主要參考文獻
1.《沖壓手冊》（第二版）.機械工業(yè)出版社，1995
2.《沖壓設(shè)計資料》.機械工業(yè)出版社，1983
4.《模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊》.華南理工大學出版社，1995
5.《冷沖壓模具設(shè)計與制造》.西北工業(yè)大學出版社，1983
6．《機械制圖》 高等教育出版社， 2003
7．《沖壓工藝與模具設(shè)計》 高等教育出版社，2001
8．《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》 中南大學出版社，2006
9．《實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊》，機械工業(yè)出版社 2002
10．《模具設(shè)計與制造簡明手冊》，上?？茖W技術(shù)出版社 1994
11．《沖模設(shè)計手冊》，機械工業(yè)出版社 1996
12．《中國模具設(shè)計大典》電子版
13．《互換性與技術(shù)測量》 西安電子科技大學出版社，2006
14．《沖壓與塑壓成型設(shè)備》 高等教育出版社，2003
15. 中華人民共和國國家標準. 機械制造工藝基準
35
收藏