2274 杯形件落料拉深沖孔復(fù)合模設(shè)計,杯形件落料拉深,沖孔,復(fù)合,設(shè)計
河南機電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文論文題目：落料拉深沖孔復(fù)合模系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 032 班 學(xué)生姓名 王紅亮 學(xué) 號 0312229 指導(dǎo)教師 原紅玲 2006 年 05 月 13 日 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 : 王紅亮 學(xué) 號: 0312229 設(shè)計(論文) 題目：落料拉深沖孔復(fù)合模 起 迄 日 期: 2006 年 04 月 13 日~ 05 月 14 日 指 導(dǎo) 教 師: 原紅玲 發(fā)任務(wù)書日期: 2006 年 03 月 10 日任務(wù)書填寫要求1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負責(zé)人審查、系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系” 、 “專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，請規(guī)范化填寫；5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應(yīng)按照國標 GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)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?dāng)?shù)字書寫。如“2002 年 4 月 2 日”或“2002-04-02”。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達到的目的：工件名稱：杯形件材 料：Q235料 厚：1.5mm圖 紙：零號圖說 明 書：一萬字以上2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）制件工藝性分析與方案的確定（2）工作部分尺寸分析與計算（3）工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（4）其它零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（5）模具裝配與調(diào)試（6）總結(jié)所在專業(yè)審查意見：負責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件圖 號 02機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 落料拉深復(fù)合模零（部）件名稱凸凹模共（2 ）頁第（1 ）頁材料牌號 Cr12MoV毛坯種類棒料毛坯外型尺寸135?mm ×320每個毛坯可制件數(shù)4每臺件數(shù)1備注工時工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè)備工 藝 裝 備 準終 單件1 下料 剪切長 80mm 的棒料 金工車間1 鋸床 鋸床專用夾具 20 52 鍛造 反復(fù)多次鐓粗拔長 鍛造車間1 自由鍛120 303 熱處理去應(yīng)力退火 鍛造車間5 加熱爐圓口鉗 90 904 車削 車外圓和端面 金工車間2 車床 車床專用夾具 60 605 熱處理高溫淬火、回火 鍛造車間5 電熱爐圓口鉗 120 1206 線切割切削凹?？?金工車間6 線切割機床線切割專用夾具 120 1207 精磨 磨削外圓 金工車間5 磨床 磨床專用夾具 30 308 修整 鉗工修整外部輪廓 金工車間8 30 30設(shè)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2006.5模具典型零件機械加工工序卡產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 02機械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱落料拉深沖孔復(fù)合模零(部)件名稱凸凹模共( 2 )頁第(2 )頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號金工車間 6 線切割 Cr12MoV毛坯種類 毛坯外形 尺寸 每個毛坯可 制件數(shù) 每臺件數(shù)棒料 135?4 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)線切割機床 DK7710 1夾具編號 夾具名稱 切削液皂化液工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件120 120工步工時工步號工步內(nèi)容 工藝裝 備主軸轉(zhuǎn)速r·minˉ1切削速度m·minˉ1進給量mm·rˉ1切削深度mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 穿絲孔的加工鉆床 600 1.5 70 3 5 22 工件的找正5 53 確定電極絲中心坐標5 54 加工 1 30 15設(shè) 計(日期)審 核(日期)標準化(日期)會 簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期2006.5 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名： 王紅亮 學(xué) 號： 0312229 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 設(shè)計(論文) 題目： 落料拉深沖孔復(fù)合模 指導(dǎo)教師： 原紅玲 2006 年 5 月 8 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)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(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：開題報告1.課題來源：現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對模具技術(shù)的要求也越來越高。綜觀現(xiàn)代模具技術(shù)，其集合了機械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著如下的方向發(fā)展趨勢：（1）高精度現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個數(shù)量級。（2）長壽命現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出 5～10 倍。如現(xiàn)代模具一般均可達到 500 萬次以上，最高可達 6 億次之多。（3）高生產(chǎn)率由于采用多工位的級進模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進模具，可以極大地提高生產(chǎn)率，從而帶來顯著的經(jīng)濟效益。如用四工位的注塑模生產(chǎn)塑料汽水瓶，每小時可生產(chǎn) 8000 件以上。（4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜隨著社會需求的多樣化和個性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應(yīng)用，對現(xiàn)代模具的結(jié)構(gòu)形式和型腔要求也日益復(fù)雜。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法，不僅成本高、生產(chǎn)率低，而且很難保證模具的質(zhì)量要求。傳統(tǒng)模具設(shè)計制造技術(shù)，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(shè)計、制造技術(shù)勢在必行。模具 CAD/CAM 和 RT 技術(shù)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(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。因此模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)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(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。基于此，合理的設(shè)計模具有著極為重要和深遠的意義。2.研究目的和意義盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需求。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因：一是專業(yè)化、標準化程度低，除少量標準件外購?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成，再有企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應(yīng)市場要求；二是設(shè)計和工藝技術(shù)落后，如模具 CAD/CAM 技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。因此我們必須意識到，對模具設(shè)計的研究的目的和意義在于能夠更好的認識模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位的重要性。利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對保證制品質(zhì)量，縮短試用周期，進而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性的意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。因此，要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵作用。3. 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢3.1 我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就我國模具工業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此發(fā)展緩慢。1984 年，我國成立了中國模具工業(yè)協(xié)會，1987 年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄，當(dāng)時全國共有模具生產(chǎn)廠點約 6 000 家，總產(chǎn)值約 30 億元。隨著我國改革開放的日益深化，市場經(jīng)濟進程的加快，獨立于產(chǎn)品制造企業(yè)的模具及其標準件、配套件企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在市場競爭中，模具企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高和規(guī)模不斷擴大，模具行業(yè)得到很快發(fā)展。目前，我國模具產(chǎn)值已排名世界第三，2005 年達到 500 億元。1988 年～1992 年，由原國家經(jīng)貿(mào)委下達計劃，由機械部和中國模具工業(yè)協(xié)會實施，在全國范圍內(nèi)組織了上百個模具企業(yè)和有關(guān)科研單位、大專院校，共同進行模具技術(shù)攻關(guān)，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設(shè)計制造技術(shù)、塑料模具的設(shè)計制造技術(shù)、鑄壓模具的設(shè)計制造技術(shù)、鍛造模具的設(shè)計制造技術(shù)、模具表面處理技術(shù)、模具材料、模具計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)技術(shù)、模具標準件、模具加工關(guān)鍵設(shè)備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應(yīng)用，使我國模具技術(shù)前進了一大步。“七五”后期和“八五”期間，國家對模具工業(yè)加大了投入，分批分期改造了一批具有特色專長的專業(yè)模具廠和模具標準件廠，引進了一大批模具加工關(guān)鍵設(shè)備及精密塑料模、級進模、精沖模等設(shè)計制造技術(shù)，對提高我國模具生產(chǎn)技術(shù)水平起到了推動作用。同時，許多大專院校開始設(shè)立模具專業(yè)，由前聯(lián)邦德國、日本援建及我國自己投資興辦的模具技術(shù)培訓(xùn)中心也陸續(xù)建立，模具技術(shù)人員及技術(shù)工人的培養(yǎng)開始步入軌道。20 世紀 90 年代以來，在國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用 CAD/CAM 技術(shù)。國家科委“863”計劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS 應(yīng)用示范廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，在模具和設(shè)計制造中實際應(yīng)用，取得顯著效益。3.2 模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展(1) 模具檢測設(shè)備的日益精密、高效精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設(shè)備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達 2～3μm，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。(2) 數(shù)控電火花加工機床日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅(qū)動的 AQ325L 具有驅(qū)動反應(yīng)快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的 NCEDM 具有P-E3 自適應(yīng)控制、PCE 能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些 EDM 還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制等技術(shù)。(3)高速銑削機床銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高及可加工硬材料等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。 畢 業(yè) 設(shè) 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）：研究內(nèi)容、途徑及技術(shù)路線(1) 了解落料拉深沖孔復(fù)合模具的特點；(2) 對復(fù)合模具進行工藝分析，設(shè)計模具，模具制圖等；(3) 技術(shù)路線：通過查閱，收集的資料的研究方法。工作的主要階段、速度和技術(shù)指標(1) 在 1 到 6 周完成搜索、整理資料。重要找參考資料和網(wǎng)址；(2) 在 7 到 13 周完成建模、計算和撰寫畢業(yè)論文，提交初稿及修改等；(3) 在 14 到 15 周完成論文資料的完善并提交論文成果，準備畢業(yè)答辯；(4) 在 16 周 教師批閱、評閱論文成果?，F(xiàn)有條件及必須采取的措施在這四年里的專業(yè)學(xué)習(xí)及實習(xí)，使我對這課題有了一定的認識。由于還處于學(xué)生階段，理論和實踐不能夠很好的統(tǒng)一起來，同時專業(yè)水平也不是很高，我必須不斷的復(fù)習(xí)和查閱相關(guān)資料，聽取指導(dǎo)老師的批評和建議，按部就班的完成各個階段的任務(wù)，盡自己最大的能力完成畢業(yè)設(shè)計。參考文獻1、盧吉連著，我國模具應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展，模具技術(shù)，20002、胡石玉 龔光容著，模具制造技術(shù)，南京 東南大學(xué)出版社，19973、黃毅宏著，模具知道工藝，北京 機械工業(yè)出版社，20004、李發(fā)致著，模具先進制造技術(shù)，北京 機械工業(yè)出版社，20035、陳良杰著，國外模具技術(shù)發(fā)展動態(tài)，模具工業(yè)，20056、高佩福著，實用模具制造技術(shù)，第二版，北京 中國輕工業(yè)出版社，20007、萬戰(zhàn)勝著，沖壓工藝及模具設(shè)計，北京 中國鐵道出版社，19958、馮曉曾 王家瑛 何世禹著，模具壽命指南，機械工業(yè)出版社，19949、郭廣興著，拉深模具磨耗分析及解決，天津汽車，200210、王德俊著，板料拉深的新工藝與新模具，機電工程技術(shù) 2005 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告指導(dǎo)教師意見：1．對“文獻綜述”的評語：本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關(guān)文獻，對目前先進的工藝進行了調(diào)查研究，并針對課題進行初步分析，提出了可行的設(shè)計方案。2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：查閱資料充分，研究思路新穎，能達到預(yù)期的設(shè)計目的。指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負責(zé)人： 年 月 日第- 1 -頁 共 30 頁杯形件落料拉深沖孔復(fù)合模設(shè)計目錄摘要………………………………………………………………………3Summary………………………………………………………………… 41 概述…………………………………………………………… ……51.1 冷沖壓的特點及應(yīng)用……………………………………………………… 51.1.1 冷沖壓的特點………………………………………………………… 51.1.2 冷沖壓的應(yīng)用……………………………………………………… 61.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求…………………………………………61.2.1 基本工序…………………………………………………………… 61.2.2 沖壓工藝要求……………………………………………………… 61.3 沖壓工藝新技術(shù)的發(fā)展…………………………………………………… 72 模具尺寸設(shè)計…………………………………………………………………92.1 沖壓件的工藝分析………………………………………………………… 92.2 工序分析與計算……………………………………………………………… 92.2.1 工藝分析……………………………………………………………… 92.2.2 落料工藝分析與計算…………………………………………………102.2.3 拉深工序的工藝分析與計算…………………………………………122.2.4 沖孔工序的工藝分析與計算…………………………………………133 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計………………………………………………………… 183.1 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化……………………………………………183.2 固定擋料銷的設(shè)計與標準化…………………………………………………20第- 2 -頁 共 30 頁3.3 卸料裝置的設(shè)計與標準化……………………………………………………203.4 標準模架的選用………………………………………………………………213.5 聯(lián)接件的選用與標準化…………………………………………………… 223.6 壓力機的校核……………………………………………………………… 224 模具的裝配與調(diào)試…………………………………………… ……234.1 模架總裝圖……………………………………………………………………234.2 模具的裝配與調(diào)試……………………………………………………………24總結(jié)………………………………………………………………………26致謝………………………………………………………………………27參考文獻…………………………………………………………………28第- 3 -頁 共 30 頁摘要此次設(shè)計為落料—拉深—沖孔復(fù)合模，設(shè)計本模具充分利用了網(wǎng)上資源，圖書館藏書，更重要的是老師的諄諄教導(dǎo)，才成就了此模具。在模具的設(shè)計過程中，首先，簡要地概述了沖壓模具的特點和在社會發(fā)展領(lǐng)域中的作用及其以后的發(fā)展前途，點明了模具的設(shè)計意義；其次進行工件的工藝分析；進而確定了工藝方案，計算出了模具工作部分的尺寸公差，設(shè)計出零部件，然后依據(jù)設(shè)計要求選擇各個標準件，最后設(shè)計出模具的總裝配圖。在設(shè)計過程中需要計算沖壓力，落料力，拉深力及推件力，卸料力，從而判斷模具各部件是否能承受壓力機的作用，更重要的是模具工作零件的設(shè)計，以此為核心的問題，工作零件的誤差將直接影響制件的質(zhì)量。最后利于繪圖工具 AutoCAD 制作了裝配圖和零件圖，而節(jié)省了許多時間。通過此次設(shè)計使我不僅掌握了沖壓模具設(shè)計的一般流程，更好的學(xué)習(xí)好多在課本上沒有學(xué)習(xí)的知識。關(guān)鍵詞 : 沖孔 拉深 計算機繪圖 工藝分析第- 4 -頁 共 30 頁SummaryThis time design for fall to anticipate- pull deep- blunt bore compound mold, design originally the molding tool made use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool.In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle the characteristics of press the molding tool all and after society develop the function in the realm and it of development prospect, order the design meaning of understand the molding tool;Carry on the craft analysis of the work piece the next in order;Then made sure the craft project, compute the molding tool work the size business trip of the part, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design, designing a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, pulling the deep dint and pushing a dint, unloading to anticipate the dint, thus judging whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not, the design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, the error margin of the work spare parts will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool AutoCAD, but saved many time.Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study.Keyword: Blunt bore Pull deeply The calculator painting The craft analysis第- 5 -頁 共 30 頁1 概述冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的模具，在室溫下對板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因為它主要用于加工板料零件，所以也稱板料沖壓。在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。冷沖模在實現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有先進的模具技術(shù)，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位。1.1 冷沖壓的特點及應(yīng)用1.1.1 冷沖壓的特點(1) 能沖壓出其他加工工藝難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的制件。如汽車覆蓋件等。(2) 沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。尺寸精度一般可達到IT10～14 級，最高可達到 IT16 級，有的制件不需再機械加工，便可滿足裝配和使用要求。(3) 沖壓件具有重量輕、強度高、剛性好和表面粗糙度小等特點。(4) 生產(chǎn)效率高，如汽車覆蓋件這樣的大型件的生產(chǎn)效率，可達每分鐘數(shù)件。(5) 材料利用率高，一般為 70%～85%，因此沖壓加工能實現(xiàn)少廢料，甚至無廢料生產(chǎn)。(6) 操作簡單，便于組織加工生產(chǎn)。(7) 易于機械化與自動化生產(chǎn)。(8) 冷沖壓的缺點就是模具制造周期長、制造成本高，故不適合單件小批量生產(chǎn)。另外，冷沖壓生產(chǎn)多采用機械壓力機，由于滑塊往復(fù)運動快，手工操作時，勞動強度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產(chǎn)、安全管理以及采取必要的第- 6 -頁 共 30 頁安全技術(shù)措施。1.1.2 冷沖壓的應(yīng)用沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。另外，在國防工業(yè)生產(chǎn)中，如飛機、導(dǎo)彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)，沖壓加工也占有很大的比例。隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達國家，對發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。據(jù)近年來的統(tǒng)計表明，美、日等國的模具工業(yè)年產(chǎn)值已超過機床工業(yè)年產(chǎn)值的 6%～12%。冷沖壓模具歷史悠久、用途廣、技術(shù)成熟，在各種模具中所占比例最大。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個模具市場的 60%以上。因此沖壓工藝在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著非常廣闊的發(fā)展前景。1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求1.2.1 基本工序冷沖壓基本工序按板料的變形特點，可分為分離工序和變形工序兩大類。金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過強度極限而沿一定的輪廓線斷裂，稱為分離工序。分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過屈服極限（但低于強度極限）而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求的制件，稱為變形工序。變形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形和旋壓等。1.2.2 沖壓工藝要求沖壓過程中，沖模是對金屬板料進行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對運動使其產(chǎn)生塑性變形來得到預(yù)期的零件。因此要求沖模：（1） 應(yīng)具有足夠的強度、剛度和相應(yīng)的形狀和尺寸精度；（2） 主要零件應(yīng)有足夠的耐磨性及使用壽命；（3） 結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全，便于使用和維修；第- 7 -頁 共 30 頁（4） 應(yīng)有使材料順利送進、工件方便取出、定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定；（5） 要有導(dǎo)向裝置以使沖模上下運動準確；（6） 零件的加工和裝配應(yīng)盡可能簡單，盡量采用標準件、普通件，以縮短模具的制造周期，降低成本；（7） 結(jié)構(gòu)應(yīng)與沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)，以便牢固的安裝在沖壓設(shè)備上；（8） 應(yīng)具有與沖壓設(shè)備連接的部位和搬運吊裝部位，以適應(yīng)安裝和管理的需要。1.3 沖壓工藝新技術(shù)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，冷沖壓技術(shù)及模具不斷革新和發(fā)展，沖壓工藝新技術(shù)發(fā)展主要反映在以下 5 個方面。（1） 模具的計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)（模具 CAD/CAM） 采用該技術(shù)，模具設(shè)計和制造的效率一般可提高 2～3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2～2/3。目前已達到 CAD/CAM 一體化，模具圖紙只是作為檢驗?zāi)＞咧?。?） 工藝分析中的板料成型模擬仿真技術(shù)（沖壓 CAE） 對于普通沖壓工藝的制定，可根據(jù)有關(guān)資料進行工藝設(shè)計、計算；而對于復(fù)雜的曲面成型，例如汽車覆蓋件的成形，傳統(tǒng)的方法是憑設(shè)計者的經(jīng)驗，進行對比分析，初步確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計實驗?zāi)＞卟⑦M行試沖。因此，周期長、投資大、風(fēng)險大。近幾年來，國內(nèi)外已采用彈塑性有限元法，開發(fā)出板料成型過程的模擬軟件，供設(shè)計人員對工藝參數(shù)進行修改和選擇，以預(yù)測某一工藝方案對零件成型的可行性和可能發(fā)生的質(zhì)量問題。這一虛擬成型技術(shù)，即沖壓 CAE，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實驗費用，也可以大大縮短試制周期和提高成型件的質(zhì)量。（3） 快速模具制造技術(shù)的發(fā)展 將快速成型技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)，以及低熔點合金模具、樹脂模具都可用于冷沖壓成型。其模具的制造周期僅為常規(guī)模具切削制造的 1/5～1/3，而成本僅為后者的 1/4～1/2，在精度和壽命方面又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，非常適合于新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝驗證或中、小批量生產(chǎn)的需要。（4） 采用沖壓新工藝 精密沖裁、液壓成型、沖壓-焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進一步擴大，沖壓制件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進一步降低。第- 8 -頁 共 30 頁（5） 冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化 為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機發(fā)展到多工位的高速壓力機；在高速壓力機上采用多工位的級進模進行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達到高度自動化。冷沖壓工藝與模具是一門實用性很強的課程，在學(xué)習(xí)這門課之前，除了應(yīng)掌握機械設(shè)計、金屬學(xué)、金屬塑性加工力學(xué)等基礎(chǔ)理論課程外，還應(yīng)對沖壓生產(chǎn)實踐有所了解，具有初步的感性認識，這樣才能在學(xué)習(xí)中理論聯(lián)系實際，了解模具的類型 、結(jié)構(gòu)，掌握模具的設(shè)計要點和設(shè)計方法等。第- 9 -頁 共 30 頁2 模具尺寸設(shè)計工件簡圖如圖 1 所示工件名稱：杯形件材料：Q235料厚：1.5mm2.1 沖壓件的工藝分析由工件圖可見，該工件的加工涉及到落料、拉深、沖孔三種工序內(nèi)容，根據(jù)變形特點，對于帶孔的拉深件，尤其是 的孔到直壁的m3?距離較近，為保證小孔的精度，一般應(yīng)先拉深后沖孔。由于產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級進模結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，成本較高，故采用落料、拉深、沖孔復(fù)合模，使用其特點是：圖 1（1）生產(chǎn)效率成倍提高，而且節(jié)省人力、電力和工序間的搬運工作。 （2）在復(fù)合模中幾道工序是在同一工位上完成 的，無須重新定位，從而使沖壓工件的位置精度得到提高，同心度誤差在 ～ 以內(nèi)。02.?m4.（3）由于復(fù)合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，所以結(jié)構(gòu)上比單工序模復(fù)雜，而且各零部件在動作時要求相互不干涉，準確可靠，這就要求模具的制造應(yīng)有較高的精度，因此模具的制造成本也就提高了，制造周期也相對延長，維修也不如單工序模簡便。2.2 工序分析與計算2.2.1 工藝分析第- 10 -頁 共 30 頁此工件為無凸緣圓筒形件，要求內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。工件外形尺寸無精度要求，故按公差 級滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊?，Q235 的拉深性能較好，需進14??行如下計算來判斷拉深次數(shù)（1）計算毛坯直徑 D 工件如圖 2 所示 ??mh25.317.03???d59工件的相對高度，根據(jù)相4..2.1m對圖 2高度由文獻〔2〕表 4.7 中查得修邊余量 。由表 4.14 序號 15 查得無凸mh2??緣圓筒形拉深件的毛坯尺寸計算公式為則將2256.07.14rdHdD???????mrhm 75.2.02,5.33,5.7 ??????代入上式，即得毛坯的直徑為： 167.6.7.215.74. 22 ???????（2）判斷拉深次數(shù) 工件總的拉深系數(shù) ，毛坯的相對厚度.0.??mDdm總 ?Dt。由公式 來考慮設(shè)計是否需要壓邊，因019.65.1?m??t??1045，而 ﹤0.0171，故需壓邊圈。??72.04?9.由相對厚度查表 4.23 中得首次拉深的極限拉深系數(shù) 53.01因 ﹥ ，故工件只需一次拉深總 12.2.2 落料工藝分析與計算 第- 11 -頁 共 30 頁本工件首先需要落料制成直徑 的圓片，然后以 的圓板mD126?mD126?料為毛坯進行拉深。（1） 排樣 從條料上落下 的料，要選擇合理的排樣和適當(dāng)?shù)拇钸呏?，以減低成本和保證工件質(zhì)量及模具壽命?？紤]操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計，由表 2.26 查得搭邊值 。采用單個固ma0.1,3.?定擋料銷定位，則：條料寬 ab6.128.126????條料進距 ms70計算沖裁單件材料的利用率%1BSnA?式中 A — 一個沖裁件的面積， ；2— 一個進距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；nB — 條料寬度， ；mS — 進距， 。 %3.761026.84%10??????SA（2） 落料力的計算?LtF3.1落式中 L — 工件外輪廓周長， ；mD64.3952??— 材料厚度， ；t mt5.?— 材料的抗剪強度，由表 14.1 查得 =310Mpa ? ?則落料力為： kNLtF16.2390.16439.1. ???落卸料力：落卸卸 K?式中 為卸料力系數(shù)，由表 2-15 查得 ，則卸料力：卸K03.?卸KkNF176.2903.?落卸卸（3） 計算落料凸、凹模的刃口尺寸由文獻〔1〕查表 2-10 得間隙值 mZZ19.0,5.0axmin??第- 12 -頁 共 30 頁由表 2-12 查得凸、凹模的制造公差 m04.,03.?凹凸 ??校核： 7..,4.015.9.0minax ???凹凸mZ不滿足 的條件，故凸、凹模不可分開加工，而是采用凸、凹凸 ????inax凹模配合加工的方法，對于落料件的尺寸公差由附錄 D 查出尺寸的極限偏差為。由表 2-13 查得系數(shù)0126??5.0?x按配合加工的方法，對于此落料件屬于 A 類凹模磨損后增大的尺寸，不包含B 類和 C 類尺寸 ，則：凹模刃口尺寸 ????mxAd 25.0404015.126?????????凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙為 ～ ，即minZax凸模刃口尺寸 ??dP 03.03.03.min 512512??????落料凹模的外形尺寸：凹模厚度 KBH凹模壁厚 C = （1.5～2）H式中 K — 系數(shù)，由表 2.41 查得 K=0.20；B — 凹模孔的最大寬度，mm;則 m.516.0???C = （1.5～2）H=37.5mm2.2.3 拉深工序的工藝分析與計算以 D=126mm 的圓板料為毛坯進行拉深，拉深成外徑為 79mm，內(nèi)圓角 r 為2mm 的無凸緣圓筒，最后按 h=32mm 進行修邊。（1） 計算壓邊力和拉深力a.由表 4-15 確定壓邊力 ApFQ?第- 13 -頁 共 30 頁A — 在壓邊圈下的毛坯投影面積， ；??225.798614mA????P — 單位壓邊力，由表 4-16 查得 p=3.0Mpa。則壓邊力為： kNpFQ79.230.5798???b.計算拉深力 bdtK??拉已知 m=0.62，由表 4-18 中查得 K=0.79，Q235 的強度極限 ，將Mpab380??其代入公式得：kNdtFb 46.107385.769.0?????拉（2） 模具工作部分尺寸計算a.拉深模的間隙 由表 4-12 查得拉深模的單邊間隙為，則拉深模的間隙為 。mtZ65.1.1??? mZ3.?b.拉深模的圓角半徑，凹模的圓角半徑按表 4-13 選取， ，土tr96?凹模的圓角半徑等于工件的內(nèi)圓角半徑，即 。mr2?凹c.凸、凹模工作部分的尺寸和公差。由于工件要求內(nèi)形尺寸，則以凸模為設(shè)計基準，則凸模尺寸 ，將模具公差按 IT10 級選取，則??0min4.pdp?????，把 代入上式，則凸模尺寸mp12.0??7,6in，間隙取在凹模上，則凹????mdp 012.012.0in 96.74. ????????模的尺寸 ，把 dZd??0min.代入上式，則凹模的尺寸為：12.,3.,740,6min ??。????mdd 12.0.0i 5973746. ??? ????2.2.4 沖孔工序的工藝分析與計算第- 14 -頁 共 30 頁在落料和拉深完成之后，使用沖孔模沖孔，對于所沖小孔 按表 m53?和2-1 查得一般沖孔模對該種材料可以沖壓的最小孔徑為 ，因而td.1,??的孔符合工藝 要求，對于孔心距 ，按表 2-4 查得，一般精度m53?和 2.035?模具可達到的兩孔中心距離公差為 ，因而符合尺寸精度工藝要求。孔與m1.0?孔之間或孔與邊緣之間的距離 a，受模具強度和沖裁件質(zhì)量的限制，其值不能過小，孔與孔之間距離工 a≥1.5t=2.25mm,孔與孔之間的距離 a≥1.5mm,而零件上的各孔的邊距均大于最小說的孔邊距，以上各項分析均和符合沖裁工藝要求，故可采用多孔沖裁進行加工。(1) 計算沖壓力 本模具采用彈性卸料板。a.沖裁力，為降低沖裁力，提高模具壽命。將多凸模作階梯形布置，小孔和 做得短些，大孔 和 25mm×R5mm 長槽做得長些，m32??5m203??其小孔層和大孔層的高度差 H=t=1.5mm。小孔層： ????16521????LkNtFb 4.8.?大孔層： ?2570032 ?tb .139.271 k613964.82???因為 所以 選擇沖床時沖裁力為 。12F? 2Fb. 卸料力 K卸卸 ?查表 2-15 取 ，故05.卸 kN4.81.605.??卸卸c.推件力 F推推 ?選擇凹模刃口形式，取 ，則 個，查表 2-15 mh6326thn， 故 05.?推K kK.518.605.3??推推總的沖裁力為 N472??推卸總第- 15 -頁 共 30 頁(2) 確定模具壓力中心 畫出工件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，并選定坐標系 ，如圖 3 所示。 yx0由圖 3 列表得：圖 342.931??l 291??x16??y752 02.3l 4334x4y8.605??l 5?5?.26 .176?67l x37y4.18 08 18?15.087654321 81 ??????llll xxxxlxc47.287654321 81 llll yyyylyc(3) 計算凸、凹模刃口尺寸第- 16 -頁 共 30 頁按表 2-10 查得間隙值 mZZ19.0,15.0axmin??按表 2-12 查得凸、凹模的制造公差 2.,2.凹凸 ??校核： 04..0.,04.15.9.0minax ????凹凸Z滿足 的條件，可采用凸、凹模分開加工的方法，對零件凹凸 ????inax圖中未注公差的尺寸，由 GB1800-79 查出其極限偏差：。30.24.016.02.05,,5,3??R??查表 2-13 得因數(shù) x的 孔m75.?x的 孔的 孔20?.0的 槽R5x凸模刃口的計算： ??0凸凸 ?????xdm02.02.93175.3????凸???02.02.156.??凸 02.02.45.20????凸???mR02.02.3537.5??凸凹模刃口尺寸的計算： 凹凸凹 ?0minZd??m02.2.043159.3????凹???02.02.751.5????凹?第- 17 -頁 共 30 頁??m02.02.715.20????凹?R02.02.383.5凹（4） 沖壓設(shè)備的選用原則 沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備很多，選用沖壓設(shè)備時主要考慮下述因素：a.沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否適應(yīng)于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求；b.沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成的工序要求；c.沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具；d.沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等?？偟臎_壓力 kNFF72.5014.379.246.107.6.239????沖壓拉卸落總，由參照附錄選用公稱壓力為 800kN 的開式雙柱可傾壓力機 J23-總壓 F?80，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：公稱壓力 800kN滑塊行程 130mm最大閉合高度 380mm連桿調(diào)節(jié)長度 100mm工作臺尺寸 800mm×540mm模柄孔尺寸 m7560??最大可傾角 ?3（5） 彈性元件的設(shè)計計算為了得到較平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、拉深過程中始終在一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應(yīng)力的作用下起皺的可能。a.上卸料板采用橡膠作為彈性元件，計算橡膠的自由高度：第- 18 -頁 共 30 頁工 作自 由 ）（ SH4~5.3?式中 — 橡膠的自由高度，mm;自 由— 卸料板行程與模具修磨量或調(diào)整量（4～6）之和工 作Sm13)57(???工 作則： mSH52~.4~.(4~.3?工 作自 由 ）（取 m8自 由計算橡膠的裝配高度： H2.43~8.0)9.~85.0()9.~5.0(2 ????自 由取 H2 = 42mm橡膠的斷面面積在模具裝配時按模具空間大小確定。b.下頂塊壓邊也采用橡膠作為彈性元件橡膠的自由高度：mS48~21)45.3(4~5.3????工 作自 由 ）（取 mH45?自 由計算橡膠的裝配高度 H5.40~2.385)9.0~8.()9.0~85.(2 ???自 由取 H2 = 39mm橡膠的斷面面積在模具裝配時按模具空間大小確定。第- 19 -頁 共 30 頁3 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計3.1 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化（1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化a.落料凹模的外形尺寸： 壁厚 C=37.5mm,取 40mm厚度 H=25mm根據(jù) JB/T7643.1-91，落料凹模取 200mm×200mm×32mm。凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, d 為螺孔的尺寸，由于凹模厚度為 32mm，所以根據(jù)表 2.46﹝2﹞ 查得螺孔選用4×M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 4： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×8=12mma3=1.13d≈9mm凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm，最大間距為 90mm。 螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于16mm。b.凸模外形尺寸：凸模長度： 圖 44321llL??— 凸模大端凸緣厚度，mm；l— 蓋板厚度,mm；2—橡膠的安裝高度，mm；3l—卸料板厚度，mm。4根據(jù) JB/T5830-94，取 =10mm, =16mm, =16mm。1l2l4l所以 mlL8131604321 ??????（2） 拉深凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化拉深凸模的長度 21l—落料凹模板厚度，mm；l第- 20 -頁 共 30 頁—拉深凸模固定板厚度，據(jù) JB/T5830-94 取2l=24mm。2l所以 mlL534321????由于拉深凸模即為沖孔凹模，￠3mm 和￠5mm 的凹?？纂x凸模外壁較近，應(yīng)進行強度校核，選擇材料為 Cr12MOV（3） 沖孔凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化a. mm 的凸、凹模 根據(jù) GB2863.2-81 凸模取 B 型圓凸模如下圖所示?圖 5 凸模長度 4321lllL???—沖孔凸模固定板厚度，據(jù) JB/T5830-94 取 =36mm；1l 1l—蓋板厚度，mm；2—橡膠的安裝高度，mm；3l—卸料板厚度，mm；4—工件高度，mm。5l所以 mlllL 70634126354321 ???????b. mm 的凸模長度 L=70mm 5?c. mm 與 R5 長槽的長度 L=70+1.5=71.5mm0(4) 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即對于圓形凸模 dmin≥ ][4??t式中 dmin — 圓形凸模最小截面直徑，mm第- 21 -頁 共 30 頁t — 沖裁材料厚度，mm— 沖裁材料的抗剪強度，MPa?—凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =2.01mm 所以承壓能力足夠。][4t310.5?抗縱向彎曲力校核 對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置） Lmax≤270d 2/ F式中 Lmax —— 允許的凸模最大自由長度，mmF —— 沖模力 ,Nｄ —— 凸模最小截面的直徑，mmLmax≤270d2/ =270×3.092/ =35.1mm 所以長度適宜。4.5369凸模固定端面的壓力q =
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