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帶輪的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：李瑜指導(dǎo)老師：任國(guó)成 內(nèi)容目錄工件基本信息工件工藝分析及方案確定落料拉深模設(shè)計(jì)沖孔模設(shè)計(jì)翻邊模設(shè)計(jì)整形切邊模設(shè)計(jì)擴(kuò)口壓平模設(shè)計(jì)結(jié)論工件基本信息工件工藝分析及方案確定 該工件形狀并不復(fù)雜，但成形工序相對(duì)較多。需進(jìn)行工藝分析后才能確定工藝方案落料拉深沖孔翻邊整形切邊擴(kuò)口壓平工藝分析及方案確定方案確定 落料拉深、沖孔、翻邊、切邊整形、擴(kuò)口壓平落料拉深沖孔翻邊工藝分析及方案確定切邊整形擴(kuò)口壓平落料拉深模具設(shè)計(jì)沖孔模設(shè)計(jì)翻邊模設(shè)計(jì)切邊整形模設(shè)計(jì)擴(kuò)口壓平模設(shè)計(jì)1斜楔滑塊機(jī)構(gòu)斜楔滑塊機(jī)構(gòu)斜楔滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)論1.設(shè)計(jì)了落料拉深、沖孔、翻邊、切邊整形、擴(kuò)設(shè)計(jì)了落料拉深、沖孔、翻邊、切邊整形、擴(kuò)口壓平復(fù)合模五套模具?？趬浩綇?fù)合模五套模具。2.對(duì)帶輪的模具設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)帶輪的工藝分析對(duì)帶輪的模具設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)帶輪的工藝分析和工藝方案的確定以及第五套使用斜楔滑塊結(jié)和工藝方案的確定以及第五套使用斜楔滑塊結(jié)構(gòu)的擴(kuò)口壓平模具設(shè)計(jì)構(gòu)的擴(kuò)口壓平模具設(shè)計(jì)自述結(jié)束，請(qǐng)各位老師批評(píng)指正山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
班 級(jí)
成型054
學(xué)生姓名
李瑜
指導(dǎo)教師
任國(guó)成
設(shè)計(jì)（論文）題目
帶輪的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)
原始
參數(shù)
葉輪零件，材料08Al—ZF，板厚1mm，大批量生產(chǎn)
設(shè)計(jì)
工作
內(nèi)容
帶輪是一種重要的傳動(dòng)零件，傳統(tǒng)的帶輪是由鑄造經(jīng)切削加工而成，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)國(guó)外均先后改設(shè)計(jì)成沖壓帶輪。沖壓帶輪采用薄鋼板沖壓而成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，無(wú)需機(jī)械加工，質(zhì)量分布均勻，動(dòng)平衡好等優(yōu)點(diǎn)。本課題要求對(duì)帶輪沖壓工藝的成形過(guò)程進(jìn)行研究，分析其工藝性，進(jìn)行工藝計(jì)算確定模具總體方案，制定成形工藝的工藝流程。該課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：根據(jù)給定的零件圖進(jìn)行工藝分析并確定工藝實(shí)現(xiàn)方案，確定模具結(jié)構(gòu)并畫(huà)出模具裝配圖與主要零件圖。
設(shè)計(jì)工作基本要求
1. 文獻(xiàn)綜述要查閱一定的資料，反映出該研究方向發(fā)展的前沿并能提出研究的內(nèi)容，該部分不少于3000字。
2. 熟悉工藝實(shí)現(xiàn)路徑，能夠根據(jù)具體的零件圖進(jìn)行工藝分析及模具設(shè)計(jì)。
3. 具有較好的繪圖能力，能夠正確的繪制模具總裝圖以及零件圖。
4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要簡(jiǎn)潔并能概括設(shè)計(jì)的主要工作流程。
5. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)不少于20000字，文字通暢。
1～2周
查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述
3～4周
畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)
5～6周
查閱相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作
7～8周
進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，設(shè)計(jì)第一套模具
9~10周
進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，設(shè)計(jì)第一套模具
11～12周
設(shè)計(jì)第二套模具
13～14周
設(shè)計(jì)第三套模具。
15～16周
整理相關(guān)資料，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)
17周
準(zhǔn)備答辯
主要參
考資料
及文獻(xiàn)
[1] 中國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)，中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)．中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典．江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003．15－97，772－854
[2] 鄭晨升，賀煒．CAXA電子圖版實(shí)用繪圖及二次開(kāi)發(fā)．西安電子科技大學(xué)出版社，2001
[3] 王芳.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998：15-20.
[4] 鄭家賢.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006：35-41.
[5] 薛啟翔.冷沖壓實(shí)用技術(shù)等[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006：10-18.
[6] GB/T1182-1996,GB/T1183-1996,GB/T1184-1996.形狀和位置公差（代號(hào)及其標(biāo)注、術(shù)語(yǔ)及定義、未注公差的規(guī)定）[S]：19-20.
[7] GB/T2851-1990，GB/T2861-1990.冷沖模[S]：30-32.
[8] 田嘉生,馬正顏.沖模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：航空工業(yè)出版社，1994：.
[9] 黃健求.模具制造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：45-50.
[10] 王孝培.沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990：119-120.
教務(wù)處制
指導(dǎo)教師（簽字）： 教研室主任（簽字）：
院系主任（簽字）：
廠
沖壓工藝卡片
標(biāo)記
產(chǎn)品名稱
文件代號(hào)
車間
零件名稱
爐具前蓋
共 頁(yè)
材料
名稱牌號(hào)
08AL
剪后毛坯
每條件數(shù)
形狀尺寸
每張件數(shù)
消耗定額
零件送來(lái)部門(mén)
每條工料
工種
沖
鉗
總計(jì)
零件送往部門(mén)
裝配工段
每產(chǎn)品零件數(shù)
工時(shí)
工序
工序說(shuō)明
加工草圖
設(shè)備
模具
工具量具
每小時(shí)生產(chǎn)量
單件定額（分）
工人數(shù)量
備注
型號(hào)名稱
名稱圖號(hào)
名稱編號(hào)
1)
落料拉深
400KN
閉式單點(diǎn)
落料拉深模具
A1
2)
沖孔
100KN
閉式單點(diǎn)
沖孔模具
A1
3)
翻邊
250KN
閉式單點(diǎn)
翻邊模具
A1
4）
切邊整形
100KN
閉式單點(diǎn)
切邊整形模具
A1
5）
擴(kuò)口壓平
160KN
閉式單點(diǎn)
擴(kuò)口壓平模具A1
設(shè)計(jì)：李瑜
校對(duì)：
審核：
批準(zhǔn)：
更改標(biāo)記
處數(shù)
文件號(hào)
簽字
日期
山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告表
班級(jí)： 成型054 姓名：李瑜 指導(dǎo)教師：任國(guó)成
論文題目
帶輪的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
一、選題背景和意義
沖壓生產(chǎn)具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、重量輕、成本底并易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的特點(diǎn)。沖壓工藝日益發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)展的各個(gè)方面。在汽車、拖拉機(jī)、電器電機(jī)、電子、儀表、日用生活用品、航空航天以及國(guó)防工業(yè)等各個(gè)部門(mén)均占有愈來(lái)愈重要的地位，模具技術(shù)已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)得到廣泛的應(yīng)用。但是在模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與一些發(fā)達(dá)國(guó)家尚有很大的差距。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)模具工業(yè)無(wú)論在技術(shù)上、還是在管理上，都存在較大差距，特別在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上差距尤為明顯。中國(guó)每年需要大量進(jìn)口此類模具，在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，中低檔模具相對(duì)過(guò)剩，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇價(jià)格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。但是中高檔模具能力不足，模具的開(kāi)發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴(yán)重不足，科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少，模具技術(shù)人才特別是中高級(jí)技術(shù)人才和經(jīng)營(yíng)管理人才缺乏，這些都成為限制模具行業(yè)發(fā)展的重要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，加工技術(shù)的不斷深化，加工件的精度日趨提高，近年來(lái)，模具的制造也得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。
帶輪是帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中重要的零件之一。它是一種用途十分廣泛、年需求量很大的機(jī)械傳動(dòng)零件。
隨著機(jī)械工業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展，節(jié)約原材料，降低能耗，提高整機(jī)的質(zhì)量是普遍關(guān)注的大問(wèn)題。因此，對(duì)作為機(jī)械傳動(dòng)零件的帶輪如何優(yōu)化設(shè)計(jì)，改革加工方法，對(duì)促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展具有特別重要的意義。對(duì)于發(fā)達(dá)的現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō)，笨重的鑄鐵帶輪已較難適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的需求。為此人們一直尋求一種新的替代品，進(jìn)而突破傳統(tǒng)工藝。
采用鋼板沖壓制作的皮帶輪在這種時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生，采用鋼板制作的皮帶輪是一種輕型結(jié)構(gòu)的帶輪(通稱鈑制帶輪)。沖壓皮帶輪作為皮帶輪的一種新型的結(jié)構(gòu)型式，以其精度高、重量輕、節(jié)能、節(jié)材、動(dòng)平衡好、生產(chǎn)效率高，無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)，己被汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用，鑄鐵等型式的傳統(tǒng)皮帶輪將會(huì)逐漸減少使用，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
同其他制造皮帶輪的工藝方法相比，沖壓皮帶輪的有著巨大的優(yōu)勢(shì)：
(1)在具有足夠剛度的條件下，沖壓皮帶輪重量輕，比鑄鐵帶輪輕3/4以上。
(2)材料密度和壁厚均勻。因其是整體結(jié)構(gòu)，成形工藝合理，尺寸精度高(即槽面徑向跳動(dòng)量一般在0.1~0. 2 )，動(dòng)平衡性好，慣量小。
(3)同脹壓法相比，所用工具和模具的費(fèi)用低(為脹壓模具費(fèi)的1/5)，而且強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)，同時(shí)這種沖壓成形的皮帶輪具有可通用性，在工序周轉(zhuǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中的損壞率低。
(4)節(jié)能、節(jié)料、低成本。沖工藝能耗低，優(yōu)于鑄鐵帶輪的鑄造與退火等能耗工序，節(jié)約能源材料在50%以上，效率高，每分鐘可加工數(shù)件。
(5)無(wú)環(huán)境污染。工人勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。
二、課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn)
本設(shè)計(jì)為一的圓筒形帶輪件，在設(shè)計(jì)模具前應(yīng)了解相關(guān)的帶輪制造技術(shù)，針對(duì)工件自身特性，需要落料、拉深、沖裁、翻邊等采用多道工序成形方法。在該零件生產(chǎn)工藝中, 應(yīng)考慮材料在各個(gè)變形方向的成形極限, 分析各個(gè)工序?qū)Σ牧闲阅芤约傲慵鹊挠绊?，從而預(yù)留足夠的坯料?？紤]工藝可行性與零件性能，制定較合理的生產(chǎn)工藝是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，應(yīng)。再一個(gè)難點(diǎn)是確定模具結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)在翻邊工藝的實(shí)現(xiàn)上，各工序能否順利完成，應(yīng)保證模具設(shè)計(jì)的可行性。
三、調(diào)研報(bào)告（或文獻(xiàn)綜述）
鈑制帶輪作為皮帶輪的一種新型的結(jié)構(gòu)形式，以其精度高、節(jié)能、節(jié)材、動(dòng)平衡好、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)已廣泛被汽車工業(yè)所應(yīng)用，并且在很多領(lǐng)域逐步鑄鐵等其他形式的傳統(tǒng)皮帶輪，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
鈑制皮帶輪品種繁多，但按其結(jié)構(gòu)型式可分為:折疊式、多v型(多楔式)和劈開(kāi)式等等(圖1)
材料
鈑制皮帶輪通常使用Q235一A、08F或08AL等優(yōu)質(zhì)拉伸鋼板制造。根據(jù)皮帶輪的結(jié)構(gòu)型式和直徑大小，所用材料板厚一般為1一8mm，其直徑與材料板厚的。
對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)下表。
帶輪結(jié)構(gòu)型式 帶輪直徑/mm 材料板厚/mm
折疊(單槽)式 60一300 1.5一3.0
折疊(雙槽)式 100一280 1.5一2.5
折疊(三槽)式 130一280 1.5一2.5
多V型(多楔式) 80一250 2.5一3.0
劈開(kāi)式 80一250 4.0一8.0
以旋壓成型皮帶輪為例了解鈑制帶輪
旋壓成形帶輪：旋壓成型皮帶輪是鈑制帶輪較新的結(jié)構(gòu)形式，成型方法有縮旋法、劈開(kāi)法、滾壓法三種
（1）縮旋成形鈑制皮帶輪：把沖壓拉伸成形的毛坯筒形預(yù)制坯件，將其置于旋壓機(jī)主軸和上壓芯頭軸上的組合式旋壓模中壓緊使其隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，通過(guò)預(yù)成型模對(duì)毛坯筒壁旋加徑向壓力，迫使其徑向收縮均勻的使筒坯料在預(yù)成型滾輪作用下向心模形成的空隙中流動(dòng)通過(guò)成形輪而成形。該成形方法主要用于單槽輪，雙槽輪多槽輪復(fù)合輪的制造。
（2）劈開(kāi)成形鈑制旋壓皮帶輪：把沖壓成形的盤(pán)狀毛坯件裝夾在成形模中，使其隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)邊緣呈尖壁狀的成型滾輪對(duì)準(zhǔn)盤(pán)狀毛坯的中性層沿徑向擠入，將其劈開(kāi)成V形槽輪。該成形方法主要用于單槽輪的制造。
（3）滾壓成型鈑制皮帶輪：是把沖壓拉伸成形的筒狀毛坯件裝夾在帶有頂壓座的成型模中，使其隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)滾壓成型輪沿徑向滾壓成設(shè)計(jì)寬帶面，由齒形滾壓模輪擠出所需要的槽形而形成的帶輪。該成形方法主要用于多楔帶輪復(fù)合帶輪的制造。
采用板材生產(chǎn)的皮帶輪，雖然其型式、規(guī)格、尺寸不同，但其加工過(guò)程大體是一樣的。工藝流程:下料——落料——拉深①——拉深②——切邊——校形——沖孔——切邊——表涂——檢驗(yàn)
鈑制旋壓皮帶輪通常的工藝流程為:下料一沖裁和拉延預(yù)成形一旋壓終成形。折疊式皮帶輪與多V型皮帶輪的工藝流程見(jiàn)圖2
折疊式皮帶輪又分為單槽式和多槽式，后者用得較多。折疊單槽式皮帶輪因強(qiáng)度和平衡性均較差，用得較少，且正逐步為新開(kāi)發(fā)的劈開(kāi)式和傳動(dòng)更好的多v型皮帶輪所代替。劈開(kāi)式皮帶輪的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖3
由圖可見(jiàn)，劈開(kāi)式較折疊式省去了一道拉延制坯工序，它是在旋壓機(jī)上，直接將板坯在徑向強(qiáng)力劈開(kāi)一定深度后，再旋壓出皮帶型槽。它有效地解決了折疊式單槽輪在強(qiáng)度、承載力及平衡性方面的不足，使生產(chǎn)率提高、成本降低。
3鈑制旋壓皮帶輪的主要成形設(shè)備
鈑制旋壓皮帶輪生產(chǎn)所需設(shè)備主要有剪板機(jī)、壓力機(jī)、車床、旋壓機(jī)、表面處理設(shè)備。主要成形設(shè)備是專用旋壓機(jī)。它的工作原理是將板坯夾緊在旋壓機(jī)上，并按要求速度旋轉(zhuǎn)，由旋壓輪對(duì)其表面施壓，產(chǎn)生局部變形，這種連續(xù)施壓，連續(xù)局部成形，可獲得飯制皮帶輪的最終形狀尺寸。折疊式及劈開(kāi)式的飯制皮帶輪在旋壓機(jī)上的成形過(guò)程見(jiàn)圖4
本次設(shè)計(jì)的帶輪如下圖示
此帶輪同樣為鈑制帶輪，通過(guò)了解鈑制帶輪的制造工藝，針對(duì)此帶輪的自身特征，不需要旋壓工序，即可在制造工藝上省略掉旋壓增加翻邊工序最終得到工件。
參考文獻(xiàn):
1郭剛健.鈑制多v型帶輪v型槽旋壓成形工藝研究【c】.第七屆全國(guó)旋壓技術(shù)交流會(huì)議論文集，1996.126一131.
2孫存福.旋壓帶輪成形質(zhì)量分析與帶輪旋壓機(jī)能力評(píng)價(jià)【J】.鍛造與沖壓. 2005( 10).34- 35
3北京航空航天大學(xué).鈑制旋壓成型技術(shù)及其應(yīng)用【R】.科研報(bào)告.1992.10
4王芳.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［M］. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.60-70.
四、方案論證
此工件是一個(gè)帶輪,在了解了其成形工藝后，初步斷定由落料、拉深、沖孔、翻邊等工序完成?？梢灾贫▋煞N方案。
第一種：全部采用單工序模。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單，但需要的模具多，不僅制造成本高而且效率很低，不適合大批量生產(chǎn)。
第二種：采用復(fù)合模，選擇合適的工序組合用復(fù)合模。這種方法雖然模具制造相對(duì)較復(fù)雜，但生產(chǎn)效率高且成本低，適用于大批量生產(chǎn)。
五、進(jìn)度安排
第1—2周 查閱資料，翻譯文獻(xiàn)，寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
第3—4周 畢業(yè)實(shí)習(xí)；
第5—6周 進(jìn)行工藝計(jì)算，相關(guān)軟件學(xué)習(xí)；
第7—8周 確定工藝方案，落料拉伸模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
第9—10周 第二套模具設(shè)計(jì)，模具零件繪制；
第11—12周 第三套模具設(shè)計(jì)及零件圖繪制；
第13—14周 第四套模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件圖繪制；
第15—16周 模具圖修改，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；
第17—18周 制作PPT，答辯。
六、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
簽字： 年 月 日
七、教研室（或開(kāi)題審查小組）意見(jiàn)
簽字： 年 月 日
山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
目 錄
摘 要··································································Ⅲ
ABSTRACT····························································Ⅳ
1 前 言
1.1 選題背景·····························································1
1.2課題設(shè)計(jì)思路·························································1
1.3設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)·····················································2
2 工藝分析及計(jì)算
2.1工件的基本信息分析···················································3
2.2工藝分析·····························································3
2.2.1工序計(jì)算 ·························································4
2.2.2計(jì)算毛坯直徑······················································5
2.2.3工藝方案的確定·····················································7
2.2.4排樣及搭邊·························································8
2.3工藝計(jì)算·····························································9
2.3.1工藝力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇········································9
2.3.2主要工作部分尺寸計(jì)算··············································12
3模具設(shè)計(jì)
3.1落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)················································15
3.1.1落料拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································15
3.1.2落料拉深復(fù)合模主要零件設(shè)計(jì)········································16
3.2沖孔模設(shè)計(jì)··························································19
3.2.1沖孔模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····················································19
3.2.2沖孔模主要零件設(shè)計(jì)················································20
3.3翻邊模設(shè)計(jì)··························································22
3.3.1翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····················································22
3.3.2翻邊模主要零件設(shè)計(jì)················································22
3.4切邊整形復(fù)合模的設(shè)計(jì)················································24
3.4.1切邊整形復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································24
3.4.2切邊整形復(fù)合模主要零件設(shè)計(jì)········································25
3.5擴(kuò)口壓平復(fù)合模的設(shè)計(jì)················································27
3.5.1擴(kuò)口壓平復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································27
3.5.2擴(kuò)口壓平復(fù)合模主要零件設(shè)計(jì)········································27
4 結(jié) 論································································31
謝 辭··································································32
參考文獻(xiàn)·······························································33
IV
摘 要
本文是對(duì)拉深件進(jìn)行工藝分析及模具設(shè)計(jì)。該工件是一個(gè)圓筒形拉深件，另外該工件的底部帶有通孔，需進(jìn)行沖孔翻邊，雖然形狀不太復(fù)雜但肯定不能一次成形。通過(guò)對(duì)零件各部分進(jìn)行計(jì)算分析后才能最終確定加工工序。工件整個(gè)成形過(guò)程所涉及的工序有：落料、拉深、沖孔、翻邊等四步。通過(guò)計(jì)算分析得翻邊能一次成形，所以不需進(jìn)行預(yù)拉深，而計(jì)算可知拉深可一次成形，所以確定最終工藝方案為：落料與拉深復(fù)合，沖孔、翻邊復(fù)合。在確定工藝方案的基礎(chǔ)上對(duì)主要模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析工件成型過(guò)程，設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)并畫(huà)出模具裝配圖及零件圖。在本次設(shè)計(jì)中主要對(duì)落料拉深復(fù)合模以及沖孔、翻邊模進(jìn)行設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：拉深；落料拉深復(fù)合模；
ABSTRACT
The thesis is focus on the process analysis and mold design of the drawing.The workpiece we design is a cylinder-shaped drawing parts,which has a hole at the bottom.The workpiece should be punched and flanged.Although the shape is not very complex,it couldn’t be shaped by one step.We can determine the processing by analyzing the parts of the workpiece.The process include several steps:blanking,drawing,punching and flanging.By analysis,we know that the flanging can be finished by one step.There should not be a pre-drawing.However,the drawing can be achieved easily.Therefore,the final process is compounding the blanking with the drawing, the punching die and flanging die.Besides,we should design the main die,analyse the process,design the structure of the die and draw the assembly and workpiece picutures.In this graduation project,we mainly design the blanking drawing die, the punching die and flanging die.
Key words: drawing die； blanking drawing compound die；
山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目：帶輪的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
院 （部）：材料科學(xué)與工程學(xué)院
專 業(yè)：材料成型及控制工程
班 級(jí)： 成型054
姓 名： 李瑜
學(xué) 號(hào)： 2005101265
指導(dǎo)教師： 任國(guó)成
完成日期： 2009年6月15日
山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
目 錄
摘 要··································································Ⅲ
ABSTRACT····························································Ⅳ
1 前 言
1.1 選題背景·····························································1
1.2課題設(shè)計(jì)思路·························································1
1.3設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)·····················································2
2 工藝分析及計(jì)算
2.1工件的基本信息分析···················································3
2.2工藝分析·····························································3
2.2.1工序計(jì)算 ·························································4
2.2.2計(jì)算毛坯直徑······················································5
2.2.3工藝方案的確定·····················································7
2.2.4排樣及搭邊·························································8
2.3工藝計(jì)算·····························································9
2.3.1工藝力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇········································9
2.3.2主要工作部分尺寸計(jì)算··············································12
3模具設(shè)計(jì)
3.1落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)················································15
3.1.1落料拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································15
3.1.2落料拉深復(fù)合模主要零件設(shè)計(jì)········································16
3.2沖孔模設(shè)計(jì)··························································19
3.2.1沖孔模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····················································19
3.2.2沖孔模主要零件設(shè)計(jì)················································20
3.3翻邊模設(shè)計(jì)··························································22
3.3.1翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····················································22
3.3.2翻邊模主要零件設(shè)計(jì)················································22
3.4切邊整形復(fù)合模的設(shè)計(jì)················································24
3.4.1切邊整形復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································24
3.4.2切邊整形復(fù)合模主要零件設(shè)計(jì)········································25
3.5擴(kuò)口壓平復(fù)合模的設(shè)計(jì)················································27
3.5.1擴(kuò)口壓平復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································27
3.5.2擴(kuò)口壓平復(fù)合模主要零件設(shè)計(jì)········································27
4 結(jié) 論································································31
謝 辭··································································32
參考文獻(xiàn)·······························································33
IV
摘 要
本文是對(duì)拉深件進(jìn)行工藝分析及模具設(shè)計(jì)。該工件是一個(gè)圓筒形拉深件，另外該工件的底部帶有通孔，需進(jìn)行沖孔翻邊，雖然形狀不太復(fù)雜但肯定不能一次成形。通過(guò)對(duì)零件各部分進(jìn)行計(jì)算分析后才能最終確定加工工序。工件整個(gè)成形過(guò)程所涉及的工序有：落料、拉深、沖孔、翻邊等四步。通過(guò)計(jì)算分析得翻邊能一次成形，所以不需進(jìn)行預(yù)拉深，而計(jì)算可知拉深可一次成形，所以確定最終工藝方案為：落料與拉深復(fù)合，沖孔、翻邊復(fù)合。在確定工藝方案的基礎(chǔ)上對(duì)主要模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析工件成型過(guò)程，設(shè)計(jì)模具的結(jié)構(gòu)并畫(huà)出模具裝配圖及零件圖。在本次設(shè)計(jì)中主要對(duì)落料拉深復(fù)合模以及沖孔、翻邊模進(jìn)行設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：拉深；落料拉深復(fù)合模；
ABSTRACT
The thesis is focus on the process analysis and mold design of the drawing.The workpiece we design is a cylinder-shaped drawing parts,which has a hole at the bottom.The workpiece should be punched and flanged.Although the shape is not very complex,it couldn’t be shaped by one step.We can determine the processing by analyzing the parts of the workpiece.The process include several steps:blanking,drawing,punching and flanging.By analysis,we know that the flanging can be finished by one step.There should not be a pre-drawing.However,the drawing can be achieved easily.Therefore,the final process is compounding the blanking with the drawing, the punching die and flanging die.Besides,we should design the main die,analyse the process,design the structure of the die and draw the assembly and workpiece picutures.In this graduation project,we mainly design the blanking drawing die, the punching die and flanging die.
Key words: drawing die； blanking drawing compound die；
山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1前 言
1.1選題背景
帶輪是帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中重要的零件之一。它是一種用途十分廣泛、年需求量很大的機(jī)械傳動(dòng)零件。
隨著機(jī)械工業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展，節(jié)約原材料，降低能耗，提高整機(jī)的質(zhì)量是普遍關(guān)注的大問(wèn)題。因此，對(duì)作為機(jī)械傳動(dòng)零件的帶輪如何優(yōu)化設(shè)計(jì)，改革加工方法，對(duì)促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展具有特別重要的意義。對(duì)于發(fā)達(dá)的現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō)，笨重的鑄鐵帶輪已較難適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的需求。為此人們一直尋求一種新的替代品，進(jìn)而突破傳統(tǒng)工藝。
采用鋼板沖壓制作的皮帶輪在這種時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生，采用鋼板制作的皮帶輪是一種輕型結(jié)構(gòu)的帶輪(通稱鈑制帶輪)。沖壓皮帶輪作為皮帶輪的一種新型的結(jié)構(gòu)型式，以其精度高、重量輕、節(jié)能、節(jié)材、動(dòng)平衡好、生產(chǎn)效率高，無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)，己被汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用，鑄鐵等型式的傳統(tǒng)皮帶輪將會(huì)逐漸減少使用，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
同其他制造帶輪的工藝方法相比，沖壓帶輪的有著巨大的優(yōu)勢(shì)：
(1)在具有足夠剛度的條件下，沖壓皮帶輪重量輕，比鑄鐵帶輪輕3/4以上。
(2)材料密度和壁厚均勻。因其是整體結(jié)構(gòu)，成形工藝合理，尺寸精度高(即槽面徑向跳動(dòng)量一般在0.1一0. 2 )，動(dòng)平衡性好，慣量小。
(3)同脹壓法相比，所用工具和模具的費(fèi)用低(為脹壓模具費(fèi)的1/5)，而且強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)，同時(shí)這種沖壓成形的皮帶輪具有可通用性，在工序周轉(zhuǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中的損壞率低。
(4)節(jié)能、節(jié)料、低成本。沖工藝能耗低，優(yōu)于鑄鐵帶輪的鑄造與退火等能耗工序，節(jié)約能源材料在50%以上，效率高，每分鐘可加工數(shù)件。
(5)無(wú)環(huán)境污染。工人勞動(dòng)條件好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。
1.2課題設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)為一多工序生產(chǎn)的筒形翻邊件，該零件為一階梯圓筒形拉深件，其形狀雖然簡(jiǎn)單但成形工序較多，且產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，所以盡量采用復(fù)合模。
設(shè)計(jì)模具前首先通過(guò)計(jì)算確定方案的可行性，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析，計(jì)算毛坯寸，進(jìn)而確定工藝方案，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
通過(guò)分析此工件，可以發(fā)現(xiàn)雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是所需的工序較多，有落料、拉深、沖孔、翻邊、擴(kuò)口、壓平六個(gè)工序，因此如何確定工序順序及各工序的復(fù)合成為此課題的關(guān)鍵。
1.3設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)
本設(shè)計(jì)為一多工序生產(chǎn)的零件，筒形拉深成形時(shí), 采用一次或多次成形工藝方法，同時(shí)要考慮到翻邊能否一次完成，保證零件能夠通過(guò)制定的工序生產(chǎn)出來(lái)。在該工藝過(guò)程中, 考慮材料在各個(gè)變形方向的成形極限, 從而預(yù)留足夠的坯料?？紤]工藝可行性與零件性能，選擇較合理的工藝順序是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，分析各個(gè)工序?qū)Σ牧闲阅芤约傲慵鹊挠绊?。再就是在擴(kuò)口翻邊工序進(jìn)行時(shí)對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求較高，需要用到斜楔滑塊機(jī)構(gòu)，必須保證模具設(shè)計(jì)的可行性，這是另一個(gè)難點(diǎn)。
2對(duì)工件進(jìn)行工藝分析
2.1工件的基本信息分析
本課題研究的是一帶輪的工藝分析及模具設(shè)計(jì)，查資料知該工件是柴油機(jī)的通風(fēng)口座子，其材料采用08冷軋鋼板，年生產(chǎn)批量較大。工件具體尺寸信息如圖2.1
圖2.1 工件圖
帶輪零件圖
該零件為簡(jiǎn)單軸對(duì)稱零件，且無(wú)尖銳的圓角，所以適合采用拉深工藝。雖然零件形狀不太復(fù)雜，但成形成形工序較多，且產(chǎn)品批量較大，需進(jìn)一步進(jìn)行工藝分析計(jì)算確定工序。
本次設(shè)計(jì)的零件為一筒形件, 且中間帶有通孔，需進(jìn)行拉深翻邊成形。 所用材料為08 冷軋鋼板, 料厚1.5mm , 大批量生產(chǎn)。零件帶有法蘭, 外形對(duì)稱, 無(wú)其他形狀突變及尖角。通過(guò)對(duì)筒形件拉深的設(shè)計(jì)，分析了解材料的成型極限，研究拉深過(guò)程中避免各種缺陷出現(xiàn)的解決方案。
2.2工藝分析
本課題研究的是拉深件的計(jì)算機(jī)工藝分析及模具設(shè)計(jì)，此工件為一圓筒形階梯拉深件，底部帶有通孔，需進(jìn)行翻邊加工。要求大批量生產(chǎn)，尺寸也較大。工件形狀簡(jiǎn)單，拉深過(guò)程中應(yīng)力變形均勻，但不能一次成形，需要落料、拉深、沖孔、翻邊、擴(kuò)口、壓平等工序，需先進(jìn)行工藝計(jì)算，確定工序。
首先對(duì)擴(kuò)口壓平部分進(jìn)行計(jì)算，確定出需要的翻邊高度，然后核對(duì)極限翻邊系數(shù)確定能否一次成形，分析是否需要預(yù)先拉深再進(jìn)行翻邊，再計(jì)算確定拉深能否一次成形，對(duì)于落料、沖孔部分的計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，拉深翻邊工序確定后，計(jì)算毛坯尺寸，可直接進(jìn)行計(jì)算。模具設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮工藝的可行性，對(duì)工序進(jìn)行確定后進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
2.2.1工序計(jì)算
（1）擴(kuò)口
擴(kuò)口是將空心件或管子端部直徑加以擴(kuò)大的沖壓工序。不同的擴(kuò)口形式有不同的毛坯計(jì)算公式，對(duì)于此帶輪，屬于平口型擴(kuò)口件。
由公式
得到 (mm)
所以要經(jīng)過(guò)擴(kuò)口壓平得到最后的零件，必須滿足拉深后的翻邊高度為
18.5-11+3=10.5
（2）翻邊
由上一步可知道所需要的翻邊高度為10.5，應(yīng)當(dāng)核算能否采用一次翻邊達(dá)到零件要求的高度
查表（6-1）[10]取極限翻邊系數(shù)Kmin=0.65
求最大翻邊高度[10]:
Hmax=D/2(1-Kmin)+0.43r+0.72t （2.2a）
=56/2(1-0.65)+0.43×2.5+0.72×1.5
=12.68(mm)
零件實(shí)際翻邊高度H=10.5<12.68。所以，直接翻邊能夠達(dá)到零件高度，不需要預(yù)先拉深在進(jìn)行翻邊
（3）根據(jù)翻邊高度求出沖底孔的尺寸
由公式
沖底孔直徑
r=2.5 翻邊凸模底部圓角半徑
h=10.5 翻邊高度
得 =42.35 mm
校核翻邊系數(shù)
由公式 K=/dm 得 K=0.7
查得08鋼的極限翻邊系數(shù)是0.65，故所求得的底孔直徑滿足翻邊條件。
（4）拉深
該零件屬于有凸緣圓筒形件的拉深?，所需拉深高度為H=11 mm
零件凸緣相對(duì)直徑 DP1/dp=1.61>1.4 屬于寬凸緣拉深件
確定能否一次拉出
相對(duì)拉深高度 h/d=0.18
凸緣相對(duì)直徑 dp/d=0.894
毛坯相對(duì)厚度 t/D=0.917
查表得 h1/d1=0.32 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于零件的h/d=0.18
故零件可一次拉深出來(lái)
2.2.2計(jì)算毛坯直徑
計(jì)算毛坯的分析圖如圖2.5，計(jì)算數(shù)據(jù)。
毛坯直徑按下式計(jì)算：
D 毛坯直徑
A0 包括修邊余量的拉深件的表面積
拉深件各部分表面積之和
代入數(shù)值計(jì)算可得 D=109mm
圖2.2 計(jì)算毛坯外形尺寸圖
第一套模具落料拉深工序復(fù)合，得到如下圖示零件
圖2.3 拉深后零件圖
第二套模具單工序沖孔后得到零件如下圖示
圖2.4 沖孔后零件圖
第三套模具單工序翻邊后得到如下圖零件
圖2.5 翻邊后零件圖
第四套模具切邊整形工序復(fù)合得到如下圖示零件
圖2.6切邊整形后零件圖
2.2.3工藝方案的確定
本次設(shè)計(jì)的加工工序包括以下基本工序：落料、拉深、沖孔、翻邊、擴(kuò)口、壓平、切邊整形等。
根據(jù)這些基本工序可以擬出以下幾種方案：
方案一，落料、拉深、沖孔、翻邊、擴(kuò)口、壓平、切邊整形依次順序進(jìn)行；
方案二，落料拉深復(fù)合、沖孔、翻邊、擴(kuò)口壓平復(fù)合、切邊整形依次順序進(jìn)行；
方案三，落料拉深沖孔翻邊復(fù)合、擴(kuò)口壓平復(fù)合、切邊整形依次順序進(jìn)行；
方案四，落料拉深復(fù)合、沖孔翻邊復(fù)合、擴(kuò)口壓平復(fù)合、切邊整形依次順序進(jìn)行；
方案五，采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工。
分析比較上述五種方案，可以看出：
各個(gè)工序分別依次進(jìn)行時(shí)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造，但是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，精度不能保證，而且浪費(fèi)模具材料，因此，方案一被排除；
方案三最大限度的對(duì)模具進(jìn)行復(fù)合，既考慮了操作，也考慮了成本效率，似乎是最合理的方案，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，由于沖孔與拉深復(fù)合，會(huì)使拉深凸模的壁厚受到限制，不能達(dá)到模具最小壁厚的要求，所以被排除，同時(shí)方案四也被排除；
方案五生產(chǎn)效率高且操作安全，但是其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，因此只有在特大量生產(chǎn)中才比較適宜，排除；
方案二沒(méi)有上述缺點(diǎn)，把結(jié)構(gòu)、成本、生產(chǎn)效率都加以考慮，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠節(jié)省制造費(fèi)用。因此最終確定第二種方案。各工序得到零件圖見(jiàn)
2.2.4排樣及搭邊
該工件展開(kāi)后是以規(guī)則圓形，軸對(duì)稱，所以毛坯外形也是一規(guī)則圓形。排樣是指工件在條料、帶料或板料上布置的方法。
工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于件展開(kāi)尺寸大于65mm，因此采用單行排列，查表2-16[13]得 搭邊值a1=2mm,a=2mm,采用擋料銷擋料，則：
條料寬：b=109+2a=113mm
條料的進(jìn)距為：h=109+a1=111mm
條料的利用率：
η=s/h??b×100﹪=16312.26/113×111×100﹪=76.45﹪ (2.2f)
圖2.7毛坯排樣圖
2.3工藝計(jì)算
2.3.1力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇
（1）落料拉深復(fù)合工序
落料力計(jì)算：
查式（2-7）[13]
查附錄A1[13]：τ=260~360MPa
F落=1.3×L×t×τ （2.3a）
=1.3×π·D×1.5×300
=1.3×3.14×109×1.5×300
=136.9KN
落料卸料力：
查式（2-11）[13]
F卸=k卸·F落 （2.3b）
=0.04×136.9
=5.5KN
落料總壓力：
F總= F落·F卸
=136.9+5.5
=142.4KN
拉深力計(jì)算：
P=kπd·tσb （2.3c）
由表4-18[13]查得因數(shù)k=0.95
查附錄A1[13]：σb=400MPa
P=0.95×3.14×61×1.5×400
=69KN
壓邊力計(jì)算：
查表4-16[13]得P=2.5MPa
Q=A·P
=π/4[D2-(d1+2r凹)2] P
=π/4[1092-(61+2×8)2] ×2.5
=6120.92
≈6.1KN
落料拉深復(fù)合工序總壓力：
F= F總+P+Q
=142.4+69+6.1
=218KN
F壓≥（1.6~1.8）F
≥348~3924KN
查表2-2[14]得：選用J23—400KN壓力機(jī)。
（2）沖孔工序
沖孔力：
查式（2-1）[10]
F沖=1.3L·t·τ (2.3e)
=1.3×π×31×1.5×300
≈53KN
卸料力：
查式（2-11）[13]
F卸=k卸·F落 （2.3b）
=0.04×53
=2.1KN
F壓≥（1.6~1.8）F
≥88~98KN
查表2-2[14]得：選用J23—100KN壓力機(jī)。
（3）翻邊工序
翻邊力：
查式（6-12）[10]
F翻=1.1π·t·σs·(D-d0) (2.3d)
=1.1×3.14×1.5×300×(61-43)
=24.868KN
≈25KN
F壓≥（1.6~1.8）F
≥132.8~149.4KN
查表2-2[14]得：選用J23—250KN壓力機(jī)。
（4）切邊整形工序
整修時(shí)所需的力可按照下式近似計(jì)算
式中 L 整修周邊長(zhǎng)度
s 總得雙邊金屬切削量
n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)
t 材料厚度
抗剪強(qiáng)度
代入數(shù)值得 Fc=40280.55N
=40KN
F壓≥（1.6~1.8）F
≥64~72KN
同時(shí)考慮到零件凹模周界等選用J23—100KN壓力機(jī)。
（5）擴(kuò)口翻邊工序
F 擴(kuò)口力
t 毛坯厚度
D 毛皮直徑
d 擴(kuò)口部分直徑
凹模與毛坯接觸面的摩擦系數(shù)
材料屈服點(diǎn)
凹模圓錐角
K 速度系數(shù)在曲柄壓力機(jī)上工作時(shí)，K=1.15
代入數(shù)值可得 F=48.52KN
同時(shí)考慮到斜楔滑塊機(jī)構(gòu)及凹模周界工作臺(tái)尺寸的問(wèn)題選擇壓力機(jī)為J23-160
2.3.2主要工作部分尺寸計(jì)算
（1）落料模：
D=109 該工件不要求外形尺寸，因此以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。
凸模與凹模單邊間隙值：
Z=1.1t （2.3f）
=1.1×1.5
=1.65mm
δd+δp≤Zmax-Zmin
查表2-10[15]得：x=0.5
落料凹模尺寸：
Dd=(D-x?)0+δd (2.3g)
=(109-0.5×1.15)0+0.035
≈108.650+0.035
落料凸模尺寸：落料凸模各部分尺寸按照上述凹模相應(yīng)部分尺寸配合加工保證雙面間隙0.025-0.035mm。
(2)拉深模：
查表5-30[16]得：
δd+δp=0.08+0.05≤Zmax-Zmin
?=0.5 D=600+0.40
查表4-75[17]得：
拉深凹模尺寸：
Dd=(D+0.4?+2C)0 +δd (2.3i)
=(60+0.4×0.4+2×0.16)0 +0.08
=63.36 0 +0.08
拉深凸模尺寸：
Dp=((D+0.4?)0 –δp (2.3j)
=60.160 -0.05
(3)沖孔模：
查表2-10[10]得：
δd+δp=0.02+0.03≤Zmax-Zmin
查表2-11[10]得：x=0.75 d=310 +0.62
沖孔凸模尺寸：
查式（2-8）[10]：
dp=(d+x?)0 -0.02
=(31+0.75×0.62)
≈42.740 -0.02
沖孔凹模尺寸：沖孔凹模各部分尺寸按照上述凸模相應(yīng)部分尺寸配合加工保證雙面間隙0.100-0.140mm
(4)翻邊模：
查表4-23[10]:
δd+δp=0.02+0.03≤Zmax-Zmin
D=600 -0.74
翻邊凹模尺寸：
dd=（D-0.75?）0 +δd
=（61-0.75×0.74）0 +0.03
=60.450 +0.03
翻邊凸模尺寸：
dp=（D-0.75?-2Z）0 -δp
=（61-2×1.65）0 -0.02
=57.70 -0.02
（5）切邊整形工序
查表5-30[16]得：
δd+δp=0.08+0.05≤Zmax-Zmin
?=0.36 D=850+0.40
查表4-75[17]得：
dd=（D-0.75?）0 +δd
=（85-0.75×0.74）0 +0.09
=84.730 +0.09
dp=（dd -0.75?-2Z）0 -δp
=（84.73-2×1.65）0 -0.09
=84.650 -0.09
3模具設(shè)計(jì)
3.1落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)
3.1.1落料拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）模具總體結(jié)構(gòu)選擇
在確定采用復(fù)合模后，還需考慮采用正裝式還是倒裝式復(fù)合模。采用正裝式復(fù)合模時(shí)，加工得到的工件由下模的推件裝置向上推出，而條料則由上模卸料裝置脫出，二者混雜在一起，不方便分裝，如果來(lái)不及排除廢料或工件就進(jìn)行下一次沖壓就容易導(dǎo)致模具刃口崩裂。采用倒裝式復(fù)合模時(shí)，拉深后工件嵌在上模部分的拉深凹模內(nèi)，由上模的推件裝置推出，再由壓力機(jī)上附加的接件裝置接走，條料則由下模的卸料裝置脫出。這種操作既方便又安全，同時(shí)還能保證較高的生產(chǎn)率。因此，該副落料拉深復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)。
（2）推件裝置
該副模具采用倒裝式復(fù)合模，落料拉深后工件嵌在上模部分的落料凹模內(nèi)，需由推件裝置將其推出。推件裝置可分剛性和彈性推件裝置。彈性推件裝置在沖裁時(shí)對(duì)工件有壓平作用，故能保證工件平整度和尺寸精度。而采用剛性推件裝置式，工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時(shí)要低些，但剛性推件裝置推件可靠，可以將工件穩(wěn)當(dāng)?shù)赝瞥霭寄?。由于該工件尺寸精度要求不高，采用剛性推件裝置即可，本次設(shè)計(jì)選用45鋼材料的推件塊。
（3）卸料裝置
復(fù)合模沖裁時(shí)，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要下模裝卸料裝置。卸料裝置有兩種形式：一種是將卸料零件裝在卸料板與凸凹模固定板之間；另一種是將卸料零件裝設(shè)在下模板下面。由于該工件卸料力不大，故采用后一種形式進(jìn)行卸料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性卸料裝置。
（4）導(dǎo)向裝置
由于工件為拉深件，精度要求不高，而且落料凹模周界較大，工件材料厚度適中，故采用中間導(dǎo)柱模架。
（5）工作過(guò)程
該副模具在一次沖裁過(guò)程中完成落料拉深兩個(gè)工序，生產(chǎn)效率高，節(jié)省模具材料。沖壓時(shí)，13-凸凹模和5-落料凹模進(jìn)行落料。上模繼續(xù)下行，20-壓邊圈壓住板料，凸模和凸凹模對(duì)板料進(jìn)行拉深，完成一次拉深工序后，條料卡在13-凸凹模外緣，通過(guò)11-卸料板進(jìn)行卸料，工件嵌在凸凹模內(nèi)，由8-推件塊將其推出，完成一次沖壓工序。
1-下模座 2-銷釘 3-固定板 4-彈簧 5-落料凹模 6-導(dǎo)套導(dǎo)料板 7-固定板 8-上模座 9-導(dǎo)套 10-墊板 11-卸料板 12-銷釘 13-凸凹模 14-模柄 15-打桿 16-銷釘 17-推件塊 18-螺釘 19-拉深凸模 20-壓邊圈 21-導(dǎo)柱 22-螺釘 23-卸料螺釘
圖3.1.1 落料拉深復(fù)合模
3.1.2 落料拉深復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)
對(duì)于復(fù)合模來(lái)說(shuō)，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三個(gè)主要零件?，F(xiàn)在這副模具的凸凹模用電火花切割一次割出，所以要將凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形尺寸按落料凸模計(jì)算，內(nèi)孔尺寸按拉深凹模計(jì)算。凸模按凸凹模內(nèi)孔線切割。凹模也用線切割加工，無(wú)論是光電跟蹤還是程序控制的線切割，在制作光電跟蹤圖或者計(jì)算輸入方程是，均需以凹模刃口工作部分尺寸作為依據(jù)，因此凹模刃口尺寸也需計(jì)算。
由于凸凹模、凸模和凹模三個(gè)零件都需要進(jìn)行線切割，而且三者之間的尺寸有一定的聯(lián)系，所以可以連續(xù)加工。首先，加工一塊凹模外形尺寸的模具板材，確定壓力中心，在板材上線切割出凹模的刃口，調(diào)節(jié)線切割設(shè)備選用合適的鉬絲使切割量小于凸、凹模間隙，在切下的廢料上切割出拉深凹模刃口，接下來(lái)在切下的廢料上切割出拉深凸模，然后在數(shù)控銑床上銑出凸模曲面，完成模具工作零件的加工。
（1） 落料凹模的設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
外形尺寸：Φ200×50；
加工后熱處理：58—62HRC；
凹模采用兩個(gè)Φ16圓柱銷定位，通過(guò)四個(gè)M16圓柱銷固定在下模座上。
圖3.1.2落料凹模
（2） 凸凹模設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
內(nèi)孔圓角半徑為8mm；
加工后熱處理：58—62HRC；
凸凹模用凸凹模固定板固定，凸凹模固定板通過(guò)兩個(gè)M12螺釘定位，六個(gè)圓柱銷將其與墊板固定在上模座上。
圖3.1.3凸凹模
（3）拉深凸模設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
凸模圓角半徑為3mm；
拉深凸模通過(guò)三個(gè)螺釘過(guò)定在下模座上。
圖3.1.4拉深凸模
（4）壓邊圈的設(shè)計(jì)
板料在拉深時(shí)，其板料除了受到徑向拉應(yīng)力還同時(shí)受到切向壓應(yīng)力的用。這時(shí)，
圖3.1.5壓邊圈
在變形過(guò)程中，板料不僅徑向移動(dòng)，同時(shí)還伴隨著切向的壓縮變形。毛坯嚴(yán)重起皺后，不僅有損拉深件的質(zhì)量，而且常常由于起皺后的毛坯不易從凸凹模之間的間隙通過(guò)，以致增大了拉深力，而使沖件拉裂。即使輕微起皺的毛坯可以勉強(qiáng)通過(guò)凸模與凹模的間隙，但還是會(huì)在零件的側(cè)壁上遺留下痕跡，影響了拉深件的表面質(zhì)量。因此，在下模設(shè)置壓邊圈。
但是，當(dāng)壓邊力加到板料上時(shí)，整個(gè)的板料都承受著一定的壓邊力。這時(shí)的板料在凹模斷面和壓邊圈之間的摩擦力增加。當(dāng)板料逐漸進(jìn)入凹模以后，坯料的外徑逐漸減小。這時(shí)，即使壓邊力是一定值，但是受壓面積卻越來(lái)越少，因而使得單位面積上的壓力逐漸地增大。這樣，被拉深的坯料在凹模端面上的部分就受到越開(kāi)越大的摩擦力，相應(yīng)的也就增大了拉深力，由此造成了沖件的側(cè)壁減薄和高度的增加，甚至很容易使沖件拉裂。因此選擇合適的壓邊力以及合理的形狀很重要。
3.2沖孔模設(shè)計(jì)
3.2.1沖孔模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）總體結(jié)構(gòu)選擇
該副復(fù)合模結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，沖孔廢料由凹模通孔落下，操作簡(jiǎn)單安全，并能保證較高的生產(chǎn)率。
（2）導(dǎo)向裝置
由于該工件精度要求不高，材料厚度適中，故采用中間導(dǎo)柱模架
圖3.2.1沖孔模
1-下模座 2-螺釘 3-導(dǎo)柱 4-凹模 5-卸料板 6-導(dǎo)套 7- 上模座
8-彈簧 9-卸料螺釘 10-墊板 11止轉(zhuǎn)銷 12-模柄 13-凸模 14-螺釘
15-銷釘 16-固定板 17-銷釘 18-墊板
（3）工作過(guò)程
沖壓工作開(kāi)始，上模板下行，13-沖孔凸模與4-凹模相配合進(jìn)行沖孔，廢料從下面通孔落出，工件加工完后上模板上行，5-卸料板在彈簧的作用下將工件推出，整個(gè)工序完成。
3.2.2沖孔模主要零件設(shè)計(jì)
（1） 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
選取材料：Cr12MoV；
外形尺寸：如圖示；
沖孔凸模用凸模固定板進(jìn)行固定。該凸模以臺(tái)肩與固定板固定凸模與凸模固定板的配合部分，采用過(guò)渡配合H7/m6。
圖3.2.2沖孔凸模
（2） 凹模設(shè)計(jì)
選用的模具材料：Cr12MoV；
外形尺寸：如圖示；
凸凹模用凸凹模固定板固定在下模板上。
圖3.2.3沖孔凹模
3.3 翻邊模設(shè)計(jì)
3.3.1 翻邊模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）總體結(jié)構(gòu)選擇
該副復(fù)合模結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，直接由單工序模翻邊成功，操作簡(jiǎn)單安全，并能保證較高的生產(chǎn)率。
（2）導(dǎo)向裝置
由于該工件精度要求不高，材料厚度適中，故采用中間導(dǎo)柱模架
1-下模座 2-墊板 3-銷釘 4-凹模 5-卸料板 6-彈簧 7- 導(dǎo)套8-上模座 9-凸模固定板 10-墊板 11-卸料螺釘 12-止轉(zhuǎn)銷 13-模柄 14-凸模 15-螺釘 16-銷釘 17-螺釘 18-導(dǎo)柱
圖3.3.1沖孔模
3.3.2翻邊模主要零件設(shè)計(jì)
（1）翻邊凹模的設(shè)計(jì)
選用的模具材料：Cr12MoV；
外形尺寸：Φ160×49；
翻邊凹模用凹模固定板固定，凹模固定板用兩個(gè)圓柱銷四個(gè)螺釘固定，與墊板一同固定在上模座上。
圖3.3.2翻邊凹模
（2）翻邊凸模的設(shè)計(jì)
選用的模具材料：Cr12MoV；
外形尺寸：Φ72×67；
翻邊凸模用凸模固定板進(jìn)行固定。該凸模以臺(tái)肩與固定板固定凸模與凸模固定板的配合部分，采用過(guò)渡配合H7/m6。
圖3.3.3翻邊凸模
3.4切邊整形復(fù)合模設(shè)計(jì)
3.4.1切邊整形復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）模具總體結(jié)構(gòu)選擇
在確定采用復(fù)合模后，還需考慮采用正裝式簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。采用正裝式復(fù)合模時(shí)，加工得到的工件隨下模運(yùn)動(dòng)，而有彈簧連接的下模會(huì)把零件彈出，可以很方便的取走零件。廢料則由安裝在下模上的廢料刀切斷滑落。這種操作既方便又安全，同時(shí)還能保證較高的生產(chǎn)率。因此，該副落料拉深復(fù)合模采用正裝結(jié)構(gòu)。
（2）卸料裝置
復(fù)合模沖裁時(shí)，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要下模裝卸料裝置。卸料裝置有兩種形式：一種是將卸料零件裝在卸料板與凸凹模固定板之間；另一種是將卸料零件裝設(shè)在下模板下面。由于該工件卸料力不大，故采用后一種形式進(jìn)行卸料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性卸料裝置。
（3）導(dǎo)向裝置
由于工件為拉深件，精度要求不高，而且落料凹模周界較大，工件材料厚度適中，故采用中間導(dǎo)柱模架。
（4）工作過(guò)程
該副模具在一次沖裁過(guò)程中完成整形切邊兩個(gè)工序，生產(chǎn)效率高，節(jié)省模具材料。上模下行時(shí)，11-凸模和4-整形凹模進(jìn)行整形。上模繼續(xù)下行，11-切邊凸模與3-切邊凹模進(jìn)行切邊，完成一次工序后，工件在凸凹模內(nèi)，人工將其推出，完成一次沖壓工序。
1-下模座 2-銷釘 3-切邊凹模 4-整形凹模 5-固定板 6-上模座 7-墊板 8-銷釘 9-螺釘 10-模柄 11-凸模 12-螺釘 13-導(dǎo)套 14-卸料螺釘 15-導(dǎo)柱 16-彈簧 17-墊板 18-螺釘
圖3.4.1 切邊整形復(fù)合模
3.4.2 切邊整形復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)
對(duì)于復(fù)合模來(lái)說(shuō)，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三個(gè)主要零件?，F(xiàn)在這副模具的凸凹模用電火花切割一次割出，所以要將凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形尺寸按落料凸模計(jì)算，內(nèi)孔尺寸按拉深凹模計(jì)算。凸模按凸凹模內(nèi)孔線切割。凹模也用線切割加工，無(wú)論是光電跟蹤還是程序控制的線切割，在制作光電跟蹤圖或者計(jì)算輸入方程是，均需以凹模刃口工作部分尺寸作為依據(jù)，因此凹模刃口尺寸也需計(jì)算。
由于凸凹模、凸模和凹模三個(gè)零件都需要進(jìn)行線切割，而且三者之間的尺寸有一定的聯(lián)系，所以可以連續(xù)加工。首先，加工一塊凹模外形尺寸的模具板材，確定壓力中心，在板材上線切割出凹模的刃口，調(diào)節(jié)線切割設(shè)備選用合適的鉬絲使切割量小于凸、凹模間隙，在切下的廢料上切割出拉深凹模刃口，接下來(lái)在切下的廢料上切割出拉深凸模，然后在數(shù)控銑床上銑出凸模曲面，完成模具工作零件的加工。
（1）凸模的設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
外形尺寸：Φ96×51；
加工后熱處理：58—62HRC；
凸模用凸模固定板進(jìn)行固定。該凸模以臺(tái)肩與固定板固定凸模與凸模固定板的配合部分，采用過(guò)渡配合H7/m6。
圖3.4.2整形凸模
（2）整形凹模設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
加工后熱處理：58—62HRC；
整形凹模通過(guò)三個(gè)M12卸料螺釘將其固定在下模座上，通過(guò)彈簧的力使其完成整形工序
圖3.4.3整形凹模
（3）切邊凹模設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
拉深凸模通過(guò)四個(gè)螺釘過(guò)定在下模座上。
圖3.4.4整形凹模
3.5擴(kuò)口壓平復(fù)合模設(shè)計(jì)
3.5.1擴(kuò)口壓平復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）模具總體結(jié)構(gòu)選擇
在確定采用復(fù)合模后，主要考慮采用斜楔滑塊機(jī)構(gòu)。由于受到零件形狀的限制，需要用到斜楔滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)擴(kuò)口翻邊處進(jìn)行支撐。這種操作方便安全，同時(shí)還能保證較高的生產(chǎn)率。因此，該副落料拉深復(fù)合模采用正裝結(jié)構(gòu)。
（2）導(dǎo)向裝置
由于工件為拉深件，精度要求不高，而且落料凹模周界較大，工件材料厚度適中，故采用中間導(dǎo)柱模架。
（4）工作過(guò)程
模具工作時(shí)上模座帶動(dòng)壓平凸模14與擴(kuò)口凸模15一起下行，擴(kuò)口凸模15接觸工件后，在彈簧力作用下，將工件預(yù)壓為喇叭口形狀，上模繼續(xù)下行，擴(kuò)口凸模15在壓平凸模14中滑動(dòng)，直到被限位圓柱銷20擋住，壓平凸模14繼續(xù)下行，將擴(kuò)口壓平，完成一次工序后，工件在凸凹模內(nèi)，人工將其推出，完成一次沖壓工序。
1-下模座 2-螺釘 3-固定底板 4-彈簧 5-卸料螺釘 6-斜楔 7-導(dǎo)套 8-上模座 9-墊板 10-螺釘 11-螺釘 12-固定板 13-銷釘 14-壓平凸模 15-擴(kuò)口凸模 16-模柄 17-彈簧 18-銷釘 19-螺釘 20-限位圓柱銷 21-凹模 22-滑塊 23-壓板 24-十字槽沉頭螺釘 25-銷釘
圖3.5.1 擴(kuò)口壓平復(fù)合模
3.5.2擴(kuò)口壓平復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)
對(duì)于復(fù)合模來(lái)說(shuō)，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三個(gè)主要零件?，F(xiàn)在這副模具的凸凹模用電火花切割一次割出，所以要將凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形尺寸按落料凸模計(jì)算，內(nèi)孔尺寸按拉深凹模計(jì)算。凸模按凸凹模內(nèi)孔線切割。凹模也用線切割加工，無(wú)論是光電跟蹤還是程序控制的線切割，在制作光電跟蹤圖或者計(jì)算輸入方程是，均需以凹模刃口工作部分尺寸作為依據(jù)，因此凹模刃口尺寸也需計(jì)算。
由于凸凹模、凸模和凹模三個(gè)零件都需要進(jìn)行線切割，而且三者之間的尺寸有一定的聯(lián)系，所以可以連續(xù)加工。首先，加工一塊凹模外形尺寸的模具板材，確定壓力中心，在板材上線切割出凹模的刃口，調(diào)節(jié)線切割設(shè)備選用合適的鉬絲使切割量小于凸、凹模間隙，在切下的廢料上切割出拉深凹模刃口，接下來(lái)在切下的廢料上切割出拉深凸模，然后在數(shù)控銑床上銑出凸模曲面，完成模具工作零件的加工。
（1）擴(kuò)口凸模的設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
加工后熱處理：58—62HRC；
擴(kuò)口凸模采用一個(gè)Φ16限位圓柱銷配合彈簧裝在壓平凸模內(nèi)。
圖3.5.2擴(kuò)口凸模
（2）壓平凸模設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
加工后熱處理：58—62HRC；
壓平凸模用凸模固定板固定，凸模固定板通過(guò)兩個(gè)圓柱銷定位，四個(gè)M12螺釘將其與墊板固定在上模座上。
圖3.5.3壓平凸模
（3）凹模設(shè)計(jì)
選用材料：Cr12MoV；
凹模通過(guò)三個(gè)螺釘固定在下模座上，用兩個(gè)圓柱銷定位。
圖3.5.4凹模
（3） 滑塊設(shè)計(jì)
選用材料：T10A；
拉深凸模通過(guò)滑槽定固定底板上活動(dòng)。
圖3.5.5滑塊
（4） 固定底板設(shè)計(jì)
選用材料：45；
拉深凸模通過(guò)三個(gè)螺釘過(guò)定在下模座上。
圖3.5.6固定底板
4結(jié) 論
（1）為圓筒拉深件設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要計(jì)算毛坯直徑，通過(guò)計(jì)算分析加工工序，確定工藝方案的可行性。
（2）落料拉深復(fù)合工序采用倒裝式復(fù)合模，拉深后工件嵌在上模部分的拉深凹模內(nèi)，由上模的推件裝置將其推出，再由壓力機(jī)上附加的接件裝置接走，條料則由下模的卸料裝置脫出。該工序操作方便安全，生產(chǎn)效率較高。由于工件對(duì)尺寸精度要求不高，因此采用剛性推件裝置即可。沖裁后，條料會(huì)卡在凸凹模外緣，下模需采用剛性卸料裝置。另外，由于工件材料厚度適中，凹模周界較大，所以選用中間導(dǎo)柱模架。
（3）沖孔、翻邊工序采用正裝式簡(jiǎn)單單工序模。將毛坯卡在下模板的凸凹模和壓邊圈上，沖孔廢料由凸凹模通孔落下，操作簡(jiǎn)單安全，并能保證較高的生產(chǎn)率。由于工件尺寸精度要求高，因此采用彈性壓邊圈和推件裝置即可。毛坯裝卡在壓邊圈上，沖裁后，壓邊圈在推桿的作用下將卡在凸凹模上的工件推出，工件材料厚度適中，所以采用中間導(dǎo)柱模架。
（4）切邊整形模具，修邊工序是將為保證拉深成型而在沖壓零件的周圍增加的工藝補(bǔ)充部分沖裁剪切的沖壓工序，對(duì)于此零件的修邊是垂直修邊，所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廢料處理也較方便。
（5）擴(kuò)口是將空心件或管子端部直徑加以擴(kuò)大的的沖壓工序，擴(kuò)口能力的大小取決于材料的種類、坯料的厚度和擴(kuò)口角度等多種因素，對(duì)于其模具設(shè)計(jì)，受零件形狀的影響，此模具需要用到斜楔滑塊機(jī)構(gòu)，來(lái)保證擴(kuò)口翻邊工序的完成。
（6）兩套模具都采用復(fù)合模形式，主要工作部分有：凸模、凹模、凸凹模三個(gè)零件，都需要采用線切割進(jìn)行加工，而且三者之間的尺寸有一定的聯(lián)系，可以連續(xù)進(jìn)行加工。
謝 辭
通過(guò)幾個(gè)月的查資料、計(jì)算分析驗(yàn)證、不斷修改后，終于完成了模具設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多困難，在解決困難的過(guò)程中不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)中的不合理之處，盡自己最大努力做一份合格的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也表示著大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的結(jié)束，幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程讓我領(lǐng)悟很多也進(jìn)步很多，從剛開(kāi)始的無(wú)從下手到慢慢找到思路，每一次進(jìn)步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是極大地收獲。在這里最要感謝任國(guó)成老師，任老師帶的學(xué)生不少，又有教學(xué)任務(wù)，他在百忙之中還要督促指導(dǎo)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這里向任老師表示崇高的敬意和忠心的感謝。
設(shè)計(jì)過(guò)程中也要感謝學(xué)校圖書(shū)館為我們提供了那么多的資料，對(duì)我們開(kāi)拓思路、解決問(wèn)題有極大地幫助，同時(shí)還要感謝同組的等同學(xué)以及舍友們對(duì)我的幫助。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)總結(jié)的過(guò)程，是對(duì)這四年所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，在這里也要感謝這四年中傳授我知識(shí)的所有老師！
謝謝！
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