端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目:端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 年級(jí)、 專業(yè): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時(shí) 間: 摘 要 本設(shè)計(jì)是對(duì)給定的產(chǎn)品圖進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料和和對(duì)產(chǎn)品形狀仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性以及復(fù)雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計(jì)算是在方便建設(shè)又不影響模具成型的前提下簡(jiǎn)化為所熟悉的模型進(jìn)行的。文中還對(duì)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(jìn)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(jì)算的方法和簡(jiǎn)化模型，以及沖壓模具設(shè)計(jì)所需要使用的幾種參考書籍的查閱方法。 【關(guān)鍵詞】工藝、工藝性、沖壓工序、沖壓模具、毛坯展開尺寸 Abstract This project is a press die designation based on the original product. The election of press process is based on consulting correlation datum and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree iso many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the test, to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part, otherwise also introducing calculation means on the work blank from of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die. 【key words】The craft； the technology capability； press process; punch die; The unfold dimension of the work blank. . 目 錄 前言 ………………………………………………………………………………… 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 …………………………………… 6 1.2 工藝方案的確定 ……………………………………………… 7 第二章　工藝設(shè)計(jì) 2. 1 計(jì)算毛坯尺寸 ………………………………………………………… 8 2. 2確定排樣和裁板方案 …………………………………………………… 9 2. 3 工序的合并與工序順序 ……………………………………………… 10 2. 4 計(jì)算各工序的壓力 …………………………………………………… 11 2. 5 壓力機(jī)的選擇 ………………………………………………………… 12 第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 3. 1落料、拉深、沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì) …………………………………… 13 第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的計(jì)算 4. 1落料、拉深、沖孔復(fù)合模 …………………………………………… 14 第五章 模具零件的選用，設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算 5. 1落料、拉深、沖孔復(fù)合模 …………………………………………… 17 第六章 壓力機(jī)的校核 6. 1落料、拉深、沖孔模壓力機(jī)的校核 …………………………………… 23 第七章 模具的動(dòng)作原理及綜合分析 7. 1 落料、拉深、沖孔模的動(dòng)作原理 …………………………………… 24 第八章 凸凹模加工工藝方案 8. 1 凹模、凸模加工工藝路線 ………………………………………………25 8. 2 模具裝配 ………………………………………………………………29 第九章 設(shè)計(jì)心得 ………………………………………………………………31 第十章 致謝辭 …………………………………………………………………32 【參考文獻(xiàn)】………………………………………………………………………33 前 言 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，沖壓技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個(gè)機(jī)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?zèng)_壓、多工位自動(dòng)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(gè)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(zhǎng)了模具的壽命和擴(kuò)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(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國(guó)防、電機(jī)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(gè)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(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要指標(biāo)。 目前國(guó)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(xùn)。我們做為踏入社會(huì)的當(dāng)代學(xué)生，就應(yīng)該掌握扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，現(xiàn)在學(xué)好理論基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐之后的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。希望能通過這次設(shè)計(jì)，能掌握模具設(shè)計(jì)的基本方法和基本理論。 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 一、零件圖 圖1—1） 工件圖：如圖1—1所示 名稱：端蓋 材料：Q235 板厚：1mm 二、零件的工藝性分析 端蓋所用的材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235,其力學(xué)性能如下：τ=304～373Mpa, σb=432～461 Mpa, σs=235Mpa。 由于圖樣上未注公差等級(jí)，屬自由尺寸，確定其精度等級(jí)為IT13級(jí)，大、中批量生產(chǎn)。該制件形狀簡(jiǎn)單，尺寸較小，厚度適中，屬于普通沖壓件，但有幾點(diǎn)應(yīng)該注意： ①根據(jù)工件的形狀分析，該工件為圓筒形件,因此在加工時(shí)要考慮到整形工序； ②零件的底部是有孔的筒形件，因此必須得考慮這一筒形件的成型方案； ③拉深的h/d較大，要考慮能否一次拉成，且最后一次拉深成型是應(yīng)注意保證R2的圓角； ④大批量生產(chǎn)，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； ⑤制件較小，從安全考慮，要采取適當(dāng)?shù)娜〖绞?，模具結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)好推件和取件方式。 1.2、工藝方案的確定 一、零件底部通孔成型方案的確定 底部7個(gè)通孔可有多種成型方案： 第一種方案：拉深成型后再在底部沖孔； 第二種方案：先在底部沖一小孔，然后在拉深成型。 若采用第一種孔的成型方案，工序集中，工件的質(zhì)量較高，適合大、中批量生產(chǎn)，圖樣上對(duì)工件精度工件要求不是很高的情況下，可以采用；第二種方案先在底部沖預(yù)制小孔，在拉深的過程中預(yù)制孔會(huì)變形，而且拉深也會(huì)出現(xiàn)缺陷，由于變形的不均勻，拉深的直壁的質(zhì)量也不好。綜上，采用第一種成型方案。 二、工序的安排 對(duì)工序的安排，擬有以下幾種方案： ①.落料 -- 沖孔 -- 拉深 — 整形 ②.落料 — 拉深 — 沖孔 — 整形 ③.落料 — 拉深 — 整形 — 沖孔 對(duì)于方案①，先沖孔再拉深，在拉深的過程中預(yù)制孔會(huì)變形，而且拉深也會(huì)出現(xiàn)缺陷，由于變形的不均勻，拉深的直壁的質(zhì)量也不好。方案②將整形放在沖孔的后面，雖然使模具的制造比較簡(jiǎn)單，可是整形前的毛坯尺寸要求較高，計(jì)算復(fù)雜，且精度不易保證；方案③將沖孔放在最后，很容易保證工件的精度，且沒有出現(xiàn)方案①②的問題，故此方法為最佳方案。 綜上所述，最終確定采用方案③。 第二章 工藝設(shè)計(jì) 2.1 計(jì)算毛坯尺寸 一、確定拉深次數(shù) ⑴選定修邊余量 查《沖壓手冊(cè)》表4—5，確定δ=1.2mm ⑵計(jì)算工件表面積 為了便于計(jì)算,將該零件分成若干個(gè)簡(jiǎn)單幾何體計(jì)算 圓筒直壁部分的表面積: A1=πd(h + δ) =3.14×109×(17 + 1.2) =6229.132 R2圓球臺(tái)部分的表面積: A2=2π(d。/2 + 2r/π) πr/2 =2×3.14×(109/2 + 5/3.14) ×3.14×2.5/2 =1382.6205 底部表面積為： A3=πd。2/4 =3.14×1092/4 =9326.585 則工件總面積為： A= A1 + A2 + 9326.585 =6229.132 + 1382.6205 + 9326.585 =16938.3375 ⑶預(yù)算毛坯直徑D 根據(jù)毛坯表面積等于工件表面積的原則: πD2/4=A D=146.8928(圓整147mm) ⑷ 確定拉深次數(shù) 總拉深系數(shù)為：m = dn/D = 109/147=0.741 由毛坯相對(duì)厚度t/D×100=1.04 查《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》P158表2.4.7得第一次拉深系數(shù) m1=0.84～0.65 ∴ 可以一次拉成 2.2、確定排樣和裁板方案 這里毛坯直徑Φ147mm尺寸比較大，考慮到操作方便，采用單排 由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P45表2.5.2 確定搭邊值： 工件間：a1=0.8 沿邊： a=1 進(jìn)距 A=d0+a1=147 + 0.8=147.8 條料寬度 B=d0+2a=147+2×1=149 查《沖壓模具設(shè)計(jì)資料》 選用 1500×4000×1標(biāo)準(zhǔn)鋼板 裁板方案有縱裁和橫裁兩種，比較兩種方案，選用其中材料的利用率較高的一種。 縱裁時(shí)： 每張板料裁成條料數(shù)：n1=1500/149=10 余10mm 每塊條料沖制的制件數(shù) n2=（4000-0.8）/147.8 =27 余8.6mm ∴每張板料沖制的制件數(shù) n=n1×n2=10×27 =270個(gè) 材料利用率 η=nF /F。×100% =270×16963.065 /1500×4000×100% =76.33% 橫裁時(shí)： 每張板料裁成的條料數(shù) n1=4000/149=26 余126mm 每塊條料沖制的制件數(shù) n2=（1500-0.8）/147.8=10 余21.2mm ∴每張板料沖制的制件數(shù) n=n1× n2 =26×10 =260個(gè) 材料利用率 η= nF /F?！?00% =260×16963.065 /4000×1500×100% =73.51% 由上述計(jì)算結(jié)果可知，應(yīng)采用材料利用率高的縱裁，排樣圖如圖2—1所示 圖2 — 1） 2.3 工序的合并與工序順序 根據(jù)上面的分析與計(jì)算，此件的全部基本工序有落料、拉深、沖孔、整形 根據(jù)這些基本工序，可以擬出以下幾種方案： 方案⑴： 落料與拉深復(fù)合，其余為基本工序； 方案⑵： 落料與拉深復(fù)合， 沖孔與整形復(fù)合，其余按基本工序； 方案⑶： 落料與拉深復(fù)合，沖孔、整形為基本工序； 方案⑷： 落料、拉深、與沖孔復(fù)合，最后整形； 方案⑸： 全部基本工序合并，采用連續(xù)拉深沖壓方式 分析上述幾種方案： 方案⑴復(fù)合程度低，在生產(chǎn)量不大的情況下，采用這一方案可行，因生產(chǎn)率太低，且使用的模具較多； 方案⑵將沖底孔與翻邊復(fù)合，使模具壁厚較小，模具容易損壞； 方案⑶沖孔與整形復(fù)合，使工序不好安排，若整形在前，沖孔在后則不能保證凸緣的形狀與精度，其結(jié)構(gòu)雖然解決了壁厚太薄的問題，但模具的刃口不在同一平面內(nèi)，因此刃口用鈍后，刃磨很不方便，所以不可??； 方案⑷采用連續(xù)模，將各基本工序合并，生產(chǎn)率高，但將整形單獨(dú)劃分為一個(gè)工序，生產(chǎn)率低于第五種方案。 方案⑸沒有上述缺點(diǎn)，模具復(fù)合程度較高，所需的模具較少，且模具設(shè)計(jì)容易，其制造費(fèi)用也較低，產(chǎn)品凸緣的制造精度也可通過最后一次的整形工序來達(dá)到，因此選定這一方案。 綜上，本次需設(shè)計(jì)的模具為落料、拉深、沖孔復(fù)合模； 2.4 計(jì)算各工序的壓力 已知工件的材料為Q235,是普通炭素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能如下：τ=304～373Mpa,σb=432～461 Mpa, σs=235Mpa。 一、落料、拉深、沖孔工序的計(jì)算 落料力: P1=1.3лdtτ （d=147mm,t=1mm） =1.3 π×147×1×350 =210018.9(N) 落料的卸料力： P2=k卸P1 （查表得：k卸=0.04～0.05） =0.04×210018.9 =8400.756(N) 沖孔力(Φ15)： P3=1.3 πd孔tτ =1.3 π×15×1×350 =21430.5(N) 沖孔的推件力：P4=n﹒k2﹒p3 (查表2-37 凹模型口直壁高度=6mm,n=h/t=6,k2=0.055) ∴P4= 4×0.055×21430.5 =4286.1 (N) 沖孔力(6×Φ6)： P5=1.3 πd孔tτ =1.3 π×6×1×350 =8752.2(N) 沖孔的推件力：P6=n﹒k2﹒p5 (查表2-37 凹模型口直壁高度=6mm,n=h/t=6,k2=0.055) ∴P6= 4×0.055×8752.2 =1885.844(N) 拉深力： P7=πdntσbK3 (σb取461) =3.14×109×1×461×0.9 =142003.674(N) 整形力：整形力可按照下式計(jì)算： F整形 = Aq 式中 F——校平力，單位 N ； A——校平投影面積（整圓角部分投影面積）mm2 ， A = π（d02－6×d12 – d22）/4 = π（1092－6×62–152）/4 = 2860 mm2 ； q—單位校平力，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表6—9（ P161 ）可知q =90MPa 。 將A和q 值代入F整形 = Aq即可得整形力F整形= 2860×90 = 257400 N 。 根據(jù)以上計(jì)算和分析,這一工序的最大總壓力為： P=P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 =210018.9+8400.756+21430.5+4286.1+8752.2+1885.844+142003.674 =396778.014(N) 總壓力完全能夠滿足整形所需。 2.5 壓力機(jī)的選擇 根據(jù)以上計(jì)算和分析，再結(jié)合車間設(shè)備的實(shí)際情況，選用公稱壓力為400KN的開式雙柱固定臺(tái)可傾壓力機(jī)（型號(hào)為J23—40）能滿足使用要求。 壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。由于該制件的毛坯及各工序均為軸對(duì)稱圖形，而且只有一個(gè)工位，因此壓力機(jī)的中心必定與制件的幾何中心重合。 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(diǎn)，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。 3.1 落料、拉深、沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì) 只有在拉深件高度比較高時(shí)，才能采用落料、拉深復(fù)合模，這是因?yàn)闇\拉深若采用復(fù)合摸，則落料凸模（肩拉深凹模）的壁厚會(huì)太薄，造成模具的強(qiáng)度不足。本模具中，凸凹模壁厚的最小值 bmin=26.46mm能夠保證強(qiáng)度，故采用復(fù)合模的結(jié)構(gòu)是合理的。 落料、拉深、沖孔復(fù)合模常采用典型結(jié)構(gòu)，即落料采用正裝式，拉深采用倒裝式。工件厚度一般（t=1mm）,故采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置除了卸料的作用外，在拉深時(shí)，還可以起到壓邊的作用。 頂件時(shí)采用彈性頂件裝置,彈性力由橡皮產(chǎn)生,由托桿將力傳到工件上,將工件頂出;推件是采用剛性推件裝置,將工件從凸凹模中推出。 落料、拉深、沖孔復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式如下頁(yè) 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(jì)算 4.1 落料、拉深、沖孔復(fù)合模 ①落料刃口 工件外形落料凹模采用整體結(jié)構(gòu)，直刃口形式。這種刃口強(qiáng)度較好，孔口尺寸不隨刃口的刃磨而增大，適用于形狀復(fù)雜、精度要求高的工件向上頂出的要求。落料的基本尺寸為147mm。 查《沖壓手冊(cè)》表2—28，可得凸、凹模刃口的極限偏差： δ凸 = 0.025 mm δ凹 = 0.040 mm。 = 0.025 + 0.040 = 0.065 查《沖壓手冊(cè)》表2—23，可知凸、凹模初始雙面間隙Z為： Zmin = 0.15； Zmax = 0.19. Zmax - Zmin = 0.19 – 0.15= 0.04 ＞ Zmax - Zmin ，故凸、凹模分開加工。又工件的尺寸D-△=147-0.63mm 。又查《沖壓手冊(cè)》表2—30得磨損系數(shù)X=1 。落料尺寸由凹模刃口決定，計(jì)算以凹模為基準(zhǔn)： D凹 = （D-X△）+δ凹 = 146.37+0。040 D凸 =（D-X△-Zmin）-δ凸 = 146.22 -0.025 ②計(jì)算沖孔（Φ6）模凸、凹模刃口尺寸 查《沖壓手冊(cè)》表2—28，可得凸、凹模刃口的極限偏差： δ凸 = +0.008 mm δ凹 = 0.012 mm。 = 0.008 + 0.012 = 0.02 查《沖壓手冊(cè)》表2—23，可知凸、凹模初始雙面間隙Z為： Zmin = 0.15； Zmax = 0.19。 Zmax - Zmin = 0.19–0.15 = 0.04 < Zmax - Zmin ，故凸、凹模分開加工。又工件的尺寸D-△=6+ 0.18mm 又查《沖壓手冊(cè)》表2—30得磨損系數(shù)x = 1 。沖孔尺寸由凸模刃口決定，計(jì)算以凸模為基準(zhǔn)： D凸= （d+x△-Zmin）-δ凸 = 6.03-0.008 mm D凹= （D凸+Zmin）+δ凹 = 6.18+0.012 mm ③計(jì)算沖孔（Φ15）模凸、凹模刃口尺寸 查《沖壓手冊(cè)》表2—28，可得凸、凹模刃口的極限偏差： δ凸 = +0.011 mm δ凹 = 0.018 mm。 = 0.011 + 0.018 = 0.029 查《沖壓手冊(cè)》表2—23，可知凸、凹模初始雙面間隙Z為： Zmin = 0.15； Zmax = 0.19。 Zmax - Zmin = 0.19–0.15 = 0.04 < Zmax - Zmin ，故凸、凹模分開加工。又工件的尺寸D-△=15+ 0.27mm 又查《沖壓手冊(cè)》表2—30得磨損系數(shù)x = 1 。沖孔尺寸由凸模刃口決定，計(jì)算以凸模為基準(zhǔn)： D凸= （d+x△-Zmin）-δ凸 = 15.12-0.011 mm D凹= （D凸+Zmin）+δ凹 = 15.27+0.018 mm ④計(jì)算拉深部分刃口尺寸 拉深件尺寸以內(nèi)徑為準(zhǔn)，基本尺寸為?108mm，公差△=0.54。計(jì)算時(shí)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 查《沖壓手冊(cè)》表4—74（P305）得其單面間隙C = 1～1.1t ，取C = 1.1t = 1.3 mm 查《沖壓手冊(cè)》表4—76得拉深模凸、凹模的制造公差分別為： δ凸= 0.025，δ凹= 0.040 。 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算如下： D凸=（d + 0.4△）-δ凹 =（108 + 0.4×0.54）-0.025 =108.216-0.025 mm D凹=(d + 0.4△+ 2C)+δ凹 =（108 + 0.4×0.54 + 2×1.3）+0.040 = 110.816+0.040 mm 拉深凸模圓角半徑R凸= 0.5mm ；拉深凹模圓角半徑R凹= 1.5mm 。 第五章 模具零件的選用，設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算 5.1、落料，拉深、沖孔復(fù)合模 ①成形零件 一、凸模 凸模材料選用T10A，淬火硬度達(dá)到62HRC。采用帶肩凸模（圖5-1所示為沖孔凸模、圖5—2所示為落料凸模） 圖5-1） 圖5-1） 二、凹模 落料凹模實(shí)際最大外形尺寸b =147 mm 查《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》P68得K =0.19 凹模厚度： H=kb =0.19×147 =27.93 mm(取28mm) 凹模壁厚： C=（1.5～2）×H=1.6×28=44.8mm 所以,凹模最大外形尺寸為： L=D+2C =147+2×44.8 =236.6mm（圓整取277mm） 凹模材料選用T10A，淬火硬度達(dá)到62HRC。凸凹模采用臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，采用固定板固定，這樣簡(jiǎn)化了模具的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了材料的成本。外形尺寸如圖5-3所示 圖5-3） ②支撐固定零件 上、下模座中間聯(lián)以導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)模架。凹模最大外形尺寸為237 mm×237 mm，選用GB2851.3—81中的后側(cè)導(dǎo)柱模架。模具的閉合高度h = 240～285mm ， 上模座為250×250×50，下模座為250×250×65 ，導(dǎo)柱的基本尺寸為?33mm 。 上模座選用GB2855.5—81 中的后側(cè)導(dǎo)柱上模座，材料為HT200、Ⅱ型。 其主要參數(shù)： L= 250mm B = 250mm、 t = 50mm = 260 mm S = 250mm = 160mm =290mm R = 50mm = 100mm D =50+0.025mm　　 (上模座) 下模座選用GB2855.6—81中的后側(cè)導(dǎo)柱下模座，材料為HT200。 其主要參數(shù)：　 L= 250mm B = 250mm t = 65mm = 260 mm S = 250mm = 160mm = 290mm R = 50mm = 100mm D =35-0.025mm (下模座) 模柄選用凸緣式模柄，參見GB2862.1—81。材料為Q235的Ⅱ型凸緣式模柄。模柄中打桿孔的直徑為?17mm其具體參數(shù)為： d = 50mm D = 100mm h = 78mm h2 = 18mm D1= 62mm d1 = 13mm d2 = 18mm d3 =11mm b1 = 11mm (模柄) ③卸料零件 由于工件厚度為1 .5 mm，為保證沖裁件表面的平整采用彈壓卸料板卸料。根據(jù)卸料力的大小取卸料板厚度為12mm，根據(jù)模座周界大小取卸料橡膠尺寸為250×250×70 橡膠的可壓縮量為h=H×0.3=70×0.3=21mm 凹模深度為3mm，所選橡膠滿足使用要求。 ④定位零件 采用兩顆導(dǎo)料銷和一個(gè)固定擋料銷定位。固定擋料銷在GB2866.11—81中選取直徑D = 8mm 、d =4mm 、高度h = 3mm 的Ⅰ型固定擋料銷。這種零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用方便，直接裝在凹模上即可 (擋料銷) (導(dǎo)料銷) 凹模上固定擋料銷孔與刃口之間的壁厚為3mm，大于允許的最小壁厚2mm，滿足強(qiáng)度要求。故所選的擋料銷合適。 上、下模座螺釘選取　 由凹模周界250 ×250選用M16的內(nèi)六角圓柱頭螺釘 參照模具各零件的具體情況， 上模座選用四顆M16X45的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。 　　　　下模座選用四顆M16X50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。 ( 螺釘) 卸料螺釘 查《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表15-34選取卸料螺釘 選用M16X180的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 ( 卸料螺釘 ) 其主要參數(shù)：d1=20 l=20 d2=30 H=20 t=10 s=14 d3=17 d4=16 d5=13 L=180 上、下模座銷釘?shù)倪x取 由凹模周界250×250選用Φ10的圓柱銷釘 根據(jù)模具的實(shí)際情況 上模座選用兩顆Φ10×90的圓柱銷釘定位 下模座選用兩顆Φ10×90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(dāng)?shù)囊?guī)格與尺寸。 ⑤導(dǎo)向裝置 本模具采用圓形導(dǎo)柱、導(dǎo)套式的導(dǎo)向裝置。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合，配合精度為H7/R6 。導(dǎo)柱與導(dǎo)套相對(duì)滑動(dòng)，要求配合表面有足夠的強(qiáng)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(dǎo)柱選用GB2861.2—81中的B型導(dǎo)柱，直徑d = 35mm 、極限偏差為R7 、長(zhǎng)度L = 230mm l=65mm。 導(dǎo)套選用GB2861.6—81中的A型導(dǎo)套，直徑d =35mm 、D=50、極限偏差為H7 、長(zhǎng)度L =125mm 、H=48mm 、l=25mm。 第六章 壓力機(jī)的校核 6.1 落料、拉深-沖孔模壓力機(jī)的校核 1、閉合高度的校核 所選壓力機(jī)的最大閉合高度為300mm，閉合高度的調(diào)節(jié)量為80mm墊板的尺寸為65mm ∴Hmin=300-80=220 本次設(shè)計(jì)模具的的閉合高度為260 Hmax-5=295 Hmin+10=230 ∴滿足 Hmax-5≥ H≥Hmin+10 2、工作臺(tái)面尺寸的校核 所選壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸為：左右：360 前后：250 而模具的外形尺寸為：250×250 根據(jù)工作臺(tái)面尺寸一般應(yīng)大于模具底座50～70mm，∴工作臺(tái)面尺寸滿足 其工作臺(tái)孔尺寸為?260，大于廢料尺寸，可以漏料 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，對(duì)于拉深工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的2倍 零件高度的2倍=2×20=40mm 而滑塊行程為80mm, ∴滑塊行程滿足 4、電動(dòng)機(jī)功率的校核 由于此副模具具有拉深，而拉深的功較大，可能出現(xiàn)壓力足夠而功率不足的現(xiàn)象。 拉深功：ω=C·Fmax·n/1000 =0.7×142003.674×10/1000 =994.025718(J) 所需壓力機(jī)電機(jī)功率為：P=K·ω·n/60×1000η =1.3×994.025718×100/60×1000×0.7×0.9 =3.42(kw) ∴ 電機(jī)的功率完全滿足。 綜上，所選壓力機(jī)J23-40滿足需要。 第七章 模具的動(dòng)作原理及綜合分析 7.1 落料、拉深、沖孔模的動(dòng)作原理 本模具在一次行程過程中完成制件的落料、拉深、沖孔全部工作 當(dāng)壓力滑塊下行時(shí)，首先在凸凹模20和凹模2的作用下，從條料上落下?147mm的毛坯料，毛坯料被壓在凸凹模20和下面有托桿的壓料塊28之間，而后在凸凹模26作用下進(jìn)行拉深，當(dāng)壓力機(jī)滑塊接近下死點(diǎn)時(shí)，在凸模12的作用下沖出?15mm和6×?6mm的孔。壓力機(jī)滑塊下降到底點(diǎn)，沖模處于鐓死狀態(tài)，整形處工件與模具剛性接觸，當(dāng)壓力機(jī)滑塊上行時(shí)，成形凸模在托桿的作用下將制件從凸模上頂出，最后在打桿的作用下將制件推出。 本次設(shè)計(jì)的模具為復(fù)合模，在壓力機(jī)的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時(shí)完成幾道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對(duì)條料的定位精度較低。這兩副模具的生產(chǎn)率高,沖壓件精度高,但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,制造精度要求高,制造難度大,成本也較高。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。沖孔廢料由凸凹模孔向下排除使操作方便。 本次設(shè)計(jì)的模具都采用手工送料和取件,這主要是考慮到我國(guó)的人力資源豐富,且手工送料和取件可以使模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。 所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉?biāo)準(zhǔn)件中選取,這樣可有效的降低成本。從安全的角度考慮,模具結(jié)構(gòu)還有不足,需要改進(jìn)。模具圖如圖7—1所示） 圖7—1） 第八章 凸凹模加工工藝方案 8．1凸模,凹模加工工藝路線 凹模加工工藝卡 南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工藝過程 綜合卡片 產(chǎn)品名稱 端蓋 零件名稱 凹 模 零件圖號(hào) 第4頁(yè) 材 料 牌號(hào) 12MoV Cr12Mov 毛坯 種類 鑄件 零件重量 kg 毛重 尺寸 ?261x75 凈重 性能 每 臺(tái) 件 數(shù) 每 件 批 數(shù) 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加工車間 設(shè)備名稱 及 編 號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù) 等級(jí) 工時(shí)定額 夾具 刀具 量具 單件 1 粗 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓粗車刀 游標(biāo)卡尺 2 精 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓精車刀 游標(biāo)卡尺 3 鉆 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鉆孔刀 游標(biāo)卡尺 4 鏜 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鏜刀 游標(biāo)卡尺 5 車 斷 機(jī)加工車間 三爪卡盤 車斷刀 6 鉆 孔 機(jī)加工車間 專用夾具 鉆 頭 游標(biāo)卡尺 7 攻 螺 紋 鉗工車間 專用夾具 螺紋刀 凸凹模加工工藝卡 南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工藝過程 綜合卡片 產(chǎn)品名稱 軸碗 零件名稱 凸凹模 零件圖號(hào) 第5頁(yè) 材 料 牌號(hào) 12MoV Cr12Mov 毛坯 種類 鑄件 零件重量 kg 毛重 尺寸 ?203x200 凈重 性能 每 臺(tái) 件 數(shù) 每 件 批 數(shù) 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加工車間 設(shè)備名稱 及 編 號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù) 等級(jí) 工時(shí)定額 夾具 刀具 量具 單件 1 粗 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓粗車刀 游標(biāo)卡 尺 2 精 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓精車刀 游標(biāo)卡 尺 3 車 槽 機(jī)加工車間 三爪卡盤 車斷刀 游標(biāo)卡 尺 4 鉆 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鉆頭 游標(biāo)卡 尺 5 鏜 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鏜刀 6 車 斷 機(jī)加工車間 專用夾具 車斷刀 游標(biāo)卡 尺 凸模加工工藝卡1 南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工藝過程 綜合卡片 產(chǎn)品名稱 端蓋 零件名稱 凸 模1 零件圖號(hào) 第2頁(yè) 材 料 牌號(hào) T10A 毛坯 種類 鑄件 零件重量 kg 毛重 尺寸 ?171x115 凈重 性能 每 臺(tái) 件 數(shù) 每 件 批 數(shù) 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加工車間 設(shè)備名稱 及 編 號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù) 等級(jí) 工時(shí)定額 夾具 刀具 量具 單件 1 粗 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓粗車刀 游標(biāo)卡尺 2 精 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓精車刀 游標(biāo)卡尺 3 鉆 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鉆孔刀 游標(biāo)卡尺 4 鏜 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鏜刀 游標(biāo)卡尺 5 車 斷 機(jī)加工車間 三爪卡盤 車斷刀 6 鉆 孔 機(jī)加工車間 專用夾具 鉆 頭 游標(biāo)卡尺 7 攻 螺 紋 鉗工車間 專用夾具 螺紋刀 凸模加工工藝卡2 南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工藝過程 綜合卡片 產(chǎn)品名稱 端蓋 零件名稱 凸 模2 零件圖號(hào) 第3頁(yè) 材 料 牌號(hào) T10A 毛坯 種類 鑄件 零件重量 kg 毛重 尺寸 ?21x240 ?8x240 凈重 性能 每 臺(tái) 件 數(shù) 每 件 批 數(shù) 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加工車間 設(shè)備名稱 及 編 號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù) 等級(jí) 工時(shí)定額 夾具 刀具 量具 單件 1 粗 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓粗車刀 游標(biāo)卡 尺 2 精 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓精車刀 游標(biāo)卡 尺 3 車 槽 機(jī)加工車間 三爪卡盤 車斷刀 游標(biāo)卡 尺 4 車 斷 機(jī)加工車間 三爪卡盤 車斷刀 游標(biāo)卡 尺 卸料板加工工藝卡 南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工藝過程 綜合卡片 產(chǎn)品名稱 端蓋 零件名稱 卸料板 零件圖號(hào) 第6頁(yè) 材 料 牌號(hào) 12MoV 40鋼 毛坯 種類 鑄件 零件重量 kg 毛重 尺寸 ?326x35 凈重 性能 每 臺(tái) 件 數(shù) 每 件 批 數(shù) 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加工車間 設(shè)備名稱 及 編 號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù) 等級(jí) 工時(shí)定額 夾具 刀具 量具 單件 1 粗 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓粗車刀 游標(biāo)卡尺 2 精 車 外 圓 機(jī)加工車間 三爪卡盤 外圓精車刀 游標(biāo)卡尺 3 鉆 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鉆孔刀 游標(biāo)卡尺 4 鏜 孔 機(jī)加工車間 三爪卡盤 鏜刀 游標(biāo)卡尺 5 車 斷 機(jī)加工車間 三爪卡盤 車斷刀 6 鉆 孔 機(jī)加工車間 專用夾具 鉆 頭 游標(biāo)卡尺 7 工 螺 紋 鉗工車間 專用夾具 螺紋刀 8．2.模具的裝配: 根椐復(fù)合模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。 序號(hào) 工序 工藝說明 １ 凸、凹模預(yù)配 １裝配前仔細(xì)檢查各凸模開關(guān)及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ２將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯?，檢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?？锥ㄎ?，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、導(dǎo)料板； ２在下模座、導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲； ３將下模座、導(dǎo)料板、凹模、活動(dòng)檔料銷、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 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(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； ６安裝導(dǎo)正銷、承料板； ７切紙檢查，合適后打入銷釘 ５ 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖根椐試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 模具裝配圖如圖8-1所示： 圖8-1） 第九章 設(shè)計(jì)心得 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，通過自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對(duì)以前所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識(shí)，能夠把自己所學(xué)的知識(shí)比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對(duì)拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對(duì)排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，用時(shí)近一個(gè)月。在這段時(shí)間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主要零部件強(qiáng)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(jì)資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力。 總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。使我接受了一個(gè)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(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位指導(dǎo)老師批評(píng)指正，不勝感激。 第十章 致 謝 首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)，特別要感謝指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)和說明書的寫作以及實(shí)物制作過程中，我始終得到他的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn)，使得我的理論知識(shí)和動(dòng)手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)工藝流程也有了一個(gè)基本的掌握。在他身上，時(shí)刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求，端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我受益匪淺。 另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們?cè)趯ふ屹Y料，解答疑惑，實(shí)驗(yàn)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(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝各位老師和同學(xué)！ 感謝學(xué)校對(duì)我這兩年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師三年如一日的諄諄教導(dǎo)！ 主要參考文獻(xiàn) 1.《沖壓手冊(cè)》（第二版）.機(jī)械工業(yè)出版社，1995 2.《沖壓設(shè)計(jì)資料》.機(jī)械工業(yè)出版社，1983 4.《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》.華南理工大學(xué)出版社，1995 5.《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》.西北工業(yè)大學(xué)出版社，1983 6．《機(jī)械制圖》 高等教育出版社， 2003 7．《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 高等教育出版社，2001 8．《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 中南大學(xué)出版社，2006 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