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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表 學(xué)生姓名 趙玉東 學(xué) 號(hào) 111304208 指導(dǎo)教師 翟德梅 課題名稱 芯子隔套沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報(bào)告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯 報(bào)及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 所在專業(yè)意見 負(fù)責(zé)人 2014 年 3 月 10 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 趙玉東 學(xué) 號(hào) 111304208 設(shè)計(jì) 論文 題目 芯子隔套沖壓成形工藝 及模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 4 月 13 日 指 導(dǎo) 教 師 翟德梅 2014 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的 本設(shè)計(jì)題目為有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 通過設(shè)計(jì) 應(yīng)對沖壓工藝 生產(chǎn)較為熟悉 能熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊 獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加 工工藝的編制 并且能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 分析筒形件的成形工藝并確定其工 藝方案 3 模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算 4 繪制模具總裝圖 并繪制零件圖 5 得出設(shè)計(jì)結(jié)論 設(shè)計(jì)題目 有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝 及模具設(shè)計(jì) 材料 08 鋼 料厚 1 0mm 產(chǎn)量 大批量 所在專業(yè)審查意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 芯子隔套沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 112 學(xué)生姓名 趙玉東 學(xué) 號(hào) 111304208 指導(dǎo)教師 翟德梅 2014 年 4 月 16 日 插圖清單 圖 2 1 制件圖 3 圖 2 2 總工藝方案圖 5 圖 2 3 工序圖 6 圖 2 4 壓邊結(jié)構(gòu)示意圖 6 圖 3 1 刃口計(jì)算示意圖 12 圖 3 2 拉深刃口尺寸 13 圖 3 3 拉深凸模 15 圖 4 1 凹模固定板 18 圖 4 2 定位板 18 圖 4 3 凸模固定板 18 圖 4 4 壓邊圈 19 圖 4 5 總裝圖 15 附表清單 表 2 1 拉深直徑計(jì)算表 7 表 3 1 零件結(jié)構(gòu)尺寸 11 表 4 1 模架尺寸簡表 17 表 4 2 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 20 機(jī)械加工工藝過程卡 1 21 機(jī)械加工工藝過程卡 2 22 芯 子 隔 套 沖 壓 成 型 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 摘 要 本論文介紹了拉深的成形方法和條件 拉深是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用 下 將平板坯料或空心工序件制成開口空心件的加工方法 旋轉(zhuǎn)體拉深時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變 分析 還有拉深過程中的 起皺和拉裂 拉深件毛坯的尺寸計(jì)算 和工藝計(jì)算 以及拉 深次數(shù)的計(jì)算 拉深模結(jié)構(gòu)相對較簡單 根據(jù)拉深模使用的壓力機(jī)類型不同 拉深?？煞譃閱蝿?dòng) 壓力機(jī)用拉深模和雙動(dòng)壓力機(jī)拉深模 根據(jù)拉深順序分為首次拉深和以后各次拉深 根據(jù)工序組合可分為單工序拉深 復(fù)合工序拉深和連續(xù)工序拉深 根據(jù)壓料情況可分 為有壓邊裝置和無壓邊裝置拉深 從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn) 行詳細(xì)的闡述 并應(yīng)用 CAD 進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 工藝分析 拉深成型 模具裝配 模具結(jié)構(gòu) The core sleeve of stamping forming process and die design Abstract The paper introduced to pull to take shape method and condition deeply pulling is the pressure function that the exploitation pulls a deep mold in the pressure machine deeply under anticipate flat panel or the hollow work preface piece make in to open mouth a hollow piece to process a method Revolving the body pulls deep hour of should dint contingency analysis also have already pulled deep process in of shrivel and pull crack Pull a deep piece the size calculation of the semi finished product and the craft compute and pull the calculation of deep number of times Pull deep mold structure opposite more simple According to pull the pressure machine type dissimilarity that the deep mold uses pulling the deep mold can is divided into a list to move pressure machine to use to pull deep mold and double to move pressure machine to pull a deep mold According to pull deeply in proper order is divided into for the very first time pull deeply with later each one pull deeply According to the work preface combination can is divided into a single work preface to pull deeply compound the work preface pull to deeply pull with continuous work preface deeply According to pressing to anticipate a circumstance can is divided in to press side device and don t press side device to pull deeply Design to zero partses to process a craft and assemble craft s etc to carry on to elaborate in detail from the molding tool and the design applied CAD to carry on each important spare parts Keywords Craft analysis Pull to model deeply The molding tool assembles Molding tool structure 目 錄 1 緒 論 1 1 1 概述 1 1 2 沖壓模具的特點(diǎn) 1 1 3 拉深工藝特點(diǎn) 2 1 4 有凸緣筒形件拉深模具設(shè)計(jì)與制造方面 2 2 有凸緣筒形件沖壓模設(shè)計(jì) 3 2 1 工藝分析 3 2 1 1 計(jì)算毛坯尺寸 3 2 1 2 拉深次數(shù)的確定 4 2 2 工藝方案確定 5 2 3 必要的工藝計(jì)算 5 2 3 1 坯料分析 5 2 3 2 確定是否用壓邊圈 6 2 3 3 實(shí)際拉深直徑 6 2 3 4 拉深凸模與凹模的圓角半徑 7 2 3 5 計(jì)算校核拉深高度 8 2 3 6 壓力中心計(jì)算 8 2 3 8 卸料力的計(jì)算 8 2 3 9 拉深力的計(jì)算 9 2 3 10 壓邊力的計(jì)算 9 3 模具工作部分設(shè)計(jì) 11 3 1 工件零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定 11 3 1 2 凹模板長度 L 的計(jì)算 11 3 1 3 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸 11 3 2 工件刃口尺寸的計(jì)算 12 3 2 2 拉深凸模與凹模的尺寸計(jì)算 12 4 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 1 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 1 1 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 16 4 1 2 模柄 16 4 1 3 模具工作部分的計(jì)算 16 4 1 4 模具的閉合高度 17 4 2 模具總裝圖 19 4 3 壓力機(jī)的類型選定 20 4 4 機(jī)械加工工藝過程卡 21 結(jié)論 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 0 1 緒 論 目前 我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?主要原因是我國在沖壓 基礎(chǔ)理論及成形工藝 模具標(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計(jì) 模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā) 達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距 導(dǎo)致我國模具在壽命 效率 加工精度 生產(chǎn)周期等方 面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大 1 1 概述 古人云 沒有規(guī)矩不成方圓 模具行業(yè)是工業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè) 工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都廣泛地使用模具 在電子 汽車 電機(jī) 電器 儀器 儀表 家電和通訊等產(chǎn)品中 60 一 8 0 的零部件都要依靠模具成 形 用模具生產(chǎn)零件所表現(xiàn)出來的高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和低消 耗 是其他加工制造方法所不能比擬的 模具又是 效益放大器 用模具生產(chǎn)的最終 產(chǎn)品的價(jià)值 往往是模具自身價(jià)值的幾十倍 上百倍 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 在 很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 并且己成為衡量一個(gè)國家 產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志 模具作為工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位 近 10 年來 模具 CAD 技術(shù)發(fā)展很快 應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大 模具 CAD 技術(shù)給模具的設(shè)計(jì)和制造提供 了一個(gè)高效 經(jīng)濟(jì)而且快速的方法 大幅度地提高了模具的質(zhì)量 縮短了模具的設(shè)計(jì) 和制造周期 降低了模具成本 1 2 沖壓模具的特點(diǎn) 冷沖壓生產(chǎn)靠壓力機(jī)和模具完成加工過程 與其他加工方法相比 在技術(shù)與經(jīng)濟(jì) 方面具有下列特點(diǎn) 1 冷沖壓是少 無切屑加工方法之一 所獲得的沖壓件一般無需再加工 2 普通 壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾十件 高速壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)千件以上 是一種高效率的加 工方法 3 沖壓件的尺寸精度由模具保證 所以質(zhì)量穩(wěn)定 互換性好 4 冷沖壓 可以加工壁薄 重量輕 剛性好 形狀復(fù)雜的零件 為其他加工方法所不能替代 另 外 冷沖壓加工不需加熱 無氧化皮 表面質(zhì)量好 操作方便 費(fèi)用較低 由于具有上述突出特點(diǎn) 冷沖壓在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用 全世界的鋼材中 有 60 70 是板材 其中大部分是經(jīng)過沖壓制成 汽車的車身 底盤 油箱 散熱 器片 鍋爐的汽包 容器的殼體 電機(jī) 電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的 儀器 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 1 儀表 家用電器 自行車 辦公器械 生活器皿等產(chǎn)品中 也有大量沖壓件 冷沖壓 可加工各種類型的產(chǎn)品 尺寸從小到鐘表的秒針 大到汽車的縱梁 覆蓋件 沖切厚 度已達(dá) 20 mm 以上 加工尺寸幅度大 適應(yīng)性強(qiáng) 1 3 拉深工藝特點(diǎn) 拉深是利用拉深模具將平板毛坯壓制成各種開口的空心工件 或?qū)⒁阎瞥傻拈_口 空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法 其形變過程是 隨著凸模的不斷 下行 留在凹模端面上的毛坯外徑不斷縮小 圓形毛坯逐漸被拉進(jìn)凸 凹模間的間隙 中形成直壁 而處于凸模下面的材料則成為拉深件的底 當(dāng)板料全部進(jìn)入凸 凹模間 的間隙里是拉深過程結(jié)束 平面毛坯就變成具有一定的直徑和高度的杯形件 與沖裁 模相比 拉深凸 凹模的工作部分不應(yīng)有鋒利的刃口 而具有一定的圓角 凸 凹模 間的單邊間隙稍大于料厚 用拉深工藝可以制得筒形 階梯型 球形 錐形 拋物線型等旋轉(zhuǎn)體零件 1 4 有凸緣筒形件拉深模具設(shè)計(jì)與制造方面 拉深是沖壓基本工序之一 它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下 將平板坯料或空心 工序件制成開口空心零件的加工方法 它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件 還可以加工盒形 零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件 但是 加工出來的制件的精度都很低 一般情況下 拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下 不宜高于 IT11 級(jí) 只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究 才能提供更加準(zhǔn)確 實(shí)用 方便的計(jì)算方法 才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸 解決拉深變形中出 現(xiàn)的各種實(shí)際問題 從而 進(jìn)一步提高制件質(zhì)量 有凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)是典型的拉深件 其工作過程很簡單 先落料再拉深 根據(jù)計(jì)算確定它可以五次拉深成功 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 2 有凸緣筒形件沖壓模設(shè)計(jì) 2 1 工藝分析 圖 2 1 制件圖 原始資料 如圖所示 生產(chǎn)批量 大批量 材 料 08 鋼 厚 度 1 0mm 此工件為帶凸緣筒形件 要求外形尺寸 沒有厚度不變的要求 公差等級(jí)為 IT13 級(jí) 工件底部圓角半徑 4mm 外形尺寸為 75mm 查得其公差為 0 54mm 內(nèi)形尺寸為 56mm 其公差為 0 46mm 屬于小型零件 工件高度 60mm 其公差為 0 46mm 可在拉深 后采用修邊達(dá)到要求 2 1 1 計(jì)算毛坯尺寸 根據(jù)附圖所示 D dt 75mm d 56 1 55mm 由凸緣的相對直徑 dt d 75mm 55mm 1 36 查表 4 10 得 h 3 5mm 由表 4 7 序號(hào) 4 中得有凸緣圓筒形件的毛坯直徑為 Dp dt2 1 72 r1 r2 d 0 56 r2 2 r12 4dH 1 2 將 dt 75 r1 r2 3 t 2 3 1 2 mm 3 5mm d 56 1 55mm H 60 1 mm 59mm 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 3 代入上式中 得毛坯的直徑為 Dp 752 1 72 3 5 3 5 55 4 55 59 1 2mm 153mm 2 1 2 拉深次數(shù)的確定 1 判斷能否一次拉成 工件總的拉深系數(shù) m 總 d D 55 mm 153 mm 0 36 工件總的拉深相對高度 H d 59 mm 55mm 1 07 由 dt d 75mm 55mm 1 36 t D 100 1mm 153mm 100 0 65 查表 4 3 得 有 凸緣圓筒形件第一次拉深的極限拉深系數(shù) m 1 0 55 由表 4 5 查得 有凸緣圓筒形件首次拉深的極限相對高度 h 1 d 1 0 67 由于 m 總 m 1 H d h 1 d 1 故此工件不能一次拉出 2 試制訂首次拉深系數(shù) 取首次 d 凸 d 1 0 94 查表 4 3 得 m 1 0 55 而第一次拉深系數(shù) m 1 d 1 D 則 第一次拉深的半成品直徑為 d 1 m 1 D 0 55 153mm 84 15mm 第一次拉深的凹模圓角半徑用式計(jì)算 r 凹 1 0 8 tdD1 將 D 153mm d1 84 15mm t 1mm 代入上式得 凹模的圓角半徑 r 凹 1 6 6mm 則 r 1 r 凹 1 t 2 6 6 1 2 mm 7mm 并取 r 凸 1 r 凹 1 則 r 2 r 1 7mm 根據(jù)工件圓角重新調(diào)整 凸 凹模的圓角 取為 r 凸 1 r 凹 1 7 1 2 6 5 mm 工件的第一次相對高度 H 1 d 1 工件 60 mm 84 15 mm 0 71 3 確定拉深次數(shù) 因?yàn)?t D 100 0 6 1 5 m 1 0 55 0 6 由表 4 4 4 查得需要用壓料裝置 由于有凸緣圓筒形件在以后各次拉深中的拉深系數(shù)可由表 4 3 選取 且取值應(yīng) 略大些 根據(jù)毛坯的相對高度 t D 100 1mm 153 mm 100 0 6 由表 4 3 2 可 取值為 m 2 0 78 m 3 0 80 各次拉深時(shí)半成品的直徑為 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 153 0 55 84 1515 84 01531 Dmd 84 15 0 78 64 54 調(diào)整為 64mm 6 7 212 64 0 8 51 2 1 58 096323 d 選定 d 3為工件的直徑 65 mm 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 4 15 可得 n 3 初步確定需要三次拉成 2 2 工藝方案確定 拉深件的工藝計(jì)算是拉深工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié) 本制件的工藝計(jì)算屬于最簡單 的 其主要的內(nèi)容包括計(jì)算毛坯直徑 決定拉深次數(shù)及確定工序件的尺寸等 第一步是落料 然后進(jìn)行兩次拉深 由于本工件每次拉深都有余料返回凸緣 為 了去掉筒壁上的壓痕和凸緣上的波紋 須加一次整形工序 最后是修邊 1 切2 切3 切4 5 圖 2 2 總工藝方案圖 本說明書針對第二次拉深進(jìn)行設(shè)計(jì) 2 3 必要的工藝計(jì)算 2 3 1 坯料分析 在工序二中拉深工序的毛坯為直徑 96 276mm 的杯形件 手工送料放到定位圈 再由壓邊圈進(jìn)行精定位 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 5 圖 2 3 工序圖 2 3 2 確定是否用壓邊圈 相對厚度 T D 1 153 0 65 查表 1 4 得 需要采用壓邊圈 一般采用平面壓邊 裝置 首次拉深時(shí)一般采用平面壓邊裝置 再次拉深時(shí) 采用筒形壓邊圈 一般來說 再次拉深所需要的壓邊力較小 而提供壓邊力的彈性力卻隨著行程而增加 所以要用 限位裝置 首次拉深 再次拉深 圖 2 4 壓邊結(jié)構(gòu)示意圖 2 3 3 實(shí)際拉深直徑 調(diào)整各次拉深系數(shù) 使其各次拉深變形程度分配合理 表 2 1 拉深直徑計(jì)算表 各 次 極 限 拉 深 系 數(shù) mn 各 次 實(shí) 際 拉 深 系 數(shù) mn 拉 深 系 數(shù) 差 m mn mn 各 次 拉 深 直 徑 dn 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 m1 0 53 m1 0 625 0 095 d1 m1 D 0 625 153 95 5 調(diào)整 為整數(shù) m2 0 76 m2 0 85 0 09 d2 m2 d2 0 85 95 58 81 24 82 m3 0 79 m3 0 80 0 01 d3 m3 d3 0 80 82 65 2 3 4 拉深凸模與凹模的圓角半徑 凸模 凹模的選用在制件拉深過程中有著很大的作用 凸模圓角半徑的選用可以大些 這樣會(huì)減低板料繞凸模的彎曲拉應(yīng)力 工件不易被拉裂 極限拉深因數(shù)會(huì)變小些 凹 模的圓角半徑也可以選大些 這樣沿凹模圓角部分的流動(dòng)阻力就會(huì)小些 拉深力也會(huì) 減小 極限拉深因數(shù)也會(huì)相應(yīng)減小 但是凸 凹模的圓角半徑也不易過大 過大的圓 角半徑 就會(huì)減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓邊圈的壓料面積 板料懸空 面積增大 容易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺采用壓邊圈 考慮到實(shí)際采用的拉深系數(shù)均接近其極值 凹模圓角半徑 0 8dtr D 公式表 4 58 手冊參考文獻(xiàn) 4 計(jì)算拉深凸模和凹模的圓角半徑并化整 將 D 153mm 96mm t 1 0mm 代入上式得 1d 凹模的圓角半徑 0 8 mm 6 04mm 1凹r0 1 9653 則 t 2 6 04 1 0 2 mm 6 54 取 6 5mm 根據(jù)工件圓角重新調(diào)整凸 1凹 1r 凹模的圓角 取為 6 5 1 0 2 6mm 1凸r 由 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 式 4 49 和式 4 50 即 r 0 7 0 8 r 和 r 0 7 0 8 r dn1 dnpndn 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 7 計(jì)算各次拉深凹模與凸模的圓角半徑 分別為 R 凹 1 6mm R 凸 1 5mm R 凹 2 5mm R 凸 2 4mm R 凹 3 4mm R 凸 3 3mm 2 3 5 計(jì)算校核拉深高度并 由式 19 4 10 5 第一次拉深高度 14 0 43 0 25 0 21121 RrdrdDhp 所以 51 75mm 65 01053 Dt 許可最大相對高度 0 5 0 6 0 43 所以安全1dh1dh 同樣可以計(jì)算出第二 三次拉深高度 h 2 52 72mm h 3 70mm 2 3 6 壓力中心計(jì)算 因?yàn)楸局萍禽S對稱零件 所以壓力中心為其軸對稱中心 2 3 8 卸料力的計(jì)算 F 卸 1 K 卸 F 落 F 卸 1 K 卸 F 拉 2 式中 K 卸 卸料力因數(shù) 其值由表 2 32 1 查得 K 卸 0 04 0 05 卸料力為 F 卸 1 0 05 562 25 28 26KN F 卸 1 0 05 22 1 1 KN 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 2 3 9 拉深力的計(jì)算 首次拉深時(shí)拉深力 1F1Ktdb 二次拉深時(shí)拉深力 1 3 d1 d2 t b 2 式中 為首次拉深與二次拉深時(shí)工件的直徑 21 d 為材料抗拉強(qiáng)度 MPa b 為修正系數(shù) 21 K 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 4 1 可知 1 0 851K2 首次拉深力 1F1tdb 119 9 KN 二次拉深力 1 3 d1 d2 t b2 22KN 2 3 10 壓邊力 FQ AP 式中 A 壓邊圈面積 mm2 P 單位壓邊力 由表 4 16 3 查得 P 3 0Mpa A 2 412drD D 坯料的直徑 mm 首次拉伸直徑 mm 1d 拉伸凹模圓角半徑 mm dr A1 9219 8mm A2 187 4mm22 壓邊力則為 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 9 FQ1 9219 8 3 0 27 66KN FQ2 187 4 3 0 0 56KN 1 則復(fù)合?？偟臎_壓力為 F 總 F 落 F 卸 F 壓 F 拉 565 25 28 26 27 66 119 9 741 07KN 2 二次拉深模的沖壓力為 F 總 F 卸 F 拉 1 1 22 0 56 23 66KN 3 初選壓力機(jī) 根據(jù)上述公稱壓力的計(jì)算 復(fù)合模選用公稱壓力是 800KN 的壓力機(jī)就行了 所以 我們可以選擇型號(hào)為 JH21 80 的開式可傾壓力機(jī) 二次拉深模選用公稱壓力 30KN 的壓力機(jī) 在此初選 J23 3 15 的開式可傾壓力機(jī) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 3 模具工作部分設(shè)計(jì) 3 1 工件零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定 3 1 2 凹模板長度 L 的計(jì)算 L D 2C 查表 2 42 1 可知 C 取 40mm 故 L D 2C 85 2 40 210 由于凹模固定在凹模固定板上 故 L 210 2 23 256 250 故確定凹模板外形尺寸為 250 250 52 mm 凸模板尺寸按配作法計(jì)算 3 1 3 其他零件結(jié)構(gòu)尺寸 表 3 1 零件結(jié)構(gòu)尺寸 序號(hào) 名稱 長 寬 厚 mm 材料 數(shù)量 1 定位板 256 20 45 鋼 1 2 凸模固定板 220 35 45 鋼 1 3 凹模固定板 256 60 45 鋼 1 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 11 4 壓邊圈 220 45 45 鋼 1 3 2 工件刃口尺寸的計(jì)算 刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作 用配作法 因此凸模基本尺寸與凹模尺寸相同 保證單邊間隙 mm 2 minZ 圖 3 1 刃口計(jì)算示意圖 3 2 2 拉深凸模與凹模的尺寸計(jì)算 1 第一次拉深 第一次拉深模 由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴(yán)格的限制 這時(shí)凸模和凹模 尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可 以凸模為基準(zhǔn) 取公差等級(jí)為 IT10 0 12mm 根據(jù)公式 凸模尺寸 d p d 0 4 p 0 凹模尺寸 d d d 0 4 Z min 0 d 式中 Dd Dp 落料凹模和凸模的刃口尺寸 mm dd dp 拉深凹模和凸模的刃口尺寸 mm 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 Zmin 雙面間隙 mm 查表 2 4 2 單邊間隙 Z 2 0 05 工件公差 mm 凸模和凹模的制造公差 mm 凸 凹模的制造公差由表 4 56 1 得 凹 0 05mm 凸 0 08mm 計(jì)算出以下尺寸為 拉深凸模尺寸 dp d 0 4 p 0 96 056 05 拉深凹模尺寸 dd d 0 4 Z min 0 96 276 08 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示 圖 3 2 拉深刃口尺寸 2 第二次拉深模 凸模 根據(jù)工件外形并考慮加工 將凸模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模 一方面加工簡單 另一方面又便于裝配與修模 采用車床加工 與凸模固定板的配合按 H7 m6 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 13 凸模長度 L H1 H2 Y 式中 H1 凸模固定板厚度 H2 定位板高度 H3 壓邊圈高度 Y 附加長度 包括凸模刃口修磨量 凸模進(jìn)入凹模的深度 52 8mm 因此凸模長度 L 35 20 52 8 21 15 143 8mm 具體結(jié)構(gòu)可參見下圖 9 所示 凹模 凹模采用整體凹模 各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工 安排凹模在模架上 的位置時(shí) 要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù) 將壓力中心與模柄中心重合 取凹模輪廓尺 寸為 200mm 70mm 結(jié)構(gòu)如下圖 10 所示 拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差 查表得凸凹的制造公差為 凸 0 025mm 凹 0 035mm 查表 2 6 2 磨損系數(shù) x 0 5 當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸 凸模尺寸 d 凸 dmin 0 5 0 凸 82 0 5 0 54 0 0 025mm 82 270 0 025 mm 凹模尺寸 d 凹 dmin 0 5 2Z 0 凹 82 0 5 0 54 2 0 1 0 0 035 82 47 0 0 035mm 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 圖 3 3 拉深凸模 圖 3 4 拉深凹模 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 15 4 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 正倒裝結(jié)構(gòu) 根據(jù)上述分析 本零件為拉深工序 采用正裝結(jié)構(gòu) 2 送料方式 因是大批量生產(chǎn) 采用手工送料方式 3 定位裝置 本工件在復(fù)合模中尺寸是較小的 又是大批量生產(chǎn) 采用固定擋料 銷定位 首沖時(shí)利用條料毛邊抵住擋料銷定位 送料時(shí)廢料孔與固定擋料銷作為定位 依此保證條料送進(jìn)的精度 4 導(dǎo)向方式 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性 選用導(dǎo)柱 導(dǎo)套導(dǎo)向 由于已經(jīng)采用 了手工送料方式 為了提高開敞性 采用后側(cè)導(dǎo)柱模架 5 卸料方式 本模具采用正裝結(jié)構(gòu) 工件因重力從凹模經(jīng)由模座上的落料孔掉落 工件厚度為 1 0mm 為了簡化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力 選用剛性卸料板來卸下條 料 4 1 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1 1 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 對于生產(chǎn)批量大 要求模具壽命高的模具 一般采用導(dǎo)柱 導(dǎo)套來保證上 下模 的導(dǎo)向精度 導(dǎo)柱 導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用 導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合 根據(jù)沖壓工序性質(zhì) 沖壓的精度及材料厚度等的不同 其配合間隙也稍微不同 因?yàn)?本制件的厚度為 1 0mm 所以采用 H7 f7 4 1 2 模柄 對于小型的沖裁模直接利用模 柄與壓力機(jī)固定 4 1 3 模具工作部分的計(jì)算 1 拉深模的間隙 本模具的拉深間隙查參考文獻(xiàn) 8 得出 有壓料圈拉深時(shí)單邊間隙值查得 Z 1 2 Z 2 2 Z 3 2 1 2t 1 2 1mm 1 2 mm Z 4 2 1 1 t 1 1 1mm 1 1mm Z 5 2 1 05 t 1 05 1mm 1 05mm 因此各次拉深 間隙為 Z 1 2 4mm Z 2 2 4mm Z 3 2 4mm Z 4 2 2mm Z 5 2 1mm 2 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 選用后側(cè)導(dǎo)柱模架 其兩導(dǎo)柱 導(dǎo)套分別裝在上下模座后側(cè) 凹模面積是導(dǎo)套前 的有效區(qū)域 可用于沖壓較寬條料 送料及操作方便 可縱向橫向送料 再按其標(biāo)準(zhǔn) 選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 15 2 15 4 1 表 4 1 模架尺寸簡表 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 250 250 50 HT200 下模座 250 250 65 HT200 導(dǎo)柱 35 230 20 滲碳 58 62 導(dǎo)套 48 125 20 滲碳 58 62 4 1 4 模具的閉合高度 H 閉 H 上 H 凸模固 H 凸模固 H 定位板 H 壓邊圈 H 下 60 35 20 70 90 15 290mm 式中 H 凹模固 凹模固定板厚度 H 凸模固 60mm H 凸模固 凸模固定板厚度 H 凸模固 35mm H 定位板 定位板厚度 H 定位板 20mm H 壓邊圈 定位板厚度 H 壓邊圈 15mm H 上 上模座的厚度 H 上 70mm H 下 下模座的厚度 H 下 90mm 根據(jù)表格 15 2 15 4 1 選擇 GB T2855 5 GB T2855 6 符合要求 凹模固定板厚度取 60mm 即 H 凹模固 60mm 如圖所示 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 17 圖 4 1 凹模固定板 定位板板厚度取 20mm 即 H 定位板 20mm 如圖所示 圖 4 2 定位板 凸模固定板板厚度取 35mm 即 H 凸模固 35mm 如圖所示 圖 4 3 凸模固定板 壓邊圈板厚度取 35mm 即 H 壓邊圈 15mm 如圖所示 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 圖 4 4 壓邊圈 4 2 模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì) 可得到模具的總裝圖 其工作過程是 將 maopei 坯料放入定位板中 壓力機(jī)滑塊帶著上模下行 凸模下表面壓住坯料內(nèi)底進(jìn)行拉深拉深 當(dāng)拉深結(jié)束后上 模回程 拉深后的工件由凹模突出部分從凸模上卸下 掉落 圖 4 5 總裝圖 1 下模座 2 螺釘 3 導(dǎo)柱 4 導(dǎo)套 5 壓邊圈 6 上模座 7 螺釘 8 彈簧 9 模 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 19 柄 10 螺釘 11 凸模 12 螺釘 13 凸模固定板 14 定位板 15 凹模 16 凹模固 定板 17 螺釘 18 銷釘 模柄 9 固定在壓力計(jì)滑塊上 上模座 6 隨壓力機(jī)上行 將杯形坯料人工放置到定 位板 14 中 壓邊圈 5 凸模 11 隨滑塊下行 壓邊圈 5 進(jìn)入坯料精定位 在彈簧 8 作用 下將坯料壓緊在凹模 15 上 凸模下行接觸到坯料 繼續(xù)下行 坯料開始變形 坯料被 凸模 11 壓成制件后 凸模上行 制件由于凹模凸出部分的作用 從凸模上脫落 4 3 壓力機(jī)的類型選定 壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件 工作行程根據(jù)拉深力的計(jì)算 結(jié)果和工件的高度 選擇壓力機(jī) 查參考文獻(xiàn) 6 開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào) 為 J23 3 15 開式固定臺(tái)壓力機(jī) 對比后發(fā)現(xiàn)雖然公稱壓力該型號(hào)壓力機(jī)滿足要求 但 封閉高度 柱間距 工作臺(tái)尺寸均小于要求 J23 40 開式固定臺(tái)壓力機(jī) 選擇見下表 表 4 2 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 公稱壓力 KN 400 滑塊行程 mm 80 行程次數(shù) 次 min 55 最大閉合高度 固定臺(tái)和可傾 mm 330 閉合高度調(diào)節(jié)量 mm 65 標(biāo)準(zhǔn)型 滑塊中心到機(jī)身距離 吼深 mm 250 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺(tái)尺寸 左右 前后 mm 460 700 模柄孔尺寸 直徑 深度 mm 50 70 電動(dòng)機(jī)功率 kW 5 5 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 4 4 機(jī)械加工工藝過程卡 零件號(hào) 零 件 名 稱模具號(hào) 00 07 凹模 牌 號(hào) 硬 度 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 1 ZYD 01 Cr12MoV 58 64HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號(hào) 工 序 名 稱 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時(shí) 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸 170 47mm 蒸汽錘 直尺 03 粗車端面和外緣面達(dá)尺寸 160 5 45 5mm 車床 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面 平面磨 床 磁力夾 具 砂輪 游標(biāo)卡尺刀 口尺 05 精車端面和外緣面達(dá)尺寸 160 45mm 車床 高度尺 游 標(biāo)卡尺 06 車 82 47 孔 車床 07 熱處理 58 64HRC 熱處理 爐 硬度儀 游 標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨各型孔達(dá)尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 21 零件號(hào) 零 件 名 稱模具號(hào) 00 04 凸模 牌 號(hào) 硬 度 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 2 ZYD 01 T10A 58 60HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號(hào) 工 序 名 稱 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時(shí) 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸 100 145mm 蒸汽錘 直尺 03 粗車端面和外緣面達(dá)尺寸 94 5 144mm 粗車階梯 車床 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面 平面磨床 磁力夾具 砂輪 游標(biāo)卡尺刀 口尺 05 精車端面和外緣面達(dá)尺寸 94 143 8mm 精車階梯 車床 高度尺 游 標(biāo)卡尺 06 鉆 5孔 鉆床 07 熱處理 58 60HRC 熱處理爐 硬度儀游標(biāo)卡尺 09 鉗工研磨達(dá)尺寸要求 游標(biāo)卡尺 10 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 結(jié)論 帶凸緣筒形件屬于簡單拉深件 分析其工藝性 并確定工藝方案 本設(shè)計(jì)主要是 計(jì)算拉深時(shí)的間隙 工作零件的圓角半徑 尺寸和公差 并且還需要確定模具的總體 尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu) 然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測 分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷 采取 了相應(yīng)的工藝措施 因此 模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少廢品的產(chǎn)生 帶凸緣筒形件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單 模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單 它可以相 應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu) 以便以后的操作 調(diào)整和維護(hù) 帶凸緣筒形件模具的設(shè)計(jì) 是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合 更加系統(tǒng)地對理論知 識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述 也使我認(rèn)識(shí)到 要想作為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員 必須 要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ) 并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù) 樹立終身學(xué)習(xí)的觀念 把理論知識(shí) 應(yīng)用到實(shí)踐中去 并堅(jiān)持科學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn) 求實(shí)的精神 大膽創(chuàng)新 突破新技術(shù) 為國民 經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn) 心 子 隔 套 沖 壓 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 23 致謝 時(shí)光如電 歲月如梭 大學(xué)三年一晃而過 而我也即將離開我們尊敬的老師 友 好的同學(xué)和熟悉的校園走進(jìn)社會(huì) 在這畢業(yè)之際 作為一名工科的學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)是 一件必不可少的事 畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)廣泛 很多都是我門的教科書上沒有的 這就需要自己到圖 書館查找所需的資料 在設(shè)計(jì)中 涉及很多計(jì)算的問題 必須通過所學(xué)知識(shí) 相關(guān)的 資料及自己的不斷努力才能解決 在學(xué)校中 我們所學(xué)的主要是理論性知識(shí) 實(shí)踐性比較欠缺 而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng) 于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練 通過畢業(yè)設(shè)計(jì) 可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系起來 使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識(shí) 這不但提高了我們解決問題的能力 開闊了我們 的視野 在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足 為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 由于資質(zhì)有限 很多知識(shí)掌握的不是很牢固 在設(shè)計(jì)的過程中難免要遇到很多問 題 但經(jīng)過課程設(shè)計(jì) 使我們有了一定的設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn) 同時(shí)在老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué) 的熱心幫助下 我克服了一個(gè)又一個(gè)的困難 使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不斷完善 在此 我在 設(shè)計(jì)中不斷思考問題 研究問題 咨詢問題 汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí) 使自己的能 力得到很大程度的提高 最后 再次感謝翟德梅教授等在這一段時(shí)間給予無私的指導(dǎo)和幫助 并向你們致 以深深的敬意 在以后的工作上 不辜負(fù)你們對我們寄予的厚望 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 參考文獻(xiàn) 1 郝濱海主編 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 2 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 3 翟德梅主編 模具制造技術(shù) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 4 王孝培主編 沖壓手冊 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 5 李學(xué)鋒主編 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 7 馬宵 互換性與技術(shù)測量 M 南京 南京大學(xué)出版社 2005 8 寇世瑤主編 機(jī)械制圖 M 北京 高等教育出版社 2007 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評 語 學(xué)生姓名 趙玉東 班級(jí) 模具 112 學(xué)號(hào) 111304208 題 目 芯子隔套圓筒沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 綜合成績 優(yōu) 秀 指導(dǎo)者評語 1 該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真 能按質(zhì)按量較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 2 該同學(xué)查閱了國內(nèi)有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造方面的大量資料 制訂出了較 合理的沖壓成形工藝及模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中基本不存在創(chuàng)新 3 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整 計(jì)算正確 格式 規(guī)范 4 該同學(xué)裝配圖 零件圖設(shè)計(jì)合理 圖紙問題較少 質(zhì)量較高 5 建議該同學(xué)成績評定 優(yōu)秀 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評 語 評閱者評語 該同學(xué)設(shè)計(jì)題目來源于生產(chǎn)實(shí)踐 能較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 工作態(tài)度較認(rèn) 真 裝配圖 零件圖設(shè)計(jì)合理 視圖表達(dá)存在細(xì)節(jié)錯(cuò)誤 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整 計(jì)算 正確 格式規(guī)范 建議該同學(xué)成績評定 優(yōu)秀 可以提交答辯 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會(huì) 小組 評語 答辯委員會(huì) 小組 負(fù)責(zé)人 簽字 年 月 日