接頭套零件沖壓成形工藝及模具設計

接頭套零件沖壓成形工藝及模具設計,接頭套零件沖壓成形工藝及模具設計,接頭,零件,沖壓,成形,工藝,模具設計 學 院 中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 董二婷 選題情況 課題名稱 止動板的結構工藝及模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 2017 年 3 月 16日 學院 任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計題目 ： 接頭套零件沖壓成形工藝及模具設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 2017 年 2 月 13 日  任 務 書 1．本設計課題來源及應達到的目的： 該題目來源于實際生產(chǎn)中零部件的設計。 在完成設計之后，可以加強對模具設計工藝及生產(chǎn)的知識，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本設計課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 材料為０８Ｆ鋼，厚度為1 mm，未注公差均按IT13級精度制造 （一）設計計算說明書部分 1、零件的工藝性分析2、沖壓工藝方案的確定 3、沖模類型及結構形式的確定4、排樣設計及材料利用率計算 5、沖壓力及壓力中心的計算6、沖壓設備類型及規(guī)格的選擇 7、模具工作部件外形尺寸的設計與計算 8、模具工作部件刃口尺寸的計算 9、模具其它零件的選用或設計 10、其他要說明的問題 （二）設計繪圖部分 1、沖壓模具零件圖：要求繪制非標準的零件圖。零件圖的繪制和標注應符合制圖標準。要注明全部尺寸，公差配合，形位公差，表面粗糙度，材料，熱處理要求及其它技術要求。圖幅為A4紙 2、模具裝配圖：應包括主視圖、俯視圖、制件圖、排樣圖、標題欄和零件明細表。圖幅為A3 紙 上述零件圖和裝配圖可打印也可手繪。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 說 明 書 題目：街頭套零件沖壓成型工藝及模具設計 系 部： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2017年 4月20日 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 工序號 工 序 名 稱 工序內容 夾 具 刀 具 量 具 1 鍛造 鍛造毛坯 專用夾具 游標卡尺 2 熱處理 退火 專用夾具 游標卡尺 3 車 粗車 三抓卡盤 車刀 游標卡尺 4 車 粗車（直徑55、60、65、70的圓）留有余量 三抓卡盤 車刀 游標卡尺 5 車 粗車（直徑176外援表面留有余量） 三抓卡盤 車刀 游標卡尺 6 熱處理 調制 專用夾具 游標卡尺 7 鉆 鉆端面直徑30的孔 普通夾具 鉆頭 游標卡尺 8 鉆 鉆各種底面孔 普通夾具 鉆頭 游標卡尺 9 鉸 鉸孔并修復 普通夾具 鉸刀 游標卡尺 10 銑 粗銑凹模 普通夾具 銑刀 游標卡尺 11 熱處理 淬火 專用夾具 游標卡尺 12 車 精加工 三抓卡盤 車刀 游標卡尺 13 銑 精加工 普通夾具 銑刀 游標卡尺 14 去毛刺 去除全部毛刺 專用夾具 游標卡尺 15 終撿 檢查全部零件圖樣要求 游標卡尺 編制 校對 審核 批準 學院 評語 學生姓名： 班級: 學號： 題 目： 接頭套零件沖壓成形工藝及模具設計 綜合成績： 指導者評語： 該生能照格式要求撰寫說明書，查閱了大量的文獻資料，模具圖形繪制基本符合國標要求，工作量適中，模具結構較合理，可以進行答辯，建議成績及格。 指導者(簽字)： 年 月 日 評語 評閱者評語： 該生的設計說明書的撰寫符合格式要求，圖形繪制基本符合國標規(guī)定，工作量滿足畢業(yè)要求，可以進行答辯。建議成績及格。 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 1 緒論 目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 1.1國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬 美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 ?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1）模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術和高壓注射成型技術；? ? 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動化、智能化；?? ? 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；?? 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到一半以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％． 1.3 冷沖壓模具的分類 冷沖壓模具主要用于金屬及非金屬板料的壓力加工，其加工方式可分為分離和成形兩大類。 分離：按一定輪廓線將工件與板料分開。 冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備。沖壓件的沖壓質量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，都與模具類型及其結構設計有直接關系。沖壓件的品種、式樣很多，所以沖壓模具的類型也是多種多樣的。為了研究方便，將沖壓模具按照不同特征進行分類，一般有以下幾種分類方法。 彎曲模具 彎曲模具又分為自由彎曲模具、校正彎曲模具、V型彎曲模具、U型彎曲模具等。 拉深模具 拉深模具又可分為無凸緣筒形件拉深模具、有凸緣筒形件拉深模具、錐形件拉深模具、階梯形件拉深模具、球面件拉深模具、拋物面件拉深模具、盒形件拉深模具等。 成形模具 成形模具又可分為脹形模具、翻邊模具、縮口模具等。 ⑴ 單工序模 壓力機行程一次，只對板料完成一種沖壓工序的模具。例如：落料模具、沖孔模具、切邊模具、彎曲模具、拉深模具等。單工序模結構簡單，造價低，生產(chǎn)效率低，形位精度低。 ⑵ 復合模 模具上僅有一個工位，安排有兩對或兩對以上的凸、凹模，壓力機行程一次，能對板料完成兩種（或兩種以上）的沖壓的模具。其結構的主要特點是：具有復合形式的凸凹模，它既是落料的凸模，又是沖孔的凹模。復合模結構復雜，造價高，生產(chǎn)率適中，形位精度高。 ⑶ 級進模 模具上有n個（n＞1）工位，在一直線上等距離安裝n對凸、凹模，條料送進一次，壓力機行程一次，模具對板料的不同（n個）位置完成n對沖壓，連續(xù)送進，連續(xù)沖壓。級進模結構復雜，生產(chǎn)率高，產(chǎn)品形位精度適中。級進模又稱為級連續(xù)或跳步模。 分為無導向的開式模具、有導向的導板模具和導柱模具等。 分為固定導料銷模具、活動導料銷模具、導正銷模具、側刃定距模具等。 此外，可以依據(jù)對沖裁件尺寸、精度等質量的不同，把模具分為精密沖裁模具和普通沖裁模具；依據(jù)模具體積的大小，把模具分為小型模具、中型模具和大型模具等。有時還可以依據(jù)壓力機類型、送料方式、出件方式等對模具進行分類。 1.4　接頭模具設計與制造方面 沖孔、落料、拉深是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～IT7級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～IT6級精度的高級沖裁模。 翻邊是將工件的孔邊緣在模具的作用下，翻出豎直的或一定角度的邊。 只有加強沖裁件基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。 制件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。 此設計分成兩部分，第一部分落料、拉深、沖孔復合模，第二部分翻邊模。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2. 沖壓工件的工藝分析 工件名稱：接頭套 生產(chǎn)批量：中批量 材料：08F鋼 厚度：1mm 對固定套翻邊件進行分析可知，處有內孔直徑52翻邊成形，翻邊前應預沖孔，是圓筒件拉深件直徑，經(jīng)計算可一次拉深成形。工序安排為落料，沖孔，拉深,翻邊。 該零件形狀簡單、對稱，是有圓弧組成的。沖裁件內外形所能達到的經(jīng)濟精度為IT11 ~IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為.將以上精度與零件的精度要求相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的要求，故決定采用沖壓方式可以得到落料、沖孔、拉深件，然后進行翻邊得到制件。 2.1制件的總體分析 圖示零件材料為08F號鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 由工件圖可知：該工件既有落料、沖孔、拉深又有翻邊，但工件是圓形的對稱零件，總的來說加工起來是容易的。 由以上分析可知，圖示零件有比較好的沖壓工藝性，沖壓生產(chǎn)。 2.2制件的外形分析 該零件有08F號鋼板組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件對稱，只需要落料、拉深、沖孔工序，然后再翻邊。 2.3 拉伸件的尺寸精度和表面粗糙度 沖裁件上的未注公差等級定為IT14級，查表確定工件尺寸如下： 尺寸的工件制造公差為0.62 尺寸的工件制造公差為0.75 尺寸的工件制造公差為0.43 尺寸的工件制造公差為0.43 沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結構相關，工件厚度為1.5mm，其斷面粗糙度值為. 2.4 工藝方案確定 該零件所需的基本沖壓工序為落料、拉深。 可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分四次加工，即落料——拉深——拉伸. 方案二：落料、沖孔復合模，拉深模、翻邊模。 方案三：落料沖孔級進模，再拉深，再翻邊。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結構比較復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。 通過對上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。 故應采用三副模具來完成。 第一副模具為落料沖孔復合模。 第二副模具為單工序拉深模。 第三副模具為單工序翻邊模。 3 必要的工藝計算 3.1 毛坯尺寸計算 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預沖孔直徑計算。 一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、預沖孔、翻邊等。翻邊前為、髙為9.5mm的無凸緣圓筒形件，如圖2-2所示。 ①計算預沖孔 D=41.5mm H=7mm H=H-r-t=7-2-1.5=3.5mm 由式（5.1）計算翻邊前預沖孔直徑 ②計算翻邊系數(shù) 由表5.1計算翻邊系數(shù)為 由查表5.2得知低碳鋼極限翻邊系數(shù)為0.65＜m,所以該零件能一次翻邊成形，預沖孔直徑。 ③計算翻邊力 ④落料毛坯直徑計算 拉深件毛坯尺寸確定原則的依據(jù)： 體積不變原則 相似原則 毛坯尺寸應包括修邊余量 因δ=1.5mm﹥1mm，所以應按中線尺寸計算。 （1）確定修邊余量 根據(jù)拉深件尺寸，其相對高度為 h/d=(9.5-0.75)/(68-1.5)=8.75/66.5≈0.13 查表4-1，得修邊余量△h=1mm 則拉深件總的高度h為： h=9.5-0.75+1=9.75mm 計算毛坯展開直徑 先判斷能否一次拉深出來，將圖4-53中提供的已知條件d =66.5mm r=2.75mm h=9.75mm 代入式（4-5）可求出毛坯的直徑D 3.2排樣設計與計算 設計復合模時，首先要設計條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。 ⑴確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗確定的，查表2.9可知搭邊值工件間 ，側面。 ⑵確定零件的排樣方案 設計模具時，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2-3所示。 ⑶計算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為83mm。 查表2.5.3可知條料寬度單向偏差為，由公式計算如下： ⑷計算材料的利用率： 根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用的冷軋薄鋼板（）。 每塊可剪規(guī)格條料7條，材料剪切利用率達98%。 計算沖壓件的面積: 由文獻﹝2﹞ 一個步距的材料利用率通用計算公式： 式中 —一個步距內零件實際面積; —一張步距內所需毛坯面積； —條料寬度 ; —送料步距 ； 得 3.3計算沖壓力和初選壓力機 (1)落料力的計算 式中 —落料力； —沖裁件剪切周邊長度； —沖裁件材料厚度； —被沖材料的抗剪強度； —系數(shù)，一般取。 落料力為： (2)沖孔力的計算 式中 ——工件內輪廓周長（） 則 (3)卸料力的計算 式中 ——卸料力系數(shù)；查手冊知 則卸料力為： (4)推件力的計算： 按式計算 式中 ——推件力因數(shù)，查表得； ——卡在凹模內的工件數(shù)，查[7]得n=3； 則推件力為 故工序總力： 為保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大30%左右，即 (5)初選壓力機 查文獻[4]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為和，見下表 型號 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調節(jié)量 400 80 300 460×700 30 65 3.4壓力中心的確定 由于該零件是中心對稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。 4 模具總體結構設計 4.1 模具類型設計 由沖壓工藝分析可知，零件材料為08F號鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 該零件屬于中型尺寸零件，料厚1.5mm，外形簡單，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 該零件有冷軋08號鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件左右對稱.所以模具類型為倒裝復合模模。 4.2 模具具體結構設計 (1)正倒裝結構的確定 根據(jù)上述分析，采用倒裝復合模具可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。 (2)送料方式的確定 因是中批量生產(chǎn)，采用手動送料方式。 (3)定位裝置的確定 因該制件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。 (4)導向方式的選擇 為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側導柱模架。 (5)卸料、壓料方式 本模具采用倒裝結構,卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從孔洞中落下。頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。 5 主要工作零部件設計 因為材料為08鋼，厚度為,查表2.4得間隙值 ， 由手冊表查得： 尺寸的工件制造公差為0.62 尺寸的工件制造公差為0.75 尺寸的工件制造公差為0.43 尺寸的工件制造公差為0.43 已知尺寸公差如下： 尺寸的工件制造公差為0.1 尺寸的工件制造公差為0.12 5.1沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算 由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。 以孔為基準加工凸模，計算公式如下： 設孔尺寸為 對于Φ32.03mm的孔查表2.6得 由于零件為淺拉深，可按有壓邊圈的圓筒形件近似計算。按下式計算： 式中 ——拉深力（）； ——拉深件直徑，； ——材料厚度； ——材料的強度極限（）,查手冊σb=； ——修正因數(shù)。 拉伸系數(shù) 查表得修正因數(shù) 則 . 5.2拉伸工作部分尺寸的計算 確定凸、凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種。由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，常用查表法來確定間隙值。對于尺寸精度、斷面垂直度要求不高的板料的普通沖裁，以提高模具壽命為主，可采用大間隙值。查我國《沖裁間隙指導性技術文件》推薦的間隙值表可得：Zmin =0.040mm ，Zmax = 0.060mm ，根據(jù)凸凹模的加工方法的不同，刃口的計算方法也不同，基本上可分為兩類：凸模與凹模分別加工法，凸模與凹模配合加工法。凸凹模配合加工法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準件的實際尺寸按間隙配制另一件。因為這種加工方法的特點是模具的間隙由配置保證，工藝比較簡單，并且還可以適當放大基準件的制造公差，使得制造也容易。且精度要求不高，故采用此方法。目前，一般工廠也常常采用此方法。 5.3拉伸凹模的計算 1. 制件分析 下圖為制件剖視圖，厚度1mm，材料為08鋼 圖4 帶凸緣圓筒件為旋轉體，壁厚為1mm，整個結構尺寸較小，適合沖壓成型。底部外直徑為70mm，筒深大約為16mm,材料為08鋼，拉深性能較好，適合于拉伸成型。 2坯料拉伸次數(shù)的計算 此根據(jù)冷沖模設計手冊，確定制件的拉深成型次數(shù)。已知，t=2mm，D=124mm，t/D*100%=1.6%（通過附表4.11，1.6介于1.5到2.0之間，不需要壓邊圈）,查表2，可知各次的拉深系數(shù)介于坯料相對厚度為1.5到2.0之間，又通過嘗試的方法，確定各次的拉深系數(shù)，最終確定出依次為0.6、0.77、0.83、0.84，一共需要4次拉深，滿足要求。? 可知，第一次拉深后，𝑑1=0.6*124=74.4mm；第二次拉深后，3=0.83*57.29=47.55mm；最后依次拉深后，4=d=0.84*47.55=40mm。 3拉伸深度的計算 則第一次的拉深深度為?1=0.2574.4(1242-74.42)+0.43*(6.4+8)+0.14 74.4(82-6.42)=39.3mm。? 可知，第一次拉深的最大相對高度?1=39.34.4=0.52，查附表4.9，0.75>0.52，滿足設計的要求，可以繼續(xù)設計此后的各次拉深深度。? 根據(jù)以上步驟，并且不斷調整凸凹模半徑，以后的拉深深度分別為10mm、6mm，最后根據(jù)剩余量得到最后一次的拉深深度。 4拉伸凹模的圖如下 5.5拉伸凸模的計算 1凸模局部圖，實線為沖裁該工件所用沖孔凸模刃口的輪廓線，圖中虛線表示凸模刃口磨損后尺寸的變化情況。凸模磨損后刃口尺寸有變大，變小和不變三種情況，由圖可知，此凸模刃口尺寸磨損后變小。按一般沖孔凸模尺寸計算公式計算，即： ………………… 相應的凸模刃口尺寸； ………………… 工件孔的最大極限尺寸； …………………… 工件公差。 …………凸摸制造偏差通常取 …………………… 系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。x值在0.5~1之間，與沖裁件的精度等級有關。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT x=0.75工件精度IT14 x=0.5 因工件精度IT14,所以取.x=0.5。 以上是沖孔凸摸刃口尺寸的計算方法。沖孔用的凹模刃口尺寸，按凸模實際尺寸配制，并保證最小間隙Zmin。故在凹模上只標注基本尺寸，不標注偏差，同時在圖樣技術要求上注明：“凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配制，保證雙面間隙為Zmin ~ Zmax。”即保證最小雙面間隙為0.040 mm。 凸模圖如下所示 5.6凹凸模的結構設計 對于軟鋼材料來說，拉伸凸凹模的間隙值為：第一次拉伸為1.3~1.5；中間各次拉伸為1.2~1.3；最好拉伸為1.1 。 對于黃銅、鋁的第一次拉伸的間隙值為：1.3~1.4；中間各次為1.15~1.2；最后拉伸為1.1 通過材料計算所需拉伸次數(shù)（一次拉伸還是多次拉伸），假設一次拉伸，典型拉伸模具包括 凹模 凸模 壓邊圈 和上下模板 為了避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。X值在0.5~1之間，與沖裁件的精度等級有關。查表可得： =0.5 2.凹模磨損后不變的尺寸（圖中C1），其基本計算公式為。為方便使用，隨工件尺寸的標注方法不同，將其分為三種情況：而圖中C1是符合其第三種情況 即 ………… 相應的凹模刃口尺寸； ………… 工件的最小極限尺寸； ………… 工件偏差 ………… 凹模制造偏差，通常取 以上是落料凹模刃口尺寸的計算方法。落料用的凸模刃口尺寸，按凹模實際尺寸配制，并保證最小間隙Zmin。故在凸模上只標注基本尺寸，不標注偏差，同時在圖樣技術要求上注明：“凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配制。 6卸料裝置的設計 標記：圓柱頭卸料螺釘M 材料為35,熱處理硬度為28-38HRC 技術條件按 2.橡膠彈簧具有重量輕，彈性大，變形不受限制，較高的內阻，可吸收沖擊和高頻振動能量，工作平穩(wěn)，噪聲小，安裝和調試方便，便于維護和保養(yǎng)等優(yōu)點。另外，橡膠彈簧可同時承受多向載荷，可使系統(tǒng)簡單。所以本設計采用橡膠彈簧。 橡膠的選用和計算原則： 1：保證橡膠正常工作應使橡膠在預壓縮狀態(tài)下的預壓力滿足 式中 ——橡膠在預壓縮狀態(tài)下的壓力 ——卸料力 ，取 6.3.2：為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不超過其自由高的45%，一般取 式中 ——橡膠允許的總壓縮量 ——橡膠的自由高度 所選橡膠彈簧必須滿足 由于 ，故式中 一般取5~10mm取=5mm 則。取則=28mm。取=28mm，=2.8mm 式中 A——橡膠橫截面積，；。 P——橡膠產(chǎn)生的單位面積壓力 ，Mpa； 取彈簧壓縮量為35% ，查表得 P=2.1Mpa 所以 校核：符合設計合理。 橡膠彈簧的安裝高度 7拉伸模裝配圖的設計繪制 拉伸模采用倒裝結構，使用大圓角圓柱形翻邊凸模，工件預沖孔套在導正銷上定位，壓邊靠壓力機標準彈頂器壓邊，工件若留在上模由頂件器推出，選用對角滑動導向模架。 根據(jù)固定板尺寸和閉合高度選用250KN雙柱可傾壓力機。 選用JC23-35開式雙柱可傾壓力機。有關參數(shù)如下表所選擇壓力機的相關參數(shù)： 型號 公稱壓力 滑塊行程 最大封閉高度 工作臺尺寸 可傾斜角/。 封閉高度調節(jié)量 55mm 3.4拉伸模如圖所示。 結 束 語 接頭屬于復雜的零件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是沖孔凸、凹模以及拉深工藝的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結構零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 接頭的形狀結構一般，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化模具結構。便于以后的操作、調整和維護。 接頭沖套成形工藝及模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。  致 謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學生活即將結束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學生，做畢業(yè)設計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作。 在學校中，我主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設計不但把我以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 由于本人資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，在有課程設計的經(jīng)驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導老師蘇光老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望！ 參 考 文 獻 [1]薛彥成主編. 公差配合與技術測量。北京：機械工業(yè)出版社，1999.10 [2]中國模具設計大典編委會主編. 中國模具設計大典。南昌江西科學技術出版社， 2003.1 [3]郝濱海主編. 沖壓模具簡明設計手冊。北京：化學工業(yè)出版社，2004.11 [4]王樹勛主編. 模具實用技術設計手冊。華南理工大學出版社， 1995.6 [5]楊玉英主編. 實用沖壓工藝與模具設計手冊。北京：機械工業(yè)出版社，2004.7 [6]王孝培主編. 實用沖壓技術手冊。北京：機械工業(yè)出版社， 2001.3 [7]劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設計與制造。北京：高等教育出版社，2002.3 [8]吳伯杰編著. 沖壓工藝與模具。北京：電子工業(yè)出版社，2001.5 [9]周玲編著. 沖模設計實例詳解?；瘜W工業(yè)出版社，2003.4 [10模具實用技術叢書編委會。沖模設計應用實例。機械工業(yè)出版社，2001.8 [11]馬正元. 沖壓工藝與模具設計。機械工業(yè)出版社，2000.6 21 目錄 1 緒論 1 1.1國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1.3 冷沖壓模具的分類 4 1.4　接頭模具設計與制造方面 5 2. 沖壓工件的工藝分析 6 2.1制件的總體分析 6 2.2制件的外形分析 7 2.3 拉伸件的尺寸精度和表面粗糙度 7 2.4 工藝方案確定 7 3 必要的工藝計算 8 3.1 毛坯尺寸計算 8 3.2排樣設計與計算 9 3.3計算沖壓力和初選壓力機 11 3.4壓力中心的確定 13 4 模具總體結構設計 13 4.1 模具類型設計 13 4.2 模具具體結構設計 14 5 主要工作零部件設計 14 5.1沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算 15 5.2拉伸工作部分尺寸的計算 16 5.3拉伸凹模的計算 16 5.5拉伸凸模的計算 18 5.6凹凸模的結構設計 19 6卸料裝置的設計 20 7拉伸模裝配圖的設計繪制 22 結 束 語 24 致 謝 25 參 考 文 獻 26 摘 要 近年來零件的使用范圍越來越廣泛，與之相應的沖模設計也顯得尤為重要。盒形零件沖壓成形過程中坯料所受應力和變形沿周邊不均勻分布，這給零件的沖模設計技術提出了新的要求。 本文首先對沖壓的發(fā)展應用、工藝特點、成形原理等進行了綜述。然后對該盒形件展開工藝性分析，制定沖壓工藝方案，計算毛坯尺寸和相關工藝力。重點在于根據(jù)盒形零件的結構特點設計沖模各零件結構尺寸，繪制各零件圖和模具總裝圖。 該零件材料為08鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，適合于制造拉深件。其直壁高度不大，可一次拉深成形，但與圓筒形拉深和沖孔部位距離較近。為了提高沖壓成形設備的壽命，便于模具設備的維護，保證零件質量，本文采用正裝式落料拉深復合模、圓筒形拉深模和倒裝式?jīng)_孔模三套模具聯(lián)合加工該盒形零件，并針對可能出現(xiàn)的成形缺陷提出改進措施。 零件成形過程中坯料流動情況的復雜性決定了盒形零件試模過程的重要性。在盒形零件的實際生產(chǎn)中，可根據(jù)試模結果調整凸、凹模的圓角半徑、間隙大小和壓邊力，從而消除制件缺陷。 關鍵詞: 拉深 模具設計