金屬件級進模設計
33頁 13000字數(shù)+論文說明書+12張CAD圖紙【詳情如下】
上模柄.dwg
切邊凸模.dwg
卸料板.dwg
卸料螺釘.dwg
壓邊圈.dwg
固定板.dwg
拉深凸模.dwg
推桿件.dwg
支架.dwg
止轉銷.dwg
金屬件級進模裝配圖.dwg
金屬件級進模設計說明書.doc
金屬件零件圖.dwg
金屬件級進模設計
目錄
金屬件級進模具設計 1
目錄 1
摘 要 3
Abstract 4
前 言 5
1.緒 論 6
1.2.1沖壓模相關介紹 6
1.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 6
1.2.3我國沖壓模具市場情況 7
1.2.4 沖壓模具水平狀況 8
1.2.5我國沖模今后發(fā)展趨勢 10
1.3總結 10
2.工藝分析 12
2.1 零件的工藝性分析 12
2.2 工藝方案的確定 13
3.金屬件級進模具設計 14
3.1 落料拉伸工藝分析 14
3.2 工藝計算 14
3.3凸模和凹模的間隙 19
3.4 凸模，凹模的尺寸及公差 20
3.5 凸模、凹模圓角半徑 21
3.6拉伸落料模具結構設計 22
3.7沖壓力計算及壓力機的選擇 25
4. 二次拉深設計 26
4.1 結構零件 27
4.2 彈頂器的彈性元件的選取 28
4.3 模具總裝圖 38
5. 沖壓設備的選定 29
結 束 語 31
參 考 文 獻 32
致 謝 33
金屬件級進模設計
摘 要
沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。
沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械加工便可使用。
沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切割加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。
因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質量較好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。
關鍵詞：沖壓模具 沖壓工藝 模具設計
Abstract
Blunt press to produce to be processed process by molding tool and equipments completion, so it of rate of production Gao, and because of operation simple, also easy to realization mechanization and automation.
Blunt press the size accuracy of product is promise by the molding tool of, so quality stable, generally doing not need to through machine process again then can use.
Blunt press to process generally don't need to heat semi-finished product, also be unlike to incise to process to so and in great quantities slice to pare material, so it not only economizes on energy, but also economize material.Blunt press the surface quality of product better, the original material of usage is a metallurgy factory mass production of the Ya system plank anticipate or take to anticipate and the material surface is free from breakage in bluntly ran over the distance.
Therefore, it ising blunt to press a craft be a kind of product quality better and the cost lowly process a craft.Use the product that it produce generally still has the weight light and rigid and good characteristics.
Keywords: Stamping die; Stamping process ；Mould design.
前 言
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。
1.緒 論
1.2.1沖壓模相關介紹
冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方
沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。
沖壓模具: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
沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。
復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結構緊湊，面積較小；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應用，但模具結構復雜，制造困難。
沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術密集型產(chǎn)品。沖壓件的質量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，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。
1.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的50%，，在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用沖模制造的零件，在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占60%~70%，在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中占85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具2000套，其中大中型覆蓋件模具300套。
結 束 語
畢業(yè)設計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經(jīng)濟水平。
為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。
本次設計的目的：
一、綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產(chǎn)實際知識，進行一次沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。
二、鞏固復習幾年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設計到模具制造整個工藝流程。
三、掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。
由于本人設計水平有限，經(jīng)驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導，不勝感激。
參 考 文 獻
[1] 《冷沖模設計》———丁松聚丁主編-——北京機械工業(yè)出版社
[2] 《冷沖壓模具設計手冊》
[3] 《模具制造與設計簡明手冊》
[4] 《互換性與測量技術基礎》------長沙——湖南大學出版社——1998.10
[5] 《金屬材料及熱處理》———丁仁亮主編————北京機械工業(yè)出版社
[6] 《機械制圖》教科書 李澄等主編 高等教育出版社
[7] 《模具制造工藝》教科書 華北航天工業(yè)學院孫鳳勤主編 機械工業(yè)出版社
致 謝
隨著社會的發(fā)展，機械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個越來越重要的分支。模具滲透著整個社會。不管在那個行業(yè)，都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè)，都離不開模具生產(chǎn)，模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品。要什么樣的產(chǎn)品，就可以生產(chǎn)什么樣的模具，如（塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 ）。而目前形勢的需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們去努力，去探索。
模具生產(chǎn)過程是一個循序漸進的過程，生產(chǎn)模具過程中可能用到的的機器有很多種類，如（電火花成型機、數(shù)控線切割、車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等）。
三年的學習，我對模具設計與制造有了深刻的認識。面臨畢業(yè)期間，此次單獨設計一個模具，讓我了解了很多的模具結構、模具加工工藝、模具的用途。并且學到不少的書本上沒有的知識，就拿沖壓模來說，對于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結構等。影響模具的產(chǎn)品質量的主要因素也是模具的制造精度。。
通過這次畢業(yè)設計，我從理論和實踐上又更進一步的加深。模具結構設計的好壞直接影響產(chǎn)品質量和經(jīng)濟。中國面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后能在模具這一行有所貢獻。
感謝我的導師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。
- 1 - 金屬件級進模設計 目錄 金屬件級進模具設計 ................................................................................ 1 目錄 ............................................................................................................. 1 摘 要 ....................................................................................................... 3 ...................................................................................................... 4 前 言 ....................................................................................................... 5 論 ..................................................................................................... 6 壓模相關介紹 ..................................................................... 6 模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 ............................................. 6 國 沖壓模具市場情況 ......................................................... 6 壓模具水平狀況 ................................................................ 7 國沖模今后發(fā)展趨勢 ......................................................... 9 結 ............................................................................................ 10 ............................................................................................... 11 件的工藝性分析 .................................................................. 11 工藝方案的確定 .................................................................... 12 .......................................................................... 13 料拉伸工藝分析 .................................................................. 13 藝計算 .................................................................................. 13 - 2 - 模和凹模的間隙 ................................................................... 19 模，凹模的尺寸及公差 ...................................................... 19 模、凹模圓角半徑 .............................................................. 21 伸落料模具結構設計 ........................................................... 22 壓力計算及壓力機的選擇 ................................................... 26 4. 二次拉深設計 ..................................................................................... 26 構零件 ................................................................................... 27 頂器的彈性元件的選取 ....................................................... 28 具總裝圖 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 5. 沖壓設備的選定 ................................................................................. 29 結 束 語 ................................................................................................... 31 參 考 文 獻 ............................................................................................. 32 致 謝 ....................................................................................................... 33 - 3 - 金屬件級進模設計 摘 要 沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械加工便可使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切割加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質量較 好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 關鍵詞 ：沖壓模具 沖壓工藝 模具設計 - 4 - to to be by so it of of of to of is by so to to t to be to to to so in to so it on of of is a of a or to is in it to a be a of a it - 5 - 前 言 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心； 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加 劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維 陸續(xù)開始使用 國際通用軟件，個別廠家還引進了 件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得 很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 - 6 - 論 壓模相關介紹 冷沖壓 :是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。 沖壓模具 :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）。 沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。 復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結構緊湊，面積較小；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應用，但模具結構復雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術密集型產(chǎn)品。沖壓件的 質量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，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。 模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的 50%，，在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用沖模制造的零件，在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占 60%~70%，在電視機、錄音機 、計算機等電子產(chǎn)品中占 80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中占 85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具 2000 套，其中大中型覆蓋件模具 300套。 國 沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、 - 7 - 復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料， 2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為 220億元，其中出口 約合 根據(jù)我國海關統(tǒng)計資料 ,2004年我國共進口沖壓模具 約合 從上述數(shù)字可以得出 2004 年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為 元 元 ,總供應約為 元 ,市場滿足率為 82%有幾個具體情況必須說明 :一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具 ,而出口模具大部分是技術含量較低中的中低檔模具 ,因此技術含量 高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率 ,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn) ,而技術含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率 ;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多 ,具有一定的竟爭力 ,因此其在國際市場前景看好 ,2005 年沖壓模具出口達到 美元 ,比2004 年增長 可說明這一點 ;三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。 我國沖模工業(yè)不能滿足國內經(jīng)濟需要的原因主要有： 程度低。 率低，經(jīng)濟效益也差。 具精度不高，制造技術較落后。 材料使用量不到 10%。 理落后。 但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，尤其是國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，大大地提高了模具的商品化程度，推動了模具技術和模具工業(yè)的迅速發(fā)展，在 運用、加工工藝手段、沖壓件質量及模具性能方面，均已達到或接近國際水平。 壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型 沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達 50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產(chǎn)了。精度達到 1~2μ m，壽命 2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到 - 8 - ≤ 尺寸（φ≥ 300沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 1. 模具 我國模具 0多年歷史。由原華中工學院和武漢 733廠于 1984年共同完成的精神模 華中工學院和北京模具廠等于 1986年共同完成的冷沖模 海交通大學開發(fā)的冷沖模20世紀 90年代以來，國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用 家科委 863計劃將東風汽車公司作為 華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和 在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。 1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬 21世紀開始 在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 中部分骨干重點企業(yè)還具備各 模具 低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數(shù)量 統(tǒng)。如美國 美國 司 國 國 本 以色列公司的 引進了 軟件及法國 內汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設計也開始走向少數(shù)模具 廠家技術開發(fā)的領域。 在沖壓成型 了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權的軟件，并已在生實踐中得到成功應用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（ 統(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三維 標志著 - 9 - 應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆 蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 2. 模具設計與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現(xiàn)代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。 雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精 度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。 以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（ 許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊 技術也得到了應用。 國沖模今后發(fā)展趨勢 根據(jù)我國沖模技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，今后應朝著如下幾個方面發(fā)展： 展精密、復雜、大型、長壽命模具。 - 10 - 提高模具質量，縮短模具制造周期。 高模具制造過程的自動化程度。 工藝、新技術和新材料。 滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。 結 沖壓加工作 為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質、新的發(fā)展水平。由于引入了計算機輔助工程（ 壓成形已從原來對應力應變進行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設計。計算機在模具領域，包括設計、制造、管理等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。 - 11 - 件的工藝性分析 設計工件如圖 示： 圖 件圖 技術要求： 1. 本產(chǎn)品為直筒形拉伸件，材料為 10號鋼，厚度為 3 2. 生產(chǎn)綱領： 20萬件 /年。工件尺寸按未注公差要求。 3. 未注圓角為 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該 - 12 - 件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好 壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。 由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖壓加工。 工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 有如下幾種可行方案： （ 1） 落料 （ 2） 落料拉深 —— 二次拉 伸 （ 3） 落料 —— 拉深 —— 二次拉深 （ 4） 拉深 該零件屬于大批量生產(chǎn)，工藝性較好，所選材料 08 方案（ 1）采用落料階梯拉伸復合模，再進行沖孔，制件成型只需要 2道工序，占用設備少，操作方便，但一次成型對設備要求很高，很難達到制件尺寸精度，而且生產(chǎn)中會出現(xiàn)較多問題，影響生產(chǎn)效率； 方案（ 2）采用落料加淺拉伸的復合模，再采用單工序模拉深，然后沖孔，對設備要求較低。 方案（ 3）采用單工序模具，占用設備人員多，需要開發(fā)多套模具，成本較高，但適用于大批量生產(chǎn)，操作 簡單，模具也簡單，易于維護。 方案（ 4）采用級進模，只需 1套模具，要求精度比較高，但成本較低，操作較復雜。 綜合以上分析，比較利弊，由于拉深深度較大，而且產(chǎn)品 20 萬件 /年，屬于大批量生產(chǎn)，所以選擇方案（ 3） ,先設計一套金屬件級進模，再設計一套沖孔模具，使用 2套模具完成設計。 - 13 - 料拉伸工藝分析 落料后拉伸可看做是帶凸緣的筒形件拉伸。 在不變薄的拉深中，材料厚度雖有變化，但其平均直徑與毛坯原始厚度十分接近。因此毛坯展開尺寸可根據(jù)毛坯面積等于拉深件面積的原則來確定。由 于材料的各項異性以及拉深時金屬流動條件的差異，為了保證零件的尺寸，必須留出修邊余量，在計算毛坯尺寸時，必須計入修邊余量，修邊余量的數(shù)值可查表。 表 4 – 4 帶 凸緣圓筒形拉深件的修邊余量 δ （單位： 藝計算 拉深件毛坯尺寸計算的原則 ： （ 1）面積相等原則 由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對于不變薄拉深，假設材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按 “ 拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積 ” 的原則來確定 (毛坯尺寸確定還可按等體積，等重量原則 )。 （ 2）形狀相似原則 拉深毛坯的形狀一般與拉深 件的橫截面形狀相似。即零件的橫截面是圓形、橢圓形時，其拉深前毛坯展開形狀也基本上是圓形或橢圓形。對于異形件拉深，其毛坯的周邊輪廓必須采用光滑曲線連接，應無急劇的轉折和尖角。 - 14 - 拉深件毛坯形狀的確定和尺寸計算是否正確，不僅直接影響生產(chǎn)過程，而且對沖壓件生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟意義，因為在沖壓零件的總成本中，材料費用一般占到 60 %以上。 1）查《沖壓手冊》表 4 2）按公式計算毛坯直徑 D 21211223242121 +++++== 22222 +××+××++×+××+=算得 D==73所示為帶凸緣圓筒形件及其坯料。通常，當 dt/d=，稱為窄凸緣圓筒形件；當 dt/d＞ 為寬凸緣圓筒形件。 圖 凸緣圓筒形件及其坯料 本次設計 dt/d=72/58=故工件一次拉不出來。 圓筒形件的拉深系數(shù)和拉深次數(shù) 所謂拉深系數(shù)．即每次拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯 (或半成品 )直徑的比值 (圖 4 是衡量拉深變形程度的指標。它的倒數(shù)稱拉深程度也稱拉深比。表示為 : ? 1第一次批深系數(shù) 1 ?第二次拉淋系數(shù) 122 第 n 次拉深系數(shù) 1?? m 該壓力機不能用，若 H 模具 該壓力機不能用，若 H 模具 < 可以加墊板。 實際算得 H 模具 =滿足 0H 模具 ≤ - 31 - 結 束 語 畢業(yè)設計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經(jīng)濟水平。 為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的 專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 本次設計的目的： 一、綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產(chǎn)實際知識，進行一次沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。 二、鞏固復習幾年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設計到模具制造整個工藝流程。 三、掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 由于本人設計水平有限，經(jīng)驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導 ，不勝感激。 - 32 - 參 考 文 獻 [1] 《冷沖模設計》 ——— 丁松聚丁主編 -—— 北京機械工業(yè)出版社 [2] 《冷沖壓模具設計手冊》 [3] 《模具制造與設計簡明手冊》 [4] 《互換性與測量技術基礎》 — 湖南大學出版社 —— 5] 《金屬材料及熱處理》 ——— 丁仁亮主編 ———— 北京機械工業(yè)出版社 [6] 《機械制圖》教科書 李澄等主編 高等教育出版社 [7] 《模具制造工藝》教科書 華北航天工業(yè)學院孫鳳勤主編 機械工業(yè)出版社 - 33 - 致 謝 隨著社會的發(fā)展，機械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個越來越重要的分支。模具滲透著整個社會。不管在那個行業(yè)，都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè)，都離不開模具生產(chǎn)，模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品。要什么樣的產(chǎn)品，就可以生產(chǎn)什么樣的模具，如（塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 ）。而目前形勢的需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們去努力，去探索。 模具生產(chǎn)過程是一個循序漸進的過程，生產(chǎn)模具過程中可能用到的的機器有很多種類，如（電火花成型機、數(shù)控線切割、 車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等）。 三年的學習，我對模具設計與制造有了深刻的認識。面臨畢業(yè)期間，此次單獨設計一個模具，讓我了解了很多的模具結構、模具加工工藝、模具的用途。并且學到不少的書本上沒有的知識，就拿沖壓模來說，對于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結構等。影響模具的產(chǎn)品質量的主要因素也是模具的制造精度。。 通過這次畢業(yè)設計，我從理論和實踐上又更進一步的加深。模具結構設計的好壞直接影響產(chǎn)品質量和經(jīng)濟。中國面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后 能在模具這一行有所貢獻。 感謝我的導師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 - 1 - 金屬件級進模設計 目錄 金屬件級進模具設計 ................................................................................ 1 目錄 ............................................................................................................. 1 摘 要 ....................................................................................................... 3 ...................................................................................................... 4 前 言 ....................................................................................................... 5 論 ..................................................................................................... 6 壓模相關介紹 ..................................................................... 6 模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 ............................................. 6 國 沖壓模具市場情況 ......................................................... 6 壓模具水平狀況 ................................................................ 7 國沖模今后發(fā)展趨勢 ......................................................... 9 結 ............................................................................................ 10 ............................................................................................... 11 件的工藝性分析 .................................................................. 11 工藝方案的確定 .................................................................... 12 .......................................................................... 13 料拉伸工藝分析 .................................................................. 13 藝計算 .................................................................................. 13 - 2 - 模和凹模的間隙 ................................................................... 19 模，凹模的尺寸及公差 ...................................................... 19 模、凹模圓角半徑 .............................................................. 21 伸落料模具結構設計 ........................................................... 22 壓力計算及壓力機的選擇 ................................................... 26 4. 二次拉深設計 ..................................................................................... 26 構零件 ................................................................................... 27 頂器的彈性元件的選取 ....................................................... 28 具總裝圖 ................................................. 錯誤 !未定義書簽。 5. 沖壓設備的選定 ................................................................................. 29 結 束 語 ................................................................................................... 31 參 考 文 獻 ............................................................................................. 32 致 謝 ....................................................................................................... 33 - 3 - 金屬件級進模設計 摘 要 沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械加工便可使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切割加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質量較 好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 關鍵詞 ：沖壓模具 沖壓工藝 模具設計 - 4 - to to be by so it of of of to of is by so to to t to be to to to so in to so it on of of is a of a or to is in it to a be a of a it - 5 - 前 言 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心； 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加 劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維 陸續(xù)開始使用 國際通用軟件，個別廠家還引進了 件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得 很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 - 6 - 論 壓模相關介紹 冷沖壓 :是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。 沖壓模具 :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）。 沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。 復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結構緊湊，面積較?。粵_出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應用，但模具結構復雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術密集型產(chǎn)品。沖壓件的 質量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，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。 模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的 50%，，在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用沖模制造的零件，在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占 60%~70%，在電視機、錄音機 、計算機等電子產(chǎn)品中占 80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中占 85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具 2000 套，其中大中型覆蓋件模具 300套。 國 沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、 - 7 - 復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料， 2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為 220億元，其中出口 約合 根據(jù)我國海關統(tǒng)計資料 ,2004年我國共進口沖壓模具 約合 從上述數(shù)字可以得出 2004 年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為 元 元 ,總供應約為 元 ,市場滿足率為 82%有幾個具體情況必須說明 :一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具 ,而出口模具大部分是技術含量較低中的中低檔模具 ,因此技術含量 高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率 ,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn) ,而技術含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率 ;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多 ,具有一定的竟爭力 ,因此其在國際市場前景看好 ,2005 年沖壓模具出口達到 美元 ,比2004 年增長 可說明這一點 ;三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。 我國沖模工業(yè)不能滿足國內經(jīng)濟需要的原因主要有： 程度低。 率低，經(jīng)濟效益也差。 具精度不高，制造技術較落后。 材料使用量不到 10%。 理落后。 但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，尤其是國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，大大地提高了模具的商品化程度，推動了模具技術和模具工業(yè)的迅速發(fā)展，在 運用、加工工藝手段、沖壓件質量及模具性能方面，均已達到或接近國際水平。 壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型 沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達 50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產(chǎn)了。精度達到 1~2μ m，壽命 2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到 - 8 - ≤ 尺寸（φ≥ 300沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 1. 模具 我國模具 0多年歷史。由原華中工學院和武漢 733廠于 1984年共同完成的精神模 華中工學院和北京模具廠等于 1986年共同完成的冷沖模 海交通大學開發(fā)的冷沖模20世紀 90年代以來，國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用 家科委 863計劃將東風汽車公司作為 華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和 在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。 1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬 21世紀開始 在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 中部分骨干重點企業(yè)還具備各 模具 低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數(shù)量 統(tǒng)。如美國 美國 司 國 國 本 以色列公司的 引進了 軟件及法國 內汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設計也開始走向少數(shù)模具 廠家技術開發(fā)的領域。 在沖壓成型 了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權的軟件，并已在生實踐中得到成功應用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（ 統(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三維 標志著 - 9 - 應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆 蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 2. 模具設計與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現(xiàn)代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。 雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精 度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。 以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（ 許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊 技術也得到了應用。 國沖模今后發(fā)展趨勢 根據(jù)我國沖模技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，今后應朝著如下幾個方面發(fā)展： 展精密、復雜、大型、長壽命模具。 - 10 - 提高模具質量，縮短模具制造周期。 高模具制造過程的自動化程度。 工藝、新技術和新材料。 滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。 結 沖壓加工作 為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質、新的發(fā)展水平。由于引入了計算機輔助工程（ 壓成形已從原來對應力應變進行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設計。計算機在模具領域，包括設計、制造、管理等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。 - 11 - 件的工藝性分析 設計工件如圖 示： 圖 件圖 技術要求： 1. 本產(chǎn)品為直筒形拉伸件，材料為 10號鋼，厚度為 3 2. 生產(chǎn)綱領： 20萬件 /年。工件尺寸按未注公差要求。 3. 未注圓角為 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該 - 12 - 件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好 壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。 由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖壓加工。 工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 有如下幾種可行方案： （ 1） 落料 （ 2） 落料拉深 —— 二次拉 伸 （ 3） 落料 —— 拉深 —— 二次拉深 （ 4） 拉深 該零件屬于大批量生產(chǎn)，工藝性較好，所選材料 08 方案（ 1）采用落料階梯拉伸復合模，再進行沖孔，制件成型只需要 2道工序，占用設備少，操作方便，但一次成型對設備要求很高，很難達到制件尺寸精度，而且生產(chǎn)中會出現(xiàn)較多問題，影響生產(chǎn)效率； 方案（ 2）采用落料加淺拉伸的復合模，再采用單工序模拉深，然后沖孔，對設備要求較低。 方案（ 3）采用單工序模具，占用設備人員多，需要開發(fā)多套模具，成本較高，但適用于大批量生產(chǎn)，操作 簡單，模具也簡單，易于維護。 方案（ 4）采用級進模，只需 1套模具，要求精度比較高，但成本較低，操作較復雜。 綜合以上分析，比較利弊，由于拉深深度較大，而且產(chǎn)品 20 萬件 /年，屬于大批量生產(chǎn)，所以選擇方案（ 3） ,先設計一套金屬件級進模，再設計一套沖孔模具，使用 2套模具完成設計。 - 13 - 料拉伸工藝分析 落料后拉伸可看做是帶凸緣的筒形件拉伸。 在不變薄的拉深中，材料厚度雖有變化，但其平均直徑與毛坯原始厚度十分接近。因此毛坯展開尺寸可根據(jù)毛坯面積等于拉深件面積的原則來確定。由 于材料的各項異性以及拉深時金屬流動條件的差異，為了保證零件的尺寸，必須留出修邊余量，在計算毛坯尺寸時，必須計入修邊余量，修邊余量的數(shù)值可查表。 表 4 – 4 帶 凸緣圓筒形拉深件的修邊余量 δ （單位： 藝計算 拉深件毛坯尺寸計算的原則 ： （ 1）面積相等原則 由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對于不變薄拉深，假設材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按 “ 拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積 ” 的原則來確定 (毛坯尺寸確定還可按等體積，等重量原則 )。 （ 2）形狀相似原則 拉深毛坯的形狀一般與拉深 件的橫截面形狀相似。即零件的橫截面是圓形、橢圓形時，其拉深前毛坯展開形狀也基本上是圓形或橢圓形。對于異形件拉深，其毛坯的周邊輪廓必須采用光滑曲線連接，應無急劇的轉折和尖角。 - 14 - 拉深件毛坯形狀的確定和尺寸計算是否正確，不僅直接影響生產(chǎn)過程，而且對沖壓件生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟意義，因為在沖壓零件的總成本中，材料費用一般占到 60 %以上。 1）查《沖壓手冊》表 4 2）按公式計算毛坯直徑 D 21211223242121 +++++== 22222 +××+××++×+××+=算得 D==73所示為帶凸緣圓筒形件及其坯料。通常，當 dt/d=，稱為窄凸緣圓筒形件；當 dt/d＞ 為寬凸緣圓筒形件。 圖 凸緣圓筒形件及其坯料 本次設計 dt/d=72/58=故工件一次拉不出來。 圓筒形件的拉深系數(shù)和拉深次數(shù) 所謂拉深系數(shù)．即每次拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯 (或半成品 )直徑的比值 (圖 4 是衡量拉深變形程度的指標。它的倒數(shù)稱拉深程度也稱拉深比。表示為 : ? 1第一次批深系數(shù) 1 ?第二次拉淋系數(shù) 122 第 n 次拉深系數(shù) 1?? m 該壓力機不能用，若 H 模具 該壓力機不能用，若 H 模具 < 可以加墊板。 實際算得 H 模具 =滿足 0H 模具 ≤ - 31 - 結 束 語 畢業(yè)設計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經(jīng)濟水平。 為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的 專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 本次設計的目的： 一、綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產(chǎn)實際知識，進行一次沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。 二、鞏固復習幾年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設計到模具制造整個工藝流程。 三、掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 由于本人設計水平有限，經(jīng)驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導 ，不勝感激。 - 32 - 參 考 文 獻 [1] 《冷沖模設計》 ——— 丁松聚丁主編 -—— 北京機械工業(yè)出版社 [2] 《冷沖壓模具設計手冊》 [3] 《模具制造與設計簡明手冊》 [4] 《互換性與測量技術基礎》 — 湖南大學出版社 —— 5] 《金屬材料及熱處理》 ——— 丁仁亮主編 ———— 北京機械工業(yè)出版社 [6] 《機械制圖》教科書 李澄等主編 高等教育出版社 [7] 《模具制造工藝》教科書 華北航天工業(yè)學院孫鳳勤主編 機械工業(yè)出版社 - 33 - 致 謝 隨著社會的發(fā)展，機械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個越來越重要的分支。模具滲透著整個社會。不管在那個行業(yè)，都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè)，都離不開模具生產(chǎn)，模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品。要什么樣的產(chǎn)品，就可以生產(chǎn)什么樣的模具，如（塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 ）。而目前形勢的需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們去努力，去探索。 模具生產(chǎn)過程是一個循序漸進的過程，生產(chǎn)模具過程中可能用到的的機器有很多種類，如（電火花成型機、數(shù)控線切割、 車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等）。 三年的學習，我對模具設計與制造有了深刻的認識。面臨畢業(yè)期間，此次單獨設計一個模具，讓我了解了很多的模具結構、模具加工工藝、模具的用途。并且學到不少的書本上沒有的知識，就拿沖壓模來說，對于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結構等。影響模具的產(chǎn)品質量的主要因素也是模具的制造精度。。 通過這次畢業(yè)設計，我從理論和實踐上又更進一步的加深。模具結構設計的好壞直接影響產(chǎn)品質量和經(jīng)濟。中國面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后 能在模具這一行有所貢獻。 感謝我的導師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。