畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圓筒件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、福建技師學(xué)院FUJIANTECHNICIANCOLLEGE畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：圓筒件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 姓 名：學(xué) 號： 001088013班 級： 08模具高職（1） 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)老師： 二一年十月目錄摘要1緒論2一、 沖壓件工藝性分析8二、沖壓工藝方案的確定91. 方案種類92. 方案的比較93. 方案的確定104. 確定排樣圖和裁板方案10三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定11四、設(shè)計(jì)工藝計(jì)算121. 基本尺寸計(jì)算122. 沖壓力的計(jì)算和壓力機(jī)的選取123. 沖裁壓力中心的確定144工作零件刃口尺寸計(jì)算14五、主要零部件的設(shè)計(jì)15 1. 凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)152. 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)16

2、 3. 凸模的設(shè)計(jì)16 4. 凸模墊板16 5. 凸模墊板承壓計(jì)算17 6. 模架的設(shè)計(jì)18 7. 凸模固定板19 8. 凹凸模間隙值19 9. 模柄的選用20 10.導(dǎo)正銷和擋料銷的選用21六、模具總裝配圖22七、沖壓模具零件加工工藝的編制23八、模具的裝配順序及注意事項(xiàng)27九、結(jié)束語28十、致謝29主要參考文獻(xiàn)摘 要在目前激烈的市場競爭中，產(chǎn)品投入市場的遲早往往是成敗的關(guān)鍵。模具是高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品生產(chǎn)工具，模具開發(fā)周期占整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期的主要部分。因此客戶對模具開發(fā)周期要求越來越短，不少客戶把模具的交貨期放在第一位置，然后才是質(zhì)量和價(jià)格。因此，如何在保證質(zhì)量、控制成本的前提下加工模具是

3、值得認(rèn)真考慮的問題。模具加工工藝是一項(xiàng)先進(jìn)的制造工藝，已成為重要發(fā)展方向，在航空航天、汽車、機(jī)械等各行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。模具加工技術(shù)，可以提高制造業(yè)的綜合效益和競爭力。研究和建立模具工藝數(shù)據(jù)庫，為生產(chǎn)企業(yè)提供迫切需要的高速切削加工數(shù)據(jù)，對推廣高速切削加工技術(shù)具有非常重要的意義。本文的主要目標(biāo)就是構(gòu)建一個(gè)沖壓模具工藝過程，將模具制造企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中結(jié)合刀具、工件、機(jī)床與企業(yè)自身的實(shí)際情況積累得高速切削加工實(shí)例、工藝參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)等數(shù)據(jù)有選擇地存儲到高速切削數(shù)據(jù)庫中，不但可以節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力，而且可以指導(dǎo)高速加工生產(chǎn)實(shí)踐，達(dá)到提高加工效率，降低刀具費(fèi)用，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。緒論1沖壓的

4、概念、特點(diǎn)及應(yīng)用沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)

5、合才能得出沖壓件。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。（2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，

6、加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件

7、所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲

8、得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級進(jìn)和復(fù)合-級進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩

9、種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級進(jìn)在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)

10、狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測某

11、一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá)IT1617級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)

12、雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國已自主設(shè)計(jì)制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無回彈成形。無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/

13、CAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動化成形。(2.)沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽

14、車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個(gè)工位以上的級進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能級進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá)25微米，進(jìn)距精度23微米，總壽命達(dá)1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了

15、現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為1500040000r/min），加工精度一般可達(dá)10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的

16、EDSCAN8E電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到300mm/min，加工精度可達(dá)1.5微米，表面粗糙度達(dá)Ra=010.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡

17、單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。(3)

18、 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用

19、率高達(dá)97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時(shí)間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的410倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。 近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成

20、形機(jī)、CNC萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人控制生產(chǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。(4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，

21、只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，

22、主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。（一）、沖壓件工藝性分析1 零件材料分析該零件材料為08F沖壓用鋼板中沸騰鋼，厚度t=0.5mm。強(qiáng)度低和硬度、塑性、韌性好，易于深沖、拉延、彎曲和焊接。力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 b （MPa）：295（30） 屈服強(qiáng)度 s （MPa）：175（18） 伸長率 5 （）：35 斷面收縮率 （）：60 熱處理：推薦熱處理/ ：正火930正火推薦保溫保溫時(shí)間30min，空冷；淬火推薦保溫時(shí)間30min，70.80

23、和85鋼油冷，其余鋼水冷；回火推薦保溫時(shí)間1h。硬度 ：未熱處理，131HB具有良好的沖壓成形性能，為一般沖壓用鋼，適合沖裁。2 零件形狀從零件的形狀分析，該零件屬于圓孔類零件，壁厚為0.5 mm，需把內(nèi)孔翻邊成一個(gè)11和4通孔。3 尺寸分析該工件尺寸有標(biāo)注公差，查公差表，可按GB1800-79 IT112級精度確定，尺寸精度較低，普通沖裁（精度為IT11）完全能滿足要求。以凹模為基準(zhǔn)件凸模根據(jù)凹模尺寸進(jìn)行配制加工。4 技術(shù)要求 1.未注公差均按IT14級制造；2.沖裁凹凸模刃口間隙不均勻度0.03; 3.零件表面不允許有缺陷。5 結(jié)論綜上所述，該零件的沖裁工藝性較好，沖裁加工能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求

24、。（二）、沖壓工藝方案的確定1方案種類從零件的結(jié)構(gòu)特征可以看出，沖壓所需的基本工序包括翻邊、沖孔?？赡艿某尚畏椒ㄓ腥N：方案一：先拉伸成階梯形圓筒件，再通過機(jī)械切割的方式除去底部。方案二：先拉伸成階梯形圓筒件，再采用沖切的方式除去底部。方案三：先拉伸成底部帶有預(yù)沖孔階梯形圓筒件，然后再翻邊成型。圖1-2 方案成型流程2方案的比較方案一：采用車削底部的方法，無疑零件的斷面質(zhì)量高，但生產(chǎn)效率低，不適用批量生產(chǎn)，在零件底部要求不高的情況下不宜采用。方案二：采用沖切的方式，則要求零件底部的遠(yuǎn)角半徑在沖切前必須沖壓成接近清角（即R0）,因此在沖切前先要增加一道整形工序，并且清角的技術(shù)質(zhì)量要求不易保證。較

25、難加工。方案三：采用翻邊形式，生產(chǎn)效率高并且節(jié)省材料，翻邊的孔口雖然沒有以上兩種的好，但零件的高度尺寸10 mm可以看做IT12級的未注公差，翻邊方式可以滿足零件技術(shù)要求。因此從零件的底部成形方式來考慮采用第三種方式，即拉伸沖孔。3方案的確定綜合上述分析：對于一個(gè)工件可以得出多種工藝方案，經(jīng)比較，綜合沖裁件的質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)性、安全性所以決定采用方案三。4確定排樣圖和裁板方案1、 制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 于t=0.5mm,查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表7軋制薄鋼板擬選用規(guī)格為： 0.515001000 的板料。2、 排樣設(shè)計(jì)圖3已知：t0.5 r0.5 L1

26、5-t-r5-0.5-0.54 L211/2-4/2-t-2r5.5-2-0.52 L310-5-r10-5-0.54.5 L彎r+t/180 3.1490(0.5+0.320.5)/180 1.04 L(L1+L2+L3+L彎1+L彎2)2 (4+2+4.5+1.04+1.04)2 =30查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-10，確定搭邊值 兩工件間的橫搭邊a=1.2mm；兩工件間的縱搭邊a=1.5mm； 步距S=d+a=30+1.2=31.2mm； 條料寬度B=（D+2a+）=33故一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：=A/BS100 =/BS100=70（三）、模具結(jié)構(gòu)形式的確定方案一模具結(jié)構(gòu)為正裝單工序模

27、具和方案二倒裝單工序模具的后一個(gè)工序模具是一致的，兩個(gè)的主要不同在前道工序模具結(jié)構(gòu)上。正裝式單工序模具和倒裝式單工序模具結(jié)構(gòu)比較：正裝式單工序模具適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。倒裝式單工序模具結(jié)構(gòu)簡單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，所以應(yīng)用十分廣泛。而且從本次零件的卸料回彈上考慮的話，比方案一容易控制。因此形狀和尺寸精度比方案一更加的高。 根據(jù)零件分析，制件的精度不高，為了提高經(jīng)濟(jì)效益和簡化模具結(jié)構(gòu)，宜采用方案二，即倒裝式單工序模具結(jié)構(gòu)。（四）、設(shè)計(jì)工藝計(jì)算1基本尺寸計(jì)算因?yàn)榧庸すぜ?/p>

28、需一道工序，所以從上得到的尺寸是，t=0.5mm ,工件高度為10mm ， 沖孔的直徑是4mm 。2沖壓力的計(jì)算和壓力機(jī)的選取沖裁時(shí)之沖裁力為沖裁力、卸料力和推料力之和。在選擇壓力機(jī)時(shí)是否要考慮，則應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)對待。即1沖裁力 F=ktl =3.1430X0.5300=14130NK查P22表2-202沖裁卸料力 F卸=K卸F沖=0.05514130 =777.15NK查設(shè)計(jì)指導(dǎo)P22表2-20 得 K卸=0.0553沖裁卸料力： F=K推F沖=140.06514130K推查設(shè)計(jì)指導(dǎo)P22表2-22 得 K推=0.0654落料力 F落=1.3vt=1.33.14300.5260=151

29、91.8N5拉深力 F拉=d1tbK1=3.1440.53000.6=1130.4Nk值為鋼板系數(shù)值,查課本p167表4-19得k=0.6mm沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的使用安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本的一系列問題。 計(jì)算如下：F壓邊力P查p166表4-17得：p=3F總=F落+F卸+F壓 =15919+777.15+1829.3405=18526.291n19KN需要說明的是，以上選用的壓力機(jī)，只是初步根據(jù)沖壓力條件來選取，還需要根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備狀況、模具的閉合高度、模具的外形與安裝配合尺寸、零件加工的工藝流程、設(shè)備使用的負(fù)荷情況等因素，進(jìn)一步合理安排

30、。所以綜合上述要求，最終決定：設(shè)備為J23-40。見P546表一：J23-40型壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)公稱壓力/KN400滑塊行程/mm 80行程次數(shù)/（次/min）45/90最大閉合高度/mm330連桿調(diào)節(jié)長度/mm65滑塊中心線至床身的距離/mm250工作臺尺寸/mm前后460左右700滑塊底面尺寸/mm前后260左右300墊板尺寸/mm厚度65孔徑/立柱間距離/mm340模柄孔尺寸（直徑/mm深度/mm）5070床身最大可傾斜角303沖裁壓力中心的確定模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了使模具的正常的工作，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)使壓力中心與模柄中心線重合，若不重合沖壓時(shí)產(chǎn)生偏力矩，使模具的導(dǎo)

31、柱或沖床的滑塊單面受力，引起模具和壓力機(jī)導(dǎo)軌的過早損壞，使刃口很快變鈍，甚至有嘴刀口或造成設(shè)備人生事故。4工作零件刃口尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算凸、凹模刃口尺寸的基本原則是：1、翻邊以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，并根據(jù)工件尺寸和公差以及凹模的磨損規(guī)律，先計(jì)算凹模的刃口尺寸，間隙取在凸模上。2、沖孔以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，并根據(jù)工件尺寸和公差以及凸模的磨損規(guī)律，先計(jì)算凸模的刃口尺寸，間隙取在凹模上。尺寸的計(jì)算方法在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)及工件生產(chǎn)批量，使用采用配合加工落料凸模、凹模、凸凹模及固定班、卸料板，使制造成本最低，裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按配

32、合加工的方法計(jì)算。第一類尺寸凸模或凹模磨損后會增大的尺寸落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差公式為： Aj=(Amax-x)+ /4 0第二類尺寸凸模或凹模磨損后會減小的尺寸沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差公式為： Bj=(Bmax+x)0 -/4第三類尺寸凸模或凹模磨損后基本不變的尺寸凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響。為了使凸凹模制造容易，采用配合加工法加工凸模、凹模，公差由零件圖可查出公差為IT11，(五)主要零部件的設(shè)計(jì)1凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)沖裁時(shí)凸模

33、承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力，同時(shí)在卸料時(shí)又承受了拉應(yīng)力，交變反復(fù)作用。所以必須充分考慮其強(qiáng)度。沖小圓孔凸模：為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)做成逐漸增大的多級型式。凸模結(jié)構(gòu)形式是由沖裁件的形狀、尺寸、沖模的加工工藝以及裝配工藝等實(shí)際條件決定的。其結(jié)構(gòu)有：鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等；其截面形狀有圓形和非圓形。凸模的固定方式有臺肩固定、直接用螺紋和銷釘固定等。2凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)見沖壓手冊p66表2-39壁厚C=26， 高度h=20按凹模高度H=kb(b15mm) h=0.330=915 不成立式中：k=0.3 見沖壓手冊p66表2-40。凹模壁厚C=(1.52)h=220=40304

34、0mm 成立C=40凹模厚度H=kb15=0.330=915 即H=203凸模的設(shè)計(jì)由于該模的凸模是圓形的凸模圓形凸模的結(jié)構(gòu)形式有3種：沖小圓孔凸模沖中型圓孔的凸模沖大圓孔成落料的凸模。在三種中沖中型圓孔的凸模適用于:d=830mm 故選第二種沖中型圓孔的凸模最合適。查P70-2-31（圖）4凸模墊板凸模的最大的自由長度： 一般為：412mm，取8mm5凸模墊板承壓計(jì)算成立6模架的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7

35、/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。二次拉深模采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱式模架的導(dǎo)向方式，如圖18所示，模架的結(jié)構(gòu)與尺寸都直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，因?yàn)樗哪＞咻^高所以選取比較大一點(diǎn)的模架相關(guān)參數(shù)如下：由于凹凸模的確定經(jīng)查表得：模架選用：L=60mm B=125mm 閉合高度為：160190上模座=160x125x35下模座=160x125x40導(dǎo)柱=25x150導(dǎo)套=30x90x34凹模周界L：160凹模周界B：125 模架導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)

36、準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28-32HRC。7凸模固定板一般取凹模厚度的0.60.8倍凹模厚度為20mm 20x0.8=16mm固定板厚度取12mm8凹凸模間隙值沖裁模刃口雙面間隙查P55表2-25得沖裁間隙 查表P15 2-10得 （0.120.

37、18）e =0.60.9mm間隙為0.60.9mm。9 模柄查表見冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)得模柄孔的直徑為60，深度為80.由裝配要求，模柄鈺模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn)，模柄長度比模柄孔深度小510mm，由于采用固定卸料，上模座回程時(shí)是受力較大，因此選用壓入式模柄較合理。如圖所示： 模柄10導(dǎo)正銷和擋料銷的選用1.導(dǎo)正銷使用導(dǎo)正銷的目的消除送料時(shí)用擋料銷和導(dǎo)料板等定位零件做粗定位時(shí)的誤差，保證沖件在不同工位上沖出的內(nèi)行與外形之間的相對位置公差要求，導(dǎo)正銷主要用于級進(jìn)模，也可用于單工序模。導(dǎo)正銷通常設(shè)在落料凸模上，與擋料銷配合使用，因此采用導(dǎo)正銷。其中用于導(dǎo)正 d=212mm 的孔，安裝處按

38、H7/m6配合查表見沖壓手冊表10-56 可得出導(dǎo)正銷。如圖所示：2.導(dǎo)正銷固定擋料銷見冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表 2-28 選取材料為45鋼，數(shù)量為1。固定擋料銷如圖所示：擋料銷（六）、模具總裝圖通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示的模具的總裝圖。模具上模部分主要由上模座、上墊板、凹模、推桿、推板等組成。下模由下模座、凸模固定板、凸模板、卸料板、卸料螺釘?shù)冉M成。工件放進(jìn)時(shí)靠凸模定位。出件方式采用在開模時(shí)上、下出件，靠推板和卸料板將工件從凹模和凸模里頂出。1.螺釘 2.模柄 3.銷釘 4.螺釘 5.上模座 6.墊片 7.凹模固定板 8.彈簧 9.導(dǎo)套 10.卸料板 11.凹凸模 12.圓柱銷 13.落料凹模

39、 14.固定板 15.墊片 16.導(dǎo)柱 17.下模座 （七）、沖壓模具零件加工工藝的編制1、圓筒件拉深模凸模的制造凸模的加工工藝過程材料：，Cr12硬度：5862HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成125mm26mm2熱處理退火3銑平面銑上、下平面，保證尺寸60.8mm4車削車外圓達(dá)配合尺寸5鉗工倒圓角至要求，去毛刺6銑銑六面，厚度留單邊磨量0.20.3mm7熱處理淬火，硬度至5862HRC8磨削磨削各表面達(dá)設(shè)計(jì)要求9檢驗(yàn)2、圓筒件拉深模凹模的制造拉深凹模的加工工藝過程材料：Cr12，硬度：5862HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成34mm70mm的圓棒料2熱處理退火3銑平面銑上、下平面

40、，保證高度尺寸130.8mm4鉆中心孔鉆中心孔5車削車削外表面并留0.4mm的磨削余量6鏜孔鏜內(nèi)孔，133.25mm的孔留0.4mm的磨削余量7鉗工倒圓角至要求，去毛刺8檢驗(yàn)9熱處理淬火、回火，硬度至5862HRC10磨削磨削133.25mm內(nèi)表面和188mm外表面達(dá)設(shè)計(jì)要求,11檢驗(yàn)3、圓筒件拉深模凸模固定板的制造凸模固定板的加工工藝過程材料：45鋼，硬度：調(diào)質(zhì)2428HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成355mm285mm20mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)160mm125mm16mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4劃線劃型孔、銷孔、螺紋孔中心線5鉆孔鉆各孔，188mm、

41、28mm留0.4mm的磨削余量6鉗工攻螺紋，去毛刺7檢驗(yàn)8熱處理調(diào)質(zhì)2428HRC9磨削磨削188mm、28mm內(nèi)表面達(dá)設(shè)計(jì)要求10檢驗(yàn)4、圓筒件拉深模凹模固定板的制造凹模固定板的加工工藝過程材料：45鋼，硬度：5860HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成165mm130mm20mm的平行六面體2熱處理調(diào)質(zhì)，硬度2428HRC3銑平面銑六面達(dá)160mm125mm16mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4鉗工劃型孔、銷孔、螺紋孔中心線，鉆穿絲孔，攻螺紋5線切割割安裝固定孔6銑削銑削固定孔背面的沉孔到要求7磨削磨削表面達(dá)設(shè)計(jì)要求8檢驗(yàn)5、圓筒件拉深模卸料板的制造彈壓卸料板的加工工藝過程材料：4

42、5鋼，硬度：4348HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成165mm128mm20mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)160mm125mm16mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4鉗工劃各孔中心線5鉆孔鉆各孔6銑削銑削固定孔背面的沉孔到要求7熱處理淬火，硬度4348HRC8磨削磨削表面達(dá)設(shè)計(jì)要求9檢驗(yàn)6、圓筒件拉深模上墊板的制造上墊板的加工工藝過程材料：T8A，硬度：淬火5458HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成165mm128mm15mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)160mm125mm8mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4磨削磨上、下平面，厚度達(dá)10.6mm,并

43、磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直5劃線劃型孔、銷釘孔、螺紋孔中心線6鉆孔鏜大孔，鉆各孔到要求7鉗工攻螺紋，去毛刺8檢驗(yàn)9熱處理淬火硬度5458HRC10磨削磨削140mm及兩大平面達(dá)設(shè)計(jì)要求11檢驗(yàn)7、圓筒件拉深模下墊板的制造下墊板的加工工藝過程材料：T8A，硬度：淬火5458HRC序號工序名工序內(nèi)容1備料毛坯鍛成160mm125mm20mm的平行六面體2熱處理退火3銑平面銑六面達(dá)350.3mm280.3mm16mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直4磨削磨上、下平面，厚度達(dá)40.6mm,并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直5鉗工劃型孔、銷釘孔、螺紋孔中心線鉆銷孔、螺紋孔、穿絲孔攻螺紋到要求6線切割線切割型孔7熱處理淬火硬度5458HRC8磨削磨削厚度及型孔到要求9檢驗(yàn)(八)、模具的裝配順序及注意事項(xiàng)1、模具的裝配順序（1）擦清壓力機(jī)滑塊底面、工作臺或墊板平面以及沖模上下模座的頂面和底面。 （2）將沖模置于壓力機(jī)工作臺或墊板上，移到近似工作位置。 （3）觀察工件或廢料能否落下。 （4）用手扳動飛輪或者利用能夠壓力機(jī)的寸動裝置，使壓力機(jī)滑塊逐步降止下死點(diǎn)。在滑塊下降過程中移動沖模，以便模柄進(jìn)入滑塊中的模柄孔內(nèi)。 （5）調(diào)節(jié)壓力機(jī)至近似的閉合高度。 （6）安裝固定下模的底板、墊塊和螺栓，但不擰緊。 （7）緊固上模，確保上