帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)與制造畢業(yè)論文

1、帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文）i鄭州輕院輕工職業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí)模具設(shè)計(jì)與制造 1班學(xué)號(hào) 10105077系別輕化工程指導(dǎo)教師（職稱）完成時(shí)間 2013 年4 月16 日帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） II帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)隨著中國(guó)工業(yè)不斷地發(fā)展，模具行業(yè)也顯得越來越重要。本文針對(duì)帶凸緣圓筒形零 件的拉伸工藝性及拉伸工序過程，列舉其中一次拉深并完成模具設(shè)計(jì)。介紹了筒形零件冷 沖壓成形過程，經(jīng)過對(duì)筒形零件的批量生產(chǎn)、零件質(zhì)量、零件結(jié)構(gòu)以及使用要求的分析、 研究，按照不降低使用性能為前提，將其確定為沖壓件，用沖壓方法完成零件的加工

2、，且 簡(jiǎn)要分析了坯料形狀、尺寸，排樣、裁板方案，拉深次數(shù)，沖壓工序性質(zhì)、數(shù)目和順序的 確定。進(jìn)行了工藝力、壓力中心、模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算，并設(shè)計(jì)出模具。同時(shí) 具體分析了模具的主要零部件的設(shè)計(jì)，沖壓設(shè)備的選用，凸、凹模間隙調(diào)整。列出了模具 所需零件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。關(guān)鍵詞 沖壓件/帶凸緣圓筒形拉伸件/拉伸工藝/拉深模設(shè)計(jì)帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文）iiiWITH FLANGE CYLINDRICAL DEEPDRAWING DIE DESIGNABSTRACTAs Chin as in dustrial developme nt un ceas in gly, the

3、 mold in dustry also appears more and more importa nt. This paper belt of flange cyli ndrical parts stretch ing manu facturability and stretch ing process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production

4、 of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requireme nt an alysis, research, accord ing to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cut

5、ting board, deep draw ing, stamp ing process in n ature, the determ in atio n of nu mber and order. The tech no logy force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the

6、selection of stamp ing equipme nt, convex and con cave die cleara nce adjustme nt. Lists the mould n eeds a detailed list of spare parts, and gives the reas on able assembly draw ing.KEYWORDSstamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing diedesig n process帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） VI

7、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1前言1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 模具的概論仁 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 沖壓與沖模1. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 我國(guó)沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向 2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.1.3國(guó)外模具發(fā)展趨勢(shì)及行業(yè)特點(diǎn) 2 HYPERLINK l bookmar

8、k18 o Current Document 模具設(shè)計(jì)及加工技術(shù)的現(xiàn)狀 3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.1.5沖模分類4. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.1.6沖模的零部件 4. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 沖壓件工藝分析5. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析 .5. HYPERLINK l bookmark28 o Current Document

9、沖壓件的工藝性分析5. HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 本設(shè)計(jì)要求6. HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2工藝方案7. HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.1工藝性分析7. HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 拉深件的結(jié)構(gòu)與尺寸 7. HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.1.3拉深件材料 7. HYPERLINK l bookmark44 o

10、 Current Document 2.2設(shè)計(jì)方案的確定7. HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 3主要工藝參數(shù)計(jì)算8. HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.1確定排樣、裁板方案 8. HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 工藝分析8. HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 確定修邊余量 8. HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.1.3坯料直徑8. HY

11、PERLINK l bookmark56 o Current Document 排樣9. HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 3.1.5壓力中心的確定.10 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.2 拉深工藝的計(jì)算 1.0 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 壓邊.10 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 3.2.2總拉深系數(shù)1.0 HYPERLINK l bookmark68 o Current Do

12、cument 3.2.3預(yù)算拉深次數(shù)1.0 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 324確定首次拉深工序件尺寸1.1 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 325確定拉深次數(shù)及以后各次拉深的工序件尺寸 12 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 326第二次拉深直徑和高度13 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 327第三次拉深直徑和高度13 HYPERLINK l bookmark84 o Current D

13、ocument 328 修邊.14 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 329拉深速度 14 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3.3工藝力計(jì)算14 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 3.3.1拉深力14 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 3.3.2壓料力 15 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 3.3.3壓力機(jī)公稱壓力 15 HYPERLINK l

14、 bookmark98 o Current Document 3.4壓力機(jī)的選擇1.6 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 初選壓力機(jī) 1.6 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 3.4.2拉深功.16 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 3.4.3壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率1.6 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 3.4.4功率校核1.7 HYPERLINK l bookmark108 o Curren

15、t Document 4拉深模設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 4.1拉深模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.7 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 4.2模具工作部分尺寸計(jì)算1.7 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 4.2.1凸凹模間隙 1.7 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 凸凹模圓角半徑17 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 4.2.3凸凹

16、模工作尺寸及公差17 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 4.3標(biāo)準(zhǔn)件的選取18 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 模架.18 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 4.3.2下模座.19 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 4.3.3上模座.19 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 4.3.4導(dǎo)柱、導(dǎo)套1.9 HYPERLINK l bookma

17、rk138 o Current Document 銷釘.19螺釘20 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 模柄20 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 4.3.8帶螺紋推桿（頂桿）20 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 4.3.9 打桿20 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 4.3.10打桿螺母 21 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 431

18、1橡膠的選取21 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 4.3.12橡膠螺桿22 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document 4313 ;螺桿螺母22 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 4.3.14模柄緊固螺釘 22 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 4.4模具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)22 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 4.4.1拉深凸模的設(shè)計(jì)22 HYPE

19、RLINK l bookmark164 o Current Document 4.4.2拉深凹模的設(shè)計(jì)23 HYPERLINK l bookmark166 o Current Document 4.4.3凸模固定板設(shè)計(jì)24 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 4.4.4壓料圈的設(shè)計(jì)24 HYPERLINK l bookmark170 o Current Document 4.4.5推件塊的設(shè)計(jì)24 HYPERLINK l bookmark176 o Current Document 4.4.6托板的設(shè)計(jì)25 HYPERLINK l bookma

20、rk178 o Current Document 5壓力機(jī)的校核25 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 6模具裝配圖26 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 結(jié)束語27致謝28參考文獻(xiàn)29帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） 1前言板料沖壓是金屬加工的一種基本方法，他用以生產(chǎn)各種板料零件，具有生 產(chǎn)效率高、尺寸精度好、重量輕、成本低并易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等特點(diǎn)。在 現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電器電機(jī)、電子儀表、日用生活用品、航空航天以及國(guó)防工 業(yè)等各個(gè)工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位。沖壓加工與其他加工

21、方法相比，無論在技術(shù)方面還是在經(jīng)濟(jì)方面都具有許 多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)出來的工件具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn) 率和低消耗的特點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成型加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集新產(chǎn)品，其制造是單間小 批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以只有在 沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成型加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)， 從而獲得好 的經(jīng)濟(jì)效益。由于沖壓加工具有上市突出的有點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用， 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位， 是國(guó)防工業(yè)機(jī)敏用工業(yè)生產(chǎn)中比不得少 的加工方法。沖壓工序根據(jù)材料的變形特點(diǎn)可

22、分為分離工序好變形工序兩類。分離工序是指坯料再?zèng)_壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限以后， 使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序包括：切斷、落料、沖孔、切口、切邊、 剖邊等。成型工序是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到屈服極限，但未 達(dá)到強(qiáng)度極限，是坯料發(fā)生塑性變形，成為居于有定形狀尺寸與精度制件的加工 工序。成型包括：彎曲、拉深、翻邊、旋轉(zhuǎn)、校平、壓花等。1.1模具的概論模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不 同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。1.1.1沖壓與沖模沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)

23、生 分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法。在沖壓加工中，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，稱為沖壓模具。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備， 與沖壓件是一模一樣”上午關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的 沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn) 中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具 有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)的制件所表現(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。但需要指

24、出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單 位小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以， 只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下， 沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)， 從而 獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。由于沖壓加工具有上述突出特點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用， 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位， 是國(guó)防工業(yè)及民用工業(yè)中必不可少的加 工方法。1.1.2我國(guó)沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我 國(guó)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)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距

25、， 導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、 生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù) 雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽 命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展， 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、 依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD ）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 與制造（CAD/CAM ）技術(shù)轉(zhuǎn)變。至今，我國(guó)模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過機(jī)床工業(yè)。有關(guān)板料沖壓技術(shù)方 面的問題愈來愈為人們所關(guān)注，相應(yīng)的沖壓工

26、藝?yán)碚摰难芯考皼_壓加工機(jī)理的探 討也隨之不斷深化，如何從沖壓工序基本應(yīng)力與變形狀態(tài)的分析著手，改善沖件的質(zhì)量精度，并提高模具的使用壽命也就顯得愈為重要。1.1.3國(guó)外模具發(fā)展趨勢(shì)及行業(yè)特點(diǎn)國(guó)外模具發(fā)展趨勢(shì)：1988年美國(guó)日本,西德的模具產(chǎn)值分別達(dá)到62億美元,83億美元,4億美元,帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)(論文) 比1957年增長(zhǎng)了約100倍,并超過了這些國(guó)家機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。據(jù)有關(guān)資料介紹, 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中。對(duì)模具的需求量日益增多，美國(guó)，日本約有4050 的工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)需用模具國(guó)際市場(chǎng)中模具的貿(mào)易量十分可觀近年來，由于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的工費(fèi)用增加，模具生產(chǎn)有向東南亞國(guó)家轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。

27、日本的生產(chǎn)以 高,精模具為主，需要人工勞動(dòng)量大的模具則依靠進(jìn)口解決以模具出口大國(guó)日本 為例,其1980年模具進(jìn)口額為24.98億日元,至1989年已上升到132.32億11元。 十年間提高了 5.3倍由此可見，中低檔模具的國(guó)際市場(chǎng)潛力十分巨大，只要我國(guó)模 具的質(zhì)量能有提高，交貨期能有保證，模具出口的前景是十分樂觀的.此外,國(guó)際 市場(chǎng)對(duì)塑料模具模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的需求量也很大，目前我國(guó)只有塑料模具模架有少量出口。模具行業(yè)特點(diǎn)：.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)已由勞動(dòng)密集型逐步 3轉(zhuǎn)化為技術(shù)勞動(dòng) 密集型。.盡管模具行業(yè)已應(yīng)用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，檢驗(yàn)儀器和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/ 分析/制造軟件，但仍然需要高技藝

28、的勞動(dòng)。所以，模具行業(yè)又是高技術(shù)和高技藝 緊密結(jié)合的一十行業(yè)。.為適應(yīng)不同制品的需要，模具的種類繁多，從設(shè)計(jì),制造工藝，裝備以至 原材料都各不相同所以企業(yè)生產(chǎn)的模具宜專而不宜全，規(guī)模宜小而不宜大。.模具基本上是單件生產(chǎn)。即使是生產(chǎn)專業(yè)化的模具企業(yè)，在生產(chǎn)同一類 模具時(shí),也會(huì)由于不同模具的精度要求，復(fù)雜程度，加工難度等的不同而需要變化 設(shè)備的配置和工程的安排。因此，模具企業(yè)還應(yīng)在專業(yè)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的素 性化三,市場(chǎng)分析據(jù)國(guó)際生產(chǎn)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),到2009年工業(yè)品零件粗加工的75%精加 工的5%將由模具成型，可見模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用將日益重要.工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 的模具行業(yè)在近四十年來取得了異常迅速的發(fā)

29、展，已擺脫了屬地位而成為獨(dú)立的 行業(yè),并成為基礎(chǔ)工業(yè)的重要組成部分。1.1.4模具設(shè)計(jì)及加工技術(shù)的現(xiàn)狀模具設(shè)計(jì)技術(shù)：工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在模具設(shè)計(jì)上已經(jīng)大量使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模 具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并普及了計(jì)算機(jī)繪圖。據(jù)有差資料介紹，美國(guó)和日本75的模具廠 已使用了技術(shù)，香港的模具廠也開始采用這項(xiàng)技術(shù)。在注塑模具設(shè)計(jì)中，已開始普及應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程分析軟件，對(duì)塑料的流動(dòng)，填充,冷卻情況及模具的澆口配置，澆道大小，冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛 度,強(qiáng)度等進(jìn)行科學(xué)的分析和計(jì)算，從而保證注塑制品的質(zhì)量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍。國(guó)外的注塑模具中,多型腔,多層,大型精密模具已占50%,不僅提高了生 產(chǎn)效率,而且節(jié)省了大量塑

30、料原料。模具加工技術(shù)國(guó)外已大量使用數(shù)控機(jī)床，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助加工軟件和數(shù)控編程技術(shù)對(duì) 模具，特別是對(duì)具有復(fù)雜型腔(三維曲面)的模具進(jìn)行加工，使模具的質(zhì)量和附加 值大為提高。模具的加工周期減少 6以上，成本降低3以上，生產(chǎn)效率提高60以 上為了提高加工效率及滿足各種復(fù)雜曲面加工的要求，國(guó)外已開發(fā)出四軸和五軸 的數(shù)控自動(dòng)編程軟件并且進(jìn)了實(shí)用階段。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度日益提高，模具標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用日益普及,已實(shí)現(xiàn)商品化。模具結(jié)構(gòu)更多地采用新技術(shù)，如注塑模具的熱流道技術(shù)等。針對(duì)不同制品的要求，開發(fā)出適用于各種不同模具的專用模具鋼，并實(shí)現(xiàn)商品化。根據(jù)模具生產(chǎn)的特點(diǎn)，模具企業(yè)向小而專的方向發(fā)展。如日本現(xiàn)

31、有11656 家模具企業(yè)，小廠有11142家，占總數(shù)的95.5%,百人以上的僅有65家。占總數(shù)的 54%韓國(guó)有1570家模具企業(yè)僅占總數(shù)的9%；新加坡有460家模具企業(yè)僅占總數(shù) 的3香港有6500家模具企業(yè)也占總數(shù)的0.46%。1.1.5沖模分類根據(jù)工藝性質(zhì)可分為：沖裁模、彎曲模、拉深模、成型模。沖裁模是指沿 封閉或長(zhǎng)空的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口 模、切邊模、剖切模等；彎曲模是指板料毛坯或其他坯料沿著直線或彎曲線產(chǎn)生 彎曲變形，從而獲得一定角度或形狀的工件的磨具； 拉深模是把板料毛坯制成開 口空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具； 成型模具是指將毛坯或半成品工件按

32、凸 凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。根據(jù)工序組合成都分，可分為單工序模、復(fù)合模、和級(jí)進(jìn)模。單工序模是 指在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具，復(fù)合模是指只有一個(gè)工 位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的 模具；級(jí)進(jìn)模又稱連續(xù)模，是指在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位， 在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模 具。1.1.6沖模的零部件通常模具由兩類零件組成，一類是公益零件，這類零件直接參與工藝過程帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） 的完成并和坯料有直接接觸，包括工作零件、定位零件、卸料與壓

33、料零件等；另 一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料直接接觸，只對(duì)模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其他零件等。1.2沖壓件工藝分析產(chǎn)品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)，設(shè)計(jì)沖壓工藝過程要 從分析產(chǎn)品的零件圖人手。分析零件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面：1.2.1沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操 作簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用。由于模具費(fèi)用高，生產(chǎn)批量的大小對(duì)沖壓加工 的經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用，批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時(shí)， 沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時(shí)采用

34、其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟(jì)效 果。例如在零件上加工孔，批量小時(shí)采用鉆孔比沖孔要經(jīng)濟(jì)；有些旋轉(zhuǎn)體零件， 采用旋壓比拉深會(huì)有更好的經(jīng)濟(jì)效果。所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。122沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要 分析該零件的形狀特點(diǎn)，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工 藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且壽 命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，方便等。在一般情況下，對(duì)沖壓件工藝性影響 最大的是沖壓件結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求， 如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性不好，則應(yīng)在不影

35、響 產(chǎn)品使用要求的前提下，向設(shè)計(jì)部門提出修改意見，對(duì)零件圖作出適合沖壓工藝 性的修改。另外，分析零件圖還要明確沖壓該零件的難點(diǎn)所在，對(duì)于零件圖上的極限 尺寸，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)以及變薄量，翹曲，回彈，毛刺大小和方向要求等要特別注意， 因?yàn)檫@些因素對(duì)所需工序的性質(zhì)，數(shù)量和順序的確定，對(duì)工件定位方法，模具制造精度和模具結(jié)構(gòu)形式的選擇，都有較大影響。沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對(duì)具體的沖壓零件，首先從其生產(chǎn)批量、形狀結(jié)構(gòu)、尺 寸精度、材料等方面入手，進(jìn)行沖壓工藝性審查，必要時(shí)提出修改意見；然后根 據(jù)具體的生產(chǎn)條件，并綜合分析研究各方面的影響因素， 制定出技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的 沖壓工藝方案。其設(shè)計(jì)流程主要包括沖壓件的工藝分析和沖

36、壓工藝方案制定兩大 方面的內(nèi)容。在綜合方析，研究零件成形性的基礎(chǔ)上，以材料的極限變形參數(shù)，各種變 形性質(zhì)的復(fù)合程度及趨向性，當(dāng)前的生產(chǎn)條件和零件的產(chǎn)量質(zhì)量要求為依據(jù)， 提 出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的原則對(duì)各 種方案進(jìn)行對(duì)比，分析，從而選出最佳工藝方案（包括成形工序和各輔助工序的性質(zhì)，內(nèi)容，復(fù)合程度，工序順序等），并盡可能進(jìn)行優(yōu)化1.3本設(shè)計(jì)要求圖1-1材料：10料厚：1.5mm生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn) 技術(shù)要求：1、毛刺小于0.1mm；2、表面平整；完成以下工作內(nèi)容：1、沖壓工藝性分析；2、確定合理的沖壓工藝方案；3、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算；4、確定模具結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)

37、行模具總裝設(shè)計(jì)，完成模具圖;2工藝方案2.1工藝性分析2.1.1拉深件的結(jié)構(gòu)與尺寸（1）.此拉深件為帶凸緣圓筒形拉伸件，應(yīng)拉深部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱。（2）拉深件凸緣上孔到側(cè)壁的距離 =9.5mm，滿足凸緣孔孔邊到側(cè)壁的距離要求，即：a1 . a = R 0.5t = 5 0.5 1.5 = 5.75mm底部上孔到側(cè)壁的距離a2 =19.75mm,滿足底部孔孔邊到側(cè)壁的距離要求,即：a2 a = r 0.5t =5 0.5 1.5 = 5.75mm（3）拉深件底與壁、凸緣與壁的圓角半徑：r=5mm R=5mm 符合rt、R2t的要求，可不加整形工序2.1.2拉深件的精度查【1】表1-1及零件圖可知：

38、尺寸 1.5 116 88 11 R5 r5 18.5均為自有公差。其中：45 _0.6 低于IT15級(jí)精度55；1低于IT14級(jí)精度故：拉伸件尺寸精度符合一般要求。2.1.3拉深件材料此拉深材料為10鋼，查【2】表1-3,查得10鋼屈服比J / 6 =206/350 =0.59 ： 0.66其數(shù)值較小，拉伸性能較好，易于成型。2.2設(shè)計(jì)方案的確定由于該工件外形尺寸中凸緣孔所標(biāo)尺寸為外形尺寸，所以要最后對(duì)凸緣進(jìn)行沖孔。該工件包括落料、拉深、沖孔三個(gè)基本工序，可有以下兩種工藝方案：方案一：先落料，再拉深，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案二：落料、拉深復(fù)合，再?zèng)_孔，采用復(fù)合模 +單工序模生產(chǎn)。方案一

39、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但三道工序需要三副模具，成本高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求；方案二中雖說需要兩副模具，但模具生產(chǎn)利用率高， 第二幅沖孔模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)，且生產(chǎn)效率高，也便于保證精度。通過對(duì) 上述二種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。3主要工藝參數(shù)計(jì)算3.1確定排樣、裁板方案3.1.1工藝分析材料料厚t=1.5，故計(jì)算時(shí)所需尺寸按中性層尺寸。拉深件材料：10鋼；料厚t=1.5mm；凸緣外徑為d=116mm ;圓筒件的中徑d1 = 56.5mm；圓筒件的外徑d2 = 58mm ;凸緣及底部圓角半徑 R=5mm ;筒高H0 =45mm ;中高 H=60mm。3.1.2確定修邊

40、余量選取修邊余量：查【3】表4.8,當(dāng) % =116562.05時(shí)，選取修邊余量也h=1.8mm，則實(shí)際外徑為：dt =116+2 1.8=119.6mm3.1.3坯料直徑按【3】表4.14序號(hào)20提供的公式，出算坯料直徑 D1為：Di = d2 4d1 H1 - 3.44d1rg=、119.62 4 56.5 45 - 3.44 56.5 5=153.3mm按第一次拉入凹模材料比零件最后拉深部分實(shí)際所需材料多5%來計(jì)算，坯料直徑應(yīng)修正為：帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） 帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)(論文) D二.D；105% = . 153.321.05 = 157mm3.1.4排樣考慮到操作

41、方便，排樣采用單排。查【2】表3-18可得:搭邊值：條料兩邊a=1.2mm，進(jìn)距方向a1=1mm進(jìn)距 h=D+a1 =157+1=158mm條料寬度 b=D+2a =157+2X1.2=159.4mm選用板料規(guī)格：1.5 500X1000若縱排：條數(shù) =B/b =500/159.4=3 條 余 21.8mm若橫排：每條個(gè)數(shù) n2 =A- a1 /h =1000-1/158=6 個(gè) 余 51mm每板總個(gè)數(shù) n總=n1 n2 =3X3=18個(gè)材料利用率口總=18X3.14 X( 157/2) 2/500 X000X00%=69.66%條數(shù) n1 =A/b =1000/159.4=6 個(gè) 余 43.

42、6mm每條個(gè)數(shù) n2=B-aJh =500-1/158=3 個(gè) 余 25mm沒板總個(gè)數(shù) n總= n_, n2=3X5=18個(gè)材料利用率 口總=18X3.14 X( 157/2) 2/500 X000X00%=69.66%由此可見，無論橫裁還是縱裁，兩種方案的材料利用率都是69.66%，且該零件沒有纖維方向性的考慮，故可隨意采用橫裁或者縱裁。3.1.5壓力中心的確定由于是圓形工件，凸緣孔呈圓周分布，且兩兩夾角1200，底部孔圓心與坯料圓心重合，故該工件壓力中心為坯料圓心，簡(jiǎn)易圖如圖3-2所示。3.2拉深工藝的計(jì)算3.2.1壓邊坯料相對(duì)厚度tD 100 =0.955 :： 1.5，故首次應(yīng)采用壓邊

43、裝置3.2.2總拉深系數(shù)mz 二 d2D =58/157=0.3693.2.3預(yù)算拉深次數(shù)由【3】表4.29，及 dd1=119.656.r2.12、 t/D 100=1.5/157 100=0.955 帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)(論文)ii查得一次拉深最大相對(duì)高度為0.32,又號(hào)厶，很明顯：0.7960.32,故該零件不滿足一次拉深成型的條件，即:m D - ml需多次拉深成型。3.2.4確定首次拉深工序件尺寸初定 弘二伍砂二心,查【2】表5-14,得：mi 1=0.53, 取 mi =0.54貝di 二 mi D =0.54 X57=84.78mm初定第一次拉深口 = R = 6mm按【2】

44、公式(5-18),可得首次拉深高度為：0 25 20 1422HnD -dn 0.43(rn Rn)(G - R.) (n=i、2、3n)(5-18)dndn其中，Hi, H2, H3Hn是第1、2、3、n次的拉伸工序件高度；D為坯料直徑；di,d2,d3 dn是第1、2、3、n次的拉深直徑;1,23rn是第1、2、3、n次的拉伸件的底部圓角半徑；R, R2, RaRn是第1、2、3、n次的拉伸件的凸緣圓角半徑。則:比二025。20.43(ri Ri) -0i4(-R；)didi0 25Hi1572 -119.620.43(6 6)84.7835.66mm= 199.684.78= 1.41驗(yàn)

45、算所取mi是否合理：根據(jù) t/D X00%=0.955;帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） 查【2表 5-15,可知 F%=0.58 ,又因?yàn)?Hld =35.66/84.78=0.42vHld =0.58，故所取m1是合理的則工序件第一次拉深:mi = 0.54圓筒中徑dz1 = 84.78mm圓筒外徑dw1 = 86.28mm3.2.5確定拉深次數(shù)及以后各次拉深的工序件尺寸查【2】表5-16得：m2 丄 0.75, m3 丨=0.78, m4 1= 0.80, m5 1 = 0.84貝U:d2 - m2 1 d1 =0.75 84.78=63.6mmd3 = m3 丨 d2 =0.78 63

46、.6=49.6mm又：d3 =49.6v d1 =56.5故需三次拉深成形調(diào)整各拉伸系數(shù)嚴(yán)=0.79、m3 = 0.84f以后各拉深工序件圓角半徑取J2=R2=5.5mmr3 = R3 = 5mm326第二次拉深直徑和高度第二次拉伸m2 =0.79，圓筒中徑 dz2 二 dz1m2 =84.78 &79=66.98mm ,圓筒外徑dz2=68.48mm。設(shè)第二次拉深時(shí)多拉入3%的材料（其余2%的材料返回到凸緣上），求出坯料直徑為：D2 = ； D12 102% r153.32 1.02 =154.8mm第二次拉深高度:0.2520.14/ 22、H 2D - d20.43(r2R2)(r2 -

47、 R2)d2d2154.82 -119.620.43(5.5 5.5)66.98=39.06mm不計(jì)孔尺寸第二次拉深后圓筒形件尺寸如圖3-4所示:3.2.7第三次拉深直徑和高度第三次拉深m3 =0.84，圓筒中徑 dz3 二 dz2 m3 =84.78 Q84=56.5mm ,圓筒外徑dz3 =58mm。設(shè)第三次拉深時(shí)多拉入1.5%的材料（其余0.5%的材料返回到凸緣上），求出 坯料直徑為：D3 二.D12101.5% = J53.321.015 = 154.4mm第三次拉深高度:H2=5D2_d20.43(r2R2)r； - R；)d2d2= 025 154.42 _119.620.43(5

48、 5)56.6=46.67mm 接近 45mm。3.2.8修邊完成第三次拉深后應(yīng)將凸緣修正并沖孔到工作尺寸116mm,如圖3-5所示:一 0116 一9 0+1#3-0110比R5329拉深速度查【3】表4-49,可得：V=10m ?min3.3工藝力計(jì)算該文選擇設(shè)計(jì)的是第三次拉深模，故以下所顯示的數(shù)據(jù)都是第三套模具設(shè)計(jì)所 必需的數(shù)據(jù)（前面復(fù)合模及第一次拉深模所用到的尺寸，此處不作為計(jì)算要點(diǎn)）。3.3.1拉深力拉深力根據(jù)【2】式（5-7）計(jì)算:F=K2二dnt；b (n=2、3、n)(5-7)式中：F-拉深力，N ;d1、d2、d3、dn-各次拉深工序件直徑，mm；t-板料厚度，mm ；cb-

49、拉伸件材料的抗拉強(qiáng)度，MPa，見【2】表1-3，此處取cb =400MPa；K 2-修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關(guān)，見【2】表5-12,此處取K 2=0.7則：F= K2 二 d3t；b=0.7 .14 6.5 .5 00=74512.2N3.3.2壓料力壓料力根據(jù)【2】式（5-10）計(jì)算:(5-10)FY=：(dn-dn)p 4(n=2、3)式中Fy-壓料力，N ;P單位面積壓料力，MPa,見【2】表5-13,此處取p=2.5; d!、d2、d3、dn-各次拉深工序件直徑，mm。則：FY =：（d2 -d：） p 4=3.14 X66.982 -56.52 2.5/4=2539.6N3.3.3壓力

50、機(jī)公稱壓力根據(jù)【2】式（5-12）和=F+ Fy，即：P-(1.8 -2)巳(5-12)在此取1.8倍。則： P-1.8 (F+ Fy ) =1.8 X(74512.2+2539.6)=138.69KN故所選壓力機(jī)的工稱壓力應(yīng)大于或等于138.69KN3.4壓力機(jī)的選擇3.4.1初選壓力機(jī)由于該制件為小型制作，且精度要求不高，因此選用開式機(jī)械壓力機(jī)，它具有 工作臺(tái)面三面敞開，操作方便，成本低廉。根據(jù)總壓力選擇壓力機(jī)，由前面已經(jīng)算得的數(shù)據(jù)，所以壓力機(jī)公稱壓力P額 Pw，滑塊行程S2h工件=2X45=90mm,及模具閉合高度要滿足行程要求，查【2】表1-7提供的壓力機(jī)公稱壓力中初 選第二次拉深壓力

51、機(jī)的型號(hào)為：J23-803.4.2拉深功拉深功按【2】式（5-13）即：W=C Fmax h/1000（5-13）式中：W-拉深功，J;Fmax最大拉深力（包含壓料力），N ；h凸模工作行程，mm；C系數(shù)，與拉深力曲線有關(guān)，C值可取0.6-.08,此處取0.7貝U:W=C Fmax h/1000=0.7 X( 74512.2+2539.6) X45/1000 =2427.1317J3.4.3壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率可按【2】式（5-14）來計(jì)算，即：Pw=KWn/ （60X1000燈J2）（5-14）式中 Pw-電動(dòng)機(jī)功率，kw;K 不均衡系數(shù)，K=1.2 -1.4,此處取1.3;1

52、-壓力機(jī)效率，1=0.6 - 0.8，此處取0.7;2-電動(dòng)機(jī)效率，2=0.9 - 0.95,此處取0.93;n壓力機(jī)每分鐘行程次數(shù)。貝U:Pw=KWn/ （60X1000刃）=1.3 X427.1317 45/ （60X1000 0.7 X.93）=3.64kw3.4.4功率校核校核原理：若所選壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率小于計(jì)算值，則應(yīng)另選更大規(guī)格的壓 力機(jī)。由壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)可知 P額=7.5kw Pw=3.64km.故所選壓力機(jī)合適。4拉深模設(shè)計(jì)4.1拉深模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本套模具采用拉深模倒裝結(jié)構(gòu)。其壓料圈兼起壓邊和定位的作用，另設(shè)有打 桿裝置，當(dāng)模具在拉伸返回的過程中，制件由頂件塊推出。該結(jié)構(gòu)具有操

53、作 方便，出件暢通，生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，但彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化且體 積較龐大。因此，要考慮到壓力機(jī)工作臺(tái)面是不是滿足要求的問題。4.2模具工作部分尺寸計(jì)算4.2.1凸凹模間隙由【2】表5-28可查得凸凹模單邊間隙為：z= （1 -1.05） t，取 z=1t=1 1.5=1.5mm4.2.2凸凹模圓角半徑因該模具是最后一次拉深，故凸凹模圓角半徑應(yīng)與拉深件相一致，故凸模圓角半徑rp=5m m；凹模圓角半徑 d=5mm。4.2.3凸凹模工作尺寸及公差由于工件要求內(nèi)形尺寸，故凸凹模工作尺寸及公差應(yīng)分別按【2】式（5-46）、帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)（論文） 帶凸緣圓筒形件拉深模設(shè)計(jì)(論文) 式(

54、5-47)計(jì)算，即：dp = ( dmin 0.4. ：)(5-46)dd = ( dmin 04：+2z) 0 d(5-47)式中：dd-凹模工作尺寸；d p -凸模工作尺寸；dmin 拉深件的最小內(nèi)形尺寸；z凸、凹模單邊間隙；拉深件的公差；暫、d-凸、凹模的制造公差，可按IT6 -T9級(jí)確定，或查【2】表5-29確定。dmin = 54mm也=0.1經(jīng)計(jì)算和查表確定他=0.03“0.05則帶入得：dp = ( dmin * 04) p=(55+0.4 0.1)0-0.030 0=55.04a 取 dp =55.03dd = ( dmin +0.4也+2z) 了=(55+0.4 .1+2 .

55、5)00.05=58.040.0500.05取 dd =5804.3標(biāo)準(zhǔn)件的選取4.3.1模架根據(jù)【2】表1-7所示壓力機(jī)參數(shù)，查【3】表15.1，選中間導(dǎo)柱圓形模架，查【3】表15.4選中間導(dǎo)柱圓形模架，材料為 HT200，凹模周界D0=4OOmm、閉合高度305 - 350mm、I級(jí)精度的中間導(dǎo)柱圓形模架:模架 400X305 - 350 I GB/T 2856. 與模架相關(guān)聯(lián)的另外標(biāo)準(zhǔn)件的代號(hào)：下模座 400X75 GB/T 2855.12上模座 400X50 GB/T 2855.114.3.2下模座由模架的選取確定下模座的代號(hào)，查【3】表5-15確定：下模座400X75 GB/T285

56、5.12，材料：HT200其詳細(xì)參數(shù)如下：D。HhDbD2SRR1l2dd1d2tS24007545410510475651151004550M20-6H403804.3.3上模座由模架的選取確定上模座的代號(hào)， 查【3】表5-15確定：上模座400X50 GB/T2855.11，材料：HT200其詳細(xì)參數(shù)如下：D0HhDbD2SRR1l2DD2d2tS24006035410510475651151006065M20-6H403804.3.4導(dǎo)柱、導(dǎo)套由于本設(shè)計(jì)凸凹模單邊間隙 z=1.5mm，間隙較大，所以對(duì)模具導(dǎo)柱、導(dǎo)套不 作精密要求，此模具不設(shè)計(jì)套柱、導(dǎo)套。4.3.5銷釘查【4】表14-16

57、選定銷釘標(biāo)準(zhǔn)件：公稱直徑d=16mm、長(zhǎng)度l=95mm、材料為35鋼、熱處理硬度28 -38HRC, 表面氧化處理的A型圓柱銷；銷 GB/T 117-2000-A16 95 （共需四個(gè)）436螺釘查【4】表13-14選定螺釘標(biāo)準(zhǔn)件：螺紋規(guī)格d=M16、公稱長(zhǎng)度l=60mm、性能等級(jí)為8.8級(jí)、表面氧化的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，材料為45鋼，熱處理硬度：35 -45HRC,標(biāo)注為：螺釘 GB/T 70.1-2000M1&60（共需四個(gè)）4.3.7模柄根據(jù)所選壓力機(jī)模柄孔尺寸d=60mm,l=80mm查【3】表15.18，所選模柄尺寸 如下：直徑d=60mm L=142mn的C型凸緣模柄：模柄 C60

58、JB/T 7646.3材料為：Q235具體數(shù)據(jù)如下:dd1LL1L2d2dad4dsh6014296235151011322134.3.8帶螺紋推桿（頂桿）根據(jù)【3】表15.43選取尺寸如下：直徑d=M10mm、長(zhǎng)度L=180mm,材料為45鋼、熱處理硬度43 -48HRC,帶螺紋推桿：推桿 M1(X 180 JB/T 7650.24.3.9打桿由模柄尺寸d2=15mm,查【3】表15.43選?。褐睆絛=M14、長(zhǎng)度L=220mm,材料為45鋼，熱處理硬度43 -48HRC,帶螺紋推桿：推桿 M14X 220 JB/T 7650.24.3.10打桿螺母結(jié)合打桿尺寸參考【4】表13-19選?。郝菁y規(guī)格D=M14、性能等級(jí)為9級(jí)、不經(jīng)表面處理、A級(jí)的U型六角螺母, 材料為45鋼，熱處理硬度35 -45HRC:螺母 GB/T 61752000 M144.3.11橡膠的選取橡膠主要是提供第三套拉深模具的壓邊力，為保證橡膠正常工作，應(yīng)使橡膠的預(yù)壓力Fy大于或等于壓邊力Q 2，即：Fy_Q2橡膠的壓力與壓縮量之間不是線性關(guān)系，壓縮時(shí)產(chǎn)生的壓力按下式計(jì)算：F=Ap式中：A 橡膠的橫截面積，mm。p橡膠的單位壓力，在此按壓縮量 30%選取，【2】表3-35選取種類聚氨酯橡膠，單位壓力為 4.2MPa故：橡膠橫截面積 A=F/p=4500/4.2=1071mm2故：r= . A/3.14 =1