支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)計【落料拉深沖孔復(fù)合?！?/h1>

支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)計【落料拉深沖孔復(fù)合?！?落料拉深沖孔復(fù)合模,支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)計【落料拉深沖孔復(fù)合?！?支撐,支持,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計,落料拉深,沖孔,復(fù)合 中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱 支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)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(wù)書 有 無 開題報告 有 無 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 按計劃進(jìn)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(fù)責(zé)人： 支撐盤沖壓模設(shè)計 摘要:本設(shè)計題目為支撐盤沖壓模設(shè)計，體現(xiàn)了盤類沖壓零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向。有一定的設(shè)計意義，通過對該零件模具的設(shè)計，進(jìn)一步加強了設(shè)計者沖壓模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓模具做好鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設(shè)計運用沖壓成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先對零件進(jìn)行工藝性分析，以確定沖壓工序，然后計算零件的體積，便于選取合適的壓力機，最后分析了零件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及卸料裝置的選取。 本沖壓件的外緣和內(nèi)孔均為圓形，所以在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮內(nèi)孔與外緣的相對位置精度。又由于零件需要拉深，所以復(fù)合模是首選，其工序即為：落料、拉深、沖孔。模具的設(shè)計中，設(shè)計推件裝置是關(guān)鍵，結(jié)合本副模具及零件的特點，剛性推件裝置是比較合適的選擇。 關(guān)鍵詞：沖壓模 復(fù)合模 推件裝置 Disk die design Abstract:The requirement ，content and direction of the design of the disk stamp parts are embodied on this pressing die design of the stamp parts of dam disk. The designer’s foundation knowledge of the stamp mould design is reinforced and is able to design more complex stamp mould through the design. Through the foundation knowledge, firstly, the processibility of the part is analyzed to determine the process of the stamp. Secondly, the volume of the part is computed to choose the pressing machine. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the shedding mechanism. The pressworked part`s outer edge and internal hole are all circular.So when design the mold structure ,should consider the precision of relative position of the hole and the outflow boundary. Also because the part should be drawed, so,the compound die is the first choice.Its working procedure is:blanking、drawing、punched hole.In the mold design,the design of the equipment of pushing part is the key.Combing the characteristic of this mold and the part,the rigidity pushing equipment is a comparatively appropriate choice. Keywords:Pressing die Compound die Pushing equipment 任務(wù)書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 設(shè)計題目： 支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期: 指 導(dǎo) 教 師: 任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的： 本畢業(yè)設(shè)計課題來源于生產(chǎn)實踐，在完成該課題之后，應(yīng)對沖壓成形工藝較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用繪圖軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計課題任務(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）： 原始數(shù)據(jù)如圖 材料：08F 料厚：1mm 生產(chǎn)批量：大批量 未注公差按自由公差即IT14級 工作要求: (1)完成模具的設(shè)計,編寫設(shè)計說明書一份； (2)繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖； (3)編寫主要零件的加工工藝卡。 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 說明書 題目：支撐盤沖壓成形工藝與模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 車 工序號 4 零件名稱 沖孔凸模 零件號 22 零件重量 0.35Kg 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 T10A 58—62HRC ￠20mm×75mm 0.5Kg 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 車床 C6130 虎鉗 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 mm 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/min 切 削速 度m/min 基 本 工 時 1 2 車端面 彎頭車刀 游標(biāo)卡尺 3 0.4 800 50 0.2H 2 2 車端面 彎頭車刀 游標(biāo)卡尺 2.5 0.4 800 55 0.2H 3 2 車外圓、倒角 直頭車刀 游標(biāo)卡尺 2 0.3 400 60 0.3H 4 3 車外圓、倒角 直頭車刀 游標(biāo)卡尺 2 0.2 300 65 0.3H 設(shè) 計 者 指 導(dǎo) 教 師 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 22 沖孔凸模 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1 下料：鋸床下料￠20mm×75mm 鋸床 虎鉗 125mm 鋸條 200mm 鋼尺 150mm 0.5H 2 鍛造：￠18mm×77mm 空氣錘 65Kg 火鉗 鋼尺 150mm 1H 3 熱處理：退火，硬度≤229HBS 熱處理爐 鉗子 8H 4 車：車兩端面見光，粗車外形 車床 C6132 三爪卡盤 車刀 游標(biāo)卡尺 0~125mm 1H 5 熱處理：淬火、回火，硬度58~62HRC 熱處理爐 鉗子 8H 6 磨：磨工作端面，留單邊余量0.3mm 平面磨床 M7120A 電磁吸盤 Pmc195 砂輪 千分尺 0~25mm 25~50mm 2H 7 鉗：劃線 劃線平板 虎鉗 125mm 游標(biāo)卡尺 0~125mm 0.5H 8 車：精車外形，留單邊磨削余量0.2~0.3mm 9 磨：精磨外形，留單邊磨削余量0.01~0.015mm 外圓磨床 M14323A 電磁吸盤 Pmc195 砂輪 千分尺 0~25mm 25~50mm 2H 10 鉗：研磨，精修至圖紙要求 拋光機 虎鉗 125mm 銼刀 千分尺 0~25mm 25~50mm 2H 11 檢驗：按圖紙要求檢驗 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 目 錄 1 緒 論 1 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 3 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3 1.3支撐盤件模具設(shè)計與制造概述 4 1.3.1支撐盤模具設(shè)計的思路 4 1.3.2支撐盤模具設(shè)計的進(jìn)度 4 2 支撐盤沖壓成形工藝分析 5 2.1 制件結(jié)構(gòu)工藝性分析： 5 2.2毛胚尺寸的確定： 6 2.3確定拉深主要工藝參數(shù) 7 2.4 沖壓工藝方案的確定 7 2.5 確定排樣方式及計算材料利用率 8 2.6 計算各工序沖壓力和初選壓力機噸位 9 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 3.1模具工作部分尺寸計算 12 3.1.1落料模尺寸 12 3.1.2拉深模尺寸 13 3.1.3 沖孔模尺寸 16 3.2 主要成形零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 3.2.1凸凹模 拉深凹模 沖孔凸模 17 3.2.2凹模設(shè)計 19 3.2.3拉深沖孔模設(shè)計 19 3.2.4 校核壓力機沖孔凸模 20 3.3 定位零部件以及卸料方式設(shè)計 21 3.4 模架 連接固定零件的選取 22 3.4.1上模座的選取 23 3.4.2下模座的選取 23 3.4.3導(dǎo)向零件的選取 23 3.4.4模柄的選取 24 3.4.5固定板的選取 24 3.4.6墊板的選取 24 3.4.7螺釘和銷釘?shù)倪x取 24 4典型成形零部件的加工 25 5 模具總裝圖 27 6壓力機校核 29 7 結(jié)束語 30 致 謝 31 參考文獻(xiàn) 32 評語 學(xué)生姓名： 班級: 學(xué)號： 題 目：支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)計 綜合成績： 中等 指導(dǎo)者評語： 1. 說明書，內(nèi)容比較完整，格式比較規(guī)范。 2. 設(shè)計圖紙標(biāo)注比較規(guī)范，設(shè)計圖紙比較合理。 3. 零件工藝卡，零件加工過程比較合理。 4. 達(dá)到畢業(yè)設(shè)計要求。 5. 建議該同學(xué)的成績評定為：中等。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計評語 評閱者評語： 1.該生畢業(yè)設(shè)計說明書格式比較規(guī)范，內(nèi)容完整，。 2.該生模具設(shè)計圖紙結(jié)構(gòu)較合理，繪圖比較規(guī)范。 3.該生典型零件加工工藝路線比較合理，零件加工工藝卡填寫較規(guī)范。 4.建議該生畢業(yè)成績?yōu)橹小? 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 畢業(yè)設(shè)計說明書格式比較規(guī)范，內(nèi)容完整。模具設(shè)計圖紙結(jié)構(gòu)較合理，繪圖比較規(guī)范。繪圖表達(dá)有少許錯誤，技術(shù)要求不規(guī)范。評定該生畢業(yè)成績?yōu)橹小? 答辯委員會（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 支撐盤沖壓成形工藝及模具設(shè)計 1 緒 論 目前，我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち?。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、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國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 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(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。另外，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(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)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(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)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(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品. 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)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(chǔ)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(jìn)行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(shù)方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)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(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)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(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)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(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)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(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)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(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)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(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)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(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)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(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 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(yīng)用模具的高速測量技術(shù)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(guān)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(shù)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(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)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。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%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(dá)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。 1.3支撐盤件模具設(shè)計與制造概述 1.3.1支撐盤模具設(shè)計的思路 分析該零件外形結(jié)構(gòu)，該零件需落料拉深沖孔才能成形，拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機作用下，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底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級。 只有加強拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法，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)的各種實際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 由支撐盤的外形可知，該零件是個很簡單的拉深件，只需一次拉深就可以完成，對于拉深和沖孔都是較為簡單的工序。 1.3.2支撐盤模具設(shè)計的進(jìn)度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 2.確定加工方案，所用時間5天； 3.模具的設(shè)計，所用時間30天； 2 支撐盤沖壓成形工藝分析 2.1 制件結(jié)構(gòu)工藝性分析： 原始資料如圖所示： 材料：08F 工件名稱：支撐盤 厚度：t=1mm 生產(chǎn)批量：大批量 加強筋拉深的工藝性：料厚為1 mm，雖然材料較薄，但材料被拉深程度較小，不必?fù)?dān)心材料的拉裂，而應(yīng)考慮卸載后的回彈。 落料的工藝性：支撐盤屬于中等尺寸零件，料厚1mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，可采用落料工藝獲得。 沖孔的工藝性：φ8mm的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 此工件只有拉深、外形落料和沖孔三個工序。圖示零件尺寸有公差要求的應(yīng)按要求選取公差，未注公差的一般尺寸取自由公差I(lǐng)T14級，符合一般復(fù)合沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 2.2毛胚尺寸的確定： 1 修邊余量 凸緣的相對直徑d凸/d=88 /69=1.3(查手冊2表5-7可得：△h=3.5mm) 2 毛胚尺寸 由于材料的金屬流動性很好，而且加強筋的尺寸很小，所以成形時對毛胚的尺寸影響很小?？梢院雎?。 查手冊3表2.4-4可知計算公式為： D= d1=66mm d2=72mm d3=88mm L=5mm 將數(shù)據(jù)代入公式可得： D=102mm 2.3確定拉深主要工藝參數(shù) 工件總的相對高度：h/d=4/66=0.061 工件的拉深因數(shù)：m總=d/D=66/102=0.647 毛胚相對厚度：（t/D）X100=0.98 凸緣相對直徑：d凸/d1=88/66=1.33 查手冊2表5-15可得：m1=0.50 H1/ d1=(0.45-0.53) 由于m總=0.647＞m1=0.50 h/d=0.061 < H1/ d1=(0.45-0.53) 一次可以拉成 2.4 沖壓工藝方案的確定 支撐盤零件所需的基本沖壓工序為落料、拉深和沖孔，可擬訂出以下三種工藝 方案。 方案一：用單工序模分三次加工，即落料、拉深、沖孔。 方案二：落料拉深沖孔復(fù)合模。 方案三：拉深沖孔落料級進(jìn)模。 采用方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要制造多副單工序模具，其費用比復(fù)合模昂貴，且其生產(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。 根據(jù)沖裁件的尺寸精度等級來說，復(fù)合模沖裁得到的沖裁件尺寸精度等級高，避免了多次單工序沖裁的定位誤差，并且在沖裁過程中可以壓料，沖裁件較平整。級進(jìn)模比復(fù)合模沖裁精度要低，因此選用復(fù)合模更為合理。 2.5 確定排樣方式及計算材料利用率 設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本、保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。支撐盤外形為圓形，根據(jù)排樣方法，這里選用直排。 查手冊1 2-33取a=1.5 a1=1.5 則:進(jìn)距：h=D+ a1=102+1.5=103.5mm 條料寬：B=D+2a=105mm 選用寬X長（AXL）為900X1800的08F冷軋鋼板 縱向裁板條數(shù)：n1=A/B=8（條）余60mm 每個落料個數(shù)n2=(L- a1)/h=17(個)余39 落料工序板料利用率： η=（n1X n2X∏XD2）％/4(AXL)=70.6％ 2.6 計算各工序沖壓力和初選壓力機噸位 該制件結(jié)構(gòu)形狀中心對稱,其壓力中心即是制件的幾何中心. 1 落料-拉深工序 （1）落料力： P=1.3∏Dtτ=1.3X3.14X102X1X300=125KN 查手冊可知：τ=300Mpa 其中： P---------落料力 t---------料厚 τ---------材料抗剪強度 D---------毛坯直徑 （2）卸料力 Q=KP=0.04X125=5KN 查手冊1 2-30可得：K=0.04 式中： K--------卸料力系數(shù) Q--------卸料力 （3）拉深力： 由手冊3查知其計算公式 F=∏d1tτbK3 =3.14X66X1X400X0.62 =52KN 式中： F----------拉深力 t----------材料厚度 τb--------材料的強度極限（查手冊可得值為400MPa） d1---------首次拉伸直徑 K3----------第一次拉伸系數(shù)（查手冊3表2.4-53可得0.62） （4）壓邊力 ①判斷是否采用壓邊圈 查手冊3表2.4-40可知需要采用壓邊圈 ②壓邊力計算： 拉深凹模圓角半徑 rd=0.8=0.8=4.7 根據(jù)手冊3表2.4-47壓邊力的計算公式為： F壓=〔D2-( d1+2 rd)2〕P/4 =3.14X〔1022-( 66+2X4.7)2〕X2.5 =10KN F壓---------壓邊力 D-----------平毛坯直徑 d1-----------拉伸件直徑 rd-----------凹模圓角半徑 P------------單位壓邊力（查手冊3可得P=2.5） （5） 確定壓力機噸位 由于采用剛性卸料，卸料力不需計入，落料和拉深又有先后之分，故只需計算其中數(shù)值較大的那一個（此處為落料）。則壓力機需要的噸位為: Py=F+ F壓=125+10=135KN 故落料-拉深工序需要選擇等于或大于135KN的壓力機 （6）沖孔力 查手冊3可得其計算公式為： F=1.3Ltτb =1.3Dtτb =1.3X3.14X8X1X300 =10KN 式中： F--------沖孔力 L--------沖裁周長 t--------材料厚度 τb------材料抗剪強度（300MPa） （7）選擇壓力機 由于加強筋的尺寸很小，只需淺拉深即可將其成形，成形時所需壓力很小，所以選擇壓力機時應(yīng)大于135KN 查手冊4表1-68可選取型號為J23-16的壓力機 公稱壓力/噸 滑塊行程/mm 滑塊行程次數(shù)：次/分 最大封閉高度/mm 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 16 70 120 220 45 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1模具工作部分尺寸計算 3.1.1落料模尺寸 圓形凸模和凹?？刹捎梅珠_加工法計算： 拉深前的毛坯取未注公差的極限偏差，即落料件的尺寸及公差為φ1020-0.87mm 由公式： DA=（Dmax-XΔ）0+δA DT=（DA-Zmin）-0δT 式中： DA-----------落料凹模刃口尺寸（mm） DT-----------落料凸模刃口尺寸（mm） D------------落料工件外徑的基本尺寸（mm） Δ-----------工件制造公差（mm） X------------系數(shù)（工件公差等級為IT14，取X=0.5） Zmax Zmin-------最大最小合理間隙值（雙面mm） 查手冊3表2.1-7可得Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm δT----------凸模制造公差（mm） δA ------凹模制造公差（mm） δT=0.4（Zmax-Zmin）=0.016mm δA=0.6（Zmax-Zmin）=0.024mm 代入數(shù)據(jù)可得： DA=（102-0.5X0.87）0+0.024 =101.570+0.024 DT=（101.57-0.100）0-0.016 = 101.470-0.016 由于δT+δA=0.04= Zmax-Zmin 故上述計算結(jié)果合理 落料凹模的外形尺寸確定： 取凹模壁厚為30-40mm調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn) 即：凹模外徑設(shè)計為：160mmX160mm 3.1.2拉深模尺寸 （1）凸凹模圓角半徑： 由手冊3可知其公式為： rd=0.8 式中： rd-------凹模圓角半徑（mm） D--------毛坯直徑（mm） d--------凹模內(nèi)徑（mm） t--------材料厚度（mm） rd=0.8=0.8=4.8mm rt= rd=4.8mm (2) 拉深模的單面間隙 查手冊3可得其計算公式 C= tmax+Kt 式中： tmax-------板料厚度的最大極限尺寸（mm） t---------板料厚度的基本尺寸（mm） K--------系數(shù)（查手冊3 2.4-41取K=0.2） 所以C=1+0.2X1=1.2mm (3)凸凹模尺寸及公差 查手冊3 2.4-43 按標(biāo)注內(nèi)形尺寸計算 凹模尺寸：DA=（d+0.4Δ+2C）0+δA 凸模尺寸：dt= （d+0.4Δ）-0δT 式中： DA-----------凹模尺寸（mm） dt-----------凸模尺寸（mm） d------------拉伸件內(nèi)形的基本尺寸（mm） C------------凸凹模的單邊間隙 δT ----------凸模制造公差（mm） δA ----------凹模制造公差（mm） Δ-----------拉伸件基本尺寸公差（取0.87按IT14取） 代入數(shù)據(jù)可得 DA1=（66+0.4X0.87+2X1.2）0+0.024 =68.750+0.024 dt1=（66+0.4X0.87）0-0.016 =66.350-0.016 同理可得： DA2=（72+0.4X0.87+2X1.2）0+0.024 =74.750+0.024 dt2=（72+0.4X0.87）0-0.016 =72.350-0.016 3.1.3 沖孔模尺寸 工件孔的尺寸φ80+0.4沖孔時首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，在增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin 查手冊3可知其計算公式為 ： dt= （d+XΔ）-0δT da=（dt+Zmin）0+δA 式中： dt----------沖孔凸模刃口尺寸（mm） da----------沖孔凹模刃口尺寸（mm） d-----------沖孔工件孔徑的基本尺寸（mm） Δ----------工件制造公差 X-----------系數(shù)（查手冊3表2.1-10取X=0.5） Zmax Zmin-------最大最小合理間隙值（雙面mm） 查手冊3表2.1-7可得Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm δT ----------凸模制造公差（mm） δA ----------凹模制造公差（mm） δT=0.012 δA=0.02 代入公式可得： dt=8.2-00.012mm da=8.30+0.14mm 3.2 主要成形零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.2.1凸凹模 拉深凹模 沖孔凸模 ① 沖孔凸模 分析零件的外形，該零件中心孔為φ80+0.4 凸模為沖小圓孔的凸模，為了增加凸模強度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級形式。如圖： 凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)和裝配的需要確定，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+ h2+ h3+ h4 式中： L-----------凸模長度（mm） h1----------上固定板厚度（mm） h2----------蓋板厚度（mm） h3----------卸料板厚度（mm） h4----------蓋板與卸料板之間的距離（mm） 所以L=70mm ② 拉深凹模 根據(jù)零件形狀設(shè)計，由于零件易卡在拉深凹模上，所以在拉深凹模上設(shè)置上頂塊以便去處制件。結(jié)合零件和上頂塊設(shè)計，其具體尺寸和要求結(jié)合上頂塊和凸凹模配合設(shè)計，見零件圖 ③ 凸凹模設(shè)計 根據(jù)毛坯外形尺寸及零件的外形特點設(shè)計，由于拉深呢凹模需鑲嵌在凸凹模上，再考慮其加工方便，其高度： L=h1+ h2+ h3+ h4 式中： L-----------凸模長度（mm） h1----------臺階高度（mm） h2----------蓋板厚度（mm） h3----------卸料板厚度（mm） h4----------蓋板與卸料板之間的距離（mm） L=56mm 其具體結(jié)構(gòu)見零件圖： 3.2.2凹模設(shè)計 查手冊3可知凹模壁厚為30-40mm，由于凹模上螺紋孔到凹模 外緣的距離一般?。?.7-2.0）d 根據(jù)手冊3選取螺紋孔為4XM8的螺釘固定在下模座上。 根據(jù)手冊3查取其外形尺寸為160X160X32 其具體結(jié)構(gòu)及尺寸見零件圖 3.2.3拉深沖孔模設(shè)計 根據(jù)零件特征結(jié)合強度要求，將拉深凸模和沖孔凹模設(shè)計為凸凹模，將其利用下固定板同凹模一起固定在下模座上，其具體尺寸見零件圖 3.2.4 校核壓力機沖孔凸模 凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即 對于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin——圓形凸模最小截面直徑，mm t——沖裁材料厚度，mm ——沖裁材料的抗剪強度，MPa —凸模材料許用強度，取1000MPa dmin≥==0.512mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　　　　　　?。蹋恚幔?0d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤30d2/=30×8.182/=182.5mm 所以長度適宜。 凸模墊板承受壓力 　　　　　　　　　　б壓=< 式中　　б—凸模墊板承受壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　—模板材料許用壓應(yīng)力，MPa，見表3-62： б==80MPa 查表3-62，凸模墊板材料選用Q215完全滿足要求，這里選用墊板200×125×6。 3.3 定位零部件以及卸料方式設(shè)計 1 定位零件的設(shè)計 ①、采用擋料銷定位，復(fù)合模的特點是導(dǎo)正銷不能使用。又由于復(fù)合模有較高的位置公差，彈簧擋料銷可以滿足要求，而且使模具結(jié)構(gòu)簡單。 ②. 采用導(dǎo)料銷進(jìn)行側(cè)向?qū)颉? 2卸料與壓料零件的設(shè)計 采用彈壓卸料裝置，該裝置由卸料板，橡膠和卸料螺釘組成，該裝置既起卸料作用，又起壓料作用，所得零件質(zhì)量較好，平直度高。 ① 卸料板的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模相同，查手冊3可得其厚度為16mm，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度40-45HRC ② 卸料螺釘?shù)倪x用 考慮卸料的平穩(wěn)性和強度設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為6mm，卸料螺釘應(yīng)留有足夠的行程空間以便卸料，卸料板的位置應(yīng)高于凸模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 ③ 推件裝置設(shè)計 采用剛性推件裝置，該裝置由打桿，推板，連接推桿和推件塊組成，這里的推件塊既為上頂塊，有2根分布均勻，長短一致的連接推桿。其平面形狀尺寸要能夠覆蓋到連接推桿，不必設(shè)計太大。 由于該零件拉深后易卡在拉深凹模內(nèi)，需要設(shè)計上頂塊將零件拉深成型后，上?；爻痰倪^程中，利用上頂塊將零件卸下。設(shè)計上頂塊時要結(jié)合拉深凹模，凸凹模和沖孔凸模配合設(shè)計，其他零件打桿，連接推桿，推桿結(jié)合模具裝配而定。其具體結(jié)構(gòu)見零件圖 ④ 頂件裝置 采用彈性頂件裝置，有頂桿，頂件塊，托板，橡膠組成。這里頂件塊就是下頂塊，下頂塊的作用是在落料之后與凸凹模配合起壓料作用，這就要求其在凹模與拉深沖孔模之間要有一定的間隙，保證其能上下滑動，其結(jié)構(gòu)見零件圖 其他零件如頂桿，托板，橡膠結(jié)合模具裝配尺寸而定。 3.4 模架 連接固定零件的選取 為了送料方便，模架選取對角模架B型,模架的大體外形如圖： 由凹模外形尺寸查手冊3 229頁可得模架的一些尺寸 L=160mm B=160mm L2=250mm B2=240mm S=250mm S1=220mm D0=160mm H最大=255mm H最小=210mm h1=45mm h2=55mm 3.4.1上模座的選取 查手冊3 1000頁可知，上模座的材料為HT200。技術(shù)條件為：按JB/T8070-1995的規(guī)定 其尺寸為： L=160mm B=160mm H=45mm L1=170mm B1=170mm S=215mm S1=215mm R=45mm L2=80mm D=420+0.025mm D1=450+0.025mm 3.4.2下模座的選取 查手冊3 1001頁可知，上模座的材料為HT200。技術(shù)條件按JB/T8070-1995的規(guī)定 其尺寸為： L=160mm B=160mm H=55mm h=35mm L1=170mm B1=170mm S=215mm S1=215mm R=45mm L2=270mm B2=230mm L2=80mm d=28-0.041-0.02mm d1=32-0.041-0.02mm 3.4.3導(dǎo)向零件的選取 導(dǎo)向零件是用來保證上模相對下模的正確運動，對于生產(chǎn)批量大，零件公差要求高的要使用導(dǎo)向裝置，這里選用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。 ① 導(dǎo)柱 選取A型導(dǎo)柱，直徑28mm,公差帶h5，長度180mm，導(dǎo)柱A28h5X180 GB/T2861.1 技術(shù)條件：按JB/T8070-1995的規(guī)定 另一個直徑為32mm,標(biāo)記如上 ② 導(dǎo)套 導(dǎo)套的標(biāo)記： 直徑42mm，公差帶H6，長度110mm,H=43的A 型導(dǎo)套： 導(dǎo)套：A42H6X110X43 GB/T2861.1 技術(shù)條件：按JB/T8070-1995的規(guī)定 另外一個直徑為45，標(biāo)記方法如上。 導(dǎo)柱導(dǎo)套按H7/h5配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，材料為20鋼，表面滲碳處理，最終硬度為58-62HRC。 3.4.4模柄的選取 模柄是作為上模和壓力機滑塊的連接零件，其要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合，與是上模正確而可靠連接，安裝可靠。 選壓入式模柄，配合H7/m6過度配合，加銷釘防止轉(zhuǎn)動，這種模柄可保證軸線與上模座的垂直度。適用于中小型沖模。 材料為：Q235-A.F 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 模柄：A50X115JB/T7646.1 其他尺寸及技術(shù)要求見零件圖 3.4.5固定板的選取 選矩形固定板，其外形尺寸長寬與凹模一樣，厚度查手冊4 173頁可得：上固定板的厚度為H=18mm，下固定板的厚度為20mm，另外下固定板由于要固定拉深沖孔模的其形狀有所修改，具體見零件圖。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過度配合H7/m6，材料為45鋼。 3.4.6墊板的選取 墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座唄局部壓陷，從而影響凸模的正常工作，外形尺寸長寬與凹模相同，厚度查手冊4可知上下墊板為8mm。材料均為45鋼，具體尺寸及要求分別見零件圖。 3.4.7螺釘和銷釘?shù)倪x取 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)模具設(shè)計而定，其具體標(biāo)準(zhǔn)見裝配圖。 4典型成形零部件的加工 1落料凹模的設(shè)計 凹模的設(shè)計采用直通式，因為采用正裝復(fù)合模，其凹模中不積存廢料，脹力小，對刃口直壁部分的磨損較慢，且直通式凹模強度高，修磨后刃口尺寸不變。凹模高度可按經(jīng)驗公式計算，即： 凹模高度：H=Kb (b≥15mm) 凹模壁厚：C=(1.5～2)H 式中：b—凹模刃口的最大尺寸，但不小于15 mm； C—凹模壁厚，指刃口至凹模外形邊緣的距離（mm）； K—系數(shù)，取0.2。 凹模高度：H=Kb=0.20×88.035=17.607 mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值20 mm 凹模壁厚C=1.5H =1.5×20=30 mm 圖5 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 凹模采用螺釘和銷釘定位固定勢，要保證螺釘（或沉孔）間，螺孔與銷孔間及螺孔銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命，其最小值可參考如下： 由于凹模厚度為20 mm，所以根據(jù)表查得螺孔選用4×M4的螺釘固定在下模座。查表知：A=10 mm B=12 mm C=5 mm 圓柱銷選用Ф10。 凹模的長度選取要考慮以下因素： a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 圖6 螺孔（或沉孔）銷釘之間及至刃壁的最小距離 b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板200×125×20（GB2872.1—81），凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 圖7 凹模的外形尺寸 5 模具總裝圖 由以上設(shè)計，可得到模具的總裝圖，工作過程是：上模下行，凸凹模25凹模8完成落料，同時在模具下面的彈頂器的作用下，通過下面的頂桿4，頂件塊27將已落下的板料夾緊，上模繼續(xù)下行，拉深沖孔模28和拉深凹模完成淺拉深，上模繼續(xù)下行時，沖孔凸模22沖處中間的孔，沖孔廢料從模具下面的斜孔中漏出，上模回程時打桿17和上面的推板20，連接推桿21推動推件塊將工件打下。然后橡膠的作用下恢復(fù)原位置，等待下一次的落料拉深沖孔。 1-橡膠 2-限位釘 3-下模座 4-頂桿 5-銷釘 6-下墊板 7-下固定板 8-凹模 9-卸料板 10-橡膠 11-卸料螺釘 12-蓋板 13-上固定板 14-上墊板 15-上模座 16-模柄 17-打桿18-螺釘 19-銷釘 20-推板 21-連接推桿 22-沖孔凸模 23-推件塊 24-導(dǎo)套 25-凸凹模 26-導(dǎo)柱 27-頂件塊 28-拉深沖孔模 29-螺釘 30-托板 6壓力機校核 前面已經(jīng)初選了壓力機，模座外形尺寸290×190mm,閉合高度255mm,有文獻(xiàn)[4]中，J23—25型壓力機工作臺尺寸為370×560mm,最大閉合高度為270mm，封閉高度調(diào)節(jié)量為55mm,所以在工作臺上加一墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符 7 結(jié)束語 支撐盤屬于簡單落料、拉深、沖孔成型件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是一次拉深成的，然后選取壓力機。通過計算模具工作刃口尺寸選取模具個零部件整體尺寸，根據(jù)手冊查取各零部件的技術(shù)要求，選取模架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)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 支撐盤件形狀結(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)。便以以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 支撐盤模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)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(rèn)識到，要想做為一名合理的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的精神，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)。 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師丁海老師，他仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。丁海老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行學(xué)習(xí)的同窗同學(xué)，使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻(xiàn) ［1］許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊［M］. 北京:機械工業(yè)出版社，2000(10). ［2］王孝培主編.沖壓手冊［M］ . 北京:機械工業(yè)出版社，2000（10）. ［3］王芳主編.冷沖壓模具制設(shè)計指導(dǎo)［M］. 北京: 機械工業(yè)出版社，1999（10）. ［4］馮炳堯 、韓泰榮、 蔣文森編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊［M］.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1998(7). ［5］模具實用技術(shù)叢書編委會編. 沖模設(shè)計實例［M］. 北京:機械工業(yè)出版社,1999. ［6］楊占堯主編.沖壓模具圖冊［M］. 北京:高等教育出版社,2006.134~135 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