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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
1 緒 論
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”。在德國(guó)模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。
沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國(guó)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)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(shì)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(zhǎng)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(guó)家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)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(zhǎng)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；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)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(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)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(guó)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(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)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(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)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(zhǎng)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(guó)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(guó)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(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)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(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)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(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)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(jì)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(dòng)化、智能化；??
?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)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(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
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(jī)、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(gè)國(guó)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(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。
國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％。
1.3 深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路
拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)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(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)。
只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)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(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。
圓筒件是最典型的拉深件，其工作過程很簡(jiǎn)單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定。設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。
2 異形端蓋沖壓工藝的分析
2.1拉深件工藝分析
工件：如下圖所示 材 料：15鋼 厚 度： 2.5mm
此工件為帶凸緣圓筒形工件，形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱。零件圖上未標(biāo)注公差尺寸按IT14精度計(jì)算。
2.2 沖壓工藝方案分析
2.2.1 沖壓工藝方案的確定
該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：
方案一：先落料，后拉深，然后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料—拉深復(fù)合沖壓，然后沖孔。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：拉深級(jí)進(jìn)沖壓，然后沖孔。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需兩副模具，生產(chǎn)效率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的集合行裝簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需兩副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便，加之尺寸偏大，通過對(duì)上述三種方案的分析比較，若該工件能一次拉深，則其沖壓采用方案二為佳。
2.3 工藝計(jì)算
2.3.1 計(jì)算毛坯尺寸
1.計(jì)算工件凸緣相對(duì)直徑，確定修邊余量
（1）由工件圖可知 t=2.5mm＞1mm,故按板厚中徑尺寸計(jì)
dt=60mm d=37.5mm H=11.5mm。
凸緣相對(duì)直徑dt/d=60/37.5=1.6 查表4.2得 修邊余量
Δh=1.6mm 故按實(shí)際外徑dp=60+1.6×2＝63.2mm計(jì)算。
（2）計(jì)算毛坯直徑D
D==mm=73.9mm
2.3.2 確定工件是否能一次拉深成形
工件總的拉伸系數(shù) m=d/D=37.5/73.9=0.507,工件總的拉伸相對(duì)高度H/d=11.5/37.5=0.307。
由d/d=63.2/37.5=1.685,t/D×100=2.5/73.9×100=3.383,查表4.9得，有凸緣圓筒件第一次拉伸的極限拉伸系數(shù)m=0.45。
由表4.10查得，有凸緣圓筒件首次拉伸的極限相對(duì)高度h1/d1=0.48,由于m=0.507>0.45, H/d=0.307<0.48,故此工件可以一次拉出。
2.3.3確定是否用壓邊圈
板料的相對(duì)厚度 t/D×100=2.5/73.9×100=3.383。由表4.7查得需要壓料裝置，拉伸時(shí)采用彈性壓料裝置。
2.3.4落料排樣設(shè)計(jì)
1、確定零件的排樣方案
設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。由于是圓形，所以采用直排，材料的利用率較高。
條料的排樣
2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算
查表2.9得搭邊值a1=1.8mm,a=2.2mm。條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，得
條料寬度 （2.36）
導(dǎo)料板間距離 （2.37）
D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；
a—側(cè)搭邊值；
△—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見表2.10、2.11；查得△＝0.8
c—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙；其最小值見表2.12查得cmin=0.5mm。
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為mm A＝79.9mm。
3．材料利用率的計(jì)算：
根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，選950 mm×1500 mm×2.5 mm的冷軋鋼板。每塊可剪1500mm ×79.1mm規(guī)格條料12條，材料剪切利用率達(dá)99.9%。由材料利用率通用計(jì)算公式式（2.41）。
=
式中 —一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，mm2；
—一個(gè)步距內(nèi)所需毛坯面積；
A—送料步距，mm；
B—條料寬度， mm。
得
==67.0%
一張板料上總的材料利用率 （2.42）
式中 n—一張板材上沖裁件的總數(shù)目；
A1—一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積，mm2；
n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；
B—板料寬度，mm；
L—板料長(zhǎng)度，mm。
得
=
由于板料相對(duì)較厚，直排材料的利用率相對(duì)已經(jīng)很高了。
2.3.5 主要工作零件的尺寸計(jì)算
1.落料凸、凹模尺寸的計(jì)算
由于落料是一個(gè)簡(jiǎn)單的圓形，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。
根據(jù)設(shè)計(jì)原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由式（2.3）和（2.4）得
(2.3)
（2.4）
式中 DA、DT—落料凹凸模尺寸；
Dmax—落料件的最大基本尺寸；
x—磨損系數(shù)；
Δ—工件制造公差；
Zmin—最小合理間隙；
δA、δT—凸、凹模的制造公差。
查表2.4得Zmin=0.360mm x=0.500 查表2.5得 δA＝0.020mm δ=0.030mm Δ＝0.74mm
代入數(shù)據(jù)得
mm
校核：查表2.4得Zmax=0.360mm Zmin=0.500mm
δA+δT=(0.020+0.030)mm=0.050mm＜(0.500-0.360)mm＝0.140mm
2.拉深凸凹模尺寸的計(jì)算
由于尺寸標(biāo)注在零件內(nèi)形，所以以凸模為基準(zhǔn)，工作部分尺寸為：
（4.37）
（4.38）
式中： 、—凹、凸模的尺寸；
dmin—拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸；
Δ—零件的公差；
δA、δT—凹、凸模制造公差；
Z—拉深模雙面間隙。
Δ＝0.17mm 查表δA=0.020mm δT=0.030mm
由公式（4.29）得＝（1～1.1）t
t—板料厚度 mm。
Z=2×（1～1.1）×2.5=5～5.5mm 取Z=5.1 mm
則
3.沖孔凸凹模尺寸的計(jì)算
根據(jù)設(shè)計(jì)原則,沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。由式（2.5）和（2.6）得
(2.5)
（2.6）
式中 、—分別為沖孔凸、凹模的基本尺寸；
dmin—沖孔件的最小極限尺寸；
x—磨損系數(shù)；
Δ—工件制造公差；
Zmin—最小合理間隙；
δA、δT—凸、凹模的制造公差。
查表2.4得Zmin=0.360mm x=0.5 查表2.5得 δA＝0.020mm
δ=0.025mm Δ＝0.74mm
代入數(shù)據(jù)得
校核：查表2.4得Zmax=0.360mm Zmin=0.500mm
δA+δT=(0.020+0.025)mm=0.045mm＜(0.500-0.360)mm＝0.140mm
2.3.6 選取凸模與凹模的圓角半徑
因?yàn)閳A角R＝2mm屬于過渡尺寸，要求不高，可以一次成形，為簡(jiǎn)單方便，設(shè)計(jì)生產(chǎn)中直接按工件尺寸作為拉深凸、凹模該處尺寸。
2.3.7 主要零部件設(shè)計(jì)
1.由于工件形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、拉伸凹模、落料凹模、落料凸模、沖孔凸模、沖孔凹模的結(jié)構(gòu)如零件圖所示。
由落料凹模厚度： H=Ks(≥8) 式（2.51）
凹模寬度： B＝s+（2.5～4.0）H 式（2.52）
式中：s—凹模刃口的最大尺寸mm；
K—系數(shù) 考慮板料厚度的影響 查表2.22 K＝0.22～0.35
則 H＝（0.22～0.35）×73.53＝（16.18～25.74）mm
取H＝25mm。
B＝s+（2.5～4.0）×25＝（136.0～173.5）mm
凹模刃口h：查表得 h≥6mm 取h=6mm。
2. 為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低，其長(zhǎng)度L可按下式計(jì)算：
式中：—拉深凸模固定板的厚度 mm；
—落料凹模的厚度mm；
—裝配后，拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度，根據(jù)板厚大小，決定＝5mm。
L=28+25-5=48mm
拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會(huì)使卸件容易些，否則凸模與工件由于真空狀態(tài)而無法卸件。查表，本凸模出氣孔的直徑為φ5mm?！?
2．4 壓力、壓力中心計(jì)算及壓力機(jī)的選用
因?yàn)楸局萍禽S對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。
2.4.1 壓力計(jì)算
1．沖裁力的計(jì)算
由于本模具落料時(shí)采用剛性卸料裝置，同時(shí)又沒有沖裁件卡在凹模內(nèi)，所以落料力就是沖裁力。
由式（2.18） 得
（2.18）
式中：L—沖裁周邊長(zhǎng)度；
t—材料厚度；
—材料抗剪強(qiáng)度；
K—系數(shù)。 一般取1.3。
由表1.3查得＝270～380M／Pa。?。?10M／Pa。
則
2．拉深力的計(jì)算
采用壓料圈由式（4.15）得
式中： t—材料厚度；
d—拉深后的工件中徑；
—拉深件材料的抗拉強(qiáng)度。
—修正系數(shù)；
由表1.3查得＝335～470M／Pa。取＝400M／Pa。
由表4.6查得K1＝1
則
3．壓邊力的計(jì)算
在生產(chǎn)中，一次拉伸時(shí)的壓邊力可按拉伸力的0.25選取，即
F0.25F=0.25×117.8KN=2.95KN
4．沖孔力的計(jì)算
由式（2.18） 得
（2.18）
式中：L—沖裁周邊長(zhǎng)度；
t—材料厚度；
—材料抗剪強(qiáng)度；
K—系數(shù)。 一般取1.3。
由表1.3查得＝270～380M／Pa。?。?10M／Pa。
則
5．工藝總壓力
由于采用兩副模具，應(yīng)分別計(jì)算其總壓力：
落料、拉伸的總壓力 F=F++F
=233.8+117.8+2.95KN=354.55KN
沖孔總壓力 FF+nkF=60.1+1×0.05×60.1KN=63.1KN
2.4.2 壓力機(jī)的選用
壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件，因此，工作行程應(yīng)足夠大。
≥(1.8～2.0)
落料、拉伸時(shí) ≥（1.8～2.0）F=（638.2～709.1）KN
根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機(jī)：J23-80
公稱壓力/KN
滑塊行程/mm
最大閉合高度/mm
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
800
130
380
90
鞏固總臺(tái)尺寸/mm
模柄孔尺寸/mm
立柱距離/mm
床身最大傾角
230×360
φ60×80
380
30°
沖孔時(shí) ≥（1.8～2.0）（113.6～126.2）KN
選擇壓力機(jī)型號(hào)：J23-16
公稱壓力/KN
滑塊行程/mm
最大閉合高度/mm
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
160
55
220
45
工作臺(tái)尺寸/mm
模柄孔尺寸/mm
立柱距離/mm
床身最大傾角
160×240
φ40×60
220
35°
3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸
由于拉深凹模外形尺寸較大，為了工作過程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見下表。
模架規(guī)格選用
名稱
尺寸
材料
熱處理
上模座
160×160×45
HT200
下模座
160×160×55
HT200
導(dǎo)柱
28×180、32×180
20鋼
滲碳0.8～1.2mm
導(dǎo)套
28×110×43、32×110×43
20鋼
滲碳0.8～1.2mm
Hmin=190mm,Hmax=235mm
模具的閉合高度
+
=(6+32+12.5+28+25+45+55)mm=203.5mm＜Hmax=235mm
由此可見模具的實(shí)際開模高度小于所采用模架的最大閉合高度。
沖孔時(shí)選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，其規(guī)格見下表：
模架規(guī)格選用
名稱
尺寸
材料
熱處理
上模座
80×63×30
HT200
下模座
80×63×40
HT200
導(dǎo)柱
18×110、22×110
20鋼
滲碳0.8～1.2mm
導(dǎo)套
18×70×28、22×70×28
20鋼
滲碳0.8～1.2mm
3.2 其它模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 固定板
查資料 落料凸模固定板選用： 125×125×32-45鋼JB/T 7643.2。
落料凹模拉深凸模固定板選用： 125×125×28-45鋼JB/T 7643.2。
沖孔凸模固定板選用：63×50×16-45鋼JB/ 7463.2
3.2.2墊板
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，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模的正常工作。
因?yàn)橥ㄟ^上模座固定的模柄與壓力機(jī)相連，且上模座比下模座薄，而且下模座固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上。為防止上模座損壞，在上模座加墊板。查資料選用墊板 125×125×6-45鋼 JB/7643.3。
3.2.3 打料塊
一般與打料桿聯(lián)合使用，屬于剛性卸件裝置，靠?jī)烧叩淖灾匕压ぜ虺鰜怼４蛄蠅K與拉深凹模間隙配合。
3.2.4壓邊圈
壓邊圈的作用是防止凸緣部分起皺，同時(shí)還起到頂
3.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套
對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。這里采用H7/h6。
3.2.6 其他零件
模具其他零件的選用見表3-2．
表3-2 模具其他零件的選用
序號(hào)
名稱
數(shù)量
材料
規(guī)格/ mm
熱處理
1
下模座
1
HT200
160×160×55
2
導(dǎo)柱
1
20鋼
φ28×180
滲碳58～62HRC
3
導(dǎo)柱
1
20鋼
φ32×130
滲碳58～62HRC
4
導(dǎo)套
1
20鋼
28×110×43
滲碳58～62HRC
5
導(dǎo)套
1
20鋼
32×110×43
滲碳58～62HRC
6
上模座
1
HT200
160×160×55
7
內(nèi)六角螺釘
4
Cr12
M10×45
58～62HRC
8
內(nèi)六角螺釘
4
Cr12
M10×100
58～62HRC
9
模柄
1
Q235-1.F
A50×105
10
銷釘
2
45鋼
6×60
11
銷釘
2
45鋼
8×80
12
止轉(zhuǎn)銷
1
45鋼
8×14
13
打桿
1
45鋼
M14×220
3.3 模具總裝圖
由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：模具在工作時(shí)，壓力機(jī)滑塊下行，通過模柄帶動(dòng)上模座下行，模具先進(jìn)行切邊，緊接著拉深凸模再拉深。拉深完成以后，壓力機(jī)滑塊上行，通過模柄帶動(dòng)上模座上行，當(dāng)凹模隨上?；厣龝r(shí)，零件制品在打料塊及打料桿的作用下，將其從凹模內(nèi)推出，準(zhǔn)備下一次拉深。
4 結(jié)束語
帶凸緣圓筒件屬于簡(jiǎn)單的拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。
由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，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(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。
深圓筒模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；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(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過對(duì)中軸碗制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種落料拉伸沖孔模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我的各位老師表示衷心的感謝!
參考文獻(xiàn)
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