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第 29 頁 目錄 第1章 緒論 ……………………………………………………………… 1 1.1 沖壓的概念、特點及應(yīng)用 …………………………………… 1 1.2 沖壓的基本工序及模具 ……………………………………… 2 1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 ………………………………… 3 第2章 落料拉深模具的設(shè)計 …………………………………………… 7 2.1 零件基本情況 ………………………………………………… 7 2.2 工藝分析 ……………………………………………………… 8 2.3 零件工藝計算及沖壓方案的確定 …………………………… 8 2.4 排樣計算 ……………………………………………………… 9 2.5 沖裁力的計算及選用壓力機 ………………………………… 10 2.6 畫工序圖 ……………………………………………………… 12 2.7 編制工藝卡片 ………………………………………………… 13 第3章 模具的類型結(jié)構(gòu)及模具尺寸的計算 …………………………… 14 3.1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 ………………………………………… 14 3.2 模具設(shè)計計算 ………………………………………………… 14 3.3 校核壓力機 …………………………………………………… 18 第4章 模具加工工藝 …………………………………………………… 20 第5章 總結(jié)、致謝、參考文獻…………………………………………… 25 摘 要 本課題主要是外殼落料拉深模具設(shè)計，沖壓方案及壓力機的選用。為企業(yè)解決實際的問題。本課題的設(shè)計綜合運用了我們所學(xué)的機械制圖、冷沖壓工藝與模具設(shè)計、模具設(shè)計與制造、沖壓模具簡明設(shè)計手冊、公差配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)、冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)等專業(yè)理論知識、通過設(shè)計提高了我的基礎(chǔ)理論知識和查閱各種資料的綜合分析的能力，使我得到了一次運用所學(xué)知識的綜合訓(xùn)練。 　　關(guān)鍵詞：外殼落料拉深模具、沖壓方案。 第1章 緒論 1.1沖壓的概念、特點及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機）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)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(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)合才能得出沖壓件。 與機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)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時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，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。 （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，有時一個復(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)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 沖壓地、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、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，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅? 少則60%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、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。 1.2 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，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時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-級進和復(fù)合-級進三種組合方式。 復(fù)合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進沖壓——在壓力機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種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級進——在一副沖模上包含復(fù)合和級進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工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，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，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，以便進行下一次沖壓循環(huán)。 1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(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展。特別是隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機模擬技術(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)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，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成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達IT16~17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)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；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、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，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)模具進行板料曲面成形的一種先進技術(shù)，我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點成形設(shè)備，解決了多點壓機成形法，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，同時利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 (2.)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件. 在沖模的設(shè)計制造上,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模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進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)計制造出達到國際水平的精度達2? ~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達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)計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，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)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進技術(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15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1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EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(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，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300mm /min,加工精度可達±1.5微米，表面粗糙度達Ra=01~0.2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,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡單操作步驟，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-Ⅱ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)計和制造，具有較好的價格性能比。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) 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、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，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紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機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；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉(zhuǎn)子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達2000次/min以上。在多功能壓力機方面，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，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機的4~10倍，并能進行沖孔、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)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設(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)過程完全由計算機控制，車間實現(xiàn)24小時無人控制生產(chǎn)。同時，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。因為沖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，只有實現(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，國外先進工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達70%~80%，模具廠只需設(shè)計制造工作零件，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，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)等都還有待于進一步提高。 第2章 落料拉深模設(shè)計 2.1 零件基本情況 零件簡圖： 見下面（零件圖） 生產(chǎn)批量： 大批量 材 料： 08鋼 材料厚度： 2mm （零件圖） 2.2 工藝分析 1. 零件材料、尺寸公差要求 1) 零件材料為08鋼，其塑性韌性較好，其抗剪強度為310MPa，抗拉強度為390MPa，利于各種工序的加工。 2) 從零件圖上看，其尺寸公差要求不高，故精度不高，屬于回轉(zhuǎn)體零件，其未注公差按IT13級處理，給模具制造帶來了很多方便。 2. 零件的形狀，結(jié)構(gòu)及沖壓工藝性 1) 零件形狀尺寸通過落料、拉深、沖孔、整形、切邊等沖壓工序獲得 2) 零件為一旋轉(zhuǎn)體，其形狀特征表明，它是一個帶凸緣的圓筒形件 3) 該零件尺寸采用2mm的鋼板沖壓而成，可保證足夠的剛度和強度。Φ20孔為IT10級，沖孔時以Φ20孔的內(nèi)徑定位 4) 拉深件底部及口部圓角半徑R2偏小，故應(yīng)在拉深后另加整形工序，并用制造精度較高，間隙較小的模具來進行加工 2.3 零件工藝計算及沖壓方案的確定 （1） 修邊余量的確定 t>1mm 零件各尺寸應(yīng)以零件厚度的中線尺寸代入計算 ==1.29 查表4.2.2（?沖壓工藝與模具設(shè)計?） =4.3mm （2） 計算工件面積 A=（110-84）+×3×84-2×3+×78×32+×3×72+2×3+ （3） 計算毛坯直徑 D≈152mm （4） 確定能否一次拉成 m= 查表4.29（《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》） 故工件可一次拉深 若采用接近于極限的拉深系數(shù)進行拉深，則需要采用較大的圓角半徑，以保證拉深質(zhì)量。目前零件材料t=2mm，圓角半徑r=2mm。該值過小，一次拉深難以滿足零件要求。因此需要增加一道整形工序，以得到更小的底部圓角半徑 工序的組合和順序確定 外殼的全部基本工序為：落料52 拉深 沖孔20 沖孔2-6.5 整形 切邊 方案一：落料與拉深復(fù)合，其余按基本工序 本方案雖然符合加工工序，但工序過多，效率過低 方案二：落料與拉深復(fù)合，整形、沖孔20與沖2-6.5、切邊一起 本方案工序少，能較好保證工件尺寸精度，生產(chǎn)效率也能保證，選此方案比較合理 方案三：采用多工位級進?；蛟谧詣訅毫C上沖壓 采用此方案，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，成本高，故只有大批量生產(chǎn)中才適合，適合精度高的工件 故采用方案二 2.4排樣計算 查表 7.5.25《沖壓工藝與模具設(shè)計》 a=1.5 采用無側(cè)壓裝置 （排樣圖） 2.5沖裁力的計算及選用壓力機 1) 沖φ152圓板 2) 沖φ20和φ6.5的孔 3) 拉深力 線拉深時 最大拉力 4) 卸料力 5) 壓邊力 查表4-27 φ=3 《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》 6) 整形力 查表3-14 P=40MPa 《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》 初選壓力機 查表 13.9 《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》 選取 標(biāo)稱壓力為50tf 的開式可傾壓力機 2.6 畫工序圖 （落料拉深） （整形） （沖孔、切邊） 2.7 編制工藝卡片 南京工程學(xué)院 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號 Cc004 零（部）件名稱 共 頁 產(chǎn)品名稱 外殼 零（部）件型號 第 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注 1 下料 剪床上裁板156X280 2 落料和 拉深 落料拉深復(fù)合 JH23-40 落料和拉深復(fù)合模 3 整形 零件外形達到尺寸要求 JH23-40 整形模 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 日期 沖壓工藝過程卡一 沖壓工藝過程卡二 南京工程學(xué)院 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號 C004 零（部）件名稱 共 頁 產(chǎn)品名稱 外殼 零（部）件型號 第 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注 4 沖孔 切邊 沖￠20孔和沖2-￠6.5切凸緣邊達到尺寸要求 JH23-16 沖孔切邊模 5 檢驗 按產(chǎn)品零件圖檢驗 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 日期 南京工程學(xué)院 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號 C004 零（部）件名稱 共 頁 產(chǎn)品名稱 外殼 零（部）件型號 第 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注 排樣圖 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 日期 沖壓工藝過程卡-2 第3章 沖模的類型結(jié)構(gòu)及模具尺寸的計算 3.1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 1.模具類型（落料拉深模）及結(jié)構(gòu)形式（順裝） 2.卸料方式（一，板料卸料方式 二.成件排出 3.定位方式 零件的制成需經(jīng)過三道工序，故共有三副模具 第一副為落料拉深模，此模為復(fù)合模 第二副為整形模，此模為單工序模 第三副為沖孔、切邊模，此模也是復(fù)合模 三副模具均采用定位銷定位，采用剛性推件裝置，利用打桿、打板把成型零件卸下來。 3.2 模具設(shè)計計算 1) 壓力中心 零件為一圓形件，故零件圓心即為壓力中心 2) 計算各主要零件尺寸 落料凹模厚度及壁厚 查表 2.82 《沖壓工藝與模具設(shè)計》 K=0.2 H=Kb=0.2×152=30.1mm 凹模壁厚 C=（1.5～2）H =45～60mm 取C=49mm 查表2.62（《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》） 選取凹模板250×32 Cr12MoV JB/T 7643.4 3) 落料凹模固定板尺寸 250×54 4) 拉深凸模固定板 查表75.58（《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》） 選取 250×20 45鋼 JB/T 7643.5 5) 拉深凸模墊板 查表 15.61 （《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》） 選取 250×10 45鋼 JB/T 7643.6 6) 橡皮的自由度 橡皮總的工作行程 h =44mm 橡皮的自由高度 h==146～176mm 取 h=176mm 模具在組裝時橡皮的預(yù)壓量 h =（10%～15%）h=176-26.4mm 取h =26mm 由此可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為150mm 7) 落料Φ52凹凸模尺寸計算 沖模制造精度 凸模為IT6級 凹模為IT7級 沖裁件精度為IT10級 故坯料為Φ152mm 查表2.2.4（《沖壓工藝與模具設(shè)計》） 2Cmin=0.246 2Cmax=0.36 2Cmax-2Cmin=0.114 Φ152為IT10級 取X=1 δd=△=×0.16=0.04 δφ=△=×0.16=0.032 Dd =（D-x△） =（152-0.16） =151.84mm Dφ=（Dd-2Cmin） =（151.84-0.246） =151.59mm ∣δφ∣+∣δd∣≤0.114 滿足間隙公差要求 8) 沖孔凸凹模尺寸計算 凸凹模分別按IT6和IT7級加工制造 Φ6.5沖孔按IT12級 取x=0.75 孔尺寸為Φ6.5mm Φ20孔按IT10級 取x=1 中心距按IT10級 尺寸為60±0.08 孔距尺寸 Ld=（Lmin+0.5△）±0.125△ =[(60-0.08)+0.08] ±0.02 =60±0.02mm 9) Φ6.5孔 dΦ=(d+x△) =(6.5+0.75×0.4) =φ6.8mm d=(dφ+2Cmin) =（6.8+0.246） =φ7.046mm ∣δφ∣+∣δd∣≤0.114 滿足間隙公差條件 10) φ20孔 d=(20+0.1) =φ20.1mm d=(d+2Cmin) =（20.1+0.246） =φ20.346mm ∣δ∣+∣δδ≤0.114 滿足間隙公差條件 11) 拉深凸凹模尺寸計算 查表4.56 (《沖壓模簡明設(shè)計手冊》) δ=0.12 δ=0.08 φ80按IT14級 φ80mm C≈(1～1.1)t=2-2.2 取C=2.2mm Dd=(D-0.75△) =（80-0.75×0.74） =φ79.445mm D=(Dd-2C) =(79.445-2C) =φ75.045mm 3.3 校核壓力機 （1）模具閉合高度 本模具閉合高度為291mm=55+70+54+32+20+10+60 Hmax=320mm Hmin=275mm Hmax-5＞H＞Hmin+10 (2) 是否符合沖裁要求 Fg=50tf＞F總=49tf ∴符合沖裁要求 (3) 選定設(shè)備 該零件沖裁力為49tf 模具閉合高度為291mm 可選取公稱壓力為63tf的開式可傾工作臺壓力機，此壓力機工作臺可活動 最大裝模高度為370mm 公稱壓力為63tf 工作臺尺寸為710mm×480mm 工作臺孔尺寸 左右 340mm 前后 180mm 直徑 230mm 第4章 凹凸模加工工藝，數(shù)控程序及工序卡片 4.1 制定凸凹模加工工藝過程 1) 加工工藝路線方案分析 一、 拉深凸模 方案一：備料(下料.鍛造)—退火—普通車(粗車.鉆孔.半精車) —數(shù)控車(車圓角) —鉗工劃線—鉆側(cè)孔—熱處理(淬火.回火達到58～62HRC) —磨削(磨外圓.兩端面達到設(shè)計要求) —鉗工精修—檢驗 方案二：備料(下料.鍛造) —退火—數(shù)控車(粗車.鉆孔.半精車.車圓角)—鉗工劃線—鉆側(cè)孔—熱處理(淬火.回火達到58～62HRC) —磨削(磨外圓.兩端面達到設(shè)計要求) —鉗工精修—檢驗 方案比較：方案一和方案二相比較.方案一生產(chǎn)成本低，但要多次裝夾，精度難以達到統(tǒng)一；方案二雖然制造成本有所提高，但車削只需一次裝夾，對于提高零件精度，壽命有明顯提高，故選方案二比較合適 二、 落料凹模 方案一：備料(下料.鍛造) —退火—普通車(外圓.內(nèi)圓) —鉗工劃線—鉆孔(螺絲釘.銷孔等) —熱處理(淬火.回火達到58～62HRC) —磨削(磨外圓.兩端面達到設(shè)計要求) —鉗工精修—檢驗 方案二：備料(下料.鍛造) —退火—數(shù)控車(外圓.內(nèi)圓) —鉗工劃線—鉆孔(螺絲孔.銷孔等) —熱處理(淬火.回火達到58～62HRC) —磨削(磨外圓.兩端面達到設(shè)計要求) —鉗工精修—檢驗 方案比較：兩方案相比較，方案一比方案二制造成本低，零件只需加工外圓和內(nèi)圓.所以在普通車床上加工即可，故選方案一比較合適 2) 拉深凸模數(shù)控車程序 M03 S500 T0101 G0 x90 z5 G71 U1 R1 G71 P30 Q100 U0.5 W0 F0.3 G0 x55 G1 z0 F0.1 G3 x75.6 z-10 R10 G1 z-66.3 x82.6 z-69.8 z-81.3 x86.6 z-90.3 G0 x100 z100 T0202 S400 G0 x84.6 z-81.3 G1 x78.6 f0.15 G0 x100 Z100 T0101 S1000 G0 x90 z5 G70 p30 Q100 G0 x200 z100 M05 M30 3) 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝規(guī)程-1 江南大學(xué) 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 產(chǎn)品名稱 C004 外殼 零件名稱 零件材料 毛坯種類 毛坯尺寸 凈重 備注 拉深凸模 Cr12MoV 鍛 φ90×130 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 1 備料 將毛坯鍛成圓棒φ90×130mm 2 熱處理 退火(消除鍛后殘余應(yīng)力，降低硬度) 3 數(shù)控車削 按圖車全形，單邊留0.3mm余量，在φ75端面鉆φ6.通孔 數(shù)控車床 4 鉗工劃線 劃出側(cè)面φ6.5位置線 5 鉆側(cè)孔 孔直徑φ6.5 鉆床 6 熱處理 淬火、回火達到58～62HRC 7 磨削 磨外圓、兩端面達到設(shè)計要求 磨床 8 鉗工精修 全面達到設(shè)計要求 9 檢驗 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 第 頁 機械加工工藝規(guī)程-2 南京工程學(xué)院 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 產(chǎn)品名稱 C004 外殼 零件名稱 零件材料 毛坯種類 毛坯尺寸 凈重 備注 落料凹模 C412MOV 鍛 φ260×85 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 1 備料 將毛坯鍛成圓棒φ260×85 2 熱處理 退火（消除鍛后殘余應(yīng)力降低硬度） 3 普通切削 按圖形車全形單邊留1.5mm余量 普通車床 4 鉗工劃線 劃出各孔位置線 5 鉆孔 鉆床 6 熱處理 淬火，回火達到58～62HRC 7 磨削 磨型腔 內(nèi)圓和平面磨床 8 鉗工精修 表面達到設(shè)計要求 9 檢驗 編制 審核 批準(zhǔn) 07年11月4日 第 1 頁 4) 數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控加工工序卡片 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 外殼(C004) 拉深凸模 C004-1-04 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 數(shù)控車床 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 進給速度(mm/r) 背/側(cè)吃刀量 備注 1 粗車φ88×90 1 90°右偏刀 500 0.3 1 2 車端面 2 45°車刀 500 0.3 1 3 按圖車全形、單邊留0.3mm 1 90°右偏刀 500 0.3 1 尺寸達到φ86.6、φ82.6、φ75.6 4 在φ75的端面上車R10圓角 3 90°右偏刀 500 0.3 1 5 車退刀槽 4 7mm割刀 300 0.1 1 6 倒角 5 45°車刀 300 0.3 1 7 點中心孔 6 中心鉆 1000 0.1 1 8 鉆φ6.5通孔 7 φ6.5鉆頭 800 0.1 1 9 精車 8 90°右偏刀 1000 0.1 0.2 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 第 頁 第5章 總結(jié) 通過一段時間的設(shè)計研究，整個設(shè)計工作已經(jīng)完成。本人設(shè)計了一套落料拉深模具。其設(shè)計本方案與實際生產(chǎn)相吻合，能夠解決一些基本的實際問題。 本設(shè)計方案和類似的模具相比，能正確的解決一個零件在加工中的定位、落料等問題，保證零件的加工質(zhì)量。但是還有一些地方做的不夠完善，需要進一步改進和研究，本夾具設(shè)計對沖壓力的計算只是粗略的計算，模具安裝還需要調(diào)試。 我在這次的畢業(yè)設(shè)計的過程中，專業(yè)知識得到一次全賣弄的復(fù)習(xí)和提高。在以下各個方面得到了很好的鍛煉： 1. 能熟練運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的知識。 2. 提高了機構(gòu)設(shè)計能力，通過設(shè)計冷沖壓模具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的模具的能力。 3. 進一步熟練使用手冊以及圖表資料，掌握與模具設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，做到了熟練運用。 總而言之，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對自己不久未來將要從事的工作進行了一次很好的適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉了自己獨立分析問題、解決問題的能力，也為以后從事的工作鋪墊了基石。 由于本人能力、經(jīng)驗等各方面不足的限制，所在設(shè)計中難免有不足之處，請參考、查閱者給予批評指正。 致謝 論文脫稿之際，特別感謝指導(dǎo)老師蔡昀老師為我講解、提供具有代表性的課題、材料，以及在我遇到難題時，能及時為我解答，使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 無錫技師學(xué)院的多位老師在我撰寫畢業(yè)論文過程中以及在學(xué)校期間，給予了很多熱情的幫助和大力支持。為此，向他們表示誠摯的謝意！ 向所有關(guān)心、支持、幫助過我的各位老師、同學(xué)、朋友們表示謝意！ 最后，向熱心評審本論文和參加答辯的老師們致以衷心的感謝！ 參考文獻 [1] 陳劍鶴主編《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》 機械工業(yè)出版社出版 [2] 王 芳主編《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》 機械工業(yè)出版社出版 [3] 劉小年 劉振魁主編《機械制圖》 北京大學(xué)出版社出版 [4] 謝煜北主編《模具設(shè)計與制造》 高等教育出版社出版 [5] 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫《公差配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)》 中國勞動社會保障出版社出版 [6] 國家教委高等教育司、北京市教育委員會編《高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)手冊 機械卷》 高等教育出版社、經(jīng)濟日報出版社出版 [7] 郝濱海主編《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社出版 [8] 楊黎明 黃凱 李恩至 陳仕賢 編《機械零設(shè)計手冊修訂版》 國防工業(yè)出版社出版 [9]上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會編《機械加工工藝及裝備》 機械工業(yè)出版社出版 [10] 田萍主編《數(shù)控機床加工工藝及設(shè)備》 電子工業(yè)出版社出版