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第 1 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 摘要 此次畢業(yè)設計是由蔡昀老師親自指導 設計一副簡單的復合模具 經(jīng)過數(shù)個 月的設計 基本完成此次設計的任務 此副模具主要是階梯圓筒形零件的設計 采用落料 拉深兩道工序相結(jié)合的復合模 本人經(jīng)查閱相關書籍 資料以隊此副 模具所用到的相關公式 數(shù)據(jù)做出了一個準確的依據(jù) 此副模具的設計一共分為四章 和其他模具的設計一樣 首先第一章是對零 件進行了工藝分析 接著對工藝方案進行了比較 最終確定采用先落料拉深后切 邊的工藝方案 然后畫工序圖 經(jīng)過計算選擇沖壓設備 第二章是選擇沖模類型 以及結(jié)構(gòu)形式 接著是一些模具設計的相關數(shù)據(jù)計算 第三章是對模具凸模 凹 模加工工藝過程以及加工工藝方案的確定 最后填寫凸凹模加工工藝規(guī)程卡以及 編制凸模數(shù)控加工程序 第四章是設計總結(jié) 謝辭以及參考文獻 本人在設計過程中得到了其他同學的大力支持 并有蔡昀老師的息心指導 在此表示誠懇的感謝 由于本人水平有限 此次設計難免還存在一些缺點和錯誤 懇請閱讀者批評指正 第 2 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 目 錄 第 1章 沖壓工藝設 計 1 1 1 零件的工藝分 析 1 1 2 制定沖壓工藝方 案 3 1 3 畫工序 圖 4 1 4 初選沖壓設 備 6 1 5編制沖壓工藝 卡 第 3 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 8 第 2章 沖壓模具設 計 10 2 1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形 式 10 2 2 模具設計計 算 10 第 3章 模具主要零件加工工藝設 計 14 3 1 制定凸凹模加工工藝過 程 14 3 2 填寫凸凹模加工工藝規(guī)程 卡 16 3 3 編制凸?；虬寄?shù)控加工程 序 19 第 4章 設計總 第 4 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 結(jié) 21 致 謝 22 參考文 獻 23 111第 1章 沖壓工藝設計 1 1 零件的工藝分析 此零件形狀為階梯圓筒形件 需要采用落料 拉深 切邊三道工序 通過計 算確定拉深次數(shù) 零件材料為 10 鋼 根據(jù)參考文獻 1 表 1 4 1 得 10 鋼的抗剪強度 210MPa 由此可見 其塑性較好 有較高的強度 適合于成形加工 260 440MPa 抗拉強度 b 300 440MPa 伸長率 10 29 屈服強度 210MPa 由此可見 其塑性較好 有較高的強度 適合與成形加工 此零件毛坯形狀為圓形 故采用沖裁工藝中的落料工序 首先計算出毛坯的尺寸 根據(jù)毛坯尺寸要求計算出凸凹模的尺寸 但要注意 落料見的尺寸應增加修邊余量 以保證零件的高度 后面還有拉深等其它工序 第 5 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 最重要的是毛坯外形尺寸精度要保證下一道工序的完成 拉深見工藝性的好壞 直接影響到該零件能否用拉深方法生產(chǎn)出來 不僅能 滿足產(chǎn)品的使用要求 同時也能夠用最簡單 最經(jīng)濟和最快的方法生產(chǎn)出來 拉深見外形尺寸的要求應根據(jù)零件的高度以及厚度等選擇一次拉深還是多次 拉深 1 計算落料毛坯尺寸 t 0 5mm2t 1mm 即滿足 R1 t R2 t 所以拉深可以順利進行 不需要增加整形工序 零件產(chǎn)品尺寸為 精度為 IT10 IT11 級 精度為 IT14 級 其中0 43 052 8 0 369 由拉深工序保證 拉深成形后切除零件多余外邊 保證零件最0 5280 369 后的外形尺寸公差 故 由切邊工序保證 0 14 1 2 制定沖壓工藝方案 1 2 1 工藝方案分析比較 此零件外殼形狀表明它為拉深件 所以拉深為基本工序 其毛坯可用落料工 第 7 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 序完成 根據(jù)前面的計算 只需要一次拉深 故根據(jù)該零件所需基本沖壓工序 做出一個合格的零件 可以有三種工藝方案 第一種方案是把落料 拉深 二道工序做一個簡單復合模 然后再以切邊工 序做一個單工序切邊模 第二種方案是以落料 拉深 切邊工序分開 各做一副單工序模 第三種方案是把落料 拉深 切邊三道工序并在一起 做一副多工位的級進 模 三種方案的比較 第一種方案 落料 拉深是一個簡單復合模 設計簡便 制造也不難生產(chǎn)效率 高 裝夾方便 切邊工序作為單工序模 只要保證一個尺寸精度要求 方便 簡 單 第二種方案 三道工序分開 分布鮮明 有序進行 看得懂 弄得請 但效 率不高 占用設備多 若單用一個設備 則需拆下來 裝上去次數(shù)多 比較麻煩 第三種方案 三道工序一起進行 效率比較高 但是制造麻煩 周期長 成 本高 只有大批量生產(chǎn)中才適合 1 2 2 工藝方案確定 根據(jù)工藝方案的比較 方案一 落料拉深復合 切邊 方案二 落料 拉深 切邊 方案三 落料 拉深 切邊級進模 綜合所有因素 此零件選用方案一 1 3 畫工序圖 1 工序 1 落料拉深 1 毛坯圖 第 8 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 圖 1 1 2 工序圖 圖 1 2 3 排樣圖 a 計算開料寬度及步距 由參考文獻 1 表 2 5 2 取搭邊值 1 5mm 1 2mmminamin1a 由表 2 5 3 得 減料公差 0 4mm 導料間隙 C 0 1mm 第 9 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 考慮落料后需自然卸下條料 單惻需沖開 0 5mm 深缺口 則開料寬度 B D 0 5 2 C mina 0 40 0 5 1 5 2 0 4 0 1 4 41 9 mm04 取 B 41 9 mm 步距 A D 40 1 2 41 2mm 取 A 42mmmin1a b 畫排樣圖 圖 1 3 2 工序 2 切邊 第 10 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 圖 1 4 1 4 初選沖壓設備 1 計算拉深工藝力 相對厚度 1 25 1 5 Dt t 0 5mm 根據(jù)參考文獻 1 表 4 5 2 拉深時需采用壓邊圈 在該模具中可利 用凸凹模與成型頂塊進行壓邊 由于該零件只一次拉深 因此拉深時需兼整形 拉深工藝力應按整形力計算 參考彎曲校正力進行計算 查參考文獻 1 表 3 3 3 取單位校正力 q 40MPa 則 NqAF4 7593402 整 7591整總 2 計算沖裁工藝力 F 沖 Lt b 40 0 5 440 27632N 由參考文獻 1 取頂件力系數(shù) K 頂 0 08 則 F 頂 K 頂 F 沖 0 08 27632 2210 6N F 總 2 F 沖 F 頂 27632 2210 6 29842 6N 3 計算沖壓工藝力 F 總 F 總 1 F 總 2 47759 4 29842 6 77602N 按 F 總 77602N 以及 F 總 0 7 0 8 F 公 得 F 公 97002 5 110860N 查參考文獻 2 表 8 10 初選壓力機為 J23 16 第 11 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 1 5 編制沖壓工藝卡 表 1 1 沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品型號 C003 零 部 件名稱 共 1 頁無錫技 師學院 沖壓工藝過 程卡 產(chǎn)品名稱 階梯圓筒 零 部 件型號 第 1 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術要求 毛 坯 尺 寸 每個毛坯 可制件數(shù) 毛坯 重量 輔助材 料 10 鋼 0 5 48 1000 工序號 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡 圖 設 備 工藝裝備 備注 第 12 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 0 下 料 剪床上裁 板 48 1000 材料 厚度 為 0 5m m 1 落 料 拉 深 落料與拉 深復合模 J23 10 落料拉深 落料 與拉 深復 合模 編制 日 期 審核 日 期 會簽 日期 標 記 處 數(shù) 更該 文件 號 簽字 日 期 標 記 處 數(shù) 更該文 件號 簽字 日期 續(xù)表 1 1 產(chǎn)品型號 C003 零 部 件名稱 共 1 頁無錫技 師學院 沖壓工藝過 程卡 產(chǎn)品名稱 階梯圓筒 零 部 件型號 第 1 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術要求 毛 坯 尺 寸 每個毛坯 可制件數(shù) 毛坯 重量 輔助材 料 10 鋼 0 5 48 1000 工序號 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡 圖 設 備 工藝裝備 備注 第 13 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 2 切 邊 切除凸圓 邊達尺寸 要求 J23 10 切邊模 表 示沖 壓方 向 3 檢 驗 檢驗所有 尺寸 編制 日 期 審 核 日 期 會簽 日期 標 記 處 數(shù) 更該 文件 號 簽字 日 期 標 記 處 數(shù) 更該文 件號 簽字 日期 第 2章 沖壓模具設計 2 1 沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 此零件形狀為階梯圓筒形件 分為落料拉深 C003 1 切邊 C003 2 兩副 模具 本人設計 C003 1 模具 即落料拉深復合模 采用正裝式 利用擋料釘定距 模具本身利用 M8 螺釘固定及 8 銷釘定位 本模具采用彈頂器以及打桿作為卸料 裝置 2 2 模具設計計算 1 壓力中心 此零件為階梯圓筒形件 即屬于旋轉(zhuǎn)體件 結(jié)構(gòu)對稱 所以壓力中心應該在 第 14 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 其幾何中心 2 各主要零件外形尺寸 1 落料凹模外形尺寸 由參考文獻 1 式 2 8 8 H Kb 查表 2 8 2 K 取 0 3 b 40mm H1 Kb 0 3 40 12mm 按要求需滿足 H1 15mm 因為是復合模 另有拉深工序 零件高度為 6mm 材料厚度為 0 5mm 加之有 凸模進入凹模的深度 綜上所述 查參考文獻 2 H 25mm 由式 2 8 9 凹模壁厚 C 1 5 2 H1 1 5 2 15 22 5 30mm 按要求需滿足 C 30 40mm 故取 C 30mm 為便于加工模板取圓形 則 D 2 30 40 100 2 固定板外形尺寸 直徑 D 與凹模相同 為 100mm 厚度 H2 0 6 0 8 H1 0 6 0 8 25 15 20 mm 取 H2 20mm 3 墊板外形尺寸 直徑 D 100mm 厚度 H3 6 12 mm 取 H3 8mm 各模板采用 8 與 M8 螺釘定位與連接 根據(jù)參考文獻 4 孔距取 76mm 4 凸凹模 凸凹模型芯 成形頂塊 拉深凸模外形尺寸 根據(jù)成型要求凸凹模 凸凹模型芯 成形頂塊以及拉深凸凹模長度分別為 41mm 35 5mm 18 5 和 42 5mm 綜上所述 歸納所得 單位 mm 落料凹模 100 25 GB2858 4 81 上 下固定板 100 20 GB2858 5 81 上 下墊板 100 8 GB2858 5 81 凸凹模 46 40 第 15 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 凸凹模型芯 9 35 5 成形頂塊 40 18 5 拉深凸模 14 42 5 聯(lián)接螺釘 M8 GB70 85 定位銷釘 8 GB119 86 孔距 76 3 凸凹模間隙及凸凹模工作部分尺寸 1 落料凸凹模尺寸及公差 因為毛坯尺寸 D 40mm 無公差要求 根據(jù)參考文獻 1 落料尺寸以凹模為基準 凸模采用配合加工 由于該零件 最后需要切邊保證最終尺寸 故落料凹模尺寸直接采用計算尺寸 40 另外制造 公差取 0 02mm 凸模與凹模配制 雙面間隙 0 04 0 06mm 參考文獻 1 表 2 2 3 凸 凹模尺寸要求參考零件圖 2 拉深凸 凹模尺寸及公差 由零件圖知 工件外形尺寸及公差有要求 故以拉深凹模為基準 其值為 D 28 0 75 0 52 27 61d03 03 D 27 7P03 D 9 0 75 0 36 2d03 D D 2c 8 7 2 0 5 7 7 mmpp 03 03 注 以上凸 凹模制造公差取 0 03mm 4 選用模架 因為凹模周界為 100 根據(jù)參考文獻 3 采用冷沖?；瑒訉蛑虚g導柱模 架 根據(jù)各項指標 選用模架為 模架 100 130 150 GB2851 6 81 HT20 40 上 下模板厚度分別為 H 25mm H 30mm上 下 5 校核壓力機 1 閉合高度校核 模具閉合高度 H H H H tH H Hm上 3芯 凸 3下 第 16 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 25 8 35 5 0 5 42 5 8 30 149 5mm 由 2 表 8 10 得 壓力機最大裝模高度 H 220 40 180mmmax 由 2 表 8 10 得 壓力機最小裝模高度 H 180 45 135mmin 滿足 H 5 H H 10maxmin 2 公稱壓力 F 校核g F 160KN F 77 6KNg總 所以 F 合格 3 滑塊行程校核 根據(jù)參考文獻 2 表 8 10 得滑塊行程 H 55 滑 模具工作行程 H 2 2 5 H 2 2 5 6 12 15 mmI件 H H 滿足使用要求滑 I 4 工作臺尺寸校核 由參考文獻 2 工作臺前后尺寸為 300mm 左右為 450 模架型號 100 130 150 由參考文獻 3 模架左右為 260 前后為 170 滿足工作臺尺寸每邊 大于模具 50 70mm 的要求 因為工作臺孔尺寸直徑為 210 能容納下彈頂器 所以滿足要求 第 17 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 第 3章 模具主要零件加工工藝設計 3 1 制定凸凹模加工工藝過程 3 1 1 加工工藝過程方案分析 1 凸凹模 落料凸模兼拉深凹模 根據(jù)凸模加工方法 可以制定出的凸模加工工藝過程有很多種 現(xiàn)選兩種方案進行比較 方案一 備料 下料 鍛造 去應力退火 毛坯外形加工 普通車 床 數(shù)控車削粗加工 外形 數(shù)控車削半精加工 數(shù)控車削精加 工 內(nèi)輪廓粗加工 數(shù)控加工中心加工 精加工 鉗工精修 淬 火 回火 研磨 拋光 方案二 備料 下料 鍛造 去應力退火 毛坯外形加工 普通車 床 數(shù)控內(nèi)輪廓粗加工 精加工 數(shù)控車削外形粗加工 半精加 工 精加工 鉗工精修 淬火 回火 研磨 拋光 第 18 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 方案一的工藝過程占用設備多 拆 裝麻煩 影響工件精度 效率較低 方案二的工藝過程有序進行 能消除熱處理變形對凸模精度的影響 加工 精度較高 圖 3 1 尺寸與凹模配制雙面間隙 0 04 0 06 2 落料凹模 根據(jù)凹模形狀以及要求 可以制定出的凹模加工工藝過程有很多種 現(xiàn)選兩種方案進行比較 方案一 備料 下料 鍛造 去應力退火 毛坯外形加工 普通車床 車削 數(shù)控車削內(nèi)輪廓粗加工 半精加工 精加工 鉆削粗加工 精加工 鉗工精修 淬火 回火 研磨 方案二 備料 下料 鍛造 去應力退火 毛坯外形加工 普通車床 車削 數(shù)控加工中心鉆 半精加工 精加工 鉗工精修 淬火 回火 研磨 方案一的工藝過程 設備占用多 以至于影響工件精度 且效率偏低 方案二的工藝過程 加工精度高 成本較大 但效率高 加工方便 第 19 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 圖 3 2 3 1 2 確定加工工藝過程 凸凹模的加工工藝過程 選方案二 備料 下料 鍛造 去應力退火 毛坯外形加工 普通車 床 數(shù)控內(nèi)輪廓粗加工 精加工 數(shù)控車削外形粗加工 半精加工 精加工 鉗工精修 淬火 回火 研磨 拋光 凹模加工工藝過程 選方案二 備料 下料 鍛造 去應力退火 毛坯外形加工 普通車 床車削 數(shù)控加工中心鉆 半精加工 精加工 鉗工精修 淬火 回火 研磨 3 2 填寫凸凹模加工工藝規(guī)程卡 表 3 1 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 產(chǎn) 品 型 號 產(chǎn) 品 名 稱 無錫技師學院 機械加工工藝過程卡 C003 階梯圓筒 零件名稱 零件材料 毛坯種類 毛 坯 尺 寸 凈 重 備 注 第 20 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 凸凹模 Cr12MoV 圓件 58 60 工 序 號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設 備 1 備料 鍛造 備制尺寸 58 60 圓形件 進行鍛造 2 熱處理 退火 改善切削加工性能 3 毛坯粗加工 車床車削 光一刀 去處表面氧化層 普通車床 4 內(nèi)輪廓粗 加工 內(nèi)輪廓尺寸留有余量為 0 1mm 數(shù)控車床 5 精加工 達到尺寸要求 留拋光余量為 0 1mm 數(shù)控車床 6 外形粗加 工 車出外形 余量為 1mm 數(shù)控車床 7 半精加工 按照尺寸要求 余量為 0 4mm 數(shù)控車床 8 精加工 達到尺寸要求 外形留有磨削余量 0 15mm 0 20mm 數(shù)控車床 9 淬火 回 火 提高硬度 10 鉗工 去除毛刺 打光內(nèi)輪廓 銼刀 油 石 11 外圓磨 磨削外形至尺寸要求 外圓磨床 12 檢驗 檢驗所有尺寸 編制 審核 批準 年 月 日 第 頁 表 3 2 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號單 位 名 稱 無錫技師 學院 階梯圓筒 凸凹模 C003 1 13 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 車 間 第 21 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 工步 號 工步內(nèi)容 刀具 號 刀具 規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速 度 背 側(cè) 吃刀量 備注 1 鉆 9H7 孔 T01 中心 鉆 500r min 0 3 2 鉆 9H7 孔至 55 T02 8 9鉆頭 500r min 0 3 3 忽 9H7 孔 T03 100r min 0 3 4 粗車內(nèi)輪廓 27 8 斜角60 度 深 2mm T04 鏜刀 500r min 0 3 5 粗車 27 8 斜角03 60 度 T04 鏜刀 500r min 0 3 6 粗車外形 55 5 53 15 退 刀槽 0 5 1 5 倒角 41 30 T05 粗車 刀 500r min 0 3 編制 審核 批準 年 月 日 第 頁 續(xù)表 3 2 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號單 位 名 稱 無錫技師 學院 階梯圓筒 凸凹模 C003 1 13 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 車 間 工步 號 工步內(nèi)容 刀具 號 刀具 規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進給速 度 背 側(cè) 吃刀量 備注 7 半精車 55 5 52 5 15 T05 粗車 刀 500r min 0 3 第 22 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 退刀槽 0 5 1 5 倒角 40 05 30 8 精車 55 5 52 15 退刀槽 0 5 1 5 倒角 40 30 01 T06 精車 刀 500r min 0 3 9 鉸 9H7 的孔 T07 9絞刀 100r min 0 3 編制 審核 批準 年 月 日 第 頁 3 3 編制凸?；虬寄?shù)控加工程序 凸凹模數(shù)控加工程序 車削 O0001 G43 G80 M03 T0101 S500 G00 X25 Z2 G73 U0 W2 R2 G73 P5 Q10 U0 1 W01 F0 3 N5 G0 X19 3 G1 Z0 F0 1 G2 X13 55 Z 0 2 R1 5 G1 X10 78 Z 1 8 G3 X0 03 Z 2 R1 5 G1 X8 N10 G0 Z2 G00 X100 Z100 第 23 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 S800 T0101 G0 X25 Z2 G70 P5 Q10 G00 X100 Z100 T0202 S500 G0 X62 Z2 G71 V1 R1 G71 P15 Q20 V0 5 W01 F0 3 N15 G0 X50 1 G1 Z0 F01 G1 Z 30 G1 X52 2 Z 31 Z 45 X55 N20 Z 50 G00 X100 Z100 S1000 T0202 G00 X62 Z2 G70 D15 Q20 G00 X100 Z100 M05 M30 刀具 T1 鏜孔刀 T2 外圓刀 第 24 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 第 4章 設計總結(jié) 數(shù)月的畢業(yè)設計即將結(jié)束 希望老師對我的設計過程作最后的審閱 最全面 的指正 在這次課程設計中我通過參考及查閱各種有關模具設計方面的資料 請蔡昀 老師指導有關模具方面的問題 特別是采用標準件時所遇到的困擾 老師給予我 們想要的解答 使我在著短短的時間里對模具結(jié)構(gòu)及動作過程等有了更深一步的 了解 其中在設計過程中 起初設計目標與最終所想有些矛盾 但通過查閱相關 書籍都得到了解決 從開始的無從下手到現(xiàn)在的得心應手 至少了解了簡單模具 設計 這些都是通過自己的努力與老師的指導才得到了現(xiàn)在的水準 經(jīng)過這幾個月的設計 我深信這次課程設計能為我以后的畢業(yè)設計做一個很好 的基礎 甚至對以后的踏上社會也有許多幫助 第 25 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 致謝 在這次設計過程中得到了蔡昀老師的幫助 從一開始 課題的選擇到后來的設 計過程中 蔡老師給了我很大的幫助 幫我選擇課題和尋找相關的資料 特別是 老師的悉心知道 使我受益良多 謝謝 致此 感謝蔡老師在我設計過程中給予我的幫助 謝謝 第 26 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計專用紙 參考文獻 1 成虹 沖壓工藝與模具設計 北京 高等教育出版社 2002 2 王芳 冷沖壓模具設計指導 北京 機械工業(yè)出版社 1999 3 中華人民共和國國家標準 GB2851 2875 81 冷沖模 中國標準出版社 4 劉力 機械制圖 北京 高等教育出版社 2002 5 郭鐵良 模具制造工藝學 高等教育出版社 1999 6 陳于萍 高曉康編著 互換性與測量技術 北京高等教育出版社 2002 7 吳宗澤 機械零件設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1992 8 許發(fā)越 實用模具設計與制造手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1992 9 朱傳禮 林蒲生 高等學校畢業(yè)設計論文指導手冊機械卷 北京高等教育出 版社 經(jīng)濟日報出版社 1998 10 王之鑠 機械設計綜合課程設計 北京機械工業(yè)出版社 2003