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河南機(jī)電高等專科學(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表 學(xué)生姓名 趙慧展 學(xué) 號(hào) 111304224 指導(dǎo)教師 韓艷艷 課題名稱 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無(wú) 開題報(bào)告 有 無(wú)符合規(guī)范化 的要求 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(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯 報(bào)及解答問(wèn) 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定 所在專業(yè)意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 趙慧展 學(xué) 號(hào) 111304224 設(shè)計(jì)題目 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 30 日 指 導(dǎo) 教 師 韓艷艷 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐 在完成該課題之后 應(yīng)對(duì)沖壓成形工藝較為熟悉 能熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用 能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝 的編制 能夠運(yùn)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(jì)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 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 原始數(shù)據(jù)如圖 工件名稱 端蓋 材料 08鋼 生產(chǎn)批量 大批量 未注公差尺寸精度按 IT14級(jí) 工作要求 1 完成模具的設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一 份 2 繪制模具裝配圖及模具零件圖 3 編寫主要零件的加工工藝卡 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 112 學(xué)生姓名 趙慧展 學(xué) 號(hào) 111304224 指導(dǎo)教師 韓艷艷 2014 年 4 月 20 日 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)主要對(duì)端蓋的沖裁工藝性和拉深工藝性進(jìn)行了分析 通過(guò)分析工 件結(jié)構(gòu) 使用要求 零件質(zhì)量等制定了幾種工藝方案 經(jīng)過(guò)幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn) 比較 最后確定使用落料沖孔拉深復(fù)合模 本次設(shè)計(jì)首先確定了拉深次數(shù) 通 過(guò)拉深次數(shù)來(lái)確定工藝方案 根據(jù)材料利用率來(lái)確定排樣方式 通過(guò)沖壓力計(jì) 算選定壓力機(jī) 對(duì)模具工作部分尺寸進(jìn)行計(jì)算 模具主要零部件設(shè)計(jì) 如凸凹 模 拉深凸模 凸模固定板 卸料方式 送料方式等 和模具整體設(shè)計(jì)來(lái)選定 模架 對(duì)壓力機(jī)和模具閉合高度進(jìn)行校核 最后繪制模具總裝圖 模具的設(shè)計(jì) 應(yīng)當(dāng)效率高 安全 可靠 模具零件應(yīng)耐磨耐用 關(guān)鍵詞 復(fù)合模 壓力機(jī) 拉深 模具 END COVER STAMPING FORMING TECHNOLOGY AND DIE DESIGN Abstract this design is mainly on the end cover of blanking technology and deep drawing process was analyzed and through the analysis of the workpiece structure the use requirement parts make several process such as quality plan through the advantages and disadvantages of several schemes comparison finally determined using blanking punching deep drawing composite modulus This design first determine the drawing number through deep drawing number to determine the processing plan according to the material utilization to determine layout selected through the calculation of impact force press The working parts of die size calculation major parts of the mold design such as intensive drawing punch punch fixed plate discharge way feeding methods etc and overall design to choose die set check the press and die shut height finally draw the mold assembly diagram The design of the should shall be safe and reliable high efficiency mold parts should be wear resistant and durable Keywords composite modulus press deep drawing mold I 零件號(hào) 零 件 名 稱 模具號(hào) 00 13 沖孔凸模 牌 號(hào) 硬 度 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 XYZ 003 T10A 58 62HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號(hào) 工 序 名 稱 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時(shí) 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸 60 mm 32 mm 32mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達(dá)尺寸 55mm 28mm 28mm 立式銑 床 虎鉗 30 面 銑刀 10 立銑 刀 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 05 熱處理 淬火 回火 保證硬度 58 62HRC 熱處理 爐 硬度儀 游標(biāo)卡尺 06 磨削上下面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 07 車外形 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 08 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 零件號(hào) 零 件 名 稱 模具號(hào) 00 13 沖孔凸模 牌 號(hào) 硬 度 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 XYZ 003 T10A 58 62HRC 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號(hào) 工 序 名 稱 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時(shí) 01 下料 02 鍛造達(dá)尺寸 60 mm 32 mm 32mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達(dá)尺寸 55mm 28mm 28mm 立式銑 床 虎鉗 30 面 銑刀 10 立銑 刀 游標(biāo)卡尺 04 磨上下表面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 05 熱處理 淬火 回火 保證硬度 58 62HRC 熱處理 爐 硬度儀 游標(biāo)卡尺 06 磨削上下面及一直角面 平面磨 床 磁力夾 具 精 密平口 鉗 砂輪 游標(biāo)卡尺 刀口尺 07 車外形 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 08 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編制 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語(yǔ) 學(xué)生姓名 趙 慧 展 班級(jí) 模具 112 學(xué)號(hào) 1 11304224 題 目 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 綜合成績(jī) 良 好 指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ) 1 該同學(xué)工作態(tài)度較認(rèn)真 能較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 2 該同學(xué)查閱了國(guó)內(nèi)有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造方面的大量資料 制訂出了 較合理的沖壓成形工藝及模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中不存在創(chuàng)新 3 該同學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容較完整 計(jì)算較正確 格式較規(guī)范 4 該同學(xué)裝配圖 零件圖設(shè)計(jì)較合理 圖紙質(zhì)量較高 5 建議該同學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)定 良好 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語(yǔ) 評(píng)閱者評(píng)語(yǔ) 該同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)自生產(chǎn)實(shí)際 工作量大小適中 能夠按照 要求完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫 設(shè)計(jì)思路較清晰 裝配圖及零件圖上存 在細(xì)節(jié)問(wèn)題 建議成績(jī)?cè)u(píng)定為良好 可以提交答辯 評(píng)閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會(huì) 小組 評(píng)語(yǔ) 答辯委員會(huì) 小組 負(fù)責(zé)人 簽字 年 月 日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語(yǔ) 學(xué)生姓名 趙 慧 展 班級(jí) 模具 112 學(xué)號(hào) 1 11304224 題 目 端 蓋 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 綜合成績(jī) 良 好 指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ) 1 該同學(xué)工作態(tài)度較認(rèn)真 能較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 2 該同學(xué)查閱了國(guó)內(nèi)有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造方面的大量資料 制訂出了 較合理的沖壓成形工藝及模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中不存在創(chuàng)新 3 該同學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容較完整 計(jì)算較正確 格式較規(guī)范 4 該同學(xué)裝配圖 零件圖設(shè)計(jì)較合理 圖紙質(zhì)量較高 5 建議該同學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)定 良好 6 可以提交答辯 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語(yǔ) 評(píng)閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會(huì) 小組 評(píng)語(yǔ) 答辯委員會(huì) 小組 負(fù)責(zé)人 簽字 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 0 1 緒論 1 1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備 它的作用是控制和限制材料的流動(dòng) 使之形成所需要的形體 用模具制造零件以其效率高 產(chǎn)品質(zhì)量好 材料消耗 低 生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中 近十年來(lái) 我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展速度很快 一直以每年 15 的增長(zhǎng)速度快 速發(fā)展 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 目前全國(guó)共有模具生產(chǎn)企業(yè) 廠 點(diǎn) 約 3 萬(wàn)個(gè) 從 業(yè)人員近 100 萬(wàn)人 十五 期間 中國(guó)模具行業(yè)發(fā)展成績(jī)斐然 模具制造業(yè)得 到快速增長(zhǎng) 年均增速達(dá) 20 在中國(guó)模具制造業(yè)飛速發(fā)展 國(guó)際模具巨頭的 熱捧下 2004 年第十屆 中國(guó)國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì) 的規(guī)模相當(dāng)驚人 已居亞洲第一 世界第二 2005 年中國(guó)模具行業(yè)模具銷售總額為 610 億元 同 比增長(zhǎng) 25 排在世界第三位 加上 20 多億美元的進(jìn)口份額 中國(guó)模具市場(chǎng)容 量已達(dá) 800 億元人民幣左右 現(xiàn)代模具有不衰亡工業(yè)之稱 世界模具總體上供不應(yīng)求 同時(shí)我國(guó)的模具產(chǎn) 業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇近幾年我國(guó)模具總產(chǎn)值在不斷上升 模具及模具 標(biāo)準(zhǔn)件出口量也不斷上升 另外汽車 電子 通訊行業(yè)對(duì)模具的需求量較大 在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占據(jù)市場(chǎng)總值的20 之多 目前 中國(guó)模具生產(chǎn)點(diǎn)達(dá)到17000多 個(gè) 從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn) 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中 沖壓模具約占50 塑料模具 約占33 壓鑄模具約占6 其他模具約占11 未來(lái)十年 中國(guó)模具根據(jù)國(guó)內(nèi)和國(guó)際模具市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r 將成功實(shí)現(xiàn)由 中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變 在這種大環(huán)境背景下 未來(lái)我國(guó)的模具經(jīng)過(guò)行業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整后 將呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì) 1 綠色化 2 高端化 3 信息化 目前 信息技術(shù)已在我國(guó)模具生產(chǎn)制造中得到了廣泛的應(yīng)用 最具代表性的例子就是在模具設(shè)計(jì)中全面推廣 CAD CAM CAE 技 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 1 4 術(shù) 并已經(jīng)得到較好的發(fā)展 取得不錯(cuò)的成果 實(shí)踐證明模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是未來(lái)模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 它的普及與應(yīng)用使得模具 的新產(chǎn)品 新工藝 新材料的創(chuàng)新不斷涌現(xiàn) 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(wú)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(wèn)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(wàn)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(wàn)美元 有的達(dá)到 25 30萬(wàn)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)的才達(dá)到45 顯然 中國(guó)的模具設(shè)計(jì)仍然有很長(zhǎng)的一段路要走 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 2 零件的工藝性分析 工件名稱 端蓋 生產(chǎn)批量 大批量 材料 08 鋼 厚度 0 5 工件簡(jiǎn)圖 如圖 2 1 所示 圖 2 1 工件 2 1 工藝性分析 2 1 1 工件結(jié)構(gòu)分析 該零件為圓片落料 圓片沖孔 無(wú)凸緣 筒形件拉深 形狀簡(jiǎn)單 對(duì)稱 孔 在底部并且不在變形區(qū)內(nèi) 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 3 2 1 2 材料分析 該沖壓件材料為08鋼 由于08鋼是極軟的碳素鋼 強(qiáng)度硬度很低 而韌性 和塑性極高 具有良好的深沖 拉深等特點(diǎn) 2 1 3 尺寸精度分析 該工件尺寸精度沒有嚴(yán)格要求 沖裁件內(nèi)外形能達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度為 IT11 IT14級(jí) 綜上所述 由于該零件的精度要求和尺寸標(biāo)注 生產(chǎn)批量等情況符合沖壓 的工藝要求 故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工 2 2 工藝方案確定 2 2 1 拉深次數(shù)確定 1 確定修邊余量 由于料厚 0 5 則以外徑和外高尺寸來(lái)計(jì)算 相對(duì)高度 4 40 0 1 則可以不考慮加修邊余量 d h 2 計(jì)算毛坯直徑 先判斷能否一次拉出 將 40 1 4 代入公式 2256 07 dRH 22 156 0 471 4 47mm 3 確定拉深次數(shù) 判斷是否需要壓邊圈 計(jì)算毛坯的相對(duì)厚度 10m475 10t D 1 06 總 m470d D1 故該零件一次拉深即可成形 2 2 2 工藝方案的確定 該工件包括落料 沖孔 拉深三個(gè)基本工序 可以有以下幾種方案 方案一 落料 拉深 沖孔復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案二 先落料 再拉深 最后沖孔 采用單工序模生產(chǎn) 方案三 落料 沖孔復(fù)合模 再拉深 方案四 落料 拉深復(fù)合模 再?zèng)_孔 方案五 落料 拉深 沖孔級(jí)進(jìn)沖壓 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案一采用復(fù)合模生產(chǎn) 只需一套模具其生產(chǎn)效率較高 模具制造簡(jiǎn)單 方案二模具要求簡(jiǎn)單 但是需要三套模具 模具套數(shù)較多則生產(chǎn)效率將會(huì)降低 難以滿足大批量生產(chǎn)的要求 方案三和方案四需要兩套模具 方案五采用級(jí)進(jìn) 模 生產(chǎn)效率高 但零件的沖壓精度稍差 欲保證工件的行位精度 需要在模 具上設(shè)置導(dǎo)正銷進(jìn)行導(dǎo)正 故模具制造 安裝較復(fù)合模復(fù)雜 綜合以上分析比較 應(yīng)選擇方案一復(fù)合模為最佳 2 3 排樣設(shè)計(jì) 沖裁件在條料 帶料或板料上的布置方式 稱為沖裁件的排樣 簡(jiǎn)稱排樣 合理的排樣應(yīng)是在保證制件質(zhì)量 有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)的前提下 以最少的材 料消耗 沖出最多數(shù)量的工件 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 5 排樣方式有以下幾種方式 1 單排 查表2 9 取得搭邊值為1 0mm 和1 2mm 1 計(jì)算條料寬度 B D 2a 47 2 1 2 49 4mm 步距 S D a 47 1 0 48mm1 式中 B 條料寬度 D 平行于送料方向的沖裁件寬度 a 沖裁件之間的搭邊值1 a 沖裁件側(cè)面的搭邊值 S 送料步距 材料利用率計(jì)算 計(jì)算沖壓件毛坯的面積 A 2r 3 14 47 2 2 1734 065mm2 一個(gè)步距的材料利用率 nA BS 100 1734 065 49 4 48 100 73 13 如圖2 2所示 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 圖 2 2 單排 2 交叉雙排 條料寬度為 B 2 D 2 a D a 31 91mm 一個(gè)步距的材料利用率 nA BS 100 3 1734 065 91 48 100 1 3 如圖2 3所示 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 7 圖 2 3 交叉雙排 綜上所述 根據(jù)一個(gè)步距的條料利用率可知 應(yīng)選用單排法進(jìn)行沖壓 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 3 主要工藝計(jì)算 3 1 沖裁力計(jì)算 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力 它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具 的重要依據(jù)之一 F KLt落 料 b 式中 F 落料力 KN 落 料 L 沖裁周邊長(zhǎng)度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 MP 查表 為260 360MP 取 300MP b ab ab a K 系數(shù) 一般取 K 1 3 F KLt落 料 b 1 3 47 0 5 300 28778 1N 28 78KN 3 2 卸料力計(jì)算 F K F卸 卸 落 料 0 06 28 78KN 1 73KN 查表 K 為0 04 0 07 取 K 0 06 卸 卸 3 3 拉深力計(jì)算 F dt k拉 b 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 9 式中 拉深力 拉F d 拉深后工序件中經(jīng) mm 由于本拉深件料厚較小 則按其拉深件直 徑計(jì)算 t 料厚 mm 材料抗拉強(qiáng)度 MP 查表1 3 取 350MPb a 1 b a k 修正系數(shù) 由拉深因數(shù) m1 0 5 查表4 36 查得修正系數(shù) k 1 1 所以 F 3 14 40 0 5 350 1拉 21980N 21 98KN 3 4 沖孔力計(jì)算 F 1 3 d t沖 孔 1b 式中 d 工件孔直徑 d 20mm11 材料抗拉強(qiáng)度 MP 查表1 3 取 350MPb a 1 ba 則 F 1 3 3 14 20 0 5 350沖 孔 14287N 14 287KN 3 5 推件力計(jì)算 F nK F推 推 落 料 式中 K 推件力系數(shù) 查表2 7 K 0 065推 1 推 n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù) n h t h 凹模洞口的直刃壁高度 t 板料厚度 查表2 21 得 h 5 取 h 5 1 所以 計(jì)算得 n 10 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 F 10 0 065 28 78推 18 707KN 3 6 壓邊力計(jì)算 F D d 2r p壓 4 凹 式中 p 單位壓邊力 MP 查表4 8 取 p 2 5MPa 1 a r 拉深凹模圓角半徑 mm r 1 5mm凹 凹 所以 F 47 40 2 1 5 2 5壓 41 3 0 707KN 3 7 總壓力計(jì)算 F F F F F F F總 落 料 卸 拉 沖 孔 推 壓 28 78 1 73 21 98 14 287 18 707 0 707 86 191KN 3 8 壓力中心計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn) 模具的壓力中心必須使模柄軸 線與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合 否則 沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷 導(dǎo)致 滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損 還會(huì)使合理間隙得不到保證 從而影 響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具 由于此沖裁件為對(duì)稱件 則壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心上 由圖2 4可知 其壓力中心就在圓心上 即 X 0 Y 0 0 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 11 圖 2 4 3 9 初選壓力機(jī) 為了保證壓力機(jī)能安全工作 則所選擇的壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于沖壓工 藝力的總和 F 一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算時(shí)的沖壓力大30 總 所以 F 1 3F 總 總 1 3 86 191 112 0483KN 所選壓力機(jī)型號(hào)為 J23 16F 的開式雙柱可傾壓力機(jī) 其主要技術(shù)參數(shù)如下 公稱壓力 160KN 滑塊行程 70mm 最大閉合高度 205mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 45mm 工作臺(tái)尺寸 前后 左右 300mm 450mm 墊板厚度 40mm 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 最大傾斜角 35 模柄孔尺寸 40mm 60mm 4 凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 由于此零件精度沒有嚴(yán)格要求 對(duì)于未注公差可按精度為 IT14級(jí)計(jì)算 查表 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 13 2 1 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值查得各尺寸未注公差 查得各尺寸為 3 47 20 拉深尺寸精度為 40 62 0 52 0 62 0 4 1 落料凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 查表2 4 得 Z 0 040mm Z 0 060mm 1 minmax Z Z 0 060 0 040 mm 0 02mmaxi 查表2 5 得 0 020mm 0 030mm 1 凸 凹 0 05mm 0 02mm 故采用凸模刃口尺寸與凹模凸 凹 刃口尺寸配作的方法 刃口尺寸計(jì)算公式 D D x 凹 max0凹 查表2 6 得磨損系數(shù) x 0 5 則 1 D D x 凹 max0凹 47 0 5 0 62 3 46 69 mm03 凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配作 保證雙面間隙在0 040 0 060mm 之間 4 2 沖孔凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 查表2 4 得 Z 0 040mm Z 0 060mm 1 minmax 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 Z Z 0 060 0 040 mm 0 02mmmaxin 查表2 5 得 0 020mm 0 025mm 1 凸 凹 0 045mm 0 02mm 故凸 凹模刃口尺寸采用凸 凹 配作法 凸模刃口尺寸計(jì)算公式 d d x 凸 min凸 0 查表2 6得磨損系數(shù) x 0 5 則 d d x 凸 min凸 0 20 0 5 0 52 02 20 26 mm 0 凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配作 保證雙面間隙在0 040 0 060mm 之間 4 3 拉深凸 凹模尺寸計(jì)算 拉深凸模和凹模單邊間隙查表4 13 得 1 1 1 t 取 1t 計(jì)算得 1 2Z2Z 0 5mm 由于拉深工件的公差為 IT14級(jí) 則制造公差可按 IT102Z 級(jí)選取 查表2 1 得 0 10mm 3 凹凸 當(dāng)零件的外形尺寸及公差有要求時(shí) 以凹模為基準(zhǔn) 則凹模尺寸計(jì)算公式 為 d d 0 75 凹 0凹 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 15 凸模尺寸計(jì)算公式為 d 0 75 Z 凸d凸 0 式中 d 零件外徑的最大極限尺寸 零件的公差 Z 拉深模具的雙面間隙 凸 凹模的制造公差 凹凸 d d 0 75 凹 0凹 40 0 75 0 62 1 39 535 mm0 d 0 75 Z 凸d凸 40 0 75 0 62 1 10 38 535 mm10 4 4 拉深凸 凹模圓角半徑計(jì)算 對(duì)于一次拉深成形 則拉深凹模圓角半徑可按以下公式計(jì)算 r 0 8凹 td D 0 8 5 047 1 5mm 凸模圓角半徑計(jì)算公式為 r 0 6 1 r凸 凹 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 所以 r 0 8 1 5 1 2mm凸 5 模具整體設(shè)計(jì) 5 1 模架的選擇 模架的選擇要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮 一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凹 模大30 40mm 模板厚度一般等于凹模厚度的1 1 5倍 還要考慮到與壓力機(jī)的 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 17 安裝關(guān)系 模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度 小于壓力機(jī)的最大 裝模高度 模架有上模座 下摸座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套四部分組成 上下模座的位置由導(dǎo)柱 導(dǎo)套實(shí)現(xiàn) 導(dǎo)柱導(dǎo)套配合精度為 H7 h6 模架選用中間導(dǎo)柱模架 其優(yōu)點(diǎn)為安 裝方便 操作簡(jiǎn)單 便于拆卸 5 2 定位裝置設(shè)計(jì) 為限定被沖材料的進(jìn)給步距和正確的將工件安裝在沖模上完成工作 必須 采用各種形式的定位裝置 用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷 擋料銷 導(dǎo)料板定 距側(cè)刃等 定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度 以保證工作精度 質(zhì)量的穩(wěn)定 定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方 本套模具主要使用導(dǎo)料銷和固定擋料銷 導(dǎo)料銷來(lái)導(dǎo)正條料的送進(jìn) 防止 偏斜 擋料銷來(lái)保證條料有準(zhǔn)確的送料距 導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個(gè) 并位于條料的同一側(cè) 從前先后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè) 導(dǎo)料銷在本模具中直接安裝在凹模板上 在裝配圖中很容易看到 導(dǎo)料銷材料一般用 T7 T8 熱處理硬度46 52HRC 粗糙度1 6m 下 裝配時(shí) 采用 H7 s6配合 擋料銷一般用45鋼制造 熱處理硬度為44 48HRC 固定擋料銷選用 d 直徑 8mm L 總長(zhǎng) 10mm 5 3 卸料裝置設(shè)計(jì) 采用彈性卸料板卸料 把箍到凸模上的廢料卸下 并且卸料板還起到了壓 料的作用 5 4 送料方式設(shè)計(jì) 因?yàn)槭谴笈可a(chǎn) 采用手動(dòng)送料方式 從前往后送料 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 5 5 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng) 對(duì)于生產(chǎn)批量較大 零件 的要求較高 壽命要求較長(zhǎng)的模具 一般都需要采用導(dǎo)向裝置 本模具中應(yīng)用 導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向 5 6 打料裝置設(shè)計(jì) 在本模具中采用打料桿推動(dòng)連接推板推動(dòng)推桿來(lái)完成打料動(dòng)作 打料桿穿 過(guò)模柄凸露在模具的外面 如圖2 8所示 圖 2 8 打桿 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 19 5 7 推件裝置設(shè)計(jì) 頂件裝置一般是彈性的 在本模具中是由推桿 推件塊等組成 這種結(jié)構(gòu)的推 件力容易調(diào)節(jié) 工作可靠 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 6 主要零部件設(shè)計(jì) 6 1 落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模刃口采用直壁式 查表2 21 得刃口高度 h 5 由于該凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 1 則宜采用整體式 查表2 22 得凹模厚度系數(shù) k 0 30 1 即 凹模高度 H kb 0 30 47 14 1mm 凹模壁厚 C 1 5H 1 5 14 1 21 15mm 1 凹模外形尺寸的確定 凹模外形長(zhǎng)度 L 47 2 21 25 89 5mm 凹模外形寬度 B 47 2 21 25 89 5mm 凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 取為160mm 100mm 20mm 凹模材料 T10A 硬度 58 62HRC 如圖2 5所示 圖 2 5 落料凹模 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 21 2 螺孔中心到凹模板外緣尺寸 一般凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取 1 7 2 0 d d 為螺孔的尺寸 凹模厚度在19 25mm 之間時(shí) 螺孔大小選 M6 M8 選擇螺孔為 M8 螺孔到凹模外緣的尺寸為 a 2d 2 8 16mm 如圖2 6所示 圖 2 6 6 2 上凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上凸凹模結(jié)構(gòu)為落料凸模和拉深凹模 其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)落料凸模的要求設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度計(jì)算公式為 L h h Y12 式中 L 上凸凹模的長(zhǎng)度 mm h 上凸模固定板厚度 mm 1 h 卸料板厚度 mm 2 Y 附加長(zhǎng)度 一般取 15mm 20mm 查表 凸模固定板厚度取20mm 卸料板厚度取12mm 所以 L 20 12 18 50mm 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 6 3 下凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 下凸凹模結(jié)構(gòu)為拉深凸模和沖孔凹模 其長(zhǎng)度根據(jù)拉深凸模長(zhǎng)度的要求設(shè) 計(jì) 計(jì)算公式為 L H H Y1中 間 板 式中 L 拉深凸模的長(zhǎng)度 mm 1 H 拉深凸模固定板厚度 mm 取得 H 16mm 1 H 中間板厚度 mm 取 H 8mm 中 間 板 中 間 板 Y 附加長(zhǎng)度 mm 取值為15mm 所以 L 16 8 15 39mm1 6 4 沖孔凸模計(jì)算 計(jì)算公式為 L h h Y t 0 5 1 212 式中 t 板料厚度 mm 0 5 1 凸模修模量 mm h h Y 長(zhǎng)度取與上凸模計(jì)算數(shù)值相同 12 L 20 12 15 0 5 0 52 48mm 6 5 模柄選用 采用凸緣模柄 為防止轉(zhuǎn)動(dòng)采用止轉(zhuǎn)銷固定 其尺寸為 40 89mm 如圖2 7所示 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 23 圖 2 7 模柄 6 6 彈性元件設(shè)計(jì) 選用橡膠作為卸料的彈性元件 橡膠的自由高度計(jì)算 H 30 25 H工 作 式中 H 橡膠的自由高度 H 橡膠的壓縮工作行程工 作 卸料板工作行程 H h h t卸 12 3 5mm 橡膠工作行程 H H h工 作 卸 修 3 5 5 8 5mm 式中 h 為凸模凹進(jìn)卸料板的高度 1 h 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 2 h 為凸模修磨量為 修 所以 H 28mm3 058 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 橡膠預(yù)壓縮量 H 0 1 0 15 H預(yù) 所以 H 0 15H 0 15 28預(yù) 4 2mm 橡膠裝模高度 H H H 28 4 2 23 8mm 取 H 24mm 橡 膠 裝 預(yù) 橡 膠 裝 6 7 模架選用 上模座 160mm 100mm 35mm 下模座 160mm 100mm 40mm 墊板 160mm 100mm 8mm 導(dǎo)柱 25mm 130mm 28mm 130mm 導(dǎo)套 25mm 85mm 33mm 28mm 130mm 33mm 6 8 壓力機(jī)高度校核 模具閉合高度 H H H h h H H H H H閉 合 上 模 墊 12橡 膠 裝 12下 墊 板 下 模 35 18 20 12 24 16 20 8 40 193mm 模具的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間 并考 慮留有適當(dāng)余量 計(jì)算公式為 m5m10M Haxax H閉 合 式中 H 壓力機(jī)最大裝模高度 mm max H 模具的閉合高度 mm 閉 合 M 壓力機(jī)裝模高度調(diào)節(jié)量 mm 205 45 10 H 205 5閉 合 170mm H 200mm閉 合 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 25 有計(jì)算可知該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J23 16F 的開式雙柱可傾壓力機(jī)的 最大閉合高度 則可以使用 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 26 7 模具總裝圖 1 15 24 螺釘 2 20 橡膠 3 頂桿 4 11 銷釘 5 下模座 6 導(dǎo)柱 7 拉深凸模 8 導(dǎo)料銷 9 導(dǎo)套 10 上模座 12 模柄 13 打 桿 14 止轉(zhuǎn)銷 16 墊板 17 凸模固定板 18 凸凹模 19 沖孔凸模 21 卸料板 22 落料凹模 23 中間板 24 拉深凸模固定板 25 推件塊 26 擋料銷 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 27 總結(jié) 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié) 是對(duì)以前 所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我重新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)同時(shí)也鞏固了先前 學(xué)到了的知識(shí) 同時(shí)感觸最深刻的是 所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能在更深刻理 解和長(zhǎng)時(shí)間記憶 對(duì)一些原來(lái)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(lái)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(guò)程中要考慮的問(wèn)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 通過(guò)這次設(shè)計(jì) 我也更認(rèn)識(shí)到除了正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外 吸取他人 的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和勞動(dòng)成果也是非常重要的 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 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 致謝 首先感謝本人的指導(dǎo)老師韓艷艷老師 老師仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容 并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建議 韓艷艷老師淵博的知識(shí) 誠(chéng)懇的為 人 使我受益匪淺 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中 特別是遇到困難時(shí) 她給了我鼓 勵(lì)和幫助 在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝 感謝母校 河南機(jī)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(shí)踐環(huán)境 使我學(xué)到了許多新的知識(shí) 掌握了一定的 操作技能 我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí) 生活中認(rèn)識(shí)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 端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) 1 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工藝出版社 2008 2 洪慎章主編 沖模設(shè)計(jì)速查手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2012 3 3 馬霄 任泰安主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 M 南京大學(xué)出版社 2011 8 4 楊占堯主編 沖壓模具圖冊(cè) M 高等教育出版社 2008 3 5 閻亞林主編 沖壓與塑壓成型設(shè)備 M 高等教育出版社 2010 4 I 目錄 1 緒論 1 1 1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1 2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 2 零件的工藝性分析 3 2 1 工藝性分析 3 2 1 1 工件結(jié)構(gòu)分析 3 2 1 2 材料分析 3 2 1 3 尺寸精度分析 4 2 2 工藝方案確定 4 2 2 1 拉深次數(shù)確定 4 2 2 2 工藝方案的確定 5 2 3 排樣設(shè)計(jì) 5 3 主要工藝計(jì)算 9 3 1 沖裁力計(jì)算 9 3 2 卸料力計(jì)算 9 3 3 拉深力計(jì)算 9 3 4 沖孔力計(jì)算 10 3 5 推件力計(jì)算 10 3 6 壓邊力計(jì)算 11 3 7 總壓力計(jì)算 11 3 8 壓力中心計(jì)算 11 3 9 初選壓力機(jī) 12 4 凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 14 4 1 落料凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 14 4 2 沖孔凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 15 4 3 拉深凸 凹模尺寸計(jì)算 15 4 4 拉深凸 凹模圓角半徑計(jì)算 16 5 模具整體設(shè)計(jì) 18 5 1 模架的選擇 18 5 2 定位裝置設(shè)計(jì) 18 5 3 卸料裝置設(shè)計(jì) 18 5 4 送料方式設(shè)計(jì) 19 5 5 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 19 5 6 打料裝置設(shè)計(jì) 19 5 7 推件裝置設(shè)計(jì) 20 6 主要零部件設(shè)計(jì) 21 6 1 落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 6 2 上凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 6 3 下凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 6 4 沖孔凸模計(jì)算 23 6 5 模柄選用 23 6 6 彈性元件設(shè)計(jì) 24 6 7 模架選用 25 6 8 壓力機(jī)高度校核 25 總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30