自行車腳蹬內板拉深落料沖孔復合沖壓模具設計【端蓋落料拉深復合模設計】

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This design the elementary knowledge which designs using the ramming craft and the mold, first has analyzed the workpiece shape and the production feasibility, prepares for the reasonable selection ramming craft plan; Then estimated fell the material semifinished materials the volume, was advantageous for a row of type; Finally analyzes the mold structure, definite mold design variable, design main point and dumping device selection. This workpiece is belt flange tubular, chooses the appropriate pressure-pad-force is extremely important, it should not take the minimum value specifically in under the guarantee corrugation premise.Unloads the yard lumber on to fall in front of the material concurrently to press the material function. This compound mold by convex-concave traces first with falls the material concave mold to carry on falls the material drawing working procedure, latter carries on the punch holes working procedure.In addition, makes every effort the plate use factor in the row of type work to achieve the high level. Key word: Falls the material blanking and drawing superposable die Shallow drawing deep space drawing gap belt flange tubular 設計任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計題目： 自 行 車 腳 蹬 內 板 沖 壓 成 形 工 藝 及 模 具 設 計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 2009年3月11日 任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 本設計的課題來自工廠的產品自行車腳蹬內板零件，通過對本制件的模具設計，應該熟悉沖壓模設計的一般流程，要對沖壓模模具結構有一定的了解。同時要熟練應用有關軟件繪制零件的零件圖。 2．本畢業(yè)設計課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）： 題目：自行車腳蹬內板 設計要求： （1）自行車腳蹬內板的結構工藝分析； （2）自行車腳蹬內板的設計，繪制模具總裝一張； （3）畫出非標零件圖； （4）編寫設計說明書一份； 原始資料情況： 材料：08鋼 料厚：2.0mm 生產批量：中小批量 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 2009 年3月 12日 系部意見： 系領導： 2009年 3 月 13 日 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 04 00-11 沖大孔凸模 工序號 工 序 名 稱 設 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 01 下料 鋸床 虎鉗 直尺 02 鍛造 空氣錘 游標卡尺 03 熱處理 熱處理爐 火鉗 游標卡尺 04 車削 車床 三爪卡盤 車刀 游標卡尺 05 鉗工 虎鉗 鉆刀、鉸刀、攻絲刀 游標卡尺 06 修銼 游標卡尺 07 熱處理 加熱爐、油槽 研磨工具 游標卡尺 編制 張艷 校對 審核 批準 設計說明書 畢業(yè)設計題目：自行車腳蹬內板設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2009年 5 月15 日 插圖和附表清單 1. 工件圖……………………………………………………………………………5 2. 排樣圖……………………………………………………………………………7 3. 沖孔凸模圖………………………………………………………………………12 4. 凸凹?！?3 5. 模具總裝圖………………………………………………………………………23 6. 機械加工工藝過程卡（見附圖） 7. 機械加工工藝過程卡（見附圖） 目 錄 1 緒論………………………………………………………………………………1 1.1 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………1 1.1.1國內模具的現狀………………………………………………………………1 1.1.2國內模具的發(fā)展趨勢…………………………………………………………2 1.2 國外模具的現狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………3 1.3　帶凸緣落料拉深件模具設計與制造…………………………………………4 1.3.1帶凸緣落料拉深件模具設計的設計思路……………………………………4 2 端蓋沖壓工藝性分析……………………………………………………………5 2.1 拉深件工藝性分析……………………………………………………………5 2.2 沖壓工藝方案分析……………………………………………………………5 2.2.1 沖壓工藝方案的確定…………………………………………………………5 2.3 工藝計算………………………………………………………………………6 2.3.1 計算毛坯尺寸…………………………………………………………………6 2.3.2 確定工件能否一次拉深成形…………………………………………………6 2.3.2 確定是否用壓邊圈……………………………………………………………6 2.4 落料排樣設計…………………………………………………………………6 2.4.1 確定零件的排樣方案…………………………………………………………7 2.4.2 條料寬帶、導向間寬度和材料利用率的計算………………………………7 2.4.3 材料利用率的計算……………………………………………………………8 2.5 主要工作零件的尺寸計算……………………………………………………9 2.5.1 沖孔凸凹模尺寸計算…………………………………………………………9 2.5.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸計算……………………………………………10 2.5.3 拉深凸、凹模尺寸計算………………………………………………………11 2.6 選取凸凹模的圓角半徑………………………………………………………11 3 主要零部件設計…………………………………………………………………12 4 確定壓力中心……………………………………………………………………14 5 壓力計算…………………………………………………………………………15 5.1 沖孔力的計算…………………………………………………………………15 5.2 落料沖裁力的計算……………………………………………………………15 5.3 卸料力、推件力及頂件力的計算…………………………………………15 5.4 拉深力的計算………………………………………………………………16 6. 壓力機的選用……………………………………………………………………18 7. 模具的結構設計…………………………………………………………………19 8. 其它模具零件的結構設計……………………………………………………20 8.1 固定板………………………………………………………………………20 8.2 墊板…………………………………………………………………………20 8.3 導柱導套……………………………………………………………………20 8.4 其他零件……………………………………………………………………20 9.模具總裝圖………………………………………………………………………23 10.模具的安裝與調試………………………………………………………………24 10.1模具的安裝…………………………………………………………………24 10.1.1通讀設計圖樣，了解有導柱連續(xù)模的結構特點………………………24 10.1.2查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經檢驗合格………………24 10.1.3確定裝配方法和裝配順序………………………………………………24 10.1.4裝配模柄…………………………………………………………………24 10.1.5裝配凹模…………………………………………………………………24 10.1.6裝配凸?！?4 10.1.7裝配下模…………………………………………………………………25 10.1.8裝配上?！?5 10.1.10試?！?5 10.1.9 試沖……………………………………………………………………25 10.2 模具的調試…………………………………………………………………25 11. 結束語…………………………………………………………………………26 致謝 ………………………………………………………………………………27 參考文獻……………………………………………………………………………29 1 緒 論 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè),是工業(yè)生產的重要工藝裝備.先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè).日本工業(yè)界認為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱. 沖壓是一種先進的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產品質量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點,在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產品的生產中得到了廣泛的應用.據統(tǒng)計,薄板成型后,制造了相當于原材料的12倍的附加值,在國民經濟生產總值中,與其相關的產品占四分之一,在現代汽車工業(yè)中,沖壓件的產值占總產值的59%.隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。 1.1 國內模具行業(yè)的現狀及發(fā)展趨勢 1.1.1 國內模具的現狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產廠點約有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，任務飽滿，2004年模具產值530億元。進口模具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%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產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)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；專業(yè)模具廠數量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(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，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現現代化企業(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．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現象十分普遍，設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、標準化、商品化的程度低、協作差． 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)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；?? ? 3）模具掃描及數字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；? ?? 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； ?6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；??? 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）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 對于模具數字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計算機輔助應用技術等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務，全面提高企業(yè)水平和模具質量，這更是沖壓模具技術發(fā)展的重點。 1.2　 國外模具的現狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現出的高效率、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。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復雜、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--德國機械制造商聯合會（VDMA）工模具協會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產值達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)的產值就占德國模具產值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％。 1.3　 帶凸緣落料拉深件的模具設計與制造方向 1.3.1 帶凸緣落料拉深件的模具設計的設計思路 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體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復雜的薄壁零件，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在IT13級以下，不宜高于IT11級。 只有加強拉深變形基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定拉深工藝參數和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。 圓筒件是最典型的拉深件，其工作過程很簡單就一個拉深，根據計算確定它可以一次拉深成功.根據計算的結果和選用的標準模架，判斷該工序不能采用標準的模架。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，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據拉深凸模與拉深凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現誤差，應當邊試沖邊修改高度。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2. 端蓋沖壓的工藝分析 2.1拉深件工藝分析 原始資料：如圖所示 材料：08鋼 厚度：2mm 工件圖 6.1 R1 R1 φ3838 R10 48 2× φ 5 R7 φ24 +0.23 0 φ18 +0.20 0 φ28 0 -0.28 此工件為帶凸緣圓筒形工件，形狀簡單對稱，所有尺寸均為自由公差，對工件厚度變化也沒有作要求。由于沒有公差等級標注，所以可以按未標公差等級處理。零件圖上未標注公差尺寸按IT14精度計算。 2.2 沖壓工藝方案分析 2.2.1 沖壓工藝方案的確定 該工件包括拉深、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先拉深，后沖孔。采用單工序模生產。 方案二：拉深—落料—沖孔復合沖壓。采用復合模生產。 方案三：拉深級進沖壓。采用級進模生產。 方案一模具結構簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產效率低，難以滿足該工件大批量生產的要求。方案二只需一副模具，生產效率較高，盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的集合行裝簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產效率高，但模具結構比較復雜，送進操作不方便，加之尺寸偏大，通過對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 工藝計算 2.3.1 計算毛坯尺寸 （1）由工件圖可知 t=2mm＞1mm,故按板厚中徑尺寸計 dt=68mm d=28mm H=4.1mm。 凸緣相對直徑dt/d=68/28=2.43 查表得修邊余量 Δh=1.4mm 故按實際外徑dp=68+1.4×2＝70.8mm計算。 （2）計算毛坯直徑D有表得 D2=dp2+4dh-4Rd=70.82+4×28×4.1-3.44×1×28 所以D=74mm 2.3.2 確定工件是否能一次拉深成形 板料的相對厚度 查表4.5.1得極限拉深系數為0.58～0.48。零件＜0.58～0.48，故可以一次拉深成形。 2.3.3確定是否用壓邊圈 板料的相對厚度 d/D×100=2/74=2.7。經查表得不用壓料裝置。 2.4落料排樣設計 2.4.1確定零件的排樣方案： 設計模具時，條料的排樣很重要。由于是零件外緣是圓形的，所以采用直排，材料的利用率較高。 78 2 2 2 排樣圖 圖2 條料的排樣 2.4.2條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算 查表2.5.2得搭邊值a1=2mm,a=2mm。條料寬度的計算：擬采用無側壓裝置的送料方式，得條料寬度 （2.5.5） 導料板間距離 （2.5.6） D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a—側搭邊值； △—條料寬度的單向（負向）偏差，見表2.5.3；查得△＝0.6 c—導料板與最寬條料之間的間隙；其最小值見表2.5.5查得cmin=0.5mm。 代入數據計算，取得條料寬度為 A＝79mm。 2.4.3材料利用率的計算： 根據一般的市場供應情況，查表950 mm×1500 mm×1.5 mm的冷軋薄鋼板。每塊可剪1500mm ×78.5 mm規(guī)格條料12條，材料剪切利用率達99.2%。由材料利用率通用計算公式 = 式中 A—一個步距內沖裁件的面積，mm2； n—一個進距內的沖裁件數量； B—條料寬度，mm s—進距， mm。 得 ==77.6% 一張板料上總的材料利用率 式中 n—一張板材上沖裁件的總數目； A1—一個沖裁件的實際面積，mm2； n—一個進距內的沖裁件數量； B—板料寬度，mm； L—板料長度 mm 得 可見材料的利用率較高。 2.5 主要工作零件的尺寸計算 2.5.1沖孔凸、凹模尺寸的計算 該零件沖裁部分為一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。 查表而知： Zmin = 0.246,Zmax = 0.360mm Zmax –Zmin = 0.114mm 因為模具的精度等級為IT14級 取磨損系數X = 0.5 設凸、凹模分別按IT9、IT10級精度制造，分別計算Dt、Da如下： 沖Ф18mm的孔 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸：=(d+χ△) 凹模尺寸：=( + Zmin) 式中：---沖孔凸模刃口尺寸 ---沖孔凹模刃口尺寸 d---沖孔件孔的最小極限尺寸，mm, d=18mm Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm，△=0.43mm x——磨損系數，查表得IT14級時x=0.5 δ——凸模和凹模的制造公差，mm 查表δ=0.02mm 所以 =(18+0.5×0.43) 0-0.02 =18.215 0-0.02 mm =(18.215+0.246) + 0.020=18.46+ 0.020mm 校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm≤Zmax –Zmin=0.114mm滿足間隙公差條件。 2.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 因此落料件為復雜的制件，所以利用配作法計算凸凹模刃口尺寸，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。采用配作法，計算凸凹模的刃口尺寸，首先是根據凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種況，然后分別按不同的計算公式計算。 a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+δ b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△ c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：C= 。 Ф38增大：Aa=37.69mm At=37.444 0-0.02 mm R10增大： Aa=9.74mm At=9.494 0-0.02 mm R7減?。? Ba=7.215 0-0.02 mm Bt=7.461mm 48不變： Ca=Ct=Cδ=480.02 2.5.3 拉深凸凹模尺寸的計算 由于零件的內形尺寸及公差有要求，所以以凸模為基準，根據磨損定律，工作部分尺寸為： d=(dmin+0.4Δ) d=(dmin+0.4Δ+ Zmin) 式中 d、d—凹、凸模的尺寸； dmin—拉深件內徑的最小極限尺寸； Δ—零件的公差； δ、δ—凹、凸模制造公差； Z—拉深模雙面間隙。 查表Δ＝0.23mm 查表δt=0.06mm δa=0.09mm 由公式（4.8.8）[2]得＝（1～1.1）t t—板料厚度 mm。 Z=2×（1～1.1）×2=4～4.4mm 取Z=4.2 mm則 d =(dmin+0.4Δ)=( 24+0.4×0.23) mm=24.1mm da =(dmin+0.4Δ+ Zmin)=(24+0.4×0.62+4.2) =28.3mm 2.6 選取凸模與凹模的圓角半徑 因為圓角R＝1mm屬于過渡尺寸，要求不高且R＝1mm<2t=4可以一次成形，為簡單方便，設計生產中直接按工件尺寸作為拉深凸、凹模該處尺寸。 3. 主要零部件設計 由于工件形狀簡單對稱，所以模具的工作零件均采用整體結構，拉深凸模、沖孔凹模、沖孔凸模拉深凹模的結構如零件圖所示。 (1)沖孔Φ5、Φ18凸模的設計。為了增加凸模的強度和剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐漸增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以以采用B形凸模。 (2)凸凹模的設計。 將拉深凸模與沖孔凹模設計成一個整體，其結構圖如下圖所示：本模具為復合模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模，根據整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖如圖，確定凸凹模安裝在模架上的位置時，要依靠計算的壓力中心數據，使壓力中心與模柄中心重合。 查表2.23得落料凸模和沖孔凹模的最小壁厚為4.9mm，而實際壁厚為10mm，故符合強度要求，凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.246～0.36 mm。 拉深凸模的外形尺寸由前面的計算確定，由于有打料裝置，所以中間不需要開通氣孔。拉深凸模在彈性壓料裝置的作用下，完成拉深的工作過程。 圖示 凸凹模零件圖 4. 壓力、壓力中心計算及壓力機的選用 為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心和壓力機滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷，導致滑塊的滑軌和模具的導向部分不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀完全對稱于相互垂直的 兩條對稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。因為本制件是軸對稱零件，所以不用計算壓力中心。模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。 5. 壓力計算 5.1 沖裁力的計算 由于本模具未采用彈性卸料裝置，所以沖裁力由式2.25 得 F沖裁=F+F卸+F頂 =F（1+K卸+K頂 ）=KLt 式中：L—沖裁周邊長度； t—材料厚度； —材料抗剪強度； K—系數; 一般取1.3。 由查表得＝260～360M／Pa。?。?10M／Pa。則 5.2 落料沖裁力F落 F落＝Ktτ 式中—落料件外形周邊尺寸 ＝3.14×38+3.14×10＝150.72mm 所以F落＝KLtτ＝1.3×150.72×2.0×300=117560N 取F落＝117.56KN 5.3 卸料力、推件力及頂件了力的計算： 卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向將料從凹模內頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設備公稱壓力或設計沖裁的時候應分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結構、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等。現在按照下面的經驗公式計算： 卸料力Fx Fx＝ F落 式中Fx—卸料力 —卸料系數，查表＝0.025～0.06，?。?.05 所以Fx＝0.05×117.56＝5.9KN 推料力Ft Ft ＝F孔n 式中—推料系數,查表取=0.05 n—同時卡在凹模洞孔內的件數,取n=10 所以Ft=0.05×68.58×10=34.29KN 頂件力Fd Fd=(F孔＋F落） 式中Fd—頂件力 =頂件系數,查表取=0.06 所以Fd=0.06×(68.58+117.56)=11.2KN 5.4拉深力的計算 采用壓料圈得 式中t—材料厚度； d—拉深后的工件直徑； —拉深件材料的抗拉強度。 —修正系數；由查表得＝215～410M／Pa。?。?00M／Pa。 由查表得K1＝1.27則 6.壓力機的選用 沖裁時,壓力機的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據模具結構不同計算公式不同,當采用彈性卸料裝置和下出件的模具時,總的沖壓力為： F=F +F落+ Fx+Ft Ft+F=142.8+117.56+5.9+11.2+64.96=342.42KN 根據拉深力的計算結果和工件的高度，選擇壓力機：JH23-40． 公稱壓力/KN 滑塊行程/mm 最大閉合高度/mm 最大裝模高度/mm 400 100 330 265 連桿調節(jié)長度/mm 模柄孔尺寸/mm 65 φ50×70 壓力機的校核 壓力機的工作臺尺寸為460×700 mm，最大閉合高度為330 mm，連桿調節(jié)長度為65 mm，最大裝模高度為265mm，而模具的閉合高度為188.5 mm，可以安裝。 7. 模具的結構設計 7.1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，選用中間導柱模架。再按其標準選擇具體結構尺寸見表3-1。 表3-1 模架規(guī)格選用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 160×125×40 HT200 下模座 160×125×40 HT200 導柱 25×170、32×170 20 滲碳58～62 導套 25×110×43、32×110×43 20 滲碳58～62 Hmin=180mm,Hmax=220mm 模具的閉合高度　 由此可見模具的實際開模高度遠遠大于所采用模架的最大閉合高度，所以此制件不能采用標準模架。 為了節(jié)省加工時間，只有在模具標準模架的基礎上進行修改。因為 要使模具具有足夠的封閉高度，只有改變導柱和導套的高度： 導柱：20×200、32×200； 導套：20×110×43、30×110×43 8.其它模具零件的結構設計 8.1 固定板 查表凸模固定板選用： 120×100×10-45鋼JB/T 7643.2。 落料凸模拉深凸模固定板選用： 120×100×10-45鋼JB/T 7643.2。 8.2 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。是否需要用墊板，可按下式校核： 式中：p—凸模頭部端面對模座的單位壓力（N）； —凸模承受的總壓力（N）； A—凸模頭部端面支撐面積(mm2)。 沖裁時： 拉深時： HT200的許用壓應力為90～140Mpa。 但是因為通過上模座固定的模柄與壓力機相連，且上模座閉下模座薄，而且下模座固定在壓力機工作臺上。為防止上模座損壞，在上模座加墊板。查表7-4選用墊板 125×125×6-45鋼 JB/7643.3。 8.3 導柱、導套 對于生產批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導柱、導套來保證上、下模的導向精度。導柱、導套在模具中主要起導向作用。導柱與導套之間采用間隙配合。根據沖壓工序性質、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。 8.4 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 名稱 數量 材料 規(guī)格/ mm 熱處理 1 下模座 1 HT200 160×160×45 2 導柱 1 20鋼 φ28×200　 滲碳58～62HRC 3 導柱 1 20鋼 φ32×200 滲碳58～62HRC 4 導套 1 20鋼 28×110×43 滲碳58～62HRC 5 導套 1 20鋼 32×110×43 滲碳58～62HRC 6 上模座 1 HT200 160×160×40 7 內六角螺釘 4 Cr12 M10×45 58～62HRC 8 內六角螺釘 4 Cr12 M10×100 58～62HRC 9 模柄 1 Q235-1.F A50×110 10 銷釘 2 45鋼 6×60 11 銷釘 2 45鋼 8×80 12 打桿 1 45鋼 M14×220 13 緊定螺釘 6 45鋼 M4×12 14 固定擋料銷 1 45鋼 A6 43～48HRC 9. 模具總裝圖 由以上設計，可得到模具的總裝圖： 其工作過程是：模具在工作時，壓力機滑塊下行，通過模柄帶動上模座下行，凸凹模先拉深，緊接著進行落料，最后進行沖孔。沖孔完成以后，壓力機滑塊上行，通過模柄帶動上模座上行，當凹模隨上?；厣龝r，零件制品在打料塊的作用下，將其從凹模內推出，準備下一次行程。 10 模具的安裝和調試 10.1 模具的安裝 總裝時，首先應根據主要零件的相互依賴關系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準件，例如復合模一般以凸凹模作為裝配基準件，級進模以凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據各個零件與裝配基準件的依賴關系和遠近程度確定裝配順序。裝配結束后，要進行試沖，通過試沖發(fā)現問題，并及時調整和修理直至模具沖出合格零件為止。 裝配前的準備 10.1.1 通讀設計圖樣，了解有導柱連續(xù)模的結構特點。 本模具的裝配工藝要點是：凸，凹模固定板上的型孔尺寸和位置精度的協調，要同時保證多個凸模，凹模的間隙和位置符合要求。 10.1.2 查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經檢驗合格。 10.1.3 確定裝配方法和裝配順序 經查對認定模具零件已加工完成，可采用化整為零的裝配方法。 結合模具結構特點，以凹模作裝配基準件，先將凹模裝配在下模座上，凸模與凸模固定板裝在一起，再以凹模為基準，調整好間隙，將凸模固定板安裝在上模座上，經試沖合格后，鉆鉸定位銷孔。 10.1.4 裝配模柄 將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉銷。 10.1.5裝配凹模 以凹模作裝配基準件，將凹模裝配在下模座上 10.1.6 裝配凸模 將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領，檢查其相對固定板基準面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。 10.1.7裝配下模 將組裝好的凹模，按照設計要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。 10.1.8裝配上模 將組裝好的凸模，固定板和墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認定均勻后，在上模相應部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。 10.1.9 試沖 用紙試沖，觀察沖切紙邊的狀況，經調整并認定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。 10.1.10試模 10.2 模具的調試 模具調試，因模具類型不同，結構不同，可能出現的問題也不同，調試的內容也隨之變化。 模具調試的要點： ⑴模具閉合高度調試。模具應與沖壓設備配合好，保證模具應有的閉合高度和開啟高度。 ⑵導向機構的調試。導柱，導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)，可靠。 ⑶凸，凹模刃口及間隙調試。刃口鋒利，間隙要均勻。 ⑷定位裝置的調試。定位要準確，可靠。 ⑸卸料及出件裝置的調試。卸料及出件要通暢，不能出現卡死現象。 10. 結束語 端蓋屬于拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產過程中可能出現的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產零件的時候才可以減少廢品的產生。 端蓋模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經濟的騰飛做出應有的貢獻。 致謝 畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計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材料，保證工件的經濟性，加工工藝的合理性。 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 通過對罩蓋制件冷沖模的設計，我對沖裁模有了更為深刻的認識，特別是這種落料拉深沖孔級進模的設計。在模具的設計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機構選用、工作零件距離的調整，都可以進行進一步的完善，使生產效率提高。 歷經近三個月的畢業(yè)設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。 在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導老師于智宏師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致于深深的敬意，對關心和指導過我各位老師表示衷心的感謝! 參考文獻 [1] 趙志偉等.模具發(fā)展現狀［J］.模具制造，2007，6：2～4 [2] 劉建超 張寶忠主編. 沖壓模具設計與制造 [M]. 高等教育出版社2004.6.1 [3] 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生 審. 沖壓設計與制造簡明手冊 上?？茖W技術出版社[M]. 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