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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書
軸承端蓋沖壓模具的設(shè)計
1 緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當(dāng)大。
國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)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(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)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(chǎn)廠點中，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(yīng)國民經(jīng)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(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)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(yīng)市場經(jīng)濟，再加上國內(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)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)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(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)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(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)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(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(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)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(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(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模具質(zhì)量、成本有較大影響，對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)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，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 國內(nèi)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(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(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(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(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化、智能化；??
??9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；??
10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
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、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，已成為衡量一個國家制造業(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，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)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、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)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(xié)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(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)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(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(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．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％．
1.3 拉深模具設(shè)計與制造方面
1.3.1 拉深模具設(shè)計的設(shè)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(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級以下，不宜高于IT11級。
只有加強拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法，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)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。
圓筒件是最典型的拉深件，其工作過程很簡單就一個拉深，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度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。
1.3.2深圓筒拉深模具設(shè)計的進度
1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天；
2.確定加工方案，所用時間5天；
3.模具的設(shè)計，所用時間30天；
4．模具的調(diào)試．所用時間5天．
2 轉(zhuǎn)子軸承蓋沖壓工藝的分析
2.1拉深件工藝分析
原始資料：如圖所示
材 料： 08
厚 度： 2mm
此工件為帶有凸緣圓筒形工件，而且拉深的結(jié)構(gòu)是臺階形狀的結(jié)構(gòu),拉深的筒臂有一定的傾斜角度是45°,在拉深件的底部有一個直徑13的孔,在零件的外形上有兩個耳朵,并且耳朵上有兩個直徑4的孔,要求有一定的外形尺寸要求，沒有厚度不變的要求。此工件的拉深部分形狀滿足拉深的工藝要求，可采用拉深工序加工。而對于零件孔與外形結(jié)構(gòu)和材料的性質(zhì)都滿足沖裁工藝的要求,所以零件的空結(jié)構(gòu)與外形結(jié)構(gòu)分別采用沖孔與落料的沖壓工序完成。由于本零件需要經(jīng)過拉深,沖孔落料工序方可成形。首先應(yīng)當(dāng)對此零件進行沖裁和拉深的工藝性分析,沖裁工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性,所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法,在模具壽命和生產(chǎn)率較高,成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此,沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀,尺寸大小,精度等級,材料及厚度應(yīng)當(dāng)符合沖裁工藝性要求。沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性要求是沖裁件的形狀應(yīng)力求簡單,對稱,有利于材料的合理利用。沖裁件的內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角,應(yīng)當(dāng)用圓弧過渡,同時也應(yīng)當(dāng)盡量避免沖裁件上有過長的凸出懸臂和凹槽,如果有的話懸臂和凹槽的寬度也不宜過小,另外為了避免工件變形和保證模具的強度,孔邊距和孔間距不能過小。在拉深件上沖孔時,孔邊與直壁之間應(yīng)保持一定的距離,以避免沖孔時凸模受水平推力而折斷,沖孔時因受凸模強度的限制,孔的尺寸不應(yīng)太小,否則凸模易折斷或壓彎。d≥1.5t。沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度也有一定的要求,一般沖裁件的精度可以分為精密精度和經(jīng)濟精度。精密級是指沖壓工藝在技術(shù)上所允許的最高精度,而經(jīng)濟精度是指模具達到最大許可磨損時,其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實現(xiàn)而在經(jīng)濟上又最合理的精度,既是所謂經(jīng)濟精度。為了降低沖壓成本,獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果,在不影響沖裁件的使用要求的前提下,應(yīng)盡量采用經(jīng)濟精度。在實際生產(chǎn)中沖裁件的經(jīng)濟精度等級不高于IT11級。沖裁件的基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與其沖壓時定位基準(zhǔn)重合。拉深件的工藝性要求拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下,不宜高于IT11級。另外拉深件的形狀應(yīng)盡量簡單對稱,盡可能一次拉深成形。需多次拉深的零件,在保證必要的表面質(zhì)量前提下,應(yīng)當(dāng)允許內(nèi),外表面存在拉深過程中可能產(chǎn)生的痕跡,在保證裝配的要求的前提下,應(yīng)允許拉深件側(cè)壁有一定的斜度,拉深件的底或凸緣上的孔邊到側(cè)壁的距離應(yīng)滿足:a≥R＋0.5t,拉深件的底與壁,凸緣與壁,矩形件四角的圓角半徑應(yīng)滿足:rd≥t,R≥2t,r≥3t。否則應(yīng)增加整形工序。拉深件的尺寸標(biāo)注,應(yīng)注明保證外形尺寸還是內(nèi)形尺寸,不能同時標(biāo)注內(nèi)外形尺寸。帶臺階的拉深件,其高度方向的尺寸標(biāo)注一般應(yīng)以低部為基準(zhǔn),若以上部為基準(zhǔn),高度尺寸不易保證。
此零件精度要求一般,沒有配合要求,材料為08此材料使用普遍容易在市場上購得,也滿足沖壓工藝性要求,有上分析知道此零件結(jié)構(gòu)對稱簡單,結(jié)構(gòu)滿足沖壓工藝性要求,也滿足拉深工藝性要求,工件底部圓角半徑 R1,由于沒有公差等級標(biāo)注，所以可以按未標(biāo)公差等級處理。滿足拉深工序?qū)ぜ畹燃壍囊蟆?
2.2拉深和沖壓工藝計算和工藝方案
拉深件的工藝計算是拉深工藝設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)，本制件的工藝計算屬于簡單的。其主要的內(nèi)容包括計算毛坯直徑、決定拉深次數(shù)及確定工序件的尺寸等。為了避免設(shè)計拉深模時出現(xiàn)尺寸錯誤，可以畫出圓筒形拉深件的工序圖。
2.2.1 沖壓和拉深工藝方案的確定
根據(jù)制件的工藝分析,知道制件是個簡單的圓筒形拉深件。所以它的工序有一個：拉深。同時此工件有有三個孔,因此，本制件的工藝方案就是：拉深再沖孔和落料三個基本的工序?？梢杂幸韵氯齻€工藝方案:
方案一:先拉深,后沖孔最后落料。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二:拉深—沖孔—落料復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三:拉深—沖孔—落料級進進行沖壓。采用級進模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,但是需要三道工序三副模具,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足批量生產(chǎn)和低成本生產(chǎn)。方案而只需一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都較高但是工件的最小壁厚1.9mm小于凸,凹模許用最小壁厚3.2mm,模具強度較差,制造難度大,并且沖壓后成品留在模具上,在清理,模具上的物料時會影響沖壓速度,操作不方便。方案三:也只需要一副模具生產(chǎn)效率高,操作方便,工件精度也能滿足要求。通過對上述三種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
2.2.2 計算毛坯尺寸
根據(jù)表面積相等原則，用解析法求該零件的拉深部分毛坯直徑D?？砂聪旅娴墓接嬎悖?
A=∏r×r=3.14×[(4.2×0.412)+27.5]×[(4.2×0.412)+27.5]
A=2682.87mm
A—拉深毛坯的面積
2.2.3確定是否用壓邊圈
為了解決拉深過程中的起皺問題,在實際生產(chǎn)中的主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。常用的壓料裝置分為剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。是否采用壓料裝置看是否在拉深過程中可能放生起皺。實際生產(chǎn)中可以通過查表來判斷拉深過程中是否會起皺和采用壓料裝置。通過相對厚度的判斷，查《沖壓模具設(shè)計與制造》高等教育出版社 劉建超 張寶忠編 表4.4.4得第一次拉深(t/D)×100＞2的可以不用壓料裝置，2/[(4.2×0.412)×2＋20]=2/23.46=8.52mm遠遠的大于2mm所以不需要采用壓邊圈。
2.2.4 拉深次數(shù)的確定
拉深系數(shù) m=d/D=[(39+7.4+39)/2]/[46.4＋（4.2×0.412＋2）］
=0.863
采用查表法。根據(jù)和工件相對高度，查《沖壓模具設(shè)計與制造》高等教育出版社 劉建超 張寶忠編 表4.4.2得第一次極限拉深系數(shù)0.5。由于0.863＞0.5可以一次拉深成形。
拉深相對厚度t/D=2/49.44=0.04
采用查表法。根據(jù)和工件相對高度，查《沖壓模具設(shè)計與制造》高等教育出版社 劉建超 張寶忠編 表4.4.3得第一次拉深相對拉深高度0.94～0.77。可以通過一次拉深成形。所以通過上邊的分析確定拉深部分可以通過一次拉深成形。
2.2.5 沖壓排樣設(shè)計
沖壓件在條料和帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率和降低成本，保證沖壓件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。沖壓所產(chǎn)生的廢料可以分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是有沖壓件的形狀結(jié)構(gòu)特點產(chǎn)生；另一類是有沖壓件之間和沖壓件與條料側(cè)邊之間的搭邊，以及料頭，料尾和邊余料而產(chǎn)生的工藝性廢料。要提高材料利用率，主要從減少工藝廢料著手，可以通過設(shè)計合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法。排樣方法分為三種：1 有廢料排樣 2 少廢料排樣 3 無廢料排樣 本零件由于考慮到其結(jié)構(gòu)的特點采用單排斜排傾斜45°為了提高零件精度和模具壽命，采用有廢料排樣，但是材料利用率低
塔邊的確定，排樣時沖壓件之間的以及沖壓件與條料側(cè)邊之間留下的工藝性廢料叫搭邊。搭邊的作用一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格的零件；二增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產(chǎn)率；同時，搭邊還可以避免沖壓時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。通過查《沖壓模具設(shè)計與制造》高等教育出版社 劉建超 張寶忠編 表2.5.2最小搭邊值工件到邊a1=1.5mm，側(cè)邊a=1.8mm。工件間a2=2。通過分析計算條料的寬度取62mm，步距60mm。條料排樣圖如圖所示
材料的利用率，沖壓件的實際面積與所用板料的面積之比的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標(biāo)。一個步距內(nèi)的利用率 η為
η=A/Bs×100％＝70.08％
A—一個步距內(nèi)沖壓件的實際面積；
B—條料寬度62.06mm；
s—步距60mm；
2.2.6 選取凸模與凹模的圓角半徑
考慮到實際采用的拉深系數(shù)均接近其極限值，故首次拉深凹模圓角半徑應(yīng)大些，本零件只有一次拉深凹模圓角半徑可按下公式計算；
rA1=0.8（D-d）t=1
rA1—凹模圓角半徑；
D—坯料直徑；
d—凹模內(nèi)經(jīng)；
t—板料厚度；
凸模圓角半徑確定第一次拉深可?。?
rT1=（0.7～1.0）rA1=1.0mm
2.2.7畫出拉深工序圖
畫出各次拉深件的簡圖，便于設(shè)計各次拉深模，可避免設(shè)計拉深模時，將重要尺寸搞錯。如果拉深次數(shù)較少，也不用畫出工序圖。由于本零件拉深次數(shù)少簡圖可以省去；
2.3壓力、壓力中心計算及壓力機的選用
2.3.1沖壓和拉深力的計算
由于不用壓撩圈拉深所以拉深力
F=1.25∏（D-d1）tσb
=56.486σb
F—拉深力；
t—板料厚度；
D—坯料直徑；
σb—拉深件材料的抗拉強度；
由于在實際生產(chǎn)中，深拉深所需要的拉深力較大些，所以在選取壓力機的公稱壓力時，由于是淺拉深可按下面的公式計算：
Fg≥（1.6～1.8）2F＝101.67σb
沖壓力 F=KLtTb
F—沖壓力；
L—沖壓周邊長度；
t—材料的厚度
Tb—材料抗剪強度；
K—系數(shù)。
或F≈Ltσb
σb—材料08鋼的抗拉強度。
F孔=134.4σb
F落料=373.8σb
F總=609.8σb
2.3.2 壓力中心確定
建立坐標(biāo)系如圖所示
Y0=0
X0=F1X1+F2X2+……+FNXN/（F1+F2+……+FN）=78.09mm
2.3.3壓力機的選用
壓力機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
根據(jù)拉深力的計算結(jié)果和工件的高度，選擇壓力機：J23-25
3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 模具工作部分的計算
3.1.1 拉深模的間隙
深間隙對拉深過程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度，而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進行。因此，應(yīng)該綜合考慮各種影響因素，選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值，既可保證工件的要求，又能使拉深順利進行。
本模具的拉深間隙查表得出：Z1/2=1.1t=1.1mm
3.1.2 凸凹模工作部分的尺寸和公差
1.拉深凸.凹模尺寸及公差
由于工件底部尺寸φ20和φ39.R1均為過渡尺寸要求不高,為簡單方便,直接按工件尺寸作拉深凸,凹模該處的尺寸。
d凸1=Φ20 d凸2=Φ19
d凸3=Φ39 mm d凸4=Φ46.2 0 mm
dA1=Φ22.2 dA2=Φ31.2 mm
dA3=Φ31.2 mm dA4=Φ48.4
Z=2.1mm
2.沖孔凸,凹模尺寸及公差要求1.沖Φ4.2 0 -0.1mm的孔查表2.3.3沖模初使雙面間隙值Zmin=0.246mm Zmax=0.36mm 采用分別加工法.磨損系數(shù)取x=0.75.
dT=(dmin+x×△)0 -δT=(Φ4.1+0.75×0.1)0 -δT=Φ4.175 mm
dA=(dT+Zmin)+δA 0=Φ4.421 mm
沖Φ13 +0.2 0mm的孔
dT=(dmin+x×△)0 -δT=(13+0.75×0.2)0 -δT=Φ13.15 mm
dA=(dT+Zmin)+δA 0=Φ13.396 mm
δT+δA=0.74mm≤Zmax-Zmin＝0.74mm
3.落料部分模具尺寸
DA=(Dmax-x×△)+δA 0=(Φ8-0.75×0.1)=+0.044 0=Φ7.925
DT=(DT-Zmin)0 -δA =Φ13.396 mm
DA=(Dmax-x×△)+δA 0=(52-0.75×0.62)+δA 0=Φ51.535 mm
DT=(DT-Zmin)0 -δA =Φ51.289 mm
4孔心距 Ld=L+1/8Δ=62±1/8×2=62±0.25mm
3.1.4 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸
1.模具類型的選擇
有沖壓的工藝性分析知道本模具采用級進沖壓,所以模具類型為級進模.
2.定位方式的選擇
因為該模具采用的是條料,控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板,無側(cè)壓裝置.控制條料的送進步距采用初使擋料銷,導(dǎo)正銷精定距.而第一件的沖壓位置因為條料有余量可以靠目測定距.
3.卸料出件方式的選擇
因為工件料厚2mm相對較薄,卸料力也較小故,可以采用彈性卸料,因為是級進模采用下出件的方式比較便于操作與提高生產(chǎn)效率.
4.導(dǎo)向方式的選擇
為提高模具壽命和工件質(zhì)量和精度,方便安裝調(diào)試級進模采用中間導(dǎo)柱滑動導(dǎo)向方式.
5主要工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模的外形選用板形的;沖孔和落料部分的刃口選用平刃,此種刃口強度高,修模后刃口尺寸不變,為了便于卸料可以將
凹模厚度 H=Kb=0.35×70=25mm
壁厚 C=（1.5～2）H=20mm
結(jié)構(gòu)如圖所示
凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方式
由于沖件的結(jié)構(gòu)和尺寸不同,所以沖壓模的凸模的加工以及裝配工藝的實際條件也不同,所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)方式也很多。其截面形狀有圓形和非圓形的。本模具的凸模結(jié)構(gòu)考慮到零件的結(jié)構(gòu)與尺寸采用圓形的凸模,由于沖的孔的尺寸比較小所以為了增加模具的強度與剛度采用臺階式的截面形狀為圓形的凸模,此種凸模裝配修模方便,其工作部分的尺寸有計算而得,與凸模固定板配合的部分按過度配合(H7/m6)制造。最大直徑的作用是形成臺肩,以便固定,保證工作時凸模不被拉出。
A凸模長度計算
凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu),并考慮修模,固定與卸料板之間的距離,安裝等的需要來確定。
當(dāng)采用彈性卸料板時,其凸模長度按下式計算:
L=h1+h2+t+h=75
L—凸模的長度〔mm〕
h1—凸模固定板的厚度〔mm〕
h2—卸料板的厚度〔mm〕
t—材料的厚度〔mm〕
h—增加長度。它包括凸模的修模量.凸模進入凹模的厚度〔0.5—1mm〕.凸模固定板與卸料板之間的安全距離等一般取10—20mm。本模具的凸模取10mm。
3.2 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.2.1 拉深凹模
內(nèi)、外形尺寸和厚度已由前面的計算確定；拉深凹模需要有四個螺釘與下模座固定，還需要兩個與下模座同時加工的銷釘孔。
3.2.2 拉深凸模
拉深凸模的外形尺寸〔工作尺寸〕由前面的計算確定。拉深凸模上一般開有出氣孔，這樣會使卸件容易些，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φ8mm
3.2.3 卸料板
一般與卸料桿螺釘與橡膠聯(lián)合使用，屬于彈性卸件裝置，靠橡膠的彈性勢能把拉深工件卸下來。
圖3-1 卸料板
3.2.5 導(dǎo)柱、導(dǎo)套
對于生產(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。因為本制件的厚度為2mm，所以采用H7/f7。
導(dǎo)柱：32×300、35×300； 導(dǎo)套：32×115×45、35×115×50
3.3 模具總裝圖
由以上設(shè)計，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：模具在工作時，將前一道工序拉深后所得的半成品坯件套在凹模槽。凹模裝在下模，凸模裝在上模。待凸模隨上模下降時，首先卸料板將坯件壓住，拉深凸模向下推，拉深凸模通過卸料板，而將坯料上端一部分材料壓入凹模內(nèi)，使坯件在凸、凹模作用下，產(chǎn)生塑性變形以后在經(jīng)過沖孔凸模和落料凸模的作用下而制成所要求的零件。
當(dāng)凹模隨上模回升時，零件制品從落料孔中落下,準(zhǔn)備下一次拉深沖壓。
4 拉深沖壓模具的安裝與調(diào)試
4.1 拉深沖孔落料級進模具的安裝
4.1.1 模具的安裝要求
1.上模座上平面對下模座下平面的平行度，導(dǎo)柱軸心線對下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對上模座上平面的垂直度均應(yīng)達到規(guī)定的精度要求。
2.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。
3.裝配好的拉深拉深模,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。
4.拉深凸模和拉深凹模之間的配合間隙應(yīng)符合圖樣的要求，周圍的間隙應(yīng)均勻一致。
5.模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下試驗，進行零件試沖，然后調(diào)試，直到符合圖樣要求。
6.安裝模具的螺栓及螺母和壓板，應(yīng)采用專用件，最好不要代用。
7.用壓板將下模緊固在工作臺上時，其緊固用的螺栓擰入螺孔中的長度大于螺栓直徑的1.5～2倍。
8.壓板的壓置應(yīng)使壓板的基面平行于壓力機的工作臺面，不準(zhǔn)偏斜。
9.拉深凸模的中心線應(yīng)與凹模的工作平面垂直。
10.拉深凸模和凹模的間隙應(yīng)該均勻。
4.1.2 拉深沖孔落料級進模的安裝
本模具屬于不帶有壓邊圈的拉深沖壓模。在裝置模具時，應(yīng)邊試驗，邊調(diào)整，直到合適為止。下面是具體的安裝過程：
1.開動壓力機，把壓力機滑塊上升到極點；
2.把壓力機滑塊底面、壓力機的臺面和模具的上下面擦試干凈；
3.把模具放在壓力機臺面規(guī)定的位置上，用壓力機行程尺檢查壓力機滑塊底面至模具上平面之間距離是否大于壓力機的行程。必要時，調(diào)節(jié)滑塊高度，以保證該距離大于壓力機行程。因本模具有打桿，所以應(yīng)先按圖樣位置將其插入壓力機臺面的孔內(nèi)，并把模具位置放正。
4.將滑塊降下到極點，并調(diào)節(jié)滑塊高度，使其與拉深模上平面接觸。
5.通過壓板、墊塊和螺釘?shù)?，將上模緊固在壓力機的滑塊上，并將下模初步固定在壓力機的臺面上?！膊灰獕旱奶o〕
6.將滑塊稍微往上調(diào)一點〔以免模具頂死〕，然后開動壓力機，把滑塊上升到上極點，松開下模的安裝螺絲，讓滑塊空行程數(shù)次，再把滑塊下降到下極點停止。
7.擰緊下模的安裝螺釘。再開動壓力機使滑塊上升到上極點位置。
8.在導(dǎo)柱上加潤滑油，并檢查拉深模工作部分有無異物，然后開動壓力機，再使滑塊空行程數(shù)次，從中檢查導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合情況。若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱不垂直或者導(dǎo)套配合不合適時，應(yīng)拆下模具進行修理。
9.進行試拉深，并逐步調(diào)節(jié)滑塊到所需的高度。
10.重新檢查模具及壓力機，無誤后可進行試拉深。
4.2 模具的調(diào)試
模具按圖紙技術(shù)要求加工與裝配后，必須在符合實際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進行試拉深沖壓，可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計與制造的缺陷，找出產(chǎn)生原因，對模具進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進行試拉深沖壓，一直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用。
4.2.1 拉深模的調(diào)試要點
4.2.1.1 進料阻力的調(diào)整
拉深沖壓模進料阻力很大，易使制件被拉裂；進料阻力很小時，易使制件產(chǎn)生皺紋。故在調(diào)整模具時，關(guān)鍵是調(diào)整好拉深阻力的大?。?
〔1〕調(diào)節(jié)壓力滑塊的壓力，使之正常；
〔2〕調(diào)節(jié)壓邊圈的壓邊面配合松緊；
〔3〕凹模圓角半徑要適中；
〔4〕采用良好的潤滑劑，調(diào)整潤滑次數(shù)。
4.2.1.2 拉深模具深度及間隙調(diào)整
1.調(diào)整時，先將較淺的一段調(diào)整后，再往下調(diào)整，直到所需深度。
2.在調(diào)整時，可先將上模緊固在壓力機滑塊上，下模放在工作臺上，先不緊固。在凸模上放置樣件，再使上、下模吻合對中后，即可保證間隙的均勻性。調(diào)整好閉合位置后，再把下模固緊在工作臺上。
4.2.2調(diào)整方法
4.2.2.1 拉深時的破裂
拉深時，材料變形所需要的拉深力超過了材料的強度極限時，即形成破裂。拉深時的破裂部位多發(fā)生在鄰近凸模圓角處的筒壁處。
防止拉深破裂的工藝措施有：增大凹模圓角、增大凸模和凹模之間的間隙、提高凹模工作表面和凹模圓角半徑處的表面質(zhì)量、調(diào)整壓邊力、選用塑性好的材料和進行適當(dāng)?shù)臐櫥取?
4.2.2.2 拉深高度不夠
制件拉深結(jié)束后，結(jié)果高度達不到圖樣要求。其產(chǎn)生原因有拉深間隙太大、凸模圓角半徑太小。
防止拉深高度不夠的措施有：調(diào)整拉深間隙、加大凸模圓角半徑。
4.2.2.3 制件底部被拉脫
制件在拉深過程中由于凹模圓角半徑太小，使材料被處于切割狀態(tài)以至于制件底部被拉脫。
防止制件底部被拉脫的措施有：加大凹模圓角半徑。
4.2.2.4 制品口緣折皺
制件在拉深過程中由于凹模圓角半徑太大、壓邊圈不起壓邊作用，造成制件口緣折皺。
防止制件口緣折皺的措施有：減小凹模圓角半徑、調(diào)整壓邊圈結(jié)構(gòu)，加大壓邊力。
4.2.2.5 拉深高度太大
制件拉深結(jié)束后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制件的高度達不到圖樣的要求。其產(chǎn)生原因有拉深間隙太小、凸模圓角半徑太大。
防止拉深高度太大的措施有：加大拉深間隙、減小凸模圓角半徑。
4.2.2.6 零件拉深后壁厚與高度不均
零件拉深后發(fā)現(xiàn)壁厚與高度不均，其造成原因有凸模與凹模不同心，向一面偏斜、定位不正確、凸模不垂直、壓邊力不均、凹模形狀不對。
防止零件拉深后壁厚與高度不均的措施有：調(diào)整凸模與凹模位置，使之間隙均勻、調(diào)整定位零件、重新裝配凹模、調(diào)整壓邊力、更換凹模。
致 謝
時光如電，歲月如梭，大學(xué)三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進社會。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事。
畢業(yè)設(shè)計涉及的知識廣泛，很多都是我門的教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計中，涉及很多計算的問題，必須通過所學(xué)知識、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。
在學(xué)校中，我們所學(xué)的主要是理論性知識，實踐性比較欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計，可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識；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(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，在設(shè)計的過程中難免要遇到很多問題，但經(jīng)過課程設(shè)計，使我們有了一定的設(shè)計的經(jīng)驗；同時在我的指導(dǎo)老師于智宏老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下，我克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計不斷完善。在此，我在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識，使自己的能力得到很大程度的提高。
最后，再次感謝于老師等在這一段時間給予無私的指導(dǎo)和幫助，并向你們致以深深的敬意！在以后的工作上，不辜負你們對我們寄予的厚望！
5 結(jié)束語
本模具是深圓筒件屬于簡單拉深落料沖孔件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是首次拉深并沖孔落料成的，然后相應(yīng)選取拉深與沖壓時的壓力機。本設(shè)計主要是一次拉深沖孔落料級進模具設(shè)計，需要計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。
由于在零件制造前進行了預(yù)測，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)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。
拉深沖壓級進模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)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(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的一份微薄之力。
參 考 文 獻
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