錐形罩件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
錐形罩件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),錐形,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì)
河南機(jī)電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名： 柳建光 學(xué) 號： 0312124
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)
設(shè)計(jì)(論文)題目： 錐形罩件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師： 翟 德 梅
2006年5月1日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500字左右（本科生2000字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：
文 獻(xiàn) 綜 述
查閱的參考文獻(xiàn)資料:
1. 王 芳 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社
2. 王孝培 《沖壓模具手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社
3. 付宏生 《冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造》化學(xué)工業(yè)出版社出版
4. 馮炳堯 《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》 上海科技出版社
5. 劉建超 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 高等教育出版社
6. 李雙義 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社出版
7. 楊占堯 《沖壓模具圖冊》 高等教育出版社
8. 趙躍文 《錐形沖孔模的設(shè)計(jì)》 《電加工與模具》2002年第3期
9. 郝海濱 《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社出版
10. 曾正名 《實(shí)用鋼鐵材料便查手冊》 中國電力出版社
11. 翟德梅 《模具制造技術(shù)》
一、中國模具的發(fā)展現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一國制造業(yè)水平的標(biāo)準(zhǔn)。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
二、中國模具行業(yè)發(fā)展前景
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。
??? 1999年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長。對于大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具需求的增長將遠(yuǎn)超過每年10%的增幅。
??? 汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。1999年，國內(nèi)汽車年產(chǎn)量為183萬輛，。保有量為1500萬輛，預(yù)計(jì)到2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá)300萬輛。汽車、摩托車行業(yè)的發(fā)展將會大大推動模具工業(yè)的高速增長，特別是汽車覆蓋件模具、塑料模具和壓鑄模具的發(fā)展。例如，到2005年汽車行業(yè)將需要各種塑料件36萬噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。 家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場很大。目前，我國的彩電的年產(chǎn)量已超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了1000萬臺。家用電器行業(yè)的發(fā)展對模具的需求量也將會很大。
??? 其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用
三、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
(2)高速銑削加工
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
(4)電火花銑削加工
(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)
(7)模具研磨拋光將自動化、智能化
(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：
一、設(shè)計(jì)過程具體步驟如下：
1.審題目借閱參考書
2.工藝分析及工藝方案確定
包括對工件外形結(jié)構(gòu)的分析，工件材料的分，及工藝方案的比較選定。
3.工藝計(jì)算
對錐形罩件的沖壓力、卸料力、拉深力、壓邊力的計(jì)算。
4.模具結(jié)構(gòu)確定
5.繪制草圖
6.模具工作部分尺寸計(jì)算
主要是落料凹模、拉深凸模、凸凹模的主要刃口尺寸的計(jì)算。
7.拆畫零件圖
除導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘、銷釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件之外，一切非標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)都需要拆畫零件圖。
8. 繪制正式模具裝配圖
9. 編制工作零件加工工藝
10. 編寫設(shè)計(jì)說明書
11. 設(shè)計(jì)總結(jié)準(zhǔn)備答辯
二、實(shí)施方案及主要研究手段
1. 審題及查閱文獻(xiàn)資料（2006.3.1～3.10）；
2. 主要結(jié)構(gòu)計(jì)算（2006.3.11～3.20）
3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2006.3.21～4.1）
3. 利用AutoCAD制圖（2006.4.1～4.10）
4. 撰寫設(shè)計(jì)說明書（2006.4.11～5.1）
5. 校對改正準(zhǔn)備答辯（2006.5.1～5.10）
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
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)論文
論文題目：錐形罩沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
系 部： 材料工程系
專 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造
班 級： 模具031班
學(xué)生姓名： 柳 建 光
學(xué) 號： 0312124
指導(dǎo)教師： 翟德梅 教授
2006年05月15日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
目錄
第1章 緒論 2
第2章 模具的設(shè)計(jì) 3
2.1 設(shè)計(jì)目的意義 3
2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 3
2.2.1毛坯材料的分析 3
2.2.2工藝分析 4
2.3 工藝方案的確定 7
2.4 模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇 8
2.4.2模具結(jié)構(gòu)的選定 9
2.5 工藝計(jì)算 11
2.6 模具零件設(shè)計(jì)與校核 14
2.6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
2.6.2凸、凹模的校核 15
2.6.3其他零部件的設(shè)計(jì)選用 15
2.7 主要工作零件加工工藝 18
第3章 模具總裝圖 19
第4章 沖壓設(shè)備的選定 20
第5章 模具的裝配過程 21
5.1模具的基本安裝 21
5.2模具的裝配與調(diào)整 21
第6章 設(shè)計(jì)小結(jié) 24
致謝 25
參考文獻(xiàn) 26
第1章 緒論
模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上稱之為“工業(yè)之父”。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)也得到了蓬勃的發(fā)展，己成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè)。
模具分為冷沖壓模具、熱鍛模具、塑料模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。其中，冷沖壓模具歷史悠久，用途廣，技術(shù)成熟，在各種模具中所占的比重最多。冷沖壓是選項(xiàng)過的金屬加工方法之一，它主要加工板料，故又稱之為板料沖壓。冷沖是在室溫下，借助于設(shè)備提供的壓力，利用模具使板料發(fā)生塑性變形，因此，它也是金屬塑性加工（壓力加工）的一種方法有些非金屬材料，也可以采用某些沖壓工藝制造零件。與切削加工相比較，準(zhǔn)頭墳靠模具和設(shè)備完成加工過程，所以具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品一致性好、操作簡單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化等一系列優(yōu)點(diǎn)。大批量的機(jī)械、電子、輕工等產(chǎn)品都大一的使用冷沖壓零件。在國防方面、飛機(jī)、導(dǎo)彈、各種槍支與炮彈等產(chǎn)品中冷沖壓加工的零件比例也是相當(dāng)大的。由于冷沖壓不需要加熱，也不像切削加工那樣，將大量的金屬切削成碎屑而消耗大量的能量，所以它是一種節(jié)能的加工方法；沖壓制品所用的原材料是冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的鋼板和鋼帶，在沖壓加工中材料表面質(zhì)量不受破壞，故沖壓件的表面質(zhì)量好，這是任何其他加工方法不能競爭的。
沖壓模具作為制造產(chǎn)品（或半成品）的一種工具其作用是完成某種工藝模具設(shè)計(jì)必須滿足工藝要求，最終滿足產(chǎn)品的形狀，尺寸和精度要求。
冷沖壓工藝大致分為兩大類：分離工序和成形工序。分離工序目的是在沖壓過程中將沖壓件與板料按一事實(shí)上的輪廓進(jìn)行分離；分離工序可分為落料、沖孔和剪切等。成形工序的目的是使沖壓毛坯在不破壞其他完整性條件下產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品所要求的形狀；成形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形、擴(kuò)孔、縮孔和旋壓等?！?】
冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備。沖壓工件的表面質(zhì)量、尺寸、精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等，與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系極大。在本設(shè)計(jì)中將對一帶凸緣錐形件進(jìn)行包括落料、拉深、沖孔、切邊在內(nèi)的四個(gè)工序的設(shè)計(jì)分析。系統(tǒng)地對冷沖模具的設(shè)計(jì)制造及工藝分析進(jìn)行一次總結(jié)回顧。該工件 的成形工藝方案可以有多種，這里選取較為合理且典型的落料拉深復(fù)合模的工藝分析及模具設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)作業(yè)。
第2章 模具的設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)目的意義
三年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼即逝,在即將畢業(yè)之時(shí),通過做畢業(yè)設(shè)計(jì),對我三年的大學(xué)學(xué)習(xí)（模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)）進(jìn)行一個(gè)很好的總結(jié)與回顧。做為一位一名模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)生,理解和掌握模具設(shè)計(jì)與制造過程是其基本要求。設(shè)計(jì)與制造模具是我的基本技術(shù),俗稱為“吃飯的家伙”,它是我立足社會的資本,是堅(jiān)定自己走向社會信念的重要保證。
由于是對自己三年學(xué)習(xí)的一個(gè)回顧,這里選取了冷沖壓模具設(shè)計(jì)。這里選擇的是一個(gè)錐形罩件模具的設(shè)計(jì)。隨著我國社會的發(fā)展速度的不斷加快,我國原本薄弱的基礎(chǔ)制造業(yè)也得到相應(yīng)的發(fā)展,加工工藝也得到很大的提高。錐形罩件在許多機(jī)械設(shè)備中都得到了廣泛應(yīng)用,也是許多特定設(shè)備的必用零件。但錐形件的加工模具設(shè)計(jì)相對薄弱,這里選此題,也是對自身的一個(gè)考驗(yàn)。給自己一個(gè)提高進(jìn)步的機(jī)會。
2.2 零件結(jié)構(gòu)工藝分析
2.2.1毛坯材料的分析
工件材料為10鋼,10鋼的塑性和韌性均高,無回火脆性傾向。焊接性能好，在冷拉狀態(tài)下或經(jīng)正火外理后切削性明顯提高，在冷狀態(tài)下易擠壓成形和壓模成形，但強(qiáng)度較低，淬透性及淬硬性很差。具體化學(xué)力學(xué)參數(shù)可見下表【10】
表2.2.1 10鋼的化學(xué)成份（%）
牌號
C
Si
Mu
Cr
Ni
Cu
10
0.07～0.13
0.17～0.37
0.35～0.65
0.15
0.30
0.25
表2.2.2 10鋼的主要力學(xué)性能MPa
牌號
τ
δb
δs
δ10×100
E/103
10
253～333
294～432
206
29
194
2.2.2工藝分析
該工件屬于帶凸緣的錐形拉深沖孔件，屬于帶凸緣的錐形件，由于其于淺拉深要注意防止回彈。工件形狀簡單且對稱，所有尺寸均為自由公差，這里可取其為IT14。工件的厚度變化也沒有要求，可認(rèn)為其是不變薄拉深。由圖可知，關(guān)鍵是要保證能夠經(jīng)濟(jì)合理地沖出錐形面上六個(gè)均布的沖裁孔的相對位置，以保證與其它零件配合的要求。
參考《電加工與模具》中趙躍文的《錐形沖孔模設(shè)計(jì)》對其中沖孔工藝進(jìn)行優(yōu)化。
錐形斜孔總裁工藝分析
實(shí)現(xiàn)錐面斜孔的方法一般有三種：
1.使零件孔的軸線與沖壓方向一致（如圖2.2.1）。
圖2.2.1
這種沖裁方法，凸凹模受力狀況良好，模具使用壽命較高。但是實(shí)惠多孔沖裁時(shí)，需要設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的分度機(jī)構(gòu)，且生產(chǎn)效率低，不能滿足生產(chǎn)要求。
2.利用斜楔機(jī)構(gòu)，使垂直沖壓力變?yōu)樾笨追较虻臎_壓力，由內(nèi)向外沖裁（如圖2.2）。
圖2.2.2
這種子選手結(jié)構(gòu)可滿足大批量生產(chǎn)，但總裁中凸模、斜楔以及卸料裝置均應(yīng)伸入沖件內(nèi)部。由于模具設(shè)計(jì)能利用的空間非常有限，且零件的安放，沖孔廢料的排出均不方便，所以仍然不能滿足生產(chǎn)需要。
3.利用斜楔機(jī)構(gòu)，由外向內(nèi)沖裁（如圖2.2.3）。
圖2.2.3
這種方法同樣可以滿足批量生產(chǎn)。但對該零件而言，采用傳統(tǒng)的方法（凸模在下安裝）沖裁，仍然存在模具體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件安放不便等問題。由于該零件6個(gè)孔的尺寸精度，位置精度均要求不高，所以可對傳統(tǒng)的斜楔結(jié)構(gòu)進(jìn)生改進(jìn)，采用由外向內(nèi)的方式進(jìn)行沖裁。
3 模具結(jié)構(gòu)及工作過程
3.1 模具結(jié)構(gòu)
模具結(jié)構(gòu)（如圖2.2.4）所示。
模具的凸模裝于壓料板內(nèi),模具的導(dǎo)柱不僅在上、下模座之間進(jìn)行導(dǎo)向,而且對壓料板也進(jìn)行導(dǎo)向。因此在沖壓過程中,壓料板能嚴(yán)格保持與上、下模座的平行。裝配于壓料板中的凸模座,精確地與凸模滑配,
從而保證了沖裁中凸、凹模間隙的均勻。
3.2 模具工作過程
將工件放在凹模上,利用錐面定位。上模下行時(shí),壓料板2首先壓住工件。上模繼續(xù)下行,錐塊7推動固定在壓料板上的凸模11進(jìn)行沖裁。沖裁完畢后,上模上行,錐塊首先離開凸模,在橡皮12的作用下凸模復(fù)位,然后壓料板離開工件?！?】
圖2.2.4
2.3 工藝方案的確定
通過對制件的分析可得,毛坯需經(jīng)落料、拉深、切邊、沖孔四個(gè)工序。初步分析可排列出下列幾種工藝方案：
方案一：先落料，后拉深，切邊，最后是沖孔。
方案二：落料--拉深復(fù)合沖壓后，切邊沖孔復(fù)合。
方案三；拉深級進(jìn)模。采用級進(jìn)模生產(chǎn)，后進(jìn)切邊沖孔。
方案四：落料--拉深復(fù)合模，后進(jìn)行切邊,最后在錐面沖孔。
方案一的模具結(jié)構(gòu)簡單，但由于采用了多套模具，需要多個(gè)工序，影響生產(chǎn)效率，不適合工廠的大批量生產(chǎn)，故不宜采用。方案二雖比方案一減少了工序，但是切邊沖孔復(fù)合模較復(fù)雜，該工件是要在錐形面上沖孔，孔與其它零件相配合，精度要求較高。方案三與方案二的缺點(diǎn)相似，除此之外，由于是拉深件，條料的送進(jìn)不方便，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。方案四，將落料拉深復(fù)合為一套模具，減少了毛坯的周轉(zhuǎn)時(shí)間提高了生產(chǎn)效率，適合于工廠的大批量生產(chǎn)條件，另外在切邊模上可對工件進(jìn)行修正，最后單獨(dú)沖孔可較好地保證孔的精度。由于工件的結(jié)構(gòu)簡單對稱，模具的制造并不困難。相比較之下，方案四更適合大批量生產(chǎn)，適合本件的生產(chǎn)條件。還可在切邊模上對工件進(jìn)行修正，以減少錐形件的拉深回彈。
2.4 模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇
2.4.1成型設(shè)備的選擇
1.沖壓工序壓力計(jì)算
（1）落料力的計(jì)算
F落料=KLtτ=204753N
L—沖裁件周長，L =477mm；
t—材料厚度，t=1mm；
τ—材料的抗剪強(qiáng)度，τ=330MPa
（2）拉深力的計(jì)算
查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表4-19
F=πdktδbk3=42503N
dk—第一次拉深深直徑，72mm
δb—材料抗拉強(qiáng)度，400MPa
k3—第一次拉深系數(shù)，0.47
（3）壓邊力的確定與計(jì)算
在拉深過程中,凸緣變形區(qū)是否起起皺主取決于材料相對厚度t/D和拉深系數(shù)m的大小。如果材料相對厚度較小，拉深系數(shù)也小，凸緣便會起皺。為防止凸緣起皺，必須用壓邊圈壓住，因此判別是否起皺的條件也就是判別是否采用壓邊圈的條件。生產(chǎn)決定是否采用壓邊圈可查表。
表2.4.1采用或不采用壓邊圈的條件
拉深方法
第一次拉深
t/D×100
m1
用壓邊圈
＜1.5
＜0.6
可用可不用
1.5～2.0
0.6
不用壓邊圈
＞2.0
＞0.6
由表查得本件需采用壓邊圈，以防止起起皺拉斷的產(chǎn)生
表2.4.2 在雙動壓力機(jī)上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值
工件的復(fù)雜程度
單位壓邊力p/MPa
難加工件
普通加工件
易加工件
0.37
3
2.5
根據(jù)上表，計(jì)算得拉深件的壓邊力為：
Fy=AP=2055×2.5=5137N
（4）沖壓總力的計(jì)算
沖壓力為落料力、拉深力與壓邊力的總和：
FZ=F落+F拉+ Fy =204753N+42503N+ 5137=252393N
該模具擬采用正裝復(fù)合模，彈性卸料與推件。根據(jù)沖壓工藝總力計(jì)算結(jié)果并結(jié)合高度，初選開式雙柱可傾壓力機(jī)JC23－25。
2.4.2模具結(jié)構(gòu)的選定
1.模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料—拉深復(fù)合模具。
2.定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料，所以可采用導(dǎo)料采用鋼性卸料裝置上的導(dǎo)料槽進(jìn)行導(dǎo)料，送進(jìn)步距采用擋料銷。
3.卸料、出件方式的選擇
卸料裝置： 彈壓料板,主要用于沖制薄料和要求平整的沖件,此卸料板常用于復(fù)合沖裁模。其彈力來源為彈簧或橡皮,用后者使模具裝校更方便,卸料板孔和凸模單邊間隙:
Z’/2=0.1~0.2t
此式件的厚度為1mm,相對較簿,卸料力比較小,可采用彈性卸料板推出廢料。
拉深件可用推件塊推出。
模具采用鋼性卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。
4.壓邊裝置的確定
壓邊裝置一般可分為剛性和彈性兩種。彈性壓邊裝置就是在雙動沖床上利用外滑塊壓邊。這種壓邊的特點(diǎn)為是壓邊力不隨沖床的行程變化，拉深效果好，模具結(jié)構(gòu)簡單。彈性壓邊裝置一般用于單動沖床上，其特點(diǎn)是壓邊力隨沖床的行程面變化。故這里選用彈性壓邊裝置較好。又因?yàn)閺椥詨哼呇b置中，氣墊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造不易，并需要使用壓縮空氣。故這里采用彈簧，只要根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，只要正確地選彈簧規(guī)格，就可以減少它們的不利因素。
5.導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
6.壓力中心的確定
為保證壓力機(jī)和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。否則在沖壓時(shí)會使沖模與壓力機(jī)的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至?xí)饓毫C(jī)導(dǎo)軌的磨損。影響壓力機(jī)的精度，對于形狀簡單而對稱的工件如矩形、圓形、正多邊形，其沖裁的壓力中心與工件的幾何中心重合。
結(jié)合零件圖，該工件為帶凸緣錐形件,為旋轉(zhuǎn)體,結(jié)構(gòu)簡單對稱。該沖裁件的壓力中心即為工件的幾何中心。該工件的沖裁力不大，為便于模具的加工和裝配，模具中心選在工件的幾何中心。此滿足JC23-25的模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。
2.5 工藝計(jì)算
1.毛坯尺寸計(jì)算
根據(jù)表面積相等原則,用解析法求該零件的毛坯直徑D
（1）修邊余量的確定:
圖2.5.1
拉深件在拉深成形后,工件凸緣周邊尺寸不齊,須進(jìn)行切邊工藝,經(jīng)達(dá)到工藝要求,在按照工件圖樣計(jì)算毛坯尺寸時(shí),須加上修邊余量后再進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)零件圖可知：凸緣直徑dt=136mm
凸緣相對直徑1.9
料厚為了t=0.1mm
查表可得其修邊余量：δ=3.6mm
（2）毛坯尺寸的計(jì)算
圖2.5.2
查《王孝培沖壓手冊》表4－7得公式：
D==152mm
故毛坯的外徑為152㎜。
（3）排樣及相關(guān)計(jì)算
采用有廢料直排方式,相關(guān)計(jì)算如下,查板材標(biāo)準(zhǔn),宜選用1400×4000的冷軋鋼板,每張鋼板可采剪為9張條料(155.5×4000),第張條料可沖26個(gè)工件,故每張鋼板的利用率為75%。
圖2.5.3
沖裁件面積：A=π×D2/4=18136.64mm2
條料寬度： B=D+2a+C=155.5mm
C——送料間隙，C=0.5mm查《沖壓手冊》表2-21
步距： S=D+a1=153.7mm
一個(gè)步距距離材料的利用率：
η=75.8%
（4）成形次數(shù)的確定
該工件為帶凸緣的錐形件。
拉深系數(shù)：由于拉深件的高度與其直徑與其徑的比值不同，有的拉深件可以用一次拉深工序制成，而有些高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。在進(jìn)行沖壓工藝過程設(shè)計(jì)和確定必要的拉深工序數(shù)目常都利用拉深系數(shù)為計(jì)算依據(jù)，本件的拉深系數(shù)計(jì)算如下：
=72/152≈0.47
工件的相對厚度（相對高度）:
0.65
查《沖壓手冊》表4-20得第一次拉深最大相對高度為0.32～0.38
0.38×72=27.36mm＞20mm
故，該帶凸緣錐形件可一次拉深成形。
2.工作部分尺寸計(jì)算
（1）落料凸、凹模尺寸計(jì)算
查表得：
Zmin=0.100mm
Zmax=0.140mm
尺寸偏差Δ= 1㎜
摩擦系數(shù)X=0.5
拉深凸凹模間隙Z=1㎜
DA=(Dmin－XΔ)+ΔA=（152－0.5×1）=151.5（㎜）
DT=(Dmax－Zmin)-δT=（151.5－0.1）=150.5（㎜）
（2）拉深凸凹模尺寸計(jì)算
DA=(Dmax－XΔ)+ΔA=（122－0.5×1）=121.5（㎜）
DT=(DA－2Z)-δT=（122－2）=120（㎜）
2.6 模具零件設(shè)計(jì)與校核
1.工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于工件形狀簡單、對稱，所以模具的工件零件均采用整體結(jié)構(gòu)，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)可參看工作零件圖。
（1）落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
落料凹模厚度：
凹模的厚度：H=Kb=27.36(≥15㎜）
K—系數(shù),查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表2-24得K為0.18
b—沖裁件的最大外形尺寸,b為152mm
由于本套模具為復(fù)合模,擬取H=40㎜
凹模壁厚：
C=（1.5～2）H=60㎜（≥30㎜）
（2）拉深凸、凹模圓角半徑計(jì)算
凹模圓角半徑rd
拉深時(shí),平面凸緣區(qū)材料經(jīng)過凹模圓角流入凸、凹模間隙。如果凹模圓角半徑過小則材料流入凸、凹模間隙時(shí)的陰力和拉深力太大，將使拉深件表面產(chǎn)主劃痕或使危險(xiǎn)面破裂；如果凹模圓角半徑過大，材料在流經(jīng)凹模圓角時(shí)會產(chǎn)生起皺。首次拉深的凹模圓角半徑rd，可根據(jù)材料種類和毛坯相對厚度按表。。。。。。選用。首次閃深的凹模圓角半徑rd
表2.6.1 凹模圓角半徑
拉深方式
毛坯相對厚度
≤2.0～1.0
＜1.0～0.3
＜0.3～0.1
無凸緣拉深
（4～6）t
（6～8）t
（8～12）t
帶凸緣拉深
（6～10）t
（10～15）t
（15～20）t
由表但得，取其圓角為：
rd=（10～15）t=10mm
凸模圓角半徑
凸模圓角半徑過小，拉深過程中危險(xiǎn)斷面容易產(chǎn)主局部變薄，甚至被拉破。凸模圓角半徑過大，拉深底部材料承壓面積小，容易變薄。首次拉深的凸模圓角半徑可等于或略小于首次拉深凹模圓角半徑，即：
rpl=（0.7～1.0）rd1=8mm
（3）拉深模間隙的確定
拉深模的凸、凹模間隙對拉深件質(zhì)量和模具壽命都有重要的影響。間隙取值較小時(shí)，拉深件的回彈較小尺寸精度較高，但拉深力較大，凸、凹模磨損較快，模具壽命較低。間隙值過小時(shí)，拉深件筒壁將嚴(yán)重變薄，危險(xiǎn)斷面容易破裂。間隙取值大時(shí)，拉深件筒子壁的錐度大，尺寸精度。有壓邊裝置的拉深模間隙（可查《冷沖壓成形工藝與制造工藝》表6－16得）
使用壓邊圈拉深時(shí)的凸、凹模單邊間隙：
Z=1～1.1t=1mm
2.凸、凹模的校核
整體形式凹模外形尺寸的確定：凹模裝于下模座上，由于模座孔口較大因而使凹模工件時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度極模壁厚度不足時(shí)，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，很難按理論方法精確計(jì)算，對于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模一般不作強(qiáng)度校核，可用經(jīng)驗(yàn)公式確定尺寸。
凸模強(qiáng)度的較核：一般情況下，根據(jù)沖裁件形狀、大小及模具結(jié)構(gòu)需要選用或參照國家標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的凸模，不必進(jìn)行校核，只有當(dāng)凸模特別細(xì)長，沖裁件厚度較大時(shí)，才有必要進(jìn)行凸模的承壓能力和抗彎曲應(yīng)力的校核。
3.其他零部件的設(shè)計(jì)選用
（1）彈性元件的設(shè)計(jì)
頂件塊在成形過和中一方面可以起壓邊力的作用，另一方面還可以將成形后卡在凹模上的工件卸下，其壓力打料桿提供。
壓邊裝置彈簧的選用《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》王秀鳳主編，表7 .57
選用圓柱螺旋壓縮彈簧，材料直徑d=10，D2=45，h0=72,即10×45×72 GB2089—80,其工作極限負(fù)荷為5170N,大于壓邊力。
（2）模架及的選用
選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮,一般在長度上都應(yīng)比凹模大30~40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1~1.5倍。選擇模架時(shí)還要注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系?！?】
模具選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時(shí),上模誤轉(zhuǎn)180°裝配,將模架中兩對導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等。（GB2855.10—81）
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為φ35×180, φ40×180;導(dǎo)套d/mm×L/mm×Dmm分別為φ35×115×43, φ40×115×43。
上模座厚度取40㎜,即H上模=35㎜
下固定板的厚度取30㎜, 即H下固定=30㎜
下模座厚度取50㎜, 即H下模=50㎜
模具的閉合高度：
H閉=H上模+H凸凹模+H凹模+H下固定+H下模－H入
=（35+60+40+30+50－20）㎜=195㎜
式中：H凸、凹?！拱寄５母叨?，H凸、凹模=60㎜
H凹模—凹模的厚度，H凹模=40㎜
H入—凸、凹模進(jìn)入落料凹模的深度，H入=20㎜
（3）模柄的選用
本件選用凸緣模柄其尺寸如下：
圖2.6.1
其材料為Q235。
（《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》王秀鳳 表7.39 GB2862.3—81）【5】
（4）拉深凸模的通氣孔尺寸的確定
工件在拉深時(shí),由于空氣壓力作用或者潤滑油的粘性等因素,使工件很容易粘附在凸模上.為使工件秒至于緊巾在凸模上,設(shè)計(jì)凸模時(shí),應(yīng)有通氣孔,拉深通氣大小可參看下表。【1】
表2.6.2 拉深凸模通氣孔尺寸【9】
凸模直徑D
＜50
50～100
100～200
200
出氣孔直徑d
5
6.5
8
9.5
參考零件圖，取通氣孔尺寸為： d=8㎜
2.7 主要工作零件加工工藝
該模具主要工件零件包括落料凹模、拉深凸模和凸凹模,基本都是旋轉(zhuǎn)體,形狀較簡單,加工主要采用車削。主要工件零件加工工藝參看附表。
第3章 模具總裝圖
由以上設(shè)計(jì)，可得到如圖所示的模具總裝圖。為了實(shí)現(xiàn)先落料，后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模的端面比落料凹模端面低1㎜。草圖如下,具體結(jié)構(gòu)可參看模具裝配圖。
圖3.1
模具工作過程：將條料沿鋼性卸料裝置的導(dǎo)料槽平放在落料凹模上，通過擋料銷和定們銷定位，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，凸凹下行將條料壓入落料凹模中，實(shí)現(xiàn)落料；凸凹模繼續(xù)下行實(shí)現(xiàn)拉深拉出錐形件，在拉深過程中彈性壓邊裝置壓著毛坯以防止起皺和受力不均。拉深結(jié)束后，上?；爻?，落料后的條料由鋼性卸料板從凸凹上卸下，拉深成形的工件由壓力機(jī)上活動橫梁通過推件塊從凸凹模中剛性打下，用手工將工件取走后，將條料送前一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件的生產(chǎn)。
第4章 沖壓設(shè)備的選定
壓力機(jī)的選擇是工藝設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列問題。應(yīng)根據(jù)所完成的工藝性質(zhì)、批量大小、工件的幾何尺寸和精度等級等選定壓力機(jī)的類型和噸位。
通過較核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)JC23－25能滿足使用要求。壓力機(jī)的具體參數(shù)可參看下表：
表4.1 JC23－25開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格【3】
型號
JC23－25
公稱壓力/KN
350
滑塊行程/㎜
80
滑塊行程次數(shù)/（次·min-1）
50
最大封閉高度/㎜
280
封閉高度調(diào)節(jié)量/㎜
60
滑塊中心線至床身距離/㎜
205
立柱距離/㎜
300
工作臺尺寸/㎜
前后
380
左右
610
工作臺孔/㎜
前后
200
左右
290
直徑
260
墊板尺寸/㎜
厚度
60
直徑
150
模柄孔尺寸/㎜
直徑
50
深度
70
滑塊底面尺寸/㎜
前后
190
左右
210
床身最大可傾角/（°）
20
第5章 模具的裝配過程
5.1模具的基本安裝
本模具的裝配選用凸凹模為其準(zhǔn)件,采用先裝上模,再裝下模,的方式安裝。
（1）通讀設(shè)計(jì)圖樣
該模具的裝配要點(diǎn)是：沖載外輪廓的凸模、凹模配合間隙要均勻，拉深凹模與凸模的拉深間隙要保證均勻，壓邊裝置與打料機(jī)構(gòu)的動作要及時(shí)可靠。
（2）上模座的安裝
固定好模柄后。先裝上推件塊與打料桿，后將落料凸模采用兩根銷釘定位，保證定位后，由四根螺栓固定在上模板上。安裝卸料板。完成上模座的安裝。
（3）下模座的安裝
先將拉深凸模按熱套法操作要領(lǐng)嵌入下模座，檢查其相對固定板基礎(chǔ)面的垂直度。套上壓邊圈，安裝落料凹模與凹模固定板，調(diào)整后鉸定位孔。紙片試沖調(diào)整落料凸模與凹模的間隙。
5.2模具的裝配與調(diào)整
模具的安裝與調(diào)試需要將模具裝上壓力機(jī)后進(jìn)行現(xiàn)場的調(diào)試,需根據(jù)試沖過程式中出現(xiàn)的實(shí)際問題來調(diào)整。模具的安裝與調(diào)試是一個(gè)技術(shù)含量較高的工作需要有很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ),有一定的耐性，這里根據(jù)前人總結(jié)的模具安裝調(diào)試的方法和經(jīng)驗(yàn),歸納如下表：
表5.2.1 拉深模試沖時(shí)的缺陷和調(diào)整方法【11】
缺陷
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
起皺
1壓邊裝置的壓力不足或壓力不均勻
2凸凹模間隙過大或不均勻
3凹模圓角半徑過大或不均勻
調(diào)整壓邊力
調(diào)整凸、凹模間隙
修剪圓角半徑
破裂
1毛坯材料質(zhì)量不好，塑性低，金相組織不均勻，
表面粗糙
2壓邊圈的壓力過大，彈頂器的壓縮比不合適
3凸模和凹模的圓角半徑過小
4凸模和凹模之間的間隙過小或不均勻
5拉深次數(shù)太少，材料變形程度過大
6潤滑不良，規(guī)定中間退火工序沒有進(jìn)行
更換毛坯材料
減小壓邊力
加大圓角半徑
調(diào)整凸、凹模間隙
增加拉深次數(shù)
加潤滑劑，進(jìn)行毛坯中間退火
尺寸過大或
過小
1毛坯尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤
2凸、凹模之間間隙過大使沖件側(cè)壁鼓肚；間隙過小使材料變薄
3壓邊圈的壓力過大或過小
改變毛坯尺寸
調(diào)整凸、凹模間隙
調(diào)整壓邊力
表面質(zhì)量不好
1模具工作表面、毛坯材料或潤滑劑不清潔
2凹模淬火硬度低，表現(xiàn)粗糙度大
3圓弧與直線相銜接不好，有棱角或突起
清理工件表面等
對凸、凹模進(jìn)行拋光
修磨凸凹模
高度不一
1凸、凹模之間的間隙不均勻
2定位板位置不對
調(diào)整凸、凹模間隙
重新調(diào)整定位板
底部凸起
凸模上無出氣孔
在凸模上做出排氣孔
表5.2.2 沖裁模的試沖與調(diào)試【11】
沖裁試沖時(shí)的缺陷
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
送料不暢或料被卡死
1. 兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有低斜度
2. 凸模與卸料板之間的間隙過大,使搭邊翻扭;
3. 用側(cè)刃定距的沖裁模導(dǎo)料板的工作面和側(cè)刃不平生,使條料卡死;
4. 側(cè)刃與側(cè)刃擋塊不密合形成方毛刺,使條料被卡死;
1. 根據(jù)情況銼修或重裝導(dǎo)料板
2. 減小凸模與卸料板之間的間隙;
3. 重裝導(dǎo)料板;
4. 修整側(cè)刃擋塊消除間隙;
刃口相咬
1. 上模座,下模座,固定板,凹模墊板等零件安裝面不平行;
2. 凸模,導(dǎo)柱等零件安裝不垂直;
3. 導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合間隙過大使導(dǎo)向不準(zhǔn);
4. 卸料板的孔位不正確或歪斜,使沖孔凸模位移;
1. 修整有關(guān)零件,重裝上?；蛳履?
2. 重裝凸?；?qū)е?
3. 更換導(dǎo)柱或?qū)?
4. 修整或更換卸料板;
卸料不正常:
1. 由于裝配不正確,卸料機(jī)構(gòu)不能動作,如卸料板與凸模配合過緊,或因卸料板傾斜而卡緊;
2. 彈簧或橡皮的彈力不足;
3. 凹模和下模座的漏料孔沒有對正,料不能排出;
4. 凹模有倒錐度造成工件堵塞;
1. 修整卸料板,頂板等零件;
2. 更換彈簧或橡皮;
3. 修整漏料孔;
4. 修整冊模;
沖模質(zhì)量不好:
1. 有毛刺
2. 沖件不平
3. 落料外形和內(nèi)孔位置不正,成偏位現(xiàn)象
1. 刃口不鋒利或淬火硬度低;
2. 配合間隙過大或過小;
3.
間隙不均勻使沖件一邊有顯著帶斜角的毛刺;
合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修磨工作部分的刃口,
1. 凹模有倒錐度;
2. 頂料桿和工件接觸面過小;
3. 導(dǎo)正釘與預(yù)沖孔配合過緊,將沖件壓出凹陷;
1. 修整凹模
2. 更換頂料桿
3. 修整導(dǎo)正釘
1. 擋料釘位置不正;
2. 落料凸模上導(dǎo)正釘尺寸過小;
3. 導(dǎo)料板和凹模送料中心線不平行,使孔位偏斜;
4. 側(cè)刃定距不準(zhǔn)
1. 修正擋料釘
2. 更換導(dǎo)正釘
3. 修整導(dǎo)料板
4. 修磨或理換側(cè)刃
第6章 設(shè)計(jì)小結(jié)
在經(jīng)過大量資料的翻閱，且近一個(gè)月時(shí)間的腦力勞動，終于完成了此《錐形行罩件工藝分析及模具設(shè)計(jì)》的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此過程中，我經(jīng)歷了不知從何下手，到翻閱大量資料實(shí)例，再到開始分析設(shè)計(jì)、計(jì)算。我感到自己有許多的不足，根據(jù)自己的不足從新對入學(xué)以來的各種專業(yè)知識進(jìn)行了必要的復(fù)習(xí)。經(jīng)過籠統(tǒng)的復(fù)習(xí)，再加到設(shè)計(jì)分析中，這促使自己有效地回回顧和鞏固了許多基礎(chǔ)知識。
該錐形罩件屬帶凸緣錐形件，在我們平時(shí)的學(xué)習(xí)過程式中比較少見。能參考的設(shè)計(jì)實(shí)例有限，故而有一定的難度。以過此次設(shè)計(jì)使自己認(rèn)識了許多不足，也在一定程度上提高了自己的知識水平。
通過這次設(shè)計(jì)還使自己認(rèn)識到，關(guān)有課堂、課本的知識是不遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來，在實(shí)踐中鍛煉自己，擔(dān)高自己，以取得更大的進(jìn)步。
致謝
此次畢業(yè)設(shè)計(jì),存在不少難處和疑問,但在指導(dǎo)老師翟德梅老師的指導(dǎo)下完成得還順利,在這里表示感謝。此外，還得到了模具教研室各位老師的指點(diǎn)，這里也一并表示衷心的感謝。感謝各位老師在百忙中的指點(diǎn)糾證，讓自己在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中學(xué)習(xí)到不少新的知識，也更懂得了學(xué)海無涯的道理，使自己在以后的學(xué)習(xí)生活中更有信心，更能堅(jiān)定目標(biāo)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)大部分的工作都是在校圖書館完成的，我校的圖書館藏書豐富，完全能滿足我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)所需查閱的各種資料。在圖書館的半個(gè)月里，感謝舍友范玉波的合作，在相互學(xué)習(xí)中得到了不少的提高。對各位同學(xué)的幫助這里也一并謝過。
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第 25 頁 共 25 頁
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