2368 車消音器零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

2368 車消音器零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),消音器,零件,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) 緒 論11 國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀1.1 國(guó)內(nèi)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)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(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。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?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國(guó)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(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)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)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 、河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)21.2 國(guó)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀由于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外制造業(yè)廣泛地采用了無(wú)切削、少切削加工工藝，如精密沖壓、精密鍛造、壓力鑄造、冷擠壓、熱擠壓及等溫超塑成形等新工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。模具作為主要的成形工具，已成為一種重要的加工裝備。家用電器行業(yè)約 80％的零部件、機(jī)電行業(yè)約 70％的零部件均采用模具成形，塑料、橡膠、陶瓷、建材、耐火材料制品大部分均采用模具成形。 一種中型載重汽車的改型，需要 4000 套模具，重達(dá) 2000 多噸。生產(chǎn)一種型號(hào)的照相機(jī)，需要 500 套模具，在很多行業(yè)中，模具費(fèi)用已經(jīng)占產(chǎn)品成本的 15％～30％。因此，工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)、生產(chǎn)率的提高、成本的降低、產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，在很大程度上取決于模具的制造精度和質(zhì)量、制造周期、生產(chǎn)成本、使用壽命等因素。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯，機(jī)械電子、汽車、輕工、建材和國(guó)防工業(yè)等部門都大量采用模具進(jìn)行生產(chǎn)，并提出越來(lái)越高的要求。模具工業(yè)已成為新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，模具技術(shù)水平的高低與產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力有密切關(guān)系，它成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)的產(chǎn)值超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。當(dāng)前模具工業(yè)發(fā)展有兩個(gè)特點(diǎn)：一是要縮短制模周期、降低制模成本。由于人們對(duì)工業(yè)晶的品種、數(shù)量和質(zhì)量要求越來(lái)越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，而且多品種小批量生產(chǎn)較多，因此對(duì)模具制造提出了嚴(yán)格的要求。二是模具向大型化、復(fù)雜化、精密化和自動(dòng)化發(fā)展。模具制造要求越來(lái)越高，制造工藝越來(lái)越復(fù)雜。為了降低模具生產(chǎn)成本，增加效益，保證質(zhì)量，在采用先進(jìn)設(shè)備和制造工藝的同時(shí)，必須采用多種工藝措施盡量延長(zhǎng)模具使用壽命。其中合理選用模具材料，采用先進(jìn)的熱處理和表面強(qiáng)化工藝，不斷推廣應(yīng)用新材料就是一個(gè)主要的方面。模具鋼是制造模具的主要材料。盡管模具材料品種繁多，但是模具鋼在模具制造業(yè)中使用最多，是模具工業(yè)最重要的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，模具鋼的發(fā)展也極為迅速。世界各國(guó)都把模具鋼分類于合金工具鋼中，其產(chǎn)量已占合金工具鋼產(chǎn)量的 70％一 80％。在 設(shè) 計(jì) 的 過(guò) 程 中 ， 將 有 一 定 的 困 難 ， 但 有 指 導(dǎo) 老 師 的 悉 心 指 導(dǎo) 和 自 己 的 努 力 ，相 信 會(huì) 完 滿 的 完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 。 由 于 學(xué) 生 水 平 有 限 ， 而 且 缺 乏 經(jīng) 驗(yàn) ， 設(shè) 計(jì) 中 不妥 之 處 在 所 難 免 ， 肯 請(qǐng) 各 位 老 師 指 正 。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)3國(guó) 內(nèi) 外 模 具 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀11 國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀1.1 國(guó)內(nèi)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)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(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。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?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國(guó)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(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)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)。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 、1.2 國(guó)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀由于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外制造業(yè)廣泛地采用了無(wú)切削、少切削加工工藝，如精密沖壓、精密鍛造、壓力鑄造、冷擠壓、熱擠壓及等溫超塑成形等新工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。模具作為主要的成形工具，已成為一種重要的加工河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2裝備。家用電器行業(yè)約 80％的零部件、機(jī)電行業(yè)約 70％的零部件均采用模具成形，塑料、橡膠、陶瓷、建材、耐火材料制品大部分均采用模具成形。 一種中型載重汽車的改型，需要 4000 套模具，重達(dá) 2000 多噸。生產(chǎn)一種型號(hào)的照相機(jī)，需要 500 套模具，在很多行業(yè)中，模具費(fèi)用已經(jīng)占產(chǎn)品成本的 15％～30％。因此，工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)、生產(chǎn)率的提高、成本的降低、產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，在很大程度上取決于模具的制造精度和質(zhì)量、制造周期、生產(chǎn)成本、使用壽命等因素。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯，機(jī)械電子、汽車、輕工、建材和國(guó)防工業(yè)等部門都大量采用模具進(jìn)行生產(chǎn)，并提出越來(lái)越高的要求。模具工業(yè)已成為新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，模具技術(shù)水平的高低與產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力有密切關(guān)系，它成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)的產(chǎn)值超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。當(dāng)前模具工業(yè)發(fā)展有兩個(gè)特點(diǎn)：一是要縮短制模周期、降低制模成本。由于人們對(duì)工業(yè)晶的品種、數(shù)量和質(zhì)量要求越來(lái)越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，而且多品種小批量生產(chǎn)較多，因此對(duì)模具制造提出了嚴(yán)格的要求。二是模具向大型化、復(fù)雜化、精密化和自動(dòng)化發(fā)展。模具制造要求越來(lái)越高，制造工藝越來(lái)越復(fù)雜。為了降低模具生產(chǎn)成本，增加效益，保證質(zhì)量，在采用先進(jìn)設(shè)備和制造工藝的同時(shí)，必須采用多種工藝措施盡量延長(zhǎng)模具使用壽命。其中合理選用模具材料，采用先進(jìn)的熱處理和表面強(qiáng)化工藝，不斷推廣應(yīng)用新材料就是一個(gè)主要的方面。模具鋼是制造模具的主要材料。盡管模具材料品種繁多，但是模具鋼在模具制造業(yè)中使用最多，是模具工業(yè)最重要的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，模具鋼的發(fā)展也極為迅速。世界各國(guó)都把模具鋼分類于合金工具鋼中，其產(chǎn)量已占合金工具鋼產(chǎn)量的 70％一 80％。汽 車 消 音 器 零 件 的 沖 壓 工 藝 及 方 案2 汽車消音器零件的沖壓工藝及方案2.1 沖壓件工藝性分析工 件 名 稱 ： 消 音 器 零 件 ， 生 產(chǎn) 批 量 ： 大 批 量 ， 材 料 ： Q215 鋼 型 材 ， 厚 度 ：1.2mm。 如 圖 2.1 所 示 。圖 2.1 工 件 剖 面 圖圖 2.2 工件立體圖此 工 件 （ 見(jiàn) 圖 2.1.1） 屬 于 翻 邊 件 ， 包 括 內(nèi) 翻 和 外 翻 兩 個(gè) 工 序 。 所 用 材 料 為Q215 鋼 （ 型 材 ） ， 具 有 良 好 的 翻 邊 性 能 ， 適 合 進(jìn) 行 翻 邊 工 藝 。 工 件 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 對(duì) 稱 ，所 有 尺 寸 為 自 由 公 差 ， 對(duì) 工 件 厚 度 變 化 沒(méi) 有 做 要 求 。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)42.2 沖壓工藝方案的確定圖 示 零 件 材 料 為 1.2mm 厚 Q215 鋼 （ 圓 環(huán) 狀 毛 坯 ） 見(jiàn) 圖 2， 能 夠 進(jìn) 行 一 般 的沖 壓 加 工 。圖 2.3 毛坯圖此 工 件 由 內(nèi) 翻 邊 和 外 翻 邊 兩 個(gè) 工 序 ， 很 明 顯 采 用 翻 邊 工 藝 。此 消 音 器 零 件 采 用 翻 邊 工 藝 。消 音 器 零 件 所 需 的 基 本 沖 壓 工 序 為 內(nèi) 翻 邊 和 外 翻 邊 兩 個(gè) 工 序 。 可 以 擬 訂 出 三 種方 案 ：方 案 一 ： 用 簡(jiǎn) 單 模 分 兩 次 加 工 ， 既 內(nèi) 翻 ——外 翻 。 采 用 單 工 序 模 。方 案 二 ： 內(nèi) 翻 和 外 翻 復(fù) 合 模 。 采 用 復(fù) 合 模 。方 案 三 ： 內(nèi) 翻 和 外 翻 級(jí) 進(jìn) 模 。 采 用 級(jí) 進(jìn) 模 。方 案 一 ， 生 產(chǎn) 率 低 ， 工 件 的 累 計(jì) 誤 差 大 ， 占 用 兩 套 模 具 生 產(chǎn) 設(shè) 備 成 本 比 較 高 ，操 作 不 方 便 ， 由 于 該 工 件 為 大 批 量 生 產(chǎn) ， 相 比 較 方 案 二 和 方 案 三 更 具 有 優(yōu) 越 性 。方 案 二 ： 內(nèi) 翻 和 外 翻 兩 個(gè) 工 序 都 在 同 一 個(gè) 工 位 上 完 成 ， 生 產(chǎn) 率 較 方 案 一 和 方 案三 都 高 ， 生 產(chǎn) 出 的 制 品 的 精 度 也 較 高 ，河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)5占 用 設(shè) 備 數(shù) 量 少 。 此 工 件 簡(jiǎn) 單 對(duì) 稱 ， 所 以 模 具 并 不 復(fù) 雜 ， 方 案 二 比 方 案 一 和 方案 三 更 具 有 優(yōu) 越 性 。方 案 三 ： 內(nèi) 翻 在 一 個(gè) 工 位 上 完 成 ， 外 翻 在 一 個(gè) 工 位 完 成 。 其 生 產(chǎn) 效 率 較 方 案 一高 較 方 案 二 低 ， 其 模 具 制 造 難 度 較 方 案 二 高 ， 成 本 也 高 。綜 合 上 面 三 種 方 案 分 析 可 知 ， 方 案 二 比 方 案 一 和 方 案 三 更 適 合 零 件 的 生 產(chǎn) 要 求 ，所 以 選 擇 方 案 二 ， 既 內(nèi) 翻 和 外 翻 復(fù) 合 模 。2.3 毛 皮 尺 寸 計(jì) 算 及 排 樣2.3.1 毛 坯 的 尺 寸 計(jì) 算 圖 2.4 預(yù)孔圖該 制 件 毛 坯 的 大 小 圓 直 徑 計(jì) 算 ：t=1.2mm， 圓 角 半 徑 R=（ 2~4） t取 R=3t=3×1.2=3.6mmD=136+2×8-2×（ 1.2+3.6） +2×5.1=152.6mm; d=52-2×10+2×(1.2+3.6)-2×5.1=31.4mm;2.3.2 排 樣該 制 件 已 給 定 毛 坯 ， 所 以 不 需 要 排 樣 。2.4 工藝計(jì)算2.4.1 內(nèi)孔翻邊2.4.1.1 孔翻邊的翻邊系數(shù)計(jì)算河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)6Ddm? 式中： ——翻邊系數(shù) ；——翻邊前孔徑 ；d——翻邊后孔徑 。D則： 63.02154.3???m表 2.1 翻邊系數(shù)預(yù)孔相對(duì)直徑 0/Dt翻孔凸模形式 孔加工方法35 31.4 20圓柱形凸模 模子沖孔 0.65 0.63 0.602.4.1.2 翻邊的工藝計(jì)算由 h=8 在 得 翻 邊 的 極 限 偏 差 為 × mm??6~101.20??預(yù) 沖 孔 直 徑 d=52-2×10+2×(1.2+3.6)-2×5.1=31.4mm;翻 邊 高 度 H 翻 邊 件 一 次 成 形 零 件 高 度 H 的 范 圍 為 ：m56.124.30???h8則 內(nèi) 孔 可 以 一 次 翻 邊 成 形2.4.2 外緣翻邊此 外 翻 是 外 凸 翻 邊 ， 也 稱 壓 縮 類 翻 邊 ， 其 變 形 性 質(zhì) 類 似 不 用 壓 邊 圈 的 淺 拉 深 。為 保 證 翻 孔 凸 緣 挺 直 ， 凸 模 與 凹 模 之 間 的 單 邊 間 隙 一 般 取 略 小 于 材 料2/Z厚 度 。t平 面 毛 坯 上 翻 孔 間 隙 ： ??tZ9.0~85.2/?2.4.2.1 外 緣 翻 邊 的 變 形 程 度河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)7外 翻 邊 的 變 形 程 度 可 用 下 式 表 示 ：圖 2.5 外緣翻邊展開(kāi)圖12RE??式中 ——翻邊變形程度 ；——展開(kāi)半徑（mm） ；1——凸緣半徑（mm） 。2R對(duì)于外凸翻邊???cos121??bM?外凸翻邊的變形程度為：cs*10TERb式中 ——外凸翻邊的變形程度（%） ；b ——翻邊凸緣高度（mm） ；——翻邊凸緣斜度（mm） ；?——工件表面半徑（mm） 。MR對(duì)于此工件 =90 則 ??1MR?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)8表 2.2 外凸翻邊的變形程度/%E凸 /%E凹15 102.4.2.2 外緣翻邊的翻邊系數(shù)計(jì)算表 2.3 外緣翻邊的翻邊系數(shù)翻邊系數(shù)材料（退火）K minK軟鋼 t=0.25~2mm 0.72 0.68由 t=1.2mm 在 0.25~2mm 之 間 ， 查 得 翻 邊 系 數(shù)； 07K?in0.68K?2.4.3 凸 模 與 凹 模 直 徑 的 計(jì) 算2.4.3.1 翻 邊 后 翻 邊 內(nèi) 徑翻 邊 后 翻 邊 內(nèi) 徑 略 有 縮 小 ， 因 此 ， 當(dāng) 翻 邊 內(nèi) 徑 有 公 差 要 求 時(shí) ， 凸 凹 模 直 徑 尺寸 按 下 式 確 定 。 （ 設(shè) 翻 邊 內(nèi) 徑 為 ） 。0d??凸 模 直 徑 ： pD??-（ +)凹 模 直 徑 ： (d??2z式 中 d——翻 邊 內(nèi) 徑 ；——翻 邊 內(nèi) 徑 上 偏 差 ；Z——凸 凹 模 單 邊 間 隙 ；——凸 凹 模 制 造 公 差 ， 一 般 采 用 IT7-IT9 級(jí) 精 度 。?（ 0.025~0.062）則 ： = =32.6 mm pD???-（ d+)0.431?（ ） 0.4?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)9=（ 31.4+1.2+2×1.0） =52.6 mm()dD????+2z.4?0.4?2.4.3.2 凸 凹 模 厚 度 計(jì) 算凸 凹 模 厚 度 H=D=31.4mm凸 凹 模 壁 厚 c=（ 130-52） /2-2×1.2=36.6mm凸 凹 模 圓 角 R=R =3.6mm工2.5 翻 邊 力 與 壓 力 中 心 的 計(jì) 算 ， 初 選 壓 力 機(jī)2.5.1 翻 邊 力 的 計(jì) 算2.5.1.1 內(nèi) 翻 翻 邊 力 計(jì) 算 ：翻 邊 力 一 般 不 大 ， 可 按 下 式 計(jì) 算 ：??stdDP????.式 中 ——翻 邊 直 徑 （ mm） ；——翻 邊 預(yù) 沖 孔 直 徑 （ mm） ；d——料 厚 （ mm） ；t——材 料 屈 服 點(diǎn) （ ）s?2/N表 2.4 材 料 屈 服 點(diǎn)材 料 性 能 抗 拉 強(qiáng) 度 b?屈 服 點(diǎn) s?Q215 鋼 340~2b?220Mpa查 上 表 得 ： =220Pmas?則 ， P=1.1 （ D-d） t?s?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)10=1.1×3.14×[52-（ 31.4-1.2） ]×1.2×220=19878.46N2.5.1.2 翻 外 緣 的 翻 邊 力 計(jì) 算 ：翻 邊 力 的 計(jì) 算 可 以 近 似 按 帶 壓 料 的 單 面 彎 曲 力 計(jì) 算 ：P=cLt b?式 中 P——翻 邊 力 （ N） ；c——系 數(shù) ， 可 取 0.5~0.8 ；L——彎 曲 線 長(zhǎng) 度 （ mm） ；t——料 厚 （ mm） ；——抗 拉 強(qiáng) 度 （ Mpa） 。b?查 表 一 得 ： ， 取 Pma ；340~2b?40b??則 ： P=cLt b?P=0.5×2×3.14×130×1.2×400=195936N根 據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 沖 壓 設(shè) 備 擬 選 J23—25 2.5.2 壓 力 中 心 的 確 定由 于 毛 坯 成 中 心 對(duì) 稱 ， 所 以 壓 力 中 心 取 毛 坯 的 中 心 。 （ 見(jiàn) 圖 5）2.5.3 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 計(jì) 算在 確 定 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 方 法 之 前 ， 首 先 要 考 慮 工 作 零 件 的 加 工 方 法 及 模具 裝 配 方 法 。 結(jié) 合 該 模 具 的 特 點(diǎn) ， 工 作 零 件 的 形 狀 相 對(duì) 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 所 以 工 件 零 件刃 口 尺 寸 計(jì) 算 按 分 開(kāi) 加 工 的 方 法 來(lái) 計(jì) 算 。 具 體 計(jì) 算 見(jiàn) 表 5 所 示 。表 2.5 刃 口 尺 寸尺 寸 及 分 類 尺 寸 轉(zhuǎn) 化 計(jì) 算 公 式 結(jié) 果 備 注河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)11毛 坯 預(yù) 孔 31.4? .0.3914?D=d+?0.6392??圖 2.6 壓 力 中 心2.5.4 卸 料 橡 膠 的 設(shè) 計(jì)卸 料 橡 膠 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 見(jiàn) 表 6。 選 用 的 4 塊 橡 膠 板 的 厚 度 務(wù) 必 一 致 ， 不 然 會(huì) 造成 受 力 不 均 勻 ， 運(yùn) 動(dòng) 產(chǎn) 生 歪 斜 ， 影 響 模 具 的 正 常 工 作 。表 2.6 卸 料 橡 膠 的 尺 寸 設(shè) 計(jì)項(xiàng) 目 公 式 結(jié) 果 備 注卸 料 板 工 作 行 程 h工 12th??工 4.2mm h =1,h =2橡 膠 工 作 行 程 H工 工 工 修 9.2mm h =5修橡 膠 自 由 高 度 自 由 4?工自 由 36.2mm 2%H?工 自 由河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)12橡 膠 的 預(yù) 壓 縮 量 H預(yù) 15%?預(yù) 自 由 5.52mm H?預(yù) 自 由15%每 個(gè) 橡 膠 承 受 的 載 荷1F1/4F卸 1731.6N 選 4 個(gè) 橡 膠橡 膠 的 外 徑 D [?21d+.（ /p） ]0.568mm較 核 橡 膠 自 由 高 度H自 由 0.5/.4HD??自 由 滿 足 要 求d=13， p=0.5 橡 膠 的 安 裝 高 度 ??預(yù)安 自 由 31mm★河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校2005屆畢業(yè)生求職材料 團(tuán)結(jié) 創(chuàng)造 競(jìng)爭(zhēng)團(tuán)結(jié)勤奮 嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)個(gè)人簡(jiǎn)歷姓 名 王楊君 性 別 男籍 貫 浙江省臺(tái)州市 身 高 171cm出生年月 1984.5 政治面貌 團(tuán)員主修專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造學(xué) 歷 大　　專 學(xué) 制 三年畢業(yè)學(xué)校 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校聯(lián)系方法 河南機(jī)電高等專科學(xué)校804信箱 郵　編 453002電 話 0373—3344843 E-mail Sunny15886@163.com家庭地址 浙江省天臺(tái)白鶴鎮(zhèn)白嶺村 手機(jī) 13656554366專業(yè)技能 　能夠進(jìn)行模具設(shè)計(jì)英語(yǔ)水平 具有一定的聽(tīng)﹑說(shuō)﹑讀﹑寫(xiě)能力。 主修課程擠壓工藝與模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語(yǔ)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)模具CAD/CAM 模具材料與使用壽命模具制造技術(shù) 快速成型理論與技術(shù)技術(shù)與 用 機(jī) 設(shè)計(jì)修課程 學(xué) 課 業(yè) 理學(xué) C語(yǔ) 用 造學(xué) 用技術(shù) 學(xué) 　計(jì) 機(jī)能力Windows 系 Office ?￠能 ￡用Pro/e ?AutoCAD進(jìn)行￥??三?§currency1'“???fi 能有fl的 用–聯(lián)???· ?? 模具設(shè)計(jì)員 工程??理 §currency1員 技術(shù)員”?…2004.3 ——2004.4　　‰校 工 進(jìn)行?工 2004.9 ——2004.10 ‰校 工 進(jìn)行?工 行2005.11——2005.12 ‰`′?一?ˉ機(jī)制造 ?`信?型機(jī) 有˙¨? ?電?有˙ ¨進(jìn)行生 ??定ˇ— — ? 有 業(yè) 理 進(jìn)?進(jìn) 有一定的a 能力 有團(tuán) ?fi 有一定的 ? ?能力。目錄緒論…………………………………………………………1摘要…………………………………………………………11.中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 …………………………………11.1國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展現(xiàn)狀 ……………………………………………11.2 國(guó)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀 … ……………………………………22.沖壓工藝與方案…………………………………………………32.1 沖壓件工藝性分析………………………………………………32.2沖壓工藝方案的確定 ……………………………………………42.3毛皮尺寸計(jì)算及排樣 … ……………………………………52.3.1 毛 坯 的 尺 寸 計(jì) 算 …………………………………………52.3.2 排 樣 ……………………………………………………52.4工藝計(jì)算 ………………………………………………………62.4.1 內(nèi) 孔 翻 邊 ……………………………………………………62.4.2 外 緣 翻 邊 ……………………………………………………62.4.3 凸 模 與 凹 模 直 徑 的 計(jì) 算 ………………………………………82.5 翻邊力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī) … ……………………92.5.1 翻 邊 力 的 計(jì) 算 ………………………………………………92.5.2 壓 力 中 心 的 確 定 ……………………………………………102.5.3 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 ………………………………………102.5.4 卸 料 橡 膠 的 設(shè) 計(jì) ……………………………………………113.模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 ……………………………123.1模具的整體設(shè)計(jì) … …………………………………………123.1.1 模 具 類 型 的 選 擇 ………………………………………………123.1.2 模 具 結(jié) 構(gòu) 方 式 的 確 定 …………………………………………123.1.3 定 位 裝 置 的 選 擇 ………………………………………………123.1.4 導(dǎo) 向 方 式 ……………………………………………………123.2主要零部件的設(shè)計(jì)… …………………………………………123.2.1 工 作 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) …………………………………………123.2.2 凸 凹 模 長(zhǎng) 度 的 計(jì) 算 ……………………………………………123.3 其他零部件的確定… …………………………………………133.3.1 模 架 的 選 擇 ……………………………………………………133.3.2 擋 料 板 的 尺 寸 規(guī) 格 ……………………………………………143.3.3 聯(lián) 接 件 的 選 用 …………………………………………………144.模具總裝 … ……………………………………………154.1 裝配圖 …………………………………………………………154.2 壓力機(jī)的選擇與校核 ……………………………………………165.設(shè)計(jì)總結(jié) … ……………………………………………17致謝 ……………………………………………………………19參考文獻(xiàn) … ……………………………………………………20致謝致謝本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了楊占堯、翟德梅、趙常海、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再此表示誠(chéng)摯的感謝，由于本人水平有限，收集資料困難，如果有不盡人意的地方，懇請(qǐng)導(dǎo)師不吝賜教，提出寶貴改進(jìn)意見(jiàn)。緒 論11 國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀1.1 國(guó)內(nèi)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)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(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。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?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國(guó)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(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)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)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 、河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)21.2 國(guó)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀由于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外制造業(yè)廣泛地采用了無(wú)切削、少切削加工工藝，如精密沖壓、精密鍛造、壓力鑄造、冷擠壓、熱擠壓及等溫超塑成形等新工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。模具作為主要的成形工具，已成為一種重要的加工裝備。家用電器行業(yè)約 80％的零部件、機(jī)電行業(yè)約 70％的零部件均采用模具成形，塑料、橡膠、陶瓷、建材、耐火材料制品大部分均采用模具成形。 一種中型載重汽車的改型，需要 4000 套模具，重達(dá) 2000 多噸。生產(chǎn)一種型號(hào)的照相機(jī)，需要 500 套模具，在很多行業(yè)中，模具費(fèi)用已經(jīng)占產(chǎn)品成本的 15％～30％。因此，工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)、生產(chǎn)率的提高、成本的降低、產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，在很大程度上取決于模具的制造精度和質(zhì)量、制造周期、生產(chǎn)成本、使用壽命等因素。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯，機(jī)械電子、汽車、輕工、建材和國(guó)防工業(yè)等部門都大量采用模具進(jìn)行生產(chǎn)，并提出越來(lái)越高的要求。模具工業(yè)已成為新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，模具技術(shù)水平的高低與產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力有密切關(guān)系，它成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)的產(chǎn)值超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。當(dāng)前模具工業(yè)發(fā)展有兩個(gè)特點(diǎn)：一是要縮短制模周期、降低制模成本。由于人們對(duì)工業(yè)晶的品種、數(shù)量和質(zhì)量要求越來(lái)越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，而且多品種小批量生產(chǎn)較多，因此對(duì)模具制造提出了嚴(yán)格的要求。二是模具向大型化、復(fù)雜化、精密化和自動(dòng)化發(fā)展。模具制造要求越來(lái)越高，制造工藝越來(lái)越復(fù)雜。為了降低模具生產(chǎn)成本，增加效益，保證質(zhì)量，在采用先進(jìn)設(shè)備和制造工藝的同時(shí)，必須采用多種工藝措施盡量延長(zhǎng)模具使用壽命。其中合理選用模具材料，采用先進(jìn)的熱處理和表面強(qiáng)化工藝，不斷推廣應(yīng)用新材料就是一個(gè)主要的方面。模具鋼是制造模具的主要材料。盡管模具材料品種繁多，但是模具鋼在模具制造業(yè)中使用最多，是模具工業(yè)最重要的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，模具鋼的發(fā)展也極為迅速。世界各國(guó)都把模具鋼分類于合金工具鋼中，其產(chǎn)量已占合金工具鋼產(chǎn)量的 70％一 80％。在 設(shè) 計(jì) 的 過(guò) 程 中 ， 將 有 一 定 的 困 難 ， 但 有 指 導(dǎo) 老 師 的 悉 心 指 導(dǎo) 和 自 己 的 努 力 ，相 信 會(huì) 完 滿 的 完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 。 由 于 學(xué) 生 水 平 有 限 ， 而 且 缺 乏 經(jīng) 驗(yàn) ， 設(shè) 計(jì) 中 不妥 之 處 在 所 難 免 ， 肯 請(qǐng) 各 位 老 師 指 正 。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)3國(guó) 內(nèi) 外 模 具 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀11 國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀1.1 國(guó)內(nèi)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)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(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。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?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國(guó)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(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)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)。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 、1.2 國(guó)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀由于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外制造業(yè)廣泛地采用了無(wú)切削、少切削加工工藝，如精密沖壓、精密鍛造、壓力鑄造、冷擠壓、熱擠壓及等溫超塑成形等新工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。模具作為主要的成形工具，已成為一種重要的加工河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2裝備。家用電器行業(yè)約 80％的零部件、機(jī)電行業(yè)約 70％的零部件均采用模具成形，塑料、橡膠、陶瓷、建材、耐火材料制品大部分均采用模具成形。 一種中型載重汽車的改型，需要 4000 套模具，重達(dá) 2000 多噸。生產(chǎn)一種型號(hào)的照相機(jī)，需要 500 套模具，在很多行業(yè)中，模具費(fèi)用已經(jīng)占產(chǎn)品成本的 15％～30％。因此，工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)、生產(chǎn)率的提高、成本的降低、產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，在很大程度上取決于模具的制造精度和質(zhì)量、制造周期、生產(chǎn)成本、使用壽命等因素。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯，機(jī)械電子、汽車、輕工、建材和國(guó)防工業(yè)等部門都大量采用模具進(jìn)行生產(chǎn)，并提出越來(lái)越高的要求。模具工業(yè)已成為新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，模具技術(shù)水平的高低與產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力有密切關(guān)系，它成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)的產(chǎn)值超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。當(dāng)前模具工業(yè)發(fā)展有兩個(gè)特點(diǎn)：一是要縮短制模周期、降低制模成本。由于人們對(duì)工業(yè)晶的品種、數(shù)量和質(zhì)量要求越來(lái)越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，而且多品種小批量生產(chǎn)較多，因此對(duì)模具制造提出了嚴(yán)格的要求。二是模具向大型化、復(fù)雜化、精密化和自動(dòng)化發(fā)展。模具制造要求越來(lái)越高，制造工藝越來(lái)越復(fù)雜。為了降低模具生產(chǎn)成本，增加效益，保證質(zhì)量，在采用先進(jìn)設(shè)備和制造工藝的同時(shí)，必須采用多種工藝措施盡量延長(zhǎng)模具使用壽命。其中合理選用模具材料，采用先進(jìn)的熱處理和表面強(qiáng)化工藝，不斷推廣應(yīng)用新材料就是一個(gè)主要的方面。模具鋼是制造模具的主要材料。盡管模具材料品種繁多，但是模具鋼在模具制造業(yè)中使用最多，是模具工業(yè)最重要的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，模具鋼的發(fā)展也極為迅速。世界各國(guó)都把模具鋼分類于合金工具鋼中，其產(chǎn)量已占合金工具鋼產(chǎn)量的 70％一 80％。汽 車 消 音 器 零 件 的 沖 壓 工 藝 及 方 案2 汽車消音器零件的沖壓工藝及方案2.1 沖壓件工藝性分析工 件 名 稱 ： 消 音 器 零 件 ， 生 產(chǎn) 批 量 ： 大 批 量 ， 材 料 ： Q215 鋼 型 材 ， 厚 度 ：1.2mm。 如 圖 2.1 所 示 。圖 2.1 工 件 剖 面 圖圖 2.2 工件立體圖此 工 件 （ 見(jiàn) 圖 2.1.1） 屬 于 翻 邊 件 ， 包 括 內(nèi) 翻 和 外 翻 兩 個(gè) 工 序 。 所 用 材 料 為Q215 鋼 （ 型 材 ） ， 具 有 良 好 的 翻 邊 性 能 ， 適 合 進(jìn) 行 翻 邊 工 藝 。 工 件 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 對(duì) 稱 ，所 有 尺 寸 為 自 由 公 差 ， 對(duì) 工 件 厚 度 變 化 沒(méi) 有 做 要 求 。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)42.2 沖壓工藝方案的確定圖 示 零 件 材 料 為 1.2mm 厚 Q215 鋼 （ 圓 環(huán) 狀 毛 坯 ） 見(jiàn) 圖 2， 能 夠 進(jìn) 行 一 般 的沖 壓 加 工 。圖 2.3 毛坯圖此 工 件 由 內(nèi) 翻 邊 和 外 翻 邊 兩 個(gè) 工 序 ， 很 明 顯 采 用 翻 邊 工 藝 。此 消 音 器 零 件 采 用 翻 邊 工 藝 。消 音 器 零 件 所 需 的 基 本 沖 壓 工 序 為 內(nèi) 翻 邊 和 外 翻 邊 兩 個(gè) 工 序 。 可 以 擬 訂 出 三 種方 案 ：方 案 一 ： 用 簡(jiǎn) 單 模 分 兩 次 加 工 ， 既 內(nèi) 翻 ——外 翻 。 采 用 單 工 序 模 。方 案 二 ： 內(nèi) 翻 和 外 翻 復(fù) 合 模 。 采 用 復(fù) 合 模 。方 案 三 ： 內(nèi) 翻 和 外 翻 級(jí) 進(jìn) 模 。 采 用 級(jí) 進(jìn) 模 。方 案 一 ， 生 產(chǎn) 率 低 ， 工 件 的 累 計(jì) 誤 差 大 ， 占 用 兩 套 模 具 生 產(chǎn) 設(shè) 備 成 本 比 較 高 ，操 作 不 方 便 ， 由 于 該 工 件 為 大 批 量 生 產(chǎn) ， 相 比 較 方 案 二 和 方 案 三 更 具 有 優(yōu) 越 性 。方 案 二 ： 內(nèi) 翻 和 外 翻 兩 個(gè) 工 序 都 在 同 一 個(gè) 工 位 上 完 成 ， 生 產(chǎn) 率 較 方 案 一 和 方 案三 都 高 ， 生 產(chǎn) 出 的 制 品 的 精 度 也 較 高 ，河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)5占 用 設(shè) 備 數(shù) 量 少 。 此 工 件 簡(jiǎn) 單 對(duì) 稱 ， 所 以 模 具 并 不 復(fù) 雜 ， 方 案 二 比 方 案 一 和 方案 三 更 具 有 優(yōu) 越 性 。方 案 三 ： 內(nèi) 翻 在 一 個(gè) 工 位 上 完 成 ， 外 翻 在 一 個(gè) 工 位 完 成 。 其 生 產(chǎn) 效 率 較 方 案 一高 較 方 案 二 低 ， 其 模 具 制 造 難 度 較 方 案 二 高 ， 成 本 也 高 。綜 合 上 面 三 種 方 案 分 析 可 知 ， 方 案 二 比 方 案 一 和 方 案 三 更 適 合 零 件 的 生 產(chǎn) 要 求 ，所 以 選 擇 方 案 二 ， 既 內(nèi) 翻 和 外 翻 復(fù) 合 模 。2.3 毛 皮 尺 寸 計(jì) 算 及 排 樣2.3.1 毛 坯 的 尺 寸 計(jì) 算 圖 2.4 預(yù)孔圖該 制 件 毛 坯 的 大 小 圓 直 徑 計(jì) 算 ：t=1.2mm， 圓 角 半 徑 R=（ 2~4） t取 R=3t=3×1.2=3.6mmD=136+2×8-2×（ 1.2+3.6） +2×5.1=152.6mm; d=52-2×10+2×(1.2+3.6)-2×5.1=31.4mm;2.3.2 排 樣該 制 件 已 給 定 毛 坯 ， 所 以 不 需 要 排 樣 。2.4 工藝計(jì)算2.4.1 內(nèi)孔翻邊2.4.1.1 孔翻邊的翻邊系數(shù)計(jì)算河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)6Ddm? 式中： ——翻邊系數(shù) ；——翻邊前孔徑 ；d——翻邊后孔徑 。D則： 63.02154.3???m表 2.1 翻邊系數(shù)預(yù)孔相對(duì)直徑 0/Dt翻孔凸模形式 孔加工方法35 31.4 20圓柱形凸模 模子沖孔 0.65 0.63 0.602.4.1.2 翻邊的工藝計(jì)算由 h=8 在 得 翻 邊 的 極 限 偏 差 為 × mm??6~101.20??預(yù) 沖 孔 直 徑 d=52-2×10+2×(1.2+3.6)-2×5.1=31.4mm;翻 邊 高 度 H 翻 邊 件 一 次 成 形 零 件 高 度 H 的 范 圍 為 ：m56.124.30???h8則 內(nèi) 孔 可 以 一 次 翻 邊 成 形2.4.2 外緣翻邊此 外 翻 是 外 凸 翻 邊 ， 也 稱 壓 縮 類 翻 邊 ， 其 變 形 性 質(zhì) 類 似 不 用 壓 邊 圈 的 淺 拉 深 。為 保 證 翻 孔 凸 緣 挺 直 ， 凸 模 與 凹 模 之 間 的 單 邊 間 隙 一 般 取 略 小 于 材 料2/Z厚 度 。t平 面 毛 坯 上 翻 孔 間 隙 ： ??tZ9.0~85.2/?2.4.2.1 外 緣 翻 邊 的 變 形 程 度河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)7外 翻 邊 的 變 形 程 度 可 用 下 式 表 示 ：圖 2.5 外緣翻邊展開(kāi)圖12RE??式中 ——翻邊變形程度 ；——展開(kāi)半徑（mm） ；1——凸緣半徑（mm） 。2R對(duì)于外凸翻邊???cos121??bM?外凸翻邊的變形程度為：cs*10TERb式中 ——外凸翻邊的變形程度（%） ；b ——翻邊凸緣高度（mm） ；——翻邊凸緣斜度（mm） ；?——工件表面半徑（mm） 。MR對(duì)于此工件 =90 則 ??1MR?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)8表 2.2 外凸翻邊的變形程度/%E凸 /%E凹15 102.4.2.2 外緣翻邊的翻邊系數(shù)計(jì)算表 2.3 外緣翻邊的翻邊系數(shù)翻邊系數(shù)材料（退火）K minK軟鋼 t=0.25~2mm 0.72 0.68由 t=1.2mm 在 0.25~2mm 之 間 ， 查 得 翻 邊 系 數(shù)； 07K?in0.68K?2.4.3 凸 模 與 凹 模 直 徑 的 計(jì) 算2.4.3.1 翻 邊 后 翻 邊 內(nèi) 徑翻 邊 后 翻 邊 內(nèi) 徑 略 有 縮 小 ， 因 此 ， 當(dāng) 翻 邊 內(nèi) 徑 有 公 差 要 求 時(shí) ， 凸 凹 模 直 徑 尺寸 按 下 式 確 定 。 （ 設(shè) 翻 邊 內(nèi) 徑 為 ） 。0d??凸 模 直 徑 ： pD??-（ +)凹 模 直 徑 ： (d??2z式 中 d——翻 邊 內(nèi) 徑 ；——翻 邊 內(nèi) 徑 上 偏 差 ；Z——凸 凹 模 單 邊 間 隙 ；——凸 凹 模 制 造 公 差 ， 一 般 采 用 IT7-IT9 級(jí) 精 度 。?（ 0.025~0.062）則 ： = =32.6 mm pD???-（ d+)0.431?（ ） 0.4?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)9=（ 31.4+1.2+2×1.0） =52.6 mm()dD????+2z.4?0.4?2.4.3.2 凸 凹 模 厚 度 計(jì) 算凸 凹 模 厚 度 H=D=31.4mm凸 凹 模 壁 厚 c=（ 130-52） /2-2×1.2=36.6mm凸 凹 模 圓 角 R=R =3.6mm工2.5 翻 邊 力 與 壓 力 中 心 的 計(jì) 算 ， 初 選 壓 力 機(jī)2.5.1 翻 邊 力 的 計(jì) 算2.5.1.1 內(nèi) 翻 翻 邊 力 計(jì) 算 ：翻 邊 力 一 般 不 大 ， 可 按 下 式 計(jì) 算 ：??stdDP????.式 中 ——翻 邊 直 徑 （ mm） ；——翻 邊 預(yù) 沖 孔 直 徑 （ mm） ；d——料 厚 （ mm） ；t——材 料 屈 服 點(diǎn) （ ）s?2/N表 2.4 材 料 屈 服 點(diǎn)材 料 性 能 抗 拉 強(qiáng) 度 b?屈 服 點(diǎn) s?Q215 鋼 340~2b?220Mpa查 上 表 得 ： =220Pmas?則 ， P=1.1 （ D-d） t?s?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)10=1.1×3.14×[52-（ 31.4-1.2） ]×1.2×220=19878.46N2.5.1.2 翻 外 緣 的 翻 邊 力 計(jì) 算 ：翻 邊 力 的 計(jì) 算 可 以 近 似 按 帶 壓 料 的 單 面 彎 曲 力 計(jì) 算 ：P=cLt b?式 中 P——翻 邊 力 （ N） ；c——系 數(shù) ， 可 取 0.5~0.8 ；L——彎 曲 線 長(zhǎng) 度 （ mm） ；t——料 厚 （ mm） ；——抗 拉 強(qiáng) 度 （ Mpa） 。b?查 表 一 得 ： ， 取 Pma ；340~2b?40b??則 ： P=cLt b?P=0.5×2×3.14×130×1.2×400=195936N根 據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 沖 壓 設(shè) 備 擬 選 J23—25 2.5.2 壓 力 中 心 的 確 定由 于 毛 坯 成 中 心 對(duì) 稱 ， 所 以 壓 力 中 心 取 毛 坯 的 中 心 。 （ 見(jiàn) 圖 5）2.5.3 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 計(jì) 算在 確 定 工 件 零 件 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 方 法 之 前 ， 首 先 要 考 慮 工 作 零 件 的 加 工 方 法 及 模具 裝 配 方 法 。 結(jié) 合 該 模 具 的 特 點(diǎn) ， 工 作 零 件 的 形 狀 相 對(duì) 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 所 以 工 件 零 件刃 口 尺 寸 計(jì) 算 按 分 開(kāi) 加 工 的 方 法 來(lái) 計(jì) 算 。 具 體 計(jì) 算 見(jiàn) 表 5 所 示 。表 2.5 刃 口 尺 寸尺 寸 及 分 類 尺 寸 轉(zhuǎn) 化 計(jì) 算 公 式 結(jié) 果 備 注河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)11毛 坯 預(yù) 孔 31.4? .0.3914?D=d+?0.6392??圖 2.6 壓 力 中 心2.5.4 卸 料 橡 膠 的 設(shè) 計(jì)卸 料 橡 膠 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 見(jiàn) 表 6。 選 用 的 4 塊 橡 膠 板 的 厚 度 務(wù) 必 一 致 ， 不 然 會(huì) 造成 受 力 不 均 勻 ， 運(yùn) 動(dòng) 產(chǎn) 生 歪 斜 ， 影 響 模 具 的 正 常 工 作 。表 2.6 卸 料 橡 膠 的 尺 寸 設(shè) 計(jì)項(xiàng) 目 公 式 結(jié) 果 備 注卸 料 板 工 作 行 程 h工 12th??工 4.2mm h =1,h =2橡 膠 工 作 行 程 H工 工 工 修 9.2mm h =5修橡 膠 自 由 高 度 自 由 4?工自 由 36.2mm 2%H?工 自 由河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)12橡 膠 的 預(yù) 壓 縮 量 H預(yù) 15%?預(yù) 自 由 5.52mm H?預(yù) 自 由15%每 個(gè) 橡 膠 承 受 的 載 荷1F1/4F卸 1731.6N 選 4 個(gè) 橡 膠橡 膠 的 外 徑 D [?21d+.（ /p） ]0.568mm較 核 橡 膠 自 由 高 度H自 由 0.5/.4HD??自 由 滿 足 要 求d=13， p=0.5 橡 膠 的 安 裝 高 度 ??預(yù)安 自 由 31mm