3776 油封沖壓成形與模具設計

3776 油封沖壓成形與模具設計,沖壓,成形,模具設計 油封沖壓成形工藝及模具設計摘要：設計著重介紹了制件的成型工藝，及模具結構設計。通過對制件的工藝分析，確定了工藝方案。并設計了一套倒裝復合模具。在設計同時利用參考資料，確定了各工作零件的尺寸。并較多的考慮了模具結構的調整性、易更換性及模具成本。同時在模具設計內容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對初學沖壓模具模設計者有一定的參考價值。本設計從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用CAD進行各重要零件的設計。關鍵詞： 沖孔； 落料； 復合模； 壓力機The Capping of oil pressing formed technologyand mold designAbstract: The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft, and mold structural design. Through to the workpiece craft analysis, has determined the craft plan. And has designed set of true things compound molds. Uses the reference during the design, has determined each work components size. And many considerations mold structure adjustment, easy replacement and mold cost. Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content, the processing craft and the assembly craft, to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key words: Punching Blanking the compound mold. Press 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計任務書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學 生 姓 名 : 朱廣才 學 號: 061304113 設計題目：油封沖壓成形與模具設計 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日 ~5 月 15 日 指 導 教 師: 原紅玲 2009 年 3 月 12 日畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：本設計題目為油封沖壓成形工藝與模具設計，通過設計，應對沖壓工藝生產較為熟悉，能熟練使用相關設計手冊，獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：（1）了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析油封工藝并確定其工藝方案；（3）模具主要設計計算；（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；（5）得出設計結論。 原始資料：工件圖及其尺寸見說明書，材料：08 鋼厚度：1.8mm生產批量：大批量所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計題目：油封沖壓成形工藝與模具設計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模 具061班 學生姓名 朱廣才 學 號 061304113 指導教師 原紅玲 2009 年 5 月 20 日插圖清單圖（1） 制件 ..................................................................6圖（2）制件拆分 ..............................................................8圖（3） 排樣 ..................................................................9圖（4）落料凹模 .............................................................16圖（5）凸凹模 1 .............................................................17圖（6）凸凹模 2 .............................................................17圖（7）沖孔凸模 .............................................................18圖（8）卸料板 ...............................................................19圖（9）推件塊 ...............................................................20圖（10）打板 ................................................................21圖（11）模具裝配 ............................................................22圖（12）裝配圖 ..............................................................24機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 磨削 工序號 05零件名稱 沖孔凸模 零件號 00-11零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12MoV 58-62HRC設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具磨床 磁力夾具、 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 磨圓周面 70 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 2 磨刃口端面 80 砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 3 磨上端面 70 砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/ s 800r/min一次 4 磨退刀槽大端面 80 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min設 計 者 朱廣才 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 03零件名稱 凹模 零件號 00-02零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12 58-62HRC設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具銑床 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 銑上平面 φ75 面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min一次 2 銑下平面 φ75 面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min一次 3 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min300r/min一次 4 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min300r/min設 計 者 張紹坤 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 磨削 工序號 09零件名稱 拉深凸模（沖孔凹模） 零件號 00-15零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12MoV 58-62HRC設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具磨床 磁力夾具、 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 磨周面 70 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 2 磨刃口端面 80 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 3 磨上端面 70 砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/ s 800r/min一次 4 磨內孔 80 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min設 計 者 張少坤 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-11 沖孔凸模設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時1 備料： m1024???鋸床 虎鉗 鋸片 直尺2車：按圖車削， 0.8 以下留雙aR?邊余量 0.1-0.2mm，兩端留有反頂尖長度車床 三抓卡 盤 車刀 游標卡 尺3 熱處理：退火，40-45HRC，彎曲≤1mm4 車：研磨反頂尖 車床 三抓卡 盤 車刀5 外圓磨：磨削 1.6 及以下表面，aRm?尺寸磨至中限范圍磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺6 鉗工：拋光 0.8 外圓a 虎鉗 游標卡 尺7 線切割：切去反頂尖 快絲機 床 復式支撐夾具 鉬絲8 熱處理：淬火、回火，58-62HRC9 磨削：研磨刃口，與凹模配合保證最小間隙 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺編制： 朱廣才 校對： 審核： 批準： 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-02 凹模板設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時1 備料：按照尺寸 120mm×80mm×將?毛坯鍛成圓形鍛床 虎鉗 鍛錘 直尺2 熱處理：退火3 加工毛坯：銑六面,厚度留單邊磨量 0.2~0.3mm 銑床 虎鉗 端銑刀 游標卡 尺4 磨平面：磨厚度到上限尺寸,磨側基面保證互相垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺5 鉗工：劃各凹模輪廓,螺孔,銷孔位置輪廓線 劃針 量規(guī)6 線切割：按圖切割各凹模刃口處,保證雙面間隙 快絲機 床 復式支撐夾具 鉬絲 游標卡 尺7 鉗工：鉆鉸 4Xφ14mm 、4Xφ10mm、10mm 的光孔 鉆床 虎鉗 鉆頭、 鉸刀 游標卡 尺8 熱處理：淬火、回火，58-62HRC9 磨端面：端面，保證與型面垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺10 磨型面：研磨刃口，與凹模配合保證最小間隙 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺編制： 朱廣才 校對： 審核： 批準： 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-15 拉深凸模設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時1 備料：按尺寸 80mm×60mm 將毛坯?鍛成圓柱形形鋸床 虎鉗 鋸片 直尺2 熱處理：退火3 加工毛坯：銑（刨）六面，保證尺寸 銑床 虎鉗 面銑刀 游標卡 尺4 磨平面：磨上下平面及兩垂直面，保證垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺5 鉗工：加工螺紋孔 虎鉗 量規(guī)6 銑：銑削外輪廓，留余量 0.2-0.3mm 銑床 虎鉗 周銑刀 游標卡 尺7 線切割：沖孔凹模 快絲機 床 復式支撐夾具 鉬絲 游標卡 尺8 熱處理：淬火、回火，58-62HRC9 磨端面：端面，保證與型面垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺10 磨型面：研磨刃口，與凹模配合保證最小間隙 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺編制： 朱廣才 校對： 審核： 批準： 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書11 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。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(jù)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(xiàn)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 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.國內模具的現(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(xiàn)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(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，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書2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(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(shù)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(xiàn)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(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)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產自用。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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、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。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； 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書33）模具掃描及數(shù)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。1.2　國外模具的現(xiàn)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(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(xiàn)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、法國、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(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 落料拉深沖孔件模具設計的設計思路落料、拉深、沖孔都是是沖壓基本工序，它是利用模具在壓力機作用下，將平板坯料制成開口空心加底部開口的零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉體零件，還可以加工盒河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書4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。只有認真學習落料、拉深、沖孔的基礎理論以及其變形特點后，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(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決變形中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。帶底部開孔的圓筒件是最典型的拉深沖孔件，其工作過程很簡單就一個拉深和沖孔，根據(jù)計算確定它可以一次拉深成功.根據(jù)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(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)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。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書52 沖壓件的工藝分析及工藝方案的確定2.1 沖壓工件的工藝分析圖（1）制件工件名稱：燈罩生產批量：中批量材料：08 鋼厚度：1.8mm圖（1）所示零件材料為 08 鋼板，為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。外形落料的工藝性：該無凸緣筒形件屬于中小尺寸零件，料厚 1.8mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。拉深的工藝性：觀察零件圖可知尺寸精度要求一般，屬于不帶帶凸緣的淺拉深。此工件為帶底孔的圓筒形工件，要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書6滿足拉深的工藝要求，可采用落料拉深沖孔工序加工。工件底部圓角半徑 r＝4mm,外形尺寸為 25mm， 25mm 的公差等級為 IT14 級，滿足拉深工序對工件公差等級的要求。工?件的總體高度到最后可由修邊達到要求；沖孔按 IT7 級查取公差值。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產。2.2 工藝方案確定該零件所需的基本沖壓工序為落料、拉深、沖孔?？蓴M訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡單模分三次加工，即落料——拉深——沖孔。方案二：落料拉深沖孔復合模。方案三：落料沖孔級進模，再拉深。 采用方案一，生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構比較復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。故應采用的模具為落料拉深沖孔復合模，3 落料、拉深、沖孔的工藝計算3.1 毛坯尺寸計算河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書71）該工件為無凸緣筒形件，根據(jù)體積不變原理，及相似原理，用解析法確定毛坯尺寸，如下圖 ，將工件分為三個簡單的幾何體。圖（2）制件拆分中心層計算H=8.5 d= 21.4 r=4mm t=1.8mm?2）確定修邊余量 h?根據(jù)拉深件的相對高度 h/d=8.5/21.4=0.397，由于拉深件的相對高度較小，其修邊余量可以直接取 1mmH=(8.5+1)mm=9.5mm計算毛坯尺寸 mrdrdHD 4.356.04.217.5.94.214.2160222 ????????為滿足拉深要求取 D=34mm3）判斷能否一次拉深成功工件總的拉深系數(shù)： 63.04/.21/??Ddm總工件的拉深相對高度：H/d=9.5/21.4 .0相對限度由 t/D=1.8/34 查手冊得，無凸緣筒形件第一次拉深的極限29.510??系數(shù) M1=0.5 查手冊得：無凸緣筒形件首次拉深的極限相對高度 h1/d1=0.94 由于 m 總=0.63＞m1 H/d=0.44＜h1/d1 故此工件能一次拉深出來。4）確定是否用壓邊圈 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書8根據(jù)拉伸件的相對厚度 t/D 拉伸件相對限度較小，所以不必采用度邊29.510??圓3.2 排樣及材料利用率根據(jù)沖壓件的尺寸及形狀特征采用單排排樣，如下圖（3）所示，圖（3）排樣查設計手冊選擇搭便值。送料進距：S=D +a=34+1.2=35.2mm條料寬度：b=D+2a=34+2 1.5=37mm?D 是指平行送料方向的沖壓寬度。板料的規(guī)格選用：1.8mm 1000mm 2000mm每張鋼板的裁板條數(shù)：為方便裁板采用橫裁。5437201?n每條才裁板上的沖壓件數(shù)河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書9個28.35/10B2 ??Sn每張鋼板上的沖壓件數(shù)個15285421???n總板料的利用率： 069102074.3150r 22 ????LBn??總3.3 計算工序壓力1.落料力的計算 ?kltF?落式中 —落料力；落F—沖裁件剪切周邊長度 ；Lm—沖裁件材料厚度 ；t—被沖材料的抗剪強度 ；?MPa—系數(shù)，一般取 。K3.1落料力為： KNF974.08.06. ????落2.沖孔力的計算 ?LtF3.1?沖式中 ——工件內輪廓周長（ ）Lm河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書10mL3.28914.3???則 KNF867.190.1. ??沖3. 拉深力計算由于零件為淺拉深，可按有壓邊圈的圓筒形件近似計算。按下式計算： bdtkF???拉式中 ——拉深力（ ） ；拉FNd——拉深件直徑；——材料厚度；t——材料的強度極限（ ）,查手冊σ b= ； b?MPaMPa40——修正因數(shù)。k拉伸系數(shù) 。 查表得修正因數(shù)63.0421?Ddm7.0?k則 KNF172.8..370???拉5.卸料力的計算 落卸卸 FK??式中—卸料力系數(shù)；查手冊知卸K03.卸則卸料力為： KNF25.974..???卸河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書116.推件力的計算： 落料凹模采用直壁式凹模，按式：計算 沖推推 FnK?式中 ——推件力因數(shù)，查表得 ；推 1.0?推K——卡在凹模內的工件數(shù)。n采用直壁式凹模，有板料厚度查有關數(shù)據(jù)，得到刃口高度取h=7.2mm n= 48.127th?則推件力為 KNF95.786.1904???推故工序總力： KNF168.95.786.172.35.974. ????推沖拉卸落總3.4 壓力中心的確定由于該零件是中心對稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。 4 模具的總體結構設計河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書124.1 模具類型設計經分析,應采用復合模結構。4.2 模具具體結構設計1.正、倒裝結構的確定根據(jù)上述分析，采用倒裝復合模具可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。2.送料方式的確定因是大批量生產，采用手動送料方式。3.定位裝置的確定因該制件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。4.導向方式的選擇為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導尺寸不大，但其作用用來密封液體，且精度要求現(xiàn)對較高，采用中間導柱圓形模架。5. 卸料、壓料方式本模具采用倒裝結構,卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從孔洞中落下。6. 出件方式本模具采用倒裝結構，工件留在落料凹?？锥粗校瑧诎寄？自O置推件塊推出。 5 主要零部件設計河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書135.1 主要零件刃口尺寸計算由表查得沖裁模刃口雙面間隙 。 mZZ328.0,25.0axmin??1. 落料刃口尺寸的計算落料件精度要求不高，可以按照IT14査取其公差值。的凹模的制造公差由表查得 。62.034?? m02.,03.??凸凹 ??由于 。故采用凹模與凸模分別加工方法。因數(shù)由表查得 。minaxZ??凸凹 ? 5.0?XmXD03.03.0 69625.34??? ??????）（）（ 凹凹 ?Z 02.02.0min 47.9. ??）（）（ 凸凹凸 ?2.沖孔刃口尺寸的計算油封件對孔的精度要求較高，采用配做法制造凸、凹模。以沖孔模為基刃，計算凸、凹模刃口尺寸：對于 的孔，按照IT7級査取公差值為：m9?015.9??查表得其磨損系數(shù)x=0.75利用公式 計算凸模刃口尺寸4/0maxjA????）（式中 —孔的最大尺寸；axX—磨損系數(shù)；河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書14△—孔的公差值。 38.059A??凸沖孔凹模尺寸按照凸模刃口尺寸配作，其基本尺寸與凸模相同，不標注公差，在技術要求中注明配合間隙最小值為0.225mm。3.拉深工作部分尺寸的計算拉伸凸模和凹模的單邊間隙可按表中式 計算， ，故 。tz12/?mz8.12/?z6.3?由于拉深工件的公差為 級，故凸凹模的制造公差可采用 級的精度，查表得7IT7IT,按下式可計算凸模、凹模的尺寸及公差：m021.?凹凸 ?pD???0inax)(凹 PZ????max75.凸對于 62.04??md05.0984)75.(???凹凹 ?Z05.321. ????凹凸 ?5.2主要工作零部件的外形尺寸設計1 落料凹模落料凹模采用整體式，考慮到要在上面開導料銷孔，檔料銷孔及螺栓孔等，將其總體尺寸設計為 200×40，刃口尺寸5.1已經計算出。銷孔、螺紋孔與下模座配作加工，其結?構如下圖：河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書15圖（4）落料凹模2 落料凸模（拉深凹模）凸模長度一般是根據(jù)模具結構而設計的，應盡可能選用或參照國家標準，凸模長度一般按下公式計算，即 12Lllt??式中 L—凸模長度—凸模固定板厚度1l—卸料板厚度 2l—增加厚度.l—材料厚度t為了減小沖裁力，將拉深凸模的高度低于落料凹模 4mm，相當于階梯沖裁，保證了沖壓設備以及模具的安全。由于倒裝結構，拉深凹模向下運行，使凸模對板料進行拉深工藝。在凸凹模內需要設置推件裝置，將留在拉深凹模內的工件推出，需要增加模具長度。綜合考慮，取凸凹模長度為 85mm。其外形結構及尺寸如圖（5）所示：河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書16圖（5）凸凹模 13 拉深凸模沖孔凹模的設計凸凹模是復合模具中常見的結構，在本設計中絕大部分是凸凹模，所以凸凹模的設計是本設計中的重中之重，凸凹模內外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。此凸凹模的精度決定產品是否滿足應用要求，其結構及尺寸精度如圖（6）所示：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書17圖（6）凸凹模 24 沖孔凸模的設計沖孔凸模的外形尺寸〔工作尺寸〕由前面的計算確定。凸模長度一般是根據(jù)模具結構而設計的，應盡可能選用或參照國家標準，凸模長度一般按下公式計算，即 12Lllt??式中 L—凸模長度—凸模固定板厚度1l—卸料板厚度 2l—增加厚度.包括凸模修邊余量、凸模進入凹模深度(0.5～1mm)凸模卸料板與固定板l之間的安全距離等.（在此模具中還應加上凸凹模的長度） ?！牧虾穸萾根據(jù)裝配圖個零件的裝配位置關系，計算出沖孔凸模的長度為 93.5mm。由于凸模長度過長，淬火后其硬度必須達到要求，并且在淬火之后增加回火熱處理，已增加其內部的韌性，使其剛度滿足使用要求。在凸模外面的推料塊與凸模配合關系為 ，對凸模的h7/H剛度起到維護作用。其結構如下：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書18圖（7）沖孔凸模5.3 卸料零件的設計1 卸料板的設計由于本工件表面要求較高，與板料接觸的下底面表面粗糙度要求較高。選用彈性卸料板查得其厚度為 10mm，由 2 個彈簧提供卸料力，卸料板結構如下圖（8）所示：圖（8）卸料板5.3.2 推件塊的設計拉深成型后的制件留在拉深凹模內，由推件塊推出，推件塊對凸模的剛度也起到維護作用。其結構如下圖（9）所示:河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書19圖（9）推件塊5.4 定位零件的設計在本模具中采用的是條料，所以選用導料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條的定位，導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。擋料銷起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結構簡單、制造容易，在模具中廣泛應用作定距。5.5 打料裝置的設計在本模具中采用打桿推動連接推桿來完成打料動作，打桿穿過模柄凸露在模具的外面，當完成一次沖裁時壓力機滑塊回程，打桿與壓力機的打料橫桿相碰，打桿推動連接推桿將卡在凸凹模的凹?？變鹊墓ぜ蛳隆４虬鍒D（10）如下：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書20圖(10)打板5.6 連接裝置的設計在本模具中選用凸緣 C 型模柄，通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉動。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235鋼.其支撐面應垂直于模柄的軸線(垂直度不應超過 0.02:100)模柄在本模具選用標準尺寸，并根據(jù)前文壓力機的參數(shù)確定模柄的直徑和長度。5.7 頂件裝置的設計及模具裝配關系確定模具在工作過程作，生產處的制件也有可能不在拉深凹模中，而是包在了拉深凸模上，因此需要頂件裝置。頂件裝置是有定件塊與橡膠墊配合組成的。為了減小沖裁力，將模具刃口位置設計成不同時工作，如下圖（11）：河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書21圖（11）模具裝配1-拉深凸模（沖孔凹模） 2-橡膠墊 3-凹模4-定件塊 5-卸料板 6-落料凸模（拉深凹模）7-推件塊 8-沖孔凸模 9-導料銷5.8模架的選取根據(jù)凹模結構選取后側導柱模架，規(guī)格如下（mm）：凹模固界： 200mm?上模座（GB/T2855.11） 200×45?下模座（GB/T255.11） 200×55導柱（GB/T.2861.1） 分別為 32×16035×160導套（GB/T2861.6 ) 分別為 45×105×43?50×105×43 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書226 沖壓設備的選用 為使機械壓力機能安全工作，取 由上面的計算知F總總壓 機 ）（ 8.1~6.?F=188.168KN故 KNF 069.3168.1.8.1~6. ????總壓 機 ）（根據(jù)公稱壓力來選取壓力機參照手冊適用壓力型號為J23-35,其主要參數(shù)如下： 公稱壓力：350KN滑塊行程：80mm最大閉和高度：280mm封閉高度調節(jié)量：60mm工作臺尺寸（前后×左右）：380mm×610mm工作臺尺寸（前后×左右×直徑）200×290×260模柄孔尺寸：Φ50mm×70mm河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書237 模具總裝圖及裝配7.1 模具總裝圖圖（12）裝配圖1-下模座 2-凹模 3-導柱 1 4-彈簧 5-導套 6-上模座7、10、24、29-緊固螺釘 8、30-銷釘 9-墊板 11-模柄12-打桿 13-推件板 14-推桿 15-卸料螺釘 16-凸模固定板17-凸凹模固定板 18-導套 2 19-凸凹模 20-沖孔凸模21-推件塊 22-導柱 2 23-卸料板 25-導料銷 26-定件塊河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書2427-橡膠墊 28-拉深凸模（落料凹模） 31-擋料銷由以上設計，可得到模具的總裝圖即是上圖，其工作過程是：模具在工作時，將毛坯（即條料板）放在凹模上沿導料銷 25 送進，擋料銷 31 進行定位，模具下行落料凸模完成落料，上模繼續(xù)下行，拉深凸模對落的料進行拉深，拉深完成后，沖孔凸模 20 進行沖孔，此時完成落料、拉深、沖孔。當落料凸模隨上?；厣龝r，條料由卸料板 23 卸下，零件制品在推料板及打桿的作用下完成卸件，沖孔廢料由凹模洞中落下，如此繼續(xù)完成下一次工作。7.2 模具的裝配總裝時，首先應根據(jù)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，此模具為復合模所以用凸凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據(jù)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(xiàn)問題，并及時調整和修理直至模具沖出合格零件為止。1 裝配前的準備1)通讀設計圖樣，了解導板落料模的結構特點。本模具的裝配工藝要點是：凸模與凹模的間隙的均勻。2) 查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經檢驗合格。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，可采用直接裝配方法。結合模具結構特點，對凸模、凹模先進行分組裝配，再進行總裝配。選用以凸凹模為基準件，先裝配下模，再裝配上模及輔助零件。2 裝配模柄將模柄壓入上模座后，鉆、鉸螺紋。3 裝配凸模按照壓入法操作要求，將沖孔凸模壓入固定板中，檢查凸凹模相對固定板基準面的垂直度，并刃入凸模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入，認定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書254 裝配下模將整體凹模，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。5 裝配上模將組裝好的拉深凸模安裝在上模座上，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。 6 試切用紙試沖，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。7.3 裝配其他零件并試模模安裝頂桿，壓邊圈，檢查打料機構工作的可靠性。卸料板在沖壓前還起到壓料的作用，所以它在最低位置時，應突出凸凹模刃口 0.2-0.5mm.安裝卸料板和彈簧，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低 0.2-0.5mm.在設計指定的壓力機上，裝配好的模具進行試沖。試模時重點檢查打料機構和頂出機構的動作是否及時、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機上行到上死點時，條料和頂出的工件都應該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時清除。裝配后應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出沖孔凸模工作端面 2-4mm.結 束 語大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書26及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。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。在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機械廠的生產實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。本次畢業(yè)設計課題為油封模具設計，油封的形狀結構一般，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的高度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化模具結構。便于以后的操作、調整和維護。油封沖壓成形工藝及模具的設計，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，要想做為一名合格的模具設計人員，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。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書27致 謝首先感謝本人的導師原紅玲老師，她幫我仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。原老師在模具行業(yè)里學識淵博，為人熱情，一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，在她的指導下使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！同時，我還要感謝材料工程系模具專業(yè)的所有老師，有了他們的敬業(yè)教導，才有了我專業(yè)知識的積累和進步。感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。最后,感謝我的同窗學友，因為我們有共同的理想與追求。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！雖然此文歷經幾次修改，但由于筆者水平有限，文中仍會存在許多不足和缺陷，敬請諸位老師和學友不吝批評指正，以使我更加深入地研究和提高！參 考 文 獻[1]楊占堯主編. 沖壓模具圖冊.北京.高等 教育出版社 ，2008.3河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書28[2]原紅玲主編. 沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，2008.8[3]中國模具設計大典編委會主編. 中國模具設計大典。南昌江西科學技術出版社， 2003.1[4]郝濱海主編. 沖壓模具簡明設計手冊。北京：化學工業(yè)出版社，2004.11[5]王樹勛主編. 模具實用技術設計手冊。華南理工大學出版社， 1995.6[6]楊玉英主編. 實用沖壓工藝與模具設計手冊。北京：機械工業(yè)出版社，2004.7[7]王孝培主編. 實用沖壓技術手冊。北京：機械工業(yè)出版社， 2001.3[8]劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設計與制造。北京：高等教育出版社，2002.3[9]吳伯杰編著. 沖壓工藝與模具。北京：電子工業(yè)出版社，2001.5[10]周玲編著. 沖模設計實例詳解。化學工業(yè)出版社，2003.4[11模具實用技術叢書編委會。沖模設計應用實例。機械工業(yè)出版社，2001.8[12]馬正元. 沖壓工藝與模具設計。機械工業(yè)出版社，2000.6