3922轉(zhuǎn)子軸承蓋成形沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

3922轉(zhuǎn)子軸承蓋成形沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)子,軸承,成形,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 1 頁(yè) 共 29 頁(yè)1.緒論在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，60%～90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而模具作為一種高附加值得技術(shù)密集型產(chǎn)品直接為為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)，又大量采用高新技術(shù)，因此模具已是高薪技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。而模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)制造水平的重要標(biāo)志之一。我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)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(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。因此努力學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)是我們每個(gè)模具專(zhuān)業(yè)學(xué)生義不容辭的責(zé)任。只有這樣我們才能夠更好的服務(wù)于本行業(yè)。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿(mǎn)，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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(lái)， 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(zhǎng)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(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)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(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 2 頁(yè) 共 29 頁(yè)體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)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(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)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(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)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(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)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(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀(guān)念落后，模具企業(yè)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)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(guó)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(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)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(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)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(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)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(jì)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)； 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 3 頁(yè) 共 29 頁(yè)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(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、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(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)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(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（ VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％1.3　深圓筒拉深件模具設(shè)計(jì)與制造方面河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 4 頁(yè) 共 29 頁(yè)1.3.1 深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱(chēng)沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱(chēng)為沖壓模具，簡(jiǎn)稱(chēng)沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專(zhuān)用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。（2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車(chē)縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專(zhuān)用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 5 頁(yè) 共 29 頁(yè)沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門(mén)越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車(chē)、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門(mén)中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t60%以上，多則 90%以上。不少過(guò)去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門(mén)要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。由于沖壓加工的零件種類(lèi)繁多，各類(lèi)零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來(lái)，可分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線(xiàn)分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱(chēng)沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類(lèi)工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱(chēng)為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級(jí)進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類(lèi)型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類(lèi)型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過(guò)定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 6 頁(yè) 共 29 頁(yè)回升時(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來(lái)，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)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(lái)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(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)……1.3.2 深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 20 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．2.深圓筒沖壓工藝的分析2.1 拉深件工藝分析原始資料：如圖所示 2 1-1 工件名稱(chēng)：轉(zhuǎn)子軸承蓋 材 料：08 鋼厚 度：2mm河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 7 頁(yè) 共 29 頁(yè)圖 2-1該工件為底部帶孔的階梯錐形拉深件，拉深高度不高，沖壓材料為 08 鋼，08 鋼的強(qiáng)度不高，而塑性和韌性甚高，有良好的沖壓、拉伸和彎曲性能，焊接性能良好。主要用于制造容易加工成形，而不要求強(qiáng)度的部件。大多數(shù)生產(chǎn)高精度薄鋼板，用于制造深沖壓和深拉延制品，又由于產(chǎn)品批量較大，工序分散的單一工序生產(chǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，應(yīng)考慮工序集中的工藝方法。經(jīng)綜合分析論證，若單一采用拉深、沖孔、落料復(fù)合模，則模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大。模具制造成本太高，而若采用級(jí)進(jìn)和復(fù)合的工藝方法則既能滿(mǎn)足生產(chǎn)量的要求，又能保證產(chǎn)品質(zhì)量和模具的合理性。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 8 頁(yè) 共 29 頁(yè)3.拉伸的計(jì)算3.1 計(jì)算毛坯尺寸：此工件的拉深為階梯形件的拉深，從形狀來(lái)說(shuō)相當(dāng)于若干直臂圓筒形件的組合，因此，其拉深變形特點(diǎn)同直臂圓筒形件的拉深基本相同，每一個(gè)階梯的拉深即相當(dāng)于相應(yīng)的圓筒形件的拉深?？梢园烟菪卫罴拿娣e分割成兩個(gè)梯形的面積計(jì)算?？梢园牙顖D分解為以下兩種形式求梯形的總直徑：河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 9 頁(yè) 共 29 頁(yè)圖 3-1圖 3-2圖 3-1 的計(jì)算公式為： 232121)(ddlD???圖 2-2 的計(jì)算公式為： )(22112dl??則拉深件的直徑為： 21D??總-22.42228.475)8.472.39(41.78.39 ???總 ..0.2.0?=59.07-22.42+23.57河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 10 頁(yè) 共 29 頁(yè)=60.2mma.確定是否加修邊余量：根據(jù)沖壓件相對(duì)高度：h /d =4.7/39.82=0.12＜0.221h/d=1.5/20.82=0.07＜0.22可以不考慮加修邊余量.b.確定是否需要壓邊圈：根據(jù)坯料相對(duì)厚度 0.23102.6＞??Dt式中 t——坯料厚度，mm所以不需要壓邊圈。3.2 檢查能否一次拉成判斷階梯形件能否一次拉成，主要根據(jù)零件的總高度與其最小階梯筒部的直徑之比，是否小于相應(yīng)的筒徑為 的直臂圓筒形件第一次了深深所允許的相對(duì)高度，ndnd即： nndhh//)(321 ?????式中 h ,h ,h ,…，h ——各個(gè)階梯的高度（mm） ；123nd ——最小階梯筒部的直徑（mm） ；h——直徑為 d 的圓筒形件第一次拉深時(shí)可能得到的最大高度；n——第一次拉深允許的相對(duì)高度；n/先計(jì)算相對(duì)厚度： 3.102.6???Dt凸緣相對(duì)直徑: 6.28.05??dt河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 11 頁(yè) 共 29 頁(yè)從沖壓成型工藝教材課本上 表 4.10 查出：=0.22ndh/2.04.1/)5.073()(21 ????因?yàn)?≤ =0.22，所以該階梯形件可以一次拉深成形。.0/)(21??ndhn/3.3 計(jì)算拉深系數(shù) 總m35.02.68Dd??總總3.4 拉深凹模的尺寸如下圖所示：圖 3-3河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 12 頁(yè) 共 29 頁(yè)3.5 拉深凸模的尺寸如下：圖 3-43.6 確定凸凹模圓角半徑：根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)上要求的未注圓角為 R1，則 m0.1?凸rm8.0r.?凸凹3.7 拉深件的拉深高度的計(jì)算：由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得： mH5.0,7.321?3.8 凸模與凹模間隙的確定：經(jīng)過(guò)查課本表 4.13 查得：拉深凸凹模單邊間隙為 0.5mm。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 13 頁(yè) 共 29 頁(yè)4.排樣設(shè)計(jì)4.1 排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距：首先查有關(guān)圖標(biāo)，確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值 b=5mm，側(cè)邊按圓形取搭邊值 a=2mm。級(jí)進(jìn)模步距為 60mm條料寬度按相應(yīng)的公式就算:B=(D+2a) 查有關(guān)表 =0.5,則：0??B=（55+2×2） =595.0.?畫(huà)出排樣圖，如圖 3-1 所示。圖 4-1河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 14 頁(yè) 共 29 頁(yè)5.計(jì)算沖壓力及沖壓設(shè)備的選擇5.1 計(jì)算工序沖壓力：①落料力： tLPτ落 3.1?=1.3×3.14×（55+ ×8）×320×2N32=143691.73N≈143.69KN式中 τ——材料抗剪強(qiáng)度，08 鋼 τ=260∽360MPa，取 τ=320MPa②卸料力; 落卸卸 PK?=0.04×143.69KN=5.75KN式中 ——修正系數(shù)， =0.04卸K卸K③拉深力： bdtPσπ拉 ?=0.45×3.14×47.82×2×400N=54055.7N≈54.06KN式中 K——修正系數(shù)，K=0.45——材料的強(qiáng)度極限，08 鋼 =324∽441MPa，取 =400MPab?b?b?河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 15 頁(yè) 共 29 頁(yè)④沖孔力：21P??沖)(3.21Dt??π=1.3×3.14×2×320×(13+2×4.2)N=55907.07N ≈55.91KN式中 ——工件孔直徑， =13mm1D1D——工件孔直徑， =42.mm2 2⑤推件力： 沖推推 PKn?=3×0.05×55.91KN≈8.39KN式中 n——沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n=3——推件力因素， =0.05推K推K⑥總沖壓力為： 推沖拉卸落 PP???=143.69+5.75+54.06+55.91+8.39=267.8KN5.2 確定壓力中心：根據(jù)圖 4-1 分析，工件圖形對(duì)稱(chēng)，故拉深時(shí) 的壓力中心在 上；沖孔落落P1O料時(shí) 的壓力中心在 上。沖P2O河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 16 頁(yè) 共 29 頁(yè)圖 5-15.3 沖壓設(shè)備的選擇:為使壓力機(jī)能安全工作，?。?總壓 機(jī) ∽（ PP)8.16?=1.7×267.8KN=455.26KN故選 JB23-63 的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：630kN滑塊行程：100mm最大封閉高度：400mm最大封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm工作臺(tái)尺寸：570mm×860mm工作臺(tái)墊板孔尺寸：φ400mm模柄孔尺寸：φ50mm×70mm工作臺(tái)墊板厚度：80mm河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 17 頁(yè) 共 29 頁(yè)6.模具零件主要工作部分尺寸計(jì)算6.1 沖模和拉深模刃口尺寸及公差的計(jì)算1.沖裁工序：工件尺寸精度查公差表均為 IT14 級(jí)，零件尺寸及公差見(jiàn)下表：查設(shè)計(jì)手冊(cè)：x=0.5, , ,mZ360.ax?mZ246.0in?；mZ14.0inax??凸模制造精度采用 IT6 級(jí)，凹模制造精度采用 IT7 級(jí)。2.拉深工序：工件未注公差，按 IT14 級(jí)，凸、凹模的制造精度采用 IT9 級(jí)；拉深單邊間隙 Z/2=1.1t。沖壓性質(zhì) 零件尺寸 計(jì)算公式 凹模尺寸(mm) 凸模尺寸(mm)落料 074.5??查公差表得： m20.30.??凸凹 ， ??5.2?凸凹 凹凹 ???0)(xDm3.003.6547???）（ _in)Z凸凹凸 （ ?02.02.38??）（由于 ＞ ,不滿(mǎn)足間隙公差條件，應(yīng)凸凹??minax縮小 ， 提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍。凹 凸取 Z068.)(6.04minax???凹凸 （?故 D068.354?凹 .?凸 068.354D??凹 046.35??凸河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 18 頁(yè) 共 29 頁(yè)沖孔 1.024??查公差表得： m08.012.??凸凹 ， ??)d(凸凸 ???x m08.08.254??）（ 凹凸凹 （ ???0in)Zd 12.012.6?）（因?yàn)椋?=0.02mm< =0.114mm凸凹 ?minaxZ?校核結(jié)果滿(mǎn)足間隙差要求，為降低制造成本，可按間隙差重新分配制造公差，得： Z068.)(6.044minax???凹凸 （?故 D08.5?凹 46.2?凸 068.54??凹D046.25??凸沖孔 2.013??查表得制造公差： m018.01.??凸凹 ， ??)d(凸凸 ???x018.018.325??）（ 凹凸凹 （ ???0min)Zd01.18.546?）（由于 =0.029< =0.114mm凸凹 ?minaxZ?故計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足間隙差的要求。01.35??凹D018.3??凸062._39?凸、凹模的制造公差按 IT9 級(jí)制造，查表得062.?凹凸 凹凹 ????)(xDm062.062.543879??）（ _)Z凸凹凸 （ ??062.062.1??）（ 062.5438??凹D062.143??凸河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 19 頁(yè) 共 29 頁(yè)拉深 052.??凸、凹模的制造公差按 IT9 級(jí)制造，查表得m052.?凹凸 ?凹凹 ????)(xD052.052.6197??）（ _)Z凸凹凸 （ ??m052.052.1???）（ 052.619??凹D052.1??凸6.2 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸：a.凹模外形尺寸的確定：凹模厚度 H 的確定（按經(jīng)驗(yàn)公式）H=kb(H≥15mm)其中，b 為最大型孔的寬度尺寸，取 55mm；k 為系數(shù)，查沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)，取0.28；則：H=0.28×55=15.4mm查設(shè)計(jì)手冊(cè)確定凹模厚度，H=25mm。凹模長(zhǎng)度的確定：L=2×步距+工件寬+2c ?。翰骄?60mm；工件=55mm則 L=2×60+55+2×34=243mm凹模厚度 B 的確定：河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 20 頁(yè) 共 29 頁(yè)t=2mm，沖件 b=62mm，c=34mm故 B=b+2c=55+2×34=123mm依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，按沖模標(biāo)準(zhǔn)確定凹模外形尺寸為：250×125×25b.凸模長(zhǎng)度 的確定：凸L凸模長(zhǎng)度計(jì)算為： YhL??321凸其中 導(dǎo)料板厚 ；卸料板厚度 ；凸模固定板厚度 ；mh81?mmh183?凸模修磨量 Y=18mm；則： L56182??凸6.3 校核沖壓設(shè)備基本參數(shù)①模具閉合高度校核： 2????墊凸凹下上閉 HH=40+40+25+56+8-2=159mm沖床的最大閉合高度為 400mm,安裝模具時(shí)，需在工作臺(tái)面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可配制。②沖裁所需總壓力 KN，沖床的公稱(chēng)壓力 ， ，滿(mǎn)足生8.267?總PkN630?公P公總 ＜ P產(chǎn)要求。③模具最大安裝尺寸為 280×390，沖床工作臺(tái)臺(tái)面尺寸為 570×860，能滿(mǎn)足模具正確安裝。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 21 頁(yè) 共 29 頁(yè)7.編制模具主要零件加工工藝規(guī)程7.1 凹模加工工藝規(guī)程：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件，凹模加工工藝規(guī)程見(jiàn)下表：工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容1 下料 φ100×105（按等體積發(fā)計(jì)算后再加上鍛造的燒損量）2 鍛造 將毛坯短程尺寸為 255mm×130mm×30mm 的平面六面體3 熱處理 退火（消除鍛造后殘余內(nèi)應(yīng)力；降低硬度）4 銑平面 銑六面達(dá)尺寸 251mm×126mm×26mm（磨削余量單面 0.5mm）5 平磨 模上下達(dá)平面，留精磨余量 0.2mm；與卸料板、凸模固定板疊合磨一對(duì)垂直側(cè)基面，并對(duì)角尺6 鉗工畫(huà)銷(xiāo)孔、螺釘過(guò)孔及漏料中心位置線(xiàn)；鉆、鉸銷(xiāo)釘孔 4×φ 、2×φ 、φ 、鉆螺釘過(guò)孔 016.8?068.4?01.52?4×φ8.57 立銑 銑各漏料孔8 坐標(biāo)鏜與卸料板、凸模固定板疊合，以一對(duì)側(cè)基面定位，按圖示位置，在各型孔中心鉆穿絲孔 φ2mm；并鏜固定擋料釘安裝孔 φ 013.6?河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 22 頁(yè) 共 29 頁(yè)9 熱處理 淬火、回火達(dá)硬度 60∽64HRC10 平磨 磨上下平面達(dá)圖；磨一對(duì)垂直側(cè)基面對(duì)角尺11 退磁12 線(xiàn)切割 按充血切割型孔，切割幸免留研磨余量 0.015mm13 研磨型孔 鉗工研磨型孔達(dá)設(shè)計(jì)要求7.2 落料凸模加工工藝規(guī)程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件，落料凸模加工工藝規(guī)程件下表：工序號(hào) 工序名稱(chēng) 序內(nèi)容1 備料 備制尺寸為 70mm×60mm×63mm 的矩形鍛件2 熱處理 退火（消除鍛后參與內(nèi)應(yīng)力；降低硬度）3 粗加工毛坯 銑六面保證尺寸4 磨平面 磨兩大平面及相鄰的側(cè)面保證垂直5 鉗工劃線(xiàn) 畫(huà)刃口輪廓線(xiàn)6 銑型面 按線(xiàn)銑刃口型面留單面余量 0.3mm7 熱處理 淬火達(dá)硬度 58∽62HRC8 磨端面 磨端面保證與型面垂直河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 23 頁(yè) 共 29 頁(yè)9 磨型面 成形磨削刃口型面達(dá)設(shè)計(jì)要求10 鉗工 修磨刃口達(dá)設(shè)計(jì)要求河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 24 頁(yè) 共 29 頁(yè)8.模具的裝配與調(diào)試模具裝配沒(méi)有嚴(yán)格的工藝規(guī)程，裝配工藝規(guī)程由模具鉗工掌握。但模具裝配都有一定得裝配順序。例如：級(jí)進(jìn)模先裝配下模，再以下模為基準(zhǔn)裝配上模；復(fù)合模是先裝凸凹模，然后裝凹模和凸模，最后總裝；導(dǎo)板模則以卸料板為基準(zhǔn)件進(jìn)行裝配；無(wú)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的模具，可以先裝配下模，也可以先裝配上模等。冷沖模裝配的主要技術(shù)要求是保證凸、凹模的均勻配合間隙。裝配過(guò)程如下：① 以下模座為基準(zhǔn)件，壓裝導(dǎo)柱。② 按下模座的中心線(xiàn)為基準(zhǔn)，找正凹模的位置，用平行夾將凹模與下模座加緊，以凹模上的螺釘過(guò)孔、銷(xiāo)孔為引導(dǎo)，在下模座上鉆螺紋孔底孔、攻螺紋、鉆、鉸銷(xiāo)孔；按凹模型孔在模座上劃出漏料孔線(xiàn)，取下凹模，銑下模座上漏料孔。③ 將固定卸料板對(duì)凹模的長(zhǎng)側(cè)面找正平行，校正左、右位置后與凹模一起夾緊；再找正另一塊導(dǎo)料板后也與凹模一起夾緊；然后翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，按凹模配作固定卸料板上的螺釘過(guò)孔和銷(xiāo)孔。④ 在導(dǎo)料板上裝始用擋料釘。先將一塊導(dǎo)料板對(duì)凹模的長(zhǎng)側(cè)面找正平信，校正左、右位置后與凹模一起夾緊；再找正另一塊導(dǎo)料板后也與凹模一起夾緊；然后翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，按凹模配作導(dǎo)料板上的螺釘過(guò)孔和銷(xiāo)孔。⑤ 將凹模、固定卸料板、導(dǎo)料板都裝在下模座上，以圓柱銷(xiāo)定位、用螺釘連接。⑥ 以上模座為上模部件的基準(zhǔn)件，壓裝導(dǎo)套。⑦ 在上模座上壓裝模柄后磨平，騎縫配鉆、鉸防轉(zhuǎn)銷(xiāo)孔，裝上防轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘、⑧ 以凸模固定板與凸模組件的基準(zhǔn)件，壓裝上拉深凸模、沖孔凸模、落料凸模，鉚接后磨平凸模尾部和端部。⑨ 將拉深凸模、沖孔凸模、落料凸模插入凹模的型孔，在凸模固定板與凹模之河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 25 頁(yè) 共 29 頁(yè)間墊高等墊塊，使凸模插入凹模型孔的深度保持在 1mm 左右；放上墊板，裝上上模座（導(dǎo)套套在導(dǎo)柱上） ，用平行夾將凸模固定板、墊板與上模座夾持在一起（不完全夾緊） ；將模具整個(gè)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，用透光法通過(guò)下模座的漏料孔觀(guān)察，調(diào)整凸、凹模配合間隙的均勻性，調(diào)整好后擰緊平夾；將模具再翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，輕擊上模座使凸模從凹模型孔中退出，墊紙?jiān)嚊_，再調(diào)整、再試沖，直至間隙均勻?yàn)橹?。?擰緊平夾，取下上模部件；配鉆螺釘孔、配鉆、鉸銷(xiāo)釘孔、? 裝上銷(xiāo)釘和螺釘。? 將裝配好的模具裝在沖床上試沖，檢查送料是否通暢，凸、凹模配合間隙是都均勻，步距是否正確，卸料是否靈活，沖件是否符合圖紙要求。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 26 頁(yè) 共 29 頁(yè)9.總結(jié)寫(xiě)到這里自己的心情才會(huì)有些少許的輕松和微微的成就感，因?yàn)樽约阂贿呍诠S(chǎng)工作實(shí)習(xí)空閑了才能做做畢業(yè)設(shè)計(jì)，時(shí)間倉(cāng)促。所以自己所做的設(shè)計(jì)拿到工廠(chǎng)可到會(huì)有許多的實(shí)際性問(wèn)題。但這畢竟是自己運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)做出來(lái)的。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)三年基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)綜合情況的總結(jié)，也是我們每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的初步體現(xiàn)，它不僅可以讓我們把三年所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，更是給自己的大學(xué)交上的一份完整的答卷，所以我還是很認(rèn)真地區(qū)做這件事情了。這段時(shí)間里，我自我感覺(jué)是最充實(shí)的。工作的同時(shí)我又系統(tǒng)的回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)三年所學(xué)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是設(shè)計(jì)出一套模具，模具的概念在我的腦海里曾是籠統(tǒng)的，經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了一個(gè)詳細(xì)的了解：模具的應(yīng)用范圍，模具的大體結(jié)構(gòu)，模具的工作原理以及模具的設(shè)計(jì)、制造工藝要求等。畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)知識(shí)穿插的過(guò)程，也是一個(gè)充分總結(jié)自己大學(xué)所學(xué)知識(shí)的過(guò)程，同樣更是一個(gè)查找漏洞全面提高的過(guò)程。遺憾的是自己因?yàn)楣ぷ鞑荒軐?zhuān)心地在學(xué)校查漏補(bǔ)缺，雖然在公司學(xué)到了很多實(shí)際的知識(shí)但錯(cuò)過(guò)了最后在學(xué)校進(jìn)行系統(tǒng)的理論知識(shí)的提高。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，查看了很多專(zhuān)業(yè)書(shū)籍一起相關(guān)的資料來(lái)形成自己的設(shè)計(jì)思路，計(jì)算步驟，之后應(yīng)用這些成型的東西來(lái)形成最終的設(shè)計(jì)圖紙。在圖紙繪制方面，我印象較深，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了一遍 CAD ，把以前沒(méi)用過(guò)或用的比較少的功能，這次“一網(wǎng)打盡” ，設(shè)計(jì)完成后，感覺(jué)自己的制圖水平比以前提高很多，這也是這次設(shè)計(jì)最為受益的一方面。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械制圖、沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)等一系列的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的應(yīng)用，也使我認(rèn)識(shí)到了曾經(jīng)老師在課堂上教我們理論知識(shí)的實(shí)踐妙用，也讓我知道了理論結(jié)合實(shí)踐的重要性。當(dāng)然，自己的設(shè)計(jì)還有很多不足的地方，由于時(shí)間倉(cāng)促，查資料不全以及個(gè)人學(xué)識(shí)水平有限，都沒(méi)有得到很好的解決，請(qǐng)各位老師批評(píng)、指正。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也得到了于智宏老師的悉心指導(dǎo)和公司技術(shù)人員的幫助。在此我再一次致以深深地謝意！河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 27 頁(yè) 共 29 頁(yè)河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 28 頁(yè) 共 29 頁(yè)致謝首先向我的指導(dǎo)老師于智宏老師致謝，她仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)思路提出了許多改進(jìn)性的建議。于智宏老師扎實(shí)的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，讓我永難忘記。設(shè)計(jì)中對(duì)我嚴(yán)格的要求，自我認(rèn)為甚至是苛刻的要求。雖然讓我很頭痛但使我受益匪淺，真的感激她。感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校，感謝諸位恩師的的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的同窗王浩同學(xué)，我們做的是同一個(gè)制件但用的卻是不同的方案和他在一起討論、研究使我受益非淺。也認(rèn)識(shí)到了自己的差距和不足。寫(xiě)到最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)和生活中認(rèn)識(shí)了很多可欽可敬的老師和可愛(ài)的的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！寫(xiě)到這里突然有一種離別的傷痛，我想說(shuō)一聲老師我們畢業(yè)了，我們也會(huì)努力地。同學(xué)們海闊憑魚(yú)躍，天高任鳥(niǎo)飛，鳥(niǎo)不飛天高在哪里？同學(xué)們讓我們展翅高飛吧！河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 29 頁(yè) 共 29 頁(yè)參考文獻(xiàn)【1】原紅玲. 主編《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.【2】王新華，袁聯(lián)富.主編《沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.【3】劉建超，張寶忠. 主編《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》. 北京：宮燈教育出版社，2004.【4】楊占堯. 主編《沖壓模具圖冊(cè)》. 北京：高等教育出版社，2008.【5】王孝培. 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