拉深模具設(shè)計論文

濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目 拉深模具 系別 機電系 專業(yè) 機電 -體化 班級 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 日期 2006 年 12 月 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 拉深模具的設(shè)計 設(shè)計要求： （ 1） 模具結(jié)構(gòu)必須滿足精沖工藝要求，并能在工作狀態(tài)下形成壓應(yīng)力體系； （ 2） 模具具有較高的強度和剛度，功能可靠，導(dǎo)向精度好； （ 3） 認(rèn)真考慮模具的潤滑、排氣，并能可靠清除沖出的零件及廢料； （ 4） 合理選用精沖模具材料、熱處理方法和模具零件的加工工藝性 ； （ 5） 模具結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，具有良好的經(jīng)濟性。 設(shè)計進度： 四周設(shè)計時間： 一周時間查資料； 一周時間做整理資料； 一周時間整理電子稿； 一周時間修改內(nèi)容； 指導(dǎo)教師（簽名）： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘 要 . 1 前 言 . 2 1拉深模的設(shè)計要求 . 3 1.1 分析零件圖 . 3 1.2 確定沖壓件的總體工藝過程 . 4 1.3 確定模具的類型和結(jié)構(gòu)尺寸進行模具設(shè)計 . 6 1.4 合理選擇沖壓設(shè)備 . 7 2 拉深模 . 9 2.1 分析零件的工藝性 . 9 2.2 確定工藝方案 . 14 2.3 進行必要的計算 . 14 2.4 模具總體設(shè)計 . 16 2.5 模具主要零部件設(shè)計 . 16 2.6 選定設(shè)備 . 16 2.7 繪制模具總圖 . 17 2.8 繪制模具零件圖 . 17 結(jié) 論 . 24 致 謝 . 25 參 考文獻 . 26 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 摘 要 不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何 ,其生產(chǎn)過程一般都是從原材料剪切下料開始，經(jīng)過各種沖壓工序和其他必要的輔助工序（如退火，酸洗，表面處理等）加工出圖紙所要求的零件。對于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件，還需要經(jīng)過切削，焊接或鉚接等加工，才能完成。沖壓件工藝過程的制定和模具設(shè)計是冷沖壓課程設(shè)計的主要內(nèi)容。進行沖壓設(shè)計就是根據(jù)已有的生產(chǎn)條件，綜合考慮影響生產(chǎn)過程順利進行的各方面因素，合理安排零件的生產(chǎn)工序，最優(yōu)地選用，確 定各工藝參數(shù)的大小和變化范圍，設(shè)計模具，選用設(shè)備等，以使零件的整個生產(chǎn)過程達到優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低耗，安全的目的 沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計的依據(jù)，而良好的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，又是實現(xiàn)工藝過程的可靠保證，若沖壓工藝有改動，往往會造成模具的返工，甚至報廢。沖制同樣的零件，通常可以采用幾種不同方法工藝過程設(shè)計的中心就是依據(jù)技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，生產(chǎn)上高效，使用上安全可靠的原則，使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項技術(shù)要求的前提下，達到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟效益 沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析該 零件的形狀特點，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單，且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求，如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性不好，則應(yīng)在不影響產(chǎn)品使用要求的前提下，向設(shè)計部門提出修改意見 沖壓加工方法是一種先進的工藝方法，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點而廣泛使用。由于模具費用高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟性起著決定性作用，批量越大，沖壓加工的單件成本就越低 ，批量小時，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時采用其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟效果。例如在零件上加工孔，批量小時采用鉆孔比沖孔要經(jīng)濟；有些旋轉(zhuǎn)體零件，采用旋壓比拉深會有更好的經(jīng)濟效果。所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益 關(guān)鍵詞：沖壓件 拉深 落料 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 前 言 模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的扎制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié) 約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度取決于模具工業(yè)的發(fā)展。 90 年代到 21 世紀(jì)初我國有計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟過渡，也初步建立了形的經(jīng)濟體制的時期，也是國際產(chǎn)業(yè)結(jié)重組、國際分工不斷深化、科技技術(shù)突飛猛進發(fā)展的時期。在經(jīng)濟和科技技術(shù)、市場等各個 方面我們不斷與世界接軌。我們抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)堅決貫徹“以科技為先導(dǎo)，以質(zhì)量主體”的方針，進一步推動企業(yè)的振興。而要實現(xiàn)振興就必須不斷提高企業(yè)的產(chǎn)品自主開發(fā) 能力和制造水平 隨著 經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，雖然模具種類繁多，但在 “ 十一五 ” 期間其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又 具 有較高 的 技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給、需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。又由于模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì) 量，縮短模具生產(chǎn)周期及降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點來發(fā)展。 而 且應(yīng)該 是目前已有一定基礎(chǔ)，有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 1 拉深模的設(shè)計要求 不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何 ,其生產(chǎn)過程一般都是從原材料剪切下料開始，經(jīng)過各種沖壓工序和其他必要的輔助工序（如退火， 酸洗，表面處理等）加工出圖紙所要求的零件。對于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件，還需要經(jīng)過切削，焊接或鉚接等加工，才能完成。沖壓件工藝過程的制定和模具設(shè)計是冷沖壓課程設(shè)計的主要內(nèi)容。進行沖壓設(shè)計就是根據(jù)已有的生產(chǎn)條件，綜合考慮影響生產(chǎn)過程順利進行的各方面因素，合理安排零件的生產(chǎn)工序，最優(yōu)地選用，確定各工藝參數(shù)的大小和變化范圍，設(shè)計模具，選用設(shè)備等，以使零件的整個生產(chǎn)過程達到優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低耗，安全的目的。 工藝過程設(shè)計的基本內(nèi)容 沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計的依據(jù)，而良好的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，又是實現(xiàn)工藝過程的可靠保 證，若沖壓工藝有改動，往往會造成模具的返工，甚至報廢。沖制同樣的零件，通?？梢圆捎脦追N不同方法。工藝過程設(shè)計的中心就是依據(jù)技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，生產(chǎn)上高效，使用上安全可靠的原則，使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項技術(shù)要求的前提下，達到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟效益。 沖壓件工藝過程設(shè)計的主要內(nèi)容和步驟是： 1.1 分析零件圖 產(chǎn)品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)，設(shè)計沖壓工藝過程要從分析產(chǎn)品的零件圖人手。分析零件圖包括技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面： 1.1.1 沖壓加工的經(jīng)濟性分析 沖壓加工方法是一種先進的工藝方法 ，因其生產(chǎn)率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點而廣泛使用。由于模具費用高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟性起著決定性作用，批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時采用其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟效果。例如在零件上加工孔，批量小時采用鉆孔比沖孔要經(jīng)濟；有些旋轉(zhuǎn)體零件，采用旋壓比拉深會有更好的經(jīng)濟效果。所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。 1.1.2 沖壓件的工藝性分析 沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技 術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。良好的工 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單，且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求，如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性不好，則應(yīng)在不影響產(chǎn)品使用要求的前提下，向設(shè)計部門提出修改意見，對零件圖作出適合沖壓工藝性的修改。 1 另外，分析零件圖還要明確沖壓該零件的難點所在，對于零件圖上的極限尺寸，設(shè)計基準(zhǔn)以及變薄量，翹曲，回彈，毛刺大小和方向要求等要特別注意， 因為這些因素對所需工序的性質(zhì)，數(shù)量和順序的確定，對工件定位方法，模具制造精度和模具結(jié)構(gòu)形式的選擇，都有較大影響。 1.2 確定沖壓件的總體工藝過程 在綜合方析，研究零件成形性的基礎(chǔ)上，以材料的極限變形參數(shù)，各種變形性質(zhì)的復(fù)合程度及趨向性，當(dāng)前的生產(chǎn)條件和零件的產(chǎn)量質(zhì)量要求為依據(jù)，提出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟上合理的原則對各種方案進行對比，分析，從而選出最佳工藝方案（包括成形工序和各輔助工序的性質(zhì)，內(nèi)容，復(fù)合程度，工序順序等），并盡可能進行優(yōu)化。 1.2.1 選擇沖壓基本工序 剪裁 ，落料，沖孔，切邊，彎曲，拉深，翻邊等是常見的沖壓工序，各工序有其不同的性質(zhì)，特點和用途。有些可以從產(chǎn)品零件圖上直觀地看出沖壓該零件所需工序的性質(zhì)。例如平板件上的各種型孔只需要沖孔，落料或剪切工序；開口筒形件則需拉深工序。有些零件的工序性質(zhì)，必須經(jīng)過分析和計算才能確定。如圖 2.0 (a)和 (b)分別為油封內(nèi)夾圈和外夾圈沖壓件，兩個沖壓件形狀基本相同，只是直邊高度和外徑不同經(jīng)分析計算，內(nèi)夾圈可選用落料沖孔和翻邊，共兩道工序；而外夾圈選用落料，拉深，沖孔和翻邊等四道工序來加工較為合理。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 圖 2.0 油封內(nèi)夾圈和外夾圈的沖壓工藝過程 a) 油封內(nèi)夾圈 b)油封外夾圈 材料： 08 鋼，厚度： 0.8mm 1.2.2 確定沖壓次數(shù)和沖壓順序 沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復(fù)進行的次數(shù)。對于拉深件，可根據(jù)它的形狀和尺寸，以及板料許可的變形程度，計算出拉深次數(shù)。其它如彎曲件，翻邊件等的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸以及極限 變形程度來決定。 沖壓順序的安排應(yīng)有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。主要根據(jù)工序的變形特點和質(zhì)量要求來安排，確定沖壓順序的一般原則如下： (1).對于有孔或有缺口的平板件，如選用簡單模時，一般先落料，再沖孔或切口，使用連續(xù)模時，則應(yīng)先沖孔或切口，后落料。 (2).對于帶孔的彎曲件，孔邊與彎曲區(qū)的間距較大，可先沖孔，后彎曲。如孔邊在彎曲區(qū)附近或孔與基準(zhǔn)面有較高要求時，必須先彎曲后沖孔。 (3).對于帶孔的拉深件，一般都是先拉深后沖孔，但是孔的位置在零件底部，且孔徑尺寸要求不高時，也可先在毛坯上沖孔，后拉深。 (4).多角彎曲件，應(yīng)從材料變形和彎曲時材料移動兩方面考慮安排先后順序，一般情況下先彎外角，后彎內(nèi)角。 (5).對于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應(yīng)先成形內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。 (6).整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成形以后進行。 1.2.3 工序的組合方式 一個沖壓件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，因此，編制工藝方案時，必須考慮是采用簡單模一個個工序沖壓呢？還是將工序組合起來，用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。通常，模具的選用主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量，尺寸大小和精度要求等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡 可能地組合在一起，采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單模。濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)；若選用自動送料，一般用連續(xù)模沖壓；為避免多次沖壓的定位誤差，常選用復(fù)合模生產(chǎn)，當(dāng)用幾個簡單模制造費用比復(fù)合模高，而生產(chǎn)批量又不大時，也可考慮用將工序組合起來，選用復(fù)合模生產(chǎn)。 工序的組合方式，可選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模。一般來說，復(fù)合模的沖壓精度比連續(xù)模高，結(jié)構(gòu)緊湊，模具輪廓面積比連續(xù)模?。坏?，連續(xù)模的生產(chǎn)率較高，操作比較安全，容易實現(xiàn)單機自動化生產(chǎn)， 若裝上自動送料裝置，可適用小件的自動沖壓。常見的復(fù)合模和連續(xù)模的工序組合方式，可按圖 1-2-1 選用。 1.2.4 輔助工序 對于某些組合沖壓件或有特殊要求的沖壓件，在分析了基本工序，沖壓次數(shù)，順序及工序的組合方式后，尚須考慮非沖壓輔助工序，如鉆孔，鉸孔，車削等機械加工，焊接 ,鉚合 ,熱處理，表面處理，清理和去毛刺等工序。如多次拉深工序之間，為消除加工硬化，要進行退火處理；為除銹要酸洗等。這些輔助工序可根據(jù)沖壓件結(jié)構(gòu)特點和使用要求選用，安排在各沖壓工序之間進行，也可安排在沖壓工序前或后完成。 依據(jù)所確定的零件成 形的總體工藝方案，確定并設(shè)計各道沖壓工序的工藝方案。內(nèi)容包括：確定完成本工序成形的加工方法；確定本工序的主要工藝參數(shù)；根據(jù)各沖壓工序的成形極限，進行必要的工藝計算，如彎曲件的最小彎曲半徑，一次翻邊的高度等；確定毛坯的形狀，尺寸和下料方式，計算材料利用率，確定各工序的成形力，計算本工序的材料，能源，工時的消耗定額等，由所定的工藝方案計算并確定每個的工件形狀和尺寸，繪出各工序的工件圖。 1.3 確定模具的類型和結(jié)構(gòu)尺寸進行模具設(shè)計 1.3.1 模具類型和結(jié)構(gòu)形式的確定 根據(jù)確定的工藝方案，沖壓件的形狀特 點，精度要求，生產(chǎn)批量，模具的制造和維修條件，操作的方便性與安全性要求，以及利用和實現(xiàn)機械化自動化的可能性等確定選用復(fù)合模，連續(xù)?；蛘吆唵文?。應(yīng)特別注意使模具類型，模具的結(jié)構(gòu)形式與模具的強度，剛度，使用壽命要求等取得協(xié)調(diào)一致。復(fù)合模常常遇到強度問題，如落料，沖孔及翻邊集中到一副復(fù)合模上，而翻邊高度又小，這時，復(fù)合模的凸凹模壁厚薄，不能滿足強度要求。 1.3.2 工件定位方式的選擇 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 工件在模具中的定位主要考慮定位基準(zhǔn)，上料方式，操作安全可靠等因素。選擇定位基準(zhǔn)時應(yīng)盡可能與設(shè)計基準(zhǔn)重合，如果不重合，就需 要根據(jù)尺寸鏈計算理論重新分配公差，把設(shè)計尺寸換算成工藝尺寸。不過，這樣將會使零件的加工精度要求提高。當(dāng)零件是采用多工序分別在不同模具上沖壓時，應(yīng)盡量使各工序采用同一基準(zhǔn)。為使定位可靠，應(yīng)選擇精度高，沖壓時不發(fā)生變形和移動的表面作為定位表面。沖壓件上能夠用作定位的表面隨零件的形狀不同而不同，平板零件最好用相距較遠的兩孔定位，或者一個孔和外形定位；彎曲件可用孔或形體定位；拉深件可用外形，底面或切邊后的凸緣定位。 1.3.3 工件定位方式的選擇 計算模具的工作零件，定位，壓料和卸料零件，導(dǎo)向零件，連接和緊固 零件要盡量按冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn) (GB2851 2875-81)選用，若無標(biāo)準(zhǔn)可選用，再進行設(shè)計。此外還有彈簧 ,橡皮的選用和計算。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要進行強度校核。如設(shè)計計算確定了凹模的結(jié)構(gòu)尺寸后，可根據(jù)凹模周界選用模架；模具的閉合高度，輪廓大小，壓力中心應(yīng)與選用設(shè)備相適應(yīng)，并畫出模具結(jié)構(gòu)草圖。 1.3.4 繪制模具總裝配圖 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)草圖繪制正式裝配圖，裝配圖應(yīng)能清楚地表達各零件之間的相互關(guān)系，應(yīng)有足夠說明模具結(jié)構(gòu)的投影圖及必要的剖面，剖視圖。還應(yīng)畫出工件圖，排樣，填寫零件明細(xì) 表和技術(shù)要求等。 1.3.5 繪制模具零件圖 按照模具的總裝配圖，拆繪模具零件圖。零件圖應(yīng)標(biāo)注全部尺寸，公差 ,表面粗糙度，材料及熱處理，技術(shù)要求等。 1.4 合理選擇沖壓設(shè)備 根據(jù)零件的大小，所需的沖壓力（包括壓料力，卸料力等），沖壓工序的性質(zhì)和工序數(shù)目，模具的結(jié)構(gòu)型式，模具閉合高度和輪廓尺寸，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的情況，來決定所需設(shè)備的類型，噸位，型號和數(shù)量。選擇設(shè)備和設(shè)計模具的工作是相互聯(lián)系的，許多工作可交叉進行或同時進行。如先根據(jù)計算的沖壓力，粗選的設(shè)備不大，但模具的輪廓尺寸大時，可重選大些的設(shè)備，使設(shè)備的閉 合高度，漏料孔的尺寸與模具的結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)。通常，設(shè)計模具和選擇壓力機應(yīng)注意下列幾點： 1 為保證沖模正確和平衡地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機滑塊濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 中心線相重合，以免滑塊受偏心載荷，從而減少沖模和壓力機導(dǎo)軌的不正常磨損。 2 模具的閉合高度 H 應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度 Hmax 和最小裝模高度 Hmin 之間，即滿足關(guān)系式 Hmin+10mmHHmax-5mm 壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點時，滑塊下表面至工作臺墊板上表面之間的距離。 3 對于深拉深的模具，要計算拉深功，校核壓力機的電機功率。 4 拉深，彎曲工序一般需要較大行程，在拉深中，為了便于安放毛坯和取出工件，要校具出件時壓力機的行程，其行程不小于拉深件高度的 2.5 倍。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 2 拉深模 拉深模及翻邊模： 零件名稱： 180 柴油機通風(fēng)口座子 生產(chǎn)批量：大批大量 村料： 08 酸洗鋼板 零件簡圖：如圖 2.1 所示。 圖 2.1 通風(fēng)口座子 2.1 分析零件的工 藝性 這是一個不帶底的階梯零件，其尺寸精度、各處的圓角半徑均符合拉深工藝要求。該零件形狀比較簡單，可以采用落料拉深成二階形階梯和底部沖孔一翻邊的方案加工。但是能否一次翻邊達到零件所要求的高度，需要進行計算。 2.1.1 翻邊工序計算 一次翻邊所能達到的高度： 按照相關(guān)表取極限翻邊系數(shù) 由相應(yīng)公式計算： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 而零件的第三階高度 由此可知一次翻邊不能達到零件高度要求，需要采用拉深成三階形階梯件并沖底孔，然后翻邊。第三階高度應(yīng)該為多 少，需要幾次拉深，還需斷續(xù)分析計算。 計算沖底孔后的翻邊高度 （見圖 2.2）： 圖 2.2 拉深后翻邊 取極限翻邊系數(shù) 拉深凸模圓角半徑取 由相關(guān)公式得翻邊所能達到的最大高度： 取翻邊高度 計算沖底孔直徑 ： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 實際采用 。 計算需用拉深拉出的第三階高度 。 根據(jù)上述分析計算可以畫出翻邊前需要幾次拉深成的半成品圖，如圖 2.3 所示。 圖 2.3 翻邊前半成品形狀 2.1.2 拉深工序計算 圖 2.3 所示的階梯形半成品需要幾次拉深，各次拉深后的半成品尺寸如何，需進行如下拉深工藝計算。 計算毛坯直徑及相對厚度： 先作出計算毛坯分析圖，如圖 2.4 所示。為了計算方便，先按分析圖中所示尺寸，根據(jù)彎曲毛坯展開長度計算方法求出中性層母線的各段長度并將計算數(shù)據(jù)列于表 1 中。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 圖 2.4 計算毛坯分析圖 表 1 毛料計算附表（ mm） 根據(jù)公式計算得毛坯直徑： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 計算相對厚度： 確定拉深次數(shù)： 根據(jù) 由以上計算可得拉深次數(shù)為 2，故一次不能拉成。 計算第一次拉深工序尺寸： 為了計算第一次拉深工序尺寸，需利用等面積法，限第二次拉深后的面積和拉深前參與變形的面積相等，求出第一次 拉深工序的直徑和深度。 由于參與第二次拉深變形的區(qū)域是從圖 2.4 中的 開始，因此以 開始計算面積，并求出相應(yīng)的直徑。 查相應(yīng)表得第二次拉深系數(shù)： 因此，第一次應(yīng)拉成的第二階直徑 為了確保第二次拉深質(zhì)量，充分發(fā)揮板材在第一次拉深變形中的塑性潛力，實際定為： 按照公式（ 4-7c）求得： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 這樣就可以畫出第一次拉深工序圖，如圖 2.5 所示： 上述計算是否正確，即第一次能否由 的平板毛坯拉深成圖 2.3 所示的半成品，需進行核算。階梯形零件，能否一次拉成，可以用下述近似方法判斷，即求出零件的高度與最小直徑之比 ，再按圓筒形零件許可相對高度得其拉深次數(shù)，如拉深為 1，則可一次拉成。 根據(jù)圖 2.5 所示： ， ， ， 查相關(guān)表得拉深次數(shù)為 1，則說明圖 2.5 所示半成品可以由平板毛坯一次拉成。 2.2 確定工藝方案 通過上述分析計算可以得出該零件的正確工藝方案是 ：落料、第一次拉深，壓成如圖2.5 所示的形狀；第二次拉深、沖孔，壓成如圖 2.3 所示的形狀；第四道工序為翻邊，達到零件形狀和尺寸要求，如圖 2.1 所示。共計四道工序。 現(xiàn)在我們以第一次拉深模為例繼續(xù)介紹設(shè)計過程。 圖 2.5 第一次拉深工序圖 2.3 進行必要的計算 2.3.1 計算總拉深力 根據(jù)相對厚度 ，按照公式判斷要使用壓邊圈。 按照公式計算得拉深力為： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 壓邊力為： 式中 的值按相應(yīng)表選取為 總拉深力： 2.3.2 工作部分尺寸計算 該工件要求外形尺寸，因此以凹模為基準(zhǔn)間隙取在凸模上。 單邊間隙 凹模尺寸按公式（ 4-33a）得： 式中 由表查得。 凸模尺寸按公式得： 圓角處的尺寸，經(jīng)分析，若該處是以凸 模成形，則以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上；若是以凹模成形，則以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 2.4 模具總體設(shè)計 勾畫的模具草圖，如圖 2.6 所示： 初算模具閉合高度： 外輪廓尺寸估算為： 圖 2.6 模具結(jié)構(gòu)草圖 2.5 模具主要零部件設(shè)計 該模具的零件比較簡單，可以在繪制總圖時，邊繪邊設(shè)計。 2.6 選定設(shè)備 本 工 件 的 總 拉 深 力 較 小 ， 僅 有 322000N ， 但 要 求 壓 力 機 行 程 應(yīng) 滿 足 ：，同時考慮到壓力要使用氣墊，所以實際生產(chǎn)中選用有氣墊的3150000N 閉式單點壓力機。其主要技術(shù)規(guī)格為： 公稱壓力： 3150000 N 滑塊行程： 400 mm 連桿調(diào)節(jié)量： 250 mm 最大裝模高度： 500 mm 工作臺尺寸： 1120 1120 mm 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 2.7 繪制模具總圖 模具總圖，如圖 2.7 所示： 圖 2.7 座子拉深模（第一次） 2.8 繪制模具零件圖 由以上的總體設(shè)計可以得出：凸模零件圖、凹模零件圖、凹模與推件板零件圖，對于第三道拉深沖孔工序和第四道翻邊工序僅介紹總裝圖。 零 件 明 細(xì) 表 2 序號 名稱 數(shù)量 材料 熱處理 1 上模座 1 HT200 2 內(nèi)六角螺釘 M12 70 10 45 HRC40 45 3 內(nèi)六角螺釘 M12 25 6 45 HRC40 45 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 4 頂桿 1 45 HRC40 45 5 模柄 1 Q235(A5) 6 圓柱銷 12n6 100 2 45 HRC40 45 7 凹模與推件板 1 T8A HRC56 60 8 凹模 1 T8A HRC56 60 9 凸模 1 T8A HRC56 60 10 卸料板 1 Q235(A3) 11 頂桿 4 45 HRC40 45 12 下模座 1 HT200 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 技術(shù)要求： 熱處理： HRC56 60 材料： T8A 圖 2.8 凸模零件圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 技術(shù)要求： 工作部分熱處理： HRC56 60 材料： T8A 圖 2.9 凹模零件圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 技術(shù)要求： 熱處理： HRC56 60 材料： T8A 圖 2.10 凹模與推件板零件圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 圖 2.11 座子拉深沖孔復(fù)合模（第二次拉深） 1上模座； 2頂料銷； 3星形板； 4模柄； 5頂桿； 6墊板； 7凸模固定板； 8導(dǎo)套； 9導(dǎo)柱； 10凸模； 11凹模； 12凹模與推件板； 13凸模； 14 下模座。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 圖 2.12 座子翻邊模（第四道工序） 1上模座； 2凹模； 3托料板； 4翻邊凸模； 5下模座； 6頂桿。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 結(jié) 論 通過這段時間的努力和在劉澤元老師的指導(dǎo)下最終完成了自己都畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計過程中，我多次查閱圖書館的相關(guān)資料，經(jīng)過多次修改和反復(fù)計算，最終完成，在此期間，劉澤元老師給我做了多次的修改，提供了很大幫助，畢業(yè)設(shè)計是在完成了三年的專業(yè)課程學(xué)習(xí)，和 生產(chǎn)實習(xí)結(jié)束之后進行的最后的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。此次設(shè)計我綜合運用所學(xué)的專業(yè)課，結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中所積累的知識和經(jīng)驗，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過查閱大量相關(guān)課題書籍，參照資料，按照設(shè)計任務(wù)書，逐步完成了畢業(yè)設(shè)計。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計 ,使我初步掌握了沖壓成形的基本原理 ；掌握了沖壓工藝過程和沖壓模具設(shè)計的基本方法 ；具有擬訂一般復(fù)雜程度沖壓件的工藝過程和設(shè)計一般復(fù)雜程度沖壓模具的能力 ；通過這次的設(shè)計使我已經(jīng)能夠運用所學(xué)基本知識 ,分析和解決生產(chǎn)中常見的沖壓工藝及模具方面的問題 .使我 三年來所學(xué)的知識得以系統(tǒng)化，初步掌握了一些設(shè)計 的技巧，鍛煉了理論聯(lián)系實際，獨立分析，解決實際問題