輪圈再次拉伸落料

1、 2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 材 料 院、 部： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 陳 勇 指導(dǎo)教師： 郭雪娥 職 稱： 教 授 專 業(yè)： 材料成型及其控制工程 班 級： 0902班 學(xué) 號： 09201240224 2013年6月湖南工學(xué)院2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：材料成型與控制工程指導(dǎo)教師郭雪娥學(xué)生姓名陳 勇課題名稱湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)設(shè)計(jì)圖紙模具總裝圖一張全部模具零件圖紙（其中至少有一張電腦繪圖）所有圖紙折合成0號圖不得少于3張。設(shè)計(jì)說明書1、資料數(shù)據(jù)充分，并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。2、計(jì)算過程詳細(xì)、完全。3、公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式

2、的出處。4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。5、說明書要求用計(jì)算機(jī)打印。6、設(shè)計(jì)說明書按要求格式獨(dú)立撰寫，不少于12000字。自選一個(gè)重要模具零件編制加工工藝路線，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，并編制加工工藝卡和工序卡。翻譯一篇本專業(yè)外文文獻(xiàn)（10000個(gè)以上印刷符號），并附譯文。擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)1、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的沖壓件的同時(shí)，力求成本低、模具壽命長。2、設(shè)計(jì)的冷沖模必須保證操作安全、方便。3、沖模零件必須具有良好的工藝性，即制造裝配容易、便于管理。4、便于搬運(yùn)、安裝、緊固到?jīng)_床上并且方便、可靠。5、保證模具強(qiáng)度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容備注第12周（2.25

3、3.8）畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研第34周（3.113.22）集中實(shí)習(xí)第514周（3.255.31）畢業(yè)設(shè)計(jì)第15周（6.56.10）畢業(yè)答辯主要參考資料、冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)劉心治主編重慶大學(xué)出版社、沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)萬戰(zhàn)勝主編 鐵道出版社、沖模設(shè)計(jì) 吉林人民出版社、實(shí)用沖壓技術(shù) 機(jī)工出版社、冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料 機(jī)工出版社、模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 馮炳堯等編 上海出版社7、沖壓工藝模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)鄭家賢編機(jī)械工業(yè)出版社8、實(shí)用板金沖壓工藝圖集梁炳文主編機(jī)械工業(yè)出版社9、幾何量公差與檢測甘永立主編上海科學(xué)技術(shù)出版社10、機(jī)械制造專業(yè)英語章躍主編機(jī)械工業(yè)出版社教研室意見年 月 日學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)意

4、見年 月 日湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題目湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名陳勇班級學(xué)號09201240224專業(yè)材料成型及其控制工程一、課題任務(wù)的學(xué)習(xí)與理解通過實(shí)踐與查閱相關(guān)資料，拖拉機(jī)輪圈是一個(gè)有底的且?guī)уF形階梯的階梯型殼形零件,大端跟小端的直徑相差較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但其高度不大，零件的尺寸精度也不高，沒有壁厚均勻的要求，可以用拉深的方法來完成零件殼形部分的成型，再利用沖孔，切邊來完成零件的加工。根據(jù)帶錐形階梯的階梯形零件的工藝性要求，零件的階梯形部分不能一次拉深成形，應(yīng)該先拉深其大端直徑的階梯部分，接著拉深其錐形階梯部分，最后拉深其小端直徑的階梯部分。因?yàn)榱慵?/p>

5、加工工序比較多，如果利用單工序模，則所需的模具比較多，且成本高，效率低，但是如果采用復(fù)合?；蛘呒夁M(jìn)模，則模具的設(shè)計(jì)和加工難度大，模具的維修也會比較麻煩，但是零件的生產(chǎn)效率會較單工序模成倍的提高，零件的生產(chǎn)成本也會在此因素下大副的降低。綜合考慮到模具的生產(chǎn)成本和加工難易，零件的生產(chǎn)批量及生產(chǎn)效率，為了使產(chǎn)品所獲得的經(jīng)濟(jì)效率最高，可將落料和大端直徑階梯拉深成形這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（落料、拉深復(fù)合模）；小端直徑階梯和其底部的加強(qiáng)筋這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（拉深、成形復(fù)合模）；零件的錐形階梯部分利用一副模具完成（拉深模）；小孔部分利用一副模具來完成（沖孔模），順便完成零件的整形；零

6、件的修邊工作則利用后續(xù)機(jī)械加工來保證。用三副模具來完成此零件的落料、拉深工序和一副模具來完成零件的沖孔工序，加上修邊工序，總共需5道工序來完成該零件的加工。本課題拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)則是對第二副模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，屬拉深、成形復(fù)合模。二、調(diào)研綜述 拉深、成形復(fù)合模屬冷沖壓模具，冷沖壓是在常溫下，利用沖模在壓力機(jī)上對板料或坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得零件所需的形狀、尺寸的一種壓力加工的方法。利用沖壓模具生產(chǎn)可以保證產(chǎn)品的尺寸精度，使產(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)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制港胞或鋼帶為配料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率

7、高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和材料等一系列優(yōu)點(diǎn)。而模具則是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和模具技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)，共同發(fā)展的。應(yīng)該說，冷沖模具的研究和創(chuàng)新對于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有積極意義。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和質(zhì)量提高的要求。三維CAD/CAM系統(tǒng)的成功應(yīng)用，使得計(jì)算機(jī)不再僅僅是設(shè)計(jì)過程中的繪圖工具，也是設(shè)計(jì)者進(jìn)行空間思維的輔助工具。三維設(shè)計(jì)，已成為產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這

8、些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。三、實(shí)施方案1、分析沖壓零件的工藝性 分析沖壓件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合沖壓工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。a、沖壓件的形狀和尺寸：沖壓件的形狀和尺寸不同，對沖壓工藝要求也不同；b、沖壓件的尺寸精度：沖壓件的精度與沖壓工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)；c、尺寸標(biāo)注：沖壓件的尺寸標(biāo)注應(yīng)符合沖壓工藝要求；d、生產(chǎn)批量：生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用

9、級進(jìn)模和高效率和沖壓設(shè)備來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時(shí)，可采用單工序模具等進(jìn)行生產(chǎn)來降低模具的制造費(fèi)用；e、其它方面:在對沖壓件進(jìn)行工藝分析時(shí)，除了考慮上述因素外，還應(yīng)分析沖壓件的厚度、板料性能及沖壓基本工序常見的生產(chǎn)問題對沖壓工藝性的影響。2、確定工藝方案及模具型式a、根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的沖壓基本工序，如落料、沖孔、拉深、整形等；b、根據(jù)初步工藝計(jì)算，確定工序數(shù)目，如沖壓次數(shù)、拉深次數(shù)等；c、根據(jù)各工序的變形特點(diǎn)、質(zhì)量要求等確定工序順序；e、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時(shí)，沖壓工序應(yīng)聘可能地組合在一起，用

10、復(fù)合模沖壓；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。3、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算a、計(jì)算毛坯尺寸，進(jìn)行排樣和計(jì)算條料寬度及材料利用率；b、計(jì)算沖壓力（沖裁力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等），對厚板沖裁、拉深工藝，還需要計(jì)算沖裁功和拉深功及功率；c、確定模具壓力中心；d、計(jì)算凸凹模工作部分尺寸，確定凸凹模間隙；e、計(jì)算或估算模具各主要零件高度尺寸及卸料、壓邊所用彈性元件的自由高度；f、對拉深工序，還需決定拉深方式（是否決定采用壓邊圈），計(jì)算拉深次數(shù)和中間工序的半成品尺寸。4、進(jìn)行模具整體設(shè)計(jì)模具整體設(shè)計(jì)是指在上述分析計(jì)算基礎(chǔ)上畫出模具整體草圖并初步計(jì)算出模具閉合高度，大致定出模具外形尺寸。5、模具主要零部件結(jié)構(gòu)

11、設(shè)計(jì)a、設(shè)計(jì)工件部分零件，如凸模、凹模及結(jié)構(gòu)型式，或根據(jù)國標(biāo)選擇其結(jié)構(gòu)型式及固定型式；b、根據(jù)具體情況確定定位形式，如可調(diào)定位板，固定擋位板，后動擋料銷，定距側(cè)刃等，并選擇或設(shè)計(jì)定位零件的結(jié)構(gòu)；c、決定卸料或推件型式，如采用剛性還是彈性卸料，則應(yīng)對彈簧或橡皮進(jìn)行選用與計(jì)算；d、根據(jù)國標(biāo)選用導(dǎo)向和安裝堅(jiān)固零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模柄、上、下模座等結(jié)構(gòu)型式；6、選定沖壓設(shè)備7、繪制模具總圖8、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖9、根據(jù)上述設(shè)計(jì)步驟，整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書四、研究進(jìn)度第12周 畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研第3-4周 集中實(shí)習(xí)第514周 畢業(yè)設(shè)計(jì)第15周 畢業(yè)答辯五、主要參考文獻(xiàn)1、冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)劉心治主

12、編重慶大學(xué)出版社2、沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)萬戰(zhàn)勝主編 鐵道出版社3、沖模設(shè)計(jì) 吉林人民出版社4、實(shí)用沖壓技術(shù) 機(jī)工出版社5、冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料 機(jī)工出版社6、模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 馮炳堯等編 上海出版社7、沖壓工藝模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)鄭家賢編機(jī)械工業(yè)出版社8、實(shí)用板金沖壓工藝圖集梁炳文主編機(jī)械工業(yè)出版社9、幾何量公差與檢測甘永立主編上?？茖W(xué)技術(shù)出版社10、機(jī)械制造專業(yè)英語章躍主編機(jī)械工業(yè)出版社指導(dǎo)教師批閱意見指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度檢查表題目湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名陳勇班級學(xué)號09201240224專業(yè)材料成型及其控制工

13、程指導(dǎo)教師填寫學(xué)生開題情況學(xué)生調(diào)研及查閱文獻(xiàn)情況畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原計(jì)劃有無調(diào)整學(xué)生是否按計(jì)劃執(zhí)行工作進(jìn)度學(xué)生是否能獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生的英文翻譯情況學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程檢查記錄情況學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項(xiàng)劃“”認(rèn)真一般較差尚存在的問題及采取的措施：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日院部意見： 負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日湖南工學(xué)院2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師審閱表 學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 材料成型及其控制工程 學(xué)生姓名陳勇學(xué) 號09201240224班 級0902專 業(yè)材料成型及其控制工程指導(dǎo)教師姓名郭雪娥課題名稱湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)評語：（包括以

14、下方面，學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識能力和創(chuàng)新能力；）是否同意參加答辯：是 否指導(dǎo)教師評定成績分值：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評閱表題目湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名陳勇班級學(xué)號09201240224專業(yè)材料成型及其控制工程評閱教師姓名職稱工作單位評分內(nèi)容具 體 要 求總分評分開題情況調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。10外文翻譯摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確，文字流暢，符

15、合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求。10設(shè)計(jì)質(zhì)量論證、分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理。35創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價(jià)值。10撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。15綜合能力能綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問題。20總評分評閱教師評閱意見評閱成績總評分20%評閱教師簽名日期湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯資格審查表題 目湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名陳勇學(xué)    號09201240224專 業(yè)材料成型及其控制工程指導(dǎo)教師郭雪娥通過論文的編寫工作，讓我對模具設(shè)計(jì)方面的

16、工作有了深刻的了解，同時(shí)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)更是對我四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，讓我的專業(yè)知識得到一次升華。通過實(shí)踐與查閱相關(guān)資料，拖拉機(jī)輪圈是一個(gè)有底的且?guī)уF形階梯的階梯型殼形零件,大端跟小端的直徑相差較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但其高度不大，零件的尺寸精度也不高，沒有壁厚均勻的要求，可以用拉深的方法來完成零件殼形部分的成型，再利用沖孔，切邊來完成零件的加工。根據(jù)帶錐形階梯的階梯形零件的工藝性要求，零件的階梯形部分不能一次拉深成形，應(yīng)該先拉深其大端直徑的階梯部分，接著拉深其錐形階梯部分，最后拉深其小端直徑的階梯部分。綜合考慮到模具的生產(chǎn)成本和加工難易，零件的生產(chǎn)批量及生產(chǎn)效率，為了使產(chǎn)品所獲得的經(jīng)濟(jì)效率最高，可將

17、落料和大端直徑階梯拉深成形這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（落料、拉深復(fù)合模）；小端直徑階梯和其底部的加強(qiáng)筋這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（拉深、成形復(fù)合模）；零件的錐形階梯部分利用一副模具完成（拉深模）；小孔部分利用一副模具來完成（沖孔模），順便完成零件的整形；零件的修邊工作則利用后續(xù)機(jī)械加工來保證。用三副模具來完成此零件的落料、拉深工序和一副模具來完成零件的沖孔工序，加上修邊工序，總共需5道工序來完成該零件的加工。本課題拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)則是對第二副模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，屬拉深、成形復(fù)合模。在整個(gè)論文寫作的過程中，雖然指導(dǎo)老師因?yàn)楦袷絾栴}對我的論文進(jìn)行了批評指正，但是我一直在努力改正

18、，直至成功定稿。但是由于學(xué)術(shù)知識的不足和經(jīng)驗(yàn)的匱乏，我的論文尚有許多值得改進(jìn)之處，希望日后能夠更好地修改。在此，我提出答辯申請！   申請人簽名：陳勇 日期：資  格  審  查  項(xiàng)  目是否01工作量是否達(dá)到所規(guī)定要求  02文檔資料是否齊全（任務(wù)書、開題報(bào)告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關(guān)附件資料等）  03是否完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)  04完成的成果是否達(dá)到驗(yàn)收要求  05是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)

19、（論文）答辯資格審查小組意見：符合答辯資格，同意答辯       不符合答辯資格，不同意答辯審查小組成員簽名：      年    月    日注：此表中內(nèi)容綜述由學(xué)生填寫，資格審查項(xiàng)目由指導(dǎo)教師填寫。湖南工學(xué)院2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績評定表學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：材料成型及其控制工程學(xué)生姓名陳勇學(xué)號09201240224班級0902答辯日期課題名稱湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師郭雪娥成 績 評 定分值評 定小

20、計(jì)教師1教師2教師3教師4教師5課題介紹思路清晰，語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)（論文）有應(yīng)用價(jià)值。30答辯表現(xiàn)思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準(zhǔn)確大、深入,知識面寬。必答題40自由提問30合 計(jì)100答 辯 評 分分值：答辯小組長簽名：答辯成績a： ×40指導(dǎo)教師評分分值：指導(dǎo)教師評定成績b： ×40評閱教師評分分值：評閱教師評定成績c： ×20最終評定成績： 分?jǐn)?shù)： 等級：答辯委員會主任簽名： 年 月 日說明：最終評定成績a+b+c，三個(gè)成績的百分比由各系自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的10左

21、右。 2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 湖南12型拖拉機(jī)輪圈再次拉深、成形模設(shè)計(jì) 院、 部： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 陳 勇 指導(dǎo)教師： 郭雪娥 職稱 教授 專 業(yè)： 材料成型及其控制工程 班 級： 0902 完成時(shí)間： 2013年6月 33摘 要在工業(yè)生產(chǎn)中,模具是機(jī)電工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，也是發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少或無切削技術(shù)不可缺少的工具。模具技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及水平的高低直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展，也是衡量一個(gè)國家工藝水平的重要標(biāo)志之一。冷沖模作為模具里的一種，在一般的企業(yè)加工中占有重要的比例。作為材料分割的手段，沖裁所占的比例最大，一般都超過60%。該零件（如圖1.1）是拖拉機(jī)輪圈，是一個(gè)有底的且?guī)уF

22、形階梯的階梯型殼形零件。該零件高度不大，零件的尺寸精度也不高，沒有壁厚均勻的要求，且是大批量生產(chǎn)，而模具加工又有如下諸多優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，適用于大批量零件的生產(chǎn)；節(jié)省原材料，材料利用率高；操作工藝方便；能制造用其他加工工藝方法難以加工出的形狀復(fù)雜的零件制品；制造出的零件精度高，尺寸穩(wěn)定，有良好的互換性；制造出的零件一般不需要再一步的機(jī)械加工；容易實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)；用模具批量生產(chǎn)的制品成本低廉等。故采用模具加工。通過對加工零件進(jìn)行加工工藝和結(jié)構(gòu)工藝的分析，確定用三副模具來完成此零件的落料、拉深工序和一副模具來完成零件的沖孔工序，加上修邊工序，總共需5道工序來完成該零件的加工。本次設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一

23、套拉深成形模，用來完成工件底部階梯和加強(qiáng)筋部分成型。對模具的排樣做出了合理的布置，使材料利用率達(dá)到較高的水平。計(jì)算了沖壓過程中所需要的各種沖壓工藝力，包括落料力、卸料力、頂料力等，并對壓力機(jī)進(jìn)行了合理的噸位初選，還設(shè)計(jì)出模具的主要零件落料凸模、凹模、凸凹模、凹模固定板、卸料板等。列出了模具所需零件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。關(guān)鍵詞：冷沖模；拉深；成形；加工工藝ABSTRACT In industrial production, the moldis the basis of process equipment and industrial production, but also the

24、 development and implementation of less or no cutting technology is indispensable tool. Development of mould technology and level directly affects the development of industrial product, it is an important symbol of national technological level. Die as a mould, occupies an important proportion in the

25、 general business processing. As the material segmentation method, blanking accounted for the largest proportion, generally more than 60%. The parts (Figure 1.1) is the tractor wheels, a bottom with tapered ladder ladder type shell parts. The part height, the parts dimensional accuracy is not high,

26、no uniform wall thickness requirements, and are produced in large quantities, and mould processing and has the following advantages: high production efficiency, suitable for mass production of spare parts; raw material saving, high utilization rate of materials; the operation technique of convenienc

27、e; parts can be complicated manufacturing process is difficult to use other processing method of shape; parts made of high precision, stable size, good interchangeability; mechanical processing and manufacturing of parts generally don't need another step; easy to realize automation of production

28、; mould for mass production products low cost etc. So the use of mold processing. Through the analysis of the process and structure of process of machining parts, determined by three subsidiary mould blanking, drawing and mold the parts to complete punching process parts, plus the trimming process,

29、processing a total of 5 procedures to be completed, the parts. The design objective is to design a set of drawing die, to complete the workpiece bottom step and stiffener part forming. Make a reasonable arrangement to the mold platoon type, enables the material use factor to achieve a higher level.

30、All kinds of stamping force required to calculate the stamping process, including blanking force, stripping force, lifting force, and press the reasonable tonnage primaries, designed the key parts of the die blanking punch, die, die, die plate, stripper plate etc. Die requirements set out a detailed

31、 list of parts, and gives a reasonable assembly. Keywords : Cold stamping die；drawing；forming；machining；process目 錄1前言11零件的工藝性32.1 原始資料32.2 零件材料及其沖壓工藝性分析42.2.1 零件材料的分析42.2.2零件工藝性的分析42.3 確定工藝方案和模具形式53 主要工藝參數(shù)的計(jì)算83.1計(jì)算拉深次數(shù)83.2拉深沖壓力的計(jì)算93.2.1拉深過程93.2.2成型過程103.3沖壓設(shè)備的選擇114 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.1模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)134.2模具的閉合高度14

32、4.3模具工作部分尺寸及公差計(jì)算144.3.1拉深凸、凹模刃口的尺寸及公差的計(jì)算145 沖模零件的設(shè)計(jì)165.1沖模工作零件的設(shè)計(jì)165.1.1 拉深凹模的設(shè)計(jì)165.1.1.1 凹模的尺寸計(jì)算165.1.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式185.1.2 拉深凸模的設(shè)計(jì)185.1.2.1 計(jì)算185.1.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)205.2沖模導(dǎo)向、定位裝置的設(shè)計(jì)215.2.1沖模的導(dǎo)向裝置215.2.1.1無導(dǎo)向沖裁215.2.1.2導(dǎo)板導(dǎo)向225.2.1.3模架的導(dǎo)向225.2.2定位裝置245.2.2.1條料的橫向定位裝置：245.2.2.2條料的縱向定位裝置：255.3沖模卸料、推件裝置的設(shè)計(jì)265.

33、3.1推件裝置的設(shè)計(jì)265.3.1.1推件板的結(jié)構(gòu)形式265.3.1.2推件板的尺寸與公差265.3.1.3推件板的極點(diǎn)位置275.3.1.4打桿與打板的設(shè)計(jì)275.4其它沖模零件設(shè)計(jì)275.4.1凸模固定板275.4.2墊板275.4.3緊固件285.4.4定位銷286 模具的裝配296.1復(fù)合模的裝配296.2凸、凹模間隙的調(diào)整297 典型模具零件的加工工藝30參考文獻(xiàn)32致 謝33附錄341 前言一、本選題的目的和意義模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快

34、車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。二、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1、國內(nèi)方面近10年來，中國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。但與發(fā)達(dá)國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術(shù)上，還是在管理上，都存在較大差距。特別在大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具技術(shù)上，差距尤為明顯。中國每年需要大量進(jìn)口此類模具，在模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，中低檔模具

35、相對過剩，市場競爭加劇價(jià)格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少等一系列問題，嚴(yán)重制約了中國模具行業(yè)的發(fā)展。 由于近年市場需求的強(qiáng)大拉動，中國模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產(chǎn)銷兩旺。2003年我國模具產(chǎn)值達(dá)到450億元人民幣以上，約折合50多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后，位居世界第三。中國模具已涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為10大類、46小類。1996年至2002年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長14%左右，2003年增長25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達(dá)地區(qū)的增長在25

36、%以上。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國際水平。2003年模具出口3.368億美元，比上年增長在33.5%，形勢喜人。 總的來看，我國技術(shù)含量低的模具已供過于求，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，精密、復(fù)雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進(jìn)口。近五年來，我國平均每年進(jìn)口模具約11.2億美元，2003年就進(jìn)口了近13.7億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來的模具。中國現(xiàn)有模具企業(yè)超過2萬家，從業(yè)人數(shù)50多萬人。2、國外方面我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間

37、（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！薄ⅰ靶《?。國內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.71，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國家。3、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(

38、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)展三、目前我國模具行業(yè)存在問題和主要差距雖然我國模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。當(dāng)前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面：(1)總量供不應(yīng)求；(2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理；(3)模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平；(4)開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳；(5)國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠；(6)人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少；(7)工藝裝備水平

39、低，且配套性不好，利用率低；(8)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度低，協(xié)作能力差；(9)模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后。1 零件的工藝性2.1 原始資料圖1所示為輪圈零件，材料為Q235號鋼，厚度為t=3mm，大批量生產(chǎn)。 圖1 輪圈零件2.2 零件材料及其沖壓工藝性分析2.2.1 零件材料的分析冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復(fù)合模、級進(jìn)模等各種模具。設(shè)計(jì)這些模具時(shí)，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)各種計(jì)算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計(jì)沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學(xué)性能，以便設(shè)計(jì)。現(xiàn)將輪圈零件材料Q235號鋼

40、的力學(xué)性能主要參數(shù)及其概念敘述如下：（1）應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。（2）屈服點(diǎn)s：材料開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，單位是N/mm。彎曲、拉深、成形等工序中，材料都是在達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取s =235 MPa。（3）抗拉強(qiáng)度b。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是MPa。b = 380MPa。（4）抗剪強(qiáng)度b。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是MPa。取b =310MPa。（5）彈性模量E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，

41、彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E =206 ×103MPa。（6）屈服比s/b。是材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時(shí)，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應(yīng)的減小，有利于提高成形極限。（7）伸長率。在材料性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件由拉伸試驗(yàn)機(jī)拉斷后，對接起來測量長度，其伸長量與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料Q235號鋼的伸長率=26。綜上所述，對輪圈零件材料Q235號鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算，故在后序的模

42、具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。2.2.2零件工藝性的分析沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料沖壓加工工序必要的輔助工序質(zhì)量檢驗(yàn)組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。這是一個(gè)有底的且?guī)уF形階梯的階梯型殼形零件,大端跟小端的直徑相差較大，在其底部有兩條對稱的加強(qiáng)筋和均布的18個(gè)直徑為 13mm的孔，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但其高度

43、不大，零件的尺寸精度也不高，零件壁厚為3mm、沒有壁厚均勻的要求，材料為Q235 鋼板，各處的圓角半徑見上圖，經(jīng)分析，該零件各處的圓角半徑，材料性能及尺寸精度符合拉深工藝的各項(xiàng)要求，可以用拉深的方法來完成零件殼形部分的成型，再利用沖孔，切邊來完成零件的加工。2.3 確定工藝方案和模具形式在沖壓分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全

44、程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快的速度，最少的勞動量，最少的費(fèi)用，可靠的加工出符合圖樣各項(xiàng)要求的零件，在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。確定工藝方案及模具形式：1、根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本的工序，如落料、沖孔、拉深、整形等。2、根據(jù)初步工藝計(jì)算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)、拉深次數(shù)等。3、根據(jù)個(gè)工序的變形特點(diǎn)、質(zhì)量要求等確定工序順序。一般可按照下列原則進(jìn)行：1）、對沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般先落料，再沖孔或切口，使用級進(jìn)模，則先沖空孔或切口后

45、落料2）、對于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高時(shí)，也可先沖孔后拉深。3）、對于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應(yīng)先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。4）、整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型以后進(jìn)行。4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時(shí)，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。根據(jù)帶錐形階梯的階梯形零件的工藝性要求，零件的階梯形部分不能一次拉深成形，應(yīng)該先拉深其大端直徑的階梯部分，接著拉深其錐形階梯部分，最后拉深其小端直徑的階梯部分。因?yàn)榱慵募庸すば虮容^多，如果利用單工序模，則所需的

46、模具比較多，模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)成本比較高，再者該零件為大批量生產(chǎn)，如果用單工序模則零件的生產(chǎn)成本會比較高，零件的生產(chǎn)效率也比較底，但是如果采用復(fù)合模或者級進(jìn)模，則模具的設(shè)計(jì)和加工難度大，模具的維修也會比較麻煩，但是零件的生產(chǎn)效率會較單工序模成倍的提高，零件的生產(chǎn)成本也會在此因素下大副的降低。綜合考慮到模具的生產(chǎn)成本和加工難易，零件的生產(chǎn)批量及生產(chǎn)效率，為了使產(chǎn)品所獲得的經(jīng)濟(jì)效率最高，決定將落料和大端直徑階梯拉深成形這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（落料、拉深復(fù)合模）；小端直徑階梯和其底部的加強(qiáng)筋這兩道工序復(fù)合，利用一副模具完成（拉深、成形復(fù)合模）；零件的錐形階梯部分利用一副模具完成（拉深模）；零

47、件底部中心的100的孔及均布的18個(gè)13的小孔部分利用一副模具來完成（沖孔模）還可順便完成零件的整形；零件的修邊工作（即13+1.0尺寸的保證）則利用后續(xù)機(jī)械加工來保證。綜上所敘，初步擬定零件按如下的步驟來完成加工：落料拉深沖孔切邊，總共用三副模具來完成此零件的落料、拉深工序和一副模具來完成零件的沖孔工序，加上修邊工序，總共需5道工序來完成該零件的加工。第一副模具為落料，拉深復(fù)合模，用于工件大端直徑階梯部分成型，加工后工件的尺寸和形狀如下圖2所示：圖2 第一步工序件第二副模具為拉深模，用于工件錐形階梯部分成型，加工后工件的尺寸和形狀如下圖3所示： 圖3 第二步工序件第三副模具為拉深成形模，用來

48、完成工件底部階梯和加強(qiáng)筋部分成型，加工后工件的尺寸和形狀如下圖4所示： 圖4 第三步工序件第四副模具為沖孔模，用來完成工件底面18×13小孔和100孔的加工。3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算3.1計(jì)算拉深次數(shù) 在考慮拉深的變形程度時(shí)，必需保證使毛坯在變形過程中的應(yīng)力既不超過材料的變形極限，同時(shí)還能充分利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強(qiáng)度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。極限拉深系數(shù)值可以用理論計(jì)算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險(xiǎn)斷面上的抗拉強(qiáng)度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是

49、在一定的拉深條件下用實(shí)驗(yàn)的方法得出的，我們可以通過查表來取值。 該工件拉深一個(gè)過程，因此可以計(jì)算其拉深系數(shù)來確定拉深次數(shù)。其實(shí)際拉深系數(shù)為：(1)材料的相對厚度為 (2)由相對厚度可以從表1中查得二次拉深的極限拉深因數(shù)為 m2 = 0.78 ， 因?yàn)閙m2 ，所以此工序件只需一次拉深便可成形。判斷是否需要壓邊:因?yàn)?0.045（1/m-1）= 0.045×（1/0.91-1）= 0.0045， 而 t/D = 0.0068 0.045（1/m-1）= 0.0045 ，故不需要加壓邊圈。注： 用普通平端面凹模拉深時(shí)，不加壓邊圈的條件 首次拉深： t/D 0.045（1-m） 以后各次拉深： t/d 0.045（1/m - 1）表1 無凸緣圓筒件用壓邊圈拉深時(shí)的拉深因數(shù)拉深因數(shù)毛坯的相對厚度t/D×100%21.51.51.01.00.60.60.30.30.150.150.08m10.480.500.500.530.530.550.550.580.580.600.600.63m20.730.750.750.760.760.780.780.790.790.800.800.82m30.760.780.780.790.790.800.800.8