【正文】 沖壓模具畢業(yè)設計沖壓模具設計與開發(fā)畢業(yè)論文第一章 緒 論模具設計是模具設計與制造專業(yè)教學中最后一個實踐性教學環(huán)節(jié)，是學生學完基礎課和專業(yè)課之后進行的。沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，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材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓的基本工序分為分離工序和成形工序兩大類。與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時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量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩(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、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，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用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(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)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。沖模是沖壓加工工藝的裝備之一，被廣泛地運用在汽車、飛機、電機、儀表以及在國防工業(yè)中。沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復雜零件，適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點，在某些領域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術對發(fā)展生產(chǎn)、增強效率、更新產(chǎn)品等方面具有重要的作用。但同時，沖壓技術的推廣受到投入成本低，模具成本高，不適應中小生產(chǎn)規(guī)模的特點。但是總的說來，隨著我國經(jīng)濟實力的進一步加強，模具行業(yè)，包括沖模一定會得到更普及地應用。 沖模的設計包括沖裁模設計、彎曲模設計、拉伸、脹形等模具的設計。沖模的設計也用到材料學、機械設計、工程材料、特種加工等方面的知識。因此它是一門綜合性很強的學科。本次設計零件加工包括了沖孔、落料、和彎曲的加工。通過對沖孔模、落料模、彎曲模的學習，分析和比較了各加工工藝方案，完成了模具總體的結構分析，進行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計算。繪制了裝配草圖并進行零部件初步選用設計,然后確定外形尺寸,選擇沖壓設備,繪制總的裝配圖和零件圖。 落料和沖孔都屬于沖裁模。沖裁模是從條料、帶料或半成品上使材料煙規(guī)定的輪廓產(chǎn)生分離的模具，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓技術也向高速化、自動化、精密化的方向發(fā)展。沖裁模一般分為簡單模、級進模、和復合模。簡單模在國內應用比較廣泛，它是在壓力機的沖壓行程中完成一次沖裁工藝。簡單模也分為無導向簡單模、導板式簡單模，和導柱式簡單模；級進模是在單工序沖?；A上發(fā)展的一種多工序、高效率沖模。在壓力機一次沖程中，級進模在其有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一部分沖裁工藝，在最后工位沖出完整的工件。由于級進模是連續(xù)沖壓，因此生產(chǎn)效率高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，但是因為其結構復雜，定位要求比較嚴格，因此說制造成本高。復合模是指在壓力機的一次沖壓行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位可以同時完成幾道沖裁工序的模具稱為復合模。復合模同連續(xù)模一樣，也是在簡單模的基礎上發(fā)展的一種較先進的模具。與連續(xù)模相比，沖裁模沖裁件的位置精度高，對條料的定位精度要求低，復合模的輪廓尺寸較小。復合模雖然生產(chǎn)效率高，沖壓件精度高，但模具結構復雜，制造精度要求高，適用于生產(chǎn)批量大，精度要求高，內外形尺寸差較大的沖裁件。 本次設計零件的材料是電工純鐵（DT4），適用于冷沖壓加工。如何安排合理的加工工藝，確保生產(chǎn)的效率最高，同時也能滿足零件的加工要求。這是整個設計的重點。在該零件的加工中，包括了沖孔，落料，以及彎曲等冷沖加工。沖孔屬于沖裁加工的一種。沖裁模的結構比較簡單，沖裁過程分為彈性變形階段，塑性變形階段，斷裂分離階段。其斷層直接關系到?jīng)_裁加工質量的好壞，一般的，斷面分為四個特征區(qū)，即圓角帶，光亮帶，斷裂帶，和毛刺。我們必須有合理的沖裁模的間隔來保證良好的特征帶的分布。沖裁模有刃口尺寸、沖裁力等工藝參數(shù)的確定。在設計本零件的沖孔和落料加工時，須首先確定其力學性能，然后設計主要零件，完成結構草圖，最后完成裝配圖。 彎曲是將金屬材料完成一定的角度、曲率和形狀的沖壓工藝方法。通常彎曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。彎曲有回彈的現(xiàn)象，因此回彈會降低彎曲件的精度，是在彎曲加工中不易解決的問題，因此在設計的時候必須考慮這個問題，例如可以考慮通過利用回彈規(guī)律補償回彈，改變彎曲變形區(qū)應力狀態(tài)校正回彈等。在了解了彎曲加工的特點及工藝參數(shù)后，安排了加工的合理工序，熟悉各種模具結構。進而完成零件設計和結構設計，繪制零件工作圖。 在沖壓模的設計過程中，還必須考慮到模具的成本，因此在進行選材，結構設計時，必須盡量不設計形狀復雜的結構，同時采用鑲嵌式代替整體式的結構。針對模具的定位要求高的特點，在零件的設計中必須要有比較高的加工精度要求?？偟囊痪湓?，必須在有高的模具壽命和滿足加工精度要求的基礎上，盡量降低模具材料的成本，簡化模具的結構，這樣才能有利于這個行業(yè)在我國的發(fā)展。設計任務與要求 課題名稱：軛鐵Ⅰ沖壓工藝與模具設計 閱讀專業(yè)基礎教材，深入現(xiàn)場收集現(xiàn)有沖壓工藝和模具的資料，了解與工藝相關的生產(chǎn)條件。根據(jù)選定工藝方案設計沖壓模具，完成1到2副模具的全套圖紙繪圖工作。編制“沖壓工藝卡”等技術文件。寫畢業(yè)設計說明書，要求條理清楚，論據(jù)可靠，計算準確，既要有一般性論述，還要有一定的創(chuàng)新內容。圖文并茂，篇幅爭取達到12千字。繪圖內容：沖壓件圖、模具總裝配圖、模具主要零件圖。繪圖量； 折合0號幅面3張以上。本次所設計產(chǎn)品如下圖所示： 技術要求：1. 材料：電工純鐵 （DT4）2. 材料厚度：3. 生產(chǎn)批量：大量生產(chǎn)4. 未標注公差：按IT14級確定第二章工藝性分析及總體方案的設計 材料的性能分析電磁純鐵（DT4）也叫電工純鐵(electrical pure iron)或阿姆科鐵，％～％，雜質總含量一般％，是最早應用的軟磁材料。由于它μ0Ms高，矯頑力(Hc)低，磁導率較高，加工性、成型性和焊接性好，制造工藝簡單，成本低等，至今仍大量應用，它還可用作合金的原料，故總用量達工業(yè)純鐵的80％。電磁純鐵的主要缺點是電阻率(ρ)低，?m，當用于交流條件下就會產(chǎn)生大的渦流損耗，所以這種純鐵主要用于直流或低頻磁化條件下的電器、儀表中的磁性元件、電子管零件、直流電機和大型電磁鐵的鐵心，以及繼電器的銜鐵、磁屏蔽罩等。它的抗拉強度 σb 230 ， 斷面收縮率 ψ 75%。 落料沖孔工藝性分析（如圖21） 圖21 沖裁件的內孔和外形的轉角工藝分析沖裁件的內空和外形應避免尖角，各直線或曲線的連接處后有適當?shù)膱A角轉接，如圖 r = ，從而便于模具加工減少熱處理開裂，減少沖載時尖角處的崩刃和磨損。據(jù)《模具設計與制造》北京大學出版社謝 北主編p30查得用工純鐵類沖載最小圓角半徑r≥，將數(shù)據(jù)代入即r≥，滿足要求。1. 沖裁件上凸出的懸臂和凹槽盡量避免沖件上過長的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽也不宜過小，其許可值b≥，lmax=5b，代入數(shù)據(jù)b≥，lmax=，見圖1中b與l均符合。2. 沖裁件空隙邊緣之間的距離受模具的強度和沖裁件質量的制約，其值不應過小，一般要求a≥（）t，a1＞（）t，由圖1所示：a=，a1=，故符合要求。 沖孔時最小最小凸模校核：沖孔時因受凸模強度的限制孔的尺寸不應太小否則凸模易折斷或壓彎。用無導向凸模和有導向的凸模所能沖制的最小尺寸。查表《模具設計與制造》謝 ，d≥，本工件d==. 彎曲的工藝性分析（1）彎曲件最小相對彎曲半徑為保證彎曲外層材料不致彎裂，即要求相對彎曲半徑不小于某一極限