【正文】 沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)沖壓模具設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)畢業(yè)論文第一章 緒 論模具設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)教學(xué)中最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生學(xué)完基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。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。沖壓的基本工序分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。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。沖模是沖壓加工工藝的裝備之一，被廣泛地運(yùn)用在汽車(chē)、飛機(jī)、電機(jī)、儀表以及在國(guó)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(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)、增強(qiáng)效率、更新產(chǎn)品等方面具有重要的作用。但同時(shí)，沖壓技術(shù)的推廣受到投入成本低，模具成本高，不適應(yīng)中小生產(chǎn)規(guī)模的特點(diǎn)。但是總的說(shuō)來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的進(jìn)一步加強(qiáng)，模具行業(yè)，包括沖模一定會(huì)得到更普及地應(yīng)用。 沖模的設(shè)計(jì)包括沖裁模設(shè)計(jì)、彎曲模設(shè)計(jì)、拉伸、脹形等模具的設(shè)計(jì)。沖模的設(shè)計(jì)也用到材料學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、特種加工等方面的知識(shí)。因此它是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科。本次設(shè)計(jì)零件加工包括了沖孔、落料、和彎曲的加工。通過(guò)對(duì)沖孔模、落料模、彎曲模的學(xué)習(xí)，分析和比較了各加工工藝方案，完成了模具總體的結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)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(jì)算。繪制了裝配草圖并進(jìn)行零部件初步選用設(shè)計(jì),然后確定外形尺寸,選擇沖壓設(shè)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓技術(shù)也向高速化、自動(dòng)化、精密化的方向發(fā)展。沖裁模一般分為簡(jiǎn)單模、級(jí)進(jìn)模、和復(fù)合模。簡(jiǎn)單模在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，它是在壓力機(jī)的沖壓行程中完成一次沖裁工藝。簡(jiǎn)單模也分為無(wú)導(dǎo)向簡(jiǎn)單模、導(dǎo)板式簡(jiǎn)單模，和導(dǎo)柱式簡(jiǎn)單模；級(jí)進(jìn)模是在單工序沖?；A(chǔ)上發(fā)展的一種多工序、高效率沖模。在壓力機(jī)一次沖程中，級(jí)進(jìn)模在其有規(guī)律排列的幾個(gè)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(jí)進(jìn)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?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位要求比較嚴(yán)格，因此說(shuō)制造成本高。復(fù)合模是指在壓力機(jī)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(shí)完成幾道沖裁工序的模具稱(chēng)為復(fù)合模。復(fù)合模同連續(xù)模一樣，也是在簡(jiǎn)單模的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種較先進(jìn)的模具。與連續(xù)模相比，沖裁模沖裁件的位置精度高，對(duì)條料的定位精度要求低，復(fù)合模的輪廓尺寸較小。復(fù)合模雖然生產(chǎn)效率高，沖壓件精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，適用于生產(chǎn)批量大，精度要求高，內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。 本次設(shè)計(jì)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(shí)也能滿(mǎn)足零件的加工要求。這是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。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(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，沖裁過(guò)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(guān)系到?jīng)_裁加工質(zhì)量的好壞，一般的，斷面分為四個(gè)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(lái)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(shè)計(jì)本零件的沖孔和落料加工時(shí)，須首先確定其力學(xué)性能，然后設(shè)計(jì)主要零件，完成結(jié)構(gòu)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(huì)降低彎曲件的精度，是在彎曲加工中不易解決的問(wèn)題，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須考慮這個(gè)問(wèn)題，例如可以考慮通過(guò)利用回彈規(guī)律補(bǔ)償回彈，改變彎曲變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)校正回彈等。在了解了彎曲加工的特點(diǎn)及工藝參數(shù)后，安排了加工的合理工序，熟悉各種模具結(jié)構(gòu)。進(jìn)而完成零件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制零件工作圖。 在沖壓模的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還必須考慮到模具的成本，因此在進(jìn)行選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須盡量不設(shè)計(jì)形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用鑲嵌式代替整體式的結(jié)構(gòu)。針對(duì)模具的定位要求高的特點(diǎn)，在零件的設(shè)計(jì)中必須要有比較高的加工精度要求?？偟囊痪湓?huà)，必須在有高的模具壽命和滿(mǎn)足加工精度要求的基礎(chǔ)上，盡量降低模具材料的成本，簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，這樣才能有利于這個(gè)行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展。設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 課題名稱(chēng)：軛鐵Ⅰ沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 閱讀專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教材，深入現(xiàn)場(chǎng)收集現(xiàn)有沖壓工藝和模具的資料，了解與工藝相關(guān)的生產(chǎn)條件。根據(jù)選定工藝方案設(shè)計(jì)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(shù)文件。寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，要求條理清楚，論據(jù)可靠，計(jì)算準(zhǔn)確，既要有一般性論述，還要有一定的創(chuàng)新內(nèi)容。圖文并茂，篇幅爭(zhēng)取達(dá)到12千字。繪圖內(nèi)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(hào)幅面3張以上。本次所設(shè)計(jì)產(chǎn)品如下圖所示： 技術(shù)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(biāo)注公差：按IT14級(jí)確定第二章工藝性分析及總體方案的設(shè)計(jì) 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(zhì)總含量一般％，是最早應(yīng)用的軟磁材料。由于它μ0Ms高，矯頑力(Hc)低，磁導(dǎo)率較高，加工性、成型性和焊接性好，制造工藝簡(jiǎn)單，成本低等，至今仍大量應(yīng)用，它還可用作合金的原料，故總用量達(dá)工業(yè)純鐵的80％。電磁純鐵的主要缺點(diǎn)是電阻率(ρ)低，?m，當(dāng)用于交流條件下就會(huì)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(jī)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(qiáng)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(nèi)孔和外形的轉(zhuǎn)角工藝分析沖裁件的內(nèi)空和外形應(yīng)避免尖角，各直線(xiàn)或曲線(xiàn)的連接處后有適當(dāng)?shù)膱A角轉(zhuǎn)接，如圖 r = ，從而便于模具加工減少熱處理開(kāi)裂，減少?zèng)_載時(shí)尖角處的崩刃和磨損。據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造》北京大學(xué)出版社謝 北主編p30查得用工純鐵類(lèi)沖載最小圓角半徑r≥，將數(shù)據(jù)代入即r≥，滿(mǎn)足要求。1. 沖裁件上凸出的懸臂和凹槽盡量避免沖件上過(guò)長(zhǎng)的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽也不宜過(guò)小，其許可值b≥，lmax=5b，代入數(shù)據(jù)b≥，lmax=，見(jiàn)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(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的制約，其值不應(yīng)過(guò)小，一般要求a≥（）t，a1＞（）t，由圖1所示：a=，a1=，故符合要求。 沖孔時(shí)最小最小凸模校核：沖孔時(shí)因受凸模強(qiáng)度的限制孔的尺寸不應(yīng)太小否則凸模易折斷或壓彎。用無(wú)導(dǎo)向凸模和有導(dǎo)向的凸模所能沖制的最小尺寸。查表《模具設(shè)計(jì)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(duì)彎曲半徑為保證彎曲外層材料不致彎裂，即要求相對(duì)彎曲半徑不小于某一極限