【正文】 達(dá)到要求。 從形狀上分析，該零件在落料后經(jīng)過(guò)拉深和沖孔即 可成型。 （ 2）一個(gè)連續(xù)復(fù)合模，即利用連續(xù)模分開兩步或三步使零件成型。該零件的沖裁性較好，可以沖裁加工，適于大批大量。 該零件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、形狀對(duì)稱，完全由圓弧和直線組成，沒(méi)有長(zhǎng)的懸臂和狹槽。 工藝性對(duì)精度的要求是一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)；對(duì)于精度要求高的拉深件，應(yīng)在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向異性的影響，拉深件的口部或凸緣外緣一般是不整齊的，出現(xiàn)“突耳”現(xiàn)象，需要增加切邊工序。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為隔帽的模具設(shè)計(jì)及加工工藝?！罢l(shuí)能在短時(shí)間內(nèi)向用戶提供物美價(jià)廉的模具產(chǎn)品，誰(shuí)就能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中贏得市場(chǎng)。 6. 日漸廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和 降低模具制造成本。 4. 日益增多高檔次模具 一是用于汽車、飛機(jī)、精密機(jī)械的納米級(jí) (μ m)精密加工；二是用于 磁盤、磁鼓制造的亞微米級(jí) ( m)精密加工；三是用于超精密電子器件的毫微米級(jí)（ μ m）精密加工。 1. 愈來(lái)愈高的模具精度 10 年前，精密模具一般為 5μ m，現(xiàn)在已達(dá) 2~3μ m，不久 1μ m 精度的模具即將上市。 當(dāng)前全球制造業(yè)轉(zhuǎn)移的規(guī)模不斷加大，速度也不斷加快，并正向深度和廣度延伸，而我國(guó)的模具制造業(yè)正是承接轉(zhuǎn)移的較為理想之地，在多重有利條件下，我國(guó)內(nèi)模具行 業(yè)的未來(lái)將展現(xiàn)出一派美好景色。我國(guó)模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)在不斷加劇，其表現(xiàn)是模具產(chǎn)品價(jià)格連年走低。一是總量不足，二是素質(zhì)不夠，適應(yīng)不了行業(yè)發(fā)展的需求。全國(guó)規(guī)模以上企業(yè)全年虧損額 2020 年達(dá) 億元，大幅增加。特別是在精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具方面，仍舊供不應(yīng)求。據(jù)中國(guó)模協(xié)初步統(tǒng)計(jì)，目前模具行業(yè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)有 7 家，省、市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)已有近百家。這些模具集聚生產(chǎn)基地的建設(shè)，對(duì)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。在 “ 小而精專 ” 的專業(yè)化不斷發(fā)展的同時(shí)，近年來(lái)，規(guī)模效應(yīng)已被愈加重視。為了適應(yīng)形勢(shì)，我國(guó)模具行業(yè)近幾年來(lái)加快了體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換步伐，“ 三資 ” 和民營(yíng)企業(yè) 已占行業(yè)主導(dǎo)地位，裝備水平和產(chǎn)品水平有了較大的提升，管理有了很大進(jìn)步。西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 1 第 1 章 前言 模具的開發(fā)現(xiàn)狀 近年來(lái)，我國(guó)模具行業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，這種勢(shì)頭是否還會(huì)延續(xù)下去，這是業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的問(wèn)題。許多企業(yè)已應(yīng)用了 CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)、三維設(shè)計(jì)技術(shù)、 ERP和 IM3 等信息管理技術(shù)以及高速加工、快速成型、虛擬仿真及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等許多高新技術(shù)，不少企業(yè)已提出了 “ 生產(chǎn)專業(yè)化、產(chǎn)品品牌化、企業(yè)現(xiàn)代化、市場(chǎng)國(guó)際化 ” 等企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。除了把企業(yè)做強(qiáng)做大，使規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生效益之外，模具集群生產(chǎn)也 不斷顯示其優(yōu)越性，因而 “ 模具城 ” 、 “ 模具園區(qū) ” 、 “ 模具生產(chǎn)基地 ” 等各種集群生產(chǎn)形式在全國(guó)迅速發(fā)展。 模具技術(shù)含量不斷提高，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品的模具越來(lái)越多。 國(guó)際模具資本向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)十分明顯，模具出口前景很好。因此，每年尚需大量進(jìn)口。這一趨勢(shì)，還在延續(xù)。根據(jù)有關(guān)資料，全國(guó)模具行業(yè)從業(yè)人員約缺口 30 萬(wàn)～ 50萬(wàn)人，其中工程技術(shù)人員約占 20%。中高檔模具市場(chǎng)上主要是我國(guó)重點(diǎn)骨干企業(yè)與境外企業(yè)及境內(nèi) “ 三資 ” 企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，中低檔模具市場(chǎng)上主要是民營(yíng)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)。 模具的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代模具與傳統(tǒng)模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用先進(jìn)制造技術(shù)，才能達(dá)到技術(shù)要求。隨著零件微型化及精度要求的提高，有 些模具的加工精度要求在 1μ m 以內(nèi)，這就要求發(fā)展超精加工。 5. 增多擠壓模及粉末鍛模 由于汽車、車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。 7. 大力發(fā)展快速制造模具 目前是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代，一方面是產(chǎn)品使用周期縮短，另一方面品種更新快，這就要求模具生產(chǎn)周期越短越好。能不能從汽車模具大國(guó)向模具強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，就要看這些模具企業(yè)能不能做到 “ 短、高、低 ” ，能否在人才、技術(shù)、管理 水平、營(yíng)銷能力方面勝出。隔帽為汽車上的一個(gè)小零件，在汽車上廣泛使用，而隔帽也是一個(gè)典型的模具成型零件，其工序包括落料、拉深和沖孔，都是模具設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)，但也是最典型的工序，對(duì)一個(gè)模具設(shè)計(jì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與典型結(jié)構(gòu)的掌握是今后從事設(shè)計(jì)行業(yè)資本，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從學(xué)校走向社會(huì)的一個(gè)臺(tái)階，是一個(gè)珍貴 的鍛煉機(jī)會(huì)。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。 影響拉深件工藝性的因素主要有拉深件的結(jié)構(gòu)與 尺寸、精度和材料。零件尺寸除中心孔和兩中心孔的距離尺寸接近 IT11 級(jí)外，其余尺寸均為自由尺寸且無(wú)其他特殊要求，利用普通沖裁方法可以達(dá)到零件圖樣要求。 圖 21 工件圖 確定工藝方案 根據(jù)以上分析和計(jì)算結(jié)合 工藝方案的主要原則 [2] ，可以進(jìn)一步明確該零件的沖壓加工需要包括以下基本工序 :落料、拉深和沖孔。 （ 3）一個(gè)復(fù)合模，即一個(gè)落料拉深沖孔復(fù)合模。零件各尺寸精度要求[4] 都低于 IT10，而對(duì)于厚度為 的材料，模具制造精度只要達(dá)到 IT9 即可滿足零件精度要求，使用模具在滿足精度要求的前提下可以很大的提高生產(chǎn)效率。 計(jì)算毛坯尺寸 零件的毛坯尺寸 [7] 計(jì)算： 計(jì)算拉深部分（未沖孔）的毛坯面積及形狀，由零件圖分析 h=， 42d mm? ，現(xiàn)在確定修邊余量 d 。 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(guò)程中的應(yīng)力既不超過(guò)材料的變形極限，同時(shí)還能充分利用材料的塑性。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，極限拉深系數(shù)值一般是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(guò)查表來(lái)取值。它還可以減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時(shí)間。 ③排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。 方案一 方案二 圖 31 排樣方案圖 由于零件簡(jiǎn)單，形狀為一個(gè)圓，采用方案二可以提高材料的利用率，但這種排樣不利于模具的設(shè)計(jì)，使模具的外形尺寸加大，而且模具變得相對(duì)復(fù)雜，凸模的數(shù)量增加，壓力中心不 在圓心上，容易使坯件變形；方案一是常用的排樣方案，雖然利用率相對(duì)較低，但模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，坯件也不容易變形，故采用方案一作為零件的排樣方案。過(guò)小的搭邊還可能被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。 從坯件可以知道，零件材料為 Q235，屬于普通碳素鋼 [9] ，厚度 mm? ，查表31 可以得到 mm? ， 1 mm? 。送料步距的大小應(yīng)該為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。條料在模具上送進(jìn)時(shí)一般都有導(dǎo)向，當(dāng)使用導(dǎo)料板導(dǎo)向而又無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)，在寬度方向也會(huì)產(chǎn)生送料誤差。 表 32 剪板機(jī)剪料的下偏差Δ （ mm） 條料厚度 條料寬度 ≤ 50 50100 100200 200400 ≤ 1 1～ 3 3～ 4 4～ 5 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 表 33 條料與導(dǎo)料板之間的間隙 b0 （ mm） 條料厚度 無(wú)側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度 ≤ 100 100～ 200 200～ 300 ≤ 100 100 ≤ 1 1 5 8 1～ 5 1 1 5 8 4. 沖壓材料與板料的選擇 沖壓材料的選用要考慮沖壓件的使用要求、沖壓工藝要求及經(jīng)濟(jì)性等。 規(guī)格為： 600 1200mm mm? 。 所以由公式（ 34）算板料的材料利用率為 1 7 1 2 4 5 6 . 7 1 0 0 % 5 9 %1 2 0 0 6 0 0? ?? ? ?? 計(jì)算工藝力、初選設(shè)備 計(jì)算工藝力 [9] （ 1）落料力 平刃凸模落料力的計(jì)算公式為 ?kLtP? (35) 式中 P— 沖裁力（ N） L— 沖件的周邊長(zhǎng)度（ mm） t— 板料厚度（ mm） ? — 材料的抗沖剪強(qiáng)度（ MPa） K— 修正系數(shù)。為便于估算，通常取抗沖剪強(qiáng)度等于該材料抗拉強(qiáng)度 b? 的 80%。影響這個(gè)力的因素較多，主要有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤(rùn)滑情況等。根據(jù) 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 書上公式 18，則推件力為： 推件力 1 0 . 0 6 5 2 8 0 1 . 2 4F n K F F N? ? ? ? ?推 推 (310) 2K —推件力系數(shù)，其值可查表 17，取 2K 為 。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 oFmax拉深力凸模行程 圖 33 拉深力變化曲線 由于影響拉深力的因素比較復(fù)雜，按實(shí)際受力和變形情況來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算拉深力是筆尖困難的。壓邊力的大小和很多因素有關(guān)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)近似的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長(zhǎng)設(shè)備的壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大的剩余。所以選擇了 J2316 開式雙導(dǎo)柱可傾式壓力機(jī)。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當(dāng)重要的。這樣，在凸模磨損到一定程度的情況下，任能沖出合格的零件。凸模和凹模分別加工時(shí)的尺寸計(jì)算 落料、沖孔和拉深時(shí)的計(jì)算公式 [12] ： ① 料時(shí)， m ax 0()D D x ??? ? ? 凹凹 （ 316） 0m i n m a x m i n( ) ( )D D Z D x Z ??? ? ? ? ? ? 凸凸 凹 （ 317） ②沖孔時(shí)， 0min()d d x ??? ? ?凸凸 （ 318） m i n m i n m i n 0( ) ( )d d Z d x Z ??? ? ? ? ? ? 凹凹 凸 （ 319） 其中： D凹 、 D凸 — 分別為落料凹模和凸模的基本尺寸； d凸 、 d凹 — 分別為沖孔凸模和凹模的基本尺寸； maxD — 落料件的最大極限尺寸； mind — 沖孔件的最小極限尺寸； ? — 沖裁件的公差； x — 磨 損系數(shù)，其值應(yīng)在 ～ 1 之間，與沖裁精度有關(guān)。 隔帽落料模凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算 [13] 由于零件屬于形狀簡(jiǎn)單的零件，所以選擇分別加工法。 模具的實(shí)際閉合高度為： 沖頭進(jìn)入凹模深度凹模墊板厚度 凹模厚度下模板厚度墊板厚度沖頭長(zhǎng)度上模板厚度模 ? ??????H 該副模具使用凹模固定板厚度為 10 mm，上墊板厚度為 10mm。 從生產(chǎn)量和方便操作以及具體規(guī)格方 面考慮， 選擇中間導(dǎo)柱模架，由凹模外形尺寸 202050? ，（ GB/— 1990）在按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下 上模板 35202050 ?? HT250 下模板 40202050 ?? ZG450 導(dǎo) 柱 16518? 26 165? 20 鋼 導(dǎo) 套 248024 ?? 26 80 32?? 20 鋼 凸緣模柄 8560?? Q235 模具閉合高度 MA