【正文】 學(xué) 院： 工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 07 級(jí)二班 2022 年 6 月1 / 35本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 作者承諾保證書本人鄭重承諾：本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容真實(shí)、可靠。下殼體采用的材料ST16 號(hào)鋼及 厚度保證了足夠的強(qiáng)度和剛度。經(jīng)過計(jì)算分析完成該模具的主要設(shè)計(jì)計(jì)算，凸、凹模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，還有工位布置和主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇合適的模具材料。在模具設(shè)計(jì)前必須對工件進(jìn)行全面分析，然后合理確定工件的沖壓成形工藝方案，正確設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)和模具零件的加工工藝規(guī)程，以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)的主要意義是：通過此次設(shè)計(jì)了解設(shè)計(jì)沖壓模的一般程序，了解相關(guān)的理論知識(shí)并加以應(yīng)用和鞏固；熟練的運(yùn)用有關(guān)技術(shù)資料，如《冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)》 、 《多工位級(jí)進(jìn)模與沖壓自動(dòng)化》 、 《冷沖壓技術(shù)》及其他有關(guān)規(guī)范等；初步的掌握設(shè)計(jì)冷沖壓模具的能力，也是檢驗(yàn)對所學(xué)相關(guān)課程理論、技能的理解程度；培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的良好作風(fēng)，為將來的工作打下初步的基礎(chǔ)。模具在很大沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成其加工過程，生產(chǎn)率高，操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。制造產(chǎn)業(yè)是一個(gè)國家的綜合國力及技術(shù)水平的體現(xiàn)，而模具行業(yè)的發(fā)展是制造產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。（2）精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)。(3) 隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展成熟，近年來在沖壓成形領(lǐng)域興起了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)。這為優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)提供了極為有效的工具，在減少甚至取消試模過程，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本方面發(fā)揮著越來越重要的作用，已逐漸成為指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)和優(yōu)化的重要手段。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。2. 工件的工藝性分析 工藝分析拉深件的工藝性是指拉深件對拉深工藝的適應(yīng)性。該沖壓件屬于盒形件的拉伸，屬于大批量生產(chǎn)。下殼體成形時(shí)的變形性質(zhì)不單是拉深，而且還有局部脹形，隨零件形狀尺寸不同而差別很大，很難進(jìn)行典型的工藝分析計(jì)算。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)確定拉深模結(jié)構(gòu)時(shí)為充分保證制件的質(zhì)量及尺寸的精度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）拉深高度應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確，且在模具結(jié)構(gòu)上要留有安全余量，以便工件稍高時(shí)仍能適4 / 35應(yīng)。（5）模具結(jié)構(gòu)及材料要和制件批量相適應(yīng)。 取屈服強(qiáng)度 ：150Mpa 抗拉強(qiáng)度 ：260Mpa p?b? 材料厚度：5 / 35技術(shù)要求：。在同樣的高溫下,st16 鋼板的強(qiáng)度是鋁板強(qiáng)度的 10 倍因此鋼板厚度可至少減少 30%。St16 鋼強(qiáng)度低,塑性好,適用于制造受力不大的沖壓件和拉深件,并有利于沖壓成形和制件質(zhì)量的提高,還具有良好的沖壓成形性能,即有良好的抗破裂性,良好的貼模和定形性,所以具有良好的沖壓性能。pr圓角拉深部分展開后的毛坯半徑 R 為 )(????取拉伸高度 H=h+ =66+*66=? L=H+ =+*30= =)( 2rH = =*30 拉伸力的計(jì)算計(jì)算拉深力的目的，是為了合理地選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)拉深模具。盒形件拉深力： bnbKLtP???式中 L —— 盒形件周邊長（mm）。壓邊力 Q 可按表 所列公式計(jì)算，拉伸時(shí)單位壓邊力 q 值可按表 35 查得表 34 壓邊力 Q 的計(jì)算公式（N）拉伸情況 公式拉伸任何形狀的制件 Q= F q圓筒形件首次拉伸 Q= q].)2([412凹rdD???圓筒形件以后各次拉伸 .21凹nQ??式中：F在壓邊圈下毛坯投影面積（）2mq單位壓邊力（N/ ）2D毛坯直徑（ mm）… 第一次…第 n 次拉伸1dn直徑（mm）拉伸凹模圓角半徑（mm）凹r表 35 拉伸時(shí)單位壓邊力 q 的數(shù)值材料名稱 鋁 紫銅、硬鋁（退火的或剛淬火的）黃銅壓軋青銅 20；08 鋼 鍍錫鋼板軟化狀態(tài)的耐熱鋼高合金鋼、高錳鋼、不銹鋼單位壓力 q N/ ~ ~ ~2 2~ ~3 ~ 3~8 / 35盒形件的壓邊力Q= F q （取 q= N/ ）2m估算在壓邊圈下毛坯投影面積F=216 366195 295=21531?2Q= F q=21531 =總的拉伸力F=P+Q=+= 壓力機(jī)的選擇采用液壓機(jī)，液壓機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于 F = P+Q=YQ27160 液壓機(jī)參數(shù)查參考文獻(xiàn)[1]如表 36 所示，公稱壓力及頂出力均符合要求。根據(jù)該沖壓件的拉伸工藝特點(diǎn)，該沖壓件的外尺寸大，所需的拉伸力大，所以采用壓邊圈的拉伸凸凹模結(jié)構(gòu)。但圓角半徑太大，會(huì)降低壓邊圈的作用，引起拉伸件起皺，不利于拉伸。決定凸模和凹模單邊間隙 Z 時(shí)，不僅要考慮材質(zhì)和板厚，還要注意工件的尺寸精度和表面質(zhì)量，尺寸精度高，表面粗超度數(shù)值低時(shí)，模具的間隙應(yīng)取得小一些，間隙值應(yīng)與板料厚度相當(dāng)。間隙值的確定方法，用壓邊圈拉深時(shí)，單邊間隙根據(jù)拉深材料性質(zhì)、厚度確定。由上表知：取間隙系數(shù) k= 即 Z= 凸、凹模工作部分尺寸及公差確定凸模和凹模工作部分尺寸時(shí)，應(yīng)考慮模具的磨損和拉深件的回彈，只在最后一道工序標(biāo)注公差。影響起皺的因素有毛坯的厚度、拉深系數(shù)和凹模工作部分的形狀。為了增加進(jìn)料阻力，使拉伸件表面承受足夠的拉應(yīng)力，減少由于回彈而產(chǎn)生的凹面、扭曲、松弛和波紋等缺陷，還常在凹模上采用拉伸筋。在縱軸方向上布置兩個(gè)定位塊，橫軸方向上布置一個(gè)定位塊，便于沖壓作業(yè)。而銷釘則起定位作用。銷釘?shù)耐獗砻娲植诙?Ra 要求較高，一般在 以上。?K為計(jì)算簡便，也可以按下式估算沖裁力：16 / 35bLtF??式中 ——材料抗拉強(qiáng)度b?)(2mN切邊周長 L1=308 2+138 2+2 100 1/12 4 1101mm???沖孔周長 L2=15 4+ ?沖裁周邊長 L=L1+L2 1322mm?代入公式得，F(xiàn) 1322 1 260 343720N 壓力中心的計(jì)算沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊從模具結(jié)構(gòu)考慮，不宜于使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。所以在選擇設(shè)備的公稱壓力或設(shè)計(jì)沖模時(shí)，應(yīng)分別予以考慮。計(jì)算總沖壓力 ，原則上只計(jì)算同時(shí)發(fā)ZF生的力，并應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)分別對侍。50J21M80 壓力機(jī)參數(shù)查參考文獻(xiàn)[4]得表 42 所示，公稱壓力 F=800KN＞沖壓力 FZ =360KN。 凸凹模確定 切邊凸凹模設(shè)計(jì)圖 41 切邊凸模圖 42 切邊凹模凸模沖裁處留出一條切口，深度大概 25 左右，沖裁時(shí)就不至于被切斷。19 / 35切邊凸、凹模結(jié)構(gòu)如圖 4圖 42 沖孔凸凹模設(shè)計(jì) 圖 43 沖孔凸模 圖 44 沖孔凹模由于需要沖的孔尺寸較小，選用臺(tái)階式凸模鑲在凸模固定板里面，通過凸模固定板與上模座用螺釘連接。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。又沖孔的尺寸會(huì)隨凸模刃口的磨損而減小，故凸?；境叽鐟?yīng)取沖件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。其優(yōu)點(diǎn)是凸、凹模具有互換性，便于成批制造。?minZ表 43 沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差 基本尺寸 凸模偏差 p? 凹模偏差 d?≤18 18～30 +30～80 +80～120 +120～180 +180～260 +260～360 +360～500 +表 44 沖裁模初始雙邊間隙03Q235Q345 50 65Mn材料厚度t/mm Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 5 工件無特殊要求，工件內(nèi)外形公差均為 IT14。這里采用一個(gè)與該沖壓件結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的鑲嵌以防止在切邊與沖孔時(shí)該沖壓件跑位。彈壓卸料裝置卸料力較小，但它既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。當(dāng)凹模向下切邊時(shí)，同時(shí)把已切下的廢料壓向廢料切刀上，從而將其切開。通過對油箱上殼體的工藝分析，得出影響成形質(zhì)量的主要因素，如：起皺、拉裂、變薄等；本課題的難點(diǎn)在于拉伸模的設(shè)計(jì)，該拉伸模采用壓邊圈在接觸坯料的地方有較大摩擦，需硬度較大的材料，在壓邊圈上設(shè)置了壓料筋以防皺。并能較熟練的運(yùn)用 CAD、Pro/E、CAE 等軟件，為以后的工作做好準(zhǔn)備。另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們在尋找資料，解答疑惑，實(shí)驗(yàn)操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。28 / 35謝 辭首先，非常感謝老師們在這次設(shè)計(jì)過程中給予我的悉心的指導(dǎo)與幫助。該拉伸模很好的運(yùn)用了壓邊圈、壓料筋、調(diào)整塊等結(jié)構(gòu)有效的減少缺陷的產(chǎn)生。圖 48 廢料切刀 導(dǎo)向裝置常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式、導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾珠導(dǎo)向式。該沖壓件所需的卸料力不大，采用彈壓卸料裝置有利提高產(chǎn)品的質(zhì)量，故采用卸料螺釘?shù)膹棄盒读稀Ｋ员匦璨捎眯读涎b置。上模板：630mm X 380mm X 35mm下模板：630mm X 380mm X 40mm 定位導(dǎo)向零件定位裝置的作用是限定毛坯（條料或塊料）送進(jìn)沖模的毛坯有正確的位置，以保證沖出合格的工件。在這種情況下需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 2Cmax，必須滿足下列條件： minax2Cdp????或?。? )(?6cd也就是說，新制造模具應(yīng)該是 ，否則制造的模具部隙已超過允許max2ip?變動(dòng)范圍 2Cmin～2Cmax,影響模具的使作壽命。又因落料件尺寸會(huì)隨凹模刃口的磨損而增大，故凹?；境叽鐟?yīng)取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。沖孔凸、凹模結(jié)構(gòu)如圖 4圖 44 凸凹模尺寸計(jì)算 凸、凹刃口尺寸的計(jì)算原則 沖裁件的尺寸精度