【正文】 第一章 緒論 沖壓成形特點 沖壓成形是指在壓力機(jī)上通過模具對板料金屬（或非金屬）加壓，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而得到具有一定形狀、尺寸和性能要求的零件的加工方法，它屬于塑性成形的加工方法之一，見圖 。 通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)了解國內(nèi)外模具的發(fā)展情況和及其發(fā)展趨勢，借鑒一些好的方法和原理，在老師的指導(dǎo)下運用自己所學(xué)的專業(yè)知識來完成任務(wù)。選做這個課題比較有 實際意義，也是對我大學(xué)期間學(xué)期課程的一個檢驗。 沖壓成形是一種先進(jìn)的金屬加工方法，和其他的加工方法（如機(jī)械加工）相比具有以下特點： （ 1） 可以獲得其他加工方法不能或難以加工的形狀復(fù)雜的零件，如汽車覆蓋件、車門等。 模具發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (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 (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 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 3 第二章 零件的工藝性分析及方案選擇 設(shè)計模具時，首先要根據(jù)生產(chǎn)批量、零件圖樣及零件的技術(shù)要求進(jìn)行工藝性分析，從而確定其進(jìn)行零件加工的難易程度。 盤形件的尺寸精度和表面粗糙度 圖 2— 1所示的汽車風(fēng)扇傳動帶盤的沖壓件，材料為 08F 鋼板，料厚 ，3 4 176。如果單純?yōu)榱颂?高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的沖載方案，雖然確實有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本卻隨之大幅提高，其結(jié)果往往得不償失 [5] 零件的排樣 排樣的合理與否，不但影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，而且影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。 方案三： 落料、三次拉深 — 脹形 翻邊 成形， 采用單工序模生產(chǎn)。該零件形狀 并不復(fù)雜，但由于屬于薄板成形，且拉伸深度比較大，一次拉伸不可能拉伸到零件的實際高度，因此需要計算采用幾次拉伸才能拉伸到零件的深度要求。 表 4— 4外緣翻邊允許的極限變形程度 [12] 外凸緣翻邊的變形程度用翻邊系數(shù) 表示： (318) 外凸緣翻邊時 ≥ R。 ２．工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。故設(shè)計落料模時，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，設(shè)計沖孔模時，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。沖模的封閉高度系指模具在最低工作位置時，上、下模板平面之間的距離。 定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置。 壓力機(jī)的選擇 選擇翻邊沖壓設(shè)備時 ， 首先選擇設(shè)備的 臺 面尺寸。 按下表 1數(shù)據(jù)選取翻邊時凸凹模間隙為 表 6— 2翻邊時凸凹模間隙 材料厚度 毛坯翻邊 計算凸凹模刃口尺寸 凸、凹模尺寸可參照拉深模的尺寸確定原則確定，只是應(yīng)注意保證翻邊間隙。 KNd tp b a x ????? ?濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 25 第八章 終成形（擠壓）模具設(shè)計 該稱形工序為此套模具設(shè)計的主要工序之一，它采用了 浮動的凹模鑲塊和雙向斜楔滑塊機(jī)構(gòu) ,很好的解決了橫向和縱向壓料精度不高的困難 , 提高了生產(chǎn)效率 , 并且保證了零件質(zhì)量。在國際機(jī)床展上我們看到了許許多多的新機(jī)床，有液壓機(jī)、切割機(jī)、數(shù)控加工中心等一些先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備?！? 但是由于這是我第一次獨立完成的設(shè)計，難免存在不足和欠缺之處，希望老師給予 批評，指正。對我工作后從事相關(guān)的技術(shù)工作打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。 由實用模具技術(shù)手冊 p23 表 23 查得：選用 J2340 公稱壓力： 400KN 滑塊行程 : 80mm 最大封閉高度 :330mm 連桿調(diào)節(jié)量： 4565mm 工作臺尺寸（前后 mm?左右 mm）： 460? 700 墊板尺寸（厚度 mm?孔徑 mm）： 65 最大傾斜角度： 300 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 26 致謝 通過近一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，現(xiàn)已基本完成， 在整個的畢業(yè)設(shè)計過程中我們的導(dǎo)師 —— 張明哲老師給我們給我們做了細(xì)心的指導(dǎo)，在此，我們向您說一聲：“老師，您辛苦了”。 脹形毛胚得塑性變形區(qū)局限于變形區(qū)內(nèi)，材料不上變形區(qū)外轉(zhuǎn)移，也不從外部進(jìn)入變形區(qū)內(nèi)，脹形是靠毛胚局部變薄來實現(xiàn)的。凹模圓角半徑可以直接按工件要求的大小設(shè)計，但當(dāng)工件凸緣圓角半徑小于最小值時應(yīng)加整形工序 。 又因為是級進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 選用 37號標(biāo)準(zhǔn)圓鋼絲螺旋壓縮彈簧，自由高度 H0=55mm，受負(fù)荷時的高度H1=。這類壓力機(jī)生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定，操作方便，價格低廉，擬選定開式雙柱可傾式壓力機(jī)。 圖 41 壓力中心的計算 ? ? )122145( 22 ???????濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 16 綜上所述，由此可以確定傳動帶盤零的件壓力中心為該零件的圓心。 擠壓工序 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 14 第四章 落料 拉伸復(fù)合模的設(shè)計 沖壓力計算 計算落料力 將毛坯的周長 L，厚度 t= 以及 08 鋼材料的抗剪強(qiáng)度 τ＝ 294 MPa 代入上式，得 ： 平刃口模具沖裁時： F落 =KLtτ =?π ?294?252?≈ 350KN (41) 式中： t— 材料厚度 ,[t]為 mm τ — 材料抗剪強(qiáng)度 [τ ]為 MPa L— 沖裁周長 [L]為 mm K系數(shù) 考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般 K 取 [13]。而在以后的拉伸中，圖緣直徑保持不變，僅僅，減小筒部直徑。 方案 三： 由于級進(jìn)模具對工件的定位要求比較高，模具的制造成本也相應(yīng)的增加，故不選用此方案。 表 2— 1 凸緣筒形件拉深修邊余量δ /mm 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 5 由上表查得：取最小搭 邊值：δ =6mm 表 2— 2 搭邊 a 與 1a 的值 [7] 由上表查得：搭邊 a 和 1a 的數(shù)值：工件間 a=， 側(cè)面 a1= 確定條料毛坯尺寸的計算 為了計算方便，先按分析圖中所示尺寸， 工件的展開尺寸為盤形， 根據(jù)彎曲毛坯展開長度計算方法求出中性層母線的各段長度并將計算數(shù)據(jù) ，則沖壓件展開直徑為 [7]： 凸緣 直徑 凸緣的相對直徑 = ～ 2 2～ =25 25～ 50 50～ 100 100～ 150 150～ 200 200～ 250 250 6 5 4 3 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 6 (21) mm176 )(212? ?????? 條料寬度： B=（ L+2a+b0） =(252+2 +)= (22) 送料步距： A=L+a1=252+1=253 (23) B— 條料寬度， mm； L— 沖裁件與送料方向的最大尺寸， mm； a— 沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊， mm； 條料的利用率 沖裁單件材料的利用率： %781772084 %100%100 20 ??? ??????? BhnAbhnA? (24) 畫出排樣圖 該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計，考慮操作 方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計，根據(jù)以上資料畫出排樣圖。 0 . 0 5濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 4 其未注公差尺寸精度等級為 IT12，取△ =，屬于一般沖裁模、拉伸、成形模具就能夠 達(dá)到的公差等級，不需采用整修等特殊加工方式，因此，利用普通沖裁、拉伸、成形方式即可達(dá)到圖樣要求。外形沒有尖角，各直線或曲線的連接處，也有適當(dāng)?shù)膱A角轉(zhuǎn)接，從而便于模具加工。 為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。 （ 5） 生產(chǎn)率高、操作簡便，易于實現(xiàn)自動化。 能夠滿足汽車風(fēng)扇傳動帶盤零件的成形質(zhì)量要求 , 生產(chǎn)效率高 , 經(jīng)濟(jì)效益顯著。此次模具設(shè)計的突出特點是嘗試 設(shè)計了浮動的凹模鑲塊和雙向斜楔滑塊機(jī)構(gòu) ,很好的解決了橫向和縱向壓料精度不高的困難 , 提高了生產(chǎn)效率 ,同時也 使用復(fù)雜的復(fù)合模具，解決常規(guī)沖壓工藝模具套數(shù)多、工藝路線長、生產(chǎn)成本高、效率低等缺點 并且保證了零件質(zhì)量 ， 并為以后此類零件沖壓工藝的 編制及模具設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。我相信通過這個設(shè)計，我的動手和實踐能力會有一個很大的提高，同時通過這個設(shè)計可以進(jìn)一步加深對所學(xué)知識的認(rèn)識，對以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 （ 2） 由于尺 寸精度主要有模具來保證，所以加工出的零件質(zhì)量穩(wěn)定、一致性好，具有“一模一樣”的特征。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。對不適合零件加工或難以保證加工要求的部位提出改進(jìn)建議或與設(shè)計人員協(xié)商解決。R 6R 4R 31 4 0 177。同時，在沖壓零件的成本中，材料費用占 60%以上，因此，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個重要問題。 方案的分析 方案一 ： 模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要 七 道工序， 七 副模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低， 而且由于頻繁更換名模具造成重復(fù)定位誤差增大 使工件精度質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。 落料工序 從條料上沖下所需形狀的圓形毛胚，其直徑為 D=252mm，以便以后工序進(jìn)行。 在該零件中， R=88mm, r=76mm ≥ R=8876=12mm 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 參考文獻(xiàn) 13 m i nm i n 12 0 . 1 28 8 1 2c bE Rb? ? ??? (319) 有上表可查 ： % 10dE ? mincE 〉 dE (320) 由此可知 ,內(nèi)外緣都可以 一次翻邊 就 能達(dá)到零件高度要求 。３．形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級進(jìn)模的 壓力中心可用解 析計算法求出沖模壓力中心 ，如圖 41 所示 。 （ 2）考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸模基本尺寸則應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。 模具的封閉高度 H應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大閉合高度及最小封閉高度 H之間，其關(guān)系如下 [18]： hmin+10mm≤ h 模 ≤ hmax5mm 當(dāng)模具的最大閉合高度小于設(shè)備的最小封閉高度時時，可采用以下兩種方法解決：①將某些模具零部件的寬度 (厚度 )增大， ②在壓機(jī)工作臺板上面 (下模座下平面下面 )再附加 墊板。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。因為翻邊時所需的翻邊力相對不大，一般只要設(shè)備的臺面尺寸能夠安裝翻邊模具，設(shè)備的能力就能 滿足翻邊要求，可以不進(jìn)行翻邊力的計算。凸模圓角半徑 越大越好，最好用曲面或錐形凸模，對平底凸模一般取 ≥4 。 并為以后此類零件沖壓工藝的編制及模具設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。 在濰坊裕元電子有限公司 ，我們見到了國內(nèi)先進(jìn)的模具