模具設計畢業(yè)設計 啤酒開瓶器的模具設計

1、<p><b>　　啤酒開瓶器模具設計</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設計是機械專業(yè)一個最重要的教學環(huán)節(jié),是一門實踐性很強的學科，是我們對所學知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜合運用，使學生對模具從設計到制造的過程有了基本的了解

2、，為以后的工作及進一步學習深造打下了堅實的基礎。</p><p>　　畢業(yè)設計的主要目的有兩個：</p><p>　　一是讓學生掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運用工程軟件進行模具設計。</p><p>　　二是掌握模具設計方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。</p><p>　　本文是落料沖裁級進模設計說明書，結合模具的設計和制作，廣泛

3、聽取各位人士的意見，經(jīng)過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規(guī)范化,標準化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。其中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。</p><p>　　本文在編寫過程中得到了老師的精心指導和同學們的大力幫助,在此表示衷心的感謝。由于本人是應屆畢業(yè)生,理論水平有限，實踐經(jīng)驗不足，說明書中難免有不當和錯誤的地方，敬請各位老師批評指正。</p>

4、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要 ·</b></p><p>　　1．設計課題及任務書················&#

5、183;···············5</p><p>　　1．1 設計課題···············

6、3;·······················5</p><p>　　1．2 設計任務書 ·······&#

7、183;·························6</p><p>　　2． 工藝方案分析及確定· ····

8、;·····················6</p><p>　　2．1 工件的工藝分析 ·········

9、83;····················7</p><p>　　2．2 工藝方案的確定 ··········

10、···················7</p><p>　　2．3 排樣圖的確定 ···········

11、3;···················8</p><p>　　工藝設計與計算 ············

12、····················10</p><p>　　3．1 沖裁的方式與沖壓力的計算 ·········

13、3;········10</p><p>　　3．2 計算各主要零件的尺寸 ·····················

14、83;12</p><p>　　4．附錄 ·······························

15、·············17</p><p>　　4．1非標準件明細表 ·················

16、83;············17</p><p>　　4．2標準件明細表 ··················&

17、#183;·············17</p><p>　　5．圖紙··················

18、···························</p><p>　　參考文獻 ·····

19、····································

20、3;·</p><p>　　致謝·······························&

21、#183;·················</p><p>　　1．設計課題及設計任務書</p><p>　　1．1設 計 課 題</p><p><b>　　啤酒瓶開瓶器級進模<

22、/b></p><p>　　1.1.1課題來源： 與系部相關人員及指導教師探討，設計一套開瓶器級進模并制造出實物，將啤酒瓶開瓶器用以系部給參觀人員發(fā)放禮品之用功。</p><p>　　1.1.2課題研究的目的與基本要求：</p><p><b>　　目的：</b></p><p>　　1）用本專業(yè)所學課程的理論和生

23、產(chǎn)實際知識，進行一項冷沖模設計與制造的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作的能力。</p><p>　　2）擴充“冷沖模設計”課程所學內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟。</p><p>　　3）掌握冷沖壓模具設計的基本知識。如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。</p><p><b>　　基本要求：</b></p>

24、;<p>　　1）達到課題研究的目的所提的要求。</p><p>　　2）重點放在實際生產(chǎn)中，即親自參與模具的跟蹤生產(chǎn)，熟悉自己所設計模具的工藝和生產(chǎn)全過程。</p><p>　　3）以生產(chǎn)者的身份來設計模具；為求所設計模具適合在所在設備條件下生產(chǎn)，即要綜合生產(chǎn)實際，又要滿足生產(chǎn)要求，更要提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。</p><p>　　4）在生產(chǎn)實際中，

25、能熟悉掌握制造模具的設備的使用。課題研究已具備的條件（包括實驗室，主要儀器設備）</p><p>　　1.1.3加工設備：</p><p><b>　　1電火花線切割機床</b></p><p>　　2 銑床

26、</p><p><b>　　3磨床</b></p><p>　　4數(shù)控加工中心 </p><p><b>　　5鉆床 </b></p><p>　　6劃線尺、平臺、半規(guī)尺、游標卡尺</p><p>　　以上設備主要參照本系現(xiàn)有加工設備，對于一些需外發(fā)加工的工藝設備，未標

27、注在內(nèi)。</p><p><b>　　1.2設計任務書</b></p><p>　　本設計為啤酒瓶開瓶器的落料-沖孔模具，未提供工件圖，設計數(shù)據(jù)需經(jīng)實體測繪得出。因此測繪數(shù)據(jù)的準確度將直接影響模具的設計精度及工件制造質量。為保證工件及模具設計質量，測繪應嚴格選用合適的測量器具及測量方法，設計工件如圖1.1所示：</p><p><b>

28、;　　圖1.1</b></p><p><b>　　技術要求：</b></p><p>　　1.產(chǎn)品為落料件，材料選用冷軋鋼板，厚度為2mm。</p><p>　　2.工件對公差要求不高，公差按IT14級制造。</p><p>　　3.工件外觀必須平順，毛邊等均需去除。</p><p>

29、;　　2.工藝方案分析及確定</p><p>　　2.1零件的工藝分析</p><p>　　沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等是確

30、定沖裁件工藝實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。</p><p>　　零件無尺寸公差要求，故按IT14級選取，利用普通沖裁方式可達到圖樣要求。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。材料為冷軋鋼板，厚度為2mm 。不再需對零件進行結構改進。 </p><p>　　2.2工藝方案的確定</p><p>　　確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖

31、壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應進行全面的工藝分析分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個最佳的合理沖壓工藝方案。</p><p>　　根據(jù)本零件的工藝分析，按IT14級尺寸公差制造，生產(chǎn)綱領為每日加工2萬。為提高加工效率，故采用級進模或復合模。</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　方案

32、一：級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈秃夏_制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。當小孔比較接近邊緣，復合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結構與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質故采用級進模加工。</p><p>　　方案二：復合模也

33、比單工序模生產(chǎn)率高，復合?？稍趬毫C的一次行程內(nèi)，完成落料，沖孔兩道工序，并且在這兩道工序過程中不需進給材料。由于不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對位置及各件尺寸的一致性非常好，制件精度可達IT８級，沖模結構緊湊，面積較小。但加工成本較高。本設計產(chǎn)品材料厚2mm，沖裁力大，對模具結構和沖壓過程有很高的要求，并且復合模制造過程復雜，不適合在現(xiàn)有條件下進行制造。</p><p>　　工藝方案的確定：該零件屬于中小批量生產(chǎn)

34、，工藝性較好，沖壓件尺寸精度較高，形狀簡單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設備，采用級進模。該方案，模具制造周期短，性格比較高，工人操作安全，方便可靠。</p><p><b>　　2.3 排樣的確定</b></p><p>　　在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。</p&g

35、t;<p>　　2.3.1沖裁件的排樣</p><p>　　排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用），與沖件的外形有很大關系。</p><p>　　根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。</p><p>　　考慮到該制件的生產(chǎn)綱領與

36、加工條件，采用條料加工有余料的排樣。排樣圖見下圖：</p><p>　　2.3.2材料利用率</p><p>　　衡量材料經(jīng)濟利用的指標是材料利用率。</p><p>　　一個進距內(nèi)的材料利用率為</p><p>　　η= （2.1）</p><p>　　式中　　　　A

37、——沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）；</p><p>　　n——一個進距內(nèi)的沖件數(shù)目；</p><p>　　B——條料寬度（mm）；</p><p>　　h——進距（mm）.</p><p>　　一張板料上總的材料利用率η∑為：</p><p><b>　　η∑ =</b></p&

38、gt;<p>　　式中　　　　N——一張板料上的沖件總數(shù)目； </p><p>　　L——板料長度（mm）；</p><p>　　A——板料寬度（mm）；</p><p>　　A——板料寬度（mm）；</p><p><b>　　η∑ =</b></p><p><b>　

39、　=81.8%</b></p><p><b>　　2.3.3搭邊</b></p><p>　　排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。</p><p>　　搭邊數(shù)值取決于以下因素：</p><p>　?、俟ぜ某叽?/p>

40、和形狀。</p><p>　?、诓牧系挠捕群秃穸取?lt;/p><p>　?、叟艠拥男问剑ㄖ迸拧⑿迸?、對排等）。</p><p>　?、軛l料的送料方法（是否有側壓板）。</p><p>　　⑤擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算確定的。</p><p>　　查表2—18得

41、搭邊值： </p><p>　　a=8mm a1=10mm 　　?。ā础蠢錄_模具設計指導〉〉）</p><p>　　取搭邊值為：a=8mm a1=10mm</p><p>　　3.1 沖裁方式與沖壓力的計算</p><p>　　3.1.1沖裁方式與沖壓力的計算：</p><p>　　當一次沖裁完成

42、以后，為了能夠順利地進行下一次沖裁，必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結構形式，并影響沖裁件的質量。</p><p>　　3.1.2. 沖裁力的計算</p><p>　　計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算：</p><p&g

43、t;　　F=AΓ (3.1)</p><p>　　式中，A為剪切斷面面積，Γ為板料的抗剪強度。</p><p>　　考慮到刃口的磨損、間隙的波動、材料力學性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強度τ為抗拉強度σb的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算：</p><p>　　F=LTσb

44、 （3.2）</p><p>　　式中 L -——沖裁輪廓的總長度(mm);</p><p>　　T_______板料厚度(mm);</p><p>　　σb ______板料的抗拉強度(MPa)。</p><p>　　經(jīng)查資料取σb=300 （沖壓工藝與模具設計）</p><p>

45、;　　將相應數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：</p><p>　　F=317.16×2×300=190296N </p><p>　　3.1.3卸料力、推料力和頂件力的計算</p><p>　　由于影響卸料力、推加力和頂件力的因素很多，無法準確計算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗公式計算：</p><p>　　FQ1=K1F (N)

46、 （3.3）</p><p>　　FQ2=K2nF (N) （3.4）</p><p>　　FQ3=K3F (N) （3.5）</p><p>　　式中 FQ1、FQ2、FQ3——分別為卸料力、推加力和頂件力；</p><p>　　K1 、K2 、K3——分別為卸料力系數(shù)、推加力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值</p&g

47、t;<p><b>　　見表1-1</b></p><p>　　n——同時卡在凹模孔內(nèi)的工件或廢料數(shù)，n=h/t h為凹模直刃高度，t為板厚；</p><p>　　F——沖裁力（N），按式（3.1）計算。</p><p><b>　　如表3.1</b></p><p>　　查得K1=

48、0.04 K2=0.05 K3=0.06</p><p>　　卸料力FQ1=K1F=190296×0.04=7611.84N</p><p>　　推件力FQ2=K2nF=190296×0.050×n=9900×n=118935N</p><p>　　FQ3=K3F=0.06×190296=11417.76N&

49、lt;/p><p><b>　　表3.1</b></p><p>　　3.1.4沖裁力的計算</p><p>　　固定卸料順出件時的總沖壓F0為：</p><p>　　F0=F+FQ2 (3.6)</p><p>　　根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，故選用卸料順出件

50、的總沖壓力為(如式3.6)</p><p>　　F0=F＋FQ2=190296＋118935=309231N</p><p>　　根據(jù)壓力, 初選壓力機型號為 JB23-40,其公稱壓力為40KN</p><p>　　壓力機公稱壓力能滿足沖載需要。</p><p>　　3.2.計算各主要零件的尺寸</p><p>　　

51、3.2.1凹模結構設計</p><p>　　考慮本成品零件的結構形狀,本凹模采用矩形凹模,其材料和凸模一樣為</p><p>　　Cr12MoV,熱處理后的硬度為60--62HRC，內(nèi)形尺寸即半成品的外形。</p><p>　　凹模高度h=25mm</p><p><b>　　凹模外形尺寸</b></p>

52、<p>　　長度 L=230mm 寬度R=190mm</p><p>　　由于在本套模具中設計中采用鑲塊，因此在凹模設計的同時要考慮到鑲塊的形狀與尺寸，在設計時，要考慮到鑲塊與凹模板的銜接尺寸不宜過大或過小，過大降低了凹模板的承受能力，在使用中易發(fā)生拉裂凹模板的情況，過小會降低鑲塊的使用壽命，且經(jīng)常修模會大大提高產(chǎn)品的成本，降低了生產(chǎn)效率，而且要考慮到鑲塊與凹模板的銜接形狀，使得鑲塊與凹模板能完全

53、結合，且固定效果好。在查閱相關資料后設計鑲塊形狀如下圖。</p><p>　　3.2.2計算凸、凹模的工作部分的尺寸</p><p>　　凸、凹模間隙值的確定：</p><p>　　凸、凹模間隙對沖裁件斷面質量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大的影響,所以應選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質量要求，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)字來采用，此工件的公差要求不高，可采

54、用較大公差。</p><p>　　查表2-9得 </p><p>　　Zmin=0.105mm</p><p>　　Zmax=0.135mm</p><p>　　因為非圓形比圓形間隙大，針對本工件的沖件精度低于IT14級，斷面無特殊要求，所以</p><p>　　取

55、 Z=0.120mm</p><p>　?。ǎ保┛紤]落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模，用減小凸模尺寸來保證合理間隙。</p><p>　?。ǎ玻┛紤]到刃口的磨損對沖件尺寸的影響，凸凹模應取接盡沖裁件的最大極限尺寸。</p><p>　　3.2.3凸凹模選材，熱處理及加工工藝過程</p><p>　　該零件是完成制件外形的工作零

56、件，內(nèi)表面的加工用實配法。保證雙面間隙為0.01mm 之間。該零件的形狀簡單，外成形表面精加工可以采用電火花線切割，成形磨削，連續(xù)磨削的方法。</p><p>　　根據(jù)一般工廠的加工設備條件，可以采用以下兩個方案：</p><p>　?、賯淞稀嘶稹姼髅妗让婕吧舷卤砻妗Q工劃線——半精加工——熱處理——研磨內(nèi)孔——成形磨削外形。</p><p>　　

57、②備料——退火——銑各面——磨側面及上下表面——鉗工作穿絲孔——熱處理——電火花線切內(nèi)外形。</p><p>　　從以上兩方案來看，方案一要經(jīng)濟一些，但熱處理后變形要比方案二大。方案二顯然變形小一點，但在電火花線切割時價格較貴，考慮到節(jié)省模具的制造成本，保證模具的正常工作及產(chǎn)品的合格性，固方案一要好。</p><p><b>　　所以采用方案一。</b></p

58、><p>　　3.2.4凹模板加工工藝方案如下:</p><p>　　備料——鍛造———銑——平磨——鉗加工</p><p>　　工藝過程如表3.2 </p><p><b>　　表3.2</b></p><p>　　3.2.5沖壓設備的選用</p><p>　　壓力機對模具壽

59、命的影響也不容被忽視。壓力機在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動精度。</p><p>　　當壓力機的動精度不好時，就等于用精度不好的壓力機進行沖壓加工。由于測量動精度很困難，目前還沒有壓力機動精度的標準，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機的靜精度。因此壓力機的動精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結構形式和尺寸以及對壓力機生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。</p><p>　　根據(jù)以上原因

60、和總的沖裁力必須小于或等于壓力機的公稱壓力，故選壓力機型號為23----40其技術規(guī)格如下:</p><p>　　公稱壓力 40KN</p><p>　　滑塊行程 80mm</p><p>　　滑塊行程次數(shù) 20</p><p>　　最大的封閉高度為160mm</p><p>

61、　　工作臺尺寸前后180mm左右280mm</p><p>　　3.2.6定位零件的設計</p><p>　　本模具用導正釘和浮料銷來定位的。它的主要目的是用來控制送料步距。</p><p>　　查相關公司標準件手冊選用后確定：</p><p>　　導正釘直徑R=5mm 長度L=50mm</p><p>　　浮料銷尺

62、寸直徑R=10mm 長度L=45mm</p><p>　　3.2.7凸模的固定</p><p>　　本模具采用整體式凸模，凸模鑲嵌在凸模固定板上，凸模用螺栓緊固在上模板上。</p><p>　　3.2.8凹模的固定</p><p>　　凹模與凹模墊板以及下模板用螺釘與銷釘緊固配合。</p><p>　　3.2.9確定

63、裝配基準</p><p>　　落料應以沖裁凸凹模為裝配基準件。</p><p>　　首先確定凸凹模在模具中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模的位置，然后用平行板將凸凹模和下模座夾緊。</p><p>　　沖裁模具材料的選?。?lt;/p><p>　　查《冷沖壓模具設計指導》表8-8和8-9：</p><p>　　為

64、保證模具的工作性及承受能力，故選用材料如下</p><p>　　凸模和凹模的材料為Cr12MoV，熱處理硬度為60-62HRC。</p><p>　　墊板、凸模固定板、凹模固定板、上下模板的材料選用45號鋼，熱處理硬度為HRC58-60。</p><p><b>　　非標準件明細表</b></p><p><b&g

65、t;　　標準件明細表</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文是在老師精心指導和大力支持下完成的。老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次畢業(yè)設計過程中我也學到了許多有關設計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。</p>

66、<p>　　通過這次模具設計，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設計，綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識和結合生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設計，通過工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高了自己的獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本的模具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應規(guī)范和標

67、準，同時對各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設計資料和手冊的能力，熟悉了設計中的標準和規(guī)范等。通過對本套模具的加工制造，更進一步地提高了工藝編制能力。</p><p>　　在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。</p><p>