畢業(yè)設(shè)計---盒零件沖壓模的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目 盒零件沖壓模的設(shè)計 </p><p>　　2012 年 04 月</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 概述1</b></p

2、><p>　　1.1 沖壓的概念、特點及應(yīng)用1</p><p>　　1.2 AutoCAD 的簡述2</p><p>　　1.3 Pro/E軟件的簡述及功能4</p><p>　　1.4沖壓模具的設(shè)計內(nèi)容及步驟5</p><p>　　第二章 分析零件工藝性7</p><p>　　第三章

3、 確定工藝方案9</p><p>　　3.1 計算毛坯尺寸9</p><p>　　3.2 確定是否需要壓邊圈9</p><p>　　3.3 確定拉深次數(shù)10</p><p>　　3.4 確定工藝方案10</p><p>　　第四章 主要工藝參數(shù)的計算12</p><p>　　4.1

4、 確定排樣和裁板方案12</p><p>　　4.2 沖壓力的計算及設(shè)備的選用12</p><p>　　4.3 壓力中心的計算14</p><p>　　4.4 計算凸、凹模刃口尺寸及公差14</p><p>　　第五章模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計17</p><p>　　5.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇17</p>

5、;<p>　　5.2 模具工作部分尺寸計算17</p><p><b>　　第六章 結(jié)論24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p><b>　　第一章 概述

6、</b></p><p>　　1.1 沖壓的概念、特點及應(yīng)用</p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工，且主要是采用板料來加工成形所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成形工程技術(shù)。</p>

7、<p>　　沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。</p><p>　　與機(jī)械加工及塑性加工的其他方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。</p><p>　?。?）沖壓加工的生產(chǎn)效率高

8、，且操作方便，易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。</p><p>　　（2）沖壓是由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。</p><p>　?。?）沖壓可制造出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓件的強度和剛度均較高。&

9、lt;/p><p>　?。?）沖壓一般沒有切削碎料生成，材料的消耗較少，且不需其他的加熱設(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。</p><p>　　但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(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)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益。&l

10、t;/p><p>　　沖壓在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓方法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、電子、航空、航天、家電、及輕工等行業(yè)。在這些部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)大，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)率、

11、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。</p><p>　　1.2 AutoCAD 的簡述</p><p>　　AutoCAD是由美國Autodesk公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過不斷的完美，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。 </p><p>　　AutoCAD可以繪制任意二維和三維圖形，并且同

12、傳統(tǒng)的手工繪圖相比，用AutoCAD繪圖速度更快、精度更高、而且便于個性，它已經(jīng)在航空航天、造船、建筑、機(jī)械、電子、化工、美工、輕紡等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計環(huán)境，讓非計算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高

13、工作效率。</p><p>　　AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計算機(jī)和工作站上運行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各種圖形顯示設(shè)備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標(biāo)器30多種，繪圖儀和打印機(jī)數(shù)十種，這就為AutoCAD的普及創(chuàng)造了條件。</p><p>　　AutoCAD的發(fā)展過程可分為初級階段、發(fā)展階段、高級發(fā)展階段、完善階

14、段和進(jìn)一步完善階段五個階段。</p><p>　　CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢：</p><p>　　CAD技術(shù)作為成熟的普及技術(shù)已在企業(yè)中廣泛應(yīng)用，并已成為企業(yè)的現(xiàn)實生產(chǎn)力。圍繞企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計能力的提高和網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境的普及，CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢主要圍繞在標(biāo)準(zhǔn)化、開放式、集成化、智能化四方面。</p><p>　　1、標(biāo)準(zhǔn)化 除了CAD支撐軟件逐步實現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，

15、面向應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件（零部件庫）、標(biāo)準(zhǔn)化方法也已成為CAD系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向著合理化工程設(shè)計的應(yīng)用方向發(fā)展。</p><p>　　傳統(tǒng)形式的手畫工程圖已經(jīng)有了成熟的國際標(biāo)準(zhǔn)，相互都能理解。而存儲在磁盤、光盤上的形形色色的CAD二進(jìn)制數(shù)字記錄，要想實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化就復(fù)雜、困難得多。從80年代中期起，ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織著手醞釀制訂這類標(biāo)準(zhǔn)，稱作ISO10303《產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換標(biāo)準(zhǔn)》，簡稱STEP。它要涵蓋所有人工設(shè)

16、計的產(chǎn)品，采用統(tǒng)一的數(shù)字化定義方法。由于STEP標(biāo)準(zhǔn)涉及的面非常寬，眾口難調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)的制定過程十分緩慢，存在問題很多。而在我國，CAD應(yīng)用工程的實施具有更加嚴(yán)密的組織領(lǐng)導(dǎo)體系，而且實際從事CAD應(yīng)用軟件開發(fā)的單位相對比較集中，起步比國外晚，不存在要與過去開發(fā)的老系統(tǒng)保持兼容問題。如果我國采取主動貫徹STEP積極思想的方針，不糾纏于過分繁瑣的技術(shù)細(xì)節(jié)，針對我國的現(xiàn)實需要和技術(shù)發(fā)展前景，及早統(tǒng)一協(xié)調(diào)自主開發(fā)軟件的數(shù)據(jù)模型，這將有助于推動國內(nèi)C

17、AD界的學(xué)術(shù)研究風(fēng)氣，促進(jìn)CAD軟件開發(fā)水平的大幅度提高。這種主動出擊的策略要比單純等待STEP標(biāo)準(zhǔn)草案一版一版更新有利得多?；仡櫄v史，CAD和計算機(jī)圖形學(xué)的國際標(biāo)準(zhǔn)制定總是滯后于市場上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。CAD產(chǎn)品更新頻繁。誰家產(chǎn)品的技術(shù)思想領(lǐng)先，性能最好，用戶最多，主導(dǎo)了市場，誰</p><p>　　CAD軟件一般應(yīng)集成在一個異構(gòu)的工作平臺之上，為了支持異構(gòu)跨平臺的環(huán)境，就要求它應(yīng)是一個開放的系統(tǒng)，這里主要是靠標(biāo)準(zhǔn)化

18、技術(shù)來解決這個問題。</p><p>　　目前標(biāo)準(zhǔn)有兩大類：一是公用標(biāo)準(zhǔn)，主要來自國家或國際標(biāo)準(zhǔn)制定單位；另一是市場標(biāo)準(zhǔn)，或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，屬私有性質(zhì)。前者注重標(biāo)準(zhǔn)的開放性和所采用技術(shù)的先進(jìn)性，而后者以市場為導(dǎo)向，注重考慮有效性和經(jīng)濟(jì)利益。后者容易導(dǎo)致壟斷和無謂的標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)。通過總結(jié)這個領(lǐng)域幾十年標(biāo)準(zhǔn)化工作的經(jīng)驗，不少標(biāo)準(zhǔn)化專家已認(rèn)識到存在的問題，這已經(jīng)成為進(jìn)一步制定標(biāo)準(zhǔn)的障礙。因此提出應(yīng)對傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行革新。有專家

19、建議標(biāo)準(zhǔn)革新的目標(biāo)是公用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是說革新后仍應(yīng)以公用標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，不過要從工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中吸收其注重經(jīng)濟(jì)利益和效率的優(yōu)點。另外，也有人提出現(xiàn)在制定標(biāo)準(zhǔn)的單位很多，但是標(biāo)準(zhǔn)制定過程卻沒有標(biāo)準(zhǔn)，這也是標(biāo)準(zhǔn)革新過程中值得考慮的問題。這些觀點對我國制定CAD標(biāo)準(zhǔn)也許有所啟迪。</p><p>　　2、開放性 CAD系統(tǒng)目前廣泛建立在開放式操作系統(tǒng)窗口95／98／NT和UNIX平臺上，在Java LINUX平臺上也

20、有CAD產(chǎn)品，此外CAD系統(tǒng)都為最終用戶提供二次開發(fā)環(huán)境，甚至這類環(huán)境可開發(fā)其內(nèi)核源碼，使用戶可定制自已的CAD系統(tǒng)。</p><p>　　集成化 CAD技術(shù)的集成化體現(xiàn)在三個層次上：其一是廣義CAD功能CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP經(jīng)過多種集成形式成為企業(yè)一體化解決方案，推動企業(yè)信息化進(jìn)程。目前創(chuàng)新設(shè)計能力（CAD）與現(xiàn)代企業(yè)管理能力（ERP、PDM）的集成，已成為企業(yè)信息化的重點；其

21、二，是將CAD技術(shù)能采用的算法，甚至功能模塊或系統(tǒng)，做成專用芯片，以提高CAD系統(tǒng)的效率；其三是CAD基于網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境實現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)在企業(yè)間的集成。應(yīng)運而生的虛擬設(shè)計、虛擬制造、虛擬企業(yè)就是該集成層次上的應(yīng)用。</p><p>　　1、國際CAD商品系統(tǒng)開發(fā)的另一個趨勢是在全球范圍內(nèi)優(yōu)選最成功的功能構(gòu)件，進(jìn)行集成。至今最成熟的幾何造型平臺有兩家：Parasolid和ACIS；幾何約束求解構(gòu)件有一家，它的主要產(chǎn)

22、品是2D和3D DCM。我國開發(fā)的機(jī)械CAD應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)部分采用ACIS和Parasolid平臺，這是合理的。但是國際上近來又有一種思潮，要求軟件開發(fā)自由化，以免受制于一、二家公司壟斷性產(chǎn)品的束縛。這就是選用Linux操作系統(tǒng)以及在它基礎(chǔ)上開發(fā)各種共享軟件，開放源程序。我國也在醞釀自主開發(fā)因特網(wǎng)、操作系統(tǒng)、以及各種辦公的國產(chǎn)化系統(tǒng)。這時，自研制幾何造型通用平臺和各種功能構(gòu)件也將提上議事日程，我們要及早做好準(zhǔn)備。</p>&

23、lt;p>　　2、智能化設(shè)計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動領(lǐng)域，智能CAD是CAD發(fā)展的必然方向。從人類認(rèn)識和思維的模型來看，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)對模擬人類的思維活動（包括形象思維、抽象思維和創(chuàng)造性思維等多種形式）往往是束手無策的。因此，智能CAD不僅僅是簡單地將現(xiàn)有的智能技術(shù)與CAD技術(shù)相結(jié)合，更要深入研究人類設(shè)計的思維模型，并用信息技術(shù)來表達(dá)和模擬它。這樣不僅會產(chǎn)生高效的CAD系統(tǒng)，而且必將為人工智能領(lǐng)域提供新的理論和方法。

24、CAD的這個發(fā)展趨勢，將對信息科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。</p><p>　　1.3 Pro/E軟件的簡述及功能</p><p>　　Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到

25、業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。</p><p>　　Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決牲的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。</p><p>　　Pro/

26、E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。</p><p><b>　　主要特點</b></p><p>　　參數(shù)化設(shè)計和特征功能</p><p>　　Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能

27、去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。</p><p><b>　　單一數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶

28、在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。</p><p><

29、;b>　　主要功能：</b></p><p>　?。?）特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）；</p><p>　?。?）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）；</p><p>　?。?）通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　支持大型、復(fù)

30、雜組合件的設(shè)計(規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro／PROGRAM的各種能用零件設(shè)計的程序化方法等)。</p><p>　?。?）貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性(任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方變動)。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro／ENGINEER的基本功能。</p><p>　　1.4沖壓模具的設(shè)計內(nèi)容及步驟</p><p>　　1. 沖壓模具

31、的設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　在對零件進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計盒零件的沖壓模具的總裝圖和零件圖，主要是工作零件凸模，凹模以及輔助零件的設(shè)計，并對工作零件的加工工藝過程進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　2. 沖壓模具的設(shè)計步驟</p><p>　　1．明確設(shè)計任務(wù)，收集有關(guān)設(shè)計資料</p><p><b>　　2．沖壓工藝性分

32、析</b></p><p><b>　　3．?dāng)M定工藝方案。</b></p><p>　　4．確定模具的類型及結(jié)構(gòu)形成</p><p><b>　　5．沖壓工藝計算</b></p><p>　?。?）排樣及材料利用率的計算</p><p>　?。?）沖壓力及壓力中心

33、的計算</p><p>　?。?）沖壓設(shè)備型號及規(guī)格的選擇 根據(jù)沖壓力初選沖壓設(shè)備型號和規(guī)格，待模具總裝圖設(shè)計好后校核壓力機(jī)的裝模尺寸（如閉合高度，工作臺板尺寸，漏料孔尺寸等）是否符合要求，再確定沖壓設(shè)備型號與規(guī)格。</p><p>　　（4）凸、凹模刃口尺寸的計算</p><p><b>　　6．沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p>&

34、lt;p>　?。?）確定凹模外形尺寸 根據(jù)凹模刃口形狀和尺寸，并考慮凹模固定螺孔，銷孔的布置。計算凹模外形尺寸（凹模厚度*長度*寬度），并盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。</p><p>　?。?）選擇模架并確定其他沖模零件 </p><p>　?。?）畫沖模結(jié)構(gòu)草圖 畫沖?？傃b草圖和主要零件草圖，并標(biāo)上外形尺寸。</p><p>　?。?）繪制沖模總裝圖 將

35、沖模草圖經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后再按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制沖模總裝圖。</p><p>　?。?）畫沖模凸、凹模零件圖。</p><p>　　7．編寫課程設(shè)計說明書</p><p>　　第二章 分析零件工藝性</p><p>　　沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗—組合

36、、包裝的全過程，但分析工藝性的重點要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個零件，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。這里我們重點分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。</p><p><b>　　圖2.1零件圖</b></p><p>　　該零件是盒形狀，如圖2.1，料厚t=1mm，拉

37、深后厚度不變；零件底部圓角半徑r=2mm；尺寸公差都為自由公差，滿足拉深工藝對精度等級的要求。</p><p>　　工藝性對精度的要求是一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級以下，不宜高于IT11級。 </p><p>　　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。拉深工藝性對結(jié)構(gòu)與尺寸的要求是拉深件因盡量簡單、對稱，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或變薄量一般不應(yīng)

38、超出拉深工藝壁厚變化規(guī)律；當(dāng)零件一次拉深的變形程度過大時，為避免拉裂，需采用多次拉深，這時在保證必要的表面質(zhì)量前提下，應(yīng)允許內(nèi)、外表面存在拉深過程中可能產(chǎn)生的痕跡；在保證裝配要求下，應(yīng)允許拉深件側(cè)壁有一定的斜度；拉深件的徑向尺寸應(yīng)只標(biāo)注外形尺寸或內(nèi)形尺寸，而不能同時標(biāo)注內(nèi)、外形尺寸。</p><p>　　工藝性要求材料具有良好的塑性，屈強比值越小，一次拉深允許的極限變形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系數(shù)r和

39、板平面方向性系數(shù)反映了材料的各向異性性能，當(dāng)r較大或較小時，材料寬度的變形比厚度方向的變形容易，板平面方向性能差異較小，拉深過程中材料不易變薄或拉裂，因而有利于拉深成形。</p><p>　　該零件結(jié)構(gòu)較簡單、形狀對稱，完全由圓弧和直線組成，沒有長的懸臂和狹槽。零件尺寸均為自由尺寸且無其他特殊要求，利用普通沖裁方法可以達(dá)到零件圖樣要求。零件材料為08號鋼，退火抗拉強度大于325Mpa，屈服強度大于195Mpa.

40、該材料為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的拉深、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能。其沖裁加工性較好。該零件的沖裁性較好，可以沖裁加工，適于大批大量。</p><p>　　第三章 確定工藝方案</p><p>　　3.1 計算毛坯尺寸</p><p>　　拉深件坯料形狀和尺寸是以沖件形狀和尺寸為基礎(chǔ)，按體積不變原則和相似原則確定。體積不變原則，即

41、對于不變薄拉深，假設(shè)變形前后料厚不變，拉深前坯料表面積與拉深后表面積近似相等，得到坯料尺寸；相似原則，即對于不變薄拉深，假設(shè)變形前后料厚相似，得到坯料尺寸。當(dāng)沖件的斷面是圓形、正方形、長方形或橢圓形時，其坯料形狀應(yīng)與沖件的斷面形狀相似，但坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。對于形狀復(fù)雜的拉深件，利用相似原則僅能初步坯料的形狀，必須通過多次試壓，反復(fù)修改，才能最終確定坯料形狀。因此拉深件的模具設(shè)計一般是先設(shè)計拉深模，坯料尺寸形狀確定后再設(shè)計沖

42、裁模。</p><p>　　坯料直徑……………………………………（3.1）</p><p><b>　　圖3.1 零件圖</b></p><p>　　3.2 確定是否需要壓邊圈</p><p><b>　　坯料的相對厚度</b></p><p>　　…………………………………

43、……………………(3.2)</p><p><b>　　因此需要用壓邊圈。</b></p><p>　　3.3 確定拉深次數(shù)</p><p>　　在考慮拉深的變形程度時，必需保證使毛坯在變形過程中的應(yīng)力既不超過材料的變形極限，同時還能充分利用材料的塑性。也就是說，對于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度

44、。</p><p>　　極限拉深系數(shù)值可以用理論計算的方法確定。即使得在傳力區(qū)的最大拉應(yīng)力與在危險斷面上的抗拉強度相等，便可求出最小拉深系數(shù)的理論值，此值即為極限拉深系數(shù)。但在實際生產(chǎn)過程中，極限拉深系數(shù)值一般是在一定的拉深條件下用實驗的方法得出的，我們可以通過查表來取值。</p><p>　　根據(jù)=0.8%,查表4.4.2確定極限拉深系數(shù)=0.55，，…故</p><

45、p>　　因為 ，所以可一次拉深成形。</p><p>　　3.4 確定工藝方案</p><p>　　根據(jù)以上分析和計算，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、沖孔。</p><p>　　根據(jù)這些基本工序，可以擬出如下幾種工藝方案：</p><p><b>　　方案一</b></p&

46、gt;<p>　　先進(jìn)行落料，再拉深，最后沖孔，以上工序過程都采用單工序模加工。用此方案，模具的結(jié)構(gòu)都比較簡單，制造很容易，成本低廉，但由于結(jié)構(gòu)簡單定位誤差很大，而且單工序模一般無導(dǎo)向裝置，安裝和調(diào)整不方便，費時間，生產(chǎn)效率低。 </p><p><b>　　方案二

47、</b></p><p>　　落料與拉深在復(fù)合模中加工成半成品，再在單工序模上進(jìn)行沖孔。采用了落料與拉深的復(fù)合模，提高了生產(chǎn)率。對落料以及拉深的精度也有很大的提高。由于最后一道沖孔工序是在單工序模中完成，使得最后一步?jīng)_孔工序的精度降低，影響了整個零件的精度，而且中間過程序要取件，生產(chǎn)效率不高。 </p><p><b>　　方案三</

48、b></p><p>　　落料、拉深和沖孔全都在同一個復(fù)合模中一次加工成型。此方案把三個工序集中在一副復(fù)合模中完成，使得生產(chǎn)率有了很大的提升。沒有中間的取放件過程，一次沖壓成型，而且精度也比較高，能保證加工要求，在沖裁時材料處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。模具的結(jié)構(gòu)也非常的緊湊，外廓尺寸比較小，但模具的結(jié)構(gòu)和裝配復(fù)雜。</p><p><b>　　方案四</b>&l

49、t;/p><p>　　采用帶料級進(jìn)多工位自動壓力機(jī)沖壓，可以獲得較高的生產(chǎn)效率，而且操作安全，但這一方案需要專用的壓力機(jī)或自動的送料裝置。模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高。 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計需要和生產(chǎn)批量，綜合考慮以上方案，方案三最適合。即落料、拉深和沖孔在同一復(fù)合模中完成，這樣既能

50、保證大批量生產(chǎn)的高效率又能保證加工精度，而且成本不高，經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　第四章 主要工藝參數(shù)的計算</p><p>　　4.1 確定排樣和裁板方案</p><p><b>　　查表可得</b></p><p>　　搭邊值=0.8 ,現(xiàn)搭邊值都取1.5mm。</p><p>&l

51、t;b>　　圖 4.1 排樣圖</b></p><p>　　從圖4.1.1可知：進(jìn)距 S=120+1.5=121.5mm…………………………（4.1）</p><p>　　條料寬度 b=120+1.5*2=123mm…………………………(4.2)</p><p>　　4.2 沖壓力的計算及設(shè)備的選用</p><

52、p><b>　　1、落料力的計算</b></p><p>　　……………………………………………………(4.3)</p><p>　　式中 P— 沖裁力（N）</p><p>　　L— 沖件的周邊長度（mm）</p><p>　　t— 板料厚度（mm）</p><p>　　—材料的

53、抗沖剪強度（MPa）</p><p>　　K— 系數(shù)。它與沖裁間隙、沖件形狀、沖裁速度、板料厚度、潤滑情況等多種因素有關(guān)。一般k取為1.3。</p><p>　　為了計算簡便，也可按下式估算落料力：</p><p>　　F……………………………………………………（4.4）</p><p><b>　　2、沖孔力的計算</b&g

54、t;</p><p>　　=……………（4.5）</p><p><b>　　3、 卸料力的計算</b></p><p>　　…………………………………………………（4.6）</p><p>　　式中 F—— 沖裁力(N)</p><p>　　——卸料力系數(shù)，其值可查教材表2.6.1。

55、</p><p><b>　　這里取為0.04。</b></p><p><b>　　因此 </b></p><p><b>　　4、推件力的計算</b></p><p>　　…………………………………………………（4.7）</p><p>　　

56、—推件力系數(shù)，其值可查表2.6.1，取為0.55。</p><p><b>　　5、 拉深力的計算</b></p><p>　　…………………………………………………（4.8）</p><p>　　式中 —圓筒形零件的凸模直徑（mm）</p><p><b>　　—系數(shù)，這里取1</b>&

57、lt;/p><p>　　—材料的抗拉強度（MPa）</p><p><b>　　—材料厚度</b></p><p><b>　　因此 </b></p><p><b>　　6、 壓邊力的計算</b></p><p>　　…………………………(4.9

58、)</p><p><b>　　故總沖壓力：</b></p><p>　　= + 5.72+ + + + </p><p><b>　　=311.49</b></p><p><b>　　公稱壓力為：</b></p><p>　　4.3 壓力中心的計算&

59、lt;/p><p>　　本零件為對稱幾何體,其壓力中心就在它的圓心處，不必計算它的壓力中心。</p><p>　　4.4 計算凸、凹模刃口尺寸及公差</p><p>　　沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當(dāng)重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時，需考慮以下原則：①落料件的尺

60、寸取決于凹模的磨損，沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸。②考慮到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，在設(shè)計凸、凹模刃口尺寸時，對基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減少的，其刃口公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較大的數(shù)值。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。③在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙數(shù)值。 </p><p>　　

61、采用凸凹模分別加工，凸凹模分別加工是指在凸模與凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸及公差進(jìn)行加工，沖裁間隙由凸凹模刃口尺寸及公差保證，這樣就需要分別計算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并標(biāo)注在凸凹模設(shè)計圖樣上，這樣加工方法具有互換性，便于成批制造，主要用于簡單，規(guī)范形狀（圖形，方法或矩形）的沖件。</p><p>　?、俾淞蠒r，因為落料件表面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致，應(yīng)該先確定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn)

62、，又因為落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增大，為了保證凹模磨損到一定程度仍能沖出合格零件，故凹模基本尺寸應(yīng)該取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸，落料凸模的基本尺寸則是凹?；境叽缟蠝p去最小合理間隙。 </p><p>　　式中 —落料凸模最大直徑（mm）</p><p>　　—落料凹模最大直徑（mm）</p><p>　　D —工件允許最大尺寸（mm）&

63、lt;/p><p>　　— 沖裁工件要求的公差</p><p>　　—系數(shù)，為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸，此處可取=0.5。</p><p>　　對于未標(biāo)注公差可按IT14級計算，根據(jù)教材上表2.3.3查得，沖裁模刃口雙面間隙： </p><p>　　、—凹、凸模制造偏差，這里可以按IT7來選取:</p><p&

64、gt;<b>　　落料刃口最大尺寸</b></p><p>　　凸模制造公差按級精度選取，得落料尺寸，查表得 </p><p>　　校核間隙：｜｜+｜｜條件, 但相差不大，可作如下調(diào)整： </p><p><b>　　=</b></p><p>　　則 </

65、p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= 119.8</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=119.7</b></p><p>　?、诶顣r，拉深模直徑尺寸的確定的原則，

66、與沖裁模刃口尺寸的確定基本相同，只是具體內(nèi)容不同，這里不在復(fù)述。</p><p>　　拉深凸模和凹模的單邊間隙計算凸凹模制造公差，按IT8級精度選取，由附錄表4查得，對于拉深尺寸,。</p><p>　　因拉深件注外形尺寸，按凹模進(jìn)行配作：</p><p>　　式中 —拉深件內(nèi)形尺寸：</p><p><b>　　—凸模尺寸：&l

67、t;/b></p><p>　　—拉深件公差，這里按IT14級精度選取，查表可以 得=0.87：</p><p>　?、蹧_孔時，對于沖孔孔，，按IT14級精度選取，查表得：校核間隙：｜｜+｜｜=，滿足條件，故可以采用凸模與凹模配合加工方法，因數(shù)由表查得，，則為：</p><p><b>　　模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計&l

68、t;/b></p><p>　　5.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　5.1.1模架的選用</p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、組成的導(dǎo)柱模模架；另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。本次設(shè)計采用的是導(dǎo)柱模模架。</p&

69、gt;<p>　　上模板 </p><p>　　下模板 </p><p>　　導(dǎo) 柱 </p><p>　　導(dǎo) 套 </

70、p><p>　　模具閉合高度 MAX 265mm MIN 200mm</p><p>　　5.1.2模具的閉合高度</p><p>　　所謂的模具的閉合高度H是指模具在最低工作位置時，上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。</p><p>　　模具的實際閉合高度，一般為：</p><p>　　該副

71、模具使用上墊板厚度為10mm，凹模固定板厚度為20mm。如果沖頭（凸凹模）的長度設(shè)計為53mm，凹模（落料凹模）設(shè)計為20mm，則閉合高度為：</p><p>　　……………………………………（5.1）</p><p>　　5.2 模具工作部分尺寸計算</p><p>　　5.2.1 落料凹模</p><p>　　落料凹模采用矩形板結(jié)構(gòu)和直接

72、通過螺釘、銷釘與下模座固定的固定方式。因生產(chǎn)的批量大，考慮凹模的磨損和保證零件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度，漏料部分沿刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大（為便于加工，落料凹模漏料孔可設(shè)計成近似于刃口輪廓的形狀，如（5.1凹模圖）。凹模輪廓尺寸計算如下：</p><p><b>　　凹模厚度 </b></p><p><b>　　凹模壁厚 </b>

73、;</p><p>　　沿送料方向的凹模長度為</p><p>　　………………………………（5.2）</p><p><b>　　凹模的外形尺寸：</b></p><p>　　圖 5.1 落料凹模</p><p>　　5.2.2 拉深凸模沖孔凹模</p><p>　　……

74、…………………（5.3）</p><p>　　拉深凸模的長度：拉深深度+壓板厚度+固定板厚度+安全高度</p><p>　　L=31+15+15+15=76mm</p><p>　　圖5.2拉深凸模沖孔凹模</p><p>　　5.2.3 沖孔凸模</p><p>　　L=卸料板厚度+固定板厚度+凸?？傂弈Ａ?材料厚度

75、+卸料彈簧壓縮高度</p><p>　　L=20+12+4+1+31=68mm</p><p><b>　　圖5-3沖孔凸模</b></p><p>　　5.2.4 落料凸模拉深凹模</p><p>　　L=沖孔凸模尺寸+拉深深度-1=68+31-1=98mm</p><p>　　圖5.4落料凸模

76、拉深凹模</p><p><b>　　總裝圖如圖所示：</b></p><p><b>　　圖5.5總裝圖</b></p><p><b>　　三維模型如圖所示：</b></p><p><b>　　圖5.6三維模型</b></p><

77、p><b>　　圖5.7 爆炸圖</b></p><p><b>　　第六章 結(jié)論</b></p><p>　　在大量查閱相關(guān)的資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)盒零件的實際結(jié)構(gòu)和尺寸，進(jìn)行大量計算后，完成了對盒零件落料、拉深、沖孔復(fù)合模的設(shè)計，并得到了相應(yīng)的零件圖和總裝圖。</p><p>　　1、盒零件復(fù)合模具主要有落料、拉深、

78、沖孔三個工序。沖孔工序很簡單，直接查閱《沖壓模具設(shè)計與制造》即可解決沖孔工序方面的一些計算，沖孔凸、凹模的刃口尺寸的計算、凸?？傞L度、凹模的最小壁厚、凸凹模雙面間隙等。</p><p>　　2、落料工序則不能直接計算，因為首先要計算拉伸坯料的尺寸，故經(jīng)查閱《沖模設(shè)計手冊》得到了U形件坯料展開的一些尺寸計算公式和坯料展開圖的畫法等。故而落料工序的一些尺寸則可繼續(xù)查閱《沖壓模具設(shè)計與制造》得到了，主要是落料工序部分的

79、凸、凹模的刃口尺寸的計算、凸模總長度、凹模的最小壁厚和高度、凸、凹模雙面間隙等。拉深工序的一些計算則也可由查閱《沖壓工藝與模具設(shè)計》得到。</p><p>　　3、其他零件的一部分尺寸設(shè)計可根據(jù)工作零件的設(shè)計尺寸相應(yīng)確定，另一部分尺寸設(shè)計可查閱其它相關(guān)資料得到。</p><p>　　4、模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，經(jīng)過查閱《沖壓模具設(shè)計與制造》和《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》的一些類似的設(shè)計實例，最后得出了

80、本復(fù)合模具的總體結(jié)構(gòu)圖和工作原理等。再經(jīng)由上面計算后得到的一些數(shù)據(jù)經(jīng)過一些整合和計算，然后查閱《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)》得到本模具模架的相關(guān)尺寸和壓力機(jī)的一些規(guī)格數(shù)據(jù)。</p><p>　　5、由上面的工藝分析和尺寸計算得到了模具的裝配圖圖紙和零件圖紙。至于工作零件的加工工藝則可查閱《機(jī)械制造工藝與裝配》后再結(jié)合本模具實際制定出工作零件的加工工藝路線和加工工藝過程表。至此，本模具完成了。</p><

81、p>　　經(jīng)過這次對盒零件級進(jìn)模具的設(shè)計，大致對沖壓模具設(shè)計流程有了更深的了解，也更以往所學(xué)的知識，這樣才能更好的理論結(jié)合實際。這是一次很大的收獲。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　劉建超，張寶忠.沖壓模具設(shè)計與制造.北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　　姚明熊，華紅芳.機(jī)械制圖.北京工業(yè)出

82、版社，2009.</p><p>　　王秀鳳.冷沖壓模具設(shè)計與制造，2005.</p><p>　　王孝培.沖壓手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.</p><p>　　中國模具設(shè)計大典委員會編.中國模具設(shè)計大典.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.</p><p>　　模具實用叢書編委會編著.沖模設(shè)計應(yīng)用實例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200

83、0.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設(shè)計在曾敏老師的指導(dǎo)下，所規(guī)定的時間內(nèi)完成了任務(wù)書所給定的任務(wù)。在曾敏老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)和掌握了冷沖壓成型工藝，了解了壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)，熟悉了沖壓模具的結(jié)構(gòu)及設(shè)計規(guī)范、設(shè)計方法和設(shè)計要求。完成了沖壓件產(chǎn)品的三維造型設(shè)計，對該產(chǎn)品進(jìn)行了工藝分析，制定了該產(chǎn)品的沖壓工藝過程，分析了產(chǎn)品對沖壓模具設(shè)計的

84、影響，通過這次設(shè)計，我深深感受科技工作者設(shè)計出一個新產(chǎn)品的艱辛，不但要查閱大量的資料，還要進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，充分考慮現(xiàn)代社會的發(fā)展要求。我這次進(jìn)行模具的設(shè)計，雖然進(jìn)行了三個多月的時間，但自問很多地方根本就不是設(shè)計，充其量也就是弄懂了它的工作原理，根本無法進(jìn)行生產(chǎn)制造，更別說進(jìn)行工作了，但通過這次畢業(yè)設(shè)計，我熟悉了模具設(shè)計的全過程，也就達(dá)到了這次設(shè)計的核心要求。在此，要特別感謝曾敏老師悉心的指教，以及大學(xué)三年來教育、幫助過我的所有老師，祝愿他