摘 要 沖壓成型是金屬成型的一種重要方法，它主要適用于材質(zhì)較軟的金屬成型，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密制件。本課題就是將 柴油機排氣管 作為設(shè)計模型，將冷沖模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述冷沖模具的設(shè)計過程。 本設(shè)計對指定工件進行的模具設(shè)計，利用 件對制件進行設(shè)計繪圖。明確了設(shè)計思路，確定了沖壓成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。并繪制了模具的裝配圖和零件圖。 本課題通過對工件的沖壓模具設(shè)計，鞏固和深化了所學(xué)知 識，取得了比較滿意的效果，達到了預(yù)期的設(shè)計意圖。 關(guān)鍵詞： 沖壓成型；冷沖模具；工藝過程； 柴油機排氣管 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 is an of it is to be a of of Is of as a as of to of to AD to of a So be to of of by 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 目 錄 第 一 章 緒論 2 具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 .壓工藝介紹 . 壓行業(yè)阻力和障礙與突破 二 章 制件 工藝性分析 及計算 6 6 . . . . . 三 章 零部件設(shè)計 13 .模外形尺寸 .凹模結(jié)構(gòu)尺寸 .模結(jié)構(gòu)尺寸 .模固定板結(jié)構(gòu)尺寸 凹模固定板結(jié)構(gòu)尺寸 . 四 章 模具總體設(shè)計 17 設(shè)計小結(jié) 18 參考文獻 19 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第一章 緒論 具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)代模具工業(yè)有 “ 不衰亡工業(yè) ” 之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在 600億至 650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計， 2004年國內(nèi)模具進口總值達到 600多億，同時，有近 200個億的出口） ，到 2005年模具產(chǎn)值預(yù)計為 600億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年 9000多萬美元增長到 2005年的 2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。 2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破 400萬輛，預(yù)計 2004年產(chǎn)銷量各突破 500萬輛，轎車產(chǎn)量將達到 260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國 17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50多萬。 1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達 245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。 壓工藝介紹 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件 (沖壓件 )的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工 (或稱壓力加工 )，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 60 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的 車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效 的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 壓工藝的種類 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、 脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標準化和發(fā)展簡易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復(fù)合模、多工位級進模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件 沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機械化、自動化程度低 美國 680條沖壓線中有 70%為多工位壓力機，日本國內(nèi) 250條生產(chǎn)線有 32%為多工位壓力機，而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比重大；精沖機價格昂貴，是普通壓力機的 510倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻 礙了精沖技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。 突破點：加速技術(shù)改造 要改變當前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高機械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機連線自動化、機器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機方向發(fā)展。爭取加大投資力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造，使盡早買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 達到當今國際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量 化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。 阻力二：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱；摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于 “ 優(yōu)而不勝，劣而不汰 ” 的狀態(tài)；封頭制造企業(yè)小而散，集中度僅 突破點：走專業(yè)化道路 迅速改變目前 “ 大而全 ” 、 “ 散亂差 ” 的格局，盡快從汽車集團中把沖壓零部件分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個大型的沖 壓零部件制造供應(yīng)中心及幾十個小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強，成為國際上有競爭實力的沖壓零部件供應(yīng)商。 阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套 目前，我國汽車薄板只能滿足 60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板 (1650等都依賴進口。 突破點：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴大應(yīng)用已勢在必行。 阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進 工藝推廣慢 在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對先進技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲備。 突破點：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路 我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞 大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，以高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。 阻力五：大、精模具依賴進口 當前，沖壓模具的材料、設(shè)計、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標準化程度尚低，大約為 40%45%，而國際上一般在 70%左右。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 突破點：提升信息化、標準化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點在于大力推廣 體化技術(shù)，特別是成形過程的計算機模擬分析和優(yōu)化技術(shù) (加速我國模具標準化進程，提高精 度和互換率。力爭 2005年模具標準件使用覆蓋率達到 60%， 2010年達到 70%以上基本滿足市場需求。 阻力六：專業(yè)人才缺乏 業(yè)內(nèi)掌握先進設(shè)計分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設(shè)計，掌握設(shè)計權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。 突破點：提高行業(yè)人員素質(zhì) 這是一項迫在眉睫的任務(wù)，又是一項長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技人才，大 批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批掌握先進技術(shù)、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計劃、分層次地培養(yǎng)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 二 章 制件工藝性分析及計算 程設(shè)計題目 件圖如下 : 零件名稱 :1 技術(shù)要求： 圖 1 產(chǎn)品零件圖 壓件工藝分析 材料 :該沖裁件的材料 有較好的可沖壓性能 . 零件結(jié)構(gòu) :該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，比較適合沖 裁 . 尺寸精度 :零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按工 件尺寸的公差 零件外形 : 16043.0 7036.0 零件內(nèi)形 : 18 8 孔中心距 60 論 :適合沖裁 . 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 案及模具結(jié)構(gòu)類型 該零 件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案 : 先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn) . 落料一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn) . 中孔一落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn) . 方案模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求 提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級進沖裁方式。 方案只需要一套模具，沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 方案也只需 要一套模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度較復(fù)合模的低。 欲保證沖壓件的形位精度，通過以上三種方案的分析比較，對該見沖壓生產(chǎn)以采用放案為佳。 樣設(shè)計 查冷沖壓工藝與模具設(shè)計表 2定搭邊值 : 兩工件間的搭邊 :a=2. 2 工件邊緣搭邊 :a 1= 步距為 :60m 條料寬度 B=(L+2a) 0 =定后排樣圖如圖 2所示 。 圖 2 排樣圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 一個步距 內(nèi)的材料利用率為 . 沖 裁單件材料的利用率按 2式計算 ,即 %100 S =1550（ 70 100%= (2式中 A 在送料方向，排樣圖中相鄰兩個制件對應(yīng)點的距離（ ； n 一個沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； S 一個進距之間的實用面積。 力與壓力中心計算 F= (2= 3 400 =N) 式中： F 沖裁力（ N）； L 沖裁件周邊長度， L 43 k=1.3 t 材料厚度； 材料的搞剪強度（ 查得2 350 沖孔力 F = =（ 2 8+18） 3 400 =N) 料力 F 卸 K 卸 F (2 式中： K 卸 卸料力因數(shù)，其值由 2表 2 卸 則卸料力： F 卸 =N) 推件力計算按 2式 2 F 推 = F 沖 (2式中： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 K 推 推件力因數(shù)，其值由表 2 n 卡在凹內(nèi)的工件數(shù)， n=4。 推件力則為： F 推 6 其中 n=6是因有 三 個孔 。 力為： F 總 F 落 F 卸 F 壓 F 推 N) 力中心 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑快的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，減低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，的按下述原則確定： （ 1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （ 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。 （ 3）形狀復(fù)雜的零件，多孔沖模，級進模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力中心。 所表示 圖 3 壓力中心 因為 制件 上下關(guān)于 以它的壓力中心就在坐標原點上。 零件刃口尺寸計算 落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配制 ;沖孔部分明中孔凸模為基準買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 計算，沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準，凸凹模按間隙值配制。 尺寸計算 工件公差為 X 落料凹模刃口尺寸計算 16043.0 ( X ) d0 =（ = 7036.0 ( X ) d0 =（ = 74074.0 ( X ) d0 =（ = 32062.0 ( X ) d0 =（ =沖孔模刃口尺寸計算 ( X ) 0p=（ 18+11.0 ( X ) 0p=（ 18+09.0孔距 60 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 )=60 0 落料凹模板尺寸 : 凹模厚度 : H= 15 H=74=棋邊壁厚 c ( = ( () 實取 c=40棋板邊長 : L=b+2c =74+2 40 =154模板寬 B=160確定凹棋板外形為 :160 125 18( 凸凹模長度 :L=hl+h2+16+10+24 =50 (其中 :彈性卸料板厚度 度 (包括凸模進入凹棋深度，彈性元件安裝高度等 ) 凸模長度 :h1+h2+14+12+7 =43中 : 凸模強度校核 :該凸模不屬于細長桿，強度足夠 。 床選用 1 所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力，即 2 壓力機的行程大小應(yīng)適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成行零件的取出。 3 所選壓力機的最大高度應(yīng)與沖模的閉合高 度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。 4 壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件也是不利的。 根據(jù)總沖壓力 501具閉合高度 ,沖床工作臺面尺寸等 ,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備 , 用 并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數(shù)如下 ： 公稱壓力： 630滑塊行程： 100行程次數(shù)： 40 次 分 封閉高度調(diào) 節(jié)量： 80塊中心線至床身距離： 310最大閉合高度： 400立柱距離 ： 420工作臺尺寸（前后 左右）： 570 860文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 第 三 章 零部件設(shè)計 大孔凸模外形尺寸 圖 4 沖大孔凸模 沖小孔 凸模 外形尺寸 圖 5 沖小孔 凸模 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 圖 6 凸凹模 圖 7 凹模 M 10買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 圖 8 凸模固定板 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 圖 9 凸凹模固定板 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 第四章 模具總體設(shè)計 圖 沖壓模具 總裝配圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 設(shè)計 小結(jié) 到今天為止 ,兩個星期的沖壓模具課程設(shè)計終于可以畫上一個句號。在自己努力和指導(dǎo)老師的細心地指導(dǎo)下，我比較順利地完成了 這次課程設(shè)計的任務(wù)，通過這次課程設(shè)計，我對機沖壓模具的設(shè)計過程有了一定了解，學(xué)到了很多有用的知識，自己的能力得到了很大的提高。主要收獲和體會如下： 第一提高了綜合應(yīng)用各門知識的能力。以前課堂的學(xué)習(xí)知識面比較窄。這次課程設(shè)計 是通過 自己獨立的 進行 設(shè)計，自身綜合的能力得到了發(fā)揮。 第 二 鞏固了計算機繪圖能力。以前用 僅是知道主要指令的操作，通過這次繪圖大量的圖樣，更加熟悉了機械制圖中常用指令的操作方法，用簡便快速方法畫出完整正確的零件圖樣。 第 三 提高了收集資料和查閱手冊的能力。收集資料是做 課程 設(shè)計 的前期準備工作，資料是否全面、可靠，關(guān)系到整個 課程 設(shè)計的進程。查閱手冊是設(shè)計過程中隨時要做的事情。只有廣泛收集有用的資料才能設(shè)計出比較好的