關 鍵 詞：

離合器 殼體 中心 沖孔 成型 復合 設計 cad

資源描述：

內容簡介：

湖南工學院畢業(yè)設計 (論文 )工作中期檢查表 題目 離合器殼體中心大孔沖孔，成型，修邊復合膜設計 學生姓名 曹興 班級學號 212070216 專業(yè) 材料成型及控制工程 指 導 教 師 填 寫 學生開題情況 已開題 學生調研及查閱文獻情況 已進行 畢業(yè)設計（論文）原計劃有無調整 無 學生是否按計劃執(zhí)行工作進度 是 學生是否能獨立完成工作任務 能 學生的英文翻譯情況 較好 學生每周接受指導的次數及時間 3次， 6小時 畢業(yè)設計（論文）過程檢查記錄情況 較好 學生的工作態(tài)度在相應選項劃“ ” 認真 一般 較差 尚存在的問題及采取的措施： 主要問題： 圖紙存在少些錯誤。 采取相關的消除措施： 每天找老師同學改正。 指導教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負責人簽字： 年 月 日 實習 報告 畢業(yè)實習結束了，總體感覺是這次我們很好地完成了實習內容，達到了實習的目的。這次實習的針對性特別強， 為我們進一步鞏固了 基礎知識， 讓我們看到理論到實踐的轉變，了解了一個公司是如何從研發(fā)到生產再到銷售，更重要的是為下一步的畢業(yè)設計打下了很好的基礎。 這次實習是大學期間最后一次實習了，回想以前，經歷了大大小小很多次實習，可每次實習都會上升一個層次去思考，同樣去一個地方，所思考的問題更深了；同樣看一個設備所關注的東西更專業(yè)化。因此每次實習的收獲都是不一樣的。 記得第一次實習跟著帶隊老師從前走到后，看 到的是沒有見過的巨大的設備，心里只有感慨、好奇和新鮮的感覺。后來陸續(xù)又參加了 金工 實習、生產實習，再次進到廠里時，還是看的同樣的設備卻沒有了好奇沒有了感慨，取而代之的 是思考和請教，思考車間設備生產的工藝流程，思考每一種工藝的原理 ， 請教工人師傅不懂的問題 ， 再也不象以前那樣走馬觀花 ，看問題也看得更加深了。 這次是畢業(yè)設計實習，首先感到的是機會的難能可貴，想在走上社會走進工廠之前多積累一些經驗。進廠后抓緊每一分鐘盡量多的了解自己要設計的 產品 ，有一種急切的求知欲。在到達自己將要設計的 模具或產品 時，同學們都努力的去理解 相關模具 的工作原理，和自己設計部分的結構。有相機的繞著設備拍幾張照片回去作為參考，沒有的在現(xiàn)場做做記錄。 總之，這次的實習看到了大四同學成熟了許多，不再有剛來時的幼稚，更多一些的是對走上工作崗位的向往。最后，在這次實習中，真誠地感謝帶我們實習的任學平老師。 2011 屆畢業(yè)論文 離合器殼體中心大孔沖孔， 成型 ， 修邊復合模設計 系 、 部： 機械工程系 學生姓名： 曹興 指導教師： 黃繼承 職稱 講師 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 0702 班 完成時間： 2011 年 5 月 28 號 2 摘 要 復合模是冷沖 壓模具中加工精度、效率較高的一種設備。對于需經過幾道工序才能沖壓完成的零件來說，應盡可能根據零件的工藝要求采用復合模加工。本文就是對離合器殼體的前道工序半成品的進一步加工時，所需的復合模設計。這套模具適合于離合器殼體的中心大孔沖孔、成形、修邊加工，其后尚有幾道加工工序。在對該復合模進行設計時，主要的問題是對原工序件的底部成形方式的設計，由于要保證原工序件的大致形狀精度，在這里采用局部成形的方法對底部的凸起進行加工。因此，確定合適的壓邊力就成了起伏成形能否成功的關健。同時，成形錐形凸包時，成形凸凹模的設計也較 重要。為了設計的標準化，盡可能選用了標準件，如模架，模座，壓邊機等。 最后對模具的一個主要零件導套進行了簡單的加工工藝路線的制定。本設計對于進行 起伏成形模具設計有 一定的參考作用。 關鍵詞 ： 模具設計；復合模；壓延成形 3 is an of in it is on to of In a to of in on of is to of it is to s in to to of is to At of is In to as as as so of a in 湖南工學院畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 題 目 離合器殼體中心大孔沖孔，成型，修邊復合膜設計 學生姓名 曹興 班級學號 材料成型 0702 班 212070216 專業(yè) 材料成型及控制工程 畢業(yè)設計（論文）課題名稱： 離合器殼體中心大孔沖孔，成型，修邊復合模設計 一、選題背景與意義 塑料制品之所以能夠在各行各業(yè)得到大規(guī)模的應用 ,是由于他們本身具有一系列特點。塑料相對金屬，密度小，但是比強度高，絕緣性能優(yōu)良，具有非常優(yōu)良的抗化學腐蝕性，在機械、化工汽車、航空航天等領域，塑料已經大規(guī)模的取代了金屬。目前 塑料制件幾乎在工業(yè)、日常生活的各個領域里無處不在。塑料作為一種新的工程材料，發(fā)展勢頭極其迅猛，躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大材料之列。其仍在不斷的開發(fā)與應用，并且隨著成型工藝的不斷成熟與發(fā)展，大大促進了塑料成型模具的開發(fā)與制造。隨著新產品的不斷開發(fā)，產品的更新?lián)Q代不斷加快，這就促進 術的在模具行業(yè)中的應用。隨著生產技術水平的提高，電器模具應用越來越普遍，如何開發(fā) 關結構的模具成為相關企業(yè)面臨的重要問題。本課題采用 術完成 2132射模設計 模具 的結構設計和模具設計，通過完成此次畢業(yè)設計的意義在于將我大學所學的知識進行歸納性總結，提高我的專業(yè)實踐能力，通過對整個設計過程的實際操作來發(fā)現(xiàn)問題解決問題，從而為將來在工作崗位工作打下了良好的基礎。 隨著生產技術水平的提高，電器模具應用越來越普遍，如何開發(fā)電器模具成為相關企業(yè)面臨的重要問題。本課題采用 術完成電器旋鈕模具的結構設計和模具設計，通過完成此次畢業(yè)設計的意義在于將我大學所學的知識進行歸納總結，提高我的專業(yè)實踐能力，通過對整個設計過程的實際操作來發(fā)現(xiàn)解決問題，從而為將來在工作崗 位工作打下良好的基礎。 二、課題關鍵問題及難點 該塑料制品選用的是 料， 丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物，有較高的強度、硬度、耐熱性及耐化學腐蝕性；它具有優(yōu)良的介電性能及成型加工性能等綜合的優(yōu)良性能，且價格便宜，原料易得。 比較寬廣的溫度范圍內具有較高的沖擊強度，熱變形溫度比 ，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在 圍內，若經玻纖增強后可以減少到 而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。 有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和 染色性，可電鍍成多種色澤。 具有良好的配混性，可與多種樹脂配混成合金 (共混物 )，如 C、 之具有新的性能和新的應用領域， 與 混可制成透明 光率可達80%。 吸水的塑料，于室溫下， 24 小時可吸收 分，雖然這種水分不至于對于機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過 塑料表面會受大的影響，所以對 定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應小于 注塑成型時的 主要缺陷為容易產生溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良；采取相關的消除措施為增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預干燥。結構上該塑件總體形狀為長方形，塑件壁厚均勻，邊緣過度圓滑。尺寸精度無特殊要求，右上方分布 6 個直徑為 7通孔，右下方對稱分布有 4 個 6 毫米的孔，同時還有幾處下沉的階梯結構，所以應設計抽芯機構。該塑件要求表面光澤，無飛邊、毛刺、縮孔、留痕。所以在成型時要注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應緩慢散熱，冷卻速度不宜過快。 三、文獻綜述 近年來，由于我國國民經濟的高速、穩(wěn)定的增長，促進了我 國模具工業(yè)的迅速發(fā)展壯大，因此，模具設計與制造專業(yè)或者相關的材料成型與控制專業(yè)已經成為我國國內具有優(yōu)勢的熱門專業(yè)之一。進入新世紀以來，我國模具銷售額以年平均 20%左右的速度增長， 2006年模具銷售額達到 720億元人民幣，居日本、美國之后第三位；模具出口突破了 10億美元。我國模具生產廠、點達到了約 3萬家，從業(yè)人員近 100萬人。這些都說明我國模具工業(yè)有了相當的規(guī)模。期中，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占 30%左右。國內塑料模具市場對注塑模具需求量日益增長。專家普遍預測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例 將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。所以，越來越多的人開始從事塑料模具行業(yè)的設計。大大的促進了我國注塑模具技術的發(fā)展。但是我國目前和發(fā)達國家相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)在模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復雜程度、 模具的使用壽命和制造周期等。所以，我們仍需不斷的努力奮斗，用我們國家人民的聰明才智去開發(fā)模具行業(yè)，使我國的模具設計得到進一步的發(fā)展，逐漸縮短與發(fā)達國家的差距。 目前塑料模具主要分為種類很多，一般按照制品的成型材料性質可分為熱固性塑料膜和熱塑性塑料膜；按照產品的成型工藝劃分又可分為壓縮模 、壓注模和注射模，其中注射模在塑料模具應用面中較為廣泛；還有按照模具裝卸方式分類、按照模具行腔數目分類、按照分型面特征分類等多種分類方式。 塑料產品成型材料有很多種，目前世界投入生產的大約有 300多種，其中常用的有 40余種。名稱多以其所有合成樹脂作為名稱來稱呼：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。酚醛樹脂、氧樹脂 ,俗稱：電木（酚醛樹脂） ,有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂） ,玻璃鋼（熱固性樹脂用玻璃纖維增強） ;英文名稱：尼龍（聚酰胺） 乙烯 。一般根據受熱后其性質不同可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。 模具生產的過程一般包括：接受任務書（通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據成型塑料制件的任務書提出，模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具）；收集整理有關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工數據，例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結構是否合理等；消化工藝數據，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規(guī)格、模具結構類型等要求是否恰當；確定成型方式，采用直壓法、鑄壓法還是注射法；選擇成型設備，初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所 選的注射機上安裝和使用；確定模具類型，選擇理想的模具結構在于確定必需的成型設備，理想的型腔數。其中有型腔的布置、分型面的確定、選擇頂出方式、確定澆注系統(tǒng)脫模方式、主要成型零部件計算等；繪制模具結構草圖為正式繪圖做準備；最后模具的校核，包括基本結構方面和設計圖紙方面 6。 現(xiàn)代經濟的飛速發(fā)展 ,推動了我國模具工業(yè)的前進。 使其在現(xiàn)代模具的制造中發(fā)揮越來越重要的作用 , 7。 擬與制造一體化 , 合理的生產方式。使用計算機輔助設計、輔助工程與制造系統(tǒng) ,按設計好的模具零件分別編制該零件的數控加工程序是從設計到制造的一個必然過程。總之 ,它已成為現(xiàn)代模具制造技術發(fā)展的必然趨勢 ,并以科學合理的方法給模具制造者提供了一種行之有效的輔助工具。這技術的應用大大減少了設計師的工作量 ,節(jié)約了工作時間 ,提高了工作效率 ,使設計師把更多的精力用在新產品的開發(fā)及創(chuàng)新上。 參考文獻 1 高軍，李熹平，高玉田，褚興榮 . 注塑成型工藝分析及模具設計 M. 北京：化學工業(yè)出版社 . 2009. 2 葉久新，王群 . 塑料成型工藝及模具設計 M. 北京：機械工業(yè)出版社 . 2007. 3 伍先明，張蓉 . 塑料模具設計指導 M. 北京：國防工業(yè)出版社 . 2006. 4 石富安，龔云表 . 工程塑料手冊 M. 上海：上?？茖W技術出版社 . 2003. 5 塑料模具設計手冊編寫組 . 塑料模設計手冊 M. 第二版 . 北京：機械工業(yè)出版社 . 1999. 6 唐志玉 ，李德群，徐佩弦 . 塑料模具設計師指南 M. 北京：國防工業(yè)出版社 7 陳錫棟，周小玉 . 實用模具技術手冊 M. 北京：機械工業(yè)出版社 . 2003. 8 詹友剛 . 文野火版 M. 第二版 . 北京：機械工業(yè)出版社 . 2010. 9 馮炳虎，韓泰榮，殷振海，蔣文森 M. 上海：上海科學技術出版社 10 王衛(wèi)衛(wèi) . 材料成型設備 M. 北京：機械工業(yè)出版社 . 2010. 四、方案擬定及進度安排 一、產品基本要求分析 二、根據 維圖紙對設計模型進行 三維造型 三、塑件材料選擇 四、成型方法及其工藝的選擇 五、注射機的選擇 六、模具相關結構的設計 七、成型零件的制造工藝分析設計 八、模具材料的選擇 九、模具工作過程分析 十、繪制相關圖紙 十一、編寫設計說明書 十二、自選一個重要模具零件編制加工工藝路線，進行相關的計算，并編制加工工藝卡和工序卡。 進度安排： 1、 3 月 1 日 選取課題及編寫開題報告； 2、 3 月 2 日 4 月 1 日 英文論文翻譯； 3、 4 月 2 日 5 月 4 日 查詢相關資料，產 品基本要求分析。 根據 維圖紙對設計模型進行 三維造型； 4、 5 月 5 日 5 月 7 日 塑件材料選擇、注射機的選擇、成型方法及其工藝的選擇； 5、 5 月 7 日 5 月 20 日 模具相關結構的設計； 6、 5 月 21 日 5 月 23 日 成型零件的制造工藝分析設計； 7、 5 月 24 日 5 月 25 日 整理設計說明書，按照學院得規(guī)范要求排版打印設計說明書； 7、 5 月 26 日 5 月 29 日 準備答辯； 8、 6 月 1 日 6 月 10 日 上交畢業(yè)設計資料，評閱。 指導教師批閱意見 指導教師 (簽名 )： 年 月 日 注：可另附 湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 系： 專業(yè)： 學生姓名 學 號 班 級 專 業(yè) 指導教師姓名 課題名稱 評語： 是否同意參加答辯： 是 否 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 系： 機械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 指導教師 郭雪娥 學生姓名 曹興 課題名稱 離合器殼體中心大孔沖孔，成型，修邊復合模設計 內容及任務 模具零件圖 模具總裝圖一張 全部模具零件圖紙（其中至少有一張電腦繪圖） 所有圖紙折合成 0 號圖不得少于 3 張。 自選一個重要模具零件編制加工工藝路線，進行相關的計算，并編制加工工藝卡和工序卡。 設計說明書 1、資料數據充分，并標明數據出處。 2、計算過程詳 細、完全。 3、公式的字母含義應標明，有時還應標注公式的出處。 4、內容條理清楚，按步驟書寫。 5、說明書要求有計算機打印。 擬達到的要求或技術指標 1、保證規(guī)定的生產率和高質量的沖壓件的同時，力求成本低、模具壽命長。 2、設計的冷沖模必須保證操作安全、方便。 3、沖模零件必須具有良好的工藝性，即制造裝配容易、便于管理。 4、便于搬運、安裝、緊固到沖床上并且方便、可靠。 5、保證模具強度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調。 進 起止日期 工作內容 備注 度安排 3 月 1 日 3月 2日 4月 1日 4月 2日 5月 4日 5月 5日 5月 7日 5 月 7 日 5 月 20日 5 月 21 日 5 月 23日 5 月 24 日 5 月 25日 5 月 26 日 5 月 29日 6 月 1 日 6 月 10日 選取課題及編寫開題報告 ； 英文論文翻譯 ； 查詢相關資料，產品基本要求分析。根據 三維造型； 塑件材料選擇、注射機的選擇、成型方法及其工藝的選擇； 模具相關結構的設計； 成型零件的制造工藝分析設計； 整理設計說明書，按照學院得規(guī)范要求排版打印設計說明書； 上交畢業(yè)設計資料，評閱 ； 準備答辯。 主要參考資料 、冷沖壓工藝及模具設計 劉心治主編重慶大學出版社 、沖壓工藝及模具設計萬戰(zhàn)勝主編 鐵道出版社 、沖模設計 吉林人民出版社 、實用沖壓技術 機工出版社 、冷沖壓及塑料成型工藝與模具設計資料 機工出版社 、模具設計與制造簡明手冊 馮炳堯等編 上海出版社 7、沖壓工藝模具設計實用技術 鄭家賢編 機械工業(yè)出版社 8、實用板金沖壓工藝圖集 梁炳文主編 機械工業(yè)出版社 教研室 意見 年 月 日 系主管領導意見 年 月 日 1 摘 要 復合模是冷沖壓模具中加工精度、效率較高的一種設備。對于需經過幾道工序才能沖壓完成的零件來說，應盡可能根據零件的工藝要求采用復合模加工。本文就是對離合器殼體的前道工序半成品的進一步加工時，所需的復合模設計。這套模具適合于離合器殼體的中心大孔沖孔、成形、修邊加工，其后尚有幾道加工工序。在對該復合模進行設計時，主要的問題是對原工序件的底部成形方式的設計，由于要保證原工序件的大致形狀精度，在這里采用局部成形的方法對底部的凸起進行加工。因此，確定合適的壓邊力就成了起伏成形能否成功的關健。同時，成形錐形凸 包時，成形凸凹模的設計也較重要。為了設計的標準化，盡可能選用了標準件，如模架，模座，壓邊機等。 最后對模具的一個主要零件導套進行了簡單的加工工藝路線的制定。本設計對于進行 起伏成形模具設計有 一定的參考作用。 關鍵詞 ： 模具設計；復合模；壓延成形 2 is an of in it is on to of In a to of in on of is to of it is to s in to to of is to At of is In to as as as so of a in 3 目 錄 摘 要 . 1 1 分析沖壓件的工藝性 . 6 沖裁工藝性 . 6 成形工藝性 . 7 2 分析計算確定工藝方案 . 8 確定所需的沖壓基本工序 . 8 確定工序數目 . 8 確定拉伸次數 . 8 頂面起伏成形加工次數的確定 . 9 確定工序順序 . 10 確定工序的組合 . 10 3 主要工藝參數的計算 . 12 計算毛 尺寸 . 12 計算沖壓力 . 14 起伏成形的壓力計算 . 14 中心沖大孔的沖裁力 . 14 修邊時的沖裁力 . 15 沖中心大孔時的御料力 . 15 緣修邊時的御料力 . 15 沖孔時的推件力 . 16 . 16 初選壓力機 . 16 計算壓力中心 . 17 計算凸凹模刃口尺寸及公差 . 17 沖中孔時凸、凹模刃口尺寸計算 . 18 修邊凸凹模刃口尺寸計算 . 19 成形凸凹模的刃口尺寸計算 . 19 4 模具整體結構設計 . 21 邊凹模的設計 . 21 4 模的尺寸計算 . 21 模的結構形式 . 22 . 23 算 . 23 模的結構設計 . 24 沖孔凸模和修邊凹模）的設計 . 25 模的導向裝置 . 26 . 26 . 27 . 27 . 30 . 30 . 31 . 32 . 32 . 32 . 32 . 33 . 33 . 33 . 33 5 其它沖模零件設計 . 34 . 34 . 35 . 35 . 36 . 36 6 模具的裝配 . 37 . 37 模間隙的調整 . 37 7 具體零件的工藝方案 . 38 5 總結 . 40 參考文獻 . 41 致 謝 . 錯誤 !未定義書簽。 6 1 分析沖壓件的工藝性 沖裁工藝性 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝 的適應性，即沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級是否符合沖裁加工的工藝要求。良好的結構工藝性應保證材料消耗少，工序數目少，模具結構簡單而壽命高，產品質量穩(wěn)定，操作簡單等等。通常對沖裁件的工藝性影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。對幾何形狀的要求是沖裁件的形狀應盡可能簡單、對稱，最好采用圓形、矩形等規(guī)則的幾何形狀或由這些形狀所組成，使排樣時廢料最少；沖裁件的凸出懸臂和凹槽的寬度不宜太小，以免凸模折斷；沖裁件的外形或內形的轉角出，要避免夾角出現(xiàn)，應以圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理或沖壓時的在尖角處開裂的現(xiàn) 象，同時可以防止尖角部位的刃口磨損過快而使模具壽命降低。對精度的要求是沖裁件的經濟精度一般不高于 高可達 0 級，沖孔比落料的精度約高一級。 該零件的形狀如圖 1，其沖裁工藝性為： 結構與尺寸：該零件結構較簡單、形狀對稱，完全由圓弧和直線組成，沒有長的懸臂和狹槽。 精度：零件尺寸最大凸緣尺寸精度為 度尺寸略低于 余尺寸均為自由尺寸，中心大孔的沖孔尺寸要求不高，可以經過普通的沖裁方法加工形成。 修邊時，相應的尺寸要求和沖孔時相比較高，其凸緣尺寸為 精度，因此，進 行模具設計時，應保證修邊時所用模具的精度。另外，零件圖中還對下頂面與下底面的平行度，下底面的平面度有一定要求，因此加工時最好能使外緣的修邊和頂面的成形在同一付模具上進行加工，以保證相對的位置精度和形狀精度，而在沖模加工方法中，復合模能在一付模具上對工件進二道或更多的工序加工，而保持被加工零件沒有相對的位移，有利于得到較高精度的加工件。因此，相對來說，該零件的沖裁加工要求可以得到保證。 材料：該零件材料為 10 號鋼，屈服強度為 206材料具有良好的結構強度和塑性，其沖裁加工性較好。 生產批量：大批量 生產。 根據以上分析，該零件的沖裁性較好，可以沖裁加工。 7 圖 1 工件圖 成形工藝性 上圖所示零件為離合器殼體的剖視圖。是經過本道模加工后應達到的要求，其前一道工序的零件圖和該圖相比，沒有頂面的下凹錐形及中心的大孔，其它形狀尺寸和本道工序的尺寸幾乎相同，只是下凸緣留有修邊余量。為了得到本道工序所要求的形狀，要對該離合器殼體的頂面進行局部拉延的變形加工，其成形特點為伸長類與形。 伸長類成形的破壞形式主要是由于材料的延伸率不足而造成的破裂，如伸長類翻邊、擴口、擴孔、凸包，平板的圓筒 、錐臺及各種復雜曲面脹形等。當其各部分材料伸長不均勻時，常伴有起皺、翹曲等缺陷。 對于該種破裂的成形，常用其變形前后的相對伸長與材料延伸率之比來衡量成形極限。由于該零件采用 10號鋼進沖壓成形，材料的延伸率較大，朔性較好。經過初步的估算可知，該零件的成形工藝性較好。 8 2 分析計算確定工藝方案 確定所需的沖壓基本工序 由零件圖可知，該零件主要外形是留有小凸緣的錐形件，錐形件開口向下。其頂面還有一小錐形的下凸包，凸包下底面沖有一個大中心孔。 要加工成具有一定深度的沖壓件，必需要進行成形加工， 如為了得到零件的外輪廓錐形，要對零件進行拉伸或純脹形加工。由于進行沖壓加工的毛坯多為板材或型材，面拉伸成形一般要求其毛坯外形為圓形或尺寸一定的非圓毛坯，因此在拉伸加工前需進行落料沖裁。而在拉伸加工時，為了拉伸的計算的簡便，有時不需要對拉伸件的毛坯進行精確的計算，只需留有一定的修邊余量，在其后的加工中再把多余的材料去掉。這就需要在后續(xù)工序中配有修邊加工。上頂面的小凸包加工時，可以采用與外面大錐形成形方法一致的拉伸成形，也可以根據其形狀和尺寸確定其它的沖壓加工。由于上頂面凸包的高度尺寸相對較小，而徑向尺寸較大， 可利用脹形加工方法對其進行加工。 因此，該零件的加工所需要的沖壓基本工序有：落料、拉伸、拉延成形、沖孔及修邊。 確定工序數目 確定拉伸次數 零件外形的拉伸屬于圓錐型件的拉伸成形，圓錐型零件厚度不同，可以分為下述的三種情況： 淺錐型件 相對高度 h/d=般半錐角 =500 800 ，在成形過程中毛坯的變形程度小，拉深后的回彈大，為保 證工件的形狀、尺寸精度，必需加大徑向拉應力，提高脹形成分。具體措施有： 1 無凸緣可以補加凸緣。 2 采用帶拉深筋的凹模。 3 用像皮或者液壓代替凸模進行拉深。 中錐形件 相對高度 h/d=般錐角 15 45 ，中等深度的錐形件毛坯的變形程度不大，由于有很大一部分毛坯在壓邊圈外呈懸空狀態(tài)，因此成形的主要 9 工藝缺陷是懸空部分拉深變形的 起皺失穩(wěn)。同樣，可以利用加在徑向拉應力的方法來防止。根據毛坯相對厚度 t/D 100 的不同，大致可以分為三種情況： 1 當 t/D 般半錐角 10 30 ，深度較大的錐形件毛坯的變形程度較大。只靠息坯與凸模接觸 局部面積傳遞成形力，極易引起毛坯的局部過度變薄乃至破裂，所以需要經過多次過渡漸漸成形。具體方法有： 1 階梯過渡法 用這種方法是將毛坯分數道工序逐步拉深成階梯，階梯與成品的內形相切，最后在成形模內整形。 缺點是：壁厚不均勻，有明顯的印痕，工作表 面不光滑，所用模具套數多，結構、加工都較復雜。 2 錐面逐步成形法 這種方法是將毛坯拉成圓筒形，使其等于或大于成品圓錐表面積，而直徑等于圓錐大端直徑，以后各道工序逐步拉出圓錐面，使其高度逐漸增加，最后形成所需的圓錐件。與階梯法下比，表面光滑與壁厚均勻方面都有所好轉，但所需的模具套數仍然較多。 在這個零件的拉伸加工中， h/d=56/248=錐角為： =65 屬于淺錐型件的拉伸，在成 形過程中毛坯變形程度小，可以一次拉伸成功。 頂面起伏成形加工次數的確定 起伏成形是依靠材料的延伸使工序件或工件形成局部凹起或凸起的沖壓工序。起伏成形中材料厚度的改變?yōu)榉且鈭D性的，即厚度改變形過程中自然形成的，不是設計指定的要求。 對于一定厚度及性能的材料，要使起伏成形能夠順利進行，則材料的變形程度必需要在材料本身充許的變形程度范圍之內。因此，當材料性能一定時，有一個極限的變形程度，該變形程度就決定了起伏成形時，材料所能成形的一個極限尺寸。當實際尺寸超過此成形極限尺寸時，起伏成形不能順利進行或 者需要經過 10 幾道成形工序才能達到零件所要求的尺寸。 起伏成形的變形程度，可用延伸率表示： 100)( 1 1) 式中 1L 變形的沿截面的材料長度 ( L 變形前材料原有長度 ( 延伸率 ( )； 一次起伏成形的延伸率 ，不能超過材料拉伸試驗的延伸率 的 70 75，即 ( 由于零件材料為 10號鋼，查表得其延伸率 為 29( )。 變形長度尺寸如下所示： 圖 2 工件圖 L=132 845s i n)45s i 000 所以： 51 0 01 3 2)1 3 8(1 0 0)( 1 29 故頂面凸包可以通過一次工序加工完成。 確定工序順序 對于外錐形輪廓的加工，采用先落料再拉伸。 對于頂面的內凸包和沖孔加工時，為了使孔在沖壓后尺寸不受到較大影響，采用先成形凸包，在成形快終了時，對中心大孔沖孔。 修邊是為了保證離合器殼體的大凸緣尺寸，因此應該在脹形和沖孔完成時再進行，作為該步驟零件加工的最后一道工序。 確定工序的組合 工序的組合方案及比較 方案一： 1）落料； 11 2）拉深； 3） 成型； 4）沖孔； 5）修邊。 方案二： 1）落料與拉深復合； 2） 成型與沖孔復合； 3）修邊。 方案三： 1）落料； 2）拉深與 成型 復合 ； 3）沖孔與修邊復合。 方案四： 1）落料與 拉深復合 ； 2）形型、沖孔與修邊復合。 方案一： 采用單工序生產 ，模具結構簡單，安裝、調試容易，但生產道次多，效率低，不適合大批量生產。故很少使用。 方案二：將落料與拉深進行復合，工序少，生產效率較高，但模具結構較復雜，安裝、調試難于控制，同 時模具強度較低。 方案三：將拉深與 成型 復合 方案四：復合程度最高，模具結構復雜，安裝調試困難，模具成本提高，同時可能降低模具的強度，縮短模具的壽命。 根據以上四個沖壓工藝方案的比較，四種沖壓工藝方案各有其優(yōu)點和缺點，為了提高生產率，保證模具結構簡單，沖壓件尺寸穩(wěn)定、精度高，故在此設計中選擇方案四進行沖制 離合器殼體 。 加工出該形狀的零件需要經過兩付模具。這付復合模加工的零件毛坯為經過前一付模具加工的半成品。在后面相關的設計計算中，主要釘對第二付模具的設計進行計算。 12 3 主要工藝參數的計算 計算毛尺寸 由于所設計的本套模具用于離合器殼體的第二步的沖裁加工，其前一步驟為板形條料的落料及拉伸。為了對本道步驟的加工方法有更好的了解，仍需對上一道步驟加工時所用材料的毛坯尺寸進行計算。以確定所留的合理修邊余量，便于本工序加工時得到可靠的數據。 拉深時，由于板料在扎壓或退火時所產生的聚合組織而使材料引起殘存的方向性，反映到拉深過程中，就使桶形拉深件的口部形成明顯的突耳。此外，如果板料本身的金屬結構組織不均勻、模具間隙不均勻、潤滑的不均勻等等，也都會引起沖件口高低不齊的現(xiàn)象，因此就必需在拉深厚 的零件口部和外緣進行修邊處理。這樣在計算毛坯尺寸的時候就必需加上修邊余量然后再進行毛坯的展開尺寸計算。 由于第一道工序拉伸的零件是錐形件，其拉伸工藝與圓筒形件的拉伸基本相似，因此可以根據圓筒形件拉伸時的修邊余量來確定該錐形件的修邊余量，其誤差相比較不大。 在拉深時，雖然拉深件的各部分厚度要求發(fā)生一些變化，但如果采用適當的工藝措施，則其厚度的變化量還是并不太大。在設計工藝過程時，可以不考慮毛坯厚度的變化。同時由于金屬在塑性變形過程中保持體積不變，因而，在計算拉深件的的毛坯展開尺寸時，可以認為在變形前后的毛坯 和拉深間的表面積相等。 圖 3 如圖：凸緣直徑為： 252d= 206 相對凸緣直徑 ： 6/2 5 2/ 得修邊余量為 ： 沖壓工藝與模具設計 13 故修邊前的凸緣直徑為 ： 6 4122 5 2 ) 計算零件的毛坯尺寸時，把拉伸形件分為五 個部分進行計算，即：凸緣直邊段、凸緣圓角段、傾斜直邊段、頂部圓角段以及頂部圓底段。 凸緣直邊段 和 凸緣圓角段的計算如下： 圖 4 凸緣直邊段 的表面積計算： 2221 4 3)249264(4/ 凸緣 圓角 段 的表面積計算： 22 其中： 圓角 段 母線重心到旋轉軸 距離； L 母線長度； ) 6 6 5c o 65(1 8 0)c o (1 8 0 0000 b 圓弧中心角； R= i n)65( 02s i n)(3 6 0 00000 5 0 9 4 5 0651 8 0 000 9 3 A 同理可得到其它 段 的表面積為： 3A 14 A A 因此，毛坯尺寸為： 54321204 543214 2 1 7 9 958032 9 8 8 01 1 9 3 9604440 D 3100 D (計算沖壓力 起伏成形的壓力計算 采用剛性凸模對平板毛坯進行脹形時所需的脹形力 F= N） ) 式中 K 脹形區(qū)周邊長度 （ T 板料厚度 （ b 板料抗拉強度 （ K 考慮變形程度大小的系數，一般取 K=1 。 查表取材料的抗拉強度為：b=300 所以 3 0 式中 ，取錐形凸包的大端直徑與小端直徑的中間值。經計算為 d=144.3 F 310 （ N） 中心沖大孔的沖裁力 沖孔力可按下式計算： 1) 式中： 1沖孔力（ N）； L 沖件的內輪廓長度（ t 板料厚度（ 15 b 材料的抗拉強度（ 因此，該零件的沖孔力為： 33 0 10 (N) 修邊時的沖裁力 修邊時沖裁可按下式計算： 2)2修邊沖裁力 （ N） ； L 沖件的內輪廓長度（ t 板料厚度（ b 材料的抗拉強度（ 因此，該零件修邊時的沖裁力為： 33 0 22 10 (N) 沖中心大孔時的御料力 一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會使落料件梗塞在凹模 內，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來所需的力稱卸料力。影響這個力的因素較多，主要有材料力學性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤滑情況等。所以要精確地計算這些力是困難的，一般用下列經驗公式計算： 1 ) 式中 沖孔時的沖 裁力； 1K 卸料力系數；其值可查表得到，在此取 1K =F X 331 緣修邊時的御料力 2 ) 式中 沖中心大孔時的沖裁力； 1K 卸料力系數；其值可查表得到，在此取 1K = 332 （ N） 16 沖孔時的推件力 將卡在凹模中的材料逆著沖裁力凹模中的所需要的力稱為推件力。在這付模具設計中，當上模上行時，推件塊把該次沖壓形成的廢料或工件推出凹?？谕?，凹模口內沒有廢料積存，取 n 為 1，推件力為： CT ) 式中 推件力； 意義同前； n 同時卡在凹?？變鹊墓ぜ?廢料片數； 2K 推件力系數，其值由表查得，在此取 2K = 33 （ N） 平板脹形及起伏成 形本質上是以伸長變形為主的局部成形，其外緣尺寸一般不發(fā)生變化。但在靠近凹?？诟浇ǖ吞间?4 5銅 ）的材料仍有徑向伸長（為主）、切向收縮（為輔），并伴有厚度變薄的變形。在非旋轉體脹形起伏成形中，也會由于材料流入不均勻產生橫向 應力松弛現(xiàn)象。這些都會造成工件在凸緣或側壁上出現(xiàn)皺褶，因而需要足夠的壓邊力。壓邊力 沖模設計基礎 ,3 （ P成形力） ,3 1 ,3 1 式中 D 毛坯直徑 （ ； d 凹?？谥睆?； Q 壓邊力 ； 因此，在該零件的成形加工中取壓邊力為： Q=200 310 （ N） 初選壓力機 壓力機噸位的大小的選擇，首先要以沖壓工藝所需的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的工作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)，要求設備 17 容量有較大的剩余。 由于在起伏成形快終了時再進行沖孔和修邊 ,此時所需成形力不是很大 ,因此在計 算沖壓力時以只把沖孔和修邊所需的力相加。另外起伏成形時提供壓邊力的壓料板在上模上行時，以充當外緣修邊時的御件板，而壓邊力比御料力大很多，則在回程時還能提供一定的壓力以作御料。因而外緣修邊時的御料力可以不必計算在壓力機的公稱壓力之內。則總的沖壓力為： 121 0) = 310)2 0 3( =10 (N) 因此初選開式壓力機 1600 計算壓力中心 為了保證壓力機和模具平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中 心與壓力機滑塊中心線重合，對于使用模柄的中小型模具就是 要使其壓力中心與模柄軸線相重合，否則將會使沖模和壓力機滑塊承受側向力，產生偏移，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，還會引起壓力機導軌的磨損、影響壓力機精度，嚴重時會損壞模具和設備，造成沖壓事故。 任何幾何圖形的重心就是其壓力中心。對于復雜工件和多凸模沖裁的壓力中心，可利用力矩原理用計算法求得，即分力對某坐標軸力矩之 和等于其合力對該坐標軸的力矩。 在實際生產中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過程中發(fā)生沖壓變形的情況，或者由于沖壓件形狀的特殊性，從模具結構考慮不宜于使壓力中心與滑塊中心重合，這時應注意使壓力中心偏離不致超出所選壓力機所允許范圍。 因為本零件為圓形其壓力中心就在其圓心，所以不必計算它的壓力中心。 計算凸凹模刃口尺寸及公差 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：落料件的尺寸取決于凹模的磨損，沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸。考慮到沖裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后變大的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較小的數值。對基準件刃口尺寸在磨損后減少的，其刃口公稱尺寸應取工件尺寸范圍內較大的數值。這樣，在凸模磨損到一定程度的 18 情況下，仍能沖出合格的零件。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值。 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注的尺寸及公差進行加工，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，并標注在凸凹模設計圖樣上，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。由于零件中心沖孔及外緣修邊都是簡單的圓形，可以采用凸凹模分開加工，即采用公差法制模。沖孔、修邊凸凹模刃口尺寸的計算如下所述。 沖中孔時凸、凹模刃口尺寸計算 沖孔時，因為沖孔件表面尺寸與凸模刃口尺寸基本一致，應該先計算 刃口尺寸，合理間隙值依靠改變凹模刃口尺寸獲得。 沖中心孔時： 0m ( TP 1) 0m 2) 式中 沖孔 凸模刃口設計尺寸 （ 沖孔 凹模刃口設計尺寸 （ 工件充許最小尺寸 （ ； x 補償刃口磨損系數； 工件公差數值； T 凸模尺寸下偏差，上偏差為零； A 凹模尺寸上偏差，下偏差為零； 最小沖裁間隙； 對于未注尺寸公差取 且對于“軸類尺寸”取單向負偏差，“孔類尺寸”取單向正偏差。則中心孔的相關尺寸為： 。 由表 10號鋼沖裁時間隙值為： 7Z t= ) t= ) 對于凸凹模的偏差按四六分配原則處理 ,即 4.0 m i n m ( ) 6.0 m i n m ( ) 所以 00 i n 4 3 ( TP ( ) 19 i n ( ) 修邊凸凹模刃口尺寸計算 修邊時 ,修邊廢料留在凸模外面 ,工件留在凹模里面 度 ,應該先計算凹模的刃口尺寸 , 合理間隙值依靠改變 凸 模刃口尺寸獲得。 AD 0m a x )( 3) 0m ( 4) 式中 落料凹模刃口設計尺寸 （ ）； 落料凸模刃口設計尺寸 （ ）； 工件充許最大尺寸 （ ）； 由于零件的公差要求為 尺寸及偏差為 252 7Z t=7 ) t= ) 對于凸凹模的偏差按四六分配原則處理 ,即 4.0 m i n m ( ) 6.0 m i n m ( ) 所以 a x 7 0 1) 2()( AD （ ） 0 i n 5 9 1)1 7 1()( （ ） 成形凸凹模的刃口尺寸計算 由于成形加工與相同尺寸的拉伸加工有點類似，其凸凹模的結構形式可以與拉伸時的凸凹模結構形式一致，只是成形極限尺寸不同，所需壓邊力不同。 在計算該零件的局部成形凸凹模尺寸時，可以依照拉伸相同尺寸的錐形件凸凹模的設計尺寸進行計算。 拉延 凸模的輪廓確定，一般情狀下，取拉延件側壁與壓料面的交線。 如下圖所示： 是凸模的外輪廓直徑。 經計算得到的工件尺寸。取 公差，則其實際尺寸為： 20 圖 5 錐形凸模大端尺寸為： 41 5) 式中 1 錐形凸模大端工作尺寸； d 成形件內形尺寸。 ） 同理 ） 工件的圓角半徑值， 8 （ ） 成形凹模尺寸的計算 凹模磨損后，沖壓成形的零件尺寸有增大的傾向。因此其工作尺寸應接近工件尺寸的極限最小值，其大端工作部分尺寸的計算如下： m a 2) 3() dd d （ ） 凹模圓角半徑取工件的圓角半徑值， ) ( ) 21 4 模具整體結構設計 邊凹模的設計 模的尺寸計算 凹模工作部分的尺寸計算，參見前面的主要工藝參數的計算。其他部分結構寸的計算如下： （ 1）凹模壁厚 C 凹模壁厚 模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸，即長度與寬度（ L x B）。故在設計過程中應選擇合適的凹模壁厚 C。 凹模壁厚 時也能保證凹模強度和剛度，在選擇凹 模壁厚時，還應注意以下幾點：工件落料時取表中較小值，反之取較大值；型孔為圓弧時取小值、為直邊時取中值、為尖角時取大值；當設計標準模具或雖然設計非標準模具，但凹模板毛坯需要外購時，應將計算的凹模外形尺寸 L X B 按模具國家標準中凹模板的系列尺寸進行修正，取較大規(guī)格的尺寸。所以根據以上的要求查表 9零件毛坯直徑為 157，板料厚度為 為 42 （ 2）凹模厚度 H 凹模板的厚度 H 主要不是從強度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。凹模板的厚度一般應不小于 10別 小型的模具可取 8著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應相應的增大。