摘 要 用模具技術(shù)生產(chǎn)的制品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低消耗等特點(diǎn)。由此可見，模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 本論文詳細(xì)的論述了沖壓模具的全過程。沖壓模具即是在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備。 該零件是 電喇叭底座 ，該產(chǎn)品的模具成本低、生產(chǎn)效率高。 根據(jù)要求 分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算 凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對凸模、凹模、凸凹模 、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 生產(chǎn) 使用壽命長的電喇叭底座。 關(guān)鍵詞： 模具；沖裁件；凸模；凹模；凸凹模； II Abstract Die technology to produce products with high accuracy, high complexity, high consistency, high production efficiency and low consumption and so on. Thus, die technology has become the measure of a country manufacturing an important indicator of the level determines the product quality, efficiency and new product development capability. This paper discusses in detail the whole process of stamping dies. Stamping die that is in the process of stamping, the material (metal or non-metallic) processing into parts(orsemi-finished products) of a special technical equipment. The part is electric horn base, This products mold with low cost brings high production efficiency. according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. Making the working-life of electric horn base more longer. Key words: Die； Banking； Punch； Die； Main punch； 目錄 摘 要 . I ABSTRACT . II 目錄 . II 1 緒 論 . 1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 . 1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 . 2 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 4 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) . 6 2.1 沖壓件簡介 . 6 2.2 沖壓件的工藝性分析 . 7 2.3 沖壓工藝方案的確定 . 9 2.4 沖壓工藝計(jì)算 . 9 2.4.1 工件的毛坯尺寸計(jì)算 . 9 2.4.2 工序分析 . 11 2.4.3 拉深工序及尺寸計(jì)算 . 11 2.4.4 整形分析 . 13 2.4.5 工序匯總 . 14 2.4.6 各工序尺寸公差的確定 . 14 2.5 產(chǎn)品所需模具 . 14 3 落料拉深模設(shè)計(jì) . 16 3.1 模具結(jié)構(gòu) . 16 3.2 確定其搭邊值 . 16 3.3 確定排樣圖 . 17 3.4 材料利用率計(jì)算 . 19 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 . 20 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定 . 20 3.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差 . 21 3.6 落料拉深復(fù)合模沖壓力 . 22 3.6.1 落料部分沖壓力 . 22 3.6.2 拉深部分沖壓力 . 23 3.6.3 落料拉深復(fù)合?？倹_壓力 . 24 3.7 壓力機(jī)選用 . 24 3.8 壓力中心計(jì)算 . 25 3.9 落料拉深模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 25 3.9.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 25 3.9.2 落料凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 27 3.9.3 落料卸料板設(shè)計(jì) . 28 IV 3.9.4 拉深凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 29 3.9.5 拉深凸模設(shè)計(jì) . 30 3.9.6 壓邊圈設(shè)計(jì) . 31 3.9.7 推件塊設(shè)計(jì) . 32 3.10 標(biāo)準(zhǔn)件確定 . 32 3.10.1 模架確定 . 32 3.10.2 彈頂器的確定 . 33 3.10.3 上模螺 釘確定 . 34 3.10.4 上模銷確定 . 34 3.10.5 下模螺釘確定 . 34 3.10.6 下模銷確定 . 34 3.10.7 模柄確定 . 34 3.10.8 模柄上固定螺釘?shù)拇_定 . 35 3.10.9 推桿確定 . 35 3.10.10 拉深凸模上固定螺釘?shù)拇_定 . 35 3.10.11 下模推桿的確定 . 35 3.10.12 條料定位零件的設(shè)計(jì) . 35 3.11 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) . 36 4 切邊模設(shè)計(jì) . 37 4.1 模具結(jié)構(gòu) . 37 4.2 切邊凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 . 37 4.3 切邊模沖壓力 . 38 4.4 壓力機(jī)選用 . 39 4.5 壓力中心計(jì)算 . 39 4.6 切邊模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 40 4.6.1 切邊凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 40 4.6.2 切邊凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 41 4.6.3 切邊凸模固定板設(shè)計(jì) . 42 4.6.4 切邊凸模墊板設(shè)計(jì) . 42 4.6.5 定位柱設(shè)計(jì) . 43 4.6.6 推件塊設(shè)計(jì) . 44 4.7 標(biāo)準(zhǔn)件確定 . 45 4.7.1 模架確定 . 45 4.7.2 上模螺釘確定 . 45 4.7.3 上模銷確定 . 45 4.7.4 下模螺釘確定 . 45 4.7.5 下模銷確定 . 45 4.7.6 模柄確定 . 46 4.7.7 模柄上固定螺釘?shù)拇_定 . 46 4.7.8 推桿確定 . 46 4.7.9 圓廢料切刀確定 . 46 4.8 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) . 47 5 結(jié)論與展望 . 48 5.1 結(jié)論 . 48 5.2 不足之處及未來展望 . 48 致 謝 . 49 參考文獻(xiàn) . 50 電喇叭底座 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 1 1 緒 論 用模具技術(shù)生產(chǎn)的制品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低消耗等特點(diǎn)。由此可見，模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 本設(shè)計(jì)是對 給定 的模具產(chǎn)品圖進(jìn)行沖壓模工藝分析和模具設(shè)計(jì)，在綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性以及復(fù)雜程度和精確度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn) 行沖壓工藝分析與計(jì)算的，并提出了合理的工藝方案和結(jié)構(gòu)形式，介紹了模具設(shè)計(jì)中的排樣與送料方式和卸料與導(dǎo)向方式，討論了主要工作件間隙的確定和刃口尺寸及沖壓力的計(jì)算，并選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)中主要對模具工作部分尺寸進(jìn)行計(jì)算和主要零部件的設(shè)計(jì)以及加工工藝的制定。 該模具提高了制件質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了模具成本，制件質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。 1.1 本課題的研究內(nèi)容 和 意義 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)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。 在沖壓加工中，將材料加工成零件的一 種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。沖模在現(xiàn)實(shí)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，與沖壓件“一摸一樣”的關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成型工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。沖模在種類繁多的模具中占有十分重要的地位，是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的模具，從產(chǎn)量上看，它占了模具總產(chǎn)量的 30%以上，從產(chǎn)值上看，它占了模具總產(chǎn)值的 50%左右。 沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高（占產(chǎn)品成本的 10% 30%）等特點(diǎn)。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 模具工業(yè)作為現(xiàn)代社會的一種新興工業(yè)，它能夠節(jié)約能源、節(jié)約原材料以及較高的生產(chǎn)效率，它能夠保證比較高的加工精度等特點(diǎn)。模具 市場在世界上大部分都是供不應(yīng)求的，它的市場需求量大致 580 億至 660 億美元之間，與此同時(shí)，模具工業(yè)在我國也迎來了一輪新的發(fā)展前景。模具工業(yè)在我國最近幾年總產(chǎn)值保持 12.5%的年增長率，截止至2006 年底模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)超過 550 億元。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。由于采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約原材料、降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 車、飛機(jī)、拖拉機(jī)、電器、儀表、玩具和日常品等產(chǎn)品的零部件很 多都采用模具進(jìn)行加工。 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(shí)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(shí)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(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均勻 延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)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(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量 和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 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(shí)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。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 發(fā)展現(xiàn)狀一：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團(tuán)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 39.2%。 突破點(diǎn)：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(tuán)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(qiáng)，成為國際上有競爭實(shí)力的沖壓零部件供應(yīng)商。 發(fā)展現(xiàn)狀二：機(jī)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(jī)，日本國內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32%為多工位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機(jī)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(yán)重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比電喇叭底座 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 3 重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)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(diǎn)：加速技術(shù)改造 要改變當(dāng)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(jī)械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)連線自動化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機(jī)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，使盡早達(dá)到當(dāng)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(shí)改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。 發(fā)展現(xiàn)狀三：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)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(dá)到了國際先進(jìn)水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進(jìn)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(fèi)用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對先進(jìn)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(diǎn)：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(xiàng)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(shí)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)。 發(fā)展現(xiàn)狀四：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(qiáng)度板、合金化鍍鋅板、超寬板 （ 1650mm 以上 ） 等都依賴進(jìn)口。 突破點(diǎn)：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(qiáng)、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(kuò)大應(yīng)用已勢在必行。 發(fā)展現(xiàn)狀五：大、精模具依賴進(jìn)口 當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度尚低，大約為 40%45%，而國際上一般在 70%左右。 突破點(diǎn)：提升信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣 CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)，特別是成形過程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù) (CAE)。加速我國模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高精度和互換率。力爭 2005 年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)到 60%， 2010 年達(dá)到 70%以上基本滿足市場需求。 我國已擁有 2 萬多家模具生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)值超過了 300 億元。經(jīng)過幾十年的發(fā)展 ，我國的沖壓模具總量位居世界第三位 ， 加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。以汽無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模。用 CAD/CAM/CAE 軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和模擬 ， 靠高速、精密的加工設(shè)備生產(chǎn) ， 用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋 光 ， 提高模具質(zhì)量。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時(shí)為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。 目前，中國有 17000 多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。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%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外 ，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，中國工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮 短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入 21 世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入 WTO 以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。 在沖模的設(shè)計(jì)制造上 ,目前正朝著以下兩方面發(fā)展 :一方面 ,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及 模具 CAD/CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 1.3 本課題 應(yīng) 達(dá)到的要求 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。由于采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約原材料、降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽車、飛機(jī)、拖拉機(jī)、電器、儀表、玩具和日常品等產(chǎn)品的零部件很多都采用 模具進(jìn)行加工。據(jù)國際技術(shù)協(xié)會統(tǒng)計(jì)， 2011 年產(chǎn)品零件粗加工的 80%，精加工的 60%都由模具加工完成。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(shí)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。 本課題旨在 提供一種能有效消除底座引起膜片產(chǎn)生的破壞性共振、使電喇叭的聲音清脆、工作電流小、工作電壓變化范圍寬、基頻高、聲壓大、使用壽命長的電喇叭底座。 運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識，以與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的課程 為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了零件的工藝、編制電喇叭底座 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 5 了零件的加工工序，并熟悉了大學(xué)所學(xué)過的軟件 AutoCAD 和 UG。在設(shè)計(jì)思想中盡可能體現(xiàn)了我所學(xué)的、掌握的和了解的知識。清晰的找出了自己這四年來所學(xué)知識的種種漏洞，并得以改正，使我對于自身專業(yè)又有了全新的認(rèn)識，為我之后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 此課題主要考慮以下幾個方面的內(nèi)容： 1、分析沖壓件的圖樣及技術(shù)條件。 2、對沖壓件進(jìn)行工藝分析，合理進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)。 3、計(jì)算沖裁、沖裁力，確定壓力機(jī)參數(shù)，選擇合理的沖壓設(shè)備。 4、確定模具的具體結(jié)構(gòu)，繪制草圖。 5、繪制模具的裝配圖 及主要零件圖。 6、零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。 7、根據(jù)開題的研究過程撰寫設(shè)計(jì)說明書。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 2.1 沖壓件簡介 形狀和尺寸如下 圖所示。材料為 08 鋼 ，板材厚度 2mm。 帶凸緣的拉深件 ，料厚2mm，批量生產(chǎn)每年 20 萬件 。 零件圖如下： 圖 2.1 零件圖 1.未注公差尺寸分析 圖中有 6 個尺寸未注公差 ，其中 R3 有相同的 4 個就算 1 個 ，查相應(yīng)國標(biāo)確定其公差和偏差。 對照參考文獻(xiàn) 2， P1 P2， 這 6 個尺寸可分為 三 類 。第一類，未注公差沖裁件線性尺寸，尺寸有： 123.5；第二類，未注公差成形件線性尺寸，尺寸有： 45、 85、 18、 32.5；第三類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，尺寸有： 4 個 R3。下面查對應(yīng)表確定其公差和偏差。 第一類，未注公差沖裁件線性尺寸，查參考文獻(xiàn) 2， P3，表 1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差，公差等級取 m 級，可得這 1 個尺寸的公差和偏差，最終這 1 個尺寸為： 123.5 0.70。 第二類，未注公差成形件線性尺寸，查參考文獻(xiàn) 2， P3 P4，表 4 未注公差成形件線性尺寸的極限偏差，公差等級取 m 級，可得尺寸 45、 85、 18、 32.5 的公差和偏差， 最終這個尺寸為： 45 1.00、 85 1.00、 18 0.80、 32.2 1.00。 第三類，未注公差成形圓角半徑線性尺寸，查參考文獻(xiàn) 2， P5，表 2 未注公差成形圓角半徑線性尺寸的極限偏差，可得這個尺寸的公差和偏差，最終這個尺寸為： 00.130.03R。 最終 帶全公差的 產(chǎn)品圖如圖 2.2 所示。 電喇叭底座 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 7 圖 2.2 帶公差的產(chǎn)品 圖 2.2 沖壓 件 的工藝性分析 工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖 壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的 前提 下，能否以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來。 一、 沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素： 1件的外形為圓形，外形簡單均勻，適宜沖裁。 2件無細(xì)長的旋臂與窄槽，模具結(jié)構(gòu)簡單，適合沖裁。 3料為 08 鋼，是常用的沖裁拉深材料，具有良好的沖裁性能和較好的拉深性能。 4件 尺寸屬于裝配要求精確尺寸，此尺寸可定為加工尺寸。 5 產(chǎn)批量 ， 一般來說，大批量生產(chǎn) 時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡單?；驈?fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。 6 沖壓 件的直徑尺寸要求 不 高，整形 不是必須的 。表面粗糙度要求不大，拉 深 變形量很大，容量引起破裂，需作多次拉深。 7 圓 角半徑最小為 R3， 不 滿足最小圓角半徑要求 ， 估計(jì)需作 整形 。 綜上所述，此工件適宜沖裁和拉深。 二、壓件工藝分析如下： 1圖形分析 形狀較簡單， 且左右、前后對稱， 主 要 是拉深形狀。 2尺寸分析 尺寸公差主要部份都已經(jīng)有了，其余尺寸不重要 。 3材料 08，是適合 拉深 的 鋼 ，但拉深較深時(shí)，需考 慮周全 。 為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。 1） 化學(xué)成份： 碳 C ： 0.05 0.12 硅 Si： 0.17 0.37 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 錳 Mn： 0.35 0.65 硫 S ： 0.035 磷 P ： 0.035 鉻 Cr： 0.10 鎳 Ni： 0.25 銅 Cu： 0.25 2） 力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 b(MPa)： 330 450MPa 屈服強(qiáng)度 s(MPa)： 200MPa 伸長率 5( )： 32 斷面收縮率 ( )： 60 硬度 ：未熱處理 ， 131HB 試樣尺寸：試樣尺寸為 25mm 3） 熱處理規(guī)范及金相組織： 熱處理規(guī)范：正火 930 ， 45min， 空冷。 金相組織：鐵素體 +極少量珠光體。 4批量 5 萬件 /每年，批量不是很大 。 5沖壓工序 落料、拉深、整形、切邊。 6沖裁間隙 查表 2-1 沖裁模刃口初始值間隙 （即查參考文獻(xiàn) 3， P35 頁，表 2-13）， 得雙面間隙 Z 0.220.26mm。 表 2-1 沖裁模刃口初始值間隙 3 材料名稱 45； T7， T8(退火 )；磷青銅 (硬 )；鈹青銅 (硬 ) 10， 15， 20 冷軋鋼帶； 30 鋼板；H62， H68(硬 )；2A12，硅鋼片 Q215， Q235； 08，10， 15； H62，H68(半硬 )；磷青銅(軟 )；鈹青銅 (軟 ) H62， H68(軟 )；純銅(軟 )； 3A12， 5A02，1060， 1050A， 1035，1200， 8A06， 2A12 力學(xué)性能 HBW 190 Rm 600MPa HBW=140 190 Rm 400 600MPa HBW=70 140 Rm 300 400MPa HBW70 Rm 300MPa 厚度 初 始 間 隙 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 1.5 0.27 0.31 0.21 0.25 0.15 0.19 0.10 0.14 1.8 0.34 0.38 0.27 0.31 0.20 0.24 0.13 0.17 2.0 0.38 0.42 0.30 0.34 0.22 0.26 0.14 0.18 2.5 0.49 0.55 0.39 0.45 0.29 0.35 0.18 0.24 電喇叭底座 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 9 2.3 沖壓工藝方案的確定 經(jīng)過對沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，并在分析沖壓工藝、沖壓次數(shù)，工藝順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。 方案一：單工序模。適當(dāng)整合各沖壓工序，需要副模具，此模具經(jīng)濟(jì)，制造方便。 方案二： 復(fù)合 模。 本零件很大， 工序較多，沖壓工藝復(fù)雜， 模具 設(shè)計(jì)難度太大 ， 模具結(jié)構(gòu) 十分 復(fù)雜，制造難度高，成本高。 方案 三 ：級進(jìn)模。 本零件很大，模具很大， 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度高，成本高。 綜上所述，產(chǎn)品要求本身也不高，在能達(dá)到產(chǎn)品要求的原則下，為了節(jié)省成本，制造和加工 方便，采用 方案一。 2.4 沖壓工藝計(jì)算 2.4.1 工件的毛坯尺寸計(jì)算 由于工件主要成型的工序是拉伸，工件的變形主要在拉深處，此工件是帶凸緣的零件。 由于材料厚度 t=2，先將產(chǎn)品尺寸轉(zhuǎn)化為中性層尺寸，結(jié)果如下圖所示： 圖 2.3 中性層尺寸 1.修邊余量 表 2-2 有凸緣拉深件的修邊余量 3 凸緣直徑 dt(或 Bt) 拉深相對高度 dt/d 或 Bt/B 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 2.5 3.0 250 6.0 5.0 4.0 3.0 凸緣直徑 dt=123.5， d=87， 相對凸緣直徑 dt/d=123.5/87 1.41 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 查表 2-2 有凸緣拉深件的修邊余量 （即查參考文獻(xiàn) 3， P120 頁，表 4-3）， 得 ： 修邊余量 =4.3mm 因此工件的外沿直徑為 dt=123.5+4.3 2=132.1 132mm 含修邊 余量的中性層尺寸如下圖所示。 圖 2.4 含修邊余量的 中性層尺寸 2.毛坯尺寸計(jì)算 由于工件是 凸 字型回轉(zhuǎn)體 形 狀 ，因此工件展開后是一個圓形片，可以直接 計(jì)算 工件的實(shí)際尺寸，根據(jù)參考文獻(xiàn) 3， P121 頁，公式 4-2，算可知毛坯直徑 計(jì)算公式 ： ni iaAD 144 （ 2-1） 由于形狀復(fù)雜，計(jì)算很繁，故利用計(jì)算機(jī)和 三維 CAD/CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算， 中性層面積為： S=18839.7mm2。 因此 毛坯直徑： 1 8 8 3 9 .722 SD 154.9 值得注意的是，在確定復(fù)雜拉深件的毛坯尺寸和形狀時(shí)，由于實(shí)際情況比較復(fù)雜，影響因素很多，如板材的厚度變化、模具的間距大小、模具的尺寸公差等，所以一般是先 根據(jù)上述公式進(jìn)行初步計(jì)算，然后在通過試驗(yàn)加以修正確定。由于條件有限不能通過試驗(yàn)進(jìn)行修正， 考慮拉深回彈 ， 需多拉一些， 故 毛坯直徑選為 D=155mm。 3.是否采用壓邊圈 t/D=2/155 1.29%， 查表 2-3 采用或不采用壓邊圈的條件 （即查參考文獻(xiàn) 3， P128頁，表 4-10）得， 第一次拉深時(shí)必須采用壓邊圈， 以后各次拉深，如果 t/D1.0%或拉深系數(shù) mn0