1、編號無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 深筒件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：副教授 ） （職稱： ）2013年5月25日無錫太湖學(xué)院信 機(jī)系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)畢 業(yè)設(shè) 計(jì)論 文任 務(wù) 書一、題目及專題：1、題目 深筒件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從 而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是 控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。利用冷沖壓模具制造零 件以其效率高，產(chǎn)品

2、質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 冷沖壓模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水 平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì) 量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。 冷沖壓模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上。汽車，摩托車行業(yè)是冷沖壓模具 最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模 具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，200

3、5年 將達(dá)到170種。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80的模具需要 更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個車型， 1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個，其中一半以上需要模具生 產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及 通訊，家電，建筑，塑膠等，也存在巨大的模具市場。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。 中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通

4、外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大 發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1.掌握冷沖模具設(shè)計(jì)的方法和技巧。 2.完成深筒件的沖壓工藝和主要部件的參數(shù)計(jì)算。 3.完成深筒件沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的選用。 4.完成深筒件沖壓模具零、部件圖10張以上。 5.完成深筒件沖壓模具總裝圖1張。 6.撰寫畢業(yè)說明書一份。 計(jì)算正確完整，文字簡潔通順，書寫整齊清晰。 論文中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明出處。 論文字?jǐn)?shù)不少于1.5萬字。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 班 姓名 五、開始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、設(shè)計(jì)

5、（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名教研室主任學(xué)科組組長研究所所長簽名 系主任 簽名2012年11月12日 摘 要 冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。 冷沖壓模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水 平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì) 量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。本設(shè)計(jì)的課題是深筒件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，零件采用08鋼，主要用先拉深成底部帶有預(yù)沖孔的階梯形圓筒件，然后再翻遍。用到的工序有落

6、料拉伸工序、第二次拉伸工序、第三次拉伸工序及整形、沖翻邊底孔11 工序、翻邊工序、沖3個小孔工序、切邊工序這些工序流程。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了2副模具，一副落料拉伸模：模架采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向模架；一副為沖3個小孔的沖孔模。零件采用單排方式，板材尺寸為1.59001800mm。關(guān)鍵詞: 冷沖壓；深筒件；模具設(shè)計(jì) AbstractCold stamping is using presses installed in the die pressure on the material, make its produce a separation or plastic deformation, obtained

7、from the required parts of a pressure processing method.Cold stamping die industry is the foundation of the national economy industry, is internationally recognized as one of the key industries. Mold production technology level of high and low is a measure of a national product manufacture level of

8、important symbol, it largely determines the quality of products, and new product development capability. Revitalization and development of mould industry in China, are increasingly being peoples attention.This design topic is Cold stamping technology and die design of tube parts, parts using 08 stee

9、l, mainly used to pull with pre punching deep into the bottom of the step cylinder, and then went through. Use process with blanking stretching process, the second stretching process, the third stretching process and plastic and flanging bottom hole 11 work procedure and three holes, flanging proces

10、s, trimming process these processes. The two vice mould design design, a blanking tensile mold: mold frame with side guide column guide die set; A pair of blunt three holes of punching die. Parts adopt single method, board size is 1.5 * 900 * 1800 mm,Key words: cold stamping；tube pieces；the mold des

11、ign目 錄摘 要IVABSTRACTV目 錄VI1 緒 論11.1本課題的研究內(nèi)容和意義11.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況11.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求22 深筒件的分析32.1 深筒件的設(shè)計(jì)要求32.2 深筒件的尺寸分析32.3 深筒件材料的選用32.4 深筒件圓孔加工計(jì)算42.5 深筒件加工工藝的分析43 工藝方案的選擇53.1 毛坯直徑計(jì)算53.1.1 翻邊變形程度的計(jì)算53.1.2 深筒件翻邊前半成品的尺寸計(jì)算53.1.3 深筒件毛坯直徑的計(jì)算63.2 拉伸次數(shù)計(jì)算63.3 工序的組合和順序的選定73.3.1 深筒件基本工序73.3.2 沖壓方案選擇73.3.3 方案比較114 深筒件數(shù)據(jù)計(jì)算

12、124.1 零件排樣方式選擇124.2 板料尺寸的選擇124.2.1 板料的利用率計(jì)算124.3 材料消耗數(shù)據(jù)計(jì)算124.4 各次拉伸是工件尺寸計(jì)算134.4.1 首次拉伸半成品尺寸134.4.2 二次拉深半成品尺寸144.4.3 第三次拉深半成品尺寸144.5 工序的壓力計(jì)算和壓力機(jī)的選取154.5.1 落料拉深工序154.5.2 第二次拉深工序154.5.3 第三次拉深工序164.5.4 沖孔翻邊工序174.5.5 翻邊工序194.5.6 沖三個小孔工序194.5.7 切邊工序205 深筒件的模具設(shè)計(jì)215.1 落料拉深復(fù)合模215.1.1 模具結(jié)構(gòu)形式215.1.2 卸料彈簧選取225.

13、1.3 拉伸落料復(fù)合模模具相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)235.2 沖3個小孔模具設(shè)計(jì)246 結(jié)論與展望266.1 結(jié)論266.2 不足之處及未來展望26致謝27參考文獻(xiàn)281 緒 論1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 冷沖壓是利用安裝在印刷機(jī)上的材料上的壓力的模具，以產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需的部分的壓力加工方法。模具的基本技術(shù)和設(shè)備制造業(yè)，它的作用是控制和限制材料（固體或液體）的流量，以便形成所需的形狀。冷沖壓模具制造零件的高效率，產(chǎn)品質(zhì)量，材料消耗低，生產(chǎn)成本低，使用廣泛用于制造業(yè)。 冷沖壓模具行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國際上公認(rèn)的一個關(guān)鍵行業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平是衡量一個國家制造業(yè)的水平，這在很大程度上

14、決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力的一個重要指標(biāo)。中國模具行業(yè)的振興和發(fā)展，正日益受到人們的關(guān)注。 冷沖壓模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場需求。汽車，摩托車行業(yè)是冷沖壓模具的最大市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這個市場占模具市場的一半左右。汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車行業(yè)的零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展的重點(diǎn)一直在汽車產(chǎn)業(yè)政策已經(jīng)明確的發(fā)展重點(diǎn)。基本型轎車增長在2005年將達(dá)到170種。為了滿足市場的需求，該車將繼續(xù)改變類型，自動切換時，約有80的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，共有14種中國摩托車排放量的80多個型號，1000多個型號。單件摩托車約2

15、000種，共有5000多名，其中一半以上都需要模具。 A型摩托車生產(chǎn)需要1000個模具，總價值超過1000萬美元。其他行業(yè)，如電子，電信，家電，建筑，塑料等，也有巨大的模具市場。 世界市場需求的模具，模具是在美國，日本，法國，瑞士和其他國家的主要出口國。中國出口模具很少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動力成本低，只要數(shù)量控制與一些先進(jìn)的成型設(shè)備，模具加工，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通渠道，外貿(mào)出口將有很大的開發(fā)工具。模具技術(shù)的研究和開發(fā)，模具技術(shù)水平的提高，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著特殊的意義。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造，目前正在朝著以下兩個方面的發(fā)展。一方面，以適應(yīng)高速，自動，

16、精確，安全和其他大批量生產(chǎn)需要現(xiàn)代化，模具高效率，高精度，高壽命，自動化的方向發(fā)展。在中國，中位數(shù)為37或更漸進(jìn)的模具工人，數(shù)以百萬計(jì)的生命，有時甚至超過億次硬質(zhì)合金模具，精密模具的自動化和高度已在生產(chǎn)中應(yīng)用。同時，由于模具的處理，組裝，調(diào)整，維護(hù)的要求越來越高，各種搞笑，精密，數(shù)控，模具加工機(jī)和自動測試設(shè)備也迅速發(fā)展，如我們的數(shù)控銑床，數(shù)控加工中心和坐標(biāo)磨床等先進(jìn)的模具加工設(shè)備已達(dá)到了一定的水平。另一方面，產(chǎn)品升級換代和審判秩序或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金模具，聚氨酯橡膠模具，鈑金模具，鋼模具，組合沖模和模具等制造工藝簡單，也得到了迅速發(fā)展。為了滿足汽車行業(yè)的發(fā)展，大型覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造水

17、平有了很大提高，能夠生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具。在模具材料及熱處理，模具表面處理等，都進(jìn)行了一些國內(nèi)開發(fā)工作，并取得了良好的實(shí)際效果，如65NB，LD1，012Al，CG2，中國模具材料開發(fā)具有優(yōu)良的性能。標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化的生產(chǎn)模具，模具行業(yè)得到了廣泛的關(guān)注。這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化的先決條件是組織專門生產(chǎn)模具，模具是提高模具專門生產(chǎn)的質(zhì)量，降低模具制造周期，降低成本的關(guān)鍵。中國頒布了冷沖壓零件，模具國家標(biāo)準(zhǔn)部分。模具的專業(yè)化生產(chǎn)正在積極組織實(shí)施。但總體而言，我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還比較低。計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）已成為國內(nèi)模具行業(yè)的主要設(shè)

18、計(jì)和制造方法?？梢哉f，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造CAE / CAM技術(shù)，不僅是模具設(shè)計(jì)與制造周期要短得多，而且還提高了質(zhì)量。所以，它已成為發(fā)展和應(yīng)用的壓鑄模具技術(shù)的發(fā)展，和其他引人注目的問題?？梢灶A(yù)計(jì)，模具CAD / CAE / CAM技術(shù)將有更快的發(fā)展。個股已經(jīng)冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造方面的發(fā)展，所有的沖壓變形進(jìn)步的基本原則是分不開的。例如，沖壓過程中，沖壓成形過程中的應(yīng)力 - 應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)仿真的材料特性，金屬片變形的研究進(jìn)行了研究和模頭之間的相互作用從空白的空白變形開始，沖壓變形條件下的摩擦潤滑機(jī)理的研究等，為逐步建立了緊密結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中先進(jìn)的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。所以，我們可以說，沖壓件的

19、基本理論是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。在這方面，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的工作，取得了很多成果。世界市場需求的模具，模具是在美國，日本，法國，瑞士和其他國家的主要出口國。中國出口模具很少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動力成本低，只要數(shù)量控制與一些先進(jìn)的成型設(shè)備，模具加工，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通渠道，外貿(mào)出口將有很大的開發(fā)工具。模具技術(shù)的研究和開發(fā)，模具技術(shù)水平的提高，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著特殊的意義1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 第一章：清晰的冷沖壓模具的意義和目的。模具行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的了解，并能夠掌握沖壓模具設(shè)計(jì)工藝步驟。第二章：零件沖壓工藝分析。通過材料的強(qiáng)度的剛度，尺寸精度和模制的方法分析，以確

20、定工藝方案。第三章：技術(shù)方案的發(fā)展。拉模具的形狀的部分功能，對精度的要求，生產(chǎn)量，模具制造條件和可能使用現(xiàn)有的設(shè)備，以確定程序的總體結(jié)構(gòu)。第4章：工藝參數(shù)的計(jì)算。利用計(jì)算消隱，圖號，圖紙系數(shù)，模具設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。第五章：技術(shù)和工藝的發(fā)展。第六章：模具設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。并能夠繪制更熟練的模具裝配草圖，選擇定位零件及固定件彎曲件匹配畢業(yè)模具，并入選新聞進(jìn)行檢查，選擇和設(shè)計(jì)，零件及模具的設(shè)計(jì)和選擇模具裝配圖草圖，一些選擇錯開，經(jīng)過反復(fù)米的設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖，修改，設(shè)計(jì)出合理的和可靠的模具標(biāo)準(zhǔn)件，模具和零件裝配圖設(shè)計(jì)草圖。設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)初步掌握冷沖壓的基本原則;掌握沖壓模具設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)和基本方法;能夠

21、解決共同制造的產(chǎn)品質(zhì)量，工藝和模具的技術(shù)問題，了解新技術(shù)，新模具和沖壓發(fā)展。2 深筒件的分析2.1 深筒件的設(shè)計(jì)要求如圖 2.1 所示深筒件，材料 08 鋼厚度 1.5mm，中等批量生產(chǎn)。圖 2.1 深筒件 2.2 深筒件的尺寸分析該零件外殼的主要配合尺寸為16.5 mm、22.3mm、16.mm，差沖壓件尺寸公差表確定其精度等級為 IT11IT12 級，屬于正常沖壓尺寸精度范圍。為保證裝配后零件的使用要求，必須保證三個小孔3.2 mm 與16.5 mm 內(nèi)孔之間有較高的同軸度要求。三個小孔 3.2 mm 分布的圓心位置 420.1mm 為 IT10 級精度。 2.3 深筒件材料的選用由于工人

22、在拉伸和沖壓變形理論不一致，使用的材料是不同的，不同的材料具有不同的特性，在不同的過程中的作用的材料的性能是不一樣的。即使用于形成一般的金屬材料也適用于分離的步驟，和非金屬材料一般僅適用于分離步驟。沖壓過程中的材料，從以下要求：首先，以滿足要求的沖壓，良好的沖壓性能，強(qiáng)度，剛度，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，耐腐蝕性。應(yīng)具有良好的沖壓性能，成形工序中，以提高質(zhì)量的沖壓，沖孔的硬質(zhì)材料具有良好的可拉伸性，在分離步驟中，要求到?jīng)_頭的材料具有一定的塑性。也應(yīng)該有良好的塑性和表面質(zhì)量。由于模具沖壓某種材料的厚度有一定的差距很大影響質(zhì)量的差距，材料的厚度公差過大，會直接影響到?jīng)_壓件的質(zhì)量，甚至浪費(fèi)。在彎曲的校正，的塑

23、造這一步驟，如果材料厚度公差過大，它會導(dǎo)致?lián)p壞模具或按。所以，選擇材料的殼體部分厚度噸=1.5毫米，1.5毫米的厚度和沖壓件的強(qiáng)度和剛度都有助于增加的產(chǎn)品，以確保有足夠的強(qiáng)度和剛度。選擇標(biāo)準(zhǔn)：GB / T708-1988，碳結(jié)鋼，08級的鋼，具有良好的沖壓性能。2.4 深筒件圓孔加工計(jì)算可以被模制底部的一部分的特定的結(jié)構(gòu)，在三個方面：首先，第1拉深成階梯狀的筒狀構(gòu)件，然后切割以機(jī)械方式，如車削的底部去掉;其次，先拉深成的臺階筒狀構(gòu)件，然后使用沖孔的方法，以消除底部;第三，先拉伸成階梯形的圓筒件，然后翻邊。如圖2.2所示。圖 2.2 外殼底部成型方案形成在底部以上三種方法，第一種方法中使用的底部

24、，無疑轉(zhuǎn)動部分的橫截面的高品質(zhì)，但生產(chǎn)效率低，不適用，并且更廢物中的一部分在底部的情況下不應(yīng)該被用于要求不高的第二種方法是使用沖孔的方式，需要在底部的圓角半徑的各部分之前，沖孔沖壓成緊密的間隙角（即，R0），所以在一個塑料的切割過程之前，首先增加，清角難以保證技術(shù)質(zhì)量要求;第三種方法使用翻邊，生產(chǎn)效率高，節(jié)省材料，翻邊孔口雖然沒有上述兩個好，但部分可以看作是21 IT14級的公差的高度，搜索方式以滿足部分的技術(shù)要求。所以使用第三種方法確定的底部，即拉伸 - 預(yù)沖孔 - 翻邊。 2.5 深筒件加工工藝的分析根據(jù)技術(shù)要求，分析其沖壓過程：從零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，和沖壓變形特性的觀點(diǎn)，部分屬于帶寬凸緣旋轉(zhuǎn)

25、器的筒狀構(gòu)件，和直徑的( d凸 /d )、相對高度(h/d )都比較合適，拉深工藝性較好。由于零件的圓角半徑 R1.5mm 較小，尺寸16.5 mm、22 .3 mm、16 mm 精度偏高，所以需要采取最后高精度深拉伸，和凸，凹膜間隙較小的模具，然后安排成型工藝，以滿足部分要求。三個小孔 3.2mm 分布的中心距要求較高，于是在沖3.2mm三個小孔時，需要使用導(dǎo)向部分和工作部分精度等級為 IT7 級以上的高級精度沖壓模，并且一次性將三個小孔全部沖孔出，同時利用22.3 mm 的內(nèi)孔來進(jìn)行定位，來保證裝配基準(zhǔn)與制造基準(zhǔn)一樣。3 工藝方案的選擇3.1 毛坯直徑計(jì)算 翻邊變形程度的計(jì)算零件底部16.

26、5mm的翻邊，有兩種方式：第一，預(yù)打孔直接對應(yīng)的預(yù)沖孔的平板至所需的高度;二，搜索不達(dá)到理想的高度，所以你需要有一定的繪圖高度，然后沖孔翻邊。所以，在前毛坯直徑確定之前的半成品的計(jì)算翻邊尺寸，也就是，確定底部的一部分16.5 mm的高度尺寸能否一次翻邊成形。16.5mm的高度尺寸：h=21-16=5mm 翻邊高度計(jì)算公式： H= D ( 1- K)/2+0.43r+ 0.72t ； (3.1)根據(jù)上面計(jì)算公式求出： K=1-2(h -0.43r -0.72t)/D=1-2 ( 5 -0.431-0.72 1.5)/18 =0.61 (3.2)即翻邊高度 h =5 mm時，翻邊系數(shù)K =0.61

27、。所以翻邊時預(yù)沖底孔為 d =D K =180.61= 11 (3.3) 由d/t =11/1.5=7.3 ,查表31得，當(dāng)采用圓柱形的凸模，用沖孔模進(jìn)行沖孔時，所允許的極限翻邊系數(shù) K=0.50 K =0.61，所以零件底部16.5 mm的高度尺寸可以一次翻出。表 31 低碳鋼的極限翻邊系數(shù) K min凸模形狀預(yù)制孔形狀 預(yù)制孔相對直徑 d / t 100 10 50 35 20 15 10 8 5 3 1 球形凸模鉆孔 0.70 0.60 0.52 0.45 0.40 0.36 0.33 0.30 0.25 0.20 沖孔 0.75 0.65 0.57 0.52 0.48 0.45 0.4

28、4 0.42 0.42 平底凸模鉆孔 0.80 0.70 0.60 0.50 0.45 0.42 0.40 0.35 0.30 0.25 沖孔 0.85 0.75 0.65 0.60 0.55 0.52 0.50 0.48 0.47 深筒件翻邊前半成品的尺寸計(jì)算由(d凸/d) =50/22.3 =2.25 ,查表 32得，求得帶凸緣圓筒形零件的修邊余量為=1. 8 ，所以深筒件凸緣的實(shí)際直徑d凸 =d 凸+ 2=50+3.6 54 mm。表 32 帶凸緣圓筒件的修邊余量d凸緣直徑d 凸 / mm凸緣的相對直徑 d凸 / d 2.5251.81.61.41.225502.52.01.81.650

29、1003.53.02.52.21001504.33.63.02.51502005.04.23.52.72002505.54.63.82.8 2506543如圖 3.1 所示為翻邊前半成品尺寸和按中線確定的計(jì)算尺寸。圖 3.1 翻邊前半成品尺寸及按中線確定的計(jì)算尺寸 深筒件毛坯直徑的計(jì)算根據(jù)公式 D=65mm (3.4)3.2 拉伸次數(shù)計(jì)算 (d凸/d) =54/22.3=2.42，該零件是寬凸緣圓筒件。(t/D) 100=(1.5/65) 100 =2 . 3 ，查表 33 得h1/d1 =0.28，零件的h /d =16 /22.3= 0.72 0.28，所以一次拉深是拉不出來的 。由d /

30、D =54/65 =0.83，(t/D) 100 =2.3可得m1=0.45，而d1=m1 D =0.45 65 =29 mm 。m2= d2/d1= 22.3/29 =0.77 查表 34 得極限拉深系數(shù)m2 =0.75 0.77，所以可以使用兩次拉伸。由于上述兩個過程用于深拉深系數(shù)的限制，所以在圖中的變形，應(yīng)該有良好的成型條件下，如大的圓角。但零件本身厚度t= 1.5毫米，直徑相對較小的部分，是難以達(dá)到的，除了實(shí)際部分的圓角半徑R = 1.5毫米，所以，需要添加第二次拉伸。當(dāng)然，也可以使用3次的拉伸方法。拉深增加的數(shù)量可以對應(yīng)于拉深變形的變形減少，可以使用更小的角半徑，整形步驟，增加相比沖

31、壓件模具的數(shù)量沒有增加，可以保證質(zhì)量，而且還穩(wěn)定生產(chǎn)。 m1=0.50，m2=0.75，m3=0.78 d1= m1D1=0.50 65 =32.5 d2=m2d1=0.7532.5=24.375 d3=m3d2=0.7824.375=19.0125 d3=19.012523 . 8 零件總的拉深系數(shù)d/D=23.8/65=0.366，調(diào)整后的三次拉深工序的拉深系數(shù)為m1=0.56，m2=0.805，m3=0.81 m1m2m3=0.56 0.8050.81=0.366 表 33 帶凸緣筒形件第一次拉深時的最大相對拉深高度凸緣相對直徑 d t / d1 毛坯相對厚度 t / D (%) 0.0

32、60.2 0.20.5 0.51 11.5 1.5 1.1 0.450.52 0.500.62 0.570.70 0.600.80 0.750.90 1.11.3 0.400.47 0.450.53 0.500.60 0.560.72 0.650.80 1.31.5 0.350.42 0.400.48 0.450.53 0.500.63 0.580.70 1.51.8 0.290.35 0.340.39 0.370.44 0.420.53 0.480.58 1.82.0 0.250.30 0.290.34 0.320.38 0.360.46 0.420.51 2.02.2 0.220.26 0

33、.250.29 0.270.33 0.310.40 0.350.45 2.22.5 0.170.21 0.200.23 0.220.27 0.250.32 0.280.35 2.52.8 0.130.16 0.150.18 0.170.21 0.190.24 0.220.27 2.83.0 0.100.13 0.120.15 0.140.17 0.160.20 0.180.22 表 34 無凸緣圓筒件采用壓邊圈時的拉深系數(shù)拉深系數(shù) 毛坯相對厚度 t / D (%)21.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 0.150.08 m10.480.500.500.530.530

34、.550.550.580.580.600.600.63m20.730.750.750.760.760.780.780.790.790.800.800.82m30.760.780.780.790.790.800.800.810.810.820.820.84m40.780.800.800.810.810.820.820.830.830.850.850.86m50.800.820.820.840.840.850.850.860.860.870.870.883.3 工序的組合和順序的選定對于更復(fù)雜的零件，沖壓工藝漫長的過程，這就需要使用大，往往不容易直觀地確定一個具體的沖壓工藝方案，那么通常采取如下方

35、法：首先確定工作所需的基本步驟，然后的基本步驟秩序按照與適當(dāng)?shù)臎_壓集中和權(quán)力下放，目的是確定每一個步驟的具體內(nèi)容，不同的可能組合的工藝方案，結(jié)合各種因素，分析和比較，以確定最適合的生產(chǎn)規(guī)模排名適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)方案的站點(diǎn)的具體情況。 深筒件基本工序根據(jù)上面拉深次數(shù)分析和零件的具體結(jié)構(gòu)，外殼沖壓所需的基本工序有：落料、第一次拉深、第二次拉深、預(yù)沖翻邊底孔11、翻邊、沖三個小孔3. 2、切邊。 沖壓方案選擇在每道工序的沖壓變形分析可以看出，從本質(zhì)上講，各種金屬成形過程坯料變形區(qū)的變形過程中的力量，所以坯料變形區(qū)的特點(diǎn)是手中的情況，并決定變形種的沖壓變形性能的主要依據(jù)。根據(jù)所要求的基本零件的加工過程中，使

36、用場景：第一復(fù)合沖壓和拉伸，過程的其余部分按照一個單一的步驟進(jìn)行了。圖3.2顯示了的沖壓程序流程圖，圖3.3顯示的各種生產(chǎn)工藝與模具結(jié)構(gòu)圖。圖 3.2 沖壓流程圖圖 3.3 各工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖方案二：落料與第一次拉深進(jìn)行復(fù)合設(shè)計(jì)，預(yù)沖翻邊底孔與沖三個小孔 復(fù)合，翻邊與切邊復(fù)合，其余按照單工序進(jìn)行。圖3.4 方案二流程圖方案二部分工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖方案三：落料與第一次拉深和預(yù)沖翻邊底孔 復(fù)合，其余按照單工序進(jìn)行。所示為方案三的沖壓流程圖。方案四的第一道工序用復(fù)合模的模具結(jié)構(gòu)工作 原理圖。方案三：落料與第一次拉深與預(yù)沖翻邊底孔復(fù)合，其余按照單工序進(jìn)行。方案三的沖壓流程圖。所示為方案四

37、的第一道工序用復(fù)合模的模具結(jié)構(gòu)工作原理圖。圖3.5 方案三的部分工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖方案三的第一道工序用復(fù)合模的模具結(jié)構(gòu)工作原理圖方案四：落料與第一次拉深進(jìn)行復(fù)合設(shè)計(jì)，預(yù)沖翻邊底孔 f1 1 與翻邊復(fù)合，沖三個小孔 f 3. 2 與切邊進(jìn)行復(fù)合，其余按照單工序進(jìn)行。如圖 所示為方案二的沖壓流程圖，圖所示為方 案二的部分工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖，其余單工序模具結(jié)構(gòu)工作原理同方案一。圖3.6 方案四的沖壓流程圖方案四的部分工序用模具結(jié)構(gòu)工作原理圖方案五：采用帶料連續(xù)拉深級進(jìn)?；蛟诙喙の蛔詣訅毫C(jī)上進(jìn)行沖壓。3.3.3 方案比較方案四中采用預(yù)沖翻邊底孔與翻邊進(jìn)行復(fù)合，模具的壁厚尺寸為(1 65-

38、 11)/2 = 2.75mm小于凸凹模所允許的最小壁厚值為3.8mm，所以凸凹模的強(qiáng)度是不夠的，導(dǎo)致模具容易損壞；而沖三個小孔的模的工序與切邊復(fù)合一起的工序所使用的模具他的凸凹模的壁厚的數(shù)值為 (5 0-42-3.2)/2=2.4 mm，因所以同樣存在凸凹模的強(qiáng)度缺少，導(dǎo)致模具易損壞的問題。方案二解決了模具因?yàn)楣ぷ鞑糠值谋诤裉?，?qiáng)度缺少，易損壞的問題，但是發(fā)現(xiàn)了新的問題。因?yàn)闆_小孔模和預(yù)沖翻邊底孔的復(fù)合模之中，兩個刃口是在不同一高度的，而且受力也不同，所以使用中模具磨損的快慢也會不同，所以給模具的使用和維修帶來困難，同時刃磨以后要保持兩個刃口之間 的相對高度也不容易做到。對于另外翻邊和切邊

39、進(jìn)行復(fù)合的工序也存在同樣的問題。方案三中第一次拉深沖孔復(fù)合模具中，將落料凹模拉伸凸模做成一體，同樣也會造成刃磨困難。另外存在的較大的困難的是底孔經(jīng)過后兩次拉深，孔的直徑一旦發(fā)生變化，會直接影響翻邊的高度和翻邊后孔口邊緣的質(zhì)量。方案五采用級進(jìn)模或者自動沖模的方式，生產(chǎn)效率比較高，操作也安全，適合于大批量生產(chǎn)的零件。 但是需要用專用的壓力機(jī)或自動送料裝置，模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，模具的使用、保養(yǎng)與維修技術(shù)都要求較高，同時模具的結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，制造周期長生產(chǎn)成本高。方案一不存在上述缺點(diǎn)，出落料拉深工序外，都使用了單工序簡單模具，生產(chǎn)效率低的特點(diǎn)。但是對于中小批量零件的生產(chǎn)中，在缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的時侯，出于對試

40、生產(chǎn)的考慮，單工序模具生產(chǎn)風(fēng)險較小。所以我決定采用方案一進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，同時在方案一中的第三次拉深和翻邊工序中，通過正確控制模具閉合的高度，在壓力機(jī)行程的終了的時侯，可以使模具對工件產(chǎn)生剛性錘擊來起到整形的作用，從而可以將整形的工序去掉。4 深筒件數(shù)據(jù)計(jì)算4.1 零件排樣方式選擇由于毛坯直徑為65mm，考慮到對操作的安全與方便，采用單排方式。如圖 4.1 所示為零件的排樣圖。其中搭邊值取 a = 2 mm,a1 = 1.5 mm 進(jìn)距L = D + a1 = 65 +1.5= 66 . 5 mm 條料寬度b=D+2a=65+22= 69 mm 圖 4.1 外殼排樣4.2 板料尺寸的選擇根據(jù)零件圖

41、和板料規(guī)格擬選用板料為 1. 5 900 1800 mm 板料的利用率計(jì)算條料數(shù)量n1=B/b=900/69=13條余3mm每條零件數(shù)n2=(A-a1)/L= ( 1800-1.5 ) / 66 . 5 =27 個余 3mm 每張板料可沖零件總數(shù) n= n1n2=1327=351個料利用率 (4.1)條料數(shù)量n 1=A / b =1800 / 69 =26 條余 6mm (4.2)每條零件數(shù) n 2= ( B -a 1 ) / L =( 900-1 . 5 ) / 66 . 5 =13 個余 34mm (4.3)每張板料可沖零件總數(shù) n = n 1 n 2= 2613 =338 個材料利用率

42、=66.5%所以板料采用縱裁的方式時，材料的利用率高。 4.3 材料消耗數(shù)據(jù)計(jì)算零件的凈重 m =st=33g=0.33kg (4.4)中內(nèi)第一項(xiàng)為毛坯尺寸，第二項(xiàng)為底孔廢料面積，第三項(xiàng)為三個小孔面積，()內(nèi)為切邊廢料面積，低碳鋼密度 7. 85 g/cm 3 。材料消耗定額 m0 =( ABt) / 351=( 90010180010 1.510 7.85 ) / 351 =0 . 054 kg (4.5)4.4 各次拉伸是工件尺寸計(jì)算 首次拉伸半成品尺寸根據(jù)計(jì)算，需要進(jìn)行拉深三次。第一次拉伸半成品直徑 d1 = m1D=0.5665=36.4 mm(中線尺寸)第一次拉伸凹模圓角半徑按表 4

43、1 應(yīng)該選取 5.5mm，由于增加了一道拉深工序，各道拉深變形程度有所減小，所以可以選用較小的圓角半徑。取凹模圓角半徑R凹=5 mm，凸模圓角半徑取 R凸=4 mm。第一次拉伸后半成品高度尺寸為 =13mm， (4.7)實(shí)際生產(chǎn)中取h1=13.8mm如圖所示為第一次拉伸后半成品的形狀與尺寸，為中線的計(jì)算尺寸。圖4.2 中線尺寸圖表 41 拉深凹模圓角半徑 R 凹 (mm)D - d t111.51.52233446102.53.544.55.5.6.5102044.55.56.57.5920304.55.56.5891130405.56.57.5910.51240506781011.514續(xù)表

44、4-1D - d t111.51.5223344650606.5891112.515.5607078.5101213.516.570807.5910.512.514.518809089.51113.515.5199010081011.51416201001108.510.51214.51720.511012091112.515.51821.51201309.511.5131618.522.51301409.511.513.516.51923.51401501012141720241501601012.514.517.520.525 二次拉深半成品尺寸第二次拉伸半成品直徑 d 2 = m 2d1

45、= 0.80536.4=29.3 mm(中線直徑)選取 R凹2= R凸2= 2 .5，中線尺寸為 2. 5 + ( t / 2 ) = 3 . 25 h1=13.9mm如圖 4.3(a)所示為第二次拉伸后半成品的形狀與尺寸，圖 4.3(b)為中線計(jì)算尺寸。 圖 4.3 二次拉深半成品尺寸 第三次拉深半成品尺寸第三次拉深半成品直徑(中線尺寸) d3=m3d2=0.8129.5=23.8 mm (4.8)考慮到第三次拉深對零件有整形的作用，所以選取凸凹模圓角的半徑等于零件的成品尺寸。取R凸3 =R凹3 =1.5，中線尺寸為1.5+( t / 2)=2.25；高度的尺寸等于零件成形尺寸，即取 h 3

46、 = 16。表4-2 材料拉伸次數(shù)對應(yīng)的厚度拉深次數(shù) 材料的相對厚度21.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 0.150.08 1 0.940.77 0.840.65 0.710.57 0.620.5 0.520.45 0.460.38 2 1.881.54 1.601.32 1.361.1 1.130.94 0.960.83 0.90.7 3 3.52.7 2.82.2 2.31.8 1.91.5 1.61.3 1.31.1 4 5.64.3 4.33.5 3.62.9 2.92.4 2.42.0 2.01.5 5 8.96.6 6.65.1 5.24.1 4.13

47、.3 3.32.7 2.72.0 4.5 工序的壓力計(jì)算和壓力機(jī)的選取 落料拉深工序圖4.4 落料拉深工序圖落料力F落=13pDtt =1.33.14294=117011N (4.9)落料的卸料 F卸=K卸F落=0.04117011=4680 N (4.10)拉深力F拉=3.1436.51.53920.75=50543 N (4.12)壓邊力F壓 =3772N (4.13)該工序所需要的最大總壓力，位于離下止點(diǎn) 13.8mm 稍后一點(diǎn)，其數(shù)值為 F總=F落+F卸+F壓=125463 N 130 kN (4.14)在具體選擇壓力機(jī)的噸位時，還必須核對壓力機(jī)的說明書里所給出的允許工作的負(fù)荷曲線，即

48、在整個沖壓過程中所需要的沖壓力都要在壓力機(jī)的許可的范圍內(nèi)。假設(shè)車間現(xiàn)有壓力機(jī)的規(guī)格為250kN、450kN、600kN、850kN，如果選用 250kN 的壓力機(jī)，則沖壓所需要的總壓力只有壓力機(jī)公稱壓力的52%。 4.5.2 第二次拉深工序圖4.5 第二次拉伸工序圖拉深力F拉= =3.1429.51.53920.52=28323 N 壓邊力 F壓 =69 N 由于采用了較大的拉深系數(shù)m2=0.85，坯料的相對厚度t/D=1.5/3.5=43% 足夠大，查表 42，可以不采用壓邊圈。這里壓邊圈實(shí)際上是作為定位與頂件之用?？倝毫?F拉+F壓 = 28323 + 71 = 28394 N 29 kN 選用 250kN 壓力機(jī)。表 43 采用或不采用壓邊圈的條件拉深方法第一次拉深以后各次拉深t / D (%) m1 t / d n -1 (%)