1、設(shè)計(jì)任務(wù)書及零件圖緒論第一章設(shè)計(jì)要求第二章零件工藝性分析第三章沖壓零件工藝方案的確定第四章工藝參數(shù)計(jì)算毛皮尺寸的計(jì)算排樣和裁板方式的確定沖壓零件工藝方案的確定第五章模具工作部分刃口尺寸的計(jì)算落料刃口尺寸計(jì)算脹形模尺寸的計(jì)算拉深工作刃口尺寸計(jì)算沖孔刃口尺寸計(jì)算第六章模具中彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算第七章模具的總體設(shè)計(jì)及裝配第八章模具的動(dòng)作過程和操作要求總結(jié)參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書及零件圖任務(wù)書專業(yè)材料成型及控制工程XXXX設(shè)計(jì)人：XXXXXX設(shè)計(jì)題目：儲(chǔ)油油柜端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：1.零件尺寸如產(chǎn)品圖所示.大批量生產(chǎn).設(shè)計(jì)要求：1.確立合理的工藝流程.保證材料的利用率及工件的精度如原產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理或

2、工藝性差可提由修改方案.保證模具的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性.設(shè)計(jì)時(shí)間：08年2月25日08年3月14日設(shè)計(jì)人：xxx指導(dǎo)xxx如下圖所示零件圖31M.y：IrrrT，它以其特模具在現(xiàn)代生產(chǎn)中，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備定的形狀通過一定的方式是原材料成形。例如,沖壓件和鍛件是通過沖壓或鍛造方式使金屬材料在模具發(fā)生塑性變形而獲得的；金屬壓鑄件、粉末冶金零件以及塑料、瓷、橡膠、玻璃等非金屬制品，絕大多數(shù)也是用模具成形的。由于模具成形具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和低成本等特點(diǎn)，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，特別是汽車、拖拉機(jī)、航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)

3、計(jì)，利用模具制造的零件，在飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占60%70%在電視機(jī)、錄音機(jī)計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80姒上。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測，到20XX,機(jī)械零件粗加工的75%口精加工的50%TB將由模具成形來完成。用電子圖板進(jìn)行二維繪圖設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD與計(jì)算機(jī)輔助制造CAM體化的基礎(chǔ).文中利用CAXA1子圖板在進(jìn)行二維繪圖設(shè)計(jì)時(shí)的實(shí)際問題，闡述了計(jì)算機(jī)繪圖的一些實(shí)際應(yīng)用與技巧。用CAXAt子圖板所獨(dú)有的“繪制角度線、法線/切線”和繪制公式曲線”等功能，圖解法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)，在具有較高精度的同時(shí)，既繼承了傳統(tǒng)手工圖解法簡單直觀的特點(diǎn)，又克服了解

4、析法計(jì)算工作量大的不足,而且比起用其他的CADt件來做這項(xiàng)工作,更為簡單快捷。電子圖板CAX儆件在沖壓工藝設(shè)計(jì)中的三種應(yīng)用：1通過求回轉(zhuǎn)截面面積和重心的回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸；2用等距線作彎曲中性層線及查詢功能求彎曲件展開長度；3按微積分原理用極細(xì)小的面窄條模擬沖裁刃口的線，再查出面的重心即為零件的沖裁壓力中心.該方法十分方便、快捷、準(zhǔn)確。目前，國模具企業(yè)中已有相當(dāng)多的廠家普及了計(jì)算機(jī)繪圖，并陸續(xù)引進(jìn)了高檔CAD/CAE/CAM,UGPro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等著名軟件在中國模具工業(yè)應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。一些廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYN

5、AFORlOptris和MAGMAS時(shí)CA浜件，并成功應(yīng)用于塑料模、沖壓模和壓鑄模的設(shè)計(jì)中。近年來，我國自主開發(fā)CAD/CAE/CA燎統(tǒng)有很大發(fā)展。例如，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CA軟件，交通大學(xué)模具CADS家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CADt件,機(jī)電研究所開發(fā)的鍛模CAD/CAE/CA軟件，北航華正軟件工程研究所開發(fā)CAX徽件，汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的商品化覆蓋件沖壓成型分析KMASC件等在國模具行業(yè)擁有不少的用戶?，F(xiàn)在，大家都認(rèn)識(shí)到，研究和發(fā)展模具技術(shù)，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意

6、義。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各個(gè)國家的高度重視和贊賞。模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，不能采用通常的引進(jìn)產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進(jìn)已經(jīng)商品化了的CAD/CAM/CAEM件和精密加工設(shè)備等。模具的CAD/CAE/CA涉及面廣、集多種學(xué)科與工程技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品。如塑料模具的CAEK術(shù)要利用高分子材料學(xué)、流變學(xué)、傳熱學(xué)、計(jì)算力學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等知識(shí)，涉及的領(lǐng)域還包括聲波及電磁場、溫度場等各類物理場，

7、通過工程分析、來建立塑料成型的數(shù)學(xué)和物理模型，構(gòu)造有效的數(shù)值計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)成型過程的動(dòng)態(tài)仿真分析?，F(xiàn)代化的模具要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程。這些模具的數(shù)字化代表了現(xiàn)代模具的一個(gè)方面，沒有模具的數(shù)字化，就沒有現(xiàn)代模具。模具的CAD/CAE/CAM術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對人員的培訓(xùn)和對于引進(jìn)的軟件進(jìn)行二次開發(fā)。像我們熟知的CIMATRON司不但在塑料模具的CAD/CAM件上在中國保持其市場占有率并且在擴(kuò)大,而且在沖壓模具、多成份橡膠制鞋模具等領(lǐng)域開拓，也將大顯身手；開發(fā)FUTABALKMMISUMI標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫的工作也已提上日程。這是為模具行業(yè)服務(wù)的具體體現(xiàn)。沖

8、壓成形用戶市場的迅猛發(fā)展為沖壓行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇，雖然在沖壓業(yè)發(fā)展的道路上還存在著各種各樣的阻力與障礙，但我們始終相信，這些都阻擋不了沖壓行業(yè)前進(jìn)的步伐。第一章設(shè)計(jì)要求本課程設(shè)計(jì)性質(zhì)是在完成了沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝、模具材料與熱處理及機(jī)械制造工藝學(xué)后進(jìn)行的針對沖壓模具設(shè)計(jì)的一門實(shí)踐性課程，其任務(wù)是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行與實(shí)踐工作相關(guān)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,該課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的目的是：.鞏固與擴(kuò)充沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝學(xué)等課程所學(xué)的知識(shí)與技能。.學(xué)習(xí)專業(yè)設(shè)計(jì)手冊的使用，強(qiáng)化工程計(jì)算、繪圖及文獻(xiàn)檢索的能力，未畢業(yè)設(shè)計(jì)及將來的工作打下良好基礎(chǔ)。.培養(yǎng)和提高分析、解決工廠實(shí)際問題的能力。.

9、學(xué)習(xí)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的具體方法和步驟，培養(yǎng)和提高模具設(shè)計(jì)的綜合能力，為今后從事模具設(shè)計(jì)與制造工作打下必要的基礎(chǔ)。完成典型沖壓零件的沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)整個(gè)過程。在設(shè)計(jì)過程中能夠較好地應(yīng)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的基本理論，學(xué)會(huì)應(yīng)用沖壓模具設(shè)計(jì)工具書和參考資料，掌握沖壓成形零件工藝性分析、基本工藝計(jì)算，模具零部件設(shè)計(jì)、計(jì)算；沖壓設(shè)備的選擇，裝配圖、零件圖的設(shè)計(jì)與繪制，工藝卡的編制。第二章零件的工藝性分析該零件為端蓋，其外形最大尺寸為180mm屬于中型零件。零件材料為普通的碳素鋼，沖壓加工性良好。從零件圖分析，該沖壓件采用2.0mm的鋼板沖壓而成，可保證足夠的剛度和強(qiáng)度。零件所標(biāo)注的尺寸中，兩個(gè)孔中

10、11中心位置精度1200.5為IT12IT13級(jí)精度，其余的尺寸都是IT14級(jí)精度，零件要求較高。分析零件結(jié)構(gòu)工藝性。此零件是一個(gè)中間帶凸起的筒形件，從形狀特征判斷，其主要加工工序有落料、拉深、脹形、沖孔等。零件落料片為圓形，沖裁工藝性很好。作為拉深成形尺寸，拉深工藝性較好。第三章沖壓零件工藝方案的確定從零件結(jié)構(gòu)分析，零件的成形工序?yàn)槁淞?、脹形、拉深。下面通過計(jì)算確定脹形和拉深工序的次數(shù)。脹形次數(shù)的計(jì)算：通過公式p(0.700.75)由零件尺寸和查表計(jì)算得p0.330.2240.24則式子不滿足，則說明一次脹形力太大，材料容易開裂。查閱資料采用二次脹形，避免了脹形中材料開裂的問題。拉深次數(shù)的計(jì)

11、算：因?yàn)槊鞒叽鏒214mm由毛坯的相對厚度：t/D1001100/2140.46由表查各次拉深系數(shù)：m0.56,m20.78,m30.80。則零件的總拉深系數(shù)田總d/D180/2140.84大于m10.56故該零件拉深只需一次即可完成。為保證工件平整且無裂紋，不宜采用單一生產(chǎn)工序，而用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，經(jīng)多方論證，采用落料首次脹形復(fù)合、拉深二次脹形復(fù)合和沖孔三道工序，具體分工如下；第一副模具為落料、第一次脹形復(fù)合模加工后工件圖見本組xx裝配圖第二副模具為拉深、第二次脹形復(fù)合模工件圖見x裝配圖.第三副模具為沖孔模工件圖見xx裝配圖.第四章主要工藝參數(shù)計(jì)算毛胚尺寸的計(jì)算根據(jù)等面積原則，用解析法求

12、該零件的毛胚直徑。將零件簡化為筒形件可以簡化為三個(gè)簡單的幾何體，圓柱、1/4球環(huán)和圓。根據(jù)公式計(jì)算2Ar1809608.4mm218062A23766.66mm22A33174432629.87mm2AAAADJ4A214.16mm查表拉深不需要修邊余量。則毛胚直徑D=214mm排樣和裁板方式的確定考慮操作方便和模具結(jié)構(gòu)簡單，采用單排排樣設(shè)計(jì)。查表搭邊值a1.5mm,aa1.5mm條料寬度：b=214mm+2X1.5mm=217mm條料送進(jìn)步距：h=214mm+1.5mm=215.5mm材料規(guī)格選用1mmX1100mmX2900mm裁板方式：.采用橫裁法裁樣條數(shù)：n12900/21713余79

13、mm每條零件個(gè)數(shù)：降11001.5/215.55個(gè)余22.5mm每板可裁毛坯個(gè)數(shù)：13565個(gè).采用縱裁法裁樣條數(shù)：n11100/2175余15mm每條零件個(gè)數(shù)：%29001.5/215.513個(gè)余98.5mm每板可裁毛坯個(gè)數(shù)：13565個(gè)由于兩種排樣方式出件個(gè)數(shù)一樣，所以材料利用率也一樣考慮操作方便生產(chǎn)效率高采用縱裁。材料利用率=毛坯面積/板料面積=毛坯個(gè)數(shù)X毛坯面積/板料面積=73%毛坯排樣圖如下：4.3計(jì)算各工序壓力及沖壓設(shè)備的選擇工序一：落料首次脹形模見圖3-2。落料力計(jì)算：按公式F落1.3Lt式中L一零件剪切周長mrm;一材料厚度tmrm一材料的抗剪切強(qiáng)度Mpa)計(jì)算LD3.1421

14、4mm671.96mm2t1mm查表可得材料260Mpa_2._F落1.3671.96mm1mm260Mpa244.5kN卸料力計(jì)算：按公式查表K卸0.05F卸K卸F落貝UF卸0.05112.5kN18kN首次脹形力計(jì)算按公式F脹KLtb式中一加堡筋周長mrm;L-系數(shù)，查表值為0.9;一材料厚度tmrm,1mm；b一材料的抗拉強(qiáng)度Mpdb330Mpa則F脹0.9428.431330104kN因此。F總F落F卸F脹366.5KN由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可以按F壓(1.61.8)F總選擇壓力機(jī)。參照沖壓手冊選用JS23-63壓力機(jī)。具與模具設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)：公稱壓力：630kN滑塊行程：1

15、20mm最大閉合高度:360mm封閉高度調(diào)節(jié)量：90mm工作臺(tái)孔徑：710mmX480mm模柄孔尺寸：50mmX70mm工序二：拉深二次脹形模拉深力計(jì)算按式F拉Kdtb式中K一修正因數(shù)，查表值為1.25;一拉伸砌的直徑，180mm;一材軾厚度,1mm;一材料抗拉強(qiáng)度，查表材料b330Mpa則%1.253.14180mm1mm330Mpa165.5kN二次脹形力計(jì)算按公式F脹KLtb式中已知K=0.9,材料抗拉強(qiáng)度b330Mpa則F脹0.9239.31.5330205.87kN因此。F總F落F卸F脹471.37KN由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可以按F壓(1.61.8)F總選擇壓力機(jī)。參照沖

16、壓手冊選用JS23-100壓力機(jī)。具與模具設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)：公稱壓力：1000kN滑塊行程：130mm最大閉合高度：480mm封閉高度調(diào)節(jié)量：100mm工作臺(tái)孔徑：710mmX1080mm模柄孔尺寸：60mmX75mm工序三：沖孔模沖孔力計(jì)算按式F沖1.3Lt式中七沖裁件孔周長，一材料的厚度，1mm；一材料的抗剪切強(qiáng)度，260Mpa；則Fi1.33.14111.526030.34kN推件力：按式F推nK推F沖查表得K推0,.儂3貝UF推30.06330.340.6KN按照F壓（1.61.8）F,選擇壓力機(jī)。參考沖壓手冊選用JS23-16壓力機(jī)。其與具設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù):公稱壓力：160KN滑塊行程：55

17、mm最大閉合高度:220mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm工作臺(tái)孔徑:300mmX450mm模柄孔尺寸：30mmX55mm第五章模具工作部分零件刃口尺寸及公差的計(jì)算落料刃口尺寸計(jì)算查表刃口雙面間隙Zmin0.10mm,Zmax0.13mm。未注公差零件尺寸按IT14級(jí)精度計(jì)算,查表可得106的極限偏差A(yù)=0.87,磨損因數(shù)由表查x=0.5,查表凸、凹模制造公差凹0.035mm,凸0.025mm。校核Z凸0.06,ZmaxZmin0.03滿足.ZZ.Z凸JmaxJmin所以凸凹模采用配作加工方法。則凹模的刃口尺寸D凹Dx0回213.5600.035mm凸模尺寸按照凹模尺寸配做，保證其雙面間隙0.10m

18、m-0.13mm.拉深刃口尺寸計(jì)算凸凹模按IT9級(jí)制造查表得：凹凸0.1mm凹模圓角半徑rd0.8Ddt6.6mm凸模圓角半徑ri3mm間隙查表可得Z/2=1.1t=2.2mm凸凹模尺寸,C,0-0dpdmin0.4p176.40.1mmd0.1dddmin0.420184.8。mm拉深凹模、拉深凸模尺寸和形狀查詢零件圖。脹形模尺寸該脹形是局部脹形，分兩道工序進(jìn)行。此模具完成的是第二道脹形工序。變形力按下式計(jì)算:FKLtb式中K=0.7L=69.2mmt=2mmb300Mp計(jì)算得F=205.87kN依據(jù)手冊查詢并計(jì)算，可得出脹形凸凹模尺寸，具體尺寸見零件圖。5.4沖口刃口尺寸計(jì)算查表得刃口雙面

19、間隙為Zmin0.10mm,Zmax0.13mm未注公差的零件尺寸按IT14及精度計(jì)算，查表中11極限偏差為A=0.62mm磨損因數(shù)查x=0.5。沖孔凸凹模制造公差查表凹0.030mm,凸0.020mm校核Z凸?jié)M足Z所以凸凹模配做加工。則凸模的刃口尺寸d凸d凹模尺寸按照凸模尺寸配做第六章為了得到平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，是料在拉深過程中始終處于一個(gè)穩(wěn)定壓力下，改善了毛胚的穩(wěn)定性，避免材料在應(yīng)力作用下起皺的可能。下面計(jì)算本模具中卸料板處橡膠的選用。計(jì)算橡膠的自有高度0.05,Zmax“Z凸JmaxZmin0.03Zmin00 x凸10.870.020mm，保證其雙面間隙0.10mm0

20、.13mmH自由3.54印作式中H自由橡膠的自有高度;工8標(biāo)程與模具修磨量之和。Sn乍=20+2+5mm=28mm貝UH自由3.5427mm94.5108mm取105mm計(jì)算橡膠的裝配高度H=0.85-0.9X105mm=89.25-94.5mm取H=90mm橡膠的斷面面積，在模具裝配時(shí)按模具看哦個(gè)教案大小確定。第七章模具的總體設(shè)計(jì)及裝配該工件的模具結(jié)構(gòu)見裝配圖紙。主要由上、下模座、拉深凹模、拉深脹形凸模、脹形凹模、卸料板、推件塊、模柄等零件組成。根據(jù)主要工作部分尺寸、結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸，參照有關(guān)資料，可選取I級(jí)精度的中間導(dǎo)柱圓形模架。即：上模座：315mmX50mmGB2855.11-81HT200下模座：315mmX60mmGB2855.12-81HT200導(dǎo)柱：B50h5X270X6520鋼導(dǎo)套：B50h5X140X5020鋼導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.81.2mm,硬度為5862HRC模具材料均采用CU2,熱處理淬火硬度為60-64HRC卸料板、固定板、推件塊材料均為45鋼。其他標(biāo)準(zhǔn)件見裝配圖明細(xì)表。推件塊除了固定脹形凹模外，另外當(dāng)完成工作后還起到了推料的作用。第八章模具的動(dòng)作說明及操作要求.接到有第一道工序完成的工件，把工件放在凸模上，由脹形處定位。.開啟壓力機(jī)，拉深凹模接觸工件，卸料板和凹模使工件固定，完成拉深工序。.當(dāng)推料塊接觸到