畢業(yè)設(shè)計小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計機械工程系學(xué)生姓名：學(xué)號：機械工程系機械設(shè)計制造及其自動化系部：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)：指導(dǎo)教師：二零一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名：年月日

畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計系部：機械工程系專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)號：學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）：1．課題意義及目標(biāo)通過畢業(yè)設(shè)計，鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)與專業(yè)知識分析、解決工程實際問題的能力，初步掌握沖壓模具設(shè)計的方法、流程，熟練掌握使用各種工具書籍，使學(xué)生初步達(dá)到工程師所具備的基本素質(zhì)。2．主要內(nèi)容(1)對給定工件進(jìn)行工藝分析，確定出科學(xué)合理的工藝方案； (2)進(jìn)行沖壓工藝計算； (3)參考模具圖冊，查閱相關(guān)資料，設(shè)計出合理可行的模具結(jié)構(gòu)； (4)模具主要工作零部件的設(shè)計計算： (5)編寫設(shè)計說明書3．主要參考資料[1]馬正元，等.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社，1998.5[2]馬朝興.沖壓設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社，2007.2[3]肖祥芷，王孝培.沖壓設(shè)計大典[M].電子工業(yè)出版社，2007.3[4]吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].高等教育出版社，2006.64．進(jìn)度安排設(shè)計各階段名稱起止日期1查閱文獻(xiàn)，完成開題報告2014.12.01~2014.12.312完成工藝計算、確定工藝方案2015.01.01~2015.03.203確定模具結(jié)構(gòu)方案，中期檢查2015.03.21~2015.04.304模具總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計2015.05.01~2015.05.155完善設(shè)計內(nèi)容、完成設(shè)計說明書及答辯工作2015.05.16~2015.06.10審核人：年月日③.螺孔及銷釘?shù)臄?shù)目。初定螺孔數(shù)目為4個，銷釘數(shù)目為2個。產(chǎn)品零件的落料凹模結(jié)構(gòu)簡單，因此采用整體式結(jié)構(gòu)。其凹模結(jié)構(gòu)圖如下圖4.2所示：圖4.2落料凹模4.2拉深模的設(shè)計(1)拉深模的凹模圓角半徑:（式4.4）t為材料厚度1mm，取=12mm。(2)拉深模的凸模圓角半徑:一般與取相等，拉深成形時，應(yīng)等于零件的內(nèi)圓半徑，取=12mm。（3）拉深間隙:有壓邊圈拉深時單邊間隙值查表4.28（《冷沖壓模具設(shè)計與制造》主編王秀鳳萬良輝北京航空航天大學(xué)出版社P152）（式4.5）t為材料厚度1mm，取=1.1mm4.2.1凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計的三原則①精確定位固定板上安裝了凸模時，凸模在工作過程中其軸線（或母線）不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻（是材料變形），降低模具壽命，嚴(yán)重時將造成啃模。②防止拔出回程時，對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)做到防止凸模從固定板中拔出來。③防止轉(zhuǎn)動工作段截面為圓形的凸模：不存在防止轉(zhuǎn)動的問題。工作截面為較簡單的凸模：長圓形、半圓形、矩形等，為了防止造成啃模，將凸模固定板簡化為圓形來防止轉(zhuǎn)動在設(shè)計各種凸模結(jié)構(gòu)的時，需注意全部都要滿足這三條原則。（2）拉深凸模結(jié)構(gòu)通氣孔直徑一般可適當(dāng)（在φ3～8mm之間）選取，取φ8mm。凸模結(jié)構(gòu)如下圖4.3圖4.3拉深凸模4.3凹凸模的設(shè)計凹凸模結(jié)構(gòu)如圖4.4所示圖4.4凹凸模（落料凸模與拉深凹模）4.4壓邊圈的設(shè)計經(jīng)計算已知產(chǎn)品零件只需要一次拉伸就能成形，為防止出現(xiàn)起皺情形，確定使用壓邊圈進(jìn)行防止起皺。產(chǎn)品材料的相對厚度t/D=0.0036,工件的拉伸系數(shù)為確定為m=0.54，選取普通平端面凹模拉深,(0.09～0.17)(1-)=0.0165～0.0246，t/D<0.0165～0.0246,所以需要使用壓邊圈。分析可知，拉深時所需的，在拉深開始階段要求是比較大的，然而隨著拉深深度h的加大，壓邊力將會隨之減小，這樣才會有利于拉深的進(jìn)行。因而選擇氣墊裝置和平面形壓料圈。大噸位的壓力機的壓力是可以根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)的，工作平穩(wěn)，壓縮空氣的壓力p一般為。=120.05kN，所以氣缸面積==0.25387，d==439.5mm。d值太大，需要增大氣壓到0.9MPa。最后取d=360mm。4.5模架的確定模架選擇滑動導(dǎo)向，中間導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對稱中心線上，并且兩個導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。提高了生產(chǎn)效率的同時，也降低了模具的成本。查表15.4（《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》主編郝濱?；瘜W(xué)工業(yè)出版社P420）其模架的相關(guān)參數(shù)為（單位為mm）：凹模周界=400；閉合高度305～350；上模座400×60；GB／T2855.11下模座400×75；GB／T2855.12導(dǎo)柱45×320，50×290；GB／T2861.1導(dǎo)套45×150×58，50×150×58；GB／T2861.6導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為,導(dǎo)套與上模座之間的配合為，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)。模具閉合高度Hm=下模板厚度+上模板厚度+墊板厚度+凸凹模長度+凹模高度+凸模固定板-凸凹模進(jìn)人凹模的深度（式4.6）即=75+65+25+166+33+100-150mm=314mm查所選設(shè)備的參數(shù)，故滿足設(shè)計要求。下圖4.5為中間導(dǎo)柱模架結(jié)構(gòu)圖圖4.5中間導(dǎo)柱模架結(jié)構(gòu)圖4.6彈頂器的彈性元件的選取1）確定彈簧的數(shù)目為12）頂件載荷3）最大壓縮行程=1+46.8+7+0.8=55.6mm（式4.7）4）計算所需的彈簧的工作極限負(fù)荷與工作極限負(fù)荷下的變形量，取K=0.4。（式4.8）（式4.9）根據(jù)數(shù)據(jù)查彈簧標(biāo)準(zhǔn)表得：彈簧材料直徑為10mm，彈簧中徑為60mm，節(jié)距為t=26.5,工作極限負(fù)荷,變形量，有效圈數(shù)為7.5。4.7定位裝置定位的基本形式有如下三種類型：（1）導(dǎo)向定位（2）接觸定位（3）形狀定位在此設(shè)計模具中選用接觸定位。4.8條料的橫向定位裝置：條料的橫向定位也稱為導(dǎo)料，主要作用：保證條料的橫向搭邊值。將條料用導(dǎo)料板來進(jìn)行橫向定位，下面是其設(shè)計過程：分體式導(dǎo)料板：導(dǎo)料板一般由兩塊組成，裝配模具時保證兩導(dǎo)向面互相平行。整體式導(dǎo)料板：導(dǎo)料板與固定卸料板制成一體。特點：結(jié)構(gòu)較簡單，固定卸料板的加工量比較大，且不便于安裝調(diào)整。在固定卸料式?jīng)_模和級進(jìn)模中，條料的橫向定位使用導(dǎo)料板，而不用導(dǎo)料銷。導(dǎo)料板比導(dǎo)料銷耐用，安裝調(diào)整方便。（1）導(dǎo)料板的長度對于無承料板的模具，導(dǎo)料板的長度就等于凹模板的長度。即：。（2）導(dǎo)料板的寬度其寬度b應(yīng)按下式計算：b=0.5（B-B0-B1）（式4.10）式中：b——導(dǎo)料板的寬度（mm）；B——凹模板的寬度（mm）；B=400mm；B0——條料板的寬度（mm）；B0=277.6mm；B1——雙面導(dǎo)料間隙（mm）；B1=0.2mm。把B=260mm；B0=169.6mm；B1=0.2mm。代入b=0.5（B-B0-B1）中可得：b=0.5（B-B0-B1）=0.5（400-277.6-0.2）=0.5122.2=61.1mm（3）導(dǎo)料板的厚度查表2-22導(dǎo)料板厚度可得：由于此零件的厚度為1mm，故取導(dǎo)料板的厚度為6mm。其導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)圖如下圖4.6所示：圖4.6導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)圖4.9卸料裝置卸料裝置作用：模具在一次沖裁過程結(jié)束之后，將條料（或工件）與落料凸模（或沖孔凸模）脫離，以便進(jìn)行下一次沖裁。本次設(shè)計只介紹固定卸料裝置。4.9.1固定卸料裝置的形式（1）整體式卸料板：結(jié)構(gòu)簡單，但裝配調(diào)整不便。（2）分體式卸料板：導(dǎo)料板裝配方便，應(yīng)用較多。（3）懸臂式卸料板：用于窄長件的沖孔或切口后的卸料。（4）拱橋式卸料板：用于空心件（或彎曲件）沖底孔后的卸料。4.9.2固定卸料板的固定方式（1）卸料板和凹模用同一螺釘和銷釘緊固到下模座上，螺釘數(shù)量為4個。優(yōu)點：其結(jié)構(gòu)簡單，可以保護(hù)刃磨凹模。缺點：在維修或重新裝配模具時，無法保證沖裁間隙，從而降低了模具的精度。（2）卸料板只連接到凹模上，凹模再單獨連接到下模座上，螺釘一般要增加4～6個，銷釘要增加2個。優(yōu)點：在維修或重新裝配模具時，可以保證沖裁間隙，從而保證了模具的精度。缺點：其結(jié)構(gòu)復(fù)雜些。注意：在下模座與卸料板定位銷對應(yīng)處，應(yīng)鉆直徑稍>銷釘直徑的通孔，以便拆卸料板時頂出銷釘。若是板料較薄，在采用固定卸料方式的情況下，會引起板料嚴(yán)重翹曲變形，保證不了工件的加工質(zhì)量，增加廢品率。在間隙過大時，很可能會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，破壞模具精度，嚴(yán)重時可能損壞模具。因此，采用固定卸料方式，按生產(chǎn)經(jīng)驗，板料厚度不宜大于0.8mm。固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.8倍，板料厚度超過3mm時，可與凹模厚度一致。固定卸料板形孔與凸模的單面間隙可以取0.2～0.5mm，本設(shè)計取0.2mm。4.10推件裝置的設(shè)計復(fù)合模出件均為逆出件，沖入凹模內(nèi)的工件需由出件裝置反向推出或頂出。倒裝復(fù)合模的出件裝置在上模，也稱為推件裝置，順裝復(fù)合模的出件裝置在下模，也稱為頂件裝置。推件裝置一般由推件板、推桿、打板、打桿組成。在回程，當(dāng)滑塊內(nèi)的打桿橫梁撞擊到床身兩側(cè)的限為螺釘時，便產(chǎn)生推件力，并通過打桿、打板、推桿傳至推件板。類似的裝置。4.10.1推件板的結(jié)構(gòu)形式為了防止推件板從凹模內(nèi)脫出，其結(jié)構(gòu)形式一般采用凸緣式的。這種結(jié)構(gòu)是普遍采用的結(jié)構(gòu)。對于圓截面的推件板，這種整體凸緣結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、容易加工的優(yōu)點。對于非圓截面的，特別是不規(guī)則截面的推件板，工藝性就很差。則采用分體式的結(jié)構(gòu)。故在此采用圓截面推件板。4.10.2推件板的尺寸與公差推件板是出件裝置中最重要的零件。其截面形狀與凹凸模很相似，其外形與凹模有配合關(guān)系，其內(nèi)形又與凸模有配合關(guān)系，因此加工難度較大。工作時，推件板應(yīng)平穩(wěn)，避免卡死。為此，推件板與凹模和凸模應(yīng)取小間隙的配合。間隙取得過大反而容易卡死。推件板與凹模和凸模的配合有如下三種方式：（1）推件板的外形與凹模、內(nèi)形與凸模均按小間隙配作。（2）推件板的外形按凹模配作成小間隙配合，而內(nèi)形按凸模配作成大間隙配合。（3）推件板的內(nèi)形按凸模配作成小間隙配合，而外形按凹模配作成大間隙配合。4.10.3推件板的極點位置推件板的下極點位置：應(yīng)保證其端面超出凹模面0.2～0.5mm，以便在出件時使工件與凹模徹底脫離。推件板在上極點位置：其工作段不應(yīng)脫離凹模直壁段，應(yīng)有不小于4mm的配合段。而且此時凹模內(nèi)至少應(yīng)能容納3～4片工件，防止在出件裝置損壞（或失靈）時，操作人員有足夠的時間來停止機器工作，避免出現(xiàn)撞擊發(fā)生損壞模具或機床的事故。4.10.4打桿與打板的設(shè)計在倒裝復(fù)合模的推件裝置中，為了避開拉深凸模，設(shè)計時需注意如下兩點：（1）推桿盡可能對稱分布，以便使推件力均衡分布、推件裝置動作平穩(wěn)。（2）打板的平面面積盡可能減小，其平面形狀盡可能不用完整的矩形和圓形。選取打桿的結(jié)構(gòu)形式為一端有大頭的光桿。打桿的直徑應(yīng)比模柄孔直徑小0.5～1mm。設(shè)計打桿時打桿長度的確定：打桿橫梁可以撞擊到打桿，打板的自由升降不能讓打桿所影響。設(shè)計時一般按下式要求來確定：當(dāng)推件板處于下極點位置時，打桿上端應(yīng)超出壓力機滑塊打桿橫梁孔的底平面約1～5mm，因此設(shè)計時需已知選定壓力機滑塊底平面到打桿橫梁孔之間的距離。故其結(jié)果見裝配圖。

5其它沖模零件設(shè)計5.1模柄的選擇查表10.30（《最新標(biāo)準(zhǔn)模具應(yīng)用手冊》主編楊占堯化學(xué)工業(yè)出版社P348）選用B型凸緣模柄，用3～4個螺釘緊固在上，模柄與上模座之間采用H7/H6配合。模柄結(jié)構(gòu)如下圖5.1所示：圖5.1凸緣模柄結(jié)構(gòu)圖5.2凸模固定板本設(shè)計中凸模固定板和凹模板是一樣的。固定凸模的型孔根據(jù)所設(shè)計的凸模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的，對于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成H7/h6；取凸模固定板的厚度為30mm。5.3墊板在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動，造成模具的安全隱患。又是為了提干模具壽命，也可在下模座和凹模之間添加墊板。墊板的平面形狀與尺寸和固定板相同，其厚度一般取6～10mm。在墊板上穿過連接螺釘、卸料螺釘和定位銷時要鉆通孔，通孔的直徑要略大一點。注意：裝配模具沖裁間隙調(diào)整完后，與模座和固定板一起經(jīng)鉆孔、絞孔加工出穿銷控，為了避免銷釘不好打入墊板，應(yīng)在墊板淬火前擴(kuò)大穿銷控。5.4緊固件沖模上的緊固件：包括連接螺釘和定位銷釘。連接螺釘?shù)氖芰Ρ容^大時要用六角螺釘連接，六角螺釘特點：45號鋼制造，并淬火達(dá)，可以加大六角螺釘?shù)睦瓚?yīng)力。連接螺釘?shù)氖芰Ρ容^小時可以選用普通圓柱頭螺釘，通常不采用半球頭螺釘（槽容易擰壞）或沉頭螺釘（裝配時不變便調(diào)整）。5.5定位銷定位銷釘采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應(yīng)力。

6模具的裝配6.1復(fù)合模的裝配凸凹模通常用來當(dāng)作復(fù)合模具的裝配基建。復(fù)合模具裝配順序為：①裝配模架；②裝配凸凹模組件（凸凹模及其固定板）和凸模組件（凸模及其固定板）；③將凸凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座（正裝式復(fù)合模為上模座，倒裝式復(fù)合模為下模座）的相應(yīng)位置上；④以凸凹模為基準(zhǔn)，將凸模組件及凹模初步固定在另一模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；⑤試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷孔；⑥卸開上、下模，安裝相應(yīng)的定位、卸料、推件或頂出零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。6.2凸、凹模間隙的調(diào)整沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。凸、凹模在進(jìn)行加工時就可以確定凸、凹模的間隙大小，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時保證的。沖模裝配時調(diào)整凸、凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點、間隙值的大小和裝配條件來確定。這里用墊片法來調(diào)整。其方法如下：①按圖樣要求組裝上模與下模，其中一般上模只用螺釘稍微擰緊，下模用螺釘和銷釘緊固。②在凹模刃口四周墊入厚薄均勻、厚度等于凸、凹模單面間隙的墊片（金屬片或紙片），再將上、下模合模，使凸模進(jìn)入響應(yīng)的凹模孔內(nèi)，并用等高墊鐵墊起。③觀察凸模能否順利進(jìn)入凹模，并與墊片能否有良好的接觸。若在某方向上與墊片接觸的松緊程度相差較大，表面間隙不均勻，這時可用手錘輕輕敲打凸模固定板，使之調(diào)整到凸模在各方向與凹?？變?nèi)碘片的松緊程度一致為止。④調(diào)整合適后，在將上模用螺釘緊固，并配裝銷釘孔，打入定位銷。6.3模具的總裝配圖圖6.1落料、拉深、成型復(fù)合模1——下模座、2——螺釘、3——固定板、4—螺釘、5——導(dǎo)柱、6——銷釘、7——上模座、8——導(dǎo)套、9——銷釘、10——墊板、11——凸緣模柄、12——打桿、13——螺釘、14——螺釘、15——推件塊、16——凸凹模、17——固定卸料板、18——導(dǎo)料板、19——壓邊圈、20——落料凹模、21——拉深凸模、22——推桿、23——銷釘6.4模具工作過程模具安裝在沖床上以后，首先機床進(jìn)行試運行，確認(rèn)機器安全后再進(jìn)行沖壓。在送條料時順著導(dǎo)料板送料，根據(jù)導(dǎo)料銷來確定距離。第一步落料：凹模和凸凹模（落料凸模、拉深凹模）完成落料。第二部拉深：拉深凸模與凸凹模（落料凸模、拉深凹模）完成拉深。第三部卸料：工件在凸凹模（落料凸模、拉深凹模）內(nèi)，回程時推出工件。

7結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的題目是“小凸緣筒形件沖壓工藝與模具設(shè)計”，通過本次設(shè)計，讓我對沖壓模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)和拉伸模具機構(gòu)有了一個很全面的了解，冷沖壓模具的設(shè)計與制造在現(xiàn)在以及以后生產(chǎn)生活中起所的作用，明白了冷沖壓模具在以后的機械工業(yè)發(fā)展中所扮演的角色，也為自己以后更好的學(xué)習(xí)該方面的知識指明了方向。通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我對大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行了一次前所未有的整理與融會貫通，也對一些模具知識有了一個全新上的認(rèn)識，并且