復(fù)合模沖壓模具設(shè)計(jì)全套畢業(yè)設(shè)計(jì)
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目 錄
第1章 零件基本沖壓工藝的確定 …………………………………………
第2章 沖壓工藝方案的確定…………………………………………………
第3章 毛坯的排樣……………………………………………………………
第4章 沖壓力的計(jì)算…………………………………………………………
第5章 模具基本尺寸…………………………………………………………
第6章 壓力機(jī)的選擇及其參數(shù)………………………………………………
第7章 模具凸凹模尺寸的計(jì)算………………………………………………
第8章 其它結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)…………………………………………………
第9章 繪制模具結(jié)構(gòu)圖及模具零件圖………………………………………
第10章 結(jié)語與致謝 …………………………………………………………
參考文獻(xiàn)
環(huán)形底圓筒落料、拉深、成型、修邊復(fù)合模
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
摘要：本設(shè)計(jì)說明書是本人完全根據(jù)《沖壓模具技術(shù)手冊》的要求形式及相關(guān)的工藝編寫的。說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)課題，設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)體會(huì)及參考文獻(xiàn)等。
編寫說明書時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了沖壓模具設(shè)計(jì)的方法及步驟，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如毛坯直徑的計(jì)算，主要零件工作部分尺寸的計(jì)算，沖壓力的計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。
關(guān)鍵詞：復(fù)合模，環(huán)形底圓筒，拉深，成型
第一章. 零件的工藝性
1.1 原始資料
圖1.1所示為油杯零件，材料為20號鋼，厚度為t=2mm，大批量生產(chǎn)。
圖1.1 油杯零件
1.2 零件材料及其沖壓工藝性分析
1.2.1 零件材料的分析
冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復(fù)合模、級進(jìn)模等各種模具。設(shè)計(jì)這些模具時(shí)，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)各種計(jì)算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計(jì)沖壓模具前，必須要了解和掌握材料的一些力學(xué)性能，以便設(shè)計(jì)。現(xiàn)將油杯零件材料為20號鋼的力學(xué)性能主要參數(shù)及其概念敘述如下：
（1）應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm2 ，用Pa表示。106 Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm2 ；109 Pa = 1GPa。
（2）屈服點(diǎn)σs：材料開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，單位是N/mm2 。彎曲、拉深、成形等工序中，材料都是在達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取σs = 245 MPa。
（3）抗拉強(qiáng)度σb。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是MPa。經(jīng)查表σb = 253～500MPa。
（4）抗剪強(qiáng)度τb。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是MPa。取τb = 275～392MPa。
（5）彈性模量E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，彈性模量大，表示材料受力后變形較小，或者說，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E = 209 x 103 MPa。
（6）屈服比σs/σb。是材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時(shí)，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應(yīng)的減小，有利于提高成形極限。
（7）伸長率δ。在材料性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件由拉伸試驗(yàn)機(jī)拉斷后，對接起來測量長度，其伸長量與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“％”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料為20號鋼的伸長率δ=25％。
綜上所述，對油杯零件材料20號鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算，故在后序的模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。
1.2.2零件工藝性的分析
沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗(yàn)—組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。
該零件為圓筒，結(jié)構(gòu)簡單，對稱，是典型的拉深件。在拉深過程中要注意控制拉深程度，加工時(shí)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
（1）拉深件圓角半徑：拉深件的圓角半徑要適合，應(yīng)盡量大些，以便于成形和減少拉深次數(shù)，避免在拉深過程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象即拉裂。拉深件底與壁的圓角半徑應(yīng)滿足r1≥t。而在此設(shè)計(jì)中圓角半徑R2=t，故滿足設(shè)計(jì)要求。
（2）考慮拉深件厚度不均勻的現(xiàn)象：在拉深過程中，一般為不變薄拉深，從理論分析上說是不符合的，在拉深過程中壁厚應(yīng)有少量的變化，如果在拉深件精度要求不高時(shí)，一般可以忽略不計(jì)，而在此設(shè)計(jì)當(dāng)中我們應(yīng)該考慮壁厚不均勻現(xiàn)象問題，加工出符合圖樣要求的零件。
根據(jù)零件圖，初步分析可以知道油杯零件的沖壓成形需要多道工序才能完成，首先進(jìn)行正拉深，形成外形尺寸形狀，其次底部要成型。
綜上所述，圓筒由平板毛坯沖壓成形應(yīng)包括的基本工序有：沖裁（落料、成型）、拉深等，由于是多道工序，多套模具成形，還要特別注意各工序間的定位。
1.3 確定工藝方案和模具形式
在沖壓分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快的速度，最少的勞動(dòng)量，最少的費(fèi)用，可靠的加工出符合圖樣各項(xiàng)要求的零件，在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。
確定工藝方案及模具形式：
1、根據(jù)對沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本的工序，如落料、拉深、成型、修邊等。
2、根據(jù)初步工藝計(jì)算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)、拉深次數(shù)等。
3、根據(jù)個(gè)工序的變形特點(diǎn)、質(zhì)量要求等確定工序順序。
一般可按照下列原則進(jìn)行：
1）、對沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡單模，一般先落料，再?zèng)_孔或切口，使用級進(jìn)模，則先沖空孔或切口后落料
2）、對于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高時(shí)，也可先沖孔后拉深。
3）、對于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料變形和流動(dòng)，應(yīng)先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。
4）、整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型以后進(jìn)行。
4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時(shí)，沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡單模。
由于圓筒沖壓成形需要的多道工序完成，因此選擇合理的成形工藝方案十分重要，考慮到生產(chǎn)批量大，應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
要提高生產(chǎn)成本，應(yīng)該盡量選擇合理的工藝方案，選擇復(fù)合能復(fù)合的工序，但復(fù)合程度太高，模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)試?yán)щy，模具成本高，同時(shí)可能降低模具的強(qiáng)度，縮短模具壽命。
根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，沖壓該零件需要的基本工序有落料、拉深、成型、修邊。
工序的組合方案及比較
方案一：1）落料；
2）拉深；
3）成型；
4）修邊。
方案二：1）落料與拉深復(fù)合；
2）成型；
3）修邊。
方案三：1）落料；
2）拉深與成型復(fù)合；
3）修邊。
方案四：1）落料、拉深、成型與修邊復(fù)合。
方案一：復(fù)合程度較低，模具結(jié)構(gòu)簡單，安裝、調(diào)試容易，但生產(chǎn)道次多，效率低，不適合大批量生產(chǎn)。故很少使用。
方案二：將落料與拉深進(jìn)行復(fù)合，工序少，生產(chǎn)效率較高，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝、調(diào)試難于控制，同時(shí)模具強(qiáng)度較低。
方案三：將拉深與成型復(fù)合
方案四：復(fù)合程度最高，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)試?yán)щy，模具成本提高，同時(shí)可能降低模具的強(qiáng)度，縮短模具的壽命。
根據(jù)以上四個(gè)沖壓工藝方案的比較，四種沖壓工藝方案各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為了提高生產(chǎn)率，保證模具結(jié)構(gòu)簡單，沖壓件尺寸穩(wěn)定、精度高，故在此設(shè)計(jì)中選擇方案四進(jìn)行沖制圓筒。
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