銼刀柄銅套復合拉深模設計【11張CAD圖紙+畢業論文+任務書+開題報告】

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使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 d.成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 1.1.2根據工序組合程度分類 a.單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 b.復合模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 c.級進模（也稱連續模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 d.傳遞模 綜合了單工序模和級進模的特點，利用機械手傳遞系統，實現產品的模內快速傳遞，可以大大提高產品的生產效率，減低產品的生產成本，節儉材料成本，并且質量穩定可靠。 1.1.3依產品的加工方法分類 依產品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。 a. 沖剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。 b.彎曲模具：是將平整的毛坯彎成一個角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產量的多寡，乃有多種不同形式的模具，如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。 c.抽制模具：抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。 d.成形模具：指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。 e.壓縮模具：是利用強大的壓力，使金屬毛胚流動變形，成為所需的形狀，其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。 1.2沖壓模具材料的選用原則 1.2.1沖壓零件的使用要求 當被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不銹鋼時，可采用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時，淬火后其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數很大的壓床上工作時，由于它的耐沖擊性好反而成為優點。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。 1.2.2生產批量 當沖壓件的生產批量很大時，模具的工作零件凸模和凹模的材料應選取質量高、耐磨性好的模具鋼。對于模具的其它工藝結構部分和輔助結構部分的零件材料，也要相應地提高。在批量不大時，應適當放寬對材料性能的要求，以降低成本。 1.2.3其他 a、應考慮材料的冷熱加工性能和工廠現有條件。 b、選擇模具材料要根據模具零件的使用條件來決定，做到在滿足主要條件的前提下，選用價格低廉的材料，降低成本。 1.3沖壓模具行業發展現狀及技術趨勢 1.3.1發展現狀，PDX軟件界面 改革開放以來，隨著國民經濟的高速發展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展，模具工業企業的所有制成分也發生了巨大變化，除了國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。浙江寧波和黃巖地區的“模具之鄉”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業現已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。近年許多模具企業加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業發展的重要動力。一些國內模具企業已普及了二維CAD，并陸續開始使用Pro/E、PDX[2]、UG NX、NX Progressive Die Design、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等國際通用軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 1.3.2未來沖壓模具制造技術發展趨勢 模具技術的發展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。 達到這一要求急需發展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向。隨著微機軟件的發展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展，對汽車、家電行業中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。 (3)模具掃描及數字化系統 高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用，相信在“十五”期間將發揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發達國家一般為80%左右。 (6)優質材料及先進表面處理技術 選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發揮模具材料料性能的關鍵環節。模具熱處理的發展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化　 模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發展趨勢。 (8)模具自動加工系統的發展 這是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量監測控制系統。 2、設計流程 2.1產品圖 如下圖所示材料為黃銅，厚度0.5mm，制件高度10mm，制件精度IT14級。該制件形狀簡單，尺寸小，屬普通沖壓件。試制定該工件的沖壓工藝規程、設計其模具、編制模具零件的加工工藝規程： 圖1 銼刀柄銅套零件圖 技術要求： 1、 拉深件邊緣無毛刺 2、 拉深件允許未注尺寸公差均IT13級精度。 3、 拉深件圓孔尺寸、圓角尺寸合格。 4、 較大批量生產。 拉深件的要求： 1.產品的名稱：銼刀柄銅套 產品的材料：黃銅（H68） 2.拉深件厚度：0.5mm 2.1.1工藝性分析 （一） 設計前的前期準備 1、 閱讀拉深件產品圖 閱讀拉深件產品圖的目的是了解該制件的技術要求、尺寸規格、所用的材料、沖壓性能、生產批量等要求，最終是為了確定該工件的加工辦法。 2、 分析拉深工藝 如圖所示制件為無凸緣圓筒形零件，要求外形尺寸。對厚度變化沒有要求。制件的形狀滿足拉深工藝要求。底部圓角半徑R=2.5mm，大于拉深凸模圓角半徑r1【r1=（2～3）t=（2～3）×0.5=1～1.5】（t為板料厚度），滿足首次拉深對圓角半徑的要求，尺寸20按IT14級要求，滿足拉深工序對制件公差等級的要求。 3、 拉深模生產狀況 筒形件拉深模的加工方法相對比較簡單，特別是此件公差要求較低，凸、凹模用通用的機械設備加工能滿足設計要求，對于模座、固定板等板型零件的加工主要是平面加工和孔系加工。故平面加工后，孔系加工均在加工中心進行，簡單方便。 （二） 拉深模方案的確定 經過對制件工藝性分析，工件適合拉深成型，故采用復合拉深模在單動壓力機上拉深。 （三） 拉深模結構形式的確定 1、 采用的結構形式 拉深模結構采用帶壓邊圈的正裝式結構，采用這種結構的優勢在于可采用通用的壓邊裝置。 2、 拉深模結構簡圖的畫法 根據所確定的拉深模結構形式，畫出拉深工作結構部分，這時畫出的結構圖是拉深工作示意圖，不需要按比例畫，其目的是為了分析所確定的結構是否合理，毛坯拉深成型工件，能否滿足產品圖的技術要求。根據分析結果對模具簡圖進行修正，為最后確定拉深模結構做準備，支座拉深模結構簡圖如圖所示： 圖2 支座拉深模結構簡圖 3、 模具結構特點及工作過程 這種拉深模結構簡單，使用方便，制造容易。工作時將毛坯放入壓邊圈上面的定位銷或定位板內，上模下降，彈性壓邊圈先將毛坯壓住，然后凸模對毛坯進行拉深。當拉深結束回升時，包在凸模上的工件壓邊圈頂出。 2.1.3模具結構類型分析 該工件包括落料、拉深、沖孔三個基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，沖孔，拉深。采用單工序模生產。 方案二：落料+拉深，后沖孔。采用復合模+單工序模生產。 方案三：先落料，后拉深+沖孔。采用單工序模+復合模生產。 方案四：落料+拉深+沖孔。采用復合模生產。 方案一模具結構簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產效率低，難以滿足大批量生產要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生產效率都較高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。方案三也只需要二副模具，制造難度大，成本也大。方案四只需一副模具，生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對上述四種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案四為佳。 2.2拉深工藝計算 2.2.1拉深件毛坯尺寸的計算 在計算拉深毛坯尺寸時，應首先確定修邊余量。并把修邊余量加到拉深工件高度上，這時拉深件的高度（H）為原拉深件（h）與修邊余量（）之和，即H=h+ 1、該件h=10mm，h/d=10/20=0.5,查《沖壓模具課程設計指導與范例》表4-1 可得=1mm 則可得拉深高度H H=h+=10+1=11mm 2、計算毛坯直徑 由于板厚小于1mm，故可直接用工件圖所示尺寸計算，不必用中線尺寸計算。 D= = = = = ≈33.32（mm） 式中：D——拉深件毛坯尺寸，mm r——拉深件底部圓角半徑，mm 3、確定拉深系數和拉深次數 m總=d/D=20/33.32=0.6 按毛坯相對厚度t/D×100=0.5/33.32×100=1.5 查《沖壓模具課程設計指導與范例》表4-5得各拉深系數 m=0.49 m=0.74 m總＞m=0.49 故工件可以一次拉深成型。 4、拉深件直徑的計算 由于工件可以一次拉深成型，古拉深直徑根據拉深件三維零件圖來計算 d= m總×D=0.6×33.32=19.99 2.2.2選取凸凹模的圓角半徑 考慮到實際采用的拉深系數均接近其極限值,故拉深凹模圓角半徑r應取大些,根據經驗公式凹模圓角半徑r的合理值應不小于4t（t為板料厚度）。取拉深模圓角半徑r=2mm 凸模的圓角半徑r r對拉深半徑的影響不像r那樣會影響拉深的全過程，但r過大或過小同樣對防止起皺和拉裂及降低極限拉深系數不利。故r的合理值不應小于（2～3）t。只有變形程度較小時，才允許取r=2t。本工件只需一次即可拉深成型，所以r取與制件底部圓角半徑相同的R值，即 r=2.5 r＞（2～3）t 2.2.3確定排樣圖和裁板方案 1、 制件的毛坯為簡單的圓形件，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。t=0.5mm,查《沖壓工藝與模具設計》附表7軋制薄鋼板擬選用規格為： 0.536350的板料。 2、 排樣設計 圖3 排樣圖 查《沖壓工藝與模具設計》表2-10，確定搭邊值 兩工件間的搭邊a=1.2mm；工件與條料的搭邊a=1.0mm； 步距S=d+a=33.32+1=34.32mm； 條料寬度B=36 故一個步距內的材料利用率為： =A/BS100 =/BS100 =871.52/1235.52×100%=70.5% 由于直板材料選取0.5×36×350 故每塊板料可裁剪10個工件 故每塊板料（0.5×36×350）的利用率為： =nA/LB100 =（10×871.52）/（350×36）×100% =（8715.2/12600）×100% =69% 3、凸凹模工作部分的尺寸和壓邊裝置的設計計算 3.1凹模尺寸 Z=1.05t=1.05×0.5=0.525 《根據沖壓工藝與模具設計》表4-19=0.04 =0.03 =0.03 =0.015 D=（D－0.75△） =（20－0.75×0.52） =19.61 D=（D－0.75△） =（10－0.75×0.36） =9.78 3.2凸模 d=（d－0.75△－Z） =（19+0.75×0.52－0.525） =18.865 d=（d－0.75△－Z） =（10－0.75×0.6－0.525） =9.255 3.3壓邊裝置 該模具中使用剛性壓邊裝置，可以起到壓邊跟卸料的雙重作用。 圖4 壓邊裝置圖 4、拉深力的計算、壓力中心及合模高度的選擇 4.1拉深力的計算 拉深所需要的壓力：P=P+P+P P=∏dtK =3.14×20×0.5×340×0.8 =8540.8N P=Ap=∏（33.32－20）×0.75 =3.14×710.2×0.75 =1672.6N P=∏dtK =3.14×10×0.5×340×0.8 =4270.4N P=P+P+P =8540.8+1672.6+4270.4 =14483.8N=1.45KN 初選壓力機： 壓力機的公稱壓力 P（1.6～1.8）P 取 P=1.8×1.45=2.61KN 故選公稱壓力為30KN的壓力機 4.2壓力中心的計算 因為該零件為圓形，所以壓力中心在其圓心上。 4.3合模高度的計算 拉深模具的閉合高度（H）是指滑塊在下止點位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離，即 H=H+H+H+H+H+H+s+t =25+10+10+15+20+8+30+10+30 =158 式中： H——上模座厚度 mm H——下模座厚度 mm H——凹模固定板厚度 mm H——凹模厚度 mm H——壓邊圈厚度 mm H——凸模固定板厚度 mm t——拉深件厚度 mm s——安全距離 mm 一般選擇20～25mm 9 致 謝 致 謝 時光冉冉，歲月如梭，這世上唯一不變的就是變化。轉眼間，真的是轉眼間，在此，簡單地做一個總結吧。 首先，也是最主要感謝的是我的指導老師。在整個過程中他給了我很大的幫助，在論文題目制定時，他首先肯定了我的題目大方向，同時又幫我具體分析了銼刀柄銅套的用途和加工時應該注意的部分，讓我在寫作時有了具體方向。在論文提綱制定時，我的思路不是很清晰，經過老師的幫忙，讓我具體寫作時思路頓時清晰。在完成初稿后，老師認真查看了我的文章，指出了我存在的很多問題。在此十分感謝錢老師的細心指導，才能讓我順利完成畢業論文。然后要謝謝母校，是他給了我學習的良好壞境 在即將走出校園，直面大千世界的路口，雖然有些彷徨，有些茫然，但是我知道，我必須勇敢邁步前行。以下面一句話做結尾并與君共勉： 未來不可知，是我們前進的原動力！ 11 附 錄 參考文獻 [1]楊占堯. [M]沖壓工藝編制與模具設計制造.人民郵電出版社.2010.4 [2]賈俐俐. [M]沖壓工藝與模具設計.人民郵電業出版社，2008.7 [3]劉 航. [M]模具制造技術.西安：西安電子科技大學出版社，2006.4 [4]寇世瑤. [M]機械制造.北京：高等教育出版社，2004.8 [5]宋小春. [M]AutoCAD2006實用教程.北京：中國水利水電出版社，2006.9 [6]林承全，[M]胡邵平.沖壓模具課程設計指導與范例.化學工業出版社，2008.7 [7]劉 越. [M]公差配合預計是測量.北京：化工工業出版社，2004.6 [8]吳元徽，[M]趙利群.模具材料與熱處理.大連：大連理工大學出版社，2007.5 13