畢業(yè)設計--推力滾子軸承外罩沖壓工藝與（某一工序）模具設計

1、<p>　　分類號 </p><p>　　密 級 </p><p>　　編 號 </p><p>　　本科生畢業(yè)設計說明書</p><p>　　題 目 推力滾子軸承外罩沖壓工藝與（某一工序）模具設計 </p><p>　　學

2、 院 工學院 </p><p>　　專 業(yè) 材料成型及控制工程 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，模具制造技術水平的高低已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高

3、低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。隨著社會的不斷進步、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各式各樣的商品被不斷生產(chǎn)出來，其中大多數(shù)商品的生產(chǎn)都依賴于模具的多樣化。板料沖壓加工在國民經(jīng)濟制造行業(yè)中占有十分重要的地位，在機械、電子、汽車、航空、輕工業(yè)等領域有廣泛的應用。 例如，在汽車、家電等行業(yè)中，沖壓件所占的比重非常大。生產(chǎn)中，沖壓加工可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強度、降低生產(chǎn)成本、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，所以沖壓加工具有重

4、要的技術進步和經(jīng)濟價值意義。模具行業(yè)在我國現(xiàn)代化建設中有著非常廣闊的發(fā)展前景，因而需要大量的工程技術人員，去研究和開發(fā)沖壓加工新技術。</p><p>　　本課題要求對給定的推力滾子軸承外罩零件進行模具設計，通過對零件詳細地工藝分析，制定出合理的工藝設計路線，分析確定零件的沖壓工藝方案并制定模具部分零件的制造工藝。通過對該課題的設計，能夠掌握中等復雜程度零件的沖壓模具設計和制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的確定

5、，工藝計算及摸具設計有更深層次的了解，并學會對模具工藝資料的檢索和整合以及對現(xiàn)有知識充分合理的使用，該實踐性課題是對學生理論學習水平的實踐和檢驗，可對以后從事此類工作有一定指導性和實踐性意義。</p><p>　　由于時間緊迫，內(nèi)容較多，且與工程實際相關，難免有疏漏和不當之處，希望各位批評指正。</p><p><b>　　作者</b></p><

6、p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　1. 零件及其沖壓工藝性分析1</p><p>　　1.1 沖壓零件1</p><p>　　1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析1<

7、;/p><p>　　1.3 產(chǎn)品尺寸精度分析1</p><p>　　1.4 產(chǎn)品材料分析1</p><p>　　2. 確定零件的工藝方案2</p><p>　　2.1 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領2</p><p>　　2.2 工藝方案比較2</p><p>　　2.3 模具總體結(jié)構(gòu)形式的確定3<

8、;/p><p>　　2.3.1 操作方式選擇3</p><p>　　2.3.2 定位方式選擇3</p><p>　　2.3.3 卸料裝置3</p><p>　　2.3.4 導向裝置3</p><p>　　2.3.5 模架3</p><p>　　3. 零件的主要工藝計算4</p>

9、;<p><b>　　3.1 排樣4</b></p><p>　　3.1.1 選擇排樣方法4</p><p>　　3.1.2 搭邊4</p><p>　　3.1.3 確定條料寬度及步距4</p><p>　　3.1.4 確定條料長度和規(guī)格4</p><p>　　3.1.5

10、排樣圖4</p><p>　　3.1.6 材料利用率5</p><p>　　3.2 零件落料工藝計算5</p><p>　　3.2.1 落料沖模刃口尺寸的計算5</p><p>　　3.2.2 沖壓力的計算6</p><p>　　3.3 零件拉深工藝計算6</p><p>　　3.3

11、.1 確定修邊余量6</p><p>　　3.3.2 計算毛坯直徑D6</p><p>　　3.3.3 確定拉深次數(shù)n7</p><p>　　3.3.4 進行必要的計算7</p><p>　　3.3.5 模具的總體設計及主要零件的設計9</p><p>　　3.3.6 設備的選擇9</p>&

12、lt;p>　　3.4 零件沖孔工藝計算10</p><p>　　3.4.1 沖孔刃口尺寸的計算10</p><p>　　3.4.2 沖壓力的計算10</p><p>　　4. 模具零部件結(jié)構(gòu)的確定11</p><p>　　4.1 凸模設計11</p><p>　　4.1.1 凸模長度11</p&

13、gt;<p>　　4.1.2 選擇凸模材料11</p><p>　　4.1.3 校核凸模強度11</p><p>　　4.2 凹模設計11</p><p>　　4.2.1 凹模刃壁的選用11</p><p>　　4.2.2 計算凹模的外型尺寸11</p><p>　　4.3 卸料、出件方式11

14、</p><p>　　4.3.1 卸料方式11</p><p>　　4.3.2 出件方式12</p><p>　　4.4 確定送料方式與確定導向方式12</p><p>　　4.4.1 確定送料方式12</p><p>　　4.4.2 確定導向方式12</p><p>　　4.5 選擇

15、定位零件12</p><p>　　4.6 標準模架和模柄的選用12</p><p>　　4.6.1 標準模架12</p><p>　　4.6.2 模柄13</p><p>　　4.7 壓料裝置中彈性元件的計算13</p><p>　　4.7.1 橡膠的選用13</p><p>　　4

16、.7.2 橡膠的厚度13</p><p>　　4.7.3 根據(jù)壓邊力求橡膠的截面尺寸。13</p><p>　　4.7.4 確定橡膠壓縮量和厚度13</p><p>　　4.7.5 橡膠的校核13</p><p>　　4.8 壓邊圈14</p><p>　　4.9 卸料螺釘?shù)倪x用14</p>

17、<p>　　4.10 凸模固定板15</p><p>　　4.11 墊板15</p><p>　　5. 總裝配圖16</p><p><b>　　結(jié) 論17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p>　　專業(yè)相關文獻翻譯

18、19</p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　附表39</b></p><p>　　推力滾子軸承外罩沖壓工藝與（某一工序）模具設計</p><p><b>　　胥春龍</b></p><p>　　【摘要】本畢業(yè)

19、設計題目為推力滾子軸承外罩零件的設計，體現(xiàn)了圓筒形拉深類零件的設計要求、內(nèi)容及方向，具有一定的設計意義。首先，根據(jù)零件的形狀結(jié)構(gòu)特點、材料，制造精度等方面對零件進行全面的工藝分析，確定出合理的加工工藝方案及模具總體結(jié)構(gòu)；其次，計算模具零部件尺寸，準確地定出模架、出件方式和壓力機的選用。通過對該模具零部件的設計，進一步夯實了沖壓模具設計的基礎知識，為以后設計復雜沖壓模具積累了經(jīng)驗。 </p><p>　　本設計運用

20、沖壓成型工藝及模具設計的基礎知識，分析了零件的成形工藝、外形特點，以及模具工作原理及結(jié)構(gòu)對零件質(zhì)量的影響，從而設計此模具。通過對制件進行工藝分析，可確定制件的成形加工采用簡單模，從零件尺寸精度出發(fā)，對沖壓模具的主要尺寸進行了理論計算，確定了各工作零部件的尺寸，從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝方面進行詳細的闡述， 并應用CAD進行非標準零部件及裝配圖的繪制。</p><p>　　關鍵詞：模具設計, 工藝分析

21、, 計算零部件尺寸, 裝配圖</p><p>　　The Design for Stamping Process and Mold Design of the Outer Cover of Thrust Ball Bearing</p><p>　　Xu Chunlong</p><p>　　Abstract: The project is to design pa

22、rts of thrust ball and roll bearings for the intention of reflecting design request, content and direction of cylindrical arts in sheet metal drawing. First, according to the full analysis for the exterior structure of p

23、arts, reasonable process plan and global structure can be determined. Second, calculating the size of parts, mould base, output device and punch press will be selected. Though mould design of parts, it will make a furthe

24、r preparation for me to</p><p>　　The design is to utilize the basic knowledge about stamping process and mould design to analyze stamping process, structure and working principles of the artifact. Besides, a

25、nglicizing the influence of mould structure on the quality of the artifact will exert a great help for the mould design. The last step is to make assembly drawing by the using of CAD.</p><p>　　Key words: mol

26、d design, process analysis, parts size calculation, assembly drawing </p><p>　　1. 零件及其沖壓工藝性分析</p><p><b>　　1.1 沖壓零件</b></p><p>　　推力滾子軸承外罩的材料：08F，年產(chǎn)量：6萬件。</p>&l

27、t;p><b>　　1.1 零件圖</b></p><p>　　1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析</p><p>　　該零件為無凸緣圓筒形零件，根據(jù)零件的形狀特征，該產(chǎn)品屬于拉深件。并只要求零件的內(nèi)形尺寸，沒有厚度不變的要求，此零件的形狀滿足拉深工藝要求，故可采用先落料、拉深、最后沖孔的工序進行加工。</p><p>　　1.3 產(chǎn)品尺寸精度分析

28、</p><p>　　零件底部圓角半徑r=0.8mmt, 滿足拉深對圓角半徑的要求。高度和直徑都為IT12級，滿足拉深工序?qū)α慵畹燃壍囊蟆?lt;/p><p>　　1.4 產(chǎn)品材料分析</p><p>　　對于用于拉深件的材料，要求具有較好的塑性，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標準。本產(chǎn)品的材料是08F，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學性能是強度、硬度和塑性指標適中，用拉深

29、的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴格要求，所以盡可能采用國家標準的板材，其拉深出的產(chǎn)品經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工的要求。</p><p>　　2. 確定零件的工藝方案</p><p>　　2.1 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領</p><p><b>　　屬于小批量生產(chǎn)。</b></p><p>

30、　　2.2 工藝方案比較 </p><p>　　根據(jù)該零件的形狀特征，該產(chǎn)品屬于拉深件。本零件首先需要進行落料，制成直徑為D的圓片，然后以直徑為D得圓板料為毛坯進行拉深，拉深成為內(nèi)徑為d的無凸緣圓筒，最后沖孔三道工序完成。根據(jù)落料、拉深、沖孔三道基本工序，可以對它們作不同的組合，合理排出順序，即得出工藝方案，具體可排出以下五種方案：</p><p>　　方案一：先落料，再拉深、最后沖孔，

31、即單工序模。</p><p>　　方案二：落料與拉深復合，沖孔獨立完成。</p><p>　　方案三：先落料，拉深與沖孔復合。</p><p>　　方案四：落料、拉深、沖孔復合，組成復合模。</p><p>　　方案五：落料、拉深、沖孔組成級進模。</p><p>　　方案一中，由于是單工序模，復合程度低，模具結(jié)構(gòu)簡單

32、，安裝、調(diào)試容易，生產(chǎn)成本低，但是生產(chǎn)效率底，生產(chǎn)批量不大，產(chǎn)品的形位精度不高。</p><p>　　方案二中，形位精度相對較底，但是模具結(jié)構(gòu)較簡單，制造周期較短，生產(chǎn)成本不高，對精度要求不太高，中小批量生產(chǎn)比較合適，對于模具的磨損修復也比較容易。</p><p>　　方案三中，形位精度相對方案二高，但是模具結(jié)構(gòu)較復雜，制造周期較長，生產(chǎn)成本較高，由于拉伸和沖孔磨損速度不一樣，修復較困難。

33、</p><p>　　方案四中，落料、拉伸、沖孔組成復合模，工序少，生產(chǎn)效率最高，形位精度較高，但是模具結(jié)構(gòu)復雜，安裝、調(diào)試困難，同時模具強度也較低，制造周期較長，生產(chǎn)成本較高，落料、拉伸、沖孔中凸凹模的磨損速度不一樣，修模比較困難，適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)比較安全。</p><p>　　方案五中，采用級進，模具結(jié)構(gòu)復雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高，因此只有在大量生產(chǎn)中才較合適。</p>

34、;<p>　　根據(jù)現(xiàn)有的設備和技術水平、年產(chǎn)量及生產(chǎn)成本，模具強度等方面的綜合考慮，故選擇方案一比較合適。</p><p><b>　　第一步落料:</b></p><p>　　可以在下料時確定落料的尺寸規(guī)格，也可以獨立地制作一副專門的落料模具。總之，應視具體情況而定。以確保產(chǎn)品的生產(chǎn)過程在總體的生產(chǎn)周期內(nèi)。</p><p>　　

35、第二步零件的首次拉深：將落料所得的零件作為拉深的坯料，在拉深過程中，應該注意凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁的拉裂。經(jīng)過拉深使得圓形坯料變成無凸緣的拉深件。</p><p>　　第三步對拉深好的零件進行沖孔：對已經(jīng)拉伸成圓筒形的零件底部沖孔，沖孔完成后達到零件所要求的形狀。</p><p>　　2.3 模具總體結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　2.3.1 操作方式選擇<

36、;/p><p>　　選擇手工送料的操作方式。</p><p>　　2.3.2 定位方式選擇</p><p>　　模具上的定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能夠正確的定位。根據(jù)毛坯的形狀、尺寸及模具的結(jié)構(gòu)形式，可以選用不同的定位方式。常見的定位方式有定位銷、定位板、擋料銷和側(cè)刃等。為了保證凹模的強度，選用定位銷定位，這種定位方式具有模具結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。因此采用定位銷定

37、位。</p><p>　　2.3.3 卸料裝置</p><p>　　卸料和出件裝置的作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。零件卸除時用卸料螺釘頂出。</p><p>　　2.3.4 導向裝置</p><p>　　常用的導向裝置有導板式、導柱導套式、滾珠導向式和導筒等幾種方式。導柱導套都是圓柱形

38、，加工方便，容易裝配。所以采用滑動式導柱導套進行導向即可。</p><p><b>　　2.3.5 模架</b></p><p>　　按模架的導向方式可以分為滑動導向式、滾動導向式兩類。 一般選擇精度較低的滑動導向式的模架，其導柱對稱分布，導柱與導套滑動平穩(wěn)。</p><p>　　3. 零件的主要工藝計算</p><p>

39、;<b>　　3.1 排樣</b></p><p>　　3.1.1 選擇排樣方法</p><p>　　由于該制件的年生產(chǎn)批量屬于小批量的生產(chǎn)類型，因此不考慮多排或一模多件的方案。</p><p>　　排樣方式采用單排排樣形式。這種排樣屬于有廢料排樣，模具沿零件全部外形進行沖裁，零件周邊都留有搭邊。這種排樣能保證沖裁件的質(zhì)量，沖裁模具壽命也較長，

40、但是材料利用率低。</p><p><b>　　3.1.2 搭邊</b></p><p>　　查表2.12所示的沖裁金屬材料的最小搭邊值，確定搭邊值。</p><p>　　兩零件間的搭邊為 。</p><p>　　零件邊緣搭邊為

41、 。</p><p>　　查表2.13確定條料公差為 Δ=0.7</p><p>　　3.1.3 確定條料寬度及步距</p><p>　　條料寬度的計算公式 （1—1）</p><p>　　式中：B為條料公稱寬度，D為落料尺寸，為沖裁件與條料側(cè)

42、邊之間的搭邊值，Δ為條料寬度公差，落料尺寸D即零件的平面展開尺寸，零件的基本尺寸為圓形，因此落料形狀也應該為圓形，落料尺寸為拉伸坯料的直徑。按表7—15查得有關無凸緣圓筒形拉深零件的毛坯尺寸計算公式為 </p><p><b>　?。?—2） </b></p><p>　　代入數(shù)值計算得毛坯的直徑D=75mm，即得落料尺寸為75mm。</p><

43、;p>　　將以上數(shù)值代入（1—1）得條料公稱寬度 。</p><p>　　條料的步距為 h = 75+1.5 = 76.5mm。</p><p>　　3.1.4 確定條料長度和規(guī)格</p><p>　　若取零件的數(shù)量為n=10件，則條料的長度為：L=10D+11a1=10×75+11×1.5=766.5mm</p><

44、p>　　條料的規(guī)格為 L×B×t=766mm×70mm×0.8 mm。</p><p><b>　　3.1.5 排樣圖</b></p><p><b>　　排樣圖如下圖所示</b></p><p><b>　　排樣圖</b></p><

45、p>　　3.1.6 材料利用率</p><p>　　排樣時，在保證制件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率。</p><p>　　一個進距的材料利用率為 </p><p>　　=A/BS×100%=4415.625/78×76.5×100%=74%</p><p>　　3.2 零件落料工藝計算<

46、;/p><p>　　3.2.1 落料沖模刃口尺寸的計算</p><p>　　確定間隙，由附表2.1查得 =0.104mm</p><p>　　由表2.15查得，凹=+0.030mm， 凸=-0.020mm，</p><p>　　因為 故不能滿足分別加工的要求。落料部分不可以采用分別加工法，故采用配合加工。</p>&l

47、t;p>　　凸、凹模配作加工是指先按圖樣設計尺寸加工好凸?；虬寄Ｖ械囊患鳛榛鶞始淞蠒r以凹模為基準件，沖孔時以凹模為基準件），然后根據(jù)基準件的實際尺寸按間隙要求配作另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配作保證，工藝比較簡單。</p><p>　　凹模刃口尺寸計算公式： （1—3）</p><p>　　式中D=75mm, 查表得，=

48、0.5mm，Δ按IT10級取Δ=0.12mm .</p><p><b>　　代入上式得，</b></p><p>　　凸模按凹模尺寸配作并保證間隙=0.072mm , =0.104mm</p><p>　　3.2.2 沖壓力的計算</p><p>　　材料08F的抗剪強度 =230~310Mpa, 取=250M

49、pa。</p><p>　　1）落料力 1.3×3.14×75×0.8×250=61230N</p><p>　　2) 卸料力 查表，K卸=0.04~0.05，K推=0.055，則</p><p><b>　　。</b></p><p>　　3） 推件力 若取凹模刃口直

50、壁高度h=4mm,n=h/t=5，則</p><p>　　=5×0.055×61230=16838.25N.</p><p><b>　　4) 總沖壓力F總</b></p><p>　　F總= F落+F卸+F推=61230+3061.5+16838.25=81129.75N</p><p><b

51、>　　5）確定壓力中心。</b></p><p>　　因為零件形狀完全對稱，故壓力中心一定在零件的幾何中心上。</p><p><b>　　6）沖壓設備的選擇</b></p><p>　　根據(jù)總沖壓力的大小和沖裁工藝的要求，選用開式雙柱可傾壓力機J23-16，其公稱壓力為160kN。</p><p>　

52、　3.3 零件拉深工藝計算</p><p>　　3.3.1 確定修邊余量</p><p>　　由于材料性能及模具的幾何形狀等因素在不同方向上存在著一定的差異，拉深后零件的邊緣是不平齊的，尤其經(jīng)多道拉深工序得到的零件，邊緣質(zhì)量就很差。所以在多數(shù)情況下，拉深后經(jīng)修邊工序保證零件的質(zhì)量。計算毛坯時應預先加上修邊余量，并決定于板料性能、拉深件幾何形狀、拉深次數(shù)等。</p><p

53、>　　該零件高度 h=13.5mm, 零件的相對高度 h/d=13.5/52.4=0.2576。</p><p>　　查表無凸緣圓筒形拉深件的修邊余量Δh，該表里沒有對應要查的對應數(shù)值。當零件的相對高度h/d很小時，并且高度尺寸要求不高時，也可以不用切邊工序。</p><p>　　3.3.2 計算毛坯直徑D</p><p>　　由于板厚小于1mm， 所以可以

54、直接用零件圖標注的尺寸進行計算，不必用中性線尺寸計算。按表7—15查得有關無凸緣圓筒形拉深零件的毛坯尺寸計算公式為 ，計算得D=75mm。即得毛坯的直徑為75mm。</p><p>　　3.3.3 確定拉深次數(shù)n</p><p>　　零件總的拉深系數(shù)m=d/D=52.4/75=0.69。 毛坯的相對厚度t/D×100=0.8/75 ×100=1.06。判斷拉深時是否需要

55、壓邊圈: 查表6-1，因t/D10×0＜1.5，m1＜0.60,故需加壓邊圈。</p><p>　　零件相對高度 h/d=13.5/52.4=0.257，首次拉深的極限拉深系數(shù)m1 = 0.53～0.55.</p><p>　　查表7—5無凸緣圓筒形拉深件的最大相對高度，因m＞m1, 所以n=1,</p><p>　　故初步確定需要1次拉深。</p&

56、gt;<p>　　3.3.4 進行必要的計算</p><p>　　1）計算壓邊力、拉深力</p><p>　　壓邊力的計算公式為 （1—4） </p><p>　　式中，, D=75mm, d1=52.4mm, </p><p>　　查表6-26，取q=2.5MPa</p>

57、;<p>　　把已知得數(shù)據(jù)代入上式，得壓邊力為 FQ=5316N</p><p><b>　　2)計算拉深力</b></p><p>　　由公式： （1—5）</p><p>　　已知m=0.69,由表6-27查得m1=0.70,K1=0.60,</p>

58、<p>　　取K=0.65, 08號鋼的抗拉強度b=295MPa 。</p><p>　　將K=0.65，,d1=52.4mm，t=0.8mm,b=295MPa代入上式，即得P=0.65×3.14×52.4×0.8×295=25239N。</p><p>　　3) 計算壓力機的公稱壓力。</p><p><

59、b>　　壓力機的公稱壓力為</b></p><p>　　=1.4×(25239+5316)=42777N</p><p>　　故壓力機的公稱壓力要大于45kN</p><p><b>　　4）拉深模的間隙</b></p><p>　　拉深模的凸、凹模之間的間隙對拉深力、零件質(zhì)量、模具壽命等都有

60、影響，間隙小，拉深力大，模具磨損大，過小的間隙會使零件嚴重變薄甚至拉裂；但間隙小，沖件回彈小，精度高。間隙過大，坯料容易起皺，沖件錐度大，精度差。因此，生產(chǎn)中應根據(jù)板料厚度及公差，拉深過程板料的增厚情況，拉深次數(shù)，零件的形狀及精度要求等，正確確定拉深模的間隙。有壓料圈的拉深模，其拉伸間隙為 Z/2 =（0.9~0.95）t. 取小間隙Z /2=0.9 t 即間隙值為1.44mm.</p><p>　　5）拉深凹

61、模、凸模圓角半徑的確定</p><p>　　首次拉深凹模圓角半徑r， 根據(jù)式 （1—6）</p><p><b>　　得：可取為3mm。</b></p><p>　　拉深凸模圓角半徑等于零件的內(nèi)圓角半徑，即 = r =0.8 mm, 取0.8mm。</p><p><b>　　6）計算零件的高

62、度</b></p><p>　　根據(jù)零件的要求，確定零件的高度為零件的高度h=13.5mm。計算拉深件高度的目的是為了設計在拉深模時確定壓邊圈的高度，再拉深壓邊圈的高度應大于前道工序的高度，所以在計算拉深工序時不必很精確，可以取較大的整數(shù)值。</p><p>　　7）凸、凹模工作部分的尺寸和公差確定。</p><p>　　由于零件要求的是內(nèi)形尺寸，故以凸

63、模為設計基準。間隙取在凹模上，</p><p>　　凸模尺寸的計算公式為：</p><p>　　將模具公差按IT10級選取，則凸=0.040mm。</p><p>　　將d=52.4mm, Δ=0.19mm, 凸=0.040mm代入上式，</p><p><b>　　則凸模尺寸為</b></p><

64、;p>　　凹模工作部分尺寸為：</p><p>　　式中，d為拉深件的基本尺寸是52.4mm， Δ為拉深件的尺寸公差是0.19，</p><p>　　按IT10級選取的公差是0.040，Z為凸凹模間隙1.44mm。</p><p>　　將d=52.4mm, Δ=0.19mm, 凸=0.040mm，Z=1.44mm代入上式，</p><

65、p><b>　　則凹模的尺寸為</b></p><p>　　8）確定凸模的通氣孔</p><p>　　當凸、凹模間隙較小或制件較深時，為便于凸模下行時制件封閉的容腔內(nèi)氣體的順利排出，避免制件變形及粘膜拉裂，通常在凸模上開有排氣孔，排氣孔直徑一般可在3~8mm之間，選取的原則一般視凸模尺寸而定，此工序通氣孔直徑選4.6mm.</p><p>

66、;　　3.3.5 模具的總體設計及主要零件的設計</p><p>　　模具的總裝配圖如圖5.1所示，說明：拉深模具在單動壓力機壓邊圈采用平面式的，坯料用壓邊圈上的定位銷定位，壓邊力用彈性元件控制，模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，出件時用卸料螺釘頂出。由于此拉深模為非標準形式，需計算模具閉合高度。其中各模板的尺寸需取國標。</p><p>　　模具的閉合高度為 。 （1—7）</p

67、><p>　　式中，為上模高度；為壓邊圈厚度；為固定板厚度；為下模座高度；25 mm是模具閉合時，壓邊圈與固定板之間的距離。</p><p>　　取 取 則模具的閉合高度為 =72+20+20+45+25=182mm。</p><p>　　3.3.6 設備的選擇</p><p>　　設備工作行程需要考慮零件成形和方便取件，因此，工作行程

68、s2.5 hw = 2.5×15.5=38.75mm，確定選擇壓力機的型號為JA21-35。</p><p>　　由表1.17查得標稱壓力為250kN的開式固定臺式曲柄壓力機JA21-35參數(shù)如表3.1。</p><p>　　表3.1 壓力機參數(shù)</p><p>　　模具的閉合高度與壓力機的裝模高度的關系：</p><p>　　

69、已知: =280mm， =220mm，H1=60mm</p><p>　　模具的閉合高度應為：215>H模>170</p><p>　　實際模具閉合高 =72+20+20+45+25=182mm。故此次選擇的壓力機符合模具的要求。</p><p>　　3.4 零件沖孔工藝計算</p><p>　　3.4.1 沖孔刃口尺寸的計算&

70、lt;/p><p>　　確定間隙，由附表2.1查得 =0.072mm =0.104mm</p><p>　　由表查得，凹=+0.030mm， 凸=-0.020mm，</p><p>　　因為故不能滿足分別加工的要求。沖孔部分不可以采用分別加工法，故采用配合加工。</p><p>　　凹模刃口尺寸計算公式： ,&

71、lt;/p><p>　　式中D=30.1mm, 查表得，=0.5mm，Δ按IT10級取Δ=0.10mm .</p><p>　　代入上式得，D凸= （30.1+0.5×0.10）0-0.10/4=30.150-0.025 mm.</p><p>　　凹模按凸模尺寸配作并保證間隙=0.072mm =0.104mm</p><p>　

72、　3.4.2 沖壓力的計算</p><p>　　08F的抗剪強度b=230~310Mpa, 取b=250Mpa。</p><p><b>　　1）沖孔力 </b></p><p>　　2) 卸料力 查表，K卸=0.04~0.05，K推=0.055，則</p><p>　　0.05×24573.6

73、4=1228.682N</p><p>　　3） 推件力 取凹模刃口直壁高度h=4mm,n=h/t=5，則</p><p>　　5×0.055×24573.64=6757.751N.</p><p><b>　　4) 總沖壓力F總</b></p><p>　　F總= F落+F卸+F推=24573.6

74、4+1228.682+6757.751=32560.073N</p><p><b>　　5）確定壓力中心。</b></p><p>　　因為零件圖形完全對稱，故壓力中心一定在零件的幾何中心上。</p><p><b>　　6）沖壓設備的選擇</b></p><p>　　根據(jù)總沖壓力的大小和沖裁工藝

75、的要求，選用開式雙柱可傾壓力機J23-16，其公稱壓力為160kN。</p><p>　　4. 模具零部件結(jié)構(gòu)的確定</p><p><b>　　4.1 凸模設計</b></p><p>　　4.1.1 凸模長度</p><p>　　凸模長度一般根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要而定，凸模長度計算公式： L=H1+H2+H3+A 其

76、中， H1為凸模固定板厚度, H2為壓邊圈厚度 H3為凹模厚度，A為常數(shù)取25mm。</p><p>　　經(jīng)初步計算：L=20+20+15+25=80mm。</p><p>　　4.1.2 選擇凸模材料</p><p>　　模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受拉深時的沖擊力。因此應有較高的硬度和適當?shù)捻g性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用T10A或T8A等材

77、料；形狀復雜且模具具有較高壽命要求的凸模應選用Cr12、Cr12MoV、等制造，Cr12MoV為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時變形小，淬透性好，所以凸模制造材料選擇為Cr12MoV，Cr12MoV的淬火溫度為1020～1050,回火溫度為180～200。</p><p>　　4.1.3 校核凸模強度</p><p>　　由于拉深凸模的強度是足夠的，所以不需要進行強度校核。</p>

78、;<p><b>　　4.2 凹模設計</b></p><p>　　4.2.1 凹模刃壁的選用</p><p>　　根據(jù)制件的特點，選用全直型孔凹模，此制件t=0.8mm，制件的高度為13.5mm,故選用直刃壁的高度應滿足拉深件的要求。</p><p>　　4.2.2 計算凹模的外型尺寸</p><p>　

79、　凹模厚度 H凹 = K b,查表2.20得：K = 0.22</p><p>　　H凹=Kb = 0.22×53=11.66mm，由于規(guī)定凹模厚度不得小于15mm，故取H凹=15mm，凹模壁厚是指凹模刃口與外緣距離,查表 2.24 ，凹模刃口與外緣距離W為32mm</p><p>　　凹模長度L和寬度B,得：L= 2W+d=2×32+53=117mm。</p&g

80、t;<p>　　為了保證凹模的強度，故初步確定凹模的周界尺寸為125mm，故選擇凹模的規(guī)格為125mm×15mm，凹模的制作材料選擇為Cr12MoV。</p><p>　　4.3 卸料、出件方式</p><p>　　4.3.1 卸料方式 </p><p>　　零件卸除時用卸料螺釘頂出，所以采用彈性卸料。</p><p>

81、;　　4.3.2 出件方式 </p><p>　　因為生產(chǎn)批量不大，故采用手工出件的方式出件。</p><p>　　4.4 確定送料方式與確定導向方式</p><p>　　4.4.1 確定送料方式</p><p>　　因選用的沖壓設備為開式單動壓力機，故采用橫向送料方式，即由前向后（或由后向前）送料。</p><p>

82、　　4.4.2 確定導向方式</p><p>　　方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所 以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進模或縱向送料的落料模、復合模。 </p><p>　　方案二： 采用后側(cè)導柱模架。 由于前面和左、 右不受限制，送料和操作比較方便。 因為導柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用 壽命，且不能使用

83、浮動模柄。 </p><p>　　方案三：采用四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常于沖 壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。 </p><p>　　方案四：采用中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。 </p><p>　　根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，

84、 為提高模具壽命和零件質(zhì)量，該副簡單模采用中間導柱模架的導向方式，即方案四。</p><p>　　4.5 選擇定位零件</p><p>　　采用定位銷定位，在壓邊圈上固定了3個定位銷,用于對送進坯料的定位，工作時，定位銷不但起定位作用，還起限位作用。</p><p>　　4.6 標準模架和模柄的選用</p><p>　　4.6.1 標準模架&

85、lt;/p><p>　　標準模架的選用依據(jù)為凹模的周界尺寸，所以首先應計算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的計算公式得，凹模高度H=15mm，凹模直徑D為125mm。</p><p>　　模具采用中間導柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為</p><p>　　上模座125mm×35mm</p><p>　　下模座125mm

86、5;45mm</p><p>　　導柱22mm×150mm，25mm×150mm</p><p>　　導套22mm×85mm×33mm ，25mm×85mm×33mm </p><p><b>　　4.6.2 模柄</b></p><p>　　由壓力機的型號J

87、A21-35，可查得模柄孔的直徑為50,深度為70,由裝配要求,模柄與模座孔采用過渡配合H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄長度比模柄孔深度小5~10mm, 由于采用固定卸料裝置，上模座回程時受力較大，因此選用壓入式模柄較合理。</p><p>　　4.7 壓料裝置中彈性元件的計算</p><p>　　制件所需的壓邊力為F=5316N，因為該力較大不易選用彈簧做彈性元件，應選用可承受較大載荷的橡膠

88、做為彈性元件。</p><p>　　4.7.1 橡膠的選用</p><p>　　在單動壓力機上進行拉深，多采用彈性壓邊裝置</p><p>　　，其壓邊力由彈性元件產(chǎn)生，選用較軟得橡膠。由于聚氨脂橡膠的單位壓力比合成橡膠的大，故確定采用聚氨脂橡膠。</p><p>　　4.7.2 橡膠的厚度</p><p>　　一般壓

89、邊裝置中橡膠的厚度不小于拉深行程的5倍，該零件拉深時拉深行程為14mm，所以初步確定橡膠的厚度為70mm。</p><p>　　4.7.3 根據(jù)壓邊力求橡膠的截面尺寸。</p><p>　　考慮模具結(jié)構(gòu)，取壓縮量為30%，查表得，p=4.2MPa,</p><p>　　故A=F/p=5316/4.2=1265.7mm，若橡膠為圓柱形，其半徑選為d=50mm。<

90、/p><p>　　4.7.4 確定橡膠壓縮量和厚度</p><p>　　橡膠壓縮量不能過大，否則會影響其壓力和壽命。生產(chǎn)實踐表明，橡膠最大壓縮量一般應不超過其厚度的45%，而模具安裝時橡膠應預先壓縮10%～15%。</p><p>　　橡膠厚度與其許可的壓縮量之間的關系為 ，式中，L為所需的工作行程（壓縮量）。根據(jù)零件尺寸要求確定L為14mm, H=14/0.25=56

91、mm， 計算所得的橡膠厚度小于壓邊裝置中所要求的橡膠厚度，故橡膠的厚度為70mm。</p><p>　　4.7.5 橡膠的校核</p><p>　　為了保證橡膠工作時的穩(wěn)定，橡膠的自由厚度H與橡膠外徑D應滿足,由于H/D=70/100=0.7，所以該選擇符合要求。</p><p><b>　　4.8 壓邊圈</b></p><

92、;p>　　壓邊圈的設計，壓邊圈選用T10A制造壓邊圈不需要淬硬處理。</p><p>　　初步選取H壓=20mm，壓料圈的上下表面應加工成Ra=1.6～0.4μm，而其余各部分要求Ra<1.25μm.</p><p><b>　　壓料圈</b></p><p>　　4.9 卸料螺釘?shù)倪x用</p><p>　　

93、卸料螺釘規(guī)格的選用:根據(jù)標準GB-699選取材料為45鋼.熱處理硬度值35～40HRC， 卸料螺釘選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘下模座上設置3個卸料螺釘,公稱直徑為10mm,選用M10×90的卸料螺釘,卸料螺釘頭部淬硬。</p><p>　　4.10 凸模固定板</p><p>　　凸模固定板: 凸模固定板的材料選用45,凸模固定板的尺寸與墊板的尺寸一致,厚度為20mm,規(guī)格為125m

94、m×20mm。</p><p><b>　　凸模固定板</b></p><p><b>　　4.11 墊板</b></p><p>　　墊板外形尺寸與凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸參照凹模周界尺寸，按國標確定，高度一般為3～15mm，材料為45鋼，熱處理后硬度為43-48HRC。墊板規(guī)格為125mm×8m

95、m，中墊板的規(guī)格為125mm×14mm。</p><p><b>　　中墊板</b></p><p><b>　　5. 總裝配圖 </b></p><p>　　圖5.1 有壓料裝置的拉深模</p><p>　　1.打桿 2.模柄 3.螺釘 4. 上模座 5.墊板 6.中墊板

96、7.凹模8.壓邊圈 9.定位銷 10.凸模 11.凸模固定板 12.下模座 13.螺釘 14.17.托板15.卸料橡膠 16.雙頭螺柱 18.螺母 19.卸料螺釘 20.24.銷釘 21.導柱 22.導套 23.打料板 </p><p>　　模具的運動結(jié)構(gòu)：設計的圓筒形拉深簡單模結(jié)構(gòu)如圖5.1所示。模具工作時，將毛坯放在壓料圈上面，靠定位銷定位，當壓力機的滑塊下行時，壓料圈和凹模將毛坯壓

97、牢進行拉深，為保證在拉深過程中不因行程的加大而使壓料力加大，可能導致拉深件的拉裂，定位銷不但起定位作用，還起限位作用。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本設計運用沖壓成型工藝及模具設計的基礎知識，分析了零件的成形工藝、外形特點、工作原理及模具成形結(jié)構(gòu)對制件質(zhì)量的影響，從而設計出此模具，通過對制件進行工藝分析，可確定制件的成形加工采用

98、簡單模。從控制制件尺寸精度出發(fā)，軸承外罩沖壓模具的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述， 并應用CAD進行各重要零件及裝配圖的繪制。</p><p>　　通過此次的設計使我把沖壓工藝與模具設計等書中的內(nèi)容綜合地加以應用，使這些知識得到鞏固發(fā)展，初步為我對沖壓工藝與模具設計的獨立設計打下堅實基礎，樹立正確的設計思路。</p><

99、;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王信友編．沖壓工藝與模具設計[M]．北京：清華大學出版社，2010.6</p><p>　　[2] 劉華剛編．沖壓工藝與模具[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2008.2</p><p>　　[3] 王孝培編．實用沖壓技術手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2013.8</p

100、><p>　　[4] 王新華，袁聯(lián)富編．沖模結(jié)構(gòu)圖冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003.1</p><p>　　[5] 徐政坤編．沖壓模具及設備[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.1</p><p>　　[6] 吳兆祥編．模具材料及表面熱處理[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[7] 楊占曉編．沖壓模具圖冊

101、[M]．北京：高等教育出版社，2004.7</p><p>　　[8] 李云程編．模具制造工藝學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2001.3</p><p>　　[9] 許發(fā)樾編．模具設計與制造實用手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.9</p><p>　　[10] 付宏生編．冷沖壓成形工藝與模具設計制造[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005.3<

102、/p><p>　　[11] 黃云清編．公差配合與測量技術[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2001.3 </p><p>　　[12] 劉航編．模具價格估算[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007.6</p><p>　　[13] 毛昕，黃英，肖平陽編．畫法幾何及機械制圖[M]．北京：高等教育出版社，2010.7</p><p><

103、b>　　專業(yè)相關文獻翻譯</b></p><p>　　Basic Stamping Die</p><p>　　Most stamping dies are constructed of several basic components, including die plates, shoes, die sets, guide pins, bushings, heel b

104、locks, heel plates, screws, dowels, and keys. Dies also need stripper, pressure, drawing pads and the devices used to secure them: spools, shoulder blots, keepers, retainers, and gas, coil, or urethane spring.</p>

105、<p>　　1. Die Plates, shoes, and Die Sets</p><p>　　Die plates, shoes, and die sets are steel or aluminum plates that correspond to the size of the die. They serve as the foundation for mounting the work

106、ing die components. These parts must be machined--milled or ground--so that they are parallel and flat within a critical tolerance.</p><p>　　Most die shoes are made from steel. Aluminum also is a popular die

107、 shoe material. Aluminum is one--third the weight of steel, it can be machined very quickly, and special alloys can be added to it to give it greater compressive strength than low-carbon steel.</p><p>　　The

108、upper and lower die shoes assembled together with guide pins create the die set. The lower die shoe often has machined or flame-cut holes that allow slugs and scrap create in the die to fall freely through the die shoe o

109、nto the press bed. The holes also may serve as clearances for gas springs and other die components. The die shoe thickness is based on how much force can be expected during cutting and forming.</p><p>　　2. G

110、uide Pins and Bushing</p><p>　　Guide pins, sometimes referred to as guide posts or pillars, function together with guide bushing to align both the upper and lower die shoes precisely. They are precision-grou

111、nd components, often manufactured within 0.0001 in. Although numerous specialty mounting methods can be used to install these components, there are only two basic types of guide pins and bushing--friction pins and ball b

112、earing--style pins.</p><p>　　Friction pins are precision-ground pins that are slightly smaller than the guide bushing inside diameter. Pins are made from hardened tool steel, while bushing often are made fro

113、m or lined with a special wear--resistant material. Friction pins also help to heel the die shoes and prevent them from moving from side to side.</p><p>　　Precision or ball bearing--style guide pins comprise

114、 precision-hardened pins,ball cages, ball bearings, and bushings. Unlike friction pins, these pins ride on a series of ball bearings contained in a special aluminum ball cage that permits the bearings to rotate without f

115、alling out.</p><p>　　Remember, guide pins are meant to align the upper and lower die shoes, not to align a poorly maintained or sloppy ram in a press!</p><p>　　3. Heel Blocks and Heel Plates<

116、/p><p>　　Heel blokes are special steel blokes that are precision-machined, screwed, doweled, and often welded to both the upper and lower die shoes. They contain components called wear plates and function to ad

117、sorb any side thrust that may be generated during the cutting and forming processes. They are especially important if the generated force is one-directional. Too much force generated from one direction only can cause the