筒形件拉深模具设计

筒形件拉深模具设计 江西工业贸易职业技术学院 毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 毕业论文题目 冷冲压模具设计 (2010 年 一 学期) 系 部 机电技术系 专 业 模具设计与制造 班 级 08模具2班 姓 名 宋小星 指导教师 宛强 2010 年 10 月 5 日 前言 1.冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力， 使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种 压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板 料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或 塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料(金属或非 金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合 要求的冲模，批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模，先进的冲压工艺 就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素， 只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 (1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 (2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。 (3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 (4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现 的。 2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺 01 寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 ——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种 复合冲压 或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分 组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 3 冲压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。 (1).冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级;用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果;采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义;利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂 02 和大型板料零件具有突出的优越性;无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。 (2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米，进距精度2~3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量(主轴转速一般为15000~40000r/min),加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra?1微米)，而且与传统切削加工相比具有温升低(工件只升高3摄氏度)、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料(60HRC)加工;电火花铣削加工(又称电火花创成加工)是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平;慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善， 2自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达?1.5微米，表面粗糙度达Ra=01~0.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术(RPM)与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失 03 模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-?型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺(分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM)的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率;在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%;公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作;美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的4~10倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元(FMC)和冲压柔性制造系统(FMS)代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 04 目录 课程设计任务书 一(冲压件工艺分析--------------------------------------------------------9 二(工艺方案及模具结构类型 1(工艺方案分析-----------------------------------------------------------------------9 2(主要参数计算--------------------------------------------------------------------------9 三(确定排样图和裁板方案 1(裁板方案--------------------------------------------------------------------------------12 2(排样设计--------------------------------------------------------------------------------12 四. 计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机 1. 落料力的计算--------------------------------------------------------------------------13 FF2 卸料力和顶件力的计算----------------------------------------------------13 Q1Q3 3 压边力的计算-------------------------------------------------13 4 拉深力的计算-------------------------------------------------14 5、压力中心的计算-----------------------------------------------15 6 压力机的选择-------------------------------------------------16 五(工件零件刃口尺寸的计算-----------------------------16 六(工件零件结构尺寸和公差的确定 1 整体落料凹模板的厚度H的确定:-------------------------------17 2 凹模板长度L的计算-------------------------------------------17 3 其他零件结构尺寸---------------------------------------------17 七、模具总装配图 1 首次拉深模总装配---------------------------------------------28 2 二次拉深模总装配图-------------------------------------------28 八、水杯拉深模具的制造 1、水杯拉深模拉深凸模的制造-------------------------------------29 2、水杯拉深模拉深凹模的制造-------------------------------------30 05 3、水杯拉深模凸模固定板的制造---------------------------------30 ---------------------------------31 4、水杯拉深模凹模固定板的制造 5、水杯拉深模弹压卸料板的制造---------------------------------31 6、水杯拉深模上垫板的制造-------------------------------------32 7、水杯拉深模下垫板的制造-------------------------------------32 九.参考文献------------------------------------------33 十、致谢--------------------------------------------------------------------33 结论--------------------------------------------------------------------------------------34 06 专宋教研姓 业08模小室主朱祖武 具2班 名 班星 任 级 题 指导圆筒拉深件 宛强 目 教师 设 计2010年9月(共2设计绘图室 时周) 地点 间 制品: 材料: SPCEN 料厚: 2mm 数量:大 批 量 课程设计提交的档案材料 1. 设计计算说明书 (A4幅面) 1份 2. 模具装配图 (1#图纸) 1张 3. 模具工作零件图 (2#或3#图纸) 3张 4. 上述材料电子文档 07 基本要求及设计步骤建议: 1、冲裁工艺设计:对制件的结构、尺寸、精度、数量、材质等要素进行分析， 初步确定制件的冲裁工艺，计算搭边尺寸、毛坯尺寸，确定排样图(绘在 总装图上); 2、模具结构方案设计;根据冲裁工艺方案，初步确定模具结构方案和坯料导 向、定位方式; 3、计算冲裁力，初步选择冲压设备;了解其行程、吨位、容模尺寸等有关技 术参数; 4、计算卸料力，确定卸料方案及卸料元件的规格、尺寸; 5、计算并确定冲裁间隙继而确定凸模、凹模等主要工作零件的尺寸、结构形 式;选择凸模、凹模或凸凹模进行强度、刚度的计算并校核; 6、协调模具各零件的结构、尺寸，完善导料、定位等辅助功能件结构及尺寸 设计; 7、绘制模具总装配图: 1)、考虑采用“半剖法”表示上模使用中的两个极限位置; 2)、按装配图要求标注尺寸及配合性质、技术要求等; 3)、零件标号无遗漏;明细表内容详实、规范; 4)、制图遵照国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ;排样图按习惯绘在总装图的右上角或适当位置。 8、绘制凸模、凹模零件图，尺寸、粗糙度标注齐全; 9、 编写设计说明书一份，要求内容详实，措词准确，具有较好的可读性; 10、其它详见《“模具设计”课程设计指导书》。 机电技术系 模具教研室 2010、9 08 一、冲压件工艺分析 1、材料:该冲裁件的材料spcen是碳素工具钢，具有较好的可拉深性能。 2、零件结构:该制件为圆桶形拉深件，故对毛坯的计算要。 3、单边间隙、拉深凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。 4、凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。 5、尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定 工件尺寸的公差。 查公差表可得工件基本尺寸公差为: ，0.74，0.745070, 00 ，0.3，0.25R50.8 00 二、工艺方案及模具结构类型 1、工艺方案分析 该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案: 方案一:先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。 方案二:落料+拉深复合，后拉深二。采用复合模+单工序模生产。 方案三:先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。 方案四:落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。 2、主要工艺参数的计算 (1)确定修边余量 该H=50-1=49mm, d=50-2=48mm, 则H/d=49 / 48=1.02 查表5-5无 凸缘零件切边余量? = 2.5mm 09 可 则可得拉深高度H H=h+=50+2.5=52.5mm ,h (2)计算毛坯直径D 由于板厚小于1mm，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。 22 D= d，4dH,1.72dR,0.57R 22 = 50，4，50，73.8,1.72，50，5,0.57，5 ,130mm (3)确定拉深次数 0按毛坯相对厚度t/D=0.8/130,0.62和工件相对高度H/d=73.8/50=1.36 0 查《冲压工艺与模具设计》表4-15可得n=2，初步确定需要两次拉成，同时需增加一次整形工序。 (4)计算各次拉深直径 由于该工件需要两次拉深，查《冲压工艺与模具设计》表4-11可得，首次拉深系数m和二次拉深系数m: 12 m=0.53 m=0.76 12 初步计算各次拉深直径为: ，, d= mD=0.5313069mm 11 ，, d=mD=0.7613050mm 22 (5)选取凸凹模的圆角半径 考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故首次拉深凹模圆角半径r应取d1大些,根据《压工艺与模具设计》表4-7知: ，r=10t=100.8=8 mm d1 由《冲压工艺与模具设计》式(4-49)和式(4-50)即: r=(0.7—0.8) r和r=(0.7—0.8)r pndndn,1dn 010 计算各次拉深凹模与凸模的圆角半径，分别为: r=8 mm r=6 mm p1d1 r=6 mm r=5 mm p2d2 (6)计算各次工序件的高度 根据《冲压工艺与模具设计》式(4-39)计算各次拉深高度如下: 2d，1.72r，0.57r/d H=1/4(D) 11111 22=1/4() 130/69,69，1.72，6，0.57，6/69 =49mm 2/d，1.72r，0.57r/d H=1/4=(D) 22222 22 =1/4=() 130/50,50，1.72，5，0.57，5/50 mm ,74 (7)画出工序件简图 工序简图如下图2所示: 011 图2 三、确定排样图和裁板方案 1、制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单 排。 于t=0.8mm,查《冲压工艺与模具设计》附表7轧制薄钢板拟选用规格 为: ，， 0.85001000 的板料。 2、排样设计 图3 查《冲压工艺与模具设计》表2-10，确定搭边值 两工件间的横搭边a=1.2mm;两工件间的纵搭边a=1.0mm; 1 00 步距S=d+a=50+1=51mm; 条料宽度B=(D+2a+)=52.8 ,,0.4,,1 ,故一个步距内的材料利用率为: 1 0，, =A/BS100 01 20，,(d/2) =/BS100 0 0 =72.9 0 ，，，由于直板材料选取0.85001000 故每块板料可裁剪919=171个工件 ，，故每块板料(0.85001000)的利用率为: 0， =nA/LB100 ,0 20，, =171(d/2)100 0 012 0 =67 0 四、计算工序冲压力、压力中心以及初选压力机 1、落料力的计算 ,F=1.3Lt b落料 ,式中L—冲裁轮廓的总长度;t—板料厚度;--板料的抗拉强度 b ,查《冲压工艺与模具设计》附表1可知:=400MPa 。故: b ，，，，,F=1.3225250.8400=65.31KN ，，落料 FF2、卸料力和顶件力的计算 Q1Q3 F =KF Q11落料 F =K F Q33落料 式中K为卸料力系数，K为顶件力系数 31 查《冲压工艺与模具设计》表1-7知:K=0.050;K =0.08 31 F故: =KF Q11落料 ， =0.0565.31 =3.27KN F =K F Q33落料 ， =0.0865.31 =5.22KN 3、压边力的计算 采用压边的目的是为力防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压扁力必须适当，压边力过大会引起拉伸力的增加，甚至造成制件拉裂，压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉深系数 0，m和相对厚度t/D100 0 00，， 由于t/D100=0.8/130100 00 013 0 =0.62 0 首次拉深系数=0.53 m1 故:查《冲压工艺与模具设计》表4-3知，两次拉深均需要采用压边装置。 压边力: FAF= Qq F式中A为初始有效面积;为单位压边力(MPa) q F查《冲压工艺与模具设计》表4-4可知:=2MPa q FAF = Qq1 ,22,, =，， D,d，2R,F凹q114 ,22,,，， = 130,69，2，8，24 =15.2 KN FAF = Q2q2 ,22,, =，， d,d，2R,F凹q1224 ,22,,，， = 69,50，2，6，24 =1.44 KN 4、拉深力的计算 ,dt,KF首次拉深时拉深力= 1b11 ,dt,KF二次拉深时拉深力= 2b22 d,d式中:为首次拉深与二次拉深时工件的直径; 12 , 为材料抗拉强度(MPa); b K,K 为修正系数。 12 KK查《冲压工艺与模具设计》表4-1可知:=1;=0.85 12 ,dt,KF首次拉深力:= 1b11 014 = ,，69，0.8，400，1 =69.33 KN ,dt,K二次拉深力:F= 2b22 = ,，50，0.8，400，0.85 =42.7 KN F故总拉深力:=F+F 21拉深 + =69.3342.7 =112.03KN 由于制件属于深拉深，故确定压力机的公称压力应满足: F,(0.5~0.6)F,拉深 故: =67.2KN F, 综上所述: FFFFFFFF=+ +++++ Q1Q3QQ21落料总冲压力12 =202.47KN 5压力中心的计算 015 图4 由于是圆形工件，如图4所示，所以工件的压力中心应为圆心即o(25,25) 6、压力机的选择 由于该制件数亿小型制件，且精度要求不高，因此选用开始可倾压力机，它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉的有点。根据总压力选择压力机，前面已经算得压力机的公称压力为202.47 KN，查《冲压工艺与模具模具设计》表7.3提供的压力机公称压力中可选取压力机的型号为:J23-16F 五、工件零件刃口尺寸的计算 刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，用配作法，因此凸模基本尺寸与凹模尺寸相同，保证单边间隙Z/2(mm) min 图5 Z,0.042查《冲压工艺与模具设计》表1-3可知: max Z,0.03 min Z/2拉深模的单边间隙为:Z==0.015 mm min ，,/4D,(D,x,) dmax0 式中x为补偿刃口磨损量系数。查《冲压工艺与模具设计》表2-21可知:x=0.5 取落料的尺寸公差IT14，则公差为=0.4mm , 所以落料凹模的尺寸为: 016 ，,/4D,(D,x,) dmax0 ，0.4/4， =(130-0.50.4) 0 ，0.1 =129.8mm 0 六、工件零件结构尺寸和公差的确定 1、整体落料凹模板的厚度H的确定: 3 H= kk0.1F12落料 式中k为凹模材料的修正系数，碳素工具钢取k=1.3; 11 k为凹模厚度按刃口长度修正系数，查《冲压工艺与模具设计》表2-18可2 k知:=1 2 3 H=kk0.1F 12落料 33，， =1.31 0.1，65.31，10 =52.35mm 2、凹模板长度L的计算 L=D+2C 查《冲压工艺与模具设计》表2-17可知:C取28—36mm，根据要求C值可取30mm 故: L=D+2C ， =50+230 =110 mm ，，11052(mm)。凸模板尺寸按配作法计算。 故确定凹模板外形尺寸为:110 3、其他零件结构尺寸 ，，序号 名称 长宽厚(mm) 材料 数量 ，，1 上垫板 11011040 T8A 1 ，，2 凸模固定板 11011048 45钢 1 ，，3 空心垫板 11011046 45钢 1 017 ，，4 卸料版 11011044 45钢 1 ，，5 凸凹模固定板 11011050 45钢 1 ，，6 下垫板 11011040 T8A 1 ，，7 压边圈 11011060 45钢 1 (1)第一次拉深 ?拉深凸模 第一次拉深模,由于其毛坯尺寸与公差没有必要予以严格的限制,这时凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的过渡尺寸即可,以凸模为基准.取公差等级为IT10=0.12mm. 00d=d =69mm 凸-δ凸-0.12 +δ凹+0.12+0.12d=( d+ 2Z) =(69+2×0.015)=69.03 mm 凹凸000 拉深凸模采用台阶式，也是采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合,拉深凸模结构如下图6所示。 图6 ?凸凹模 结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/m6，凸凹模长度L=99mm,具体结构可如下图7所示。 018 图7 ?落料凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度，凹模板的厚度还应考虑修磨量，根据冲裁件的厚度和冲裁件的最大外形尺寸在标准中选取凹模板的各尺寸为:长230mm，宽200mm，因考虑到整套模具的整体布置要求，选其厚度为52mm，结构如下图8所示。 图8 (2)第二次拉深模 019 ?凸模 根据工件外形并考虑加工，将凸模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与修模，采用车床加工，与凸模固定板的配合按H7/m6。 凸模长度 L=H+H+Y 12 式中 H——凸模固定板厚度 1 H——压边圈高度 2 Y——附加长度，包括凸模刃口修磨量，凸模进入凹模的深度73.8mm， 因此凸模长度L=48+60+73.8=181.8mm。具体结构可参见下图9所示。 图9 ?凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。取凹模轮廓尺寸为φ160mm×73.8mm，结构如下图10所示。 拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差: 020 查表得凸凹的制造公差为:δ=0.02mm 凸 δ=0.03mm 凹 当工件要求内形尺寸:凸模尺寸: 0d=(d+0.4?)凸min-δ凸 00=(50+0.4×0.4)mm=50.16 mm -0.02-0.02 +δ凹凹模尺寸: d=( d+0.4?+2Z) 凹min0 +0.03 =(50+0.4×0.4+2×0.015)0 +0.03=50.19 mm 0 图10 ?固定挡料销 落料凹模上部设置固定挡料销，采用 固定挡料销的进行定距.挡料装置在复合模 中,主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量 的搭边.,如图11所示为钩形挡料销,因其固定孔 离刃口较远,因此凹模强度要求,结构上带有 防转定向销. 挡料销采用H7/r6安装在落料 凹模端面 图11 ?导料板的设计 导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，查表知导料板与条料之间的 间隙取0.5mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度查表可知选择。 021 导料板采用45钢制作，热处理硬度为28,32HRC，用螺钉固定在凹模上。 ?卸料部件设计 卸料装置用弹压卸料板的卸料装置，如下图12所示，卸料板内孔每侧与凸模保持间隙C,=0.1~0.2t=0.16mm;卸料板周界尺寸与凹模周界尺寸一样，厚度根据冲裁件料厚t和卸料板宽度B查模具手册之四[2]中表14-10得其厚度为16mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为43,48HRC。 图12 ?卸料螺钉的选用 卸料板上设置2个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M8×16mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后， 应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。 ?压边圈设计 1)首次拉深: 为了防止拉深过程中起皱，生产中主要采用压边圈，查《冲压工艺与模具设计》表4-3知，两次拉深均需要采用压边装置。压边圈采用45钢制造，热处理硬度为42,45HRC。其结构如下图13所示。 022 图13 2)二次拉深: 压边圈结构与尺寸由标准中选取，压边圈圆角半径r应比上次拉深凸模的Y 相应圆角半径大0.5,1mm,以便将工序件套在压边圈上.材料采用45钢，热处理硬度为调质42-45HRC.其结构如下图14所示。 图14 ?凸模固定板 023 图15 技术要求:a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6 b.材料为45#钢，调质为24~28HRC c.带*号尺寸按凸模实际尺寸配作并保证凸模呈H7/m6配合 ?凸凹模固定板 024 图16 技术要求:a.上、下平行度为0.02，粗糙度为1.6 b.材料为45#钢，无需热处理 ?落料拉深复合模架与二次拉深模架 采用滑动导向后侧导柱式模架的导向方式，如图 17所示，带有导柱的冲裁模适合于精度要求较高，生 产批量较大的冲裁件，且导柱模结构比较完善，对后 侧导柱的导向方式可从左右和前后两个方向进行送料。故相应选后侧导柱模架。 因为它的模具较高所以选取比较大一点的模架模 架的结构与尺寸都直接由标准中选取，相关参数如下: 凹模周界L:315 凹模周界B:250 图17 闭合高度(参考)|最小:275 闭合高度(参考)|最大:320 a上模座 数量1 规格:315×250×55 025 b下模座 数量1 规格:315×250×70 c导柱 数量1 规格:40×260 d导套 数量1 规格:40×140×53 导柱与导套结构由标准中选取，尺寸由模架中参数决定。 导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为(渗碳)56-62HRC。上下模 -32HRC。 座材料采用45钢，热处理硬度为调质28 二次拉深模采用滑动导向后侧导柱式模架的导 向方式，如图18所示，模架的结构与尺寸都直接由 标准中选取，因为它的模具较高所以选取比较大一 点的模架相关参数如下: 凹模周界L:250 凹模周界B:250 闭合高度(参考)|最小:240 闭合高度(参考)|最大:285 a上模座 数量1 规格:250×250×50 b下模座 数量1 规格:250×250×65 图18 c导柱 数量1 规格:35×230 d导套 数量1 规格:35×125×48 导柱与导套结构由标准中选取，尺寸由模架中 参数决定。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为(渗碳)56-62HRC。上下模座材料采用45钢，热处理硬度为调质28-32HRC。 5、弹顶器的弹性元件的选取 ?落料拉深复合模 026 选用橡皮作为弹性元件，橡皮一般为聚氨胶，因为它允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调理方便。 因为聚氨脂橡胶的总压缩量一般?35%,所以取30%，刚聚氨胶的高度根据 h=0.3×H计算。h为压边圈运行的高度，h=60mm。 所以橡胶的高度H=60/0.3=200mm 选取三块同样的橡胶.中间加上钢垫圈,防止失稳弯曲.其结构图如下图19。 图19 ?二次拉深模 选用弹簧作为弹性元件.选用圆柱螺旋弹簧,它的主要技术参数是工作极限负荷F与其相对应的工作极限负荷下的变形量L。根据所需要的卸料力或推件力jj F以及所需要的量大压缩行程L，来计算F 与L，然后就可以在标准中选取相Q0jj 应的规格弹簧。 1)确定弹簧的数目为1 2)顶件载荷F=压边力=1440N Q 3)最大压缩行程L=h + h + h + t =1+46.8+7+0.8=55.6mm 0123 4)计算所需的弹簧的工作极限负荷F 与工作极限负荷下的变形量L，K取jj 40% F = F/K=1440/0.4=3600N jQ L= L/(1-K)=55.6/(1-0.4)=92.67N j0 由上述二式查弹簧标准表得:弹簧材料直径为10mm，弹簧中径为75mm，节距为t=26.5,工作极限负荷F =3500N,变形量L=111mm,有效圈数为7.5 jj 027 七、模具总装配图 1、首次拉深模总装配图如下图20所示。 图20 2、二次拉深模总装配图如下图21所示。 028 八、水杯拉深模具的制造 1、水杯拉深模拉深凸模的制造 拉深凸模的加工工艺过程 材料:Cr12，硬度:58,62HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成φ145mm×65mm的圆棒料 2 热处理 退火 3 铣平面 铣上、下平面，保证尺寸60.8mm 4 车削 车外圆,φ129.6mm外圆柱留磨削余量0.4mm，其余达图 样尺寸 5 钳工 倒圆角至要求，去毛刺 6 划线 划上端及侧面通气孔线 029 7 钻孔 钻通气孔 8 检验 9 热处理 淬火，硬度至58,62HRC 10 磨削 磨削各表面达设计要求 11 检验 2、水杯拉深模拉深凹模的制造 拉深凹模的加工工艺过程 材料:Cr12，硬度:58,62HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成φ200mm×135mm的圆棒料 2 热处理 退火 3 铣平面 铣上、下平面，保证高度尺寸130.8mm 4 钻中心孔 钻中心孔 5 车削 车削外表面并留0.4mm的磨削余量 6 镗孔 镗内孔，φ133.25mm的孔留0.4mm的磨削余量 7 钳工 倒圆角至要求，去毛刺 8 检验 9 热处理 淬火、回火，硬度至58,62HRC 10 磨削 磨削φ133.25mm内表面和φ188mm外表面达设计要求, 11 检验 3、水杯拉深模凸模固定板的制造 凸模固定板的加工工艺过程 材料:45钢，硬度:调质24,28HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成355mm×285mm×25mm的平行六面体 2 热处理 退火 3 铣平面 铣六面达350.3mm×280.3mm×20.3mm，并使两大平面 与相邻两侧面基本垂直 4 划线 划型孔、销孔、螺纹孔中心线 5 钻孔 钻各孔，φ188mm、φ28mm留0.4mm的磨削余量 6 钳工 攻螺纹，去毛刺 030 7 检验 8 热处理 调质24,28HRC 9 磨削 磨削φ188mm、φ28mm内表面达设计要求 10 检验 4、水杯拉深模凹模固定板的制造 凹模固定板的加工工艺过程 材料:45钢，硬度:58,60HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成355mm×285mm×25mm的平行六面体 2 热处理 调质，硬度24,28HRC 3 铣平面 铣六面达350.3mm×280.3mm×20.3mm，并使两大平面 与相邻两侧面基本垂直 4 钳工 划型孔、销孔、螺纹孔中心线，钻穿丝孔，攻螺纹 5 线切割 割安装固定孔 6 铣削 铣削固定孔背面的沉孔到要求 7 磨削 磨削表面达设计要求 8 检验 5、水杯拉深模弹压卸料板的制造 弹压卸料板的加工工艺过程 材料:45钢，硬度:43,48HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成285mm×120mm×15mm的平行六面体 2 热处理 退火 3 铣平面 铣六面达280.3mm×120.3mm×15.3mm，并使两大平面 与相邻两侧面基本垂直 4 钳工 划各孔中心线 5 钻孔 钻各孔 6 铣削 铣削固定孔背面的沉孔到要求 7 热处理 淬火，硬度43,48HRC 8 磨削 磨削表面达设计要求 9 检验 031 6、水杯拉深模上垫板的制造 上垫板的加工工艺过程 材料:T8A，硬度:淬火54,58HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成355mm×285mm×15mm的平行六面体 2 热处理 退火 3 铣平面 铣六面达350.3mm×280.3mm×12mm，并使两大平面与 相邻两侧面基本垂直 4 磨削 磨上、下平面，厚度达10.6mm,并磨两相邻侧面使四面 垂直 5 划线 划型孔、销钉孔、螺纹孔中心线 6 钻孔 镗大孔，钻各孔到要求 7 钳工 攻螺纹，去毛刺 8 检验 9 热处理 淬火硬度54,58HRC 10 磨削 磨削φ140mm及两大平面达设计要求 11 检验 7、水杯拉深模下垫板的制造 下垫板的加工工艺过程 材料:T8A，硬度:淬火54,58HRC 序号 工序名 工序内容 1 备料 毛坯锻成355mm×285mm×45mm的平行六面体 2 热处理 退火 3 铣平面 铣六面达350.3mm×280.3mm×42mm，并使两大平面与 相邻两侧面基本垂直 4 磨削 磨上、下平面，厚度达40.6mm,并磨两相邻侧面使四面 垂直 5 钳工 ?划型孔、销钉孔、螺纹孔中心线 ?钻销孔、螺纹孔、穿丝孔 ?攻螺纹到要求 6 线切割 线切割型孔 032 7 热处理 淬火硬度54,58HRC 8 磨削 磨削厚度及型孔到要求 9 检验 九.参考文献 【1】.魏春雷，徐彗明。 冲压工艺与模具设计 北京理工大学出版社 , 【2】.涂序斌 模具制造技术，北京理工大学出版社，(第二版) 【3】.邓德清，胡绍平 机械设计基础课程指导书， 【4】.魏春雷，朱三武，章南编. 模具专业毕业设计手册. 天津大学出版社, 【5】.冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编. ,模具设计与制造简明手册(第二版),. 上 海科学技术出版社, 1998 【6】. 宛强《冲压模具设计及实例精解》化学工业出版社 【7】 .魏斯亮 李时骏 互换性与技术测量， 北京理工大学出班社 200 十、致谢 在即将走上工作岗位的时候，有这样一次设计、有这样的一个 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，很高兴，很兴奋，也很感激。虽然它还不是很成熟，但已散发着淡淡的香气。感谢默默付出的老师们～关心支持我的同学、朋友们～ 毕业设计的完成，我要感谢我的指导老师们的大力支持。是他们的耐心指正和教导才使我的毕业设计逐渐趋于完善。更重要的是他们给了我自己解决问题的方法,鼓励我提出针对性的有用的问题,从细微之处一点一滴的指导我们。通过这次实践，我更进一步熟悉模具的设计，锻炼了工程设计实践能力，培养自己独立设计能力。 即将走向工作岗位，在今后的工作中，我将继续加强理论的学习，再接再厉，将所学的知识付诸实践，总结经验，不断进步～ 在此感谢,宛强等老师在设计过程给我的帮助和鼓励，谢谢～ 033 结论 通过这次毕业设计使我熟悉了冲压模具的整个过程，并且了解了在做冲压模具之前首先要对产品的结构形态，模具的结构形态。也就是要对产品的工艺性进行合理的分析，从而才能采取更合适模具，节约成本的同时还能保证加工零件的精度要求。其次，考虑好产品的批量以及精度要求以及材料的造价。最后完成产品的模具设计、模具的装配图、零件图。 本次毕业设计的成功完成使我个人的所有专业中学术上的一次难忘的历程，因为通过我本人的长时间的思考、设计以及老师多次细心的指导使我知道一套合格的冲压模具设计的完成以及一套合格的图纸的完成都需要付出多少次的心血和汗水，通过它可以说明一个人最基本的学习工作态度，我认为要立志成为一个模具行业的佼佼者首先要从每一个细节做起，做事要有坚忍不拔的毅力，有耐心、谦虚、谨慎这样才能成为一名出色的模具工程师。 034