筒形件冲压成形工艺与模具设计c【圆筒件】【含CAD图纸、说明书】【LB7】

喜欢就充值下载吧。资源目录里展示的全都有，下载后全都有，图纸均为高清图，CAD图纸可自行编辑，有疑问咨询QQ:1064457796 河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生姓名周杨京学 号111304152指导教师文秀海选题情况课题名称难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：所在专业意见： 负责人： 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名: 周杨京 学 号: 111304152 设计题目 ： 筒形件冲压成形工艺与模具设计 起 迄 日 期:2013年11月2日2014年4月13日 指 导 教 师: 文秀海 2013年11 月 2日毕 业 设 计 任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的：本设计设计题目来源于生产实践，在完成该课题之后，应对注塑成形工艺（冲压成形工艺）较为熟悉，能熟练掌握相关设计手册的使用，能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制，能够运用绘图软件完成模具装配图及零件图的绘制。2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 原始数据如图 材料：08钢 大批量 工作要求： （1）完成模具的设计，编写设计说明书一份； （2）绘制模具装配图以及全套的模具零件图； （3）编写主要零件加工工艺卡。 所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号05零件名称卸料板零件号00-03零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量45钢35-40HRC锻 件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号数控铣床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时二次2铣上、下平面30面铣刀游标卡尺20.2mm200/ min2000r/min二次1铣四周面10立铣刀游标卡尺20.5mm60/ min2000r/mi设 计 者周杨京指 导 教 师共 1 页第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号零件号零 件 名 称00-03卸料板01牌 号硬 度45钢35-40HRC工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料02锻造达尺寸130 mm130 mm20mm蒸汽锤直尺03粗铣六面达尺寸125mm125 mm12mm立式铣床虎钳30面铣刀, 10立铣刀游标卡尺04钳工划线去毛刺做螺纹孔立式钻床虎钳钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺05热处理（淬火、回火）保证硬度48-52HRC热处理炉硬度仪，游标卡尺06磨削上下面及一直角面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺，刀口尺07线切割各个型孔留余量0.02mm线切割慢走丝机床复式支撑0.2mm黄铜丝千分表，游标卡尺08钳工研磨各型孔达尺寸要求游标卡尺09检验游标卡尺编制 周杨京 校对 审核 批准 河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计题目： 筒形件冲压成形工艺与模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具111班 学生姓名 周杨京 学 号 111304152 指导教师 文秀海 2014年 4 月 16 日筒形件冲压成形工艺与模具设计摘 要 : 此次设计为落料拉深冲孔复合模，设计本模具充分利用了网上资源，图书馆藏书，更重要的是老师的谆谆教导，才成就了此模具。 在模具的设计过程中，首先，简要地概述了冲压模具的特点和在社会发展领域中的作用及其以后的发展前途，点明了模具的设计意义；其次进行工件的工艺分析；进而确定了工艺方案，计算出了模具工作部分的尺寸公差，设计出零部件，然后依据设计要求选择各个标准件，最后设计出模具的总装配图。在设计过程中需要计算冲压力，落料力，拉深力及推件力，卸料力，从而判断模具各部件是否能承受压力机的作用，更重要的是模具工作零件的设计，以此为核心的问题，工作零件的误差将直接影响制件的质量。最后利于绘图工具AutoCAD制作了装配图和零件图，而节省了许多时间。通过此次设计使我不仅掌握了冲压模具设计的一般流程，更好的学习好多在课本上没有学习的知识。关键词 : 冲孔,拉深,计算机绘图,工艺分析THE CYLINDRICAL PARTS FORMING TECHNOLOGY AND DIE DESIGN ABSTRACT :This time design for fall to anticipate- pull deep- blunt bore compound mold, design originally the molding tool made use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool.In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle the characteristics of press the molding tool all and after society develop the function in the realm and it of development prospect, order the design meaning of understand the molding tool;Carry on the craft analysis of the work piece the next in order;Then made sure the craft project, compute the molding tool work the size business trip of the part, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design, designing a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, pulling the deep dint and pushing a dint, unloading to anticipate the dint, thus judging whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not, the design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, the error margin of the work spare parts will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study.KEY WORDS: Blunt bore ,Pull deeply ,The calculator painting,The craft analysis目录1 绪 论11.1国内模具的现状和发展趋势11.1.1国内模具的现状11.1.2国内模具的发展趋势21.2国外模具的现状和发展趋势31.3深圆筒拉深件模具设计与制造方面41.3.1 深圆筒拉深模具设计的设计思路41.3.2深圆筒拉深模具设计的进度42 深圆筒件的工艺分析62.1 拉深件的结构工艺性72.1.1制件的总体分析72.2工艺方案的确定82.3主要工艺参数的计算92.3.1毛坯尺寸计算92.3.2确定是否加修边余量102.3.3确定是否需要压边圈102.4确定拉深系数102.5排样及材料的利用率112.5.1毛坯排样设计112.5.2条料搭边值的确定112.5.3条料的宽度与步距122.5.4送料步距的确定122.6相关计算142.6.1冲压工艺力的计算142.6.2冲裁力的计算142.6.3冲压设备的选择152.7压力中心的计算163.模具结构的确定173.1模具的形式173.1.1定位装置173.1.2卸料装置173.1.3导向零件173.1.4送进导向零件183.1.5 模架183.2 模具零件主要工作部分尺寸计算183.2.1冲裁工序183.2.2拉深工序193.2.3凹模外形尺寸的确定203.2.4刃壁高度213.2.5 拉深凸模轮廊尺寸的确定213.2.6拉深凸模的长度计算213.2.7弹性元件的设计计算223.3 主要零部件的选择223.3.1 卸料板的选择223.3.2固定板的选择223.3.3推件装置的选择233.3.4顶件装置的选用233.3.5压边装置的选择234 标准件的选用244.1模架的选择244.2 导柱导套的选择244.3模柄的选用244.4挡料销的选用254.5螺钉与销钉的选择255.1模具的装调265.1.1凸凹模装配265.1.2凸模装配265.1.3装配下模265.1.4装配上模275.1.5模具总装图275.2试冲与调整285.2.1.模具零件的制造需要注意的事项29总 结30感 谢31参考文献32机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号03零件名称落料凹模零件号00-01零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量Cr1258-63HRC锻 件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号数控铣床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时二次2铣上、下平面30面铣刀游标卡尺20.2mm200/ min2000r/min二次1铣四周面10立铣刀游标卡尺20.5mm60/ min2000r/mi设 计 者周杨京指 导 教 师共 1 页第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号零件号零 件 名 称00-01落料凹模01牌 号硬 度Cr1258-63HRC工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料02锻造达尺寸130 mm130 mm50mm蒸汽锤直尺03粗铣六面达尺寸125mm125 mm30mm立式铣床虎钳30面铣刀, 10立铣刀游标卡尺04钳工划线去毛刺做螺纹孔立式钻床虎钳钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺05热处理（淬火、回火）保证硬度48-52HRC热处理炉硬度仪，游标卡尺06磨削上下面及一直角面平面磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺，刀口尺07线切割各个型孔留余量0.02mm线切割慢走丝机床复式支撑0.2mm黄铜丝千分表，游标卡尺08钳工研磨各型孔达尺寸要求游标卡尺09检验游标卡尺编制 周杨京 校对 审核 批准 河南机电高等专科学校毕业设计评语学生姓名： 周杨京 班级: 模具111班 学号： 111304152 题 目： 筒形件冲压成形工艺与模具设计 综合成绩： 指导者评语：1. 该毕业设计说明书，内容比较完整，格式比较规范。2. 设计图纸认真、标注比较规范，设计图纸比较合理。3. 零件工艺卡，零件加工过程比较合理。4. 符合毕业设计要求，可以提交答辩。建议评定成绩为中等 指导者(签字)： 年 月 日毕业设计评语评阅者评语： 评阅者(签字)： 年 月 日答辩委员会（小组）评语：毕业设计说明书格式比较规范，内容完整。模具设计图纸结构较合理，绘图比较规范。绘图表达有少许错误，技术要求不规范。评定该生毕业成绩为中。 答辩委员会（小组）负责人(签字)： 年 月 日筒形件冲压成形工艺与模具设计1 绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足: 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1） 模具日趋大型化；2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3）模具扫描及数字化系统；4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高；8）模具研磨抛光将自动化、智能化；9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。1.2国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到451.3深圆筒拉深件模具设计与制造方面1.3.1 深圆筒拉深模具设计的设计思路拉深是冲压基本工序之一，它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。圆筒件是最典型的拉深件，其工作过程很简单就一个拉深，根据计算确定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根据计算的结果和选用的标准模架，判断此次拉深不能采用标准的模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据拉深凸模与拉深凹模工作配合长度决定设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。1.3.2深圆筒拉深模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间20天；2.确定加工方案，所用时间5天；3.模具的设计，所用时间30天；4模具的调试所用时间5天2 深圆筒件的工艺分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。2.1 拉深件的结构工艺性2.1.1制件的总体分析工件名称：端盖（如图2-1）生产批量：大批量 图2-1 落料拉深零件图材料：08该冲压件为圆筒形拉深件，拉深高度不高。冲压件的材料为08钢。拉深成形性能比较好。又由于产品批量大。工序分散的单一工序生产不能满足生产需要。（应考虑工序集中的工序方法。综合分析论证，采用落料拉深复合模。既能满足生产量的要求，又能保证产品质量和模具的合理性。零件材料为08钢，有很良好的塑性，料厚为1.5mm属薄料，冲压性能好。零件的结构：零件需要一次冲裁和一次拉深成型。零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。2.2工艺方案的确定工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数，工序的组合和工序的顺序安排等。应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量，形状，尺寸等方面的因素，全面考虑，综合分析，选取一个较为合理的方案。冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁。复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模。在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次行程外，每次冲程都可以。方案一：先落料，再拉深，采取单工序模生产。方案二：落料拉深，采用复合模生产。方案三：先拉深，再落料，采用级进模生产。方案一结构简单，需两道工序，两副模具才能完成，生产效率也低。从经济的角度考虑不妥当，难以满足大批量生产要求。方案三是一种多工位效率高的加工方法，但级进模轮廊尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量小型冲压件，而且工作周期长，模具结构复杂，生产成本过高。综上所述，由于产品批量大，工序分散的单一工序生产不满足生产需要。应采用方案二（模具结构紧凑，冲出的制件精度及生产效率都比较高，适合大批量生产）。2.3主要工艺参数的计算2.3.1毛坯尺寸计算计算毛坯直径 该工件为无凸缘圆筒形件。根据等面积原则，用解析法求毛坯直径，如图；将工件分为三个简单的几何体，如图（2-2）中的第1，2，3部分，按工件厚度中心计算 图2-2 零件图 h=9.5mm d=43mm r=2.5mm则毛坯直径为：D=d2+4dh-1.72rd-0.56r2 （2-1） =4343+4439.5-1.722.543-0.562.52.5 57mm2.3.2确定是否加修边余量 根据冲压件相对高度：hd=9.542.50.221.5所需要压边圈。2.4确定拉深系数 根据冲压件的相对高度和坯料的相对厚度的大小查表确定拉深系数。 相对高度：hd=0.22 ； 相对厚度：tD=1.75 查手册可知:由于冲压件相对高度0.22远远小于一次拉深时相对高度0.940.77。则可一次拉深成形。2.5排样及材料的利用率2.5.1毛坯排样设计 在进行模具设计时，首先先要设计条料排样图，条料排样图的设计是模具设计时的重要依据模具条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的。排样图设计错误会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一但确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序，模具的工位数，零件的排样方法，模具的步距的公称尺寸，条料解体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后拉深，最后切断，并且考虑模具的强度，刚度，结构的合理性。冲裁件在条料，带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的条料冲出更多的零件来，降低材料的消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要的问题，特别对贵重的有色金属。材料的合理与否将影响到材料的经济利用，冲裁质量，生产效率，模具结构与寿命，生产操作方便与安全等。排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。毛坯在板料上可以截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排，斜排，对排，无废料排样，多排，混合排。根据该冲压件的形状特征，采用单排排样，采用这种毛坯排样的模具结构的相对简单，模具制造较为方便。2.5.2条料搭边值的确定搭边是指排样时零件之间以及零件与条料侧边制件留下的剩料，其作用是使条料定位，保证零的质量和精度，补偿定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不拉深，便于送进，并能使冲模的寿命得到提高，（如图2-3所示）：图2-3 排样图查设计资料选择搭边值：a=a=1.5mm2.5.3条料的宽度与步距条料宽度：b=D+2a （2-2）=57+21.5=60-0.010mm步距：冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度，设计连续模时，要合理的确定步距的基本尺寸和精度。步距的基本尺寸就是模具中相邻工位的距离，连续模任何相邻的两个工位距离都必须相等。此次设计的条料为单排，步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廊尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和。2.5.4送料步距的确定为了节约材料，应合理的选择搭边值。搭边值过小，会使作用在凸模侧表面上的方向应力沿切口分布不均，降低冲裁质量和模具寿命，所以必须使搭边值的最小宽度大于冲裁时塑性变形区的宽度，一般可以取材料的厚度。若搭边值小于材料的厚度，冲裁时搭边可能被拉断，有时还会被拉入到凸凹模间隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口。搭边值的大小与材料的性能、零件的外形尺寸、材料的厚度、送料及挡料的方卸料的方式有关。硬材料的搭边值可以小一些，软材料和脆材料的搭边值可以大一些。零件尺寸大或者有尖凸时，搭边值应答一些，厚材料的搭边值取大一些。送料进距：s=D+a （2-3）=57+1.5=58.5mm板料规格的选用：1mm500mm1500mm每张钢板裁板条数：n=150057=26（为了操作方便，采用横裁）每条裁板上的冲压件数： n=Bs （2-4） =50058.5 =8个每张钢板上的冲压件总数： N=nn （2-5） =268 =208个板料的利用率：y=ND24LB100% （2-6）=913.14575745001500100%=71%2.6相关计算2.6.1冲压工艺力的计算工艺计算是模具设计的基础，只有正确的计算出各道工序的凸凹模尺寸、冲压力、毛坯尺寸等，才能设计出正确的模具，而且是选用压力机，模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。2.6.2冲裁力的计算冲裁力是冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。冲裁力是凸模和凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，他与板料的厚度、工件的周长、板料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具，选择压力机的重要参数。计算冲裁力的大小是为了合理的利用冲压设备和设计模具，选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能过传递和承受所计算的冲压力，以便适应冲裁的要求。（表2-1） 冲裁力的计算类别计算公式结论落料力p落=1.3Dt=1.33.14573201=74455.6874表示材料抗剪强度 08钢=260360pa 取=320pa p落=74.5KN卸料力p卸=k卸 p落=0.0474.52.98 p卸=2.98KN 拉深力p拉kdtb=0.453.14431400=24303.624.3Kn式中k为修正系数，k=0.45 b为材料的强度极限 08钢b=324441 b取400pa P拉=24.3kN 总冲压力p总=p落+p卸+p拉=74.5+2.98+24.3=101.78kN P总=101.8kN2.6.3冲压设备的选择冲压设备的选择是冲压工艺过程设计的一项重要内容，它直接关系到设备的安全和使用的合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量、零件精度、生产效率、模具寿命、板料的性能与规格、成本的高低等一系列重要问题。 为使压力机能安全工作，取p压机1.61.8p总 (2-7)=1.7101.78=173.026kN故选250KN的开式压力机其主要技术参数如下：公称压力：250KN 工作台垫板孔尺寸：260滑块行程：75mm 模柄孔尺寸：40mm60mm最大封闭高度：260mm 工作台垫板厚度：50mm封闭高度调节量：55mm工作台尺寸：370mm560mm2.7压力中心的计算冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。冲模压力中心应尽可能和模柄的轴线以及和压力机滑块的中心线重合，以便使冲模稳定的工作，减少导向机构滑块件之间的磨损，提高运动精度以及模具和压力机的寿命。冲模压力中心线的求法：采用求平衡力系合力作用点的方法。由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廊的断面厚度不变，轮廊各部分的冲裁力与轮廊长度成正比，所以，求合力作用点可转化为求轮廊线的重心，具体的方法如下：1按比例画出冲压轮廊线，选定直角坐标系。2把图形分成几部分，计算出各部分的长度，求出各部分重心位置的坐标值。3求出冲压力中心的坐标值。由于该零件形状对称，所以压力中心在该零件的中心上。3.模具结构的确定3.1模具的形式复合模又可以分为正式和倒装式：1.正式复合模具的特点：冲出的工件表面比较平直，为后续加工提供条件；2.倒装式复合模具的特点：操作方便，应用很广，但工作表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。3.1.1定位装置采用固定式挡料销纵向定位。固定挡料销其结构简单、制造容易，工作很方便。3.1.2卸料装置设计卸料装置的目的是冲裁后将卡在凸模外、凹模内的工件或废料卸掉，保证下次冲裁顺利进行。一般有弹性卸料装置、刚性卸料装置、废料切刀三种形式。本设计采用弹性卸料装置，固定卸料板的外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.81倍 工件卸除，采用打料装置将工件从落料凹模中推下，落在模具表面上。3.1.3导向零件导向零件有许多种，如用导板导向，则在模具上安装不便而且阻挡操作者视线，所以不采用，若用滚珠式导柱导套进行导向，虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以不采用；针对本次加工的产品的精度要求不高，采用滑动式导柱导套极限导向即可，而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可以降低成本。3.1.4送进导向零件 送进导向零件有导料销、导料板、承料板等。本设计采用导料销作为送进导向零件。导料销一般有两个，设在条料的同侧，条料沿着两个导料销确定的直线送进。从右向左送料时，导料销在后侧；从前向后送料时，导料销在左侧。固定导料销一般设在凹模面上，活动导料销一般设在弹压卸料板上，导料螺钉一般设在固定板或下模座平面上。3.1.5 模架模架是由上下模座，模柄及导向装置（最常用的是导柱导套）组成。标准模架中，应用最广泛的是导柱、导套作为导向装置的模架。根据导柱导套配置不同，模架分为四种基本形式：对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架，四导柱模架。若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，拔模方便，但是只能一个方向送料；若采用对角导柱模架，则受力平衡、滑动平稳，可以纵向和横向送料；若采用后侧导柱模架，则可分为三方向送料，操作者视线不被阻挡，结构比较紧凑，但是受力不平衡，滑动不平稳。综合考虑，采用后侧导柱模架。 3.2 模具零件主要工作部分尺寸计算 3.2.1冲裁工序工件尺寸精度查公差表均为IT14级，查表的X=0.5. Zmax=0.14mmZmin=0.10mm Zmax-Zmin=0.04;凸模制造精度采用IT6级，凹模制造精度采用IT7级。3.2.2拉深工序工件未注公差，按IT14级，凸凹模的制造精度采用IT9级；拉深单边间隙Zz=1.1t (表3-1)模具零件主要工作部分计算冲压性质零件尺寸计算公式凹模尺寸凸模尺寸落料51-0.10查表得：凸=0.03 凹=0.02凹-凸=0.03+0.02=0.05mmD凹=（D-x）0+凹=（57-0.50.1）0+0.03=56.950+0.03D凸=（D凹-Zmin）-凸0=（56.95-0.01）-0.020=56.85-0.020由于凹+凸Zmax-Zmin不满足间隙公差条件，应缩小凹凸提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内。取 凸=（Zmax-Zmin）=0.016凹=0.6Zmax-Zmin=0.024故 D凹=56.950+0.04 D凸=56.85-0.0160D凹=56.950+0.024D凸=56.85-0.0160拉深44-0.870凸凹模制造公差按IT9级制造。查表得： 凸=凹=0.087mm D凹=（D-0.75）0+凹=(44-0.750.87)0+0.08743.350+0.87D凸=(D凹-Z)-凸0=（43.35-21.11）-0.087041.15-0.0870D凹=43.350+0.087D凸=41.15-0.08703.2.3凹模外形尺寸的确定凹模厚度的确定： H=kb （H15mm），其中b为最大型孔的宽度尺寸，取57mm；k为系数。查冲压设计手册，取0.28，则 H=0.2557=15.96mm查表确定凹模厚度H=22mm凹模长度的确定：L=l+2c （l是沿凹模长度方向刃口型孔的最大距离)，查表确定c取30mm，则L=57+60=117mm凹模宽的确定：B=b+2c（b 是沿凹模宽度方向刃口型孔的最大距离），查表确定c取30mm，则 B=57+60=117mm。凹模采用螺钉和销钉直接固定在凹模固定板上，凹模的刃口为直筒式，这种刃口为直筒式，这种刃口的强度高，修磨后刃口尺寸不变。3.2.4刃壁高度垂直于凹模平面的刃壁，其高度h0可以按下列规则计算： 冲件料厚：t3mm h0=6mm 冲件料厚：t3mm h0=t所以，取 h0=6mm3.2.5 拉深凸模轮廊尺寸的确定根据零件的形状可以选择圆形凸模，刃口采用平刃，凸模的固定方法采用台肩固定，凸模与凸模固定板的配合部分按过度配合（H7n6）制造。3.2.6拉深凸模的长度计算凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，所以经计算取h=15mm;本设计采用刚性卸料板，查表取其厚度为h=12mm；导料板厚度h取决于导料方式和板料厚度，因为采用固定挡料销，所以查表得h=4mm。则：凸模长度L=h1+h2+h3+h（h为附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度0.5mm1mm，以及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离15mm20mm等因素）所以L=4+12+15+19=50mm3.2.7弹性元件的设计计算为了得到平整的工件，此模具采用弹压卸料结构，使条料在落料和拉深过程始终处在一个稳定的压力作用之下，从而改善毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱的可能，橡胶在这个过程中起卸料和压力料的作用。在模具装配时按模具空间大小确定，为保证橡胶垫垫不过早失去弹性而破坏，一般取自由高度的35%-45%，橡胶垫的预缩量一般取自由高度的10%-15%。3.3 主要零部件的选择3.3.1 卸料板的选择卸料板的选择是根据凸凹模的外形尺寸来确定的。即125125123.3.2固定板的选择凸模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。本设计凸模固定板采用方形板件，外形尺寸通常与凹模一致。厚度可取凹模厚度0.60.8倍，固定板与凸模或凸凹模之间为H7n6或H7m6配合。压装后应将凸模端面与固定板一起磨平。 h=（0.60.8）22 （3-1）=13.217.6mm所以，取15mm.平面尺寸为12512515，固定板材料选用Q235钢制造，无需热处理淬硬3.3.3推件装置的选择推件装置主要是刚性推件装置和弹性推件装置两种。一般刚性推件装置用的较多，基本零件有：推杆、推板、连接推杆和推件块。有的刚性推件装置由推杆直接推动推件块，甚至直接由推杆推件。刚性推件装置装于上模部分，在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料横杆，撞击上模内的推杆，推杆传给推件板，将凹模内的工件推出，其推件力大而且可靠。推板长短要一致，分布要均匀。推板要有足够的刚度，一般装在上模座的孔内。本设计采用刚性推件装置，由推杆直接推动推件块使制件推出。3.3.4顶件装置的选用顶件装置一般是弹性的，由顶杆顶件块和装在下模底下的弹顶器组成。弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是弹簧和橡皮，大型压力机本身有气垫作为弹顶器，模具采用这种结构能使冲裁件具有较高的平直度。此设计采用顶杆，使包在凸模上的制件在气垫的推动下由压边圈顶出。3.3.5压边装置的选择目前，在生产实际中常用的压边装置有以下两大类：1.弹性压边装置，这种压边装置多用于普通冲床，通常有三种结构形式，橡皮压边装置、弹簧压边装置、气垫式压边装置。2.刚性压边装置，这种结构用于双动压力机，凸模装在压力机的内滑块上，压边装置装在外滑块上，在拉深过程中，外滑块保持不动，所以其刚性压边力不随行程变化，拉伸效果好，模具结构简单。综合考虑，本设计采用刚性压边装置。4 标准件的选用4.1模架的选择根据凹模的周界尺寸选择模架。因此，选择I级精度的后侧导柱模架：模架 125125120150I,以及上模座尺寸为： 12512530 GBT2855.5 (材料HT200 数量 1)，下模座尺寸为：12512535 GBT2855.6(材料 HT200 数量 1) （查冲压模具设计手册表1029）注意：1模座的上下表面平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。 2上下模座到导柱导套安装孔距离一般一致，精度一般要求在0.02mm以下;模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上下平面垂直。安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。 3模座的上下表面的粗糙度Ra值为1.60.8um，在保证平行度的前提下，可允许Ra值降低为3.21.6um。4.2 导柱导套的选择根据模架的选取，选择导柱22mm110mm 导套22mm80mm28mm，其中导柱和导套一般采用过盈配合H7r6分别压入模座和上模座的安装孔内，导柱导套之间采用H7h6的间隙配合，其配合间隙小于冲裁间隙。为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为5862HRC.4.3模柄的选用根据实际情况，查冲压模具手册表1045.可知：选用B型凸缘模柄，凸缘式模柄用34个螺钉紧固于上模座，模柄的凸缘与上模座的孔采用H7m6的过渡配合，这种模柄多用于大型的模具或上模座中开设推板孔的中小型模具4.4挡料销的选用根据冲压件的工艺性选择B型固定挡料销。材料：45 数量：1 热处理硬度 4348HRC.这种挡料销的结构简单，制造容易，广泛的用于中小型冲裁件的挡料定距。4.5螺钉与销钉的选择冲模中用到的紧固件主要是螺钉和销钉，其中螺钉起连接固定作用，销钉起定位作用。螺钉和销钉都是标准件。冲模中广泛的使用螺钉是内六角螺钉，紧固牢靠，螺钉头不外露且模具外形美观，销钉常用圆柱销。模具设计时，螺钉和销钉选用应注意以下几点：1同一组合中，螺钉的数量一般不少于3个（对中小型冲模，被连接件为圆形是用36个）并尽量沿被连接件的外缘均匀分布，销钉的数量一般都为两个，且尽量远距离错开分布，以保证定位可靠。2销钉的公称直径可按与螺钉大径相同或小一规格来选取。螺钉的旋入深度和销钉的配合深度都不能太浅，也不能太深，一般取公称直径的1.52倍。3螺钉之间、螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距凹模刃口及外缘的距离，均不应过小，以防降低模具强度。4各被连接件的销孔应配合加工，以保证位置精度，销钉与销孔之间采用H7m6或H7n6配合。查表选取 螺钉M845 数量为两个 M540 数量为一个 M520 数量为两个 ；圆柱销 M1060 材料为钢，数量一个 M1050 数量一个。销钉孔与销钉采用H7m6的过渡配合。5模具的装配和模具的制造注意事项5.1模具的装调 复合模一般以凸凹模作为装配基件。其装配顺序为：1装配模架，导套与上模座采用H7r6配合，导柱与下模座采用R7h6基轴制配合；2装配凸凹模组件（凸凹模及其固定板）和凸模组件（凸模及其固定板）；3将凸凹模组件用螺钉和销钉安装固定在指定模座（正装式复合模为上模座，倒装式复合模为下模座）的相应位置上；4 以凸凹模为基准，将凸模组件及凹模初步固定在另一模座上，调整凸模组件及凹模的位置，使凸模刃口分别与凸凹模的内外刃口配合，并保证配合间隙均匀后紧固凸模组件与凹模；5 试冲检查合格后，将凸模组件、凹模和相应模座一起钻铰销孔；6 卸开上下模，安装相应的定位、卸料、推件或顶出零件，再重新组装上下模，并用螺钉和定位销紧固。5.1.1凸凹模装配装配前仔细检查各凹模形状及尺寸以及凹模型孔，是否符合图纸要求尺寸精度，形状。将各模分别于相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀，不合适者应重新修模或更换。5.1.2凸模装配以凹模孔定位，将凸模压入凸模固定板的型孔中，并挤紧牢固。5.1.3装配下模在下模座画上中心线，按中心预装凹模、导料板；在下模座、导料板上，用已经加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔攻丝，将下模座、导料板、凹模、固定挡料销装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。5.1.4装配上模在已经装好的下模上放等高垫铁，再在凸凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凹模与固定板组合装入凹模。预装上模座，划线与凸模固定板相应螺孔。销孔位置并钻铰螺孔、销孔，用螺钉将凸凹模、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧；将弹性卸料板装置安装在以装入的凸凹模上，装上垫圈和卸料螺钉，并调节。复查凸凹模与各个零件的问题并调整合适后，紧固螺钉切纸检查，合适后打入销钉。5.1.5模具总装图 图5-1 落料拉深复合模总装配图5.2试冲与调整装机试冲并根据试冲结果作相应调整。冲模中凸凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件的质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸凹模间隙的大小及均匀一致性。通常，凸凹模间隙的大小是根据设计要求在凸凹模加工时保证，而凸凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的。冲模装配时调整凸凹模间隙的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值得大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。垫片法是利用厚度与凸凹模单面间隙相等的垫片来调整间隙，是简便而常用的一种方法。其方法如下：1按图样要求组装上模与下模，其中一般上模只用螺钉稍微拧紧，下模用螺钉和销钉紧固。2在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸凹模单面间隙的垫片（金属片或纸片），再将上下模合模，使凸模进入相应的凹模孔内，并用等高垫铁垫起。3观察凸模能否顺利进入凹模，并与垫片能否有良好的接触。若在某方向上与垫片接触的松紧程度相差较大，表明间隙不均匀，这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板，使之调整到凸模在各个方向与凹模孔内垫片的松紧程度一致为止。4调整合适后，再将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。5.2.1.模具零件的制造需要注意的事项a全面清理和初检已经准备好的标准件、原料毛坯等。b清理和整理在加工过程中需要用到的刀具、夹具和工具。c估计每个模具零件的加工工时，制定加工生产中的生产计划。d根据模具零件的图纸和加工工艺过程逐一加工每个模具零件。e检验加工出的模具零件是否符合要求。总 结大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、在洛阳中国一拖的生产实习，我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题，锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正感 谢首先感谢我的导师文秀海老师，他对我的仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性的意见。文秀海老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，他给了我鼓励和帮助，在这里我向他表示真诚的感谢！感谢母校河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。感谢和我在一起进行课题研究的同窗陈科萌同学，和他在一起讨论、研究使我受益非浅。最后，我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！参考文献1王孝培.冲压手册M.北京：机械工业出版社，1990.2赵志伟等.模具发展现状J.模具制造，2007.3原红玲.冲压工艺与模具设计M.北京：机械工艺出版社，2008.8.4翟德梅，段维峰.模具制造技术M.北京：化学工业出版社，2005.5.5廖伟.冲压设计技法之典型实例解析M.北京：化学工业出版社，2012.9.29