防盗门锁壳成形模及整套模具的设计（有cad图）.doc
CM019-防盗门锁壳成形模及整套模具的设计|冲压模具【含CAD图】
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湖南工学院毕业设计（论文）评阅 教师评阅 表 题 目 防盗门锁壳成形模及整套模具设计 学生姓名 资慧香 班级学号 212070301 专业 材料成形 0703 评阅 教师姓名 张蓉 职称 教授 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设计、计算、 结构、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规 范，符合规定字数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格审查表 题 目 防盗门锁壳成形模及整套模具设计 学生姓名 资慧香 学 号 212070301 专 业 材料成型及控制工程 指导教师 张 蓉 学生资慧香在张蓉老师的指导下完成了 防盗门锁壳成形模及整套模具设计 毕业设计，该设计的内容如下： 此零件为金属锁壳，其材料为 08 钢，是优质碳素结构钢，板厚为 2产批量为大批量生产。而冷冲压是一种先进的金属加工方法，这是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具与冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冷冲压和切削加工相比较，具有生产率高，加工成本低，材料得用率高，产品尺寸精度稳定，操作简单，容易实现机械化 和自动化等一系列优点，特别适合大批量生产，因此，此零件的生产选用冲压加工较为经济合理。 第一步：经分析该工件包含落料、冲孔、拉深、翻边、切边、整形六种工序。 第二步：由工件的材质、厚度、形状、精度、生产批量等进行比较，确定了采用复合模冲压成型。 第三步：计算毛坯展开尺寸、排样、材料利用流率、最小尺寸计算、冲压力计算、拉深力计算、翻边计算、凸凹模工作尺寸计算、凸凹模材料强度校核等。通过以上一系列的计算得出科学的数据，为选择合理的冲压设备依据。 第四步：选择一、两个零件研究它的加工工艺路线，制作工艺卡 第五步： 研究编写设计说明书，绘制模具图。 在设计过程中，遇到了一系列问题， 比如说做设计之前的准备工作比设计本身要难 ,特别是查阅资料 ,一方面是不知道要查阅哪些资料 ,因为不同的资料上的参数会有所不同 ,对于经验不足的我来说 ,选择参数是一个非常困难的过程 找到资料的资料不全 ,有很多参数 ,需要查找好几本书后才能得到 在张蓉老师的帮助下 ,我查到一些平时查阅不到资料和一些没注意到的资料 现 设计 已经全部完成，摘要的英语翻译意思符合，并已通过指导老师的审查。在设计 过程中，本人收集大量资料，细心筛选，阅读并加以理解，通过对 零件结构 的认真分析，最终对 零件成型 提出自己的见解 ，并在此思路指导下完成模具装配图和模具零件图。 本人承诺， 设计 出自本人和指导老师的帮助，内容真实有效。 经过反复仔细修改和严格审查，并经过 指导老师 的指导认定，本论文按时完成，特申请本论文按时答辩，请批准 。 申请人签名： 日期： 资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文） 指导教师签名： 毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见： 符合答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩 审查小组成员签名： 年 月 日 注：此表中内容综述由学生填写，资格审查项目由指导教师填写。 湖南工学院 20 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 系： 机械系 专业： 材料成型及控制工程 说明：最终评定成绩 a+b+c，三个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的 10左右。 学生姓名 资慧香 学号 212070301 班级 成形 0703 答辩 日期 课题名称 防盗门锁壳成形模及整套模具设计 指导 教师 张 容 成 绩 评 定 分值 评 定 小计 课题介绍 思路清 晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。 30 答辩 表现 思维敏捷 ,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入 , 知 识 面宽。 必 答 题 40 自 由 提 问 30 合 计 100 答 辩 评 分 分值： 答辩小组长签名： 答辩成绩 a： 40 指导教师评分 分值： 指导教师评定成绩 b： 40 评阅教师评分 分值： 评 阅教师评定成绩 c： 20 最终评定成绩： 分数： 等级： 答辩委员会主任签名： 年 月 日 湖南工学院 2011届毕业设计（论文）课题任务书 系： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 指导教师 张蓉 学生姓名 资慧香 课题名称 防盗门锁壳成形模 及整套模具 的设计 内容及任务 内容： 1、根据零件图设计并用 制模具装配图。 2、生产批量为大批量。 3、材料 08F 任务： 分析零件结构和性能并设计模具装配图 1 张，要求 图。 绘制全部零件图，并注明各个零件的材料、 尺寸、公差、表面粗糙度和热处理等技术要求。 分析一，两个主要零件的加工工艺路线和过程，并编写相应的工艺卡。 编写设计说明书一份（约 2 万字），打印成册。设计说明书按给定形式编写和装订， 设计图纸可以单独装订。全部毕业论文件汇总袋装。 拟达到的要求或技术指标 按照“湖南工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，本课题设计要求及技术指标如下： （一）模具 1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求成本低、寿命长。 2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。 3、操作安全、方便，易于维修，便于管理。 4、在 保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。 （二）设计图纸 1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。 2、设计图纸应符合学校的要求，不少于 3 张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制。 （三）设计说明书 1、资料数据充分，并标明数据出处。 2、计算过程详细、完全。 3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。 4、内容条理清楚，按步骤书写。 5、说明书按照学校的有关规定， 写出不少 于 400 字的中文摘要； 编写不少于 12000字的设计说明书，同时上交电子文档。 进度安排 起止日期 工作内容 备注 2011 年 2 月 5 月 完成毕业设计的选题和开题报告； 进行毕业实习及调研； 进行工艺及结构设计； 绘制装配图和零件图； 对整个设计进行合理性检查； 撰写设计说明书及毕业答辩的准备； 毕业设计答辩。 主要参考资料 1 中国标准出版社 . 中国机械工业标准汇编冲压模具卷 M中国标准出版社 ,1998,12. 2 王立人 ,张辉 M. 北京 :北京理工大 学出版社 , 2009,8. 3 牟林、魏峥 第 2 版 )M清华大学出版社 ,2009,7. 4 肖景容 ,姜奎华 M机械工业出版社 ,2006,3. 5 王芳 M机械工业出版社 ,2009,1。 6 模具实用技术丛书编委会 M机械工业出版社 ,2005,1。 7 冯 炳尧 ,韩泰荣 , 蒋文森 . 模具设计与制造简明手册 M上海出版社。 2008,6 8 郑家贤 M机械工业出版社 ,2005,1. 9 梁炳文 M机械工业出版社， 2003,8. 10 冲模设计手册编写组 M机械工业版社 ,2007,3. 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 防盗门锁壳成形模及整套模具 的设计 学生姓名 资慧香 班级学号 212070301 专业 材料成型及控制工程 一，对课题的学习和理解 及研究的意义 冷冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多任务级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成 形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。 由于板料冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，当前在生产中所采用的板料冲压工艺方法也是多种多样的。但是，概括起来可以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，成为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。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。 模具是赋予工业制品以一定形状与尺寸的重要工艺装备，它直接影响到机电产品的质量、成本、市场竞争能力及产品更新周期。模具在工业生产中的重要地位得到了各国的高度重视。冲压模具目前仍居于九大类模具（冲压、锻造、铸造、精铸、压铸、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷模具）之首，约占全部模具总量的 30%。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展。工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的 提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。 二 、 文 献综述 和设计主要内容 此零件为金属锁壳，其材料为 08 钢，是优质碳素结构钢，板厚为 2产批量为大批量生产。而冷冲压是一种先进的金属加工方法，这是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具与冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冷冲压和切削加工相比较，具有生产率高，加工成本低，材料得用率高，产品尺寸精度稳定，操作简单，容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合大批量生产，因此，此零件的生产选用冲压加工较为经济合理 。 第一步：经分析该工件包含落料、冲孔、拉深 、翻边、切边 、整形六种工序。 第二步：由工件的材质、厚度、形状、精度、生产批量等进行比较，确定了采用复合模冲压成型。 第三步：计 算毛坯展开尺寸、排样、材料利用流率、最小尺寸计算、冲压力计算、拉深 力计算、翻边计算、凸凹模工作尺寸计算、凸凹模材料强度校核等。通过以上一系列的计算得出科学的数据，为选择合理的冲压设备依据。 第四步：选择一 、两 个零件研究它的加工工艺路线，制作工艺卡 第五步：研究编写设计说明书，绘制模具图。 三 、 设 计 任 务 目 的 与 要 求 设计模具 装配图 1 张，要求 图。 绘制全部零件图 ，并注明各个零件的材料、尺寸、公差、表面粗糙度和热处理等技术要求。 编写设计说明书一份（约 2 万字），打印成册。设计说明书按给定形式编写和装订，设计图纸可以单独装订。全部毕业论文件汇总袋装。 四 、设计时间安排 搜集资料和确定工艺方案 性能方面的资料和有关冲压工艺方面的资料，主要有 机械工程材料、特种铸造及有色金属、冲压工艺学、冲模技术等。 对零件的毛坯尺寸，冲裁力计算 ，压力机选择及画模具装配图和各零件图。 1 写设计说明书 检查修改说明书，准备答辩。 答辩。 五预期成果 ： 1、绘制产品零件图。 2、绘制模具装配图。 3、绘制整套模具零件图，标准件除外。 4、编写设计说明书。 5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工艺卡。 六主要参考文献 1 中国标准出版社 . 中国机械工业标准汇编冲压模具卷 M中国标准 出版社 ,1998,12. 2 王立人 ,张辉 M. 北京 :北京理工大学出版社 , 2009,8. 3 牟林、魏峥 第 2 版 )M清华大学出版社 ,2009,7. 4 肖景容 ,姜奎华 M机械工业出版社 ,2006,3. 5 王芳 M机械工业出版社 ,2009,1。 6 模具实用技术丛书编委会 M机械工业出版社 ,2005,1。 7 冯炳尧 ,韩泰荣 , 蒋文森 . 模具设计与制造简明手册 M上海出版社。 2008,6 8 郑家贤 M机械工业出版社 ,2005,1. 9 梁炳文 M机械工业出版社， 2003,8. 10 冲模设计手册编写组 M机械工业版社 ,2007,3. 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 注：可另附 湖南工学院毕业设计 (论文 )工作中期检查表 题目 防盗门锁壳成形模及整套模具 的设计 学生姓名 资慧香 班级学号 212070301 专业 材料成型及控制工程 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 学生调研及查阅文献情况 毕业设计（论文）原计划有无调整 学生是否按计划执行工作进度 学生是否能独立完成工作任务 学生的英文翻译情况 学生每周接受指导的次数及时间 毕业设计（论文）过程检查记录情况 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取的措施： 指导教师签字： 年 月 日 系部意见： 负责人签字： 年 月 日 防盗门锁壳 成形模及整套模具设计 I 摘 要 冲压制品已在工业，农业，国防和日常生活等方面得到了广泛应用，特别是在机械业中尤为突出。机械产品的外壳大部分是冲压制品，产品性能的提高要求高素质的冲压模具和冲压性能，成型工艺和制品的设计。 冲压制品的成型方法很多。其主要是用于落料、冲孔、弯曲、拉深 等。而冲压模约占成型总数的 60%以上。当然如利用电气控制，可实现半自动化和自动化作业。 冷冲冲裁模主要用于金属制品的成型，它是冲压制品生产中十分重要的工艺装置。冲压模的基本组成是：上下模座 、下模垫板、下模固定板、凹模镶块、抬料钉、导料板、卸料板、导柱导套、卸料板弹钉等。 冲压模的广泛适用正是我们这次设计 的根本出发点。、 关键词：冲孔；落料；拉深 in in of in is of of of of is 0 of be as or it is in of of is to of ,so of of my 言 冷冲压是一种先进的金属加工方法，它建立在金属塑性变形的基础上，采用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需的零件形状和尺寸。冷冲压采用复合模，尤其是多任务级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。其与切削加工比较，具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合于大量生产。 由于板料冲压加工的零件形状、尺寸、精 度要求、批量大小、原材料性能等的不同，当前在生产中所采用的板料冲压工艺方法也是多种多样的。但是，概括起来可以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。分离工序又可分为落料、冲孔和切割等。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，成为所需形状和尺寸的工件。成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、扩口、缩口和旋压等。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。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。 模具是赋予工业制品以一定形状与尺寸的重要工艺装备，它直接影响到机电产品的质量、成本、市场竞争能力及产品更新周期。模具在工业生产中的重要地位得到了各国的高度重视。冲压模具目前仍居于九大类模具（冲压、锻造、铸造、精铸、压铸、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷模具）之首，约占全部模具总量的 30%。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展。工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产 中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冷冲压技术也不断革新和发展，主要表现在以下几个方面： （ 1） 工艺分析计算方法的现代化； （ 2） 模具设计制造技术现代化； （ 3） 冷冲压生产的机械化和自动化； （ 4） 为了满足产品更新换代快和生产批量小的发展趋势，发展了一些新的成形工艺、简易模具、通用组合模具、数控冲压设备和冲压柔性制造系统等； （ 5） 不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。 录 1 冲压工艺性分析 . 1 件的工艺性分析 . 1 压工序的确定 . 2 算拉伸次数 . 3 形件的毛坯形状 . 3 具类型的决定 . 4 工方案分析 . 4 2 模具结构型式的确定 . 6 3 矩形件坯料的形状和尺寸的确定 . 7 形件的修 边余量 . 7 形件的毛坯尺寸计算 . 7 样与搭边 . 8 4 落料拉深部分工艺力计算 . 11 裁力的计算 . 11 料力 1F 和顶件力 3F 的计算 . 12 深力 拉F 的计算 . 12 边力 计算 . 13 压力计算 . 14 5 落料拉深模结构及工作部分主要尺寸计算 . 16 口尺寸计算 . 16 模刃口尺寸计算 . 16 模刃口尺寸计算 . 17 裁间隙 . 18 料凹模结构设计 . 18 模的高度 . 18 模壁厚 c . 18 模的孔口型式 . 18 深凸凹模的设计 . 19 深凸凹模的圆角半径 . 19 V 深间隙 . 20 深 模的工作尺寸 . 22 深凸模 . 24 凹模的设计 . 25 6 设备选择 . 27 力机的选取 . 28 7 其它模具零件的设计 . 29 位装置的设计 . 29 料装置 . 29 模固定板 . 30 边圈设计 . 31 杆设计 . 31 深通气孔设计 . 31 板的设计 . 32 模板与下模板的设计 . 33 板的表面质量、技术要求 . 33 料拉深复合模模板 . 33 架的设计 . 35 钉及销钉的选择 . 36 压零件材料与热处理 . 38 8 其它模具的粗略设计 . 39 边模 . 39 侧面各孔冲模 . 40 孔翻边模 . 41 形模 . 41 9 部分零件的加工工 艺卡 . 43 模固定板加工工艺卡 . 43 导柱加工工艺卡 . 44 10 模具工作原理 . 45 致 谢 . 46 参考文献 . 48 1 1 冲压工艺性分析 件的工艺性分析 08钢时极软的低碳钢，强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形 化学成 性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。此零件为金属锁壳，其材料为 0808表示是沸腾钢， 08表示为含碳量为万分之八。该钢是优质沸腾钢，性能于 08 钢相似，但是时效，敏感性比 08钢更好。 08钢易于轧成薄板、薄带、冷变形材，冷拉、冷冲压、焊接件，表面硬化。 08要用来制造冷冲压件，易于轧成薄 板、薄带、冷变形材，冷拉钢丝。用于冲压件，压延机，各类不承受载荷的覆盖件，渗碳、渗氮，制作各类套筒、靠模、支架。 主要成 分： 碳 C ： 硅 铬 力学性能： 抗拉强度 b ( 295 屈服强度 s ( 175 伸长率 5/（ %）： 35 断面收缩率 /（ %）： 60 该零件 板厚为 2产批量为大批量生产。而冷冲压是一种先进的金属加工方法，这是 建立在金属塑性变形的基础上，利用模具与冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冷冲压和切削加工相比较，具有生产率高，加工成本低，材料得用率高，产品尺寸精度稳定，操作简单，容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合大批量生产，因此，此零件的生产选用冲压加工较为经济合理。 由零件图得知，锁壳外形尺寸较小，壁厚相对较小，形状为矩形拉伸件，结构简单，无尖角，各结合处都有是用圆角过渡。不易发生拉破、起皱等工艺问题。 此零件图上末标注尺寸公差，其加工精度要求不高，因此按经济精度 14 2 进行加工 。故模具的精度要求也不高。本设计采用 算 ,查附表 3,可得知 : 2 6 由以上对零件的外形、材料、厚度、尺寸精度的分析得知，此零件在各方面都符合冲压生产的要求。 压工序的确定 由零件图得知，冲压开始，毛坯材料应先 进行落料工序，通过计算初步确定毛坯的外形尺寸，落料件为椭圆形，落料之后包括了拉深、冲孔、翻边、整形等工序。盒形件的拉深特点是直边部分是直壁平面，圆角部分则是四分之一的圆柱面。在圆筒形件的直径 形件拉破的危险性比圆筒件要小得多，因此允许有变形程度也要大些。由平板毛坯一次拉深矩形件的级限拉深系数 冲压出基本的零件形状之后，为使各部分有精度要求的尺寸达到需要，最后通过整形与车边两道工序完成零件的最终加工。 最终确定此零件主要有以下几个工序： 1 落料； 2 拉深； 3 冲孔翻边； 4 切边整形； 5 冲两侧面各圆孔和方孔。 3 图 1 零件图 算拉伸次数 H/B=28/58=； （ 2 H/8/5=； (2 0R2； (25和 0 有 种； 查冲压工艺与模具设计 262页 表 4此矩形件能一次拉深成 形。 形件的毛坯形状 此矩形件虽 然需要两次拉深 ,但 在 一次可拉成的范围内，应属于低矩形件。 4 因此采用图 2的毛坯。 图 2 毛坯 具类型的决定 冲压生产的模具制造费用比较高，占冲压件总成本的 10% 30%，甚至更高，所以采用冲压加工的生产方式，必须视生产批量决定采用何种模具形式，由生产批量与模具形式之间的关系，参考工装设计表 11，此工件为大批量生产，如果采用单工序模，虽然单工序模具有结构简单，操 作安全方便，模具使用寿命高，成本低等优点，但最主要是工序数较大，生产批量大，形状较为复杂，采用单工序模很难达到精度要求，且生产率低，位置误差较大，故不采用单工序模；所以模具形式采用级进模与复合 模较为合理，显然此工件满足冲压工艺的要求，成形时包括了落料、 拉深、冲孔、翻边等工序，整形与车边采用专用模具与车床进行，且工件体积较小，拉深比较容易实现，但由此工件的形状分析知不适合采用级进模。通过工装设计表 11进模与复合模的比较，综合考虑各种生产成本和经济性，确定此工件的冲压成形模具采用复合模具。 工方案分析 确定冲裁工艺方案应在工艺分析的基础上根据冲裁件的生产批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形状复杂程度、材料和厚薄、冲裁制造条件与冲压设备等多方面的因素，拟订出多种可能的不同的工艺方案，进行全面分析与研究，比较其综合经济技术效果，选取一个合理的冲压工艺方案。方案如下： 方案一：落料拉深 切边 冲孔、翻边 冲两侧面各孔 整形 方案二：落料拉深 切边 冲两侧面各孔 冲孔、翻边 整形 方案三：落料拉深 切边、冲两侧面各孔 冲孔、翻边 整形 方案四：落料拉深 冲孔、翻边 切边 、冲两侧面各孔 整形 方案五：冲孔落料 拉深、切边 翻边 冲两侧面孔 整形 方案六：冲孔落料 拉深、切边 冲两侧面孔 翻边 整形 方案七：冲孔落料 拉深、切边 翻边、冲两侧面各孔 整形 方案八：冲孔落料 拉深 翻边、切边、冲两侧面各孔 整形 方案分析比较： 这八个方案，两两相对，主要是切边，翻边，冲孔的顺序不一样，下面就具体分析。 方案一、二：落料拉深、切边复合，落料结束即拉深开始，首先保证了工件的外形尺寸，而后开始拉深，由凸凹模与压边圈进行材料的压紧，接着进行拉深成形，能 5 保证 较好的精度，切边后可以保证下一步工序的定位。方案一二之间的区别在于冲孔、翻边工序与冲两侧面各孔工序的顺序，由于此工件没有较高的尺寸精度要求，在这里主要考虑工序的合理性，如果先安排冲孔翻边，就得考虑好定位问题，翻边后，矩形件的腔内就不规则了，对于后面冲侧面孔的凹模要求就高，形状变复杂后，成本就高，应该相对不合理一些。所以方案一与方案二之间选择方案二较为合理。 方案三、四：是落料拉深复合，落料结束即拉深开始，首先保证了工件的外形尺寸，而后开始拉深，成形后接下来再冲孔翻边。方案三将切边、冲两侧面各孔复合，即切边后 就定位冲两侧面孔，尺寸精度会有所提高，只是两侧面孔模具已经较复杂，如果再复合，模具会更复杂，又会提高生产成本。而单工序模具位置误差大，精度不高，生产率低，模具使用寿命低，这样就会影响整个生产的效率，在大批量生产中经济性差。方案三与方案四的不同又在于冲孔翻边与冲侧面孔的顺序，理由同上，两方案中应选方案三。 方案五、六：落料冲孔复合，落料后就冲孔，可以保证 2和 位置精度，接着进行切边，这两种方案将拉深与切边复合 ,能有效地提高生产率和定位精度。这种案存在单工序模，而单工序模具位置误差大，精度不高，生产率低，模具使用寿命低，这样就会影响整个生产的效率，在大批量生产中经济性差。但整体来说，先冲孔再拉深会影响其形状和位置精度，相对而言是不易采取的，只是这个加工件小，而且对尺寸也没有什么要求，固在考虑范围内。这两个方案的不同也是在于翻边和冲侧面孔的顺序 ,理由同上 ,方案六为较佳方案。 方案七、八：这两个方案与前不同之处就是对于翻边和冲侧面孔的复合，而两者之间的不同是切边顺序安排的不同。方案七，将拉深、切边复合；翻边、冲两侧面各孔复合。方案八则是将翻边、切边、冲两侧面各孔复合，模具自然复杂得多了，因此，两者比较，前一个方案要好一些。 综上所述，在四个较为合理的方案二、方案三、方案六、方案八之间，方案二整形之前采用两套复合模具，精度较高，保证了零件各部分的精度要求，且工序的安排也较为合理，位置精度高，生产率高，模具使用寿命长，安全性也相对较好，故方案二 应为四个较合理方案中的最佳方案。确定了最佳工艺方案，从而依据此方案确定模具结构型式及各 工序必要的工艺参数和设备、标准件的合理选用。 6 2 模具结构型式的确定 通 过以上工艺分 析与工艺方案的确定，选定模具种类：落料模，拉深模，再拉深模，切边模，冲孔模，翻边模，整形模等，而落料与拉深复合，切边 为一套模具 ，冲孔与翻边复合，整形为一套模具，总共为五套模具，本设计只设计其中的落料与拉深复合模具。 综合上面的分析，画出模具的结构草图如下 图 3 落料拉深模草图 7 3 矩形件坯料的形状和尺寸的确定 形件的修边余量 在确定矩形件的毛坯之前 ,一般仍需先加修边余量。 按冲压工艺与模具设计 264页表 4得 : h=(h2 (4 h=( 28=取 h=1.5 那么 H=h+ h2=28+9.5 (4由于 H/B=28/58=形件的毛坯尺寸计算 如果将矩形件的圆角区视为 2直径的圆筒件的 1/4,便可仿造圆筒形件拉深系数的表达式 ,接写出矩形件的假想拉深系数 0矩形件相邻的转角半径， 0R 为直径的 2高度与矩形件高度相同的圆 筒件和毛坯半径。 其中： 0R = 22 2 (4由已知信息得： 15 28 种 ； 7.2 H =28 由此得出 : 01R = 22 = 02R = 22 = l =H+ (4由上式得 : = 8 经过计算 ,得出毛坯形状如图 4所示 : 图 4 毛坯图 为了使凸凹模更加合理 简单 ,最后圆整毛坯得图 5的长圆形毛坯。 总B=B+2(l =58+2 (=110.8 总L=L+2(l =88+2 (=140.8 圆整后得到的尺寸计算如下 : b = 总B =110.8 l = 总L =140.8 毛坯 r =b /2=55.4 l =l 0 样 与搭边 查冲压工艺与模具设计 56页表 2 a =a =2 其排样方式有两种： （ 1） 冲裁面积： A= 2r += 12966 22 (4条料宽度： B=l+21a = 2=取条料宽度为 150步距： S= b+a =13.3 取 步距 为 120 图 6（ 1） 排样 一个进距的材料利用率： 100 % = 12015012966 =2 (4（ 2） 冲裁面积： A= 2r += 12966 22 (4条料宽度： B=l+21a = 2=取条料宽度为 120步距： 10 S= b+a=43.3 取 步距 为 150图 6（ 2） 排样 排 样 一个进距的材料利用率： 100 % = 12015012966 =2 (4压力中心：此坯料圆整后为长圆形，属典型的规则坯料，其压力中心在重心上。 压边条件 : 100 /D=100 2/ (4选择用压边圈。 两种排样利用率一样，所以随便采用那种排样 方 11 4 落料拉深部分工艺力计 算 计算冲裁力的目的是为了合理 选取压力机和设计模具。压力机的吨位心须大于计算得出和冲裁力，方可适应冲裁工艺和要求。 裁力的计算 冲裁力是指冲裁时凸模所承受的最大压力 ,包括施加给板料的正压力摩擦阻力。冲裁力0拉强度b，抗剪强度 ）、板料的厚度和冲裁件内外周界的总长度。 采用传统的计算方法，综合考虑模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动、材料力学性能的变化以及板料厚度偏差等影响因素 ，实际所需冲裁力 F 还需要增加一个安全系数 K 。一般取 K 为 ： 冲F=. 3 L （ N ） 2 (5 板料厚度（ ； 材料的抗剪强度（ ； L 冲裁周长（ 。 查冲压工艺与模具设计 259页附录 1 6查得 : 材料 08钢的抗剪强度 为 255 353 ；取 320 。 抗拉强度b为 324 441 ；取 400 。 屈服强度s为 196 L = D +2l = 30=408.1 0F= L =2 320=261184N 2 (5冲F=L =2 320= 12 卸料力、推件力、顶件力系数 1K 、 2K 、 3K 材料种类 板料厚度 /1K 2K 3. 1 铜、紫铜 铝、铝合金 料力 1F 和顶件力 3F 的计算 冲裁结束后 ,将工件或废料从凸模上卸下的力为卸料力 1F 。 采用顺出件式模具时 ,将落料件或冲孔废料推出凹模所需求的力为推件力 2F 。 采用逆出件工模具时 ,将落料件从凹模内反顶出所需求的力称为顶件力3F。 1F =1k 0F2 (53F=3k 0F2 (50F 冲裁力； 1k 卸料力系数； 3k 推 件力系数。 查 上表 得： 1k 在 1F =1k 0F =261184=3F =3k 0F =261184=深力 拉F 的计算 从凹模内将工件或废料顺冲裁的方向推出的力为拉深力拉F。 拉F=3 (5 13 L 盒形件周长（ ； 板料厚度（ ； b 拉深件材料的抗拉强度（ 。 K 系数 , K = 取 K =F=2 400=195888N 边力 计算 压边力是为了防止毛坯起皱，保证拉深过程 顺利进行而施加的 它的大小对拉深工作影响很大。压边力的数值也应适当 ，太小时，坯料起皱，材料不能顺利进入冲模间隙而使拉深力加大，出现第二高峰，工件在危险断面处断裂。太大时，则增加了摩擦力，拉深力增加，轻则造成工件危险断面初严重变薄，重则断裂。只有压边力合适时拉深力才不过大，拉深件质量也好。 在生产中，压边力 一定的变形程度（即一定的 ，压边力调节范围宽则生产就稳定，否则， 小一点又会起皱，使生产不能正常进行。合理的压边力变动范围如图所示，在最大压边力 间。当拉深系数小至接近拉深系数时，这个变动范围就下，压边力变动对拉 图 7 凸缘起皱一化规律图 合适太小（起皱）大太大 （断裂） 14 深工作的影响就显著，稍加变动就会起皱或拉破。 拉深中凸缘起皱的规律一化规律相似， 起皱趋势最严重的时刻不是拉深开始或快结束时，而是毛坯外缘缩小到 论上合理的压边力应随起皱趋势的变化而变化。当起皱严重时压边力变大，起皱不严重时，压边力就随着减少。但要实现这种变化是很困难的。通常是使压边 力 按下面的公式进行计算 。 YA p 3 (5 开始拉深时不考虑凹模圆角 时的压边面积 2 p 单位压边力 （ 。 查简明冲压工艺与模具设计手册 229页表 7边压边力 取 p = L=1296658=7862 2 图 8 压边装置 YA p =7862 N ) 其压边装置如图 8所示 ： 压力计算 有 落料时 ,采用弹性 橡胶 卸料 逆出件 结构： 落F = 冲F + 1F + 2F 2 (5= ) 拉深时 ,有压边装置 : 拉F = 拉F + 2 (5=195888 + ) 拉深功 W : W =1000)2 (5P 拉F 拉深力 ； h 拉深深度（ ； 15 c 系数，一般取 W =10000 00 18 =) 16 5 落料拉深模结构及工作部分主要尺寸计算 模具主要工作部分有落料凹模、 凸 凹模、拉深凸模三部 分 。 口尺寸计算 模具凸凹模刃口尺寸精度直接影响冲裁生产的技术经济效 果 ,模具的合理间隙也要靠凸凹模刃口尺寸及其工差来保证。应该根据冲裁变形规律、冲裁的磨损规律和经济的合理性综合考虑，并遵循如下原则： （ 1）设计落料模时 ,应以凹模尺寸为基准 ,间隙取在凸模上 ,靠减小其尺寸获得。 （ 2）根据冲模的磨损规律 ,凹模的磨损使落料件轮廓尺寸增大 ,因此设计落料模时 ,凹模的刃口尺寸应等于或接近于工件的下极限尺寸。 （ 3）冲裁模在使用中，由于磨损间隙值将不断增大，因此设计时，新模都必须选取最小合理间隙 使模具具有较长的寿命。 （ 4）根据工件尺寸公差 的要求，确定模具刃口尺寸的公差等级，如附表 2。 模刃口尺寸计算 零件图上全末标注公差 ,按经济精度 。 凸凹模刃口尺寸确定方法按配合加工的方法，所谓配合加工就是在凸模和凹模中先选取定一件为基准件，制造好后用它的实际刃口尺寸来配合做另一件，使它们之间达到最小合理间隙值。凸凹模配合加工方法有利于获得最小合理间隙，放宽对模具加工设备的精度要求。落料时，先做凹模，以它为基准件配作凸模，保证最小的合理间隙值。 查简明冲压工艺与模具设计手册 55页表 5c ，得材料厚度为 2， 查简明冲压工艺与模具设计手册 59页表 5形、方形）冲裁凸模、凹模的极限偏差，得凸模偏差 p =,凹模偏差 d =+采用凸模与凹模配合加工的方法，并以落料凹模为基准，凸模按凹模尺寸配制 ,保证单边间隙为 凹模尺寸如图 9 17 图 9 凹模尺寸图 图中 标注公差的零件尺寸 用 得公差为 : 30 按公式 A ) d03 (6 计算 凹模的刃口尺寸； A 落料件的基本尺寸 x 系数，当精度为 13时，取 工件的公差。 1凹A=( 1A ) d0=(2凹A=( 2A ) d0=(1凹C=C d=30 模刃口尺寸计算 因 采用凸模与凹模配合加工的方法 ,凸模的尺寸计算公式为 : A -2 0p3 (6 凸模的刃口尺寸。 1凸A=( 1A -2 0p=( 2凸A =( 2A -2 0p =(= 1凸C=C d=30 1 1落料件 凹模 18 裁间隙 由于冲裁件断面质量 应优先采用大间隙 ,以利于提高冲模寿命 ,查简明冲压工艺与模具设计手册 54页表 5属材料 裁模间隙 值表 ,得知低碳钢 08(10 =料凹模结构设计 模的高度 凹模的厚度主要不是从强度需要考虑的 ,而是从连接螺丝钉旋入深度与凹模刚度的需要考虑的。凹模板的厚度一般应不小于 10特别是小型的模具可取 8随着凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相应增大。 整体凹模的高度按如下经验公式估算： H =k b （ 3 (6k 考虑材料板厚影响的系数，按附表 4查得 k 为 b 冲裁件最大外形尺寸。 H =k b = 如图 ,考虑到刚度和修磨量以及配合 ,取 H =90（ 模壁厚 c 凹模壁厚主要考虑布置连接螺钉孔和销钉孔的需要 ,同时也能保证凹模的强度的刚度 : C =(2)H =(105 140) 3 (6根据模具设计手册 ,最小壁厚为 模的孔口型式 凹模的孔口型式：凹模一般有以下几种常用的孔口型式。 斜壁式 ，该型 式 冲裁件容易通过，凹模磨损后的修磨量较小，但刃口强度较低，孔口尺寸在修磨后略有增大。一般用于形状简单且精度要求不高的零件冲裁； 直壁式 ， 此 型 特点是制造方便 ,刃口强度较高， 刃 磨后 工 作部分 尺寸不变，但在孔口内可能积存冲裁件而增加冲裁力和孔口的磨损。孔口磨损后每次修磨量 较大。所以模具的总寿命较低。适用于冲裁形状复杂且精度要求较高的冲压件，在落料模、冲孔模、复合模中广泛采用； 凸台式 ， 19 其 淬火硬度为 35 40一种低硬度的凹模刃口 。 可用锤打斜面的方法来调整 间隙 ,直至试出合格的冲件为止。主要用于冲裁材料厚度要 下的小间隙、无间隙模 具。本设计中选直壁式孔口。凹模的结构图如下图 10: 图 10 凹模孔口 深凸凹模的设计 深凸凹模的圆角半径 拉 深模的凸模及凹模圆角半径与拉深成形有很大的影响，如果凹模圆角半径料流过它就困难，弯曲变形阻力，摩擦力，反向弯曲的校直力都大，会使拉深力增大，工件筒壁容易挂伤，变薄严重。甚至在危险断面处拉破，同时，材料 对凹模的压力
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