电机外壳冲压模具设计【三维图-两套】【课程毕业说明书论文CAD图】.zip
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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat1.txt3D.prtproe3D.zipZP.step全套图纸集合.dwg冲孔落料模具下模座.dwg冲孔落料模具冲孔凸模.dwg冲孔落料模具凸凹模.dwg冲孔落料模具凹模.dwg冲孔落料模具装配图.dwg工件图-电机外壳冲压模具设计【三维图-两套】.dwg拉伸模具.dwg拉伸模具下模座.dwg拉伸模具凹模.dwg拉伸模具卸料板.dwg拉伸模具拉伸凸模.dwg电机外壳冲压工艺及其模具结构设计说明书.doc 摘 要 现代工业发展中,模具占有举足轻重的地位,由模具生产出的产品具有成本低,效率高,质量好等优点,因此模具在许多领域得到广泛应用。本论文介绍了电机外壳零件冲压模具的设计。文中首先简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势，接着对产品进行了工艺分析和工艺方案的确定，并按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、卸料板等。本论文中的模具模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。模具的冲孔和落料凸模用相同的固定板固定；拉深凹模和落料凹模则采用整体式设计。再拉深凹模内设置顶料机构推出工件。关键词：电机外壳，复合模，冲孔，落料AbstractIn the development of modern industry, the mould occupies a pivotal position, the products produced by the mold have the advantages of low cost, high efficiency, good quality and so on.This paper introduces the design of the stamping die for the filter cover. This paper begins with a brief overview of stamping die current development status and trends, then the product of the process analysis and process scheme, and in accordance with the general steps of stamping die design, calculation and design of the main components of the sets of molds, such as: punch and die, punch plate, plate, stripper, start punching stop pin guide pin, etc. In this paper, the mould base frame adopts the standard mould base, and the suitable stamping equipment is selected. In the design of the working parts and press specifications are the necessary check calculation. The punching die and blanking blanking die of the die are fixed with the same fixing plate. The guide pin is fixed in the fixing plate of the punch, and the relative position of the upper hole and the shape of the workpiece is ensured. The structure can ensure the reliable operation of the die and the requirements of the mass production.Key words: filter cover, compound die, punching, blanking目 录第一章 绪论11.1引 言11.2模具工业在国民经济中的作用11.3全球模具发展概况21.3.1各国产业形貌21.3.2各国优劣势分析31.4中国模具发展状况41.5 课题研究的主要内容和意义5第二章 冲压的工艺方案设计72.1 冲压件的工艺性分析72.1.1 材料的工艺性分析72.1.2 冲裁工艺性72.1.3 拉深工艺性82.2 计算毛坯尺寸82.2.1 拉深件毛坯尺寸计算的原则82.2.2 计算毛坯尺寸102.3 计算拉深次数132.4 冲压工艺方案的确定和分析142.5 冲压工艺方案的确定152.6 排样方案的确定152.7 搭边的选取162.8送料步距、条料宽度及板料间距计算172.8.1 送料步距172.7.2条料宽度及板料间距的计算172.8.3 材料利用率计算182.9本章小结18第三章 冲压工艺的计算193.1 计算凸、凹模刃口尺寸和公差193.2 计算工艺力、初选压力机213.2.1 计算工艺力213.2.2 初选压力机243.3 压力中心的计算243.4本章小结24第四章 模具结构的设计254.1 模具主要零部件的设计254.1.1凹模厚度254.1.2 凸模固定板的选用与厚度274.1.3 卸料板的设计284.1.4 凸模的设计28第五章 标准件的选择305.1 模架及模柄的选择305.1.1模架的选择305.1.2模柄的选择305.2 导套及导柱的选择305.3 销钉及螺钉的选择30第六章 电机外壳模具装配316.1落料及冲孔模具装配316.1.1冲压模具装配的技术要求316.1.2落料及冲孔模具装配的特点326.1.3模具总装配32结 论34致 谢35参 考 文 献36 摘 要 现代工业发展中,模具占有举足轻重的地位,由模具生产出的产品具有成本低,效率高,质量好等优点,因此模具在许多领域得到广泛应用。本论文介绍了电机外壳零件冲压模具的设计。文中首先简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势，接着对产品进行了工艺分析和工艺方案的确定，并按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、卸料板等。本论文中的模具模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。模具的冲孔和落料凸模用相同的固定板固定；拉深凹模和落料凹模则采用整体式设计。再拉深凹模内设置顶料机构推出工件。关键词：电机外壳，复合模，冲孔，落料AbstractIn the development of modern industry, the mould occupies a pivotal position, the products produced by the mold have the advantages of low cost, high efficiency, good quality and so on.This paper introduces the design of the stamping die for the filter cover. This paper begins with a brief overview of stamping die current development status and trends, then the product of the process analysis and process scheme, and in accordance with the general steps of stamping die design, calculation and design of the main components of the sets of molds, such as: punch and die, punch plate, plate, stripper, start punching stop pin guide pin, etc. In this paper, the mould base frame adopts the standard mould base, and the suitable stamping equipment is selected. In the design of the working parts and press specifications are the necessary check calculation. The punching die and blanking blanking die of the die are fixed with the same fixing plate. The guide pin is fixed in the fixing plate of the punch, and the relative position of the upper hole and the shape of the workpiece is ensured. The structure can ensure the reliable operation of the die and the requirements of the mass production.Key words: filter cover, compound die, punching, blanking目 录第一章 绪论11.1引 言11.2模具工业在国民经济中的作用11.3全球模具发展概况21.3.1各国产业形貌21.3.2各国优劣势分析31.4中国模具发展状况41.5 课题研究的主要内容和意义5第二章 冲压的工艺方案设计72.1 冲压件的工艺性分析72.1.1 材料的工艺性分析72.1.2 冲裁工艺性72.1.3 拉深工艺性82.2 计算毛坯尺寸82.2.1 拉深件毛坯尺寸计算的原则82.2.2 计算毛坯尺寸102.3 计算拉深次数132.4 冲压工艺方案的确定和分析142.5 冲压工艺方案的确定152.6 排样方案的确定152.7 搭边的选取162.8送料步距、条料宽度及板料间距计算172.8.1 送料步距172.7.2条料宽度及板料间距的计算172.8.3 材料利用率计算182.9本章小结18第三章 冲压工艺的计算193.1 计算凸、凹模刃口尺寸和公差193.2 计算工艺力、初选压力机213.2.1 计算工艺力213.2.2 初选压力机243.3 压力中心的计算243.4本章小结24第四章 模具结构的设计254.1 模具主要零部件的设计254.1.1凹模厚度254.1.2 凸模固定板的选用与厚度274.1.3 卸料板的设计284.1.4 凸模的设计28第五章 标准件的选择305.1 模架及模柄的选择305.1.1模架的选择305.1.2模柄的选择305.2 导套及导柱的选择305.3 销钉及螺钉的选择30第六章 电机外壳模具装配316.1落料及冲孔模具装配316.1.1冲压模具装配的技术要求316.1.2落料及冲孔模具装配的特点326.1.3模具总装配32结 论34致 谢35参 考 文 献36III第一章 绪论1.1引 言本文将对圆形电机外壳冲压工艺与复合模设计作一个系统、详细的介绍与运用。它将我们所学课程的理论和生产实际知识联系在了一起，培养了个人独立工作能力和创新能力，树立理论联系实际和严谨求实的工作作风。巩固、扩充模具专业课程所学内容，掌握落料拉伸复合模的设计方法和步骤。更加熟练的掌握了我们所学的模具设计知识和其他机械方面的技能，如计算分析、CAD绘图、查阅设计资料和撰写设计说明书，熟悉标准和规范。通过毕业设计，能够提高自我分析、解决问题的能力，对学过的基础知识进行复习和运用，对专业知识有个更进一步的掌握和了解，提高自己的创新思维的能力，为我们进入社会提供了良好的自身环节。毕业设计的涉及面较广，需要我们查阅各种相关的资料。整个圆形电机外壳的设计是按照我个人对模具的理解和查阅相关资料的情况下完成的，设计内容难免会有一些漏洞和错误，希望各位老师及领导予以批评和指正。1.2模具工业在国民经济中的作用模具是现代化工业生产的重要工艺装备，它以特殊的形状通过一定的方式使原材料成型。例如，冲压件和锻件是通过冲压和锻造方式使金属材料在模具内发生塑性形变而获得的；金属压铸件、粉末冶金件以及塑料、陶瓷、弹簧、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成型的。由于模具具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已经在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、机械制造、家电等行业得到及其广泛的利用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机、电器等产品中占60%80%；在电视机、计算机等行业占到了80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占到了85%以上。据国际生产技术协会统计，到2000年止，机械零件粗加工的75%和精加工的50%都是由模具来完成的。随着社会经济的发展，人们对工业产品数量、品种、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各工业发达的国家都十分重视模具技术的发展，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。美国是世界上超级的经济大国，也是世界模具工业的领先国家。据1989年统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17。28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的，当年模具中产值仅有106亿日元，到了1991年总产值已超过了17900亿日元，在34年中增长了169倍，这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一。现在，日本的模具工业已经发展到了高度的专业化、标准化和商品化。现在，大家都意识到，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具工业能促进工业产品生产的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国家的高度重视和赞赏。模具也被誉为“进入富裕社会的原动力”、“金属加工业中的帝王”等。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，模具技术也会不段的发展，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。1.3全球模具发展概况全球主要模具生产国包括亚洲地区的日本、韩国与中国，以及美洲地区的美国、欧洲地区的德国。1.3.1各国产业形貌在全球主要模具产销国家当中，中国模具企业及从业人数最多，近七成属于国有企业，外资企业亦占多数，大型模具厂员工约600700人，更有规模达上千人的公司，台商投资的富士康集团(Foxconn)员工人数将近6,000人最具代表性，中型模具厂则150300人之间，小型模具厂也至少有50人左右，其他国家的模具业则多以中小型企业型态经营。在产品类別上，2002年日本与中国偏重生产冲压模及塑料模，两者产值合计比重高达八成，南韩则以其他模具产值比重最大，占总产值四成七。在应用市场方面，日本、韩国、美国与德国以汽車模具为最大宗产品，而我国则以电子通讯产品用模具为主。依照2002年各国出入差状況来看，日本、南韩及德国的模具属与出口大国，中国与美国的模具则因国内需求市场大，本国厂商无法完整供应，須借进口模具以满足下游市场的产品制造。由2002年各国主要进出口国別分析，与地域分布有极大的关联性，进出口地区多属邻近国家，而日本较特別的是出口地区以美国为主，但随着中国近年各下由游产业快速的发展，已有渐渐转向拓展中国市场的趋势。在各国工资方面，根据美国国贸局2002年所作模具产业白皮书的调查结果，以德国时薪最高，技术人员时薪水平为$12.13$19.28，设计人员则为$16.91$25.26，日本与美国则介于中中间，中国工资最低，技术人员年薪仅$732$5,853，设计人员仅为$2,927$5,853，若以最高年薪为基准与德国比较，则仅能僱用德国技术人员约38天左右，由此可看出先进国家与中国低廉的工资成本差距如此之大。1.3.2各国优劣势分析技术先进国家如日本、美国、德国等，对于高精度与复合性模具开发，不论在设计能力或制造技术上，均有领先的地位，同時也拥有训练精良的技术研发人才。其中，日本模具厂商在技术上较重视拋光与研磨加工制程，德国模具厂商则由提高机械加工与放电加工的精度与效率着手，以降低手工加工的时间。在市场规模上，不论产值或国内需求以日本衰退最为明显。在运营成本上，常面临高工资、高福利的问题，因此下游产业或模具厂商逐渐将生产据点移往邻近的新兴工业国或技术后进国家，以降低劳工成本，增强价格竞争力，但是这样的趋势往往会造成技术无形中外流的疑虑，使得本身更须投入大笔研发费用，以加速提升加工技术与高速机械性能，拉大彼此间的差异。以韩国及中国来看，我国在技术上落后于日、美、德，但仍优于南韩，同时在生产速度上也遥遥领先。韩国与中国最近几年的市场生产与需求规模呈现成长走势，尤其中国模具业正在快速发展中，各国知名大厂进驻生产设备，无形中提升模具开发实力与设计能力。成本方面，中国特别是大陆与韩国因拥有相对低的人力成本优势，故对于模具售价上，往往采取低价行销打入市场，也因此在全球景气欠佳的局势中，成功拓取市场买家的青睐，最明显的例子就是出口值的涨势。整体而言，由于各国模具业者，多以中小企业型态经营，因此，在营运资金筹措上常遭遇困难，若无政府政策支持与税务的优惠措施，模具业者将形成单打独斗与孤军奋战的状况，更不论与国际市场的竞争。除了中国与韩国外，各国均面临劳工成本高的压力，因此唯有提高产品附加价值才能摆脱低成本的竞争压力。1.4中国模具发展状况目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，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质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。根据“十一五”模具行业发展的任务与目标，我国模具行业要努力解决发展中存在的诸如总量供不应求、产品结构不够合理、工艺装备水平低、配套性不好、利用率低、技术人才严重不足、专业化程度低、高档产品市场缺席。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口等问题，使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展，在良好的市场环境中稳步前进。 1.5 课题研究的主要内容和意义本次毕业设计主要内容是：（1）绘制产品零件图，如下图1.1；（2）完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；（3）按规定格式和要求用Word打印设计说明书一份； 意义：毕业设计是大学学习生活的休止符，它是对我们大学四年所思所学的一次全面检验，能全面的展现我们的专业能力。毕业设计不同以往的实习、考试，它要求我们在全面掌握以往所学专业知识的基础上，把所学知识应用到实际设计生产中，并结合实际进行创新。在此过程中要求的是以我们学生自己工作为主，老师为我们提供的指导为辅，这种学习模式给了我们很大的思考空间，从而能更好地锻炼我们独立自主的学习能力。本次毕业设计，我的课题是圆形电机外壳冲压工艺及其模具设计，需要我应用所学的AutoCAD软件和Office软件来完成。相信经过这次毕业设计，我能够更加熟练的掌握并应用绘图软件，同时也更加熟悉模具设计的整体流程。大学即将结束，在我们走向工作岗位之前，毕业设计是对我的一次全面检验，我会认认真真、尽心尽力的完成这份任务，给我的大学交上一份满意的答卷，回报老师四年里对我的悉心教导。材料 08F 厚度0.6mm图1.1 电机外壳零件图第二章 冲压的工艺方案设计2.1 冲压件的工艺性分析2.1.1 材料的工艺性分析在本次设计中，选用的拉深材料为08F。选择拉深材料时，首先应满足拉深件的使用要求。由于该拉深件为另一零件的盖，不属于易损工件，对材料的耐磨度要求不高，还应满足冲压工艺对材料的要求，保证冲压过程顺利完成，即材料应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符合规定，08F为一种优质结构钢，该结构钢已退火，而退火的目的消除钢的内应力，降低硬度提高塑性细化组织均匀化学成分，而且其抗剪和抗拉强度均不高（抗剪强度255353 MPa，抗拉强度324441 MPa）屈服强度亦不大（约为196 MPa）伸长率约32，所以综合其所有的力学性能，08F具有良好的拉深性能，适合拉深。拉深是把一定形状的平板毛坯或空心件通过拉深模制成各种空心零件的工序。在冲压生产中拉深是一种广泛使用的工序，用拉深工序可得到的制件一般可分为三类：1. 旋转体零件：如搪瓷脸盆、铝锅等。2. 方行零件：如饭盒、汽车油箱等。3. 复杂形状零件：如汽车覆盖件等。 2.1.2 冲裁工艺性 冲压件的工艺性说的是冲压件对冲压工艺的适用性，也就是冲压件的精度等级、结构形状和尺寸的大小是否符合冲压件的工艺性能的要求。好的工艺性应该保证模具结构比较简单，材料的使用量比较少，工序的数目也不应该高和操作起来比较简单等等。而几何精度和几何形状尺寸则是对冲压件的工艺性影响最大的。冲压的零件尽可能的对称、简单，如果能采用圆则是最好不过的了，因为正常的形状最后的剩料也是比较少的，特别是圆，它的剩料更少，冲压件的凹槽的宽度和凸起来的部分不能太小，目的就是避免凸模折断，这样做也能通过让磨损量少一点来使冲压件的使用寿命增加。冲孔的精度应该比落料的精度高一级，冲压件的精度一般情况下是IT13级左右。 冲压件的尺寸形状如图1，它的冲裁工艺性如下：（1）结构与尺寸：这个冲压件外形为圆形，结构比较简单。（2）精度：该零件尺寸尺寸没有没有特殊的要求，所以通过普通的冲裁方法也能得到零件的质量的要求。（3）材料：这个零件用的是08F，196mpa是它的屈服强度，所以该零件有良好的塑性和结构强度。（4）生产批量：大批量生产。综上所述，可以通过冲裁加工得到这个零件。2.1.3 拉深工艺性 拉伸件的材料、精度、尺寸是影响拉伸件工艺性的最重要的因素。能一次拉伸成型、对称而且简单是拉伸工艺性的要求。在保证零件质量的情况下，才能拉伸，目的就是避免零件被破坏。拉伸件侧壁应该有一定的斜度，前提是在保证装配要求情况下。拉伸件不能同时标注外内尺寸，应该只标注内形尺寸或者只标注外形尺寸。工艺性能要求零件屈服强度比较小，要有好的塑性屈服强度比较值比较小，板平面方向性系数小，板厚方向系数r比较大。板平面方向性系数和板厚方向系数r说明了材料的各项异性性能。如果想拉伸成型比较容易，就要保持板平面方向性能差异较小。这个零件可看成圆筒形件无凸缘，0.6mm的材料厚度，拉深后厚度不变。08F易于拉深成形，所以该零件采用了08F。 综上所述，这个零件的拉伸工艺性还是比较好的，所以可以通过拉伸工序进行加工来加工零件。所以，该零件的加工工艺性较好。2.2 计算毛坯尺寸2.2.1 拉深件毛坯尺寸计算的原则（1）面积相等原则由于拉深前和拉深后材料的体积不变，对于不变薄拉深，假设材料厚度拉深前后不变，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面积等于拉深后零件的表面积”的原则来确定(毛坯尺寸确定还可按等体积，等重量原则)。拉深件毛坯形状的确定和尺寸计算是否正确，不仅直接影响生产过程，而且对冲压件生产有很大的经济意义，因为在冲压零件的总成本中，材料费用一般占到60 %以上。由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性；模具间隙和摩擦阻力的不一致以及毛坯的定位不准确等原因，拉深后零件的口部将出现凸耳(口部不平)。为了得到口部平齐，高度一致的拉深件，需要拉深后增加切边工序，将不平齐的部分切去。所以在计算毛坯之前，应先在拉深件上增加切边余量由图2-1可知零件为无凸缘零件，高度为53mm，直径d=114。h/d=53mm/114mm=0.46。根据相对高度从表2-1中查得修边余量h=3mm。 表2-1 无凸缘圆筒行拉深件的修边余量 （mm） 工件高度h 工件的相对高度h/d 0.5-0.80.8-1.61.6-2.52.5-41010-2020-5050-100100-150150-200200-2502501.01.2234563.81.523.356.5891022.5468101112根据前面的分析，修边前的零件形状，尺寸,如图2.1所示：图 2.1 落料拉伸冲孔翻边零件形状2.2.2 计算毛坯尺寸毛坯展开尺寸按中心线计算如下：将整体分解成图形2.2、2.3、2.4、 2.5图2.2 分解图1A1=5011.44mm2图2.3 分解图2A2=图2.4 分解图3A3=图2.5 分解图4A4=7596.97mm2图2.5 分解图4A4=mmA5=3929.06mm2通过以上计算可知零件展开时的面积为：A总=A1+A2+A3+A4+A5=29518.4mm2根据A总=193.92，为方便设计与计算取毛坯直径D=194mm图2.4 毛坯示意图2.3 计算拉深次数拉深的变形程度中，必需保证使毛坯在变形过程中的应力能充分利用材料塑性，也不超过材料的变形极限。即必须保证极限变形强度。拉伸后的零件形状如图2.1 我们可以通过理论计算的方法确定极限拉深系数。即在危险断面上的抗拉强度与在传力区的最大拉应力相等，就可以求出最小拉深系数，即为极限拉深系数。在现实生活中，极限拉深系数值通常是在一定的拉深条件下用实验的方法得到的，通过查表来确定极限拉深系数。（1） 根据 （3）由 表2.3查得 m=0.55-0.58表2.3圆筒形件带压边圈的极限拉深系数各次拉深 系数毛坯相对厚度t/D1001.050.08m1 m2 m3 m4 m50.480.500.730.750.760.780.780.800.800.820.500.530.750.760.780.790.800.810.820.840.530.550.760.780.790.800.810.820.840.850.550.580.780.790.800.810.820.80.850.860.580.600.790.800.810.820.830.850.860.870.600.630.800.820.820.840.850.860.870.88注：1.表中拉深系数适用于08、10和15Mn等普通的拉深碳钢及黄钢H62。对拉深性能较差的材料，如20、25、Q215、Q235由表2.4查得表2.4拉深相对高度H/d与拉深次数的关系相对高度H/d 拉深次数 毛坯相对厚度(t/D)1001.050.0610.940.770.840.650.770.570.620.650.520.450.460.3821.881.541.601.321.340.960.830.90.72.02.01.5注：本表适于08、10等软钢。 因为最大相对高度0.77大于凸缘的相对高度0.49，且最小极限拉深系数0.55小于实际拉深系数0.587，进而拉深可以一次拉深就完成。2.4 冲压工艺方案的确定和分析分析零件圆形电机外壳的冲压工艺，可知零件可分为落料，拉伸，冲孔三个工序，按照零件的工序可知零件冲压工艺方案可分一下几种：方案一：采用单工序模具生产；先落料，再拉伸，再冲孔共采用三套模具生产。方案二：将落料冲孔复合冲压，再拉伸，采用复合模加单工序模的方案生产。方案三：采用级进模具生产；所有工序在一套模具上完成。2.5 冲压工艺方案的确定分析零件的工艺方案，采用单工序模具结构简单，但需要三道工序三副模具才能完成，且生产效率低难以满足该工件大量生产的要求。复合模需两副模具，生产率相对会高一点，尽管模具结构较单工序模复杂，但由于零件的几何零件形状简单对称，模具制造并不困难。虽然级进模也需一副模具，且生产率较高，但模具结构复杂，送进料不方便，加之工件尺寸偏大。通过分析对上述三种模具的比较，则采用方案二最佳， 由于零件采用先落料冲孔再拉伸的设计方案，所以零件的胚料形状如图2.5所示：图2.5 落料冲孔零件形状2.6 排样方案的确定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件。在冲压生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技术指标之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。根据材料的合理利用情况，条料排样方法可以分为以下三种：（一）有废料排样：冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。（二）少废料排样：只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值，因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凹模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率高，冲模结构简单。（三）无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量较差，模具寿命较短，但材料利用率高。采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。综上分析，并考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料，选取有废料排样。2.7 搭边的选取排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。 材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。表2.5最小工艺搭边值材料厚度圆件及r2t的圆角矩形件边长L50mm矩形件边长L50mm或圆角r2taa1aa1aa1.62.02.03.04.05.05.00.81.00.6t2.03.50.7t2.03.50.7t2.52.00.8t3.24.00.8t3.02.52.01.82.00.9t由表2.5 确定搭边值根据零件形状两式件间按圆形取工件间搭边值a=1.0，侧边取搭边值=1.2。2.8送料步距、条料宽度及板料间距计算2.8.1 送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值a，即 =194+1.0=195 2.7.2条料宽度及板料间距的计算 条料宽度按下式： 其中为冲裁件宽度方向的最大尺寸；B-A=(194+21.2)0-0.5=196.2-0.5 mm根据以上计算可以画出零件的排样图，如图2.6所示：图2.6排样图2.8.3 材料利用率计算根据一个部距的材料利用率计算：式中 A1个步距内制件的实际面积； B板料（条料）宽度； S步距。零件的材料利用率为75.27%2.9本章小结本章主要计算了零件毛坯尺寸，以及确认零件的冲压方案和排样方式等，通过本章的设计对冲压模具的设计过程以及设计方法有更深的理解。第三章 冲压工艺的计算3.1 计算凸、凹模刃口尺寸和公差凸模刃口部分的尺寸和凹模刃口部分的尺寸决定冲裁件的尺寸精度。凸、凹模刃口部分的尺寸来保证和实现冲裁间隙的合理。进而我们要掌握正确的尺寸。在决定制造公差和模具刃口尺寸的时候，需要考虑以下3个原则：1 凹模的磨损决定落料件的尺寸，凸模尺寸也决定冲裁件的尺寸。2由于想到冲裁时凸、凹模的磨损，所以在设计凸、凹模刃口尺寸得时候，在基准件刃口尺寸在磨损后变大的时候，应该为基准件取较小的刃口公称尺寸。在基准件刃口尺寸在磨损后减少的时候，基准件刃口公称尺寸应取较大的工件尺寸。只有这样取基准件的刃口尺寸这，在凸模磨损到一定程度的时候，机器还是能够冲出合格的零件。3当确定模具刃口制造公差的时候，不仅要确保合理的间隙数值，还要确保工件的精度要求 。 用凹凸模具分别加工圆形电机外壳，也就是按照凹模和凸模图纸上标注的公差和尺寸来冲裁零件，凹凸模具刃口公差和尺寸保证了冲裁的间隙，在这种情况下，就应该计算出凹模和凸模的刃口公差和尺寸，这种冲裁的圆形电机外壳的方法具有互换性。方便于大量生产，这种冲裁方法大部分用于规范形状而且结构简单的冲裁件。 2、 当冲裁零件落料的时候，由于凹模刃口尺寸与落料件表面尺寸几乎一致，所以要最先定下凹模刃口尺寸，也就是：以凹模刃口的尺寸为基准，另一个原因：由于零件的尺寸会随着凹模刃口由于磨损的增大而增大，但为了保证冲裁出合格的零件，应该取落料件尺寸公差范围内的较小的数值来作为凹模的基本尺寸，这个值就是凹模基本尺寸最小合力的间隙。 对于没有标注公差就按按IT12级来计算。冲裁模刃口双面间隙： 冲压工艺学中表2-3落料刃口尺寸计算凸模制造公差可以选IT12级精度，落料尺寸为：，表3.1 规则形状凸、凹模的制造偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差1818301830 0.0200.0200.0250.030120180180260 0.0300.0400.045 80120 0.025 0.0352603603605005008000.0350.0400.0500.0500.0600.070按表3.1可知校核间隙：+条件，但相差不大，可作如下调整： = 则 式中因数由冲压工艺学表2-13查得：，=0.63按IT12级选取。对于冲孔尺寸 ；利用公式 其中 磨损系数的选取查下表3-5 是工件的公差值 查公差表可知孔的公差等级为IT12级，所以查上表得=0.5 则；= 2、在拉深的时候，拉深凹模和拉伸凸模的单边间隙用来确定凸凹模制造公差，对于拉深尺寸；和确定；0.3mm；0.35工件的内部尺寸为： 3.2 计算工艺力、初选压力机3.2.1 计算工艺力（1）落料力零件的展开长度和材料的厚度、性质对落料力由很大的关系。当用平刃冲裁的时候，其落料力为： 式中 F落料力（N） L冲件的周边长度（mm） t板料厚度（mm） 材料的抗剪强度（MPa）因此，该零件的落料力为： （2）冲孔力的计算 （3）落料卸料力通常情况下，冲裁件从板料切下后，会使零件卡在在凹模内，冲裁剩下的材料则会卡在落料的凸模上面，而把材料从凸模上取下来的力就叫卸料力。零件形状尺寸、材料厚度、模具间隙、材料的力学性能和润滑情况都是影响卸料力的因素。计算上述力的公式为： 式中 F冲裁力(N) 卸料力系数，它的大小可以查表得到，是0.05。 （4）冲孔模具的推件力由3-1得K推=0.055， 取同时梗塞在凹模内的冲件数为6F推=nK推F冲=60.0555.49KN=1.82KN （5）拉深力 拉深力会随凸模行程的改变而变化，它的变化曲线下图。 图4-1 拉深力变化的曲线示意图 拉伸力的计算公式：凸模直径（mm）系数，查冷冲压模具课程设计与毕业设计指导表5-22可知K=0.89材料的抗拉强度（MPa） 材料厚度 因此 （6）压边力如果压边力比较大会导致零件被拉裂，如果压边力比较小会导致零件的边壁有褶皱，所以要采用合适的压边力是非常非常必要的的。 查冷冲压模具设计指导表426可知： D毛坯直径（mm） d冲件的外径（mm） q单位压边力（M Pa） 这里q的值取3.0。所以 = 所以落料冲孔模具的总冲压力为前面计算的各工序的力之和：F总=137.83+5.49+6.89+1.82=152.03KN拉伸模具的总冲压力为：F总=86.02+58.03=144.05KN3.2.2 初选压力机在冲压工艺所需的变形力为前提的情况下，来确定压力机吨位。由于两套模具冲压力相近，所以两套模具压力机选择一致，按较大的冲压力计算：所以应该选择的压力机的公称压力 ，应该取为1.4落料拉伸模具公称压力是： 因此初选开式压力机250KN。3.3 压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。由零件图1.1可知冲压件为对称圆形，所以压力中心为冲压件的产品中心。3.4本章小结本章节主要介绍各方面的计算，包括各种力的计算和各个工作零部件的尺寸的计算。为下面的零部件的选用提供了数据上的依据。第四章 模具结构的设计4.1 模具主要零部件的设计4.1.1凹模厚度根据凹模厚度的计算公式:(15mm) 可以计算出所需的凹模的厚度,其中=194mm,查表4-1，得=0.15,故：=0.15194mm =29.1mm所以凹模厚度取=30mm。 表4-2 系数K的数值 （mm） 凹模孔的最大宽度b材料的厚度t11336K505010010020020.350.120.220.H680.60.300.H680.220.3注：本表摘自冲压工艺与模具设计P47 表2-19根据公式:C=(1.52) 综合考虑取C=50mm。根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸：直径为：。所以落料冲孔模具凹模大小选择为：；拉伸模具由于拉伸件高度为53mm所以拉伸凹模的大小选择为：如图3.2所示：图4.1 (a) 落料凹模图4.2 (b) 拉伸孔凹模4.1.2 凸模固定板的选用与厚度根据凸模固定板的厚度公式： =0.8 = 0.830mm =24mm。所以凸模固定板这里取25mm 拉伸凸模固定板高低取50mm因为本模具的卸料板不起导向作用，因此固定板与圆凸模的配合可以采用过盈配合（H7/s6），与非圆凸模的配合可以采用过渡配合（H7/m6）。查相关文献，可知凸模固定板经常采用Q235或45号钢，本模具将采用45号钢来制造。凸模固定板如图3.3所示：图4.3 (a) 落料冲孔凸模固定板图4.3 (b) 拉伸凸模固定板4.1.3 卸料板的设计刚性和弹性的对比：由于刚性卸料装置采用了固定板形式的结构，可以用于对硬度和厚度有一定要求的零件中，应用场合为需要较大的卸料力，且料的厚度不超过3mm的倒装形式的模具结构中。适用于料厚不超过3mm的场合中，且因为压料的效果，其冲件十分平整。卸料板与凸模间隙参数的确定：在弹性压料板对凸模有导向效果时，配合间隙小于冲裁间隙。在落料模、冲孔模、倒装复合模等卸料装置中，多采用此结构。综合考虑设计要求，本文选用弹性板作为卸料装置。4.1.4 凸模的设计凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表。 冲孔凸模为圆形，采取台阶式凸模，它的强度刚性较好，装配修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时凸模不配拉出，材料选取,热处理硬度为5862。凸模的结构形式如图4.4图4.4 （a）冲孔凸模图4.4 （b）冲孔凸模第五章 标准件的选择5.1 模架及模柄的选择5.1.1模架的选择冲模模架已经标准化。标准冲模模架主要有两大类：第一类是由上下模座和导柱、导套组成的导柱模模架；第二类是由弹压导板、下模座和导柱、导套组成的导板模模架。这里我们选用第一类。根据冲裁件形状、尺寸、精度、模具种类和送料方向选择对角导柱模架；根据凹模周界尺寸和闭合高度确定模架的大小规格。5.1.2模柄的选择模柄的作用是把上模固定在压力机上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄一般都是通过模柄与压力机滑块相连接。模柄的结构形式较多，并已经标准化。根据选用的模架和模具类型，选择旋入式模柄，通过螺纹与上模座连接，并加螺钉防松；在根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小510mm。5.2 导套及导柱的选择导柱、导套在模具中起到导向、定位、承受一定的侧向压力、方便在模具在设备上的安装，目前以标准化，根据选择的模架结构，我们选择滑动导柱、导套。选择A型导套、导柱的尺寸根据GB/T 2861.1和GB/T2861.6选取。材料采用20钢，热处理方式为表面渗碳淬火，渗碳层深度为0.81.2mm，硬度为5862HRC。5.3 销钉及螺钉的选择冲裁中用到的紧固件主要是螺钉和销钉，螺钉起固定连接作用，销钉起定位作用。螺钉和销钉都是标准件，选用的螺钉是内六角螺钉，它紧固牢靠，螺钉头不外露，模具外形美观；销钉用圆柱销。螺钉和销钉的规格应根据冲压工艺力和凹模厚度等条件确定。第六章 电机外壳模具装配6.1落料及冲孔模具装配模具装配工作时实现模具制造的一个重要过程，模具的装配标准是装配图以及验收条件。组成模具的标准零件、通用零件以及一些成型等零件是进行模具装配工作的基础。选择了合格的零件之后，还需要设计出与之匹配的装配工艺，这样才能保证所设计的模具符合要求3。在进行装配的过程，不仅要满足零件之间的装配精度要求，而且也要满足各个零件之间对位置的精度要求。针对相对运动的零件，还必须考虑其相对运动上的精度要求。模具装配的结果，对零件的设计，生产，制造以及成本等环节具有重要的影响。因此，模具装配工作时进行模具制造中十分重要的一个过程。完成了模具的装配工作之后，各个模具零部件构成了模具的上下模部分。在冲压模具使用中，下模固定于压力机的工作面上，它是模具当中固定不动的部分；上模利用模柄固定在压力机上的滑块上，这是模具可以活动的结构6。6.1.1冲压模具装配的技术要求 （1）组成模具的各个零件的参数，包括材料，尺寸，几何精度，表面粗糙度以及热加工工艺等都必须满足设计要求，加工的零件表面不能出现裂纹，划痕等结构上的缺陷。（2）完成模具的装配之后，模具中可以活动的部分要满足位置上的精度与、配合间隙中的关系、其运动过程须可靠、平稳，在实际使用中不能出现松动或者脱落等问题。（3）在进行凸模和凹模设计时，配合间隙是一个很重要的因素，要保证刃口的轮廓间隙相同。（4）将模柄安装与模座上，同时让轴心线与上模座的垂直度误差在设计范围内，应低于0.05mm。（5）模座的上平面要和下平面之间保持平行。装配完导柱和导套之后，轴心线要与模座的上平面以及下平面相互垂直。（6）装配后的模架，要使得上模座沿着导柱移动时比较平稳，没有停滞现象等发生。在进行导柱和导套的装配时，要符合国家规范及行业标准。（7）进行定位的装置要实现毛坯定位时的准确机可靠的要求。（8）卸料结构和顶件结构要配合灵活，准确。在进行出料时要顺利，不能让制件和废料被卡在模具内部。（9）模具应按照实际生产条件进行实验，冲出的零件采可以符合设计要求6。6.1.2落料及冲孔模具装配的特点落料冲孔弯曲模具及冲孔模具由上模和下模两部分组成，实际的装配过程是：按照上模和下模的不同结构分别组成，最后再将上模和下模组合成完成的装配体。模具中的弹性卸料位于上模结构，主要由弹簧、卸料螺钉组成。在实施装配的过程中，首先组装成弹顶结构装置，然后再安装在下模结构中 7。6.1.3模具总装配通过上文的设计过程，进行模具的装配图设计，如图5-1所示。模具结构主要包括上、下模两个结构，而上模结构由上模座、凸模、卸料板、等形成。下模部分由下模座、凹模、等组成8。（如图6-1）图6-1 （a）落料冲孔模具总装图图6-1 （b）冲孔模具总装图 结 论在几个月的不断努力下，终于按时完成了毕业设计论文。毕设是对大学四年所学理论知识的一次综合考核，是一次进行实践的机会，同时也是对自己专业实践能力的提升。本人的主要收获和感悟如下：第一 .学习了零件的设计方法。其实通过模具设计可以映射到所有的设计过程，设计本身就是一次创造性的劳动过程，在完成设计的过程中，我们一般所要进行的步骤有题目拟定、方案拟定、零件的设
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