某型锥形盖冲压工艺及其模具设计【2套模具】【5张图纸】【优秀】
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某型锥形盖冲压工艺及其模具设计
说明书 30页10900字数+开题报告+任务书+5张CAD图纸
任务书.doc
冲孔切边复合模装配图.dwg
原创性声明.doc
导套.dwg
导柱.dwg
工序图.dwg
开题报告.doc
摘要.doc
某型锥形盖冲压工艺及其模具设计说明书.docx
目录.docx
落料拉深复合模装配图.dwg
论文封面.docx
目 录
前言1
1 冲压工艺性分析和方案的确定
1.1零件工艺性分析3
1.2工艺方案的确定3
2 模具总体设计
2.1模具类型的选择5
2.2操作与定位方式5
2.3卸料、出件方式5
2.4确定送料方式6
2.5确定导向方式6
3 零件的工艺计算
3.1拉深工艺计算7
3.2落料拉深复合模工艺计算8
3.3冲孔切边复合模工艺计算13
3.4冲压工艺过程15
4模具零部件结构的确定
4.1定位零件的结构设计16
4.2卸料、顶件、推件零件的结构设计16
4.3凹模的结构设计17
4.4其他支承零件的设计18
4.5凸模的结构设计19
4.6凸凹模的结构设计16
4.7模具闭合高度20
4.8模具零部件设计20
4.9确定装配基准模21
5冲压设备的选用与校核
5.1落料拉深复合模压力机设备的选用22
5.2冲孔切边复合模设备的选用22
5.3校核模具闭合高度22
6模具的工作原理
6.1 落料拉深复合模的工作原理24
6.2 冲孔切边复合模的工作原理24
结 论 26
参考文献27
致 谢28
某型锥形盖冲压工艺及其模具设计
摘要：冲压制品已在工业，农业，国防和日常生活中的方面得到广泛应用,特别是在机械业中则为突出。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。其主要用于是冲孔，落料，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，可实现半自动化或自动化作业。
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、卸料板等。
冲裁模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。
关键词：模具，冲孔，落料，拉深
其工艺性分析内容如下：
1.1.1 材料分析
08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。
1.1.2 结构分析
该零件属于旋转体带有凸缘的锥形件，是结构简单带一个阶梯的轴对称曲面形状拉深件，其形状、尺寸符合工艺性要求，所以该零件冲压工艺性较好。零件凸缘上均布着六个的小孔和底孔，为了保证孔的位置准确和精度，其加工放在拉深结束后冲裁。此外，零件口部圆角半径均为R1，满足拉深件口部圆角半径大于或等于两倍料厚的要求。
1.13 精度分析
零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求，选精度等级为，工件的所有未注明公差均由文献表查得。
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：某型锥形盖冲压工艺及其模具设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求给定某锥形盖零件图（如右图），要求根据该图完成以下工作：（1）分析锥形盖的冲压工艺性，提出并分析几种可行工艺方案。（2）确定锥形盖的冲压工艺方案；（3）进行必要的冲压工艺计算；（4）选定冲模的结构型式；（5）选择与确定冲模主要零部件结构与尺寸；（6）校核冲模闭合高度及压力机有关参数；（7）绘制冲模总装图及零件工作图；（8）撰写毕业设计计算说明书。II、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：（1）查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告； 2周 2月20日3月27日（2）相关外文文献阅读与翻译（6000字符以上）； 1周 2月27日3月05日（3）接锥形盖冲压工艺分析及冲压工艺方案确定； 2周 3月05日3月14日（4）必要的冲压工艺计算； 1周 3月14日3月20日（5）冲模的结构型式及其主要零部件结构尺寸确定； 2周 3月20日3月03日 1周 （6）冲模的总装图设计； 6周 4月04日5月11日（7）冲模的主要零件的工作图设计； 2周 5月11日5月24日（8）答辩准备 1周 5月25日6月02日 、主 要参考资料：1 郝滨海.冲压模具简明设计手册S. 北京：化学工业出版社，2004.11.2 王嘉.冷冲模设计与制造实例C. 北京：机械工业出版社，2009.7.3 翁其金. 冷冲压技术M.北京：机械工业出版社，2000.11.4 翁其金，徐新成. 冲压工艺及冲模设计M. 北京：机械工业出版社，2004.7.5 王伯平. 互换性与测量技术基础S. 北京：机械工业出版社，2004.4。6 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册S. 北京：机械工业出版社，2000.7 王孝培. 实用冲压技术手册S. 北京：机械工业出版社，2001.3.8 周大隽. 冲模结构设计要领与规范M. 北京：机械工业出版社，2006.7 Fuh-Kuo Chen, Yeu-Ching Liao. Analysis of die design for the stamping of a bathtubJ. Journal of Materials Processing Technology 72 (1997) ：421428 航空制造工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0781051 班学生（签名）： 日期： 自 2011 年 2 月 20 日 至 2011 年 6 月 02 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 机械设计 系（室） 主任（签名）： 附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期：导师签名： 日期： 毕业设计（论文）开题报告题目 某型锥形盖冲压工艺及其模具设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105106学 生 姓 名 桂瑶堃指 导 教 师 贺红林填 表 日 期 2011 年 03 月 01 日一、 选题的依据及意义：根据学生所学专业及教学大纲要求，结合相关企业实际生产需要及设计模式，促使学生将所学专业基础知识及专业知识具体应用到实践中，培养其理论联系实际的能力。本课题是学习模具设计的核心内容、专业主干内容，在学习应用模具设计中，占有重要地位。模具设计的学生的核心能力主要分为冲压模具设计与制造等能力，而本课题主要学习冲压模具的设计能力，在模具技术更新与企业的发展中占据着举足轻重的地位。其要求对给定零件锥形盖进行落料、冲孔、翻边、成形复合冲压模设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义。二国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：冲压技术已经有一百多年的历史，其生产的作业形式及发展过程可以概括为：手工机械自动无人。古代的冲压加工是依靠手工制作，现代冲压加工的标志是机械化。如今的冲压加工已有很大程度的自动化，并已开始向无人化水平发展。目前，国外冲压生产的水平及发展趋势如下：1冲压生产的自动化、无人化、精密化（1）自动化 a.单机自动 比如日本AIDA公司的高速冲床，每分钟可以进行一千多次的冲裁。b.多机联合生产线 比如生产汽车门板零件，由5台大吨位冲床组合，从板料自动送进到各道工序的加工到最后产品检验，全由计算机控制。c.冲压自动线 不仅有小型薄带料零件的冲压自动线，而且有大型厚板料零件的冲压自动线。有的工厂安装厚板零件自动冲压生产线，板料从开卷、反垂、送进、冲压到卷走废料、取出工件全部自动化。d.小型冲压系统 冲压设备不断推陈出新，比如日本推出的第三次冲床革命的新产品MP210压力机，可以直列式放置10副模具，并改机械传动为液压驱动的带料连续冲压设备，就是一个典型的例子。（2） 无人化a.冲压柔性加工系统 美国、德国、英国、日本等发达国家均有这种系统。比如，日本 TOYOTA公司的柔性加工系统是通过数控使一组冲压设备实行自动协调加工。b.冲压加工中心 日本的AIDA公司很早就开始了冲压加工中心的研制。不过，对其研制进展缓慢，说明难度较大，所需人力，才力投资很大，可能要道1世纪前期才会开始普遍起来。（3） 精密化 精密化是针对冲压产品特别是小型零件精密化要求而发展的相应生产技术。例如彩色显像管电子枪用膜片零件，仅从上面三个直径为0.57mm小孔的孔径、孔的不圆度、孔间距精度均小于0.10mm来看，足见其精度要求之高，日立公司用14道冲压工序、22个工步的级进模加工出来。显然该产品的精度是由模具的精度来保证的。(4)塑性成形的基础理论已基本形成冲压成形工艺近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成形精度、生产率越来越高。精密冲压的范围越来广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立方体精密成形等。可加工的工件的厚度也不断提高，并可对高强度合金材料进行精密冲裁。计算机辅助工程在冲压领域得到较好的应用，可进行应力、应变等的分析，排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。此外，冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形已从原来的经验、实验分析开始走上由冲压理论指导的科学联系使冲压成形趱计算机辅助工程化和智能化的发展道路。2开发和发展冲压新理论、新工艺 具体表现在以下8个方面：1）.集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需求。2）.智能化技术 应用人工智能技术实现产品生命周期各环节的智能化，实现生产过程各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。 3).网络技术的应用 网络技术包括硬件和软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口系统操作控制策略等，是实现跨国模具的成功例子。4).多学科多功能综合产品设计技术 未来产品的开发设计不仅用网络技术的应用为我国模具企业实现敏捷制造和动态联盟奠定了技术基础。到机械科学的理论知识，还用到电磁学、光学、控制理论等。甚至需考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标、全性能的优化设计，以求模具产品动态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。5).虚拟现实与多媒体技术的应用 虚拟现实UR是人造的计算机环境，人处在这种环境中有身临其境的感觉，并强调人的介入与操作。这项技术在21世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训、制造系统仿真、实现基于制造仿真的设计与制造、实现集成人的设计等。美国已于1999年借助此项技术成功修复太空望远镜。而多媒体技术主要是采用多种介质来存储、表达处理多种信息，融文学、语言、图像于一体，给人一种真实感。6).反求技术的应用 常规的模具设计常以产品的已有设计信息为依据，这些设计信息通过工程图或者一些模型来表达，然后制定出加工工艺规划，最终通过模具和设备制造出产品。但是在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另一些产品或实物。如果想要在只有产品原型或者实物模型而无产品图样的条件下，进行模具的设计和制造以便制造出产品；那么首先要对实物进行测量，然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造，这个过程就是反求工程。一旦建立了CAD几何模型，就可以依据这种数字化的几何模型进行后续的许多操作。例如，实物CAD模型的修改，零件的重新设计、有限元分析、误差分析、数控加工指令生成及模具的设计和制造等。7).快速成型制造技术 快速成型制造技术RPM的基本原理是层制造原理，它是一种能够迅速制造出产品原型的新技术。这项技术与零件的几何复杂程度无关，具有复杂曲面形状的产品制造更能显示其优越性。这种技术不仅能够迅速制造出产品原型，还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具；从而避免了传统制造的费时和耗成本，因而它在模具制造中发挥着重要作用。8).全面质量管理技术 全面质量管理技术的核心思想是：企业的一切活动都围绕着质量进行。不仅要求质量管理部门进行质量管理，还要求从企业最高决策者到一般员工均应参加到质量管理过程中。并且强调质量控制活动应包括从市场调研、产品规划、产品开发、制造、检测到售后服务等产品生命周期。而随着工业技术和科学技术的发展，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计与制造方法已不能适应工业产品快速更新换代和提高质量的要求，因此，发达国家从20世纪50年代就开始了模具CAD/CAM的技术研究。而且，CAD/CAM技术最早在冷冲模的设计中应用3。而 UG是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAD/CAM/CAE高端软件，也是目前国际、国内应用最为广泛的大型CAD/CAM/CAE集成化软件之一。作为一个集成的全面产品工程解决方案，UG软件家族使得用户能够数字化地创建和获取三维产品定义。UG软件被当今许多世界领先地制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化制造等领域 。UG除了具有通用模块之外，还提供各种专用模块如计算机辅助设计模块、板金设计加工模块，模具设计加工模块、管路设计布局模块等。它的领先技术始终位于先进制造技术领域的前沿，反映了当前领域发展的最新成果。三本课题研究内容材料：08 厚度：0.5mm通过对锥形盖进行工艺分析，零件的生产包括落料、拉深、切边、冲孔等工序，其总体工艺过程有以下几种：方案一：先落料，然后拉深，再冲孔，最后切边。采用单工序模生产。方案二：先落料拉深复合，后冲孔切边复合。采用复合模生产。方案三：采用级进模或多工位自动压力机上生产。其中，方案一模具结构简单，但需要四副单工序模，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二需要两副复合模，结构复杂，制造难度加大，成本高，但工件的相对位置精度及生产效率都较高，满足大批量生产要求，工件精度也能满足要求，操作方便。方案三中的级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二为佳。然后再计算参数与确定毛坯尺寸，制定冲压工艺过程，用AutoCAD软件设计并绘制模具结构图及其中的部分零件图。四本课题研究方案通过对锥形盖零件图的初步工艺性分析，确定采用落料、冲孔、拉深、弯曲等冲压成形工艺，按照设计任务书的要求，为达到缩短生产周期，提高经济效益的目的，将尽量采用复合模来完成操作。五研究目标、主要特色及工作进度：目标：本课题主要是经过分析锥形盖确定具体的工艺流程，制定先落料拉深复合，后冲孔切边复合。采用复合模生产为最佳的工艺方案，并对其进行模具设计，以达到缩短生产周期，降低模具成本，提高经济效益，以增强企业的市场竞争力。主要特色：在设计中将以AutoCAD为辅助工具完成模具的图形制作为。工作进度大致安排如下：2月20日3月27日 查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告2月27日3月05日 翻译外文资料，完成开题报告3月05日3月14日 锥形盖冲压工艺分析及冲压工艺方案确定3月14日3月20日 计算工艺参数3月20日4月03日 冲模的结构型式及其主要零部件结构尺寸确定4月04日5月11日 冲模的总装图设计5月11日5月24日 冲模的主要零件的工作图设计5月25日6月02日 准备答辩六、参考文献：1 郝滨海. 冲压模具简明设计手册S. 北京：化学工业出版社，2004.11.2 王嘉. 冷冲模设计与制造实例C. 北京：机械工业出版社，2009.7.3 翁其金. 冷冲压技术M. 北京：机械工业出版社，2000.11.4 翁其金，徐新成. 冲压工艺及冲模设计M. 北京：机械工业出版社，2004.7.5 王伯平. 互换性与测量技术基础S. 北京：机械工业出版社，2004.4。6 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册S. 北京：机械工业出版社，2000.7 王孝培. 实用冲压技术手册S. 北京：机械工业出版社，2001.3.8 周大隽. 冲模结构设计要领与规范M. 北京：机械工业出版社，2006.论文摘要某型锥形盖冲压工艺及其模具设计学生姓名：桂瑶堃 班级：0781051 指导老师：贺红林摘要：冲压制品已在工业，农业，国防和日常生活中的方面得到广泛应用,特别是在机械业中则为突出。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。其主要用于是冲孔，落料，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，可实现半自动化或自动化作业。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、卸料板等。冲裁模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。关键词：模具，冲孔，落料，拉深 指导老师签名：Stamping process and die designStudent name: Gui Yaokun class: 0781051 Supervisor: He HonglinAbstract：Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national defense and in the daily lives of area, especially in the machinery industry. Mechanical products is the most pressing housing products, and the improvement of product performance requires of high-quality performance stamping molds ,stamping,process and product design. There are many ways of molding products of stamping. Piercing is mainly used for blanking, bending, stretching, etc. And Stamping molds almost form more than 60 percent of the total number. For example ,Electrical Control can be realized as semi-automatic or automatic operation. Cold-metal stamping die mainly used for the molding products, and it is very important in the production of stamping technology devices. The basic component of stamping molds is block model from top to bottom, mould plate, fixed-plate of mould plate, die inserts, raising nails, I. plate, plate unloading I. Introduction sets column, unloading bombs nail plate, plate Discharge and so on. The widely application of blanking moulding is exactly the basic perpose of my design.Keywords: Molding tool Piercing Blanking Drawing Signature of Supervisor: 目 录前言11 冲压工艺性分析和方案的确定1.1零件工艺性分析31.2工艺方案的确定32 模具总体设计2.1模具类型的选择52.2操作与定位方式52.3卸料、出件方式52.4确定送料方式62.5确定导向方式63 零件的工艺计算3.1拉深工艺计算73.2落料拉深复合模工艺计算83.3冲孔切边复合模工艺计算133.4冲压工艺过程154模具零部件结构的确定4.1定位零件的结构设计164.2卸料、顶件、推件零件的结构设计164.3凹模的结构设计174.4其他支承零件的设计184.5凸模的结构设计194.6凸凹模的结构设计164.7模具闭合高度204.8模具零部件设计204.9确定装配基准模215冲压设备的选用与校核5.1落料拉深复合模压力机设备的选用225.2冲孔切边复合模设备的选用225.3校核模具闭合高度226模具的工作原理6.1 落料拉深复合模的工作原理246.2 冲孔切边复合模的工作原理24结 论 26参考文献27致 谢28某型锥形盖冲压工艺及其模具设计摘要：冲压制品已在工业，农业，国防和日常生活中的方面得到广泛应用,特别是在机械业中则为突出。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。其主要用于是冲孔，落料，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，可实现半自动化或自动化作业。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、卸料板等。冲裁模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。关键词：模具，冲孔，落料，拉深 Stamping process and die designAbstract：Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national defense and in the daily lives of area, especially in the machinery industry. Mechanical products is the most pressing housing products, and the improvement of product performance requires of high-quality performance stamping molds ,stamping,process and product design. There are many ways of molding products of stamping. Piercing is mainly used for blanking, bending, stretching, etc. And Stamping molds almost form more than 60 percent of the total number. For example ,Electrical Control can be realized as semi-automatic or automatic operation. Cold-metal stamping die mainly used for the molding products, and it is very important in the production of stamping technology devices. The basic component of stamping molds is block model from top to bottom, mould plate, fixed-plate of mould plate, die inserts, raising nails, I. plate, plate unloading I. Introduction sets column, unloading bombs nail plate, plate Discharge and so on. The widely application of blanking moulding is exactly the basic perpose of my design.Keywords: Molding tool Piercing Blanking Drawing前 言模具是现代化的生产重要工艺装备，在国民经济的各个部门都越来越多地依模具来进行生产加工，越来越引起人们的重视，模具也趋向标准化。随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备。这次毕业设计是在学习完所有机械课程的基础上进行的，是对我综合能力的考核，是对我所学知识的综合运用，也是对我所学知识的回顾与检查。本设计主要分为两部分，一部分是对锥形盖进行冲压工艺分析与计算，一部分是对锥形盖进行模具设计。首先，先对零件进行工艺分析与计算，其中包含工艺分析与设计方案的确定，确定排样，计算冲裁力与选择冲压设备等。其次，对锥形盖进行模具设计，其中主要是模具主要零部件的设计与计算与模具的装配。在进行模具设计时，根据零件的形状并结合手册循序渐进的进行模具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、导向零件和连接固定零件的设计。在设计时要使用到AUTOCAD2007，这类计算机辅助设计软件对于提高设计的速度和质量很有帮助，这也是当今模具行业发展的选择。在近三个月的设计中，为了更好地完成任务，期间还到工厂进行了实习，参观了冲压模具的生产加工过程，这加强了我们的感性认识，更有利于我们完成模具设计。 对于本次毕业设计，应该要达到以下目的： 综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冷冲压模设计的实际训练，从而提高我们的独立工作能力。 巩固复习四年以来所学的各门学科的知识，以致能融会贯通，进一步了解从模具设计到模具制造的整个工艺流程。 掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。本次设计是在周爱娇老师认真、耐心的指导和同学们的帮助、交流下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我对他们表示衷心的感谢。冲模是模具设计与制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门课程，使我对冲压模具有了新的认识，从中也学到了不少知识，激发了我对冲压模具的爱好。由于本人水平有限，缺乏实践经验，所以在设计中难免产生不足和错误，望各位老师批评和指正，以使我的毕业设计做到合理，同时也为我走出校门步入社会打下坚实的基础。1 冲压工艺性分析和方案的确定1.1 零件工艺性分析工件锥形盖为图1所示的拉深件，材料钢，材料厚度，大批量生产。图1 工件图其工艺性分析内容如下：1.1.1 材料分析08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。1.1.2 结构分析该零件属于旋转体带有凸缘的锥形件，是结构简单带一个阶梯的轴对称曲面形状拉深件，其形状、尺寸符合工艺性要求，所以该零件冲压工艺性较好。零件凸缘上均布着六个的小孔和底孔，为了保证孔的位置准确和精度，其加工放在拉深结束后冲裁。此外，零件口部圆角半径均为R1，满足拉深件口部圆角半径大于或等于两倍料厚的要求。1.13 精度分析零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求，选精度等级为，工件的所有未注明公差均由文献表查得。1.2 工艺方案的确定 零件的生产包括落料、拉深、切边、冲孔等工序，其总体工艺过程有以下几种：方案一：先落料，然后拉深，再冲孔，最后切边。采用单工序模生产。方案二：先落料拉深复合，后冲孔切边复合。采用复合模生产。方案三：采用级进模或多工位自动压力机上生产。其中，方案一模具结构简单，但需要四副单工序模，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二需要两副复合模，结构复杂，制造难度加大，成本高，但工件的相对位置精度及生产效率都较高，满足大批量生产要求，工件精度也能满足要求，操作方便。方案三中的级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二为佳。2 模具总体设计2.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压。因为倒装式复合模结构简单，可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，应用十分广泛，所以模具类型为倒装式复合模。2.2 操作与定位方式2.2.1 操作方式零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。2.2.2 定位方式因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用两个固定挡料销导料，无侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。 2.3 卸料、出件方式2.3.1 卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。工件平直度较高，料厚为相对较薄，卸料力不大，因为弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。2.3.2 出件方式对于复合模生产，应采用上出件比较便于操作与提高生产效率。2.4 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B大于送料方向的凹模长度L故采用纵向送料方式，即由前向后送料。2.5 确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该复合模采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。3 零件的工艺计算3.1 拉深工艺计算零件材料厚度为0.5mm，比较小，所以所有计算以毛坯直径为准。3.1.1 确定零件修边余量 零件的凸缘相对直径式中 凸缘直径；锥形件中径。查文献表得修边余量，所以，修正后拉深件凸缘的直径应为。3.1.2 确定坯料尺寸 按照“拉深前毛坯面积等于拉深后工件面积”的原则，查文献表得到以下表面积的计算公式:其中零件凸缘部分的表面积为 ，零件除去凸缘部分的表面积为 。3.1.3 判定能否一次拉深成形 因为零件为带一个阶梯的锥形件，所以首先要判定锥形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相对厚度式中 柸料厚度；柸料尺寸。零件的相对高度式中 锥形件部分的高度；锥底直径。查文献表得，符合浅锥形件拉深的条件，所以零件的锥形部分能一次拉深成形。又因为零件带一个阶梯，所以要判定阶梯形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相对厚度，零件的相对高度式中 工件高度；锥底直径。查文献表得拉深次数为次，所以零件的阶梯形部分能一次拉深成形。 通过以上两次判定可以确定零件可以一次拉深成形。3.1.4 拉深系数 式中 锥底直径；柸料尺寸。3.1.5 判定是否用压边圈或拉深筋 由于拉深时，毛坯的变形程度不大，拉深后回弹较大，为减小回弹常使用带平面边圈或拉深筋的拉深模。因为零件的坯料相对厚度， 拉深系度，查文献表得零件可以用压边圈。3.2 落料拉深复合模工艺计算3.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为，落料凹模刃口尺寸计算如下。查文献表得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大间隙，查文献表凸模制造公差凹模制造公差。将上述各值代入校验是否成立。经校验，不等式不成立。又因为凸、凹模制造公差为，重新取，所以可按凸、凹模制造基本公式计算工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸凸模刃口尺寸3.2.2 拉深凸、凹模尺寸计算 拉深后零件标注内形尺寸的直径为，由公式确定拉深凸、凹模间隙值，查文献表得间隙系数，所以拉深凸、凹模间隙值，则拉深凹模拉深凸模3.2.3 排样设计与计算 1、 排样方式的选择方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 2、 排样计算因为零件采用单直排排样方式，所以查文献表得零件间的搭边值为，零件与条料侧边之间的搭边值为，由于模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为，条料的宽度应为式中 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；侧搭边值；条料宽度的单向（负向）偏差；导料板与最宽条料之间的间隙。查文献表选用规格为的板料，计算裁料方式如下采用纵裁时:每板的条数 条每条的工件数 件每板的工件数 个材料利用率为：式中 一张条料上的冲裁件总数目； 一个冲裁件的实际面积；条料宽度；条料长度。采用横裁时:每板的条数： 条每条的工件数： 件每板的工件数： 个材料利用率：经计算横裁.纵裁时板料利用率相同都为，为了便于工人的操作，选用第一种裁法。排样图如图2所示。图2 排样图3.2.4 力的计算 模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力、拉深力、和压边力。式中 冲裁力；冲裁周边长度；材料厚度；系数，一般取。式中 冲裁力；同时梗塞在凹模内的废料数；凹模洞口的直壁高度，取；材料厚度；卸料力、顶件力、推件力系数，查文献表所得。因为零件采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁，所以式中 锥顶直径；材料厚度；材料强度极限，查文献表，取；系数，查文献表得式中 开始拉深时的压边面积；单位压边力，查文献表，取。因为拉深力与压边力的和小于落料力，即，所以，应按照落料力的大小选用设备。查文献表，初选设备为。3.2.5 确定压力中心因为此图形为对称图形,固它的压力中心即重心就是此图形的对称中心。3.2.6 凸、凹模圆角半径的确定凹模圆角半径 式中 柸料尺寸；凸缘直径；材料厚度。凸模圆角半径 ，取。3.2.7 弹性元件的选取与计算1、 因为橡胶允许承受的负荷较大，安装调整灵活方便，故选取橡胶为弹性元件。2、 卸料橡胶的设计（1） 卸料板的工作行程 （凸模刃口修磨量一般为，取。）（2） 橡胶的自由高度 橡胶高度尺寸为，取（3） 橡胶预压缩量 橡胶预压缩量一般取自由高度的，所以（4） 橡胶允许的总压缩量 为保证橡胶不过早失效，其允许最大压缩量不应超过其自由高度的，一般为 ，取（5） 橡胶横截面积 A 橡胶所产生的压力 ，由橡胶的总预压量查文献表得橡胶所产生的单位面积压力，所以（6） 橡胶外径 D，取（7） 校核橡胶高度与橡胶外径之比 ，在范围内，所以橡胶高度与橡胶外径符合要求。（8） 查文献表得聚氨酯橡胶的几何尺寸为（9） 橡胶的安装高度 3.3 冲孔切边复合模工艺计算3.3.1 切边凸、凹模尺寸计算 刃口尺寸计算采用分开制造法，具体计算尺寸为，落料凹模刃口尺寸计算如下。查表得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大间隙，查表凸模制造公差凹模制造公差。将上述各值代入校验是否成立。经校验，不等式不成立。又因为凸、凹模制造公差为重新取，所以可按凸、凹模制造基本公式计算工作零件刃口尺寸。凹模刃口尺寸为凸模刃口尺寸为3.3.2 冲孔凸、凹模尺寸计算 刃口尺寸计算采用分开制造法，具体计算尺寸为、，冲孔凸、凹刃口尺寸计算如下。查文献表得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大间隙，查文献表凸模制造公差凹模制造公差。将上述各值代入校验是否成立。经校验，不等式不成立。又因为凸、凹模制造公差为重新取，所以可按凸、凹模制造基本公式计算工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸为凸模刃口尺寸为凹模刃口尺寸为凸模刃口尺寸为3.3.3 力的计算 模具是一套落料冲孔复合模，采用废料切刀去除切边废料，其所需冲裁力和推件力分别为则所需总工作力查文献表，初选设备为。3.3.4 确定压力中心因为此图形为对称图形,固它的压力中心即重心就是此图形的对称中心。3.4 冲压工艺过程首先落料和拉深，在条料上冲裁出柸料，接着拉深成工件所需的形状如图3所示。图3 工序图1然后冲孔和切边，冲裁出所需的孔，将工件凸缘上的余量切去，得到所需的工件如图4所示。图4 工序图24 模具零部件结构的确定4.1 定位零件的结构设计4.1.1 条料横向定位装置选用的是两个固定挡料销来导料，查文献表得固定挡料销用直径的标准零件尺寸。4.1.2 条料纵向定位装置选用的是固定挡料销，因为圆柱头式挡料销制造简单，使用和更换方便，决定选用圆柱头式挡料销，根据导料板的厚度，查文献表得固定挡料销用直径的标准零件尺寸。4.2 卸料、顶件、推件零件的结构设计4.2.1 卸料装置的设计1、 当为落料拉深复合模时，选用的是弹性卸料装置，故用的是弹性卸料板。用的弹性卸料板是以导料板为送料导向的冲模中使用的弹性卸料装置，卸料板凸台部分的高度为式中 卸料板凸台高度；导料板高度；板料厚度；所以，。工件为中小件卸料，弹性卸料板的厚度取，综合考虑取弹性卸料板为。 2、 当为冲孔切边复合模时，选用废料切刀卸料装置，废料切口的刃口长度应比废料宽度大些，刃口比凸模刃口低，其值大约为板料厚度的倍，并且不小于。综合考虑，取废料切刀的直径，刃口高度为，废料切刀到切边凹模的高度为。4.2.2 推件装置的设计1、 当为落料拉深模时，选用不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由打杆直接推动推件块的刚性推件装置。推杆文献表选用直径标准的A型带肩推杆。2、 当为切边冲孔模时，选用由打杆、推板、连接推杆和推件块组成的刚性推件装置。推杆文献表选用直径标准的A型带肩推杆。4.2.3 顶件装置的设计顶件装置选用由顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器组成的弹性顶件装置。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲裁件平直度较高。弹顶器做成通用的，其弹性元件是橡胶。4.3 凹模的结构设计4.3.1 凹模外形结构及其固定方法根据零件形状和尺寸，采用整体式凹模，直接用螺钉和销钉紧固在下模座上。采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，详细距离文献表。4.3.2 凹模孔口的结构形式选用孔口为直刃壁的凹模，因为板厚，所以直刃壁高度取。4.3.3 凹模轮廓尺寸的确定1、 凹模厚度 式中 垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离；系数，考虑板料厚度的影响，查文献表得；所以，但该工件上还需冲很多较小的小孔,且均在同一凹模上进行,所以凹模厚度应适当增加,当为落料拉深复合模时，取；当为冲孔切边复合模时，取其。2、 垂直于送料方向的凹模宽度 （1） 当为落料拉深复合模时，。（2） 当为冲孔切边复合模时，。送料方向的凹模长度 式中 送料方向的凹模刃壁间最大距离；送料方向的凹模刃壁至凹模边缘的最小距离，查文献表得；所以，为了保证凹模有足够的强度，将其外径增大到。4.4 其他支承零件的设计4.4.1 模柄的设计1、 当为落料拉深复合模时，选用个螺钉紧固于上模座的凸缘模柄。2、当为冲孔切边复合模时，选用个螺钉紧固于上模座的凸缘模柄。4.4.2 凸模固定板的设计 根据工件形状，选用标准圆形的凸模固定板，其厚度一般为凹模厚度的，综合考虑，当为落料拉深复合模时，取；当为冲孔切边复合模时，取。4.4.3 校核垫板的采用与否式中 凸模头部端面对模座的单位面积压力；凸模承受的总压力； 1、 当为落料拉深复合模时， 所以，查文献表得模座材料的许用压应力。因为，所以可以不加垫板。2、 当为冲孔切边复合模时， ，所以，因为，所以要加垫板，综合考虑，取垫板厚度。4.4.4 凸凹模固定板的设计 根据工件形状，选用标准圆形的凸凹模固定板，综合考虑，当为落料拉深复合模时，取其厚度为当为冲孔切边复合模时，取其厚度为。4.4.5 压边圈的设计选用刚性压边圈装置，根据工件的凸缘部分，为了防止起皱，综合考虑取压边圈厚度为。4.4.6 卸料螺钉的选用卸料板上设置个卸料螺钉，公称直径为,螺纹部分为,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。 4.4.7 销钉的选用根据多方面的考虑，选用圆柱销。当为落料拉深复合模时，取其公称尺寸为 和；当为冲孔切边复合模时，取其公称尺寸为。4.5 凸模的结构设计4.5.1 凸模的结构形式及其固定方法根据零件形状和尺寸，采用整体式凸模，直接用螺钉和销钉紧固在下模座内，紧固在下模座的部分代替了凸模固定板。4.5.2 凸模长度计算1、当为落料拉深复合模时， 式中 凸模固定板厚度；凸模进入凹模的深度，取；所以，。2、当为冲孔切边复合模时，所冲孔为圆孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸孔凸模设计成阶梯式，采用数控铣削床加工。；式中 凹模的高度；工件的高度；所以，；。4.6 凸凹模的结构设计零件外形相对复杂，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸凹模强度和刚性，将凸凹模设计成凸台式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。4.6.1 当为落料拉深复合模时，凸凹模的总长度为式中 弹性卸料板厚度；凸凹模固定板厚度；橡胶安装高度；增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取；所以，。4.6.2 当为冲孔切边复合模时，凸凹模的总长度为式中 凸凹模固定板厚度；废料切边刀刃口高度；增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取；所以，。4.7 模具闭合高度 1、 当为落料拉深复合模时，式中 上模座的高度；凸凹模的高度；凹模的高度；工件的高度；下模座的高度。所以，。2、 当为冲孔切边复合模时，式中 垫板厚度；凸模固定板厚度；废料切刀刃口到切边凹模的高度；凸凹模固定板高度。所以，。4.8 模具零部件设计4.8.1 模具采用的是后置导柱模架根据以上计算结果，查文献表得模架规格为：1、 当为落料拉深复合模时，上模座，下模座，导柱 ，导套 。 2、 当为冲孔切边复合模时，上模座，下模座，导柱 ，导套 。4.8.2 其他零部件结构 拉深凸模将直接由连接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，查文献表选用规格为 的模柄。4.9 确定装配基准4.9.1 落料、拉深和切边、冲孔都应以冲裁凸凹模为装配基准件。首先确定凸凹模在模架中的位置，安装凸凹模组件，确定凸凹组件在下模座的位置，然后用固定板将凸凹模和下模座夹紧。4.9.2 冲裁模具材料的选取查文献表得1、 凸模的材料为，凹模的材料为，热处理硬度为。2、 上、下模座选用铸铁型，材料采用，滑动导柱、导套的材料采用，热处理硬度为。3、 弹性卸料板、凸模固定板、凸凹模固定板、垫板的材料为号钢，垫板的热处理硬度为，其它的热处理硬度为 。4、 拉深模压边圈材料采用，热处理硬度为。5、 推件块、模柄、打杆材料选用号钢，打杆的热处理硬度为。6、 紧固螺钉、销钉、卸料钉材料为号钢，紧固螺钉、卸料钉的头部淬火，热处理硬度为，销钉的热处理硬度为。4.9.3 模具零件的配合1、因为凸、凹模间隙小于，所以导柱与导套间采用的间隙配合；导板与凸模间采用的间隙定位配合；因为冲裁件的内形尺寸不大，所以推件块内形与凸模间为的间隙配合。2、导套、导柱与底座间采用的过盈配合。3、圆柱销与销孔，凸模与凸模固定板，模柄与上模座间采用的过渡配合。5 冲压设备的选用与校核5.1 落料拉深复合模压力机设备的选用根据以上计算，同时考虑拉深件的高度选取开式双柱可倾压压力机，其主要技术参数如下：公称压力 滑块行程 最大闭合高度 闭合高度调节量 滑块中心线到床身距离 工作台尺寸 工作台孔尺寸 模柄孔尺寸 垫板厚度 5.2 冲孔切边复合模设备的选用考
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