锁铛冲压模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 第 1 章 绪论 1 第 2 章 设计题目 2 本次设计的方向与内容 2 冲压工艺分析 2 冲压所需工艺分析 3 工艺流程的安排 3 第 3 章 落料拉深复合模的设计 4 技术分析 4 冲裁的结构工艺性 4 拉深的结构工艺性 4 拉深件的尺寸计算 5 拉深过程的尺寸计算 5 排样 6 搭边值与条料宽度确定 6 排样方式的确定 6 冲裁力和压力中心的计算 7 冲裁力的计算 7 拉深时冲压力的计算 8 压力中心的计算 8 压力机的选择 8 压力机类型的选择 8 压力机规格的确定 9 模与凹模刃口尺寸的确定 10 冲裁模间隙值的确定 11 凸模与凹模刃口尺寸的确定 12 料拉深复合模主要零部件的设计与选用 12 工艺零件的设计与选用 13 结构零件的设计与选用 15 第四章 整形 17 第五章 冲孔切边模具的设计 18 冲 裁力计算 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 压力中心计算 19 压力机的选择 19 冲裁间隙的确定 19 冲裁模刃口尺寸的确定 19 其他零件的确定 19 第六章 冲底孔模具设计 19 总结 20 致谢 21 参考文献 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 1 章 绪 论 中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来 发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达 40%左右。而模具技术水平的高低，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。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求，使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律，目前世界模具市场供不应求，近几年，市场总量一直在 600 650 亿美元之间，而我国模具出口尚不到 8，“十一五”期间完全可以扩大这个份额，同时随着经济全球化发展趋势日趋明显，模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显，外资和民营资本继续看好我国模具行业，因此加入 国模具行业机遇大于挑战，“十一五”期间，国际模具市场前景广阔，我国模具仍有较大发展空间。 经过这三年对模具的学习，我越来越坚信模具产业的发展前景。因此我要好好学习自己的专业课程，掌握模具设计与制造的基础知识，为以后的工作打下坚实的基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 2 章 设计题目 次设计的方向和内容 本次设计的题目是：锁铛。 零件图如下： 材料： 度 t= 图 零件材料为 ，要求使用冲压方式加工完成零件。 度低，塑性好，应用较广泛，可制作冲压件，如外壳，容器，罩子等。 压所需工艺分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 分析零件结构，需要的加工工艺为：落料、拉深、冲孔、切边、整形。 艺流程的安排 拉深之前需要进行落料，如果一次不能拉深成型则需要进行两次，三次或者多次拉深。因为零件圆角半径在拉 深过程中不能达到要求，所以需要进行整形工序，但整形工序需要在切边之后。应该先进行冲边孔然后进行冲底孔，这样的安排可以使定位更加的简单。 综合以上分析，最后的冲压工艺工序为：落料拉深冲边孔冲底孔切边整形。 其中，落料，拉深两步工序可以考虑采用落料拉深复合模一次加工得到，修边由于是不规则的边，所以不能用车削解决。因此，该锁铛冲压件最终成型需要 b. 整形， 果需要多次拉深成型，还需要再加相应的拉深模具。 下面，分工序逐步分析计算，进行设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 3章 落料拉深复合模设计 艺性分析分析 裁的结构工艺性 （ 1）冲裁件的外形或内孔应避免尖锐的倾角，在各直线或曲线的连接处，除属于无废料冲裁或采用镶拼模结构外，宜有适当的圆角，其半径的最小值如表 1所示：本次冲裁为落料一圆形件。 （ 2）用普通冲裁模冲制的零件，其断面与零件表面并不垂直，并有明显区域性特征。采用合理使用间隙冲裁模冲制的零件，光亮区域约占断面厚度的 30%；凹模侧有明显的塌角，凸模侧有高度不小于 形有一定程度的拱曲。冲裁件的这些特征 是普通冲裁加工条件决定的。选用冲裁工艺时，必须考虑零件的这些特征。 （ 3）凡产品图纸上未注公差的尺寸均属于未注公差尺寸。在计算凸模和凹模时，冲压件未注公差尺寸的极限偏差数值通常按 深的结构工艺性 （ 1） 拉深件的形状应尽量简单、对称。 对称拉深件在圆周方向上的变形是均匀的，模具加工也容易，其工艺性最好。其它形状的拉深件，应尽量避免急剧的轮廓变化。拉深高度小于直径的圆筒形件容易成形，其次是阶梯形件、矩形件、锥形件、半球形件，而复杂形状件的拉深加工则较为困难。 （ 2）拉 深件各部分尺寸比例要恰当。拉深件高度不宜太大，2 2 25 250005000250 经计算凸缘直径 65深直径 d=45相对直径 d=知工件的修边余量值应取 定修边余量 按2mm，fd/d=52/28=表取修边余量买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 d=拉深时的实际凸缘直径应为 52+2*3） =58深件毛坯尺寸的计算 按照面积不变原则求解 D= 2 =68断是否可以一次拉深成型 fd/d=t/D=2/68=查表得首次拉深允许的最大相对高度为：h1/件的相对高度 h/d=12/27=一次可拉成。 样 边值与条料宽度确定 因材料是 度是 2以根据冲压工艺与模具设计表 1搭边值 a= 条料宽度 =（ 2 ） 0 （ 3 带入数据得 =7106.0样方式的确定 排样时优先考虑采用直排，因为直排模具最简单。为了提高材料的利用率，考虑采用多排的排样方式，但是经过计算，发现省料效果不明显：在采用单排、双排、三排的时候，材料的利用率分别为 78%、 84%、 86%。采用四 排及以上时，每增加一排，材料的利用率提高不到 2%，但是增加排数将使模具复杂化，由于受到凹模强度的限制，相邻两件是不允许同时冲出的，必须设置空工位，结果使模具沿送料方向增加长度，由于落料件尺寸比较大，所以模具尺寸增加十分明显，大大增加了模具制造成本，只有在大量生产圆形小件并且材料较贵重（主要是各种铜板）的时候，才考虑采用多排的排样方式。 最终确定排样方式如下图 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 样图 裁力和压力中心的计算 由于采用落料拉深复合模，所以 冲裁力的计算包含两方面的内容：落料时的冲裁力计算和拉深时的冲裁力计算。 裁力的计算 平刃口冲裁模的冲裁力 b 式中 冲裁力（ N）； L 冲裁周边长度（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 b 材料抗剪强度（ T 材料厚度（ K 系数。 在冲裁时，一般取经验数据 K=入数据，得： 1 300N= N 深时冲压力的计算 拉深力的计算 在实际生产中，首次拉深的拉深力采用以下经验公式进行计算 F= （ 3 式中 F 拉深力（ N）； 拉深后工件的直径（ t 毛坯厚度（ b 材料抗拉强度（ 修正系数，上面由计算可知为 1。 带入数据，得 F= 45 1 400 1=N 力中心的计算 分析零件结构可知，零件落料毛坯为圆形，冲压时的压力中心就在圆心上，而拉深时也是沿圆筒四周均匀拉深，故其压力中心也在圆心上。在设计模具时模柄轴线应该与落料凸模轴线重合。 力机的选择 力机类型的选择 冲压设备的选择是工艺设计中的一项 重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。 冲压设备的选择包括两个方面：类型及规格。 首先，应根据所要完成工序的工艺性质，批量大小，工件的几何尺寸和精度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 等选定压力机类型。冲压生产中常用的是曲柄压力机和液压机，它们在性能方面的比较见表 12。 对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用具有 然开式压力机的刚度差，并且由于床身的变形而破坏了冲模的间隙分布，降低了冲模的寿命和裁件的质量。但是，它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装机械化 的附属设备和成本低廉等优点，目前仍是中小件生产的主要设备。所以本模具采用开式曲柄压力机。 力机规格的确定 在压力机的类型选定之后，应根据变形力的大小，冲压件尺寸和模具尺寸来确定压力机的规格。 在复合冲压中，工序力的计算和其它复杂的加工过程一样，可按时间分为若干阶段分别计算。求出某阶段所完成各种工艺力的总和及该阶段的辅助负荷，二者相加即为该阶段的工序力。 为安全起见，防止设备的过载，可按公称压力 F 压 （ F 总 的原则选取压力机。 压力机滑块行程大小，应保证成形零件的取出和方便毛坯的放进 。在冲压工艺中，拉深和弯曲工序一般需要较大的行程。对于拉深工序所用压力机的行程，至少应为成品零件高度的两倍以上，一般取 压力机的装模高度是指滑块处于下死点位置时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。模具的闭合高度是指工作行程终了时，模具上模座上表面与下模座下表面之间的距离。压力机的闭合高度是装模高度与垫板厚度之和。大多数压力机，其连杆长度是可以调节的，也就是说压力机的装模高度是可以调整的。设计模具时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间 。 工作台面和滑块底面尺寸应大于冲模的 平面尺寸，并还留有安装固定模具的余地。一般压力机台面应大于模具底座尺寸 50 70上。 工作台和滑块的形式应充分考虑冲压工艺的需要必须与模具的打料装置，出料装置及卸料装置等的结构相适应 。 在压力机的滑块和工作台上安装一副或数副模具，加工时上、下模要有正确的相对运动，这是一切冲压工艺的共同要求。压力机的精度主要包括工作台面的平面度、滑块下平面的平面度、工作台面与滑块下平面的平行度、滑块行程同工作台面的垂直度及滑块中心孔同滑块行程的平行度等。压力机精度的高低对冲压工序有很大的影响。精度高，则冲压件质量也高， 冲模的使用寿命长。反之，压力机精度低，不仅冲压件质量低，且模具寿命短。例如若滑块行程与工作台的垂买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 直度差，将导致上、下模的同轴度降低，冲模刃口易损伤。压力机的精度对冲裁加工的影响较之其它加工工序明显。 参照开式双柱固定台压力机基本参数（ 选取公称压力为350开式固定台压力机。该压力机与模具设计有关系的参数为： 公称压力： 350块行程： 80大闭合高度： 280 闭合高度调节量： 60 工作台尺寸： 380 610 模柄孔尺寸： 50 70 表 开式双柱可倾式压力 机（部分）主要技术规格 型号 232323称压力 /3 100 160 250 350 630 滑块行程 /5 45 55 65 80 100 滑块行程次数 /次 1 170 145 120 55 50 40 最大封闭高度 /50 180 220 270 280 400 封闭高度调节量 /5 35 45 55 60 80 喉深 /10 130 160 200 205 310 立柱距离 /50 180 220 270 300 420 工作台尺寸 /后 200 240 300 370 380 570 左右 310 370 450 560 610 860 工作台孔尺寸 /后 110 130 160 200 200 310 左右 160 200 240 290 290 450 直径 140 170 210 260 260 400 垫板尺寸/度 30 35 40 50 60 80 直径 150 模 柄孔尺寸/径 30 30 40 40 50 50 深度 55 55 60 60 70 70 模与凹模刃口尺寸的确定 裁模间隙值的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ 1） 落料时间隙值的确定 由于零件对落料的要求并不高，而且拉深留有足够的修边余量，所以为降低制造成本并延长模具寿命，选用较大的凸凹模间隙值即可。查课本表 1双面间隙值 Z=2C= （ 2） 拉深时的间隙值的确定 决定拉深模具凸模和凹模单边间隙 仅要考虑材质和板厚，还要注意工件的尺寸精度和表面质量，尺 寸精度高。、表面粗糙度数值低时，模具的间隙应取得小些，间隙值应与板料厚度相当。首先应判断是否需要采用压边圈。 用普通的评断面凹模拉深时，根据课本表 4 00d20 = (3但工件圆角半径 深完后需进行整形工序，取凹模圆角半径 凸模圆角半径 .7 4 (3（ 2）工作部分尺寸 零件尺寸精度， 零件图上所有未标注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 拉深件外径尺寸： 深件内径尺寸： 26 口尺寸计算， 凸模和凹模的尺寸及公差应按零件的要求来确定，由于要求外形尺寸，因此以凹模设计为准。 凹模部分 40 = 模按照单边拉深间隙配作 . 拉深时凸模，凹模单面间隙为 料拉深复合模主要零部件的设计与选用 参考落料拉深复合模的典型组合，初步打算选用如图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 凸凹模装在上模，落料凹模和拉深凸模装在下模，采用逆出件。 按照各零件在模具中的作用和特点，可以将其分为两大类： (1)工艺零件 这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用，包括：工作零件，定位零件，卸料和压料 零件。 (2)结构零件 这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用，包括：导向零件，支撑零件，固定零件和其他零件。 艺零件的设计与选用 凹模 分析图 凹模同时祈起到落料凸模跟拉深凹模的作用，下面分别进行设计与计算。 （ 1）落料凸模部分 落料件为圆形板料，所以凸模形状为圆柱状，可以采用标准圆凸模，其结构形式如下图 图 料凸模 其中凸模刃口部分按照落料凹模配做加工，基本尺寸值为 68配后保证双面间隙值 2C=模安装部分应该与凸模固定板采取67 （ 2） 拉深凹模部分 参考章节 深凹模部分的尺寸值为 30照拉深凸模进行配做，装配后保证单面间隙值 C=外，当凹模相对圆角半径 rd/t2时，可能导致拉深件在凹模圆角处开裂，另外考虑到拉深之后还要进行整形工序，所以在拉深工序时可以再允许的前提下选用比较大的凹模圆角半径，取 t 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 为保证能充分拉深，所以凹模需要有一定的工作高度，为了减小 摩擦，凹模工作带高度 通拉深可取 h=8 12虑到凸凹模结构，为保证工件在拉深结束后不会卡在凸凹模上方台阶处发生撞模现象，所以工作带需要适当再取高些，详细尺寸需要根据模具结构进行计算，参见图纸。 深凸模的设计与选用 拉深凸模的设计基本与凸凹模落料凸模部分相同，采用标准圆凸模，拉深工作带直径尺寸为 26高度要高于工件高度，即高于 构中需要增长凸模的时候，可减小直径增长。 在实际生产中往往由于板料上面可能带有油污，灰尘等，可能导致拉深件包在拉深凸模上面， 并且形成局部真空，导致在卸料的时候困难，所以需要在拉深凸模上加工透气孔，透气孔深度要保证能透出到工件包住的部分外面，取为 53 详细参见零件及装配图纸。 料凹模的设计与选用 落料凹模刃口基本尺寸值为 68于落料件跟落料凹模内径基本相等，模板尺寸由于圆形的模板是直接由圆柱型型材上直接切下而成的所以强度不够 ,所以要用方形的板料进行制造，工作范围 需要大于 以选用 200*200 根据结构要求，凹模板的厚度要 60 结构零件的设计与选用 料板的设计与选用 倒料板采用倒料板和固定卸料板共同的设置 由于凹模的高度比较大，为减小连接销钉在铰制孔德时候的难度，打算采用下图的方式，利用两根直径为 超出销长度的部分，采用直径为 d+2的钻头钻孔加工，钻完之后不铰制加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 位销 销钉在模具中的主要 作用就是将所连接的各板准确定位，同时承受板间的剪切，其强度可按抗剪强度进行计算与选用。选用 硬钢和马氏体不锈钢材料的圆柱销，其抗剪强度大约为由于侧向的冲击比较小，所以选用最常用的 12度可以保证满足要求。 模具中所用螺钉的主要作用是连接各板，并不起到抗剪切的作用，上模板的螺钉承受预紧力 凹模固定板的重力 模部分的螺钉仅分别承受预紧力 00F，并且由于模具不停的压紧与松开，所以螺钉承受的盈利有一定的冲击，工作环境比较恶劣 ,选用 经过计算凸凹模固定板的重力约为 以忽略不计，而对于碳素钢螺栓，预紧力 （ 3 式中 s 螺栓材料的屈服极限，约为 539 螺栓危险 截面面积， 1 21d 带入数据，得： 450 106 10文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 当冲压的时候板间距离减小，螺钉预紧力减小，从而形成冲击，但是以此为冲击力是在安全限度之内的，所以可以使用 模部分的螺钉不承担板的重力，所以 选用 他主要零件的设计与选用 模柄需要按照压力机模柄孔尺寸来选取，参考章节 柄孔尺寸为 40 60以模柄应该也选择直径为 40打杆孔的模柄，其高出上模座的部分应该小于或等于 60体尺寸参考部标确定。 其他零件的选用，选取与凹模尺寸 200*200 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 第 4章 整形 形计算 此整形的目的在于使拉深过后的零件的圆角满足要求。 对于最终的拉深件，较小的凸缘圆角半径要求外部 向圆角部分补充材料。由于初始圆角半径为 4最终的圆角半径为 以圆角半径变化较大，可以使半成品高度大于零件高度，整形时从直壁部分获得材料补充，所以在第一次拉深时在凸缘处设置了修边余量，可供整形时补充。 整形模具的圆角设为 整形模具与最后一步的拉深模具相似，圆角与零件的圆角相同。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第 5章 冲孔切边模具的设计 裁力的计算 平刃口冲裁模的冲裁力 b 式中 冲裁力（ N）； L 冲裁周边长度（ b 材料抗剪强度（ T 材料厚度（ K 系数。 在冲裁时，一般取经验数据 K=入数据，得： 1 300N= N 力中心的计算 分析零件结构可知，零件落料毛坯为圆形，冲压时的压力中心就在圆心上。在设计模具时模 柄轴线应该与落料凸模轴线重合。 参照开式压力机基本参数可选取公称压力为 40开式压力机。该压力机与模具设计有关系的参数为： 公称压力： 40块行程： 40大闭合高度： 160 闭合高度调节量： 35 工作台尺寸： 280 180 模柄孔尺寸： 30 50 裁模间隙值的确定 冲孔间隙值的确定 由于零件对冲孔的要求并不高，所以为降低制造成本并延长模具寿命，选用较大的凸凹模间隙值即可。查课本表 1双面间隙值买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 Z=2C= 裁模刃口尺寸的确定 冲孔 时，采用凸模与凹模配合加工的加工方法制造凸模跟凹模。由于冲孔时，冲孔的实际尺寸基本与凸模刃口尺寸一致，所以冲孔时应以凸模为基准件来配做凹模。 凸模型孔位圆形，在凸模磨损后尺寸变小，按一般冲孔凸模尺寸公式计算 4（ 3 式中 凹模刃口尺寸； 工件的最大极限尺寸； X 系数； 工件公差； 参考章节 式中 =课本表 2数 入以上公式，得 4+孔时的凹模基本尺寸为 4寸偏差按照凹模尺寸进行配做加工，装配后保证双面间隙值 2C= 他零件的确 定 其他的零件的尺寸见图纸。 第 6章 冲底孔 设计方法与冲边孔类似 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 总 结 本锁铛 冲压模具设计 工作成果有冲压模具装配图 2 张，模具零件图 19 张。比较成功的完成了设计任务。我在设计中遇到了一些问题，但是也收获了很多，第一，我对于材料的知识又有了进一步的了解。第二，我对热处理的知识又有了深了步的了解。第三，我对模具的结构又掌握了许多。第三，我对模具设计与制造行业又有了一个新的认识。第四，我熟悉了模具设计的过程。 本次毕业设计历时三个月，设计过程中本人收集了大量有关冲压模具设计的资料与实例，吸收了许多资料的精华 部分，因此，本文内容详细而丰富。同时，本人对锁铛复合模的各个结构做了充分地研究与论证，并多次改进了设计结构。 在这次设计中，我遇到的难点主要有坯料的计算和工艺顺序的安排，通过老师的指导帮助，更改了一些模具结构，能够完成预期目标。 通过这次设计，我学到了许多的东西。首先对一些软件的应用更加熟练；其次，通过模