锥口罩的冲压工艺及模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

本科毕业设计（论文）通过答辩 前 言 模具 是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、 电子 和计算机产品、仪表、家用电器、 汽车 、军械、通用 机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 冲压模具是 冲压生产 必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。 冲压件 的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。 模具设计与制造 技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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 。 在近几个月的冲压工艺模具毕业设计中，我完成了以下任务 :口罩”的冲压工艺性，提出了几种可供选择的工艺方案并进行比较； 定选出了最优的工艺方案，并制定了详细的工艺路线 数，确定毛坯尺寸、各工序的制件尺寸及总工序图； 通过此次毕业设计，让我懂得如何去提出问题、分析问题以及解决问题，让我对模具的结构和原理有了更深层次的认识。 关键词 ： 落料、拉深、冲孔、切边、整形、模具设计、冲裁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 零件的分析及供需方案的确定 分析零件的冲压工艺性 图 01 所示“锥口罩”零件，材料 10 钢，大批量生产。“锥口罩”零件， 形状对称，形状复杂程度中等，高度比较高， 以 3 个 圆孔定位在机架上，圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属于盖子，外观上要求不高，只需平整，该零件可以用冷冲压加工成形 。 材料为 10 优质碳素结构钢，其剪切、拉深等工艺性较好。料厚 1量为大批量生产，零件尺寸适中，未标注公差等级为 ，其拉深需作修边处理。 图 01 “锥口罩”零件示意图 初步分析可以知道 “锥口罩”零件 的冲压成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸缘的锥形拉深件；其次，零件外圈为有凸缘的圆筒拉深件，最后是 3 个 由于拉深圆角半径比较小 （ 1），因此还需要整形。 对拉深工序，按料厚中心线计算有 以属于宽凸缘拉深。另外，零件拉深度大（如最小价梯直径的相对高度，远大于一般带凸缘筒形件第一次拉深许可的最大相对拉深高度），所以拉深成形比较困难，要多次拉深。对于冲裁边工序，考虑到零件总体尺寸较，另外拉深后零件的底部还要冲的孔， 所以模具结构设计与模具制造有一定难度，要特别注意模具的强度和刚度。 综上所述， “锥口罩”零件 由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲裁（落料、冲孔、修边）、拉深（多次拉深）、 整形 等。由于是多工序、多套模具成形，还5 5 . 50 / 84 / d D 中径 外径 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 要特别注意各工序间的定位。 定工艺方案 由于 “锥口罩”零件 冲压成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产率效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难， 模具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。根据叶轮零件实际情况，可能复合的工序有：落料与第一次拉深；最后一次拉深和整形；冲孔。 根据 “锥口罩”零件 形状，可以确定成形顺序是先拉深中间的锥形圆筒，然后成形外圈圆筒。这样能保持已成形部位尺寸的稳定，同时模具结构也相对简单。 冲孔在最后成形外圈圆筒进行。为保证 3个 匀，冲孔不要逐冲裁。 因此 “锥口罩”零件 的冲压成形主要有以下几种工艺方案： 方案一： 1) 落料； 2) 第一次拉深； 3) 整形； 4) 后续拉深 ; 5) 切边 ； 6) 冲孔。 方案二： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 整形； 3) 后续拉深； 4) 切边 ； 5) 冲孔。 方案三： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 冲孔； 3) 整形； 4) 后续拉深； 5) 切边 。 方案四： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 后续拉深； 3) 冲孔； 4) 整形； 5) 切边 。 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 方案一复合程度低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道 次多，效率低，不适合大批量生产。 方案二至四将落料、拉深复合，主要区别在于整形、后续拉深、冲孔的组合方式以及顺序不同。 冲小孔此工序提前进行，使之在最后完成所有工序时容易造成孔的精度要求降低，达不到要求，且在其他工序在进行加工时，小孔易变形，另外，这也加大了工人的劳动时间，易造成较多废料，不经济。 需要注意的是，只有当拉深件高度较高，才有可能采用落料、拉深复合模结构形式，因为浅拉深件若采用落料、拉深复合模具结构，落料凸模（同时又是拉深凹模）的壁厚太薄，强度不够。 综上所述，从制造、投产、操作和经济效益 等各方面考虑，采用最终的 方案 如下： 1) 落料； 2) 首次拉深 ; 3) 整形； 4) 后续拉深； 5) 切边 ； 6) 冲孔。 具体 方案 如下： 工序 1： 落料； 工序 2： 首次拉深 的圆筒； 工序 3： 首次拉深锥口为 的锥形圆筒 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 工序 4： 整形； 工 序 5 ：第二次拉深 的圆筒； 工序 6： 第二次拉深锥口为 的锥形圆筒； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 工序 7： 第三次拉深 的圆筒； 工序 8： 第三次拉深锥口为 的锥形圆筒； 工序 9： 切边 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 工序 10： 冲孔。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第二章 主要工艺参数计算 算毛坯尺寸 1 落料尺寸 落料尺寸即零件平面展开尺寸， “锥口罩”零件 基本形状为圆形，因此落料形状也应该为圆形，需确定的落料尺寸为圆的直径。带有凸缘的筒形拉深成形件，展开尺寸可按有关公式计算。 （ 1） 修边余量 制件的相对高度 h/d=37/49=表 4取修边余量为 2。 （ 2）毛坯尺寸 根据冲 件毛坯尺寸计算简图见图 2，利用久里金公式计算毛坯尺寸 : )(88 2211L iX ni 首先将母线分成 8段，并计算出各线段的长度 L，再计算出各线段重心与回转轴线的距离 X，最后计算出 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 02 毛坯尺寸计算简图 线段 1: ;34438;18216 11 ;612341811 线段 2: ;2 ;0 3 线段 3: ;25;3443833 50253433 : ;4 ;4 6 线段 5: ;21;655 2662155 : ; 7 : ;13; : ;4;888 24888 ni 81 取整得 25 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 定拉深次数，拉深系数和各次拉深直径 (1) 估算拉深系数 根据 h/d=38/50= t/D=1/125 100%=手册得，拉深系数 n=3。 (2) 确定各次拉深系数 查手册，初选 ; 0/ 而 故需要调整初选各次拉深系数 ，使之与总拉深系数相等。取整后;21 而 3） 各次拉深直径 ;751 2 ; ;底部锥 形圆筒的锥口各次拉深直径 ; ;底部锥形圆筒底部的各次拉深直径 ;（ 4） 确定各次拉深高度 计算毛坯相对厚度图 t/D%=1/125 100%= ; 查得 ) m 查表冷冲模设计 0084/125%/ dd t 4 3 6/ 查表冷冲模设计 出第一次拉深许可相对高度 ); 11 于许可范围，所以可以一次拉出，同理，底部锥形圆筒的高度： 31 11/ 于许可范围（ ) 11 ，也可以一次拉出。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第三章 计算各工序凹凸模工艺参数 计算落料工序凹凸模参数 查表 3 ;4.0 m i nm a x （工件精度在 校核间隙满足以下关系： 2 m a d|p| ； 而 | m i nm a x ;故不符合条件。 所以，需要调整，调整后 ;2.0 而 | m i nm a x 故符合条件。 凹模尺寸： ; 4) 5()( a x 凸模尺寸： ;p 计算首次拉深的凸凹模工艺参数 1. 计算凹、凸模圆角半径11 2. 计算凸凹模单边间隙 Z 不用压边圈时：拉深 )(m a x （ 材料的最大厚度）； 使用压边圈时：查表 7压模具手册）得间隙系数 );k 取 ;即： ;a 3. 计算凸凹模工作部分尺寸及公差 因本次拉深件尺寸标注在内形，其查表 6凸凹模制造公差： ;8.0 所以，首次拉深： ;30. 557)0 00 0 ）（买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 ; 底部锥形圆筒的锥口首次拉深 ;7.0 ;4 5 . 10 . 30 . 545)0 . 0 50 . 0 10 0 . 0 4 ）（； ; 锥形圆筒底部的首次拉深 ;4 1 . 10 . 30 . 514)0 . 0 50 . 0 10 0 . 0 4 ）（; 计算第二、三、四次拉深的凸凹模工艺参数 1. 计算凹、凸模圆角半径 ;)1 232 取 ;1;143 ;)22 取 ;12 同理可得： ;23 2. 计算凸凹模单边间隙 Z 不用压边圈时，三次拉深 ( 使用压边圈时，查表（ 5间隙系数 ; 即 ;3)m a a x2 3. 计算凸凹模工作部分尺寸及公差 因拉深件尺寸标注在内形，查表 6 ;8.0 所以，第二次拉深 的圆筒： ;0 . 561)0 . 0 2 50 . 0 2 5 . 0 5 ）（; 底部锥形圆筒的锥口第二次拉深 ； ;7.0 ;0 . 563)0 . 0 2 50 . 0 1 5 . 0 4 ）（； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 ; 锥形圆筒底部的第二次拉深： ; 30 . 521)0 . 0 2 50 . 0 1 5 . 0 4 ）（ ; 第三次拉深 的圆筒： ;0 . 550)0 . 0 2 50 . 0 2 5 . 0 5 ）（ ; 锥形圆筒底部的第三次拉深： ;0 . 516)0 . 0 2 50 . 0 1 5 . 0 4 ）（; 计算冲 孔的凸凹模工艺参数 查表 3 2 4.0 m i nm a x 校核间隙： ; |m i nm a x 故不合条件，所以，需要调整， 调整后 ;2.0 而 | m i nm a x ，故符合条件。 将已知条件和查得的数据代入得： 凸模尺寸： ;5()( i n 凹模尺寸： ;( i n 凹模孔心距尺寸： ;( m i n d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第四章 毛坯排样、利用率、冲裁力、拉深力等计算及压机选用 毛坯排样 本 工 序 的 落 料 冲 裁 件 只 是 简 单 的 图 形 ， 查 表 3搭边数值; 故条料宽度： ,1 2 8) 5( 步距： ;)( 图 03 排样图 计算材料利用率 %002000128128415%10021 式中 n 为条料上实际冲裁的零件个数， 1A 为一个零件的实际面积。 计算各冲裁工序的冲裁力、卸料力、推件力、顶件力及公称压力 1. 冲裁力的计算：（ b 取 k= 落料： ;1 5 3 0 7 5)103 0 0101101 2 6330 冲 孔： ;6 1 2 3)103 0 6330 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2. 卸料力（ 、推件力（ 及顶件力（ 的计算 查表 3 别为 落料： 8 4)1 5 3 0 7 1 2 1 9)1 5 3 0 7 50 5 5 3)1 5 3 0 7 冲 孔： 7)6 1 2 7 6 6)6 1 2 30 5 6)6 1 2 3. 压力机公称压力的确定 落料： ; 2 5 7) 8 1 5 3( 冲 孔： ; 1 0) 77 6 6( 计算各拉 深工序的压边力、拉深力及确定压力机公称压力 1. 压边力、拉深力的计算 （ 1）首次拉深：（拉深 ） 对于同形件压边圈时： ；（ ,拉深 时 ;1k ;7 0 6 5 0)103 0 010110751( 63311 b ( b 1k 表 6 压边力： ；（ s q 表6 对于同形件，第一次拉深时的压边力： ; 8 6 410310)9275(1254)2(466222121(2) 第二次拉深：（拉深 ） 因为 ;0 6 2 )(1)(拉深力： ; 5 8 8)633 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 压边力： ; 9 910310)54)2(466222221 22（ 3）第三次拉深： 拉深力：;42390)633133b 压边力：;0310)54q)2R(d-32. 确定压力机公称压力 在实际 生产中，一般按总的拉深力小于或等于压力机公称压力的 %60%50 来选择，根据以上计算的各次拉深拉深力，故选择： 第一次拉深的工称压力为： ;413001)5010006507(F 取 01F 第二次拉深的公称压力为： 1 0 91 7 6 N ;)5 4 5 88 . 9F 取 160 第三次拉深的公称压力为： N;4 78 08)0( 4 2 39 0F 取 100 压力机选用 1. 落料 因为落料的压力机工称压力计算为 表 13艺模具设计手册 )，选择公称压力为 300开式可倾工作台压力机，滑块行程： 100程次数： 80次 1;公称压力时，滑块离下死点距离： 7大封闭高度： 300作台尺寸： 630右）、 420后）。 2. 冲 孔 冲 孔的压力机公称压力计算为 表 13择公称压力：40块行程： 40程次数： 200次 1；公称压力时，滑块离下死点距离： 3大封闭高度： 160作台尺寸： 280右）、180后）。 3. 第一次拉深 查表选择公称压力为 160开式可倾工作台压力机，滑块行程： 80程次数： 100次 ；1公称压力时，滑块离下死点距离： 6大封闭高度： 250作台尺寸： 560右）、 300后） 。 4. 第二次拉深 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 查表 13择公称压力为 160块行程： 70程次数： 115次 ；1公称压力时，滑块离下死点距离： 5大封闭高度： 220作台尺寸： 450右）、 300后）。 5. 第三次拉深 查表 13择公称压力为 100块行程： 70程次数： 115次 ；1公称压力时，滑块离下死点距离： 5大封闭高度： 220作台尺寸： 450右）、 300后）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 第五章 各工序的模具设计 落料模 （ 1）模架的选用 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查（冲压工艺与模具设计实用技术表 2 65）得模架规格为： 模架： ， 220m m180H ， ， ， S=280R=45 （ 2）其它零部件结构 落料凹模将由连接件固定在下模座上，凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用嵌入式模柄，根据设备上模柄孔 尺寸，选用规格为 50 91 查冲压工艺与模具设计实用技术表 2 78 导柱导套选用标准件，其规格分别为： 导柱： 40200 冲压工艺与模具设计实用技术表 2 53 导套： 58120查冲压工艺与模具设计实用技术表 2 55 卸料螺钉为圆柱头内六角式： 100 ;卸料弹簧： 75184 （如下图 04） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 04 落料模 冲孔 3- （ 1）模架的选用 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查（冲压工艺与模具设计实用技术表 2 65）得模架规格为： 模架： 0 ， 220m m190H ， ， ， S=280R=45 （ 2）其它零部件结构 落料凹模将由连接件固定在下模座上，凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用嵌入式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格为 50 91 查冲压工艺与模具设计实用技术表 2 78 导柱导套选用标准件，其规格分别为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 导柱： 40200 冲压工艺与模具设计实用技术表 2 53 导套： 58120查冲压工艺与模具设计实用技术表 2 55 卸料螺钉为圆柱头内六角式： 100 ;卸料弹簧： 75184 （如下图 05） 图 05 冲孔模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 总 结 冷冲模 是 冲压生产 必不可少的工艺装备， 被广泛地运用在 机械、电子、汽车、航空、轻工业（如自行车、照相机、五金、日用器皿等生产）等领域有广泛的应用。 冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工。 冲压件 的质量、生产效率以及生产成本 等，与模具设计和制造有直接关系。 模具设计与制造 技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。 随着我国经济实力的进一步加强，模具行业，包冷压模一定会得到更普及地应用。 通过近几个月的冲压工艺模具毕业设计，我完成了以下任务 :口罩”的冲压工艺性，提出了几种可供选择的工艺方案并进行比较； 定选出了最优的工艺方案，并制定了详细的工艺路线 定毛坯尺寸、各工序的制件尺寸及总工序图； 落料和冲孔的总装模具结构设计图及其中主要的零件图。 通过这次毕业设计我在很多方面都得到了提高。在理论上，对以前的基础知识得到了巩固和提高，在实际操作中，熟练了一些绘图软件及一些办公软件，强化了独立完成任务的能力，让我得到了很好的训练，为以后步入社会参加工作打下了比较坚实的基础。由于时间和条件有限，水平和检验的不足，本设计还存在许多不足和有待改进之处，殷切希望老师和同学们批评和指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 参考文献 【 1】 2004机械制图，高等 教育出版社，何铭新、钱可强