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罩圈的落料拉深冲孔翻边复合模具设计【优秀课程毕业设计含12张CAD图纸+带外文翻译+35页加正文1.24万字】-cymj08

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落料拉深 冲孔 复合 模具设计 复合模具 罩圈
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罩圈的落料拉深冲孔翻边复合模具设计【优秀课程毕业设计含12张CAD图纸+带外文翻译+35页加正文1.24万字】-cymj08

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摘  要

冲压模具成型技术是属于少切削或无切削的加工方法，冲压成型的生产效率比较高，冲压件的质量好，其产品的一致性好、应用范围广泛等特点已经得到了越来越多的企业的认可。冲压工艺广泛应用于汽车、电器、仪器仪表、航天航空以及各种民用轻工业的行业，是如今工业上生产的重要工艺方法和研究方向。

本套模具设计的是我们日常生活中较为常见的罩圈，涉及的工艺方法都是冲压模具中应用比较广泛的工序，其包括落料、拉深、冲孔、翻边等工序。我所设计的模具是采用复合模在一次成型过程中完成落料、拉深、冲孔、翻边这四个过程，在设计的过程中我首选分析了冲压件的工艺性能，再选择工艺方案，接下来进行一系列的有关工艺参数计算，再选择合适的冲压设备，再对模具的总体结构进行设计，最后完成整套模具设计。     

通过这一次的毕业设计，让我对所学的冲压模具课程有了进一步的了解，也掌握了很多的冲压模具设计上的技术，比如查阅资料设计和计算、采用辅助软件PRO/E三维建模和CAD制图，很好的完成了一次理论结合实际的综合知识应用，对我以后的工作有了很大的提升。

关键字：冲压模、模具设计、复合模、罩圈。

ABSTRACT

Stamping die molding technology is a small cutting or no cutting of the processing methods, stamping production efficiency is relatively high, stamping parts of good quality, and its products consistent, wide range of applications and other characteristics have been more and more enterprises The approval. Stamping process is widely used in automobiles, electrical appliances, instrumentation, aerospace and a variety of civilian light industry industry, is now an important industrial production methods and research direction.

This set of mold design is our daily life more common hood, involving the process are stamping die application in a wide range of processes, including blanking, drawing, punching, flanging and other processes. I designed the mold is the use of composite mold in a molding process to complete the blanking, drawing, punching, flanging these four processes, in the design process I preferred to analyze the stamping parts of the process performance, and then select the process , Followed by a series of calculation of the process parameters, and then select the appropriate stamping equipment, and then the overall structure of the mold design, and finally complete the entire mold design.

Through this graduation design, let me learn the stamping die course has a better understanding, but also mastered a lot of stamping die design technology, such as access to information design and calculation, the use of auxiliary software PRO / E three-dimensional modeling And CAD mapping, a good completion of a theory combined with the actual application of the comprehensive knowledge of my future work has been greatly improved.

Keywords: stamping die, mold design, composite mold, hood ring.

目  录

第一章  引言 1

1.1.冷冲压术的状况 1

1.2冲压模具技术发展 2

第二章  冲压件的工艺分析 4

2.1冲压件的结构工艺性 4

2.1.1.冲压件的形状 4

2.1.2冲压件的尺寸精度 5

第三章  制件冲压方案的确定 6

3.1冲压工序的组合 6

3.2冲压工序的安排 6

第四章  制件排样图的设计及材料利用率的计算 7

4.1展开尺寸的计算 7

4.2制件排样图的设计 11

4.2.1搭边与料宽 12

4.2.2送料步距和条料宽度的确定 12

4.3材料利用率的计算 13

第五章  确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 14

5.1落料，冲孔力计算 14

5.1.1落料力计算 14

5.1.2冲孔力计算 14

5.2拉深力计算 14

5.3翻孔力的计算 15

5.4卸料力、推件力及顶件力的计算 15

5.5压力中心的计算 15

5.6压力机的选用 16

第六章 凸、凹模刃口尺寸计算 17

6.1落料、冲孔凸、凹模刃口尺寸 17

6.1.1设计原则 17

6.1.2凸模和凹模具配合加工 18

6.2拉深模 19

6.3翻孔模尺寸计算方法 20

第七章  模具整体结构形式设计 21

7.1凹模周界 21

第八章 模具的零件结构设计 23

8.1落料凹模的设计 23

8.2冲孔凸模的设计 23

8.3拉深凸模的设计 24

8.4冲翻孔凸凹模的设计 25

8.5凸凹模的设计 25

8.6顶料快的设计 26

结束语 28

致  谢 29

参考文献 30



内容简介：
of DM DM EM 5.0 a iC a 7on is an LT 34% 10%, of iC of is of 1. is is a 5. of in 6 of 16 is (2016)14001415) 20162,3et 4 on of of of 06 t.,6001, 01623 of it is of +(,*on to : 1302: 2215: 1308at of to DM 7,8. in as to a et 9 (2016) 14001415 1401in of of in et 9 DM lon on of of by on DM on 015of iC LT)by 5.0 of as as DM . of . of . 3699of 0 24 24 000is is of in of as a it as of of in in 1. 305, 16. 30 to of 305 as of of 68117DM P(140V), 0 20s), 4 0s), P(8 2 A), = 75%), iC g/L)of is iC of % P% S% V% 0 0 to an of OE 12. A as a of of 00 300 23000 230an 300to a a as 2 a of in 1 in by of DM LT)by M)of to An in 8he of 19DM is as a on of 20,218,22he is 0 m of a 23,24. et 20, et 25 et 26is is of a of of P% S% 2. et 9 (2016) 140014151402of to w, is a of r)of at of a a R), w(r) at r of is by 18:Qw b =457 45.1)w*P,w R is m, w et 19,et 20 et 21 of is to w % as in % of in et 22is to is 0V, 30% R) 5m, w r( ) = 6802MW m K of 0% on n n 27 an (t) or of m),P) t I = 204 043 044. . (2)by of =20% 075. )DM 1), to w r()=457 45.-.b )1) 2)3. 1 ) DM of n DM s)s)RR)20 40 8 20 40 22 0 14 8 0 14 22 20 40 8 20 40 22 0 14 8 0 14 22 et 9 (2016) 14001415 1403. by EM 2) . in of iC )in 1) by ) 4. In a is to 2 E a 076,664, of 44 2,963. is of of of .0 to 5 1,is h大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 1 中文翻译 摘 要 在连铸钢铸造厂中，将模具中的钢水平衡稳定在最终产品质量和生产率上是非常重要的。模具中的驻波会导致钢水周期的波动，从而使产品质量和生产率下降。然而，对于它们没有任何有效的对策，因为它们不同于其他扰动，因为它们不是钢水流量的变化，因此不应该通过操纵质量流量来控制。本文提出了一种可以防止驻波有害影响的驻波模型和模具稳定技术。该技术可以通过从原始模具级信号中去除驻波分量来防止模具级别控制与模具中的驻波之间的相互作用。在线实验结果表现出良好的性能，该技术已经在 关键字 ： 连铸机，模具级稳定，钢铁工业，炼钢 近几年来，世界钢铁消费量大幅上涨，特别是在亚洲。为了满足这一需求，已经进行了许多连续铸造工艺的研究和开发，以提高最终产品的产量和质量。 连续铸造是将钢水凝固成板坯或坯料进行后续轧制的过程。在该过程中，将钢水连续铸造到水冷模具中，并且将凝固的钢从模具的下侧以长股线取出。通过操纵进入模具的流入来使模具中的钢水位 控制在其设定点周围，以保持产品的质量。当模具水平大幅波动时，模具铸造粉末和漂浮在钢水表面的其他杂质被夹带在凝固钢中。这些现象对最终产品的质量有不良影响。因此，如果模具水平波动大于可接受极限，则操作者必须逐渐降低铸造速度，从而降低生产率。为了防止这些不合适的情况，近年来已经进行了大量关于模具稳定化的研究（ 2006， 人， 1998， 人， 1998）。 一般来说，模具级别控制中的干扰被分类为周期性和非周期性（ 2008）。周期性扰动包括模 具本身的凸起，驻波和振荡。非周期性扰动包括在喷嘴中的沉积物的收集和排放 （ 1995）以及铸造速度和中间包重量的变化。在这些干扰中，许多研究已经被推出（ 1998， ， 2008， 2011）。另一方面，几乎没有关于驻波的研究。 本文介绍了一种防止驻波不利影响的技术。如上所述，驻波是周期性扰动，但是与凸起相反，它们不应该通过操纵流入模具来控制，因为它们不是质量流动大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 2 干扰。所提出的技术可以通过从模具级信号中去除驻波分量来防止模具级别控制与驻波之间的相互作用 。 首先，要讨论模具水平稳定方法，应该说明连续铸造工艺。 图 1示出了模具级控制的技术图。 大型船舶中的钢铁 “ 钢包 ” 使用起重机运输到连铸厂。 将钢水从钢包倒入中间包中，中间包是液态钢的储存器。 钢水通过滑动闸门和管道（通常为浸入式喷嘴 中间包流入模具。 模具的壁由水冷却。 液态钢的凝固从模具内部开始形成一个薄的外壳，它从模具中提取出来，通过放置在二级冷却区域的夹送辊形成一条股线。 在第二冷却区中，用辊支撑，通过水喷雾冷却线以获得完全凝固。 最后，通过切割机将线材切成规定长度的板坯。 图 1还显示了模具级别控制方案。 从中间包流入模具的钢水由滑动闸门控制，钢水位由液位传感器测量。 基于对规定的电平设定值与测量电平之间的差的控制计算，滑动门位置由伺服驱动器操纵。 式波动： 如图所示。 2，驻波是具有始终位于相同位置的节点和波腹的波。 因此，平均钢水表面是恒定的。 这些现象的原因之一被认为是来自具有分叉出口的 驻波的频率由以下理论方程式计算 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 3 其中 3示出了实际连续铸造设备中的时间序列数据的典型实例。在这种情况下，随着铸造速度的增加，模具水平变化较大，最终超过质量波动的标准。一旦发生这种情况，操作员会降低铸造速度。在这种情况下，模具 1的宽度为 2100此，驻波的频率为（ m = 1）， m = 2）， m = 3） 1）。 图 4（ a）和（ b）分别示出了模具级别和滑动门位置的功率谱。在这两个图中，在 阶驻波（ 频率 与峰值一致。因此，这些波动可以被判断为驻波。该结果还表明，通过滑动喷嘴操纵增强驻波。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 4 波模式 为了验证驻波对模具级控制的影响，引入了驻波模型。在这项研究中，我们假设有一种模式的驻波可以通过摆锤模型近似（ 2001， et 2004），如图 1所示。在图 5中。 5， x &是导致一种模式驻波的加速度。 在图 5，以下关于 的微分方程成立 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 5 在这种驻波模型（ 5）和（ 6）中，阻尼系数 取决于钢水的粘度和壁与钢水之间的摩擦力。然而，这个值难以测量，因此 是基于模具级仿真结果进行调整的。角度频率 （ 1）和（ 7）计算，以及模具的宽度。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 6 波观察员 图 6示出了所提出的驻波观测器的框图。该观察者可以使用基于观察者的滤波技术从原始模具级信号中去除驻波分量。该系统由驻波模型和 具级传感器的信号与驻波模型的输出之间的差异被馈送到 察者被设计成使得它只能被对应于驻波的信号激发，驻波的频率被并入驻波模型中。该系统还能够输出估计的驻波。 图 7和 8示出了驻波观测器对真实工厂中的模具级信号的滤波效果。在这种情况下，由于一阶驻波的频率为 以将阻尼因子 调整为 明显，这种方法可以从原始模具级别信号中去除具有特定 频率的波形。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 7 真结果 通过使用结合在驻波模型和驻波观测器中的模具级控制模拟器来检查驻波的影响。 仿真器的框图如图 9所示。 模具本身是一个简单的储存器，可以被建模为一个积分器如下 滑动喷嘴可以被建模为增益，一阶滞后和延迟。 延迟结合了喷嘴中液态钢的下落时间和伺服系统的其他延迟。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 8 液位传感器可以建模为简单增益和一阶滞后，如下所示： 应用以下 将具有与驻波相同频率的周期性信号作为干扰加入。 具有一阶驻波频率的驻波模型与模具模型平行放置。 与前述相同的模型应用于驻波模型和驻波。 在驻波模型和驻波观测器中的阻尼因子 设定为 该模拟器具有可以选择驻波观察者的功能的“开 /关 ” 的开关。 图 10 示出了没有驻波观测器的模拟结果。在这种情况下，随着铸造速度的增加，由于过度 的滑动喷嘴操作，模具水平的变动变大，最终模具水平变得不稳定。 图 11 示出了驻波观测器的模拟结果。即使当铸造速度增加时，通过滑动喷嘴操作也不会增强驻波，并且模具水平保持恒定。结果表明，该技术可以消除模具水平信号中的驻波分量，并可以避免钢水位波动与滑动喷嘴操作之间的相互作用。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 9 所提出的控制方案已被纳入实际的连续铸造 。图 12 显示了实际工厂的控制方案。如图所示。如图 13 所示，通过 模具级信号的功率谱分析来确认 第一，第二和第三阶驻波。因此，控制器中安装有三个驻波观测器。 图 14 示出了这种情况下的驻波观察者的框图。观察者串联连接，该结构可以从原始模具级信号中去除第一，第二和第三阶驻波分量。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 10 模具的宽度根据铸坯的宽度而变化。驻波观测器中的角频率 据宽度设定。在所有观察者中，阻尼因子 被调整为 据提出的功能的开 /关， 为通过应用所提出的方法可以获得更强的增益 所提出的控制方案已经应用于商业连续铸造操作以与常规控制方案进行 比较。 这些试验是在相同的钢种和相同的操作条件下进行的，除了 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 11 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计 （论文） 外文翻译 12 图 15 和图 16 示出了不应用驻波观察者的常规方法的测试结果的示例。 模具水平的幅度非常接近可接受的极限 。 图 16 示出了发生第一，第二 和第三阶驻波，并且滑动喷嘴响应于测量的驻波而进行不必要的操纵。 图 17和 18示出了驻波观测器的测试结果的示例。 可以通过从模具级信号中除去驻波分量来防止过度的滑动喷嘴动作，这允许使用比常规方法更高的 结果，模具水平的幅度要小得多 作者 ： a, a, 处： 2016） 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 摘 要 冲压模具成型技术是属于少切削或无切削的加工方法，冲压成型的生产效率比较高，冲压件的质量好，其产品的一致性好、应用范围广泛等特点已经得到了越来越多的企业的认可。冲压工艺广泛应用于汽车、电器、仪器仪表、航天航空以及各种民用轻工业的行业，是如今工业上生产的重要工艺方法和研究方向。 本套模具设计的是我们日常生活中较为常见的罩圈，涉及的工艺方法都是冲压模具中应用比较广泛的工序，其包括落料、拉深、冲孔、翻边等工序。我所设计的模具是采用复合模在一次成型过程中完成落料、拉深、冲孔、翻边这四个过程，在设计的过程中我首选分析了冲压件的工艺性能，再选择工艺方案，接下来进行一系列的有关工艺参数计算，再选择合适的冲压设备，再对模具的总体结构进行设计，最后完成整套模具设计。 通过这一次的毕业设计，让我对所学的冲压模具课程有了进一步的了解，也掌握了很多的冲压模具设计上的技术，比如查阅资料设计和计算、采用辅助软件 三维建模和 好的完成了一次理论结合实际的综合知识应用，对我以后的工作有了很大的提升。 关键字 ： 冲压模、模具设计、复合模、罩圈。 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 is a or no of is of of he is in a of is an of is in a of I is of in a to in to of by a of of of me a a of as to of E AD a of a of of my 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 目 录 第一章 引言 .冲压术的状况 . 1 压模具技术发展 . 2 第二章 冲压件的工艺分析 .压件的结构工艺性 . 4 . 4 压件的尺寸精度 . 5 第 三章 制件冲压方案的确定 .压工序的组合 . 6 压工序的安排 . 6 第四章 制件排样图的设计及材料利用率的计算 .开尺寸的计算 . 7 件排样图的设计 . 11 边与料宽 . 12 料步距和条料宽度的确定 . 12 料利用率的计算 . 13 第五章 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 . 14 料，冲孔力计算 . 14 料力计算 . 14 孔力计算 . 14 深力计算 . 14 孔力的计算 . 15 料力、推件力及顶件力的计算 . 15 力中心的计算 . 15 力机的选用 . 16 第六章 凸、凹模刃口尺寸计算 . 17 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 料、冲孔凸、凹模刃口尺寸 . 17 计原则 . 17 模和凹模具配合加工 . 18 深 模 . 19 孔模尺寸计算方法 . 20 第七章 模具整体结构形式设计 . 21 模周界 . 21 第八章 模具的零件结构设计 . 23 料凹模的设计 . 23 孔凸模的设计 . 23 深凸模的设计 . 24 翻孔凸凹模的设计 . 25 凹模的设计 . 25 料快的设计 . 26 结束语 . 28 致 谢 . 29 参考文献 . 30 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 1 第一章 引言 况 总所周知 ， 美国、德国和日本的汽车工业是世界上最发达的汽车工业，得益于其在冷冲压技术和设备方面的领先地位。 。 其冷冲压设备基本 上 都是自动化 的 。 根据不同类型的加工环境和条件的逐步发展，现在国外已经基本形成了如下两种 自动 冲压 生产线 。 1）单机联线自动化 配置 又 5， 6台压力机， 设备拆装 、上下 卸 料机械 手，穿梭 的 翻转装备和码垛装置等 ，全 生产 线总长约 60 米，安全性高，冲压 产品 质量好。由于工件传 动 距离 较 长，工件的上下料 的 换向和双动拉伸必须 使 用工件翻转装备。 所以导致 这种单机联线自动化冲压技术 在 生产节拍 上 最高为 6分， 导致 设备 的 维修工件量大。 2）大型多工位压力机 在 八十年代中期，国外 在冲压技术上开发了 大型三坐标 的 多工位压力机自动 连续冲压 模 ，由大型压力机 、 三坐标工件传送系统 、 码垛工位 和 码垛 机 组成， 其 生产节拍可以 达 16分。其主要特点是： 冲压 生产效率高， 送料速度 是手工 流水线的 4约 是单机联线 自动 化 的 2并且是 自动化、智能化，整个多工位压力机系统只 靠2可完成操控 ，当模具 需要 更换时， 仅仅需要 输入要换模具的 对应 编号，其余工作 可以全 自动完成， 而且 整个换模时间只需 5分钟 不到 ，换模的同时 可 对多工位压力机操作特征 智能化 的 调整；特别是 装 配有电子三坐标 的 送料多工位的压力机，可以根据模具 任意的 调节 其 运动路径和时间，不仅 冲压大型 的 覆盖件，而且 还 能 够 冲压小型零件。当冲压小型零件时， 其 送料距 较 短，节 拍 会比较 高， 再 合理的模具布置，可 以 一次 就 冲压 2件，具有充分的自由度， 灵活性强 。电子多工位送料压力机的 另外一个 优点是生产率高，工件 加工精度高 ，工件转换 快 ，维修 保养性好 ，诊断性能好，成本 较 低，与现有 的 压力机 相比 适应性强，售后服务 和 远程通讯 也比较 好。美国的多工位压力机基本 上 都采用了电子伺服三坐标 进给 送料。 高速化复合化相结合， 可以显著 提高加工效率 ， 提高生产率是 工业届 永恒 追求 目标 ，各 各 锻压厂家均致力于 高速化的 锻压机械 研究， 例如 在数控回转头压力机上， 大多采用伺服控制 下 的液压主驱动系统来提高 压力机 的行程次数。在追求高速化 的 加工时，还必须 尽快 缩短生产辅助时间， 便于 取得良好的 经济效益。 故 在数控压 力 机上配备伺服电机驱动 和 三坐标 的 上下料装置， 可以 使冲压中心实现 高效快速的 加工。 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 2 当前机床大幅 的缩短 生产辅助时间 和 提高生产率的重要技术 手段是将机床上的几个工序复合再一起 ， 复合加工 在锻压机械上也 取得 了成功 地 应用， 其 效果十分显著。 例如： 在 德国、美国、日本已 经 相继开发出 了 激光一步冲 压 复合机， 可以 将模具冲切 和 激光切割有机 的 结合 在一起 ，工件 只需要 一次上料 就可以 完成冲孔、冲切、翻边、浅拉 深 、切割等多道 冲压 工序，最大限度 上 地节省了 加工 辅助时间，特别 在对 孔型 较 多而复杂的面板类工件 进行 加工 或者 多品种小批量板料加工 时能有显著效果 。 压 模具技术 发展 压成形过程的模拟 (用更加凸显、模具三维设计地位得以巩固、数字化模具技术已成主流方向、模具加工自动化迅猛发展、高强度钢板冲压技术是未来发展方向、新型模具产品适时推出、模具材料与表面处理技术将受到重用、管理的科学化与信息化是模具企业发展方向、模具的精细化制造是必然趋势。 近年来，随着计算机软件和硬件的快速发展，冲压成形过程的模拟技术 (挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家， 术已成为 模具设计制造 过程的必要环节，广泛用于预测成形缺陷，优化冲压工艺与模具结构，提高了模具设计的可靠性，减少了试模时间。 国内许多汽车模具企业在 应用中也取得了显着进步，获得了良好的效果。 短 冲压模具 的开发周期，已成为保证模具质量的重要手段。 术正逐步使模具设计 由经验设计转变为科学设计。 模具三维设计地位得以巩固 模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容，是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计，并取得了良好的应用效果。国外在模具三维设计中采取的一些做法值得我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外，另一个优点就是便于干涉检查，可进行运动干涉分析，解决了二维设计中的一个难题。 数字化模具技术已成主流方向 近年来得到迅速发展的数字化模具技术，是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效 途径。所谓数字化模具技术，就是计算机技术或计算机辅助技术 (模具设计制造过程中的应用。 总结国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验，数字化汽车模具技术主要包括以下方面： 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 3 可制造性设计 (即在设计时考虑和分析可制造性，保证工艺的成功。 模具型面设计的辅助技术，发展智能化的型面设计技术。 助分析和仿真冲压成形的工艺过程，预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。 用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。 模具的制造过程采用 术。 在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。 模具加工自动化迅猛发展 先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中，配有双工作台的数控机床、自动换刀装置 (自动加工的光电 控制系统 、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面 加工，由中低速加工发展到高速加工，加工自动化技术发展十分迅速。 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 4 第二 章 冲压件的工艺分析 冲压 成型根据其工艺分类，可分为分离过程和成型 过程两种 。分离工序也称 为 冲压 ，冲压 是使冲压 部 件沿 着 一定轮廓线从板料上分离 下来，同时确保分离部件 的质量要求。成形工序的目的 则是让板料在不被破坏 的条件下发生塑性变形， 以 制成所需 工件 形状和尺寸 。在实际生产 过程 中， 往往将多种工序集成 应用于一个工件 上 。 冲裁 、弯曲、拉深、翻边、胀形、旋压、 是几种主要的冲压工艺。 【 3】 冲压 所 用板料的表面和 其内在 性能对冲压成品的质量有很大的影响，要求冲压板料 的 厚度精确、均 匀；表面光滑 ，无斑 点、无疤痕、无磨损 、无表面裂纹等； 屈服强度均匀，各 方向性 不明显 ；均匀延伸率高； 低加工硬化等。 在实际 的 生产 过程中，常用的冲压工艺类似于工艺试验，比如拉深性能试验与胀形性能试验等检验材料的冲压性能，确保成品质量和高 合格率。 冲压件的成形和精度 很大程度取决于模具的精度和结构 。 而 模具制造成本和 使用寿命则是冲压件成本和质量的决定因素。模具设计 制造 一般需要较多的时间，从而 延长了生产 新型冲压件的 准备时间。 如今再模座、模架、导向件等工件的 标准化 下 和发展简易 的 模具、复合模、多工位级进模 ，以及 快速换模装置 的研制，可大大减少在冲压生产准备时工作量并 缩短准备时间 【 5】 。 冲压设备除了厚板与液压冲压成型外，一般 采用机械压力机。以现代高速 的 多工位机械压力机为中心，配置 有开卷、矫平、成品收集、输送等机械模具库和快速换模装置，并通过计算机程序控制，可形成 生产率 高 的自动冲压生产线。 在每分钟 生产数十或者 数百件冲 压件的情况下，并在短时间内要完成进料、冲压、出件、排废料等冲压工序，往往会 发生人身、设备和质量 安全 事故。因此， 在冲压的 生产 过程中安全保障 是一个非常重要 的问题。 冲压 件的工艺性 能的好坏 是指 冲压 件在 冲压 工序 中的 加工难易程度。所说的 冲压工艺性好一般是指再 用普通的 冲压 方法 的情况下、模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下也能得 到质量合格的 冲压 件。因此， 冲压 件 本身的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料和 厚度等是否 都 符合 冲压 的加工 要求，对 最后 冲压 件质量、模具 使用 寿命和 总的 生产效率有很大的影响。 压件的结构工艺性 的形状 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 5 此制件的形状 为圆形 ， 其中工序有落料、拉深，冲孔，翻边 等， 且 结构 对称， 具有过渡 圆角 ， 易于模具的加工和避免在冲压时可能产生 尖角处 开裂的现象， 也 防止 了 尖角部位 得 刃口的过快磨损。 压件的尺寸精度 冲压 件的精度主要由 尺寸精度、 冲压 断面 粗糙度和 毛刺高度三个方面的 综合指标来衡量。根据零件图纸上的尺寸标注和 公差，可以判断 该罩圈的 尺寸精度为 。 板是 普通碳素 钢， 其 屈服极限 是 240抗拉强度 380切 强度 310具 有良好的 冲压 性，工件结构形状 比较 简单 ，外形均无尖锐 角，不影响 模具寿命 ，孔与边缘间距 大于 而且 工件的直径 dt 故 满足冲孔模可以 冲压的最小孔径。 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 6 第三 章 制件冲压方案的确定 压工序的组合 单工序 冲压 、复合工序 冲压 和连续 冲压 是常见的冲压工艺 。 冲压 方式根据下列因素确定： （ 1） 根据生产 量来确定 一般 年产量需求 达到 100万件的 产品 采用复合冲压或连续冲压 较合适。 （ 2） 根据 冲压 件尺寸 大小 和精度等级来确定 复合 冲压 得到的 冲压 件 一般 尺寸精度等级高，而连续 冲压 的 冲压 件尺寸精度等级 相对较 低。 （ 3） 根据 冲压 件尺寸形状 适应性来确定 若 产品 的尺寸 较大 ，考虑到 连续模 在 送料 时不方便和生产效率 较低，因此常常 采用复合 冲压 。 复合 冲压 可以 冲压加工 复杂 的形状 、宽度比较大 的 冲 压 件 等 。 （ 4） 根据模具制造使用 的难易 程度 和 成本 高低来确定 , 对 于 形状 较为复杂 的 冲压 件来说，使用 复合 冲压 比采用连续 冲压 更为 适宜，因为 复合 模具 的 制造 和 安装调整较容易，且 模具 成本较低。 （ 5） 根据操作是否方便与 使用 安全来确定 复合 冲压 时其出件和 清除废料较 为 困难，导致 工作安全性较差， 因此 连续 冲压 较安全。 根据上 述分析，在满足 冲压 件 的质量和生产率的要求下，应该采用 复合 冲 压 的 方式，因为复合模具的寿命 较长，生产 效率 高，操作较 为 方便和工作安全性高。 压工序的安排 采用的复合模包括 落料 ， 拉深 ， 冲孔，翻边 等多道工序，考虑到模具 加工 成本，多次 重新定位和 尺寸不稳定等因素，这里考虑 采用多次工序复合的方法来加工 ，根据实际情况，本 套模具 设计将落料，拉深 ，冲孔，翻边等 复合，设计一套 包含 四工序 的 复合模 具 。本次 模具结构的设计较为复杂，难度大，故 借助于电脑软件设计 较好 。 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 7 第四 章 制件排样图的设计及材料利用率的计算 开尺寸的计算 拉深 件毛坯 料的展开尺寸，通常按毛坯面积等于冲压 件面积的原则决 定。 拉深件的毛坯尺寸难以预先 地 精确计算，这是因为拉深 件 的壁部在拉深过程中会变形，其变形程度与毛坯是否退火、压边力的大小和 凸凹模 的间隙等因素有关。因此难确保拉深 件完全均匀一致的高度， 故 通常需要 采用 修边 处理 ，将不平齐的部分切去。所以在计算毛坯 尺寸之前，要在拉深 件上增加切边余量。 展开尺寸 的计算 是将 按加工工序反过来算，本工件根据工艺工程 ，最后一道工序是冲孔，翻边 ，也就是说翻 边 之前 的工序是 拉深，可以设计出冲孔翻边 之前的 加工 工序图，根据 工件的 相对凸缘直径 H/d=16/99=表 可知 的 所需的 修 边余量为 所以 在切边之前的拉深高度应为 17如下 图 4 图 4圈工件 由于拉深 件是带台阶的零件， 其形状规则，材料均匀，查找相关资料可知 ，根据经验公式 来 计算 该拉深件的展开尺寸，也可以 采用数学计算法计算 拉深件的 展开尺寸。 数学计算法 【 7】 的 概念 是 将零件分解成几个简单几何形状，然后叠加它们，可以求出零件的表面积，然后 根据面积相等 原理原，计算 出毛坯直径。 根据以上零件 形状，可以将整个产品 零件 分 为 5个形状，具体计算如下： 第一部分： 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 8 图 4状 1 面积计算公式 R=35 35=二部分： 图 4状 2 面积计算公式 （ 2 R） /4 =(2 70+8 4=连交通大学 2017 届本科生毕业论文 9 第三部分： 图 4状 3 面积计算公式 （ R =(46 4640)=四部分： 图 4状 4 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 10 面积计算公式 （ 2 R） /4 =(2 92+8 4=五部分： 图 4状 5 面积计算公式 99 7=以五部分总面积为 =2+4+展开毛坯的面 积为 么反过来计算 毛坯直径 D/4 D=本次设计取整数 120， 展开图纸如下图 4 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 11 图 4料 拉 深 次数的确定 ： 判断能否一次拉深 ： H/d=9=t/D) 100=m=99/120=据以上数据查相关资料可 得首次 最小 拉深 系数 5，由于 际的拉伸系数），故可以一次拉深 成型，另外根据 数据查 相关资料，可知首次拉深 的最大相对高度 为 H1/于 相对高度下的比较值） ，也能说明 该零件 能 一次拉 深 成型。 翻孔预孔尺寸的计算 【 6】 可根据公式 d=式中 d 预孔直径（ D 翻孔直径（ 61 H 翻孔高度（ 8 t 材料厚度 ( 1.0 r 翻孔圆角 ( 计算 d=61 1） =整至 件排样图的设计 排样时需考虑如下原则： 1） 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状） 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 12 2） 合理 的排样方法简化操作 ， 降低劳动强度并 且安全。 3） 模具结构 设计更为 简单、 使用 寿命长。 4） 保证冲 压 件的质量 过关 和冲 压件对板料各 方向 性 的要求。 边与料宽 搭边是值在排样中相 邻 的两个零件之间的余料或者是 零件与条料边缘 之间的余料。搭边的作用是用来 补偿定位误差，保持条料 具 有一定的刚度，以保证零件 的加工质量和便于进料 。 搭边值 的选择要合理 ，值 若太 大， 会导致 材料利用率低； 而 值过小， 则会导致搭边的强度与刚度不能达到要求 ， 从而在 冲压 时容易 产生 翘曲或被拉断 的现象，固然 会增大冲压 件毛刺，有时候 甚至 会 单边拉入模具间隙， 会 造成 冲压 力 分配 不均，损坏模具刃口。因此，搭边的最小宽度 应该 大于塑性变形区的宽度， 搭边值 一般可取等于材料的厚度。 材料的力学性能、零件的形状与尺寸、排 样的形式、进 料及卸料方式等因素 往往也会影响 搭边值的大小。搭边值 的选择 一般由经验确定， 如该罩圈材料， 根据所给材料厚度 =以根据经验选择 搭 边 值 料步距和条料宽度的确定 1） 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距 S=D+ S=120+中 D 与进 料方向 水平的 的 冲压 宽度； 冲压 之间的搭边值。 2） 条料宽度 条料宽度的选取 原则：最小条料宽度要保证 零件在 冲压 时 周边 具 有足够 大 的搭边值，最大条料宽度要能 够 在 进行 冲压 工序时顺利地在导料板之间送入 ，并 应该 与导料板之间 留 有一定的间隙。 当 用孔定距时，可按下式计算 条料宽度 (a) =(120+2 1) 中 B 条料的宽度（ 冲压 件于进 料方向 垂直 的最大尺寸（ a 侧搭边值； 条料宽度的单向公差； 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 13 剪切条料 的 宽度偏差 =可知 B= 导料板间距离： +22+22.5 具体可见排样图 4 4样图 料利用率的计算 一个步距内的材料利用率 为 =s 100% =1 60 60/122 100%=式中 F 一个步距内 的 冲压 件面积； n 一个步距内 的 冲压 件数目； B 条料宽度（ s 步距； 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 14 第五 章 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 料，冲孔力计算 料力计算 F=【 1】 120 380=中 F 冲压 力（ N）； L 冲压 件周边长度（ 材料抗剪强度（ 10 材料厚度 ( 系数，通常 K= 孔力计算 冲孔力计算 F2= 380=深力计算 理论计算 拉深力 很复杂，一般来说 用经验计算方法， 经验公式建立的立足点是，拉深 力的数值 应略小于拉深件危险断面的断裂力；断裂与拉深力的比值可以用 系数 值的大小取决于拉深件的形状和其 变形方式。其数值由实验确定。 拉伸力可按下式计算 P= F=100 470=中 F 拉伸力（ N）； 拉伸直径（ 100 材料抗 拉 强度（ 400t 材料厚度 ( 1 修正系数（查表可得）， K= 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 15 孔力的计算 翻孔力一般不大，可按以下公式近似计算 P=其中 P 翻孔力（ N）； D 翻孔后的孔径（ 61mm d 翻孔预孔的孔径（ 49.8 t 材料厚度（ 1 材料屈服极限； (计算 P=（ 470=料力、推件力及顶件力的计算 生产中常用 下列公式计算 F 卸 =K 卸 F = = 式中 F 冲压 力； F 卸 卸料系数 F 顶 =K 顶 F = = 式中 F 冲压力； F 顶 顶 料系数 F 推 =K 推 F = = 式中 F 冲压力； F 推 推料系数 综上所述，总的 冲压 力为 , F+F 卸 +F 顶 +F 推 =46力中心的计算 采用解析法求压力中心， 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 16 该 副 模具中，尺寸都是沿 轴对称 ， 所以力到 轴的力臂都是 0 根据合力距定理 【 2】 ： 23（ 2+ 23（ 2+ 所以 冲压力到 小 ； ，到 Y 轴的力臂 大小 ； ,故 模具的压力中心为（ 0， 0）。 力机的选用 初步确定压力机的型号： 因此选择压力机的型号为： 压力机 型号为 表 5公称压力 /000 垫板尺寸 /直径 200 滑块行程 /20 厚度 100 滑块行程次数 /（次 / 75 模柄孔尺寸 /径 60 深度 80 最 大 封闭高度 /00 滑块底面积尺寸 /封闭高度调节量 85 滑块中心线至床身距离/80 床身最大可倾角 工作台尺寸 /后 600 左右 1000 大连交通大学 2017 届本科生毕业论文 17 第六 章 凸、凹模刃口尺寸计算 料、冲孔凸、凹模刃口尺寸 计原则 设计 落料， 修 边 模 应首 先确定 其 凹模刃口尺寸， 再以凹模作为 基准，间隙取在凸模之 上；设计冲孔模 则 先确定凸模刃口尺寸， 然后 以凸模为基准，
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本文标题：罩圈的落料拉深冲孔翻边复合模具设计【优秀课程毕业设计含12张CAD图纸+带外文翻译+35页加正文1.24万字】-cymj08
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