轴承盖的落料、拉深、冲孔复合模设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计说明书 轴承盖落料 、 拉深 、 冲孔复合模 系 、 部： 学生姓名： 指导教师： 职称 专 业： 班 级： 完成时间： 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 湖南工学院 2011 届毕业 设计（论文）课题任务书 系：机械工程系 专业：材料成型及控制工程 指导教师 张文玉 学生姓名 袁刚 课题名称 轴承盖落料，拉深，冲孔复合模 内容及任务 根据所给定的冲压零件产品（如左图所示），设计出冲压模具。主要内容如下： 1、绘制产品零件图。 2、绘制模具装配图。 3、绘制整套模具零件图，标准件除外。 4、编写设计说明书。 5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工艺卡和 工序卡。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 拟达到的要求或技术指标 按照“湖南工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，本课题设计要求及技术指标如下： （一）模具 1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求成本低、寿命长。 2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。 3、操作安全、方便，易于维修，便于管理。 4、在保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。 （二）设计图纸 1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。 2、设计图纸应符合学校的要求，不少于 3 张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制。 （三）设计说明书 1、资料数据充分，并标明数据出处。 2、计算过程详细、完全。 3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。 4、内容条理清楚，按步骤书写。 5、说明书按照学校的有关规定，编写不少于 12000 字的设计说明书，同时上交电子文档。 （四）其他要求 1、查阅到 10 篇以上与题目相关的文献 2、翻译一篇本专业外文文献（ 10000 个以上印刷符号），并附译文。 进 起止日期 工作内容 备注 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 度安排 2011 年 2 月 5 月 1 周（ 2、 21 2、 28） 4 周（ 2、 28 3、 25） 2 周（ 3、 28 4、 10） 2 周（ 4、 11 4、 24） 1 周（ 4、 25 5、 1） 5 周（ 5、 2 6、 3） 1 周（ 6、 6 6、 10） 完成毕业设计的选题和开题报告； 进行毕业实习及调研； 进行工艺及结构设计； 绘制装配图和零件图； 对整个设计进行合理性检查； 撰写设计说明书及毕业答辩的准备； 毕业设计答辩。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 主要参考资料 1 刘心冶 . 冷冲压工艺及模具设计 M. 重庆：重庆大学出版社， 1998 2 卢险峰 . 冲压工艺模具学 M. 北京：机械工业出版社， 2000 3 梁柄文 . 实用板金冲压工艺图集 M. 北京：机械工业出版社， 1999 4 模具实用技术丛书编委会 . 冲模设计应用实例 M. 北京：机械工业出版社，2002 5 杜东福 . 冷冲压工艺及模具设计 M. 长沙：湖南科学技术出版社， 1990 6 成虹 . 冲压工艺与模具设计 M. 成都：电子科技大学出版社， 2000 7 冯柄尧 . 模具设计与制造简明手册 M. 上海：上海科学技术出版社， 1998 8 王树勋 ,高广升 . 冷冲压模具结构图册大全 M. 广州：华南理工大学出版社，1988 9 郑家贤 . 冲压工艺模具设计实用技术 M. 北京：机械工业出版社， 1999 10 王芳 . 冷冲压模具设计指导 M. 北京：机械工业出版社， 1999 11 肖景容，姜奎华 . 冲压工艺学 M. 北京：机械工业出版社， 1999 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 轴承盖落料，拉深，冲孔复合模 学生姓名 袁 刚 班级学号 212070148 专业 材料成型及控制工程 一、课题的目的和意义： 冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工行业中占有重要地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家电等方面所占比重更大。采用冲压模具生产零部件，具有生产效益高，质量好，成本低，节约能源和原料等一系列优点，它已成为当代工业生产中 的重要手段和工艺发展方向。 模具工业已被我国正式确定为基础产业，早在“十五”期间就被列为重点扶持产业。从 1997 年开始，我国模具工业产值超过了机床工业产值。因此模具对国民经济和社会发展起着举足轻重的作用。 对于冲压生产而言，单工位模具结构单一，生产效率低，而且钣金零件不能过于复杂，否则就需要多副单工位模具才能实现。如果采用级进模进行生产，就可以改变这些缺点。标志冲模技术先进水平的精密多工位级进模，具有生产周期短、用操作人员少、精度高、寿命长和生产效率高等特点，因此我国重点发展的精密冲模。 本次毕业设计，指导 老师给我安排的是 放器底盖冲压模具设计。通过对零件进行工艺分析，得出零件的主要加工工序主要有：落料、冲孔、胀形、翻边、弯曲、整形等。经过回顾大学所学的专业知识，参考相关文献资料，以及指导老师指导之后，我初步理清了本次设计的基本思路，掌握了有关毕业设计的基本方法。希望通过完成本次设计，我能更好地了解模具设计过程，进一步的掌握模具的相关结构，为今后步入模具行业打好坚实基础。 二、文献综述 1、中国冲压模具的 发展现状 中国冲压模具的发展现状改革开放带了我国的经济进入高速发展的时期，模具的市场的需求量 也进一步的增加。模具行业也一直以 15%左右的增速再发展。因此带来的模具工业企业的所有制成分的巨大变化，一些国有专业模具厂也如雨后春笋般的建立起来，同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的快速发展。 赋有“模具之乡”的浙江宁波和黄岩地区是现今我国规模最大的两个地方；广东地区也渐渐掀起了开建模具厂的浪潮；其中科龙、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资或是外商独资形式的模具企业现也有几千家。 近年许多模具企业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 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 动力。一些国内模具企业已普及了二 维 陆续开始使用 别厂家还引进了 件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。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。经过多年的努力，在模具 术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。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模件，上海交通大学模具 家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 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。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 2、中国冲压模具的发展方向 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广 术模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业将加大术培训和技术服务的力度；进一步扩大 术的应用范 围。计算机和网络的发展正使 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模 型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 加工 (像数控铣一样 )，因此不再需要制造复杂的成型 电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 我国冲压模具与发达国家企业之间的差距不小，因此 要发挥整体优势和综合竞争力，要加强统筹协调、完善合作机制，创 造性地工作。也需要加大对模具相关专业人才的综合素质培训投入。 三、设计任务书 1、课题名称 课题名称为 轴承盖落料，拉深，冲孔复合模 ，如上图所示；材料为 20 号钢，料厚 2批量生产。 2、设计内容与步骤 （ 1）冲压零件的工艺性分析：材料的冲压性能分析、结构形状工艺性分析、尺寸的工艺性分析、精度的工艺性分析等。 （ 2）冲压工艺的总体方案的分析和确定：单工序模方案、复合模方案、级进模方案的对比，最终确定的方案； （ 3）基于所确定的总体方案，进行排样设计：拟定工位数、各工位的冲压性质和冲压顺序，绘制板料的排样图 ； （ 4）基于总体方案和排样方案，进行工艺计算，如：凸凹模尺寸及偏差、间隙、变形力、压力中心、卸料力等计算； （ 5）模具关键结构的方案设计：凸凹模结构形式、导向、导料、定位、卸料等； （ 6）模具总体结构设计与确定：基于上述内容，设计并确定模具总体结构，描述模具的工作原理和工艺动作，并绘制二维装配图和相应的三维图； 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 （ 7）选择合理的冲压设备（考虑设备吨位与变形力的吻合、冲裁封闭高度与设备装模高度的吻合、模具的平面尺寸与设备工作台面尺寸的吻合等）； （ 8）进行模具零件的详细设计：确定模具中的标准件（联结零件：螺 钉、销钉、弹性元件等）的型号和数量，对模具中的非标准件进行详细的结构尺寸设计，绘制相应的二维零件图； （ 9）编制模具中主要零件的制造工艺方案和加工方法； （ 10）撰写设计说明书； （ 11）所有设计文档、资料的整理、收尾、答辩。 3、绘图任务 （ 1） 模具总装配图 （ 2） 模具零件图 （ 3） 模具总成三维图（可选） （ 4） 模具主要零件三维图（可选） 四、设计过程进度计划 （ 1）第五周（ 20112011：完成以下航设计内容中的“ 1 （ 2）第六周（ 34：完成以上设计内 容的“ 3 （ 3）第七八周（ 44：完成以上设计内容的“ 6 （ 4）第九十周（ 45：完成以上设计内容的“ 8” （ 5）第十一、十二周（ 55：完成以上设计内容中的“ 9” （ 6）第十三、十四周（ 55：完成以上设计内容中的“ 10” （ 7）第十五周（ 56：完成以上设计内容中的“ 11” 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 注：可另附 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 介绍了轴承盖冷冲压成形过程，经过对轴承盖的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，冲压基本工序为：落料、拉深、冲孔，然后根据对工序的初步计算，确定工序数目，如冲压次数，拉深次数，对工序顺序的安排，一般根据各工序的变形特点，质量要求来确定，由于本工件为带孔的落料、拉深件，因此先落料，再拉深，最后冲孔，根据生产批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序组合，因为生产批量大，所以将 各个工序组合在一起，并用复合模冲压，这样就提高了产品的生产率。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。 关键字： 轴承盖；冲压；工序；生产批量；生产效率 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 to to to by to of of to to as is in to to it to to to to to to to of if to of of to in of to to of in to to to so to of to to to to s to of so to of of to of to on to of to to 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 摘要 分析零件的工艺性 . 1 冲裁工艺性 . 1 拉深工艺性 . 1 2 分析计算确 定工艺方案 . 3 计算毛坯尺寸 . 3 确定是否需要压边圈 . 3 计算拉深次数 . 4 确定工艺方案 . 5 3 主要工艺参数的计算 . 7 确定排样、裁板方案 . 7 计算工艺力、初选压力机 . 9 计算工艺力 . 9 初选压力机 . 12 计算压力中心 . 12 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 . 13 4 模具的整体结构设计 . 15 模具结构形式的选择 . 15 模具总体设计 . 15 模具工作部分尺寸计算 . 16 落料凹模 . 16 冲孔凸模 . 17 拉深凸模 . 17 凸凹模 . 17 5 模具的主要零部件结构设计 . 19 模架 . 19 模座 . 19 购买设计文档后加 费领取图纸 模柄 . 19 定位零件 . 20 挡料销 . 20 导料销 . 20 导料板 . 20 卸料装置 . 21 固定卸料板 . 21 橡胶 . 22 其他支撑与固定零件 . 22 凸模固定板 . 22 导向零件 . 23 垫板 . 23 紧固件 . 23 6 确定冲压设备 . 25 7 模具的装配 . 26 复合模的装配 . 26 凸、凹模间隙的调整 . 26 8 重要零件的加工工艺过程编制 . 27 结 论 . 29 致 谢 . 30 参考文献 . 31 购买设计文档后加 费领取图纸 1 1 分析零件的工艺性 冲裁工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单单等等。通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。对几何形状的要求是冲裁件的形状应尽可能简单、对称，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成，使排样时废料最少；冲裁件的凸出悬臂和凹槽的宽度不宜太小，以 免凸模折断；冲裁件的外形或内形的转角出，要避免夹角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象，同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使模具寿命降低。对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于 高可达 0 级，冲孔比落料的精度约高一级。 该零件的形状如图 1，其冲裁工艺性为： （ 1）结构与尺寸：该零件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，没有长的悬臂和狭槽。 （ 2）精度：零件尺寸除中心孔和两中心孔的距离尺寸接近 外，其余尺寸均为自由尺寸且无其他 特殊要求，利用普通冲裁方法可以达到零件图样要求。 （ 3）材料：该零件材料为 20 号钢，屈服强度为 450材料具有良好的结构强度和塑性，其冲裁加工性较好。 （ 4）生产批量：大批量生产。 根据以上分析，该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工。 拉深工艺性 影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深， 这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。 工艺性对精度的要求是一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 以下， 购买设计文档后加 费领取图纸 2 不宜高于 ；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向异性的影响，拉深件的口部或凸缘外缘一般是不整齐的，出现“突耳”现象，需要增加切边工序。 工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比 / 小，板厚方向性系数 平面方向性系数 r 小。屈强比 / 值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系数 r 反映了材料的各向异性性能，当 r 较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。 该零件可看成 带凸缘的圆筒形件，料厚 t=2深后厚度不变；零件底部圆角半径 r=3缘处的圆角半径也为 R=3寸公差都为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材料 20 号钢塑性好，易于拉深成形。 根据以上分析，该零件的拉深工艺性较好，可用拉深工序加工。 所以，该零件的加工工艺性较好。 图 1 工件图 购买设计文档后加 费领取图纸 3 2 分析计算确定工艺方案 计算毛坯尺寸 由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性，反映到拉深过程中，就使桶形拉深件的口部形成明显的突耳。此外，如果板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的现象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。 根据零件的尺寸取修边余量的值为 5 7，冲压工艺与模具设计实用技术） 在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用 适当的工艺措施，则其厚度的变化量还是并不太大。在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的变化。同时由于金属在塑性变形过程中保持体积不变，因而，在计算拉深件的的毛坯展开尺寸时，可以认为在变形前后的毛坯和拉深间的表面积相等。 对于该零件，可以看成是带凸缘拉深件，其相对凸缘直径 d （ 1） 因 其毛坯最大直径通过公式： （ 2） 得： D= 确定是否需要压边圈 坯料相对厚度 : %100 （ 3） 购买设计文档后加 费领取图纸 4 % 0 02 2 62 % 所以需要压边圈。 计算拉深次数 在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的变形极 限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工序，应在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。 图 2 拉深后的形状 极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应力与在危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法得出的，我们可以通过查 表来取值。 零件的总拉深系数为 （ 4） 其相对凸缘直径 Dd f （ 5） 购买设计文档后加 费领取图纸 5 属于带大凸缘拉深的拉深件。根据 （ 6） 12 4210 0 （由表 5 21，冲压工艺与模具设计实用手册可以查出 ， 表 5 22，冲压工艺与模具设计 实用手册 ） 因为凸缘的相对高度 实际拉深系数 以拉深过程可以一次拉深成功。 确定工艺方案 确定工艺方案就是要在工序的性质、数量、顺序和组合几个方面加以确定。工序性质是指某个冲压件所需要的冲压工序的种类。工序性质主要根据零件的构造，按照工序变形性质和应用范围，结合现场条件、模具形式及结构、制作定位及加工操作等许多因素综合分析后确定。 确定工序数量的原则是：在保证质量的前提下，工序数量尽可能地少。工序数量主要取决于制作几何构造的复杂程度、精度要求以及材料的性质等。工序数量若指同性质工序重复进行的次数时，工序性质不同，其根据也不同。如拉延件主要是通过极限变形程度的计算求出所需拉延的额