毕业设计（论文）-带凸缘圆筒外壳的落料拉深模具设计.doc

教学单位 机械工程学院 学生学号 编 号 本科毕业论文（设计）题目 带凸缘圆筒外壳的落料拉深模具设计学生姓名 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 2015 年5月20日II带凸缘圆筒外壳的落料拉深模具设计摘要：本文根据需要加工的零件的特点，选定了落料拉深复合模具来进行加工。模具设计一般要先根据选择的零件尺寸以及相关的资料来分析工件的工艺性，然后确定其最佳工艺方案及模具的结构形式，再依次计算模具各个所需的尺寸数据，计算结束后选择对应所需的零件来组装模具，最后绘制模具装配图。要对一些工艺力，冲裁力进行了计算，查表选定压力机。查阅各种关于模具设计的资料，熟悉模具设计过程，注意事项，以及零件的选用。从整体考虑，设计的模具结构简单实用，安全可靠。现要拉深带凸缘的圆筒外壳零件，采用落料拉深复合模具，工序简单。关键词：模具；落料；拉深。With flange cylindrical shell blanking deep drawingdie designAbstractIn this paper, according to the characteristics of the need of machining parts, selected the deep drawing compound die for blanking process. First generally to mold design according to the selection of parts size and relevant data to analyze the technology of workpieces, and then determine the optimum process scheme and the structure of the mould, then, in turn, calculating the size of the mould all the required data, calculate after choose corresponding to the required parts to assemble the mold, the mold assembly drawing. For some technological force, cutting force was calculated, look-up table selected press. Refer to all kinds of information about mould design, familiar with mould design process, matters needing attention, and the choice of parts. From the overall consideration, design of mould structure is simple and practical, safe and reliable. Now want to deep drawing with flange of the cylinder shell parts, using blanking deep drawing compound mould, procedure is simple.Key words: The mold; Blanking; Deep drawing.目录前言11 冲压工艺概述31.1冲压的概念、特点及应用31.2 冲压基本工序以及模具41.3冲压行业阻力、障碍和突破51.4 冲压技术的现状与发展62落料拉伸模具的设计112.1 零件基本情况112.2 工艺分析112.2.1零件材料、尺寸公差要求132.2.2零件形状、结构及冲压公艺性132.3 工艺计算、确定方案112.4排样计算及排样图的绘制132.4.1排样设计132.4.2排样图绘制132.5计算冲裁工艺力142.6拉深工艺力的计算152.7拉深工艺设计162.8画工序图172.9编制工艺卡片183冲模的类型结构及模具尺寸的计算223.1模具设计计算223.2 校核压力机244其他零件的选取26参考文献36谢辞37前言模具在制造业领域有着不可动摇的特殊地位，在我们国家，模具制造业也是非常重要和备受重视的，但是我国的模具制造业依然发展缓慢。因为虽然我们国家开始模具制造和使用模具的时间早，但是由于长时期处于不前进的状态所以始终还是未能形成产业。直至20世纪80年代，中国的模具制造行业在一些有位人士的带领下发展的可谓是突飞猛进。在过去的几年里，我们国家的模具企业发展的如火如荼，如日中天，突飞猛进。模具企业甚至是深入到乡镇（个体）里发展，而且还一度发展地相当迅速。如果想得到比较高水平的一些工业产品，就必须得具备较高水平的模具，所以，模具制造业必须要发展还要发展的如日中天。在当今以为工业为主的社会中，不仅是评价一个国家的制造业水平高低要取决于模具制造业的水平的高低，而且一个国家工业产品要想保持在国际上的优良竞争力也是由模具制造业水平的高低所决定的。 虽然我们国家的模具工业发展的相当的迅速，但是还是处在一个生产的产品不能满足顾客需求的一个状态。而这其中的最大的缺口就在于精密、大型、复杂、长寿命的模具领域。我们国家生产的模具不论是在精度、寿命上还是在制造周期及生产能力上，水平都是比较低的，因此，它与国际模具发展的平均水平以及一些工业发达国家的模具发展水平还是不能相提并论的，在每年的模具需求中还是要大量地从国外进口获得满足。 中国模具产业除要继续提高生产力，今后更要在其行业内部的技术分布进行调整和技术发展水平上要加大力度去有效提高。模具制造业在结构调整上面，重中之重的任务就是企业的结构要全面地向专业化去调整，模具产品的结构持续地往更高水平去发展，在进出口方向的结构也需要改善，在最近几年里的中等档次，结构方面需要改进、多功能复合模具与复合加工以及超精加工及抛光技术。 在过去的几年里，我们国家的模具标准件在以迅雷不及掩耳之势发展，模具制造业结构的变动、体制改革的速度和力度加大，速度跟一般模具产品相比之下，要高了很多很多；各个地区的各类模具和各个企业都发展迅速，在以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海一带的各地区发展的步伐较快于中西部的一些地区的模具发展速度，与此同时，在南方一些地区的模具制造业的发展水平还是较北方大部分地区的发展水平要高。截至目前，近年来在江苏、上海、安徽和山东这些省份，模具制造业发展的较为迅速，而说起发展最快的、模具生产最为集中的省份，还要数广东和浙江这两模具制造大省。 冲压模具是模具的重要组成部分，在模具中占据40%的比例。此次的模具设计能够检验我三年来对所学知识的掌握程度，再一次重温了冲压工艺与模具设计的相关知识，通过这次设计工作也增加了我对模具的认识，从刚开始学习冲压及模具课程时的懵懂到现在的了解，过程中我享受到了学习，探究，发现问题以及解决问题的乐趣更对模具设计产生了极大的兴趣。由此，激发了我致力于模具制造业的决心，要为祖国的模具制造业献一份力。 1 冲压工艺概述1.1冲压的概念、特点及应用冲压的主要概念就是指在常温下，要依靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等材料施加外力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的一种加工方法【】。冲压产生的产品被称为冲压件，冲压所用到的模具称为冲模。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，加工成所需的零件采用的材料主要是板料，因而冲压也叫冷冲压或板料冲压。塑性加工用到的最主要的技术就是冲压技术，而材料压力加工也经常会用到冲压方法。把金属或非金属材料金批量加工成所需冲件的专用工具是冲模。冲模是冲压过程中至关重要的一部技术操作，可以毫不夸张地说，没有合适的冲模，就没有冲压生产；缺乏先进的冲模，先进的冲压工艺的实现也就成了天方夜谭。冲压加工有三要素：冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料，只有它们相互结合才能得出冲压件。相较于机械加工和塑性加工的其它方法，在技术方面冲压加工占了很大优势，在经济方面，冲压加工也是有很多独特的优点。主要有以下几点大优势：冲压加工操作起来简单方便，相对来说还很安全，而且生产效率也是比较高的，实现机械化与自动化也比较简单。主要是因为冲压能依靠冲模和冲压设备以完成加工。冲压时模具起到了很大的作用，因为模具切实做到了保证冲压件的尺寸大小，不仅如此，而且将其精度也控制在要求范围内，根据一般情况来说其实是太可能破坏到冲压件的表面质量,而且模具的寿命一般来说还是挺长的，自然而然的冲压质量就可以说是比较稳定的,互换性也较好,确实能够做到“一模一样”的良好效果。冲压可以加工的零件非常之多，不仅可以加工尺寸非常小，非常精密复杂的零件，还能够加工尺寸范围较大、形状比较复杂的零件。 冲压一般不会产成切屑碎料，消耗的材料比较少，而且不需要其它加热设备【】。所以冲压其实是一种非常节省原材料，非常节能的制造方法，冲压件成本也很低。在大批量生产时用到冲压方法，就会深刻地感受到冲压加工的优点，从而获得好的经济效益。冲压在现代化的科技发达的工业发展占主导的生产中的应用那是相当的广泛，特别是在大批量生产中更是相当普遍常见。在这些工业部门之中，他们所用到的设备非常之大的比重就是冲压件，百分比能占到60%到90%以上呢。有不少的工业加工在之前用的可都是锻造、铸造和切削之类的什么传统的加工方法来制造的零件，现在大多数也都被冲压件给代替了，之所以有这种形式，还是有赖于冲压件有着良好的刚度和较轻的质量。所以说，如果工业部门想要提高生产效率、产品质量、降低生产的成本、快速地进行产品的更新换代这些动作的话，都是需要采用冲压工艺来实现的。1.2 冲压基本工序以及模具冲压加工的零件种类是非常之多的，各式各样的零件形状、各种各样的零件尺寸要求和各不相同的精度要求，随之生产中采用的冲压工艺方法也就自然而然是多种多样了。概括起来，其实是可分为分离工序和成形工序两大类的；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（冲裁件）的工序【】；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。在日常生活的生产中，冲压件如若需要的是较大批量生产、尺寸较少而公差也相对来说比较小的时候，采用分散的单一的工序来进行冲压是非常之不经济的，更严重的说根本就达不到要求的那样。这时在工艺上多半就会采用集中的方案，也就是把两种或者两种以上的单工序集中在同一副模具里来完成，而组合的方法多种多样，所以又能将其分为复合、级进、复合-级进这三种组合。复合冲压是在压力机的一次工作行程中，在模具的同一个工位上同时完成两种或两种以上不同的单一工序的一种方式。级进冲压是在压力机的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同的单一工序的一种方式。复合-级进组合是在同一副冲模上包含了复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也有很多种。一般来说，可以按工序性质、工序的组合方式来划分。按工序性质可以分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模；按工序的组合方式可以分为单工序模、复合模和级进模。但有不管怎么说，冲模是上模和下模两部分组成结构。上模是冲模的固定部分，需要固定在压力机工作台或垫板上。工作时，坯料主要是在下模上通过定位零件来定位，通过压力机滑块来带动上模往下压。在模具工作零件（凹模、凸模）的作用下坯料会发生分离或者塑性变形，从而得到所需的形状与尺寸、的冲压件。当上模回升时，模具的卸料装置和出件装置会将冲压件或者废料从凹、凸模上面卸下来、推出来或者顶出来，以便于下一次冲压的循环进行。1.3冲压行业阻力、障碍和突破 搜索了冲压行业的相关资料，综合来看，我国冲压行业的主要阻力来源有六点：其一，机械化、自动化程度低；其二，生产太过分散，需要紧蹙集中；其三，冲压原材不能自行解决，品种规格不全；其四，科学技术应用不到位；其五，大、精模具国内生产量小，需要从国外进口；其六，专业人才数量有限。美国，日本国家的冲压生产线中绝大多数都是多工位压力机，大型的多工位压力机在当今国际的工业生产上占据了主导地位，发展前景非常之好，然而我国在这方面的应用却是少之又少。中小型私企的设备普遍比较落后，能源和材料的消耗相对较高，工业生产也导致了环境污染成了非常棘手的事。封头成形设备简陋，人工操作普遍，机械化程度低，精冲机价格高，大多企业投资受阻，导致精冲技术发展缓慢，国内起步艰难。针对机械化、自动化程度低方面的突破点主要在于加速技术改造。联系到企业自身的具体情况，尽可能地区采取一些新兴起的工艺方法，对于提高机械化、自动化的程度是非常之有效的。另一当面也可以尽量加大投资的力度，尽可能地区改善优化冲压线上的技术，以便尽可能迅速地赶上国际化水平。各企业冲压件种类是非常之多，有的规模又是小之又小的，零件生产又比较分散，不便于管理和规划，封头制造企业小而分散。针对生产集中度低方面的主要突破点是走专业化的道路。从大型集团中把冲压零部件分离出来甚至分门别类成立小型的专一的各种零部件工厂。通过走专业化道路，达到国际水平。冲压原材不能自行解决，品种规格不全，针对此问题主要突破点在于用材要跟行业协调发展。截至目前，在我们国家绝大多数的企业采用的都是比较保守传统的冲压技术，这种状况对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形的技术研究跟技术储备，科技成果的转化，先进工艺的推广都十分不利。主要突破点在于要走产、学、研的联合之路我国大、精模具都要依赖于进口，突破点在于提高信息化和标准化的水平。行业内人才不足，满足不了冲压行业迅速发展的需要。在专业人才缺乏这一问题上的主要突破点在于提高行业人员素质。这是项任务确实是需要时间才能都完成好，还需要系统的规划，但是确实又迫在眉睫。必须要舍得花大力气，有计划和层次地对人才进行培养。如此一来就能够获得冲压领域的高水平的科技人才和熟悉国内外市场且具有现代化管理知识和能力的企业家以及身怀绝技的有着先进技术和工艺的业界人才。1.4 冲压技术的现状与发展现代化模具工业发展迅速，非常多的专业人士表示模具工业将会是一个不会衰亡的工业方向。世界模具市场在当今时代总体上是处于供不应求的状态，市场需求量大到超乎想象，我国模具制造业即将迎来新一轮的发展机遇。近年来，我国模具产业总值保持增长。模具和模具标准件的出口也处于增长趋势。到目前为止，在模具工业所产生的价值当中，冲压模具产生的价值就大约占到了一大半的比重，塑料模具紧跟其后，接下来就是压铸模具等的其它各类模具，所占比重较小。随着科技的日新月的突飞猛进和工业生产的如日中天的成长与发展，各项新技术、新工艺、新设备、新材料都纷纷涌现，从而也就自然而然地有效地促进了冲压技术层出不穷地创新去发展。以下有几点主要的大方向：冲压成形工艺与理论研究冲压成形理论的研究，主要就是为了优化改善冲压技术的最基本的技能。当前的国内外对于冲压成形理论的相关研究也是极为重视的。研究材料冲压的性能、分析冲压成形过程中的应力应变、研究坯料和模具之间的相互作用方面都有了超乎想象波澜壮阔的进展。伴随着计算机技术的突飞猛进的快速发展和塑性变形理论的大大的优良改善，在以前的多年之间一直到现在，国内外已经开始用塑性成形过程的计算机模拟技术，也就是利用有限元（FEM）有值分析法这样一个新兴的，高科技的方法来模拟金属的塑性成形过程。目前，在冲模的设计制造方向上,正向着两个方面去发展:其一，为了能够高效率地去适应这种高速的、自动化的、精密的、大批量的现代化高科技产品生产需要，冲模在以史无前例的高速正朝着高效率、高精度、高寿命以及多工位、多功能的方向火力全开，以便于去配合新型的高科技的模具原材和热处理技术以及各种高效率、精密度高、数控自动化强的模具加工机床和检测设备及模具CAD/CAM技术也在迅猛的发展中；其二，是为了能够适应产品的更新换代和小批量生产需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等的这类非常之简易的一些冲模以及还有那些牵涉到制造技术之类的也都有了忍俊不禁的突破性的发展。冲压设备以及自动化冲压生产的要素之一和实现现代化高水平冲压生产的基本保证都是冲压设备。一个企业如若是想要尽力改善优化自己的冲压生产的技术水平，那么他必须而且很必要做的事情就是要有性能良好的属性健全的冲压设备。而采用那些什么高精度啊、高寿命啊、高效率的冲模也是在尽力做到和那些高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了能够满足大批量高速生产的需求，在过去的几年里一直到现在的冲压设备也开始慢慢从那些比较简单粗糙的单工位、单功能、低速压力机大力的发展到了各种多工位、多功能、高速和数控方向 了。加上机械甚至是机器人先进设备的大量投入使用，这些重要的举措都让冲压生产效益实现了史无前例的大幅度的剧增。我国的冲压设备行业通过多年以来的技术的引进，合作生产以及合资等方式来运作，而这些方面的整体水平也是相当的给力，一路突飞猛进。一直到最近的多少年开始，设计制造的有一些产品技术性能指标开始在慢慢地往国际水平进军。下面有几种：重型机械压力机以及跟他相关的冲压生产线和大型多工位压力机 这类设备主要是用于大型冲压件（最典型的就是汽车覆盖件）的生产，截至目前的主要形势，其实还是有方法，第一点就是需要通过多台重型机械压力机加上自动化机械手，如此一来就组合出一条自动化柔性冲压生产线。像这样的一种比较自动化的冲压生产线有着比如说是大吨位、大行程、大台面及大吨位气垫、机械手自动上下料系统、全自动换模系统和功能完善的用手直接在屏幕上实现实时监测和控制的高级系统，高生产速度、高精度，截止到现在为止已用在了很多汽车制造业内，不仅仅是如此，而且还正朝着更多汽车公司和国内外公司迫不及待地发展着。在9年前的那个月里，济南的一个机床公司大公无私地向泰国的萨米特公司友情给出了一条大型的冲压生产线，这条生产线可是赤裸裸地完全符合汽车快速、高精度及高效率之类的这些各种生产要求。这第二点就是要把很多大型多工位压力机切实务必做好放入实际的生产之中。大型多工位压力机是截至目前我所了解到的，算是最具有科技含量的先进冲压设备了，而另一方面它也是有着高自动化、高柔性化设备的特点的典型例子，最后他也是当今国际上的汽车制造行业内会最优先选择的被视为最合适的最为先进的冲压设备。迄今为止，可以说世界水平其实是可以生产出95000KN这么大型的多工位压力机。此类机床曾经只有发达工业国家才会有。在20世纪末期，我国开始研发大型多工位压力机，也取得了成功。如济南的那个机床公司曾经就在10年前的时候还给美国的某个公司也赠送了台50000KN重型多工位压力机。那个机床的设计是采用了电控同步、电子伺服三坐标送料、全自动换模以及现场总线的控制等这么多项的非常之先进的国际水平的高科技，还有着远程诊断、远程控制和网络通信等多种自动化的功能。这些功能说起来还是比较符合在汽车的制造过程中有的一些像薄板件的拉深、弯曲、冲裁、成形之类的这些冲压工艺。数控所用到的原材料的冲、剪、折机床以及自动化的柔性化加工生产线。20世纪80年代里，我们国家其实就已经开始着手于数控冲、剪机床方面的一些机械加工线。历经了几十年的顽强拼搏终于得到了最终的发展，现如今也算是苦尽甘来，已经是有了辅助功能增多，4轴控制， 模位数增大还有两个自转模位，而且更加令国人感到自豪的就是发展为液压驱动4、5轴控制。现在还出现了网络式的数控转塔压力机。截至目前，数控冲剪复合柔性化加工线已然发展成为新一代的趋势，比方说济南捷迈数控机械有限公司制造出来的CI型号的柔性加工线。无模多点成形压力机 多点成形的概念：把计算机技术和柔性成型技术融为一体的先进技术。利用了多点成形装备的柔性与数学化的制造特点根本不用换模就能够实现板材的不同曲面的生成，以便于实现无模，快速和低成本的生产。这个工艺截至目前已经应用于多个领域：建筑物内外饰板的成形船舶外板的成形，高速列车流线型车头的制作，以及医学工程等。然而说到这方面的话题的话就有非常之多的比较具有代表性的产品了，像什么由吉林大学的哪个研究院开发的2000KN大小的一个逐点调形式多点成形压力机。过去的几年里一直到现在，大家为了达到能够适应现如今的工业市场激烈的竞争的目的，也是做了很多努力的，就产品质量这个方向的要求也算是越来越高，而且更新换代所需要的那个时间周期也在竭力的运用科学技术的改善而缩剪的太多太多了。冲压生产已经是又开始了发展特别多的那种比较适合于多批量生产的那些像是各类工艺、设备和模具之类的，以便于适应这个新的要求。尤其是近年来，国际上其他的一些工业发达国家已经很不错地发展了起来，而在国内其实也已经开始使用起冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS），他们代表着冲压生产的新一代的发展趋势。FMS系统是以数控冲压设备作为主体，主要包括模具、板料、自动上料与下料系统、冲压件分类存放系统，其生产过程完全是通过计算机来控制的，车间也实现了24小时无人监控的生产模式。在这样的情况下，根据业界各类的使用要求，已经可以努力做到各式各样的冲压工序，甚至是那些像是焊接、装配等之类的工序，这就使得工业上的一些技术要求以突飞猛进的速度更换新产品，冲压件的精度也是非常之高的。冲压标准化及专业化方面模具的标准化和专业化生产，在当今社会是备受瞩目的，它受到了模具行业的普遍的高度重视。一般使用冲模的基本都是一些单件小批量生产，因而冲模零件其实还是有一定的复杂和精密度要求的，除此之外还有就是结构典型性。所以我们会认为其实是需要将冲模的标准化给实现了，冲模和其零件的生产专业化、商品化才能够像预期的那样走向实现的现实道路。不过另外有一点就是降低成本，这样的结果就是很好的改善了模具质量也大大的缩短其制造周期。过去的那几年过去后，国外的绝大多数的先进工业国家的模具标准化生产程度大大的提高了，现在已经是大约抵达了80%左右了，模具企业按理说其实就是设计制造出大量的零件，但是其中的绝大部分的模具都需要从专业的那种标准件厂里去买，才能提高生产率而不是使其降低。模具制造厂的专业化程度也是日趋增强，分工也愈发细致和明确。如此一来对于制造水平的提高以及制造周期的缩短更是有利。我们国家的不伦是冲模标准化还是说是什么专业化生产在过去的几年里有了比较显著的波澜壮阔的大的发展，而其中的一些反映了标准件专业化生产的生产厂家有了特别大一部分的数量上的增加，标准件也是各种各样的都有了特别大的发展，精度有很大程度的提高。虽然如此但是整个的总体情况还是非常紧张的，因为他并没有满足模具工业最基本的一些发展要求，主要也就是标准化程度方面的高低（一般在40%以下）所以说还不是很高的水平，标准件品种也不是特别齐全、规格相对来说也是比较少的，大多数的标准件生产厂家并没有实现规模化，标准件的质量也不是特别能符合要求，比较值得考量。此外，标准件生产的销售、供货、服务等流程都还有待提高。2落料拉伸模具的设计2.1 零件基本情况零件简图：如图1所示生产批量： 大批量材 料： 08钢材料厚度： 2mm 图1 零件图2.2 工艺分析2.2.1零件材料、尺寸公差要求零件材料08钢，塑性韧性好，易拉深成形，冲压工艺性良好，强度极限为320N。从零件图上看，尺寸公差要求不高，精度不高，属回转体零件，未注公差可以按IT13级处理，为模具制造带来了很多方便。2.2.2零件的形状，结构及冲压工艺性零件形状尺寸要求可以有落料、拉深、冲孔、整形、切边这几道冲压工序；旋转体，形状特征表明，是一个带凸缘的圆筒形件；该零件尺寸采用2mm厚的钢板冲压而成，可保证足够的刚度和强度。30孔为IT10级，冲孔时以30孔的内径定位；拉深件底部及口部圆角半径R3，数值较小，在拉深后需要加上一道整形工序，需要用较高精度、较小间隙模具来进行加工。2.3 工艺计算、确定方案由于料厚为2mm，以下所有尺寸均按中性线尺寸计算（1）确定修边余量df =1.28查表【】得，=4.3mm，所以拉深件的实际凸缘尺寸dfdf+2df=146.6mm（2）计算毛坯直径因为rd=rp=4mm，由公式 2-1可得D=202mm（3）确定能否一次拉深成功 ，查表【1】可知：首次拉深的极限拉深系数=0.53，首次拉深的最大相对高度0.6。该零件的实际总拉深系数，实际总拉深相对高度为。因为。故该工件可一次拉深。若采用接近于极限的拉深系数进行拉深，则需要采用较大的圆角半径，以保证拉深质量。零件材料t=2mm，圆角半径r=3mm。该值过小，经一次拉深难以满足零件要求，因此需要外加整形工序，以便得到更小的圆角半径。如何组合工序：外壳零件基本工序为：落料202、 拉深、冲孔30、冲孔2x8、整形、切边。方案一：零件一次拉深就能成形，可以选用落料拉深复合工序，剩下的还是按照基本工序。此方案虽符合加工工序，但工序繁多，效率较低。方案二：落料拉深复合，整形、冲孔30与冲孔2x8、切边，此方案工序较少，相对来说能够较好地保证零件的尺寸精度，同时也保证了生产效率针对此课题比较合适。方案三：采用多工位级进模加工。此方案操作方便安全，生产效率高，模具结构比较复杂，成本高，更适合精度高零件的大批量生产时采用。综上所述，采用方案二。2.4排样计算及排样图的绘制2.4.1排样设计查表得 a=1.5，=2利用导料板和挡料销来对条料进行定位，导料板内无侧测压装置。要求出条料的宽度必须得考虑实际送料过程中，条料摆动的状况导致的侧面搭边量的减少，需要补足其侧面搭边的减少，条料宽度就要增加一个摆动量c，多以条料的宽度可以参照下面的公式 2-2导料板间距：A=B+c 2-3式中，B为条料宽度，单位为mm，D为冲裁件在垂直送料方向上的最大外形尺寸，单位为mm，a为侧搭边值，单位为mm，可参考表，位条料宽度的单向偏差，单位为mm，可参考表2.1，A位导料板之间的距离，单位为mm，c为条料与导料板之间的间隙，单位为mm，可参考表2.2。 表2.1 条料下料宽度偏差表 （单位：mm）材料厚度 调料宽度t 50 50-100 100-200 200-4001 0.5 0.5 0.5 1.01-3 0.5 1.0 1.0 1.03-4 1.0 1.0 1.0 1.54-6 1.0 1.0 1.5 2.0表2.2 条料与导料板之间的单边间隙 （单位：mm） 无侧压装置 有侧压装置 材料厚度 条料宽度t 100 100-200 200-300 100 100 1 0.5 0.6 1.0 5.0 8.01-5 0.5 1.0 1.0 5.0 8.0B=mm2.4.2排样图绘制排样设计必须要用一种叫排样图(如图2)的形式来表达。一张完整的排样图必需得有的主要是标注条料宽度尺寸、条料长度L、板料厚度t、工件间搭边，侧搭边a和步距S，还有就是必需得以剖面线表示冲压位置，这个就是用来反映冲压工序的最主要的一些安排，排样图作为模具结构设计的依据之一，一般都是绘制在模具总装配图的右上角。 图2 排样图2.5计算冲裁工艺力冲裁过程中的主要工艺力有冲裁力、卸料力、顶件力和推件力。需要计算冲裁工艺力的主要原因是为了选择冲压设备和校核模具强度。冲裁力是在冲裁过程中所需要的压力，其大小随着凸模行程h的不断变化，我们计算的是冲裁过程中所需要的最大压力；如图3所示。当用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F计算公式为F=KLt 2-4式中 L剪切长度，单位mm，L不等于零件的轮廓长度； t板料厚度，单位mm；板料的抗剪强度，单位是MPa。 F h图3冲裁力随凸模行程的变化曲线冲202的圆板冲30和8的孔卸料力整形力 查表【】P=40MPa 2.6拉深工艺力的计算在拉深过程中，容易出现起皱之类的问题，要想解决这一问题，一般会用到的比较简单的方法是采用压边装置，所以在设计过程中，需要进行判断拉深是否需要使用压边装置。计算拉深力计算压边力设计压边装置的过程中重中之重的一项内容就是需要确定压边力的大小。压边力的大小必须要合适，不能过小也不能过大。压边力过小会影响防皱效果；压边力过大又会导致传力区危险断面上的拉应力增大，进而导致迅速变薄更糟的结果就是导致拉裂（如下图）。所以说，压边力的大小务必要保持在一个固定的范围内波动，要尽可能的去减小压边力。但是必须得保证坯料变形区不能起皱。在模具设计过程中，压边力的大小可以用经验公式Q=Aq来进行计算，公式中Q为压边力，单位是N；A为开始拉深时，与压边圈和凹模端面接触部分的面积；，单位， q为单位压边力，单位MPa，一般情况下都会取q=。在工业生产过程中，一次拉深时的压边力Q也可以按拉深力的四分之一选取。所以，压边力Q=46773.44N。F 凸模行程h图4 拉深力与压边力Q的关系压边装置在实际生产中最常用到的压边装置主要就是有弹性压边装置和刚性压边装置这两大类。本次设计中考虑到刚性压边装置的压力大小它并不会因为拉深过程中的行程的变化而变化，另外一点就是其压边效果比较好，综合来看就选用刚性压边装置。通过调整压边圈与凹模平面之间的间隙c获得压边作用。而此间隙是因调节压力机外滑块而产生的。考虑到拉深过程中坯料凸缘区厚会增加，因而间隙c是很有必要略大于板料厚度的。选择拉深设备线拉深时 最大拉力 2-5查表【】，选择63t压力机。从表中查得模柄孔尺寸：5070mm。 2.7拉深工艺设计拉深件在拉深过程中其壁厚会发生一点变化，各处的壁厚不完全一致，得到的形状也只能是近似的。拉深件的凸缘及底部平面在拉深过程中会出现一定的形状误差，为保证一定的平面度在这里增加一道整形工序。拉深件的圆角半径拉深件在拉深的时候其圆角半径应该要尽可能大一些，因为不仅可以减少拉深次数，还有利于拉深成形。圆角半径的选择方法主要有：1.拉深件底部圆角半径要大于等于t。一般情况下取（35）t，增加整形工序时，可取大于等于（0.10.3）t。2.拉深件凸缘圆角半径要大于等于2t。一般情况下取（58）t，增加整形工序时，可取大于等于（0.10.3）t。3.拉深件底部及凸缘上冲孔的边缘与工件圆角半径的切点之间的距离要大于等于0.5t。2.8画工序图 图5 零件的落料拉深工序图 图6 零件整形工序图图7 零件冲孔切边工序图2.9编制工艺卡片工艺过程卡一产品型号产品名称C004零（部）件名称共 3页外壳零（部）件型号第 1页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每个毛坯可制件数毛坯重量辅助材料工序号工序名称工序内容加工简图设 备工艺装备备注1下料剪床上裁板156X2802落料和 拉深落料拉深复合JH23-35落料和拉深复合模3整形零件外形达到尺寸要求JH23-40整形模编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)冲压工艺过程卡二产品型号C004零（部）件名称共3 页产品名称外壳零（部）件型号第2 页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每个毛坯可制件数毛坯重量辅助材料工序号工序名称工序内容加工简图设 备工艺装备备注4冲孔 切边冲30孔和冲2x8切凸缘边达到尺寸要求JH23-16冲孔切边模5检验按产品零件图检验编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号日期冲压工艺过程卡三产品型号C004零（部）件名称共 3页产品名称外壳零（部）件型号第3 页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸每个毛坯可制件数毛坯重量辅助材料工序号工序名称工序内容加工简图设 备工艺装备备注排样图编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号日期3冲模的类型结构及模具尺寸的计算1.模具类型落料拉深模，采用顺装结构形式2.卸料方式（板料卸料方式 和成件排出 ）3.定位方式零件的制成需经过三道工序，共有三副模具第一副为落料拉深模，此模为复合模第二副为整形模，此模为单工序模第三副为冲孔、切边模，此模也是复合模三副模具均采用定位销定位，采用刚性推件装置，利用打杆、打板把成型零件卸下来。3.1 模具设计计算压力中心压力中心指的是冲压合力的作用点。本次设计的零件为圆形件，属于形状对称的冲裁件，压力中心在冲裁轮廓的几何中心上。模具间隙考虑到零件的平面度，选用ii类冲裁间隙，由表【】得：C=（37）%t 3-1 落料凹模和冲孔凸模刃口的制造公差分别按照IT13和IT10级，公差值由GB/T1800.3-2009查得。尺寸150，100，30，8由冲压件尺寸公差GB/T13014-2002按ST10级精度查表得到偏差值。落料凹模和冲孔凸模刃口尺寸计算查表得零件尺寸mm,磨损系数0.75,落料凹模刃口尺寸落料凹模外形设计凹模厚度H=kb15mm， H=Kb=0.2150=30mm,取H=30mm,（查表【】得K=0.2）；凹模壁厚C=（1.52）H3040mm, C=（1.52）H=4560mm，取C=49mm；凹模长度L=149.985249=247.985mm；凹模宽度B=149.985249=247.985mm这是计算出来的凹模外形尺寸，对照表【】，得到凹模实际尺寸为LBH选取凹模板25030 Cr12MoV JB/T 7643.1落料凹模固定板尺寸25025030 JB/T 7643.2拉深凸模固定板选取 25025020 45钢 JB/T 7643.3拉深凸模垫板选取 25025010 45钢 JB/T 7643.3冲孔凸模固定板选取 25025020 45钢 JB/T 7643.3冲孔凸模垫板选取 25025010 45钢 JB/T 7643.3螺钉、销钉选M16内六角圆柱头螺钉，直径为6mm的圆柱销钉。落料202凹凸模尺寸计算冲模制造精度 凸模为IT6级 凹模为IT7级，冲裁件精度为IT10级，故坯料为202mm，2=20.06=0.12mm，2=20.14=0.28mm2-2=0.28-0.12=0.16mm202为IT10级 取X=1=0.16=0.04=0.16=0.032 Dd =（D-x）=（202-0.16）=201.84mm + 0.114 满足间隙公差要求。冲孔凸凹模尺寸计算凸凹模分别按IT6和IT7级加工制造8冲孔按IT12级 取x=0.75 孔尺寸为mm30孔按IT10级 取x=1中心距按IT10级 尺寸为mm孔距尺寸 （Lmin+0.5）0.125 3-28孔 3-3 3-4 +0.114，满足间隙公差条件。30孔d=(30+0.1)=30.1mmd=(d+2Cmin)=（30.1+0.246）=30.346mm+0.114，满足间隙公差条件。拉深凸凹模尺寸计算=0.12，=0.08100按IT14级，100mm，C(11.1)t=2-2.2，C=2.2mmDd=(D-0.75) =（100-0.750.74）=99.445mmD=(Dd-2C)=(99.445-2C)=95.045mm3.2 校核压力机模具闭合高度本模具闭合高度为301mm=55+70+54+32+20+20+60Hmax=320mmHmin=295mmHmax-5HHmin+10是否符合冲裁要求Fg=50tfF总=49tf，符合冲裁要求选定设备该零件冲裁力为49tf模具闭合高度为301mm可选取公称压力为63tf的开式可倾工作