毕业设计（论文）-华航HKHT外罩冲压工艺及模具设计.doc

i目目录录摘摘要要.IAABBSSTTRRAACCTT.II第第一一章章绪绪论论.11.1本课题的目的和要求.11.2冷冲压的现状和发展趋势.2第第二二章章外外罩罩零零件件冲冲压压工工艺艺分分析析.52.1概况.52.2零件形状、尺寸及其冲压工艺性分析.62.3确定成型工艺方案.7第第三三章章落落料料-拉拉深深及及冲冲孔孔模模具具工工艺艺参参数数的的计计算算.83.1毛坯尺寸.83.2确定排样方案和计算材料利用率.93.3落料模具工艺计算.113.4拉深模具工艺计算.143.5冲孔模具工艺计算.223.6冲压设备的选择.24第第四四章章翻翻孔孔翻翻边边模模具具工工艺艺计计算算.264.1翻孔的工艺计算.264.2翻边的工艺计算.27第第五五章章工工作作零零件件结结构构尺尺寸寸的的确确定定.28落落料料拉拉深深模模部部分分.285.1冷冲模架与导向装置.285.2模柄的选用.305.3工作部分的零件.31翻翻孔孔翻翻边边模模部部分分.345.4冷冲模架与导向装置.345.5模柄的选用：.365.6工作部分的零件.36ii第第六六章章弹弹性性元元件件的的确确定定及及闭闭合合高高度度的的校校核核.386.1弹性元件的计算.386.2模具闭合高度的校核.386.3编写工艺文件.396.4编制工作零件机械加工工艺卡.42总总结结.43参参考考文文献献.44致致谢谢.45附附录录.46I宽宽凸凸缘缘空空气气调调节节器器外外罩罩加加工工工工艺艺及及模模具具设设计计摘摘要要：外罩是一种小批量生产的中小型拉深件，根据它的形状、尺寸及其材料初步分析，可以用冲压工艺进行生产。它的成型工艺包括落料、拉深、成形、切边、冲孔及内、外缘翻边等多道工序。本设计首先详细分析了外罩的工艺性，阐述了采用拉深模生产的可行性和技术难点，然后根据工件的形状和技术要求进行模具总体结构设计及主要零部件的结构设计。通过查阅相关的文献资料，选择了落料拉深，多次锥形拉深，成形，切边冲孔，内、外缘翻边的工序组合，并且设计了一副落料拉伸复合模具和一副翻孔翻边复合模模具，其中包括了零件的工艺尺寸的计算，主要的模具零件尺寸计算。关关键键词词：落料；拉深；内、外缘翻边；复合模全全套套图图纸纸加加扣扣3012250582IIWideflangeairconditioneroutercoverprocessingtechnologyanddiedesignAbstract:TheoutercoverisakindofasmallseriesofsmallandmediumsizeddrawingpartsAccordingtoitsshape，sizesandmaterial，itcanbeproducedbystampingandingprocess，includingblanking，deepdrawing，shaping，trimming，punching，flangingandotherprocessesThisdesignanalysedthemanufacturabilityoftheoutercoverfirstlyanddescribedthefeasibilityofdrawingdieproductionandtechnicaldifficultiesThenIdesignedthemaindiesonthebaseoftheshapeoftheworkpieceandtechnicalrequirementsByconsultingtherelevantliterature，selectedblanking-deepingdrawing，taper-drawings，shaping，trimming-punchingandflangingtheprocesscombination，anddesignedapairofblanking-deepingdie，atrimming-punchingdie，includingthesizeofthepartoftheprocesscalculation，themajorsizecalculationmoldpartsKeywords:blanking；deeping；flanging；compounddie1第第一一章章绪绪论论1.1本本课课题题的的目目的的和和要要求求1.1.1设设计计目目的的本课题来源于指导教师的毕业设计题目，目的是在学生临近毕业之际，很好的掌握模具设计的一般流程，设计思路以及模具加工的一般公式，为适应近年来冲压加工技术日益广泛的应用形势，培养急需的应用型人才。还能让学生了解冲压成形的基本原理；熟悉冲压用材料、模具用材料以及冲压用设备；掌握各种冲压工艺的成形方法，并具有初步解决生产中常出现的工艺问题的能力。毕业设计的意义显著，内容由浅入深，有利于学生理解；理论和实践相联系，有利于应用能力的培养；内容丰富，难度适中，有利于学生将来在企业当中能够积极应对模具设计和指导生产。本次设计的主要内容是设计冲压模具，通过本次设计使学生掌握冲压成型工艺以模具设计的一般规律、方法和步骤，培养了运用国标、图册、行业规范等相关技术数据以及能联系生产实际进行产品冲压成型工艺与模具设计的综合能力具体达到以下要求：一、培养学生综合分析和解决机械专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。二、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握模具设计的一般规范和方法。三、培养学生树立正确的模具设计思想和使用技术资料、国家标准等手册，图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和资深模具设计人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。五、在课程设计中，培养学生认真负责，踏实细致的工作作风和严谨的科学态度，强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯。21.1.2设设计计的的要要求求一、树立正确的设计思想，尽量结合生产实际，综合考虑技术性，经济性，实用性，可靠性，安全及先进性等方面的要求，严肃认真地进行设计。二、要求设计计算正确，模具结构合理，图面整洁，标注齐全，图样及标注符合国家标准。三、所设计的模具应当模具零部件加工工艺性好，制造方便，造价便宜，装配调整，维护维修方便。模具使用效率高，安全可靠，使用寿命长。四、要求所编制的模具零件加工工艺性好，制造方便，造价便宜，装配调整，维护维修方便。模具使用效率高，安全可靠，使用寿命长。五、设计说明书要求文字，条理清楚，书写工整。1.2冷冷冲冲压压的的现现状状和和发发展展趋趋势势随着近代工业技术的高速发展，冷冲压技术同时也得到迅速发展。1.2.1冲冲压压成成形形理理论论及及冲冲压压工工艺艺方方面面近年来，国内外已开始应用塑形成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性形成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。研究推广能提高劳动生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺，也是冲压技术的发展之一。目前，国内外相继涌现出了精密冲压工艺；高能成形工艺；超塑性成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围。目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT6-IT7级。而用液体、橡胶、聚氨酯等来作柔性凸模或凹模的软模来代替刚性凸模或凹模的软模成形工艺，加工出普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件将是未来发展的趋势。利用金属的超塑性进行超塑性成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序；另外，无模多点成形工艺是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形。这些都是先进的冲压工艺3技术。1.2.2冲冲模模设设计计与与制制造造方方面面在冲模的设计和制造基础上，目前正朝着以下两个方面发展：一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代化生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多动能方向发展；另一方面，为了适应产品更新换代的试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及制造技术也得到迅速发展。目前，50个工位以上的连续模进距精度可达2um，我国已能自行设计、制造出达到国际水平的精密多工位连续模，例如某机电一体化的铁芯精密自动化连续模，其主要零件的制造精度可达2-5um，进距精度可达2-3um，总寿命达1亿次。我国主要的模具企业已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量精度制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。模具CADCAECAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术。随着强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，以三维造形为基础、基于并行工程的模具CADCAECAM的技术正成为发展方向，它能实现制造和装配的设计、成形过程的模拟和数控加工过程的仿真，还可对模具可制造性进行评价，使模具设计与制造一体化、智能化。1.2.3冲冲压压设设备备及及冲冲压压生生产产自自动动化化方方面面为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械手乃至机器人的大量使用，是冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动生产线和高速自动压力机纷纷投入使用。在多功能压力机方面，日本会田公司生产的2000kN“冲压中心”采用了CNC控制，只需5分钟时间及可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作。为了适应市场的激烈竞争，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年在国外已经发展起来、国内已开始使用的冲压柔性制造单元和冲压柔性制造系统代表了冲压生产新的发展趋势。41.2.4冲冲模模标标准准化化与与专专业业化化生生产产方方面面目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%-80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准厂购买，是生产效率大幅提高。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大进展，除标准件专业化生产厂家有较多的增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高，标准间的品种和规格较多，大多数标准件厂家尚未形成规模化生产，标准件的质量也存在许多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。5第第二二章章外外罩罩零零件件冲冲压压工工艺艺分分析析2.1概概况况该工件是一个典型凸缘带孔的深锥形多次拉深件，该零件外观上要求较高，需要的平整度和尺寸精度要求都比较高。并且该零件凸缘上的两个冲孔为该零件需要保证的重点同时也是该零件加工的难点之一.以下是零件的二维图和三维视图：图图2.1外罩二维零件图外罩二维零件图6图图2.2内罩圈三维视图内罩圈三维视图2.2零零件件形形状状、尺尺寸寸及及其其冲冲压压工工艺艺性性分分析析(1)从零件材料方面分析：图示零件，材料为Q235号钢，厚度为2mm，具有良好的冲压性能；(2)从零件的结构形状方面分析：图示零件是一个锥度大、深度大的锥形件，应先按零件要求压出凸缘直径，并且在以后拉深工序中保持保持凸缘直7径不变且校平。最后在完成冲孔及内、外缘翻边；(3)尺寸精度外圈的尺寸精度为IT12-IT13级，罩圈侧面部分的尺寸精度为IT13级，内罩圈高度的尺寸精度为IT13-IT14；结论：该零件为凸缘带翻边的多次拉深件，形状较为简单，零件大小适中，但对于形状尺寸和位置精度的要求都比较高，有一个深度较大且平整度要求较高的锥面，适合冲压。2.3确确定定成成型型工工艺艺方方案案通过对上述工艺方案的分析和比较该拉深件可适合采用落料、拉深、冲孔及内、外缘翻边等大体的成型方案根据零件的结构特点可知，要实现制件的完全成型，需要设计几套模具，有落料、拉深、冲孔等模具，可以采用复合模，其中有可分为正装和倒装，根据零件的结构，拉深还可分为正反拉深。具体的零件成型方案如下：2.3.1工工艺艺方方案案的的确确定定（1）方案一，单工序模：利用简单工序模具生产，先落料多次拉深翻边冲孔修边内孔翻边外缘翻边。（2）方案二，复合模和单工序模：落料和第一次拉深在同一副模具完成。再进行多次拉伸成形切边、冲孔外、内缘翻边。（3）方案三，落料，旋压成型：采用旋压可以将内罩圈的锥面和圆桶形面一次成型，第三步冲孔，第四步翻边、翻孔。2.3.2各各成成型型方方案案的的比比较较方案一：采用单工序模，其结构简单，修模容易，但是采用单工序模需要制造多套模具来进行生产，成本较大，生产效率低。方案二：采用复合模时，优点为生产效率高，板料的定位精度比级进模低，生产精度高，合适用于大批量、精度要求高的冲裁件。方案三：采用变薄旋压的方法，安全性好，工作效率高，旋压属于特种成8型工艺在机床的选择和模具制造上标准件较少。且成型零件表面容易损坏实际成本较高。综上所述，对比三个工艺方案的比较结果，先择复合模和单工序模组合最为合适，即第二方案。第第三三章章落落料料-拉拉深深及及冲冲孔孔模模具具工工艺艺参参数数的的计计算算3.1毛毛坯坯尺尺寸寸筒形拉深件坯料直径的展开计算方法须先确定其中性层位置。在根据相应公式计算可得：有凸缘圆筒形件坯料直径计算公式：2220121217.2()0.56()4Ddrrrrdh凸式中包括切边余量h的凸缘部分外径(mm)；0D筒底部内圆角(mm)；1r凸缘翻边外圆角(mm)；2r零件中线高度(mm)；h9凸缘端头切边余量(mm)。h图图3.1落料拉伸示意图落料拉伸示意图所以最后毛坯直径D0=112mm。表表3.1有凸缘筒形件的修边余量有凸缘筒形件的修边余量凸缘的相对直径dFd凸缘直径1.5以下1.5222.52.5252550501001001501502002002502501.82.53.54.35.05.561.62.03.03.54.24.651.41.82.53.03.53.841.21.62.22.52.72.833.2确确定定排排样样方方案案和和计计算算材材料料利利用用率率3.2.1排排样样方方案案考虑到排样的简便性，并且该零件采用落料与冲孔复合冲压毛坯形状为圆形，长度方向尺寸较大，为便于送料，采用单排方案。图图3.2毛坯排样图毛坯排样图10搭边值：a=3.0mm，b=3.0mm送料进距：s=D+a=112+3=115mm条料宽度：b=D+2a=112+23=118mm式中D平行于送料方向的冲压件宽度板料规格选用110002000mm3.2.2材材料料利利用用率率a当采用横裁时：每张钢板的裁板条数n=2000118=16条每条裁板的冲压件数m=1000115=8个每张钢板的冲压件总数是N=168=128个b当采用竖裁时：每张钢板的裁板条数n=1000118=8条每张裁板的冲压件数m=2000115=17个每张钢板的冲压件总数是N=178=136个因此优先先考虑竖裁，如果不合要求再在选择模架时更改。裁料方式既要考虑所选板料规格、冲制零件的数量，又要考虑裁料操作的方便性，该零件以竖裁下料为宜。对于较为大型的零件，则着重考虑冲制零件的数量，以降低零件的材料费用。板料的利用率：=100%=67%LB4DN221363.141122000100043.2.3计计算算材材料料消消耗耗工工艺艺定定额额根据排样计算，一张钢板可冲制的零件数量为n=178=168个材料消耗工艺定额：%11.48136000078.00200010001G量一张钢板冲制零件的数一张钢板的质量113.3落落料料模模具具工工艺艺计计算算3.3.1落落料料模模冲冲裁裁力力计计算算冲裁力：=bFLt式中F冲裁力(N)；L冲裁周长(mm)；t材料厚度(mm)；b材料抗拉强度(MPa)；坯料直径：周长：0112Dmm112351.68Smm冲裁力：2450351.68316512316.5FNKN卸料力：xxFKF推件力：ttFnKF顶件力：zdFKFKX、KT、KD卸料力、推件力、顶件力系数，见表3.2。表表3.2卸料力、推件力、和顶件力系数卸料力、推件力、和顶件力系数材料厚度tmmKXKTKD钢0.10.1-0.50.5-2.50.065-0.0750.045-0.0550.04-0.050.10.0630.0450.140.080.06铝、铝合金纯铜、黄铜0.025-0.080.02-0.060.03-0.070.03-0.0912卸料力：FX=0.05316.5KN=15.8KN顶件力：FD=KDF=0.06316.5KN=9.744KN总的冲裁力为：F合=F+FX+FD=316.5+15.8+19=351.3KN3.3.2落落料料模模压压力力中中心心的的确确定定冲压合力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过油压机的中心线。对于有模柄的冲模来说，须使压力中心通过模柄的中心线。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会是合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。由于该坯料零件是形状规则的圆形，故其压力中心就是其圆心。建立如图3.2的坐标系XOY：各线段和圆弧的长度与重心位置如图3.2所示。图图3.2压力中心坐标系压力中心坐标系压力中心：x0=0y0=0133.3.3落落料料模模凸凸凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸的的计计算算查相关数据得间隙值，凸模采用配作法加工min0.246Zmax0.360Z4max0dAAx式中d相应的凹模刃口尺寸；A工件的最大极限尺寸；maxA工件公差；系数。x表表3.3冲模工作部分的制造公差冲模工作部分的制造公差基本尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.040表表3.4系数系数x非圆形圆形10.750.50.750.5材厚tmm工件公差mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30凸14将已知和查表的数据代入公式，即得0.40.144max000=(1120.750.54)111.595mmdDDx落料凸模的尺寸按凹模实际尺寸进行配作，保证双面间隙0.2460.360之间。3.4拉拉深深模模具具工工艺艺计计算算3.4.1判判断断能能否否一一次次拉拉成成圆筒形件拉深的变形程度用拉深系数来表示，故拉深系数是拉深工艺的基本参数。拉深系数是指每次拉深后圆筒形零件的直径与拉深前毛坯（或前道工序件）的直径之比，用m表示。即：第一次拉深系数110dmD第二次拉深系数221dmd第n次拉深系数1nnndmd式中毛坯直径；0D圆筒形零件的直径。nd把材料既能拉深成形又不被拉断时的最小拉深系数称为极限拉伸系数。影响拉深系数的因素有很多，为了正确选择m值，必须对影响拉深系数的各个方面因素进行分析。影响拉深系数的主要因素有：（1）材料的力学性能塑形好的材料，m可取小些。（2）材料的相对厚度tD当该值较大时，拉深过程中不易起皱，因此可取m值小些。15（3）拉深模具工作部分结构尺寸主要是凸、凹模圆角半径。才用较大的圆角半径时，拉深系数m值就可以小些。（4）拉深方式如果才用压边圈装置，可用较小的m值。表表3.5圆筒形件有压边圈的极限拉深系数圆筒形件有压边圈的极限拉深系数毛坯相对厚度tD0拉深系数21.51.51.01.00.60.60.30.30.15m1m2m3m4m50.480.500.730.750.760.780.780.800.800.820.500.530.750.760.780.790.800.810.820.840.530.550.760.780.790.800.810.820.840.850.550.580.790.80.800.810.820.830.850.860.580.60.80.820.810.820.830.850.860.87当拉深件的直径与毛坯直径之比大于上表中的m1时，说明该制件只需一次拉伸即可；如果总拉深系数小于m1，则需要两次或两次以上拉深。总拉伸系数：，所以该零件不用一次拉深成形。200.18112dmD1m3.4.2确确定定拉拉深深次次数数确定拉深次数是为了计算各次半成品的直径和拉深高度，以便为设计模具及选择设备行程提供依据。确定拉深次数有以下几种方法：（1）对数法拉深次数可用下面公式进行计算：10lglg()1lgndmDnm平式中拉深次数；n16第一次拉深系数；1m以后各次平均拉深系数；m平毛坯尺寸；0D第n次拉深直径。nd（2）图解法图3.8为锥形件一次拉深的拉深系数，若坐标点位于曲线的下方则可以一次成型，若零件的相对直径和零件的相对高度位于坐标点位于曲线的上侧，则要采取多次拉深工序。图中的曲线是在凸缘处于极限情况下取得的，若拉深时圆角比较大则可以适当的放宽。17图图3.3锥形件一次拉深高度计算图锥形件一次拉深高度计算图（3）查表法圆筒形件的拉深次数，可根据拉深件的相对高度hd和材料的相对厚度tD0，直接由下表查出。表表3.6带凸缘拉深件的极限拉深系数带凸缘拉深件的极限拉深系数毛坯相对厚度tD0拉深次数21.51.51.01.00.60.60.30.30.1123450.940.771.881.543.52.75.64.38.96.60.840.651.61.322.82.24.33.56.65.10.710.571.361.12.31.83.62.95.24.10.620.51.130.941.91.52.92.44.13.30.50.450.960.631.61.32.423.32.7（4）推算法确定拉深件件工序件尺寸首先假定一个圆筒部分直径d，然后根据dt，D，从上图3.8的两侧曲线分别求出相对高度hd值，为使实际拉深系数稍大于极限拉深系数，图3.8右边所得的hd就稍小于左边所得hd。如果假定的d所得结果不合适，则重新假定一个d值，直到合适为止。假定d=60mm则901.560tddDd=11260=1.87tD100%=1.78%查表确定合适。取R=r=6mm。计算后得出首次的拉深高度：18=23.7mm)(43.0)(25.0112211RrdDdht220.25(11290)0.43(66)60计算以后各次的拉深工序件尺寸：22220.250.14()0.43()()nnFnnnnnnhDdrRrRdd20.54m30.57m40.43m则.2mm22188dmdmm33288dmdmm44388dmd以后各次工序的圆角半径为：mm，mm，mm；26r36r45r以后各次工序的拉深高度为：=30.2mm，=38.4mm，mm。2h3h444h3.4.3拉拉深深压压边边力力与与拉拉深深力力一般来说，拉深过程中的起皱是不允许的，必须采取措施防止或消除起皱的缺陷，而最常用的防止起皱的方法就是采用压边圈的结构以及选择合适的模19具结构，如应用锥形凹模、设置压边圈等。图图3.4拉伸工序步骤图拉伸工序步骤图与普通的平端面凹模相比，采用锥形凹模拉深时，可以使相对百度较小的毛坯在拉深时不容易起皱。这是国为用锥形凹模拉深时，毛坯的变形区首先成形为曲面形状，提高了搞失稳能力，减小了起皱的趋势；而且，锥形凹模的圆角半径造成的摩擦助力和弯曲变形的阻力都减少到了很低的程度；锥形凹模也有利于矢志不渝变形区产生切向压缩变形；同时，凸模的作用力也比用平端面凹模拉深时小得多。由眦可以采用锥形凹模可以用相对较小的拉系数。经试验，锥形凹模的角度为30o60o时不容易起皱。而角度为20o30o时，有利于减小拉深力。因此，一般将凹模的锥角取为30o。在设计拉深模时，如果拉深时不会起皱，一般不设置压边圈。因而准确地判断拉伸时毛坯会否起皱，对于模具设计是十分重要的。在生产中可以采用公式进行估算。用锥形凹模时毛坯不致起皱的条件是：00.03(1)0.03(K)ttDdm或式中:d拉深件直径；毛坯尺寸；0m拉深系数；K拉深程度，。1=mK由上式可得：左边：右边：0t2=0.018112D0.03(10.16)=0.02520.0180.0252所以需要用压边圈。压边力能引起毛坯凸缘部分与凹模平面和压边圈之间的摩擦力，该摩擦力的大小会增加危险断面的拉应力，压边力太大会导致拉裂或者严重变薄；而压边力太小则会导致起皱。据分析拉深时当毛坯的凸缘减至Rt=（0.70.9）R0时凸缘20的起皱可能性最大，此时的压边力应达到最大值，但在实际生产中要做到这点很困难。设计模具是对于多次拉深的圆筒形件，压边力按下式计算：圆筒形件第一次拉深时压边力：22101d1(2)=1.684yFDdrpKN圆筒形件以后各次拉深时压边力：22nn-1ndnd(2)4yFdrp式中.凹模的圆角半径；1drrndp单位压边力，可由下表查得；.拉深的压边力。1yFynF同理可得：Fy2=1.525KNFy3=1.48KNFy4=1.45KN表表3.7单位压边力单位压边力p材料名称材料名称铝纯铜硬铝(已退火)黄铜0.81.21.21.81.52.0镀锡钢板耐热钢高合金钢，不锈钢2.53.02.83.53.04.5t0.5软钢t0.52.53.02.02.5采用压边圈拉深圆筒形零件所需拉深力首次拉深：1b1=FdtK以后各次拉深：(i=23n)ib2=FdtK式中拉深件的直径(mm)；d21材料厚度(mm)；t材料的强度极限(MPa)；拉深力(N)；F修正因数，见下表。12KK，表表3.8修正因数修正因数K的数值的数值m10.550.570.600.620.650.670.700.720.750.770.801.000.930.860.790.720.660.600.550.500.450.40mn0.700.720.750.770.800.850.900.951.000.950.900.850.800.700.600.50由表查出因数K。m=0.6取K=0.86，F=3.146024500.86=145.8KN3.4.4拉拉深深功功的的计计算算对于拉深功的计算通常按下式进行计算：max1000CFhW式中h凸模的工作行程(mm)；最大拉深力(包括压料力)(N)；maxF系数；C=0.60.8CW拉深功(J)。0.614580025=21871000WJ1k2k223.5冲冲孔孔模模具具工工艺艺计计算算3.5.1冲冲孔孔模模总总冲冲裁裁力力的的计计算算冲裁力：F=LtbL=2R式中F冲裁力(N)；L冲裁周长(mm)；t材料厚度(mm)；b材料抗拉强度(MPa)。冲裁力：F=23.145.54502=31086N=31.1KN卸料力：Fx=KxF推件力：FT=NkTF顶件力：FZ=KDFKX、KT、KD卸料力、推件力、顶件力系数，见表下表。表表3.9卸料力、推件力、和顶件力系数卸料力、推件力、和顶件力系数材料厚度tmmKXKTKD钢0.10.10.50.52.50.0650.0750.0450.0550.040.050.10.0630.0450.140.080.06铝、铝合金纯铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09FX=0.0431.1KN=1.244KNFT=0.04531.1KN=1.4KN23FD=KDF=0.0631.1KN=1.866KN总的冲裁力为：F合=F+Fx=31.1+1.244+1.4+1.866=35.6KN3.5.2冲冲孔孔模模压压力力中中心心的的确确定定冲孔模具的压力中心计算与落料模具相同，都为规则的圆形，且需冲的小孔位于坯料的几何中心。故压力中心也位于圆心。建立如图4.2的坐标系XOY：各线段和圆弧的长度与重心位置如图3.2所示。图图3.5压力中心坐标系压力中心坐标系由于落料件外形为圆形，故其压力中心坐标为其原点即压力中心坐标：00 x00y3.5.3冲冲孔孔模模凸凸凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸的的计计算算查相关数据得间隙值，采用分别加工法加工，min0.246Zmax0.360Z000min0.20.2()(120.750.18)12.135ppddxmm0.20.2min000()(12.1350.246)12.38ddpddZmm式中凸模制造公差，取；p0.4()凹模制造公差，取；d0.6()冲孔件孔的最小极限尺寸；mind工件公差；系数。x24表表3.10冲模工作部分的制造公差冲模工作部分的制造公差基本尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.040表表3.11系数系数x非圆形圆形10.750.50.750.5材厚tmm工件公差mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.303.6冲冲压压设设备备的的选选择择由于该制件不大，且精度要求不高，因此选用开式可倾压力机。它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的优点。故选压力机型号为J23-10型的开式可倾压力机凸25滑块公称压力：100kN滑块行程：60mm封闭高度：440mm连杆调节量：90mm滑块中心线至机身距离：350mm工作台板厚度：100mm最大倾斜角度:20工作台离地高度：850mm工作尺寸:240300电动机功率:1.1kw机床质量：7285kg26第第四四章章翻翻孔孔翻翻边边模模具具工工艺艺计计算算4.1翻翻孔孔的的工工艺艺计计算算4.1.1翻翻孔孔的的预预制制孔孔径径和和翻翻孔孔高高度度计计算算翻孔的工艺计算有两个方面的内容：一是要根据翻孔的孔径，计算毛坯预制孔的尺寸；二是要根据允许的极限翻孔系数，校核一次翻孔可能达到的翻孔高度。平板毛坯翻孔预制直径可以近似地按弯曲展开计算。0d图图4.1圆孔翻孔原理图圆孔翻孔原理图10()222Ddtrh将及代入上式并整理后可得预制孔直径为1=2DDrthHrt0d02(0.430.72)=11.812dDHrtmmmm取一次翻孔的极限高度，可以根据极限翻孔系数及预制孔径推导求得。即0=0.430.722DdHrt如果将极限翻孔系数代入翻孔高度公式，便可求出一次翻孔的极限高度，minK即27maxmin=(1)0.430.722DHKrt若工件要求的翻孔高度大于一次能到达的极限翻孔高度时，可采用加热翻孔、多次翻孔或经拉深、冲底孔后再翻孔的工艺方法。但是，翻孔高度也不能过小。如果过小，则翻孔后回弹严重，直径和高H度尺寸误差大。4.2翻翻边边的的工工艺艺计计算算4.2.1外外缘缘翻翻边边力力的的计计算算伸长类翻边包括：沿不封闭的内凹曲线进行平面翻边和在曲面毛坯上进行的伸长类翻边。伸长类翻边的特点是毛坯变形区在切向拉应力的作用下产生切向的伸长变形。伸长类翻边的变形程度可由下式表示：=bKRb式中制件翻边后圆角半径（mm）；R翻边前的半径与翻边后半径之差（mm）；b外缘翻边变形程度（mm）。K外缘翻边力的计算可用下式计算：1.25=296730=296.73bFLtKNKN28第第五五章章工工作作零零件件结结构构尺尺寸寸的的确确定定落落料料拉拉深深模模部部分分5.1冷冷冲冲模模架架与与导导向向装装置置5.1.1冷冷冲冲模模架架的的选选用用冷冲模架由上模座，下模座，和导柱，导套等的组成。它是模具的主体结构，它是连接凸模和凹模在重要部件，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程中的全部载荷。模具的上，下模之间的相对位置通过模架的导向装置稳定保持其精度，并引导凸模正确运动，保证冲压过程中凸，凹模之间间隙均匀。首先根据需要落料拉深的坯料零件选择GB2851.3-81选择200200mm的后侧式导柱导套模架。如下图所示：该模架为后侧式导柱模架，两导柱，导套装在模架的后侧，凹模面积是导套前面的有效区域。其有点是工作面敞开，适合于大件边缘冲裁。其缺点是刚性与安全性较差，工作不够平稳，常用于小型冲裁件。这种模架可以使用宽度较大的条料冲制，可以用边角料，送料和操作都比较的方便，可29以纵向送料但因导柱在一侧，因重力产生力矩会引起模座的歪斜，上模座在导柱上滑动不够平稳，影响模具的使用寿命，只适用于中等复杂和一般精度要求的模具，对于多工位级进模较少使用，但对于本零件工序来说选择该模架是比较合适的。5.1.2导导柱柱导导套套的的选选用用导柱的形状比较简单，外圆就是一根表面硬而耐磨的实心棒。根据其特点不同，就有许多称呼，结构上也略有不同。根据安特点可以分为压入式导柱和可拆缷式导柱；根据其使用特点可以分为独立式导柱和非独立式导柱，本模具采有的压入式导柱，如下图所示：图图5.2导柱导柱-导套导套导套和导柱作为模架上一对导向副，总是配套使用，加工时也是研合配套一起，互不分离。选用的为上图所示的压入式导套，固定端的头部设计有引导部分，装配时起引导作用。导柱和导套的配合为H7h6。查冷冲模国家标准，导套应选择GB2861.6-81，尺寸为30A32H710045mm，导柱应选择GB2858.2-81，尺寸为A32h6200mm。5.2模模柄柄的的选选用用查冷冲模国家标准按GB2862.1-81选择压入式B型模柄A38105mm，材料Q235如下图所示：图图5.3模柄模柄315.3工工作作部部分分的的零零件件落料拉深凸凹模：凸凹模刃口尺寸的计算：经计算可知落料凸模的直径应为。0-0.05111.349mm图图5.4凸凹模凸凹模32卸料板：落料尺寸为。0.3450113mm图图5.5卸料板卸料板压边圈：压边圈的直径为。0.20.7111.595mm33图图5.6压边圈压边圈拉深凸模：拉深凸模的直径为。0.2056mm图图5.7拉深凸模拉深凸模落料凹模：落料凹模的刃口尺寸为+0.10111.595mm34图图5.8落料凹模落料凹模翻翻孔孔翻翻边边模模部部分分5.4冷冷冲冲模模架架与与导导向向装装置置5.4.1冷冷冲冲模模架架的的选选用用再根据需要翻孔翻边零件的特点选择GB2851.6-81尺寸为16045mm的中间导柱圆形模架。如下图所示：35该模架为中间导柱模架，它的导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事故。适用于单工序模和工位少的级进模。对于翻孔翻边工序来说，选择该模架结构简单，非常合适。5.4.2导导柱柱与与导导套套的的选选用用该导柱与导套选用的类型与落料拉深模相同。左边：小导套A30H711043右边：大导套A32H711043mm。图图5.10导柱导柱-导套导套365.5模模柄柄的的选选用用：根据GB2862.1181，选取A型规格的模柄。35105Amm图图5.11A型模柄型模柄5.6工工作作部部分分的的零零件件翻孔凸模：工作部分尺寸为。160.1mm图图5.12翻边凸模翻边凸模37翻孔凹模：图图5.13翻孔凹模翻孔凹模翻边凸模：图图5.14翻边凸模翻边凸模38第第六六章章弹弹性性元元件件的的确确定定及及闭闭合合高高度度的的校校核核6.1弹弹性性元元件件的的计计算算聚氨酯橡皮允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整方便，所以选用橡皮。压边力：。=1.735FKN压橡皮的高度：18=60720.250.30.250.3HHmm工作自由取65橡皮的面积：2628013115AFPmm压式中P为橡皮预压时单位面积上的压力，取0.260.5取一整块开螺孔10010065的聚氨酯橡皮。面积校核：10010082=9886.9mm26820mm2可行。6.2模模具具闭闭合合高高度度的的校校核核落料拉深模具的闭合高度为：下模座高度50mm，垫板高度8mm，凹模固定板高度22mm，压边圈高度23mm，凸凹模高度63.6mm，上模座高度45mm，模具闭合高度H=50+8+22+23+63.3+45+8=219.6mm。而选取的模架允许使用的最大和最小闭合高度分别为240mm和200mm。在其范围之内，故满足。翻孔翻边模的闭合高度用以上方法进行计算，高度为H=232.3mm。而选取的模架允许使用的最大和最小闭合高度分别为255mm和210mm。在其范围之内，故满足。396.3编编写写工工艺艺文文件件冲压工艺过程卡冲压工艺过程卡工序号工序名称加工简图设备1落料拉深J23-25落料-拉深模2一次拉深J23-16拉深模3二次拉深J23-16拉深模4三次拉深J23-16拉深模405成形J23-16成形模6切边、冲孔J23-16冲孔模7外、内缘翻边J23-16翻孔翻边模416.4编编制制工工作作零零件件机机械械加加工工工工艺艺卡卡落料凹模机械加工工艺规程卡落料凹模机械加工工艺规程卡凹模机械加工工艺规程卡材料45序号工序名称工序内容1备料毛坯（退火状态）20020055mm2粗铣车外圆到尺寸20020050mm3磨平面磨光两大平面厚度达48mm424钳工划线划出各孔和凹模洞口穿丝孔中心线钻孔钻螺纹、销钉底孔和凹模洞口穿丝孔铰孔铰销钉孔到要求攻丝攻螺纹丝带要求5热处理淬火+低温回火6磨平面磨光两大平面消除淬火变形和氧化皮，并达到工艺所要求的尺寸7退磁消除坯料残余磁8线切割割凹模洞口，并留0.010.02mm的研磨余量9钳工研磨凹模洞口内壁侧面到尺寸，粗糙度0.8m10检验按图纸检验总总结结毕业设计是将我们所学的专业课程知识综合应用到实践训练，这是我们走向工作岗位前一个必不可少的过程。这次我的毕业设计是外罩壳体的加工工艺和模具设计。我刚刚拿到课题时感到无从下手。该零件是一个深锥形拉深件，加工工艺难度相对较高，需要多次拉深，此外，还要经过成形、切边、冲孔、翻孔及翻边等多道工序。想要设计加工的难度较大，不过在彭庚新教授的帮助下，加上我查