毕业设计（论文）-异型盖冲压模具设计.doc

编号 毕业设计（论文）题 目：异型盖冲压模具设计学生姓名：学 号：院（系）：中德工程学院专业班级：模具1412指导教师：职 称： 年 月中文题目：异型盖冲压模具设计毕业设计（论文）共 25页 图纸共5张 完成日期 20年月 答辩日期 20年月 摘要本次课程设计的内容是用模具生产大批量的带有凸缘的箱盖类筒形件，其中包括落料、拉深、切边和翻边四个工序。此说明书着重讲解了拉深模的设计过程，对落料、切边、和翻边也进行了相关的尺寸计算，但并不对其进行相关的说明。通过对制件的形状、技术要求、材料的性能、各个尺寸的精度、经济性等综合分析，设计出最佳的工艺方案。设计出了各个成型工序图，其中对拉深工序进行了总体模具设计。在设计过程中，通过对拉深件的变形分析、变形区起皱的原因、拉深件的结构、尺寸、精度等的分析，设计出带有弹性压料板的倒装式拉深模。设计出模具并画出了模具总装图各个部分零件图及3D图。关键词：拉深模；工艺方案；模具设计；变形分析；模具总装图全套图纸加扣 3012250582目 录前 言11 制件分析22 制件成型工艺分析32.1 产品制件技术要求32.2 制件材料分析32.3 尺寸精度分析33 拉深件工艺方案确定14 拉深变形分析24.1 拉深24.2 变形区起皱24.2.1 影响起皱的工艺条件和参数24.2.2 防止或消除拉深件起皱的措施24.3 拉深件的工艺性24.3.1 拉深件的结构24.3.2 拉深件的尺寸34.3.3 拉深件的精度34.4 影响极限拉深系数的因数35 模具结构设计45.1 凸凹模结构45.2 压边圈结构55.3 压料装置与压料力的确定55.3.1 压料装置的选用55.3.2 压料力的确定65.4 压料机的选用66 模具的总体设计76.1 模架结构76.2 模具闭合高度86.3 零件图尺寸8结论12致谢13参考文献14附录A15苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言模具是制造业的重要工艺基础。中国虽然制造模具和使用模具时间很长，但并未形成产业。直到上世纪80年代中后期，中国的模具行业才有所雏形。模具在制造业中技术较为先进、影响深远，具有生产效率高、制件质量好等优点。用模具成型可制造出精度高、复杂性高的制件，各个制件之间的互换性好，生产的效率高，消耗的材料少。近年来我国的模具发展较为迅速，模具技术正趋于成熟，但距离国际水平还有很长的路要走。制造业是一个国家综合国力和技术水平的体现，而模具行业在制造业中是重中之重。冷冲压模具的设计与制造以塑性变形为基础，综合了塑性力学、材料力学、机械原理与设计、机械制造工艺的学科的应用。由于冷冲模技术已进入数字化设计与制造的新时代，CAD、CAM、CAE的普遍应用对冲压模具制造精度和周期的影响巨大。因此，要学好冷冲模技术，学习CAD、CAM、CAE软件是必不可少的。 1 制件分析该制件为异型盖，可作为简单的食品模具，形状较为复杂。见图1-1。图1-1 3D制件图2 制件成型工艺分析2.1 产品制件技术要求该零件名称为异型盖，生产批量大，适合采用模具批量生产，该产品为切边拉深件。材料：6063，料厚1mm；材料最大允许减薄率：25%；技术要求：表面边界无毛刺、符合产品的公差要求，外观不允许出现开裂起皱等缺陷；要严格控制材料的利用率。2.2 制件材料分析该制件结构较为复杂，制件材料为6063合金铝，具有较好的可挤压性，可以满足各种截面形状散热表面的要求；具有良好的可加工性；有着优越的机械强度及物理性能；可保证制件有光滑的外观；具有耐腐蚀性。2.3 尺寸精度分析图2-1拉深件未注产品边界公差0.5mm。零件不准出现明显的起皱开裂缺陷。零件基本尺寸公差按IT8级确定工件的公差。见图2-1。表面粗糙度在Ra12.5m到3.2m之间，毛刺高度控制在0.05以下。因此要求模具的精度相对较高。193 拉深件工艺方案确定异型盖的加工工序可分为切边、拉深、修边和翻边。可以设计出两种方案：方案a.采用单工序模依次加工落料拉深修边翻边。方案b.采用单工序复合模，即落料拉深、修边和翻边一步成型。相比较而言，方案b.比方案a.的生产率高，且精度略高于方案a.但模具结构较为复杂，增加了模具的制造成本；对压力机的吨位要求较高；浪费资源。由于该制件生产批量不是太大，制件精度要求不高。故采用方案a.较为合理。4 拉深变形分析4.1 拉深拉深是指将一定形状的平板通过拉深模具冲压成各种开口空心件，或以开口空心件为毛坯，通过进一步拉深改变其形状和尺寸的一种冷冲压工艺方法。4.2 变形区起皱起皱有两个方面：一是压应力太大，二是材料的刚度不足，抗失稳能力差。由于制件的材料刚度好，抗失稳能力强，因此采用弹性压边圈。弹性压边圈的压应力可调可控，不会存在压应力太大的问题。4.2.1 影响起皱的工艺条件和参数1)材料的力学性能。2)坯料的相对厚度（t/D）。3)拉深系数（m=d/D）。4)模具工作面的几何形状和参数。4.2.2 防止或消除拉深件起皱的措施1)控制拉深系数。2)设置压料装置。3)采用反拉方式。4)设置拉延筋。拉深系数受d/D的影响，不是太好控制；反拉方式一般用于拉深尺寸大、板料较薄、一般拉深不便压边的拉深件后次拉深，故不适合采用反拉方式；由于该制件为沿周变形不均匀的非对称形状拉深，凸缘区各区域材料流进凹模的阻力和速度不同，于材料流进快处设置拉延筋可以调节沿周径向拉应力均匀；因此综合考虑，采取压料装置并设置拉延筋。4.3 拉深件的工艺性4.3.1 拉深件的结构1) 拉深件的形状应尽量简单、对称，使拉深时沿周应力应变分布均匀。2) 拉深件形状应尽可能避免急剧转角或凸台，拉深高度尽可能小，以减少拉深次数，提高冲件质量。3) 在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度。（拉深斜度为5）4.3.2 拉深件的尺寸拉深件壁厚公差或变薄量不应超出拉深工艺壁厚变化规律，一般不变薄拉深工艺的筒壁最大增厚量约为（0.20.3）t,最大变薄量为（0.10.18）t，其中t为板料厚度(t=1mm)。4.3.3 拉深件的精度一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序或用机械加工方法达到要求。因此此拉深件的尺寸精度采用IT12级。4.4 影响极限拉深系数的因数1） 材料的力学性能2） 板料的相对厚度t/D3） 模具的几何参数4） 摩擦与润滑5） 压边条件该材料的塑性好、材料组织均匀、屈强比小，变形抗力小，变形均匀；坯料的相对厚度愈大，拉深时抗失稳能力也愈大，抑制了起皱现象的发生，拉深系数可以相应地减小。采用压料装置可以使板料的相对厚度减小(t/DF+Fy故得压力机的公称压力Fg为35.16kN。根据模具各个板料厚度得模具闭合高度H=188mm。查表确定选择J21-400A型开式固定台压料机。6 模具的总体设计6.1 模架结构因为压料力不大，故在单动压力机上拉深。本模具采用倒装式结构，凹模通过螺钉固定在上模座板上，销钉定位，凸模通过螺钉固定在下模座板上，销钉定位。压边圈由导向柱导向，弹簧复位。见图6-1。图6-1 模具总装图本套模具设计的较为简易，由模柄、上模座板、凹模、凸模、压边圈、导向柱、下模座板组成。采用中间导柱圆形模架；采用弹簧式压料装置；这是一副倒装式拉深模。6.2 模具板料高度图6-2 板料高度因为压料力不（FY=340N），故在单压力机上拉深。根据模具各个板料厚度得模具闭合高度H=188mm。6.3 零件图尺寸根据模具总装图结构、拉深工作要求，设计出拉深凹模、拉深凸模及压边圈分别见图6-3、图6-4、图6-5。图6-3 凹模图6-4 凸模图6-5 压边圈结论我国的冲压技术落后、经济效益低、生产质量较为低劣。主要的原因是冲压基础理论与成形工艺相对落后；模具的标准化程度相对较低；模具专业化水平相对较低；模具的制造工艺及设备相对落后；模具的设计方法和手段相对落后。这就导致了我国模具在使用寿命、加工的精度、生产的效率等方面与工业发达国家的模具差距巨大。 致谢虽然在拉深模具的设计过程中遇到了很多问题和一些看起来不可逾越的困难，但经过辅导老师的耐心教授和指导，解决了那些看起来不可逾越的困难。在此，特向一直关心和帮助我的各位导师说一声：谢谢你们！在本次设计过程中，充分体现了自己单独设计拉深模具的能力及综合运用自己所学的知识的能力，体会了学以致用的愉悦快感。同时也发现了自己的不足。由于本人的设计能力和精力有限，设计的模具难免会有错误，欢迎各位批评指正，本人必定虚心接受。 参考文献1 李慧敏.冷冲压模具设计M.北京:化学工业出版社，2010.2 周本凯.冷冲压模具优化设计与典型案例M.北京：机械工业出版社，2010.3 王秀凤，张永春.冷冲压模具设计与制造（第三版）M.北京：北京航空航天大学出版社，201