基于SolidWorks的落料拉深复合模设计.docx

毕业设计(论文)题 目 名 称基于SolidWorks的落料拉深复合模设计学 院机械工程学院基于SolidWorks的落料拉深复合模设计目 录任务书开题报告指导教师审查意见评阅教师评语答辩记录及成绩评定中文摘要英文摘要1.前言12.选题背景32.1国内方面32.2国外方面43.方案论证43.1工件分析43.2分析计算确定工艺方案64.过程论述94.1模具类型94.2 操作与定位方式94.3 卸料与出件方式94.4计算毛坯尺寸94.5计算拉深次数104.6拉深凸、凹模工作部分的尺寸104.7主要结构的尺寸计算134.8落料拉深复合模结构设计144.9压力机的选择145结果分析216结论24参考文献25致谢26长江大学工程技术学院毕业设计(论文)任务书1毕业设计(论文)题目：基于SolidWorks的落料拉深复合模设计2毕业设计(论文)起止时间：2016年6月20日2017年12月25日3毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）1 赫滨海.挤压模具简明手册M. 北京：化学工业出版社，2006.032 徐慧民模具制造工艺学M北京：北京理工大学出版社，20073 王都加快模具工业发展J计算机辅助设计与制造，20024 张荣清模具设计与制造M北京：机械工业出版社，20035 傅建军模具制造工艺M北京：北京理工大学出版社，20046 王孝培.冲压手册（第2版）M. 北京：机械工业出版，2004.047 程绪琦，王建华.AutoCAD 2007标准教程 M. 北京：电子工业出版社，2006.098 江洪，江帆等SolidWorks机械设计教程M北京：机械工业出版社，20079 刘建超，张保忠冲压模具设计与制造M北京：高等教育出版社，200410 王芳冲压模具设计指导M北京：机械工业出版社，199811 王秀风. SolidWorks冷冲压模具设计教程M.北京:北京航空航天大学出版社,200712 魏峥,牟林.SolidWorks2004冷冲模设计实训教程M北京：电子工业出版社，200513 盛大银,刘建昌. 连接架复合模设计J.精密成形工程. 2011(04)14 李良福.拉伸落料复合模J. 模具制造. 2007(01)15 刘海雄.汽车踏脚板垫片冲裁复合模设计J. 锻压装备与制造技术. 2010(01)16 熊平原,高寒. 铝制电饭锅内胆落料拉深复合模设计J. 装备制造技术. 2016(3)17 盒形制件简图如下，材料为料LYl2M，批量生产。4毕业设计(论文)应完成的主要任务（1）查阅文献，提出研究方案，2016年9月10日前完成开题报告；（2）工艺方案的确定；（3）压力机选择及零件尺寸的计算；（4）主要零件图和装配图绘制；（5）零件和装配图三维模型构建；（6）2017年1月6日前提交毕业设计（论文）和图纸，要求排版格式规范，字数在15000字左右。5任务书下达日期 2016 年 6 月 20 日 指导教师(签字) 长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目 名 称基于SolidWorks的落料拉深复合模设计学 院机械工程学院专 业 班 级学 生 姓 名指 导 教 师辅 导 教 师开题报告时间2016 年 7月 10日基于SolidWorks的落料拉深复合模设计学 生：，机械工程学院指导教师：，机械工程学院一、 题目来源结合科研二、 研究（设计）目的和意义随着计算机软硬件技术的飞速发展，模具设计领域里传统的二维设计己逐步被三维设计所取代。三维参数化设计是当前模具CAD技术的研究热点。冲压模具在各行业中有着较广泛的应用，其组成零件中标准件占有很大比重。而很多冲压制件都是系列化产品，它们的模具结构相同或相似而尺寸不尽相同，在设计过程中，设计人员需要反复查阅手册以确定模具零部件的标准外形与尺寸，重复设计的工作量很大。由于产品的功能、结构日趋复杂，新产品的更新换代周期不断缩短，设计环节在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位。事实上，虽然产品开发中设计本身所花的费用仅占产品成本的5左右，但新产品的开发费用中的80取决于设计过程，因而产品设计阶段已被视为提高整个生产率的瓶颈，对于生产系统的整个生产率起着举足轻重的作用。目前我国大部分模具企业采用的仍然是传统的设计方法，特别是中小型模具企业，设计人员进行着大量的重复性劳动，在通用零件和标准件的设计过程中，不得不多次重复查阅设计手册，造成模具设计的周期长、效率低、耗资大的现状，这也就影响了企业的市场竞争力。实现冲压模具组成零件的三维参数化设计以及标准件库的二次开发，可以加快整副模具设计效率，缩短设计周期，提高设计质量。本课题通过对SolidWorks二次开发实现了冲压模具各零件的参数化建模和标准件库，用户在设计过程中，只要输入零件的参数，就可以自动生成零件的模型。对于模具中的标准件，只要建立好一个模型，定义好各几何特征以及他们之的约束关系，就可以通过参数驱动它的尺寸，从而自动生成一系列的标准件。这样不仅能有效地减轻设计者的工作量，而且还能大大提高模具设计的效率。三、阅读的主要参考文献1 赫滨海.挤压模具简明手册M.北京：化学工业出版社，2006.032 徐慧民.模具制造工艺学M.北京：北京理工大学出版社，20073 王都.加快模具工业发展J.计算机辅助设计与制造，20024 张荣清.模具设计与制造M.北京：机械工业出版社，20035 傅建军.模具制造工艺M.北京：北京理工大学出版社，20046 王孝培.冲压手册（第2版）M.北京：机械工业出版，2004.047 程绪琦，王建华.AutoCAD 2007标准教程 M.北京：电子工业出版社，2006.098 江洪，江帆等.SolidWorks机械设计教程M.北京：机械工业出版社，20079 刘建超，张保忠冲压模具设计与制造M.北京：高等教育出版社，200410 王芳.冲压模具设计指导M.北京：机械工业出版社，199811 王秀风.SolidWorks冷冲压模具设计教程M.北京:北京航空航天大学出版社,200712 魏峥，牟林. SolidWorks2004冷冲模设计实训教程M.北京：电子工业出版社，200513 盛大银，刘建昌.连接架复合模设计J.精密成形工程. 2011(04)14 李良福.拉伸落料复合模J,模具制造. 2007(01)15 刘海雄.汽车踏脚板垫片冲裁复合模设计J.锻压装备与制造技术. 2010(01)16 熊平原，高寒.铝制电饭锅内胆落料拉深复合模设计J.装备制造技术. 2016(3)四、国内外现状和发展趋势1、国内方面：模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品结构上，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，降低了许多模具企业的效益。而中高档模具能力不足，模具的开发能力较弱，技术人才严重不足，科研开发和技术攻关投入少等一系列问题，严重制约了中国模具行业的发展。 由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。中国模具已涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，被分为10大类、46小类。1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右，2003年增长25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。2003年模具出口3.368亿美元，比上年增长在33.5%，形势喜人。 总的来看，我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。 近五年来，我国平均每年进口模具约11.2亿美元，2003年就进口了近13.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。中国现有模具企业超过2万家，从业人数50多万人。中国的模具生产目前主要集中在华南和华东，大约占了全国模具制造业产值和销售额的三分之二，每年平均增长在20%左右。2、国外方面： 我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为3.71，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。五、主要研究（设计）内容、关键问题及解决思路5.1主要研究（设计）内容本课题的研究对象是生产盒形制件的落料拉深复合模具，拟基于SolidWorks对模具的主要组成零件和标准件进行CAD设计和二次开发。主要内容具体可分为以下几个部分：1对落料拉深复合模进行工艺设计和结构设计，并且利用SolidWorks对模具各组成零件进行三维建模以及二维工程图输出。2利用SolidWorks的配置功能建立落料拉深复合模具的标准件库，并且开发SolidWorks与VB语言的接口程 序，实现标准件的配置调用。3分析SolidWorks二次开发时的建模方式：尺寸驱动法。利用尺寸驱动法对盒形件和毛坯件、模具主要成形零件进行参数化建模。4完成落料拉深复合模的装配过程，并进行二维工程图输出。5.2关键问题主要零件尺寸的计算，模具的二维三维图设计5.3解决思路查阅资料，计算出主要数据，然后画出二维三维图六、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件图书馆（书籍、学报）、网络（中国知网）、与论文相关的文献等等。解决的办法：1、本课题研究的方法主要有：文献查阅法、观察法、问卷调查法等；2、积累与该课题相关的知识，借鉴别人成功的经验，对查阅文献资料和知识进行整合等，并在老师的精心指导下完成本研究。七、预期成果（达到目标）在老师和同学们的帮助下，再加上查阅资料，计算出了零件的尺寸，并画出了二维三维图，完成了这次毕业设计。八、工作的主要阶段、进度与时间安排第一阶段：2016年6月2016年6月20 选定论文写作方向、收集相关资料、阅读文献、拟定论文题目第二阶段：2016年6月20日2016年7月10日 确定论文题目，拟定写作提纲、撰写论文开题报告第三阶段：2016年9月1日2016年10月28日 整理分析资料，撰写论文初稿第四阶段：2016年12月1日12月15日 修改定稿第五阶段：2.16年12月16日-12月29日完成毕业设计，参加答辩九、指导教师审查意见长江大学工程技术学院毕业设计(论文)指导教师审查意见学生姓名专业班级毕业设计(论文)题目基于SolidWorks的落料拉深复合模设计指导教师职 称讲师审查日期审查参考内容：毕业设计(论文)的研究（设计）内容、方法及结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力。毕业设计(论文)是否完成规定任务，是否达到了学士学位水平的要求，是否同意参加答辩等。审查意见：指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分长江大学工程技术学院毕业设计(论文)评阅教师评语学生姓名专业班级毕业设计(论文)题目基于SolidWorks的落料拉深复合模设计评阅教师职 称评阅日期评阅参考内容：毕业设计(论文)的研究（设计）内容、方法及结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力。毕业设计(论文)是否完成规定任务，是否达到了学士学位水平的要求，是否同意参加答辩等。评语：评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_分长江大学工程技术学院毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定学生姓名专业班级机械61301班毕业设计(论文)题目基于SolidWorks的落料拉深复合模设计答辩时间 年 月 日答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长：成 员：二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分毕业设计(论文)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计(论文)评分的相关规定成绩(百分制)：_分 答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日答辩委员会主任(签名)： 分院 (盖章)基于SolidWorks的落料拉深复合模CAD设计学 生：机械工程学院指导老师：，机械工程学院摘要 随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对筒形零件的落料拉伸工艺性和SolidWorks的应用，确定用一幅复合模完成落料和拉深的工序过程。介绍了筒形零件冷冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、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，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。同时具体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。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。关键词 落料拉深复合模；SolidWorks；CAD；凸凹模The CAD Design of Compound Die for Blanking and Drawing Based on SolidWorksStudent：，School of Mechanical EngineeringSupervisor：，School of Mechanical EngineeringAbstractWithChinasindustriescontinuetodevelopanddieindustryisalsobecomingincreasinglyimportant.BasedontheCylindersofthestampingprocessandthedeepdrawingprocess,confirmcompletionofacompositemodelblankinganddrawingprocesses.OntheCylindersofthecoldstampingprocess,rightaftertheCylindersofthemassproduction,qualitycomponents,andtheuseofstructuralcomponentsoftheanalysis,research,inlinewithlowerperformanceprerequisitetotheidentificationofstampings,Stampingmethodusedtocompletetheprocessingcomponents,andabriefanalysisoftheblankshape,size,layout,theConferenceBoard,thenumberofDrawing,stampingprocessesinnature,numberandsequencedetermination.Fortheprocess,thecenterofpressure,thediesizeandthetoleranceofthecalculation,designmold.Alsoanalyzesthemoldofthemaincomponents(suchaspunchanddieanddumpdevices,drawingpunch,slates,Punchplate,etc.)designandmanufacturing,stampingequipmentselection,punch-gapadjustmentandestablishmentofavitalpartsmachiningprocess.Dierequirementssetoutadetailedlistofparts,andgivesareasonableassembly.Byfullyutilizingmodernmanufacturingtechnologytomoldtraditionalmechanicalpartsforstructuralimprovements,designoptimization,Processoptimizationmethodscangreatlyenhanceproductionefficiency,themethodofsimilarproductshavesomereference.Keywords Compound Die for Blanking and Drawing；SolidWorks；CAD；Punch and die基于SolidWorks的落料拉深复合模设计1.前言随着工业产品质量的不断提高，冲压零件日益复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化发展，冲压模具制造日益复杂。模具制造正由过去的劳动密集、依靠工人的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度机床，从过去单一的机械加工转变为机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。冲压技术是通过模具使板材产生塑性变形而获得成品零件的一种成型工艺方法。由于冲压通常在冷态下进行的，因此也称冷冲压。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方式。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料和复合材料。金属加工的一种基本方法就是板料冲压，其用以生产各种板料零件，具有生产效率高、重量轻、尺寸精度好、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。在现代汽车、拖拉机、电器电机、电子仪表、日用生活用品、航空航天以及国防工业等各个工业部门中均占有越来越重要的地位。冲压加工具有以下特点：1.材料利用率高2.可加工薄壁、形状复杂的零件3冲压件在形状和尺寸精度方面互换性好4.能获得质量轻而强度高、刚性好的零件5。生产效率高，操作简单，容易实现机械自动化。由于冲压加工具有以上那些优点，因此在批量生产中得到了广泛应用，在现代化工业生产中占有特别重要的地位，是国防工业在加工生产中绝不能少的加工方法。但由于冲模制造一般是单件小批量生产，技术要求高，精度高的产品，制造成本高，因此冲压生产只有在大批量生产的情况下才能获得好的经济效益。到目前为止，我国冲压技术与工业发达的国家相比还相对落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具设计、模具标准化、模具制造工艺和设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、加工精度、效率、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比还是存在一定差距的。特别是在计算机辅助应用软件方面，我国用的CAD/CAM大多是进口的绘图软件，没有对其进行二次开发，自己开发的软件又缺乏通用性。而国外，特别是美国、日本、瑞士和德国等国每年出口模具约占本国模具总生产量的三分之一。在日本，模具被誉为“进入富强社会的原始动力。”在德国，模具则冠名为“金属切削加工中的帝国。”由此可见，模具工业将在国民经济发展过程中起到越来越重要的作用。冲压技术的发展现状及方向：（1）精密冲裁:普通冲裁件有断面粗糙、精度低等缺点，而精密冲裁可以使零件有光洁的断面和较高的精度。（2)快速经济模具技术的推广应用：快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。（3）应用先进工艺：气体、液体、橡胶、超塑性成型等先进工艺，对某些复杂零件的成型有明显的效果，要深入研究其变形机理，确定合理工艺参数，提高成型效能和实用性。(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。(5)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。(6)成形过程的数值模拟技术会在实用化方向取得很大发展，并与自动化制造系统很好的集成。(7)冲压技术在未来将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小批量多品种混流产模式和市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。综上所述，冲压与其它加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工，大大提高的生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。2.选题背景冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。工业发达国家对冷冲压生产工艺的发展是很重视的，很多国家（包括英、美、法、日等）的模具工业产值已超过机床工业，作为冷冲压原材料的钢带和钢板占全部品种的67%。通过冷冲压技术加工产品已成为现代工业生产的重要手段和发展方向。2.1国内方面模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。我中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品成员中，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，打击了许多模具企业的积极性。而中高档模具能力不足，模具的开发能力较弱，技术人才严重不足，科研开发和技术攻关投入少等一系列问题，严重制约了中国模具行业的发展。 对于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。而我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。根据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元。2.2国外方面1998年美国日本,西德的模具产值分别达到62亿美元,83亿美元,4亿美元,比1957年增长了约100倍,并超过了这些国家机床工业的产值。据有关资料介绍,工业发达国家的工业产品生产中。对模具的需求量日益增多,美国,日本约有4050的工业产品的生产需用模具国际市场中模具的贸易量十分可观.近年来,由于工业发达国家的工费用增加,模具生产有向东南亚国家转移的趋势。日本的生产以高,精模具为主,需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决.以模具出口大国日本为例,其间提高了5.3倍由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大,只要我国模具的质量能有提高,交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的.此外,国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大,目前我国只有塑料模具模架有少量出口。（1）国外已大量使用数控机床,应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具,特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工,使模具的质量和附加值大为提高。模具的加工周期减少6以上,成本降低3以上,生产效率提高60以上为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求,国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段。（2）模具标准化程度日益提高,模具标准模架及模具标准件的应用日益普及,已实现商品化。（3）模具结构更多地采用新技术,如注塑模具的热流道技术等。（4）针对不同制品的要求,开发出适用于各种不同模具的专用模具钢,并实现商品化。韩国有1570家模具企业仅占总数的9%；新加坡有460家模具企业仅占总数的3香港有6500家模具企业也占总数的0.46%。3.方案论证3.1工件分析3.1分析工件冲压工艺性 零件图如下：材料：08刚厚度：1mm名称：圆通外壳生产批量：大批量未注公差：IT14图3.1 毛胚分析冲压零件的工艺性包括技术和经济两个方面。在技术方面根据产品图纸，主要分析冲压件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、表面质量要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量分析产品成本，阐明采用冲压生产可取得的经济效益。因此，冲压件的工艺性好与差，主要是指在不影响使用要求的前提下，能否最简单最经济的方法冲压出来。能做到的，表明该冲压件的工艺好；反之，工艺性差，影响冲压件工艺性。影响冲压件工艺性的因素有很多，从技术和经济方面考虑，主要因素有：（1）外形尺寸：该零件材料为08钢，轮廓结构比较简单,形状对称,是一个回转体拉深制件。该冲裁件外形和尺寸都符合要求适合冲裁。但是该零件是由材料厚1mm的08钢材料制成，不仅材料薄，且相对高度h/d较大。其凸缘相对直径/d1.4，属于宽凸缘件。所需工序繁杂，成形难度大，特别是拉深工艺成形难道更大。（2）冲裁件的精度与粗糙度：冲裁件的经济公差等级不高于IT14级,一般落料公差等级最好低于IT10级,此工件取公差等级IT14，查表可得其基本尺寸为： （3）冲裁件的材料：08钢【9】为优质碳素结构钢，为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。其力学性能如下：抗拉强度(MPa)325(33)屈服强度(MPa)195(20)伸长率()33 断面收缩率()60硬度：未热处理131HB由以上分析可知，该工件符合冲压工艺要求。工艺分析：该工件为圆筒件拉深，形状简单，工件的厚度也无严格要求，容易成型，可以设计成一副落料拉深复合模。3.2分析计算确定工艺方案3.2.1确定工艺方案根据制件的工艺性分析，其基本工序有下料、落料、拉深、切边。现拟订以下几种冲裁工艺方案：方案一：下料落料首次拉深切边，采用单工序模生产。方案二：下料落料首次拉深复合切边，采用复合模生产。方案三：下料落料首次拉深级进切边，采用级进模生产。方案分析：方案一模具结构较为简单，但需要两副模具和两道工序，工艺过于分散，需要多次定位，将会降低零件的加工精度同时也延长了加工工时，降低了生产效率，难以应对大量生产的生产需求。方案二：与方案一不同的是用到了复合模将落料和拉深工序放到一个复合模具上完成，简短了加工工时，提高了生产效率，同时在一定程度上提高了零件的加工精度，完全能满足工件制造的工艺要求。方案三与前两种方案相比最突出的特点是它的主要成形加工程序在一套级进模上完成，生产效率较高，同时还提高了零件的加工精度，但级进模具制作加工很复杂，造价很高，耗时耗力耗。通过对上述三种方案的综合比较，并且考虑模具的制造精度和成本预算及制件的精度，所以冲压工艺方案我选择方案二。在方案二中，使用了落料拉深复合模，但是必须注意落料要先于拉深完成。即在冲压过程中，首先落料，先做成一个直径D=94mm，长度为28mm的长圆形坯料，然后把它作为毛坯件进行拉深，拉深成为内径为34mm长度为28mm，内圆角r为4mm的无凸缘盒形件，最后按照高度15mm进行修边，其工艺规程如表所示。3.2.2 盒形制件工艺规程表3.2.2零件名称；盒形件制件图；数量；大批量材料；LY12M厚度；1.0mm图号工序号工序内容工序草图使用设备1下料剪板机2落料拉深J23-16B3切边J23-16B4.过程论述4.1模具类型根据零件的加工工艺方案,本次设计主要设计该工件主要工序落料拉深复合的模具，故需设计一套落料首次拉深复合模。4.2 操作与定位方式落料首次拉深复合模考虑零件大批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较小，厚度较薄，为保证孔的精度及较好的定位，可采用导尺导正，为了降低模具的复杂程度可采用固定挡料销；为降低模具复杂程度，靠手工把工件取出。4.3 卸料与出件方式考虑零件尺寸较小，厚度较薄，落料时采用刚性卸料方式，拉深工序时则采用打杆卸料和橡胶弹性卸料，为降低模具复杂程度，靠手工进行送料同时把废料和工件取出。4.4计算毛坯尺寸根据相对高度Hd=14569=O21，查冲压手册 【6】可得修边余量=12mm。毛坯直径 =D+L计算毛坯尺寸时应按照制件材料厚度中心层尺寸计算。毛坯直径D=d2+4d(H+)一172rd一056r2式中：r=(4+05)=45mm，H=(1505)=145mm，d=(68+1)=69mm。D=d2+4d(H+)一172rd一056r2 = 92.46mm。L=2【34-4+15-4.5】+4.5=95.14mm。 D1=(D+L)/2=93.8mm将 D值化整取为94mm。毛胚尺寸如图4.1.图4.1 毛胚4.5计算拉深次数毛坯的相对厚度tD1=194=001 06，tD11 00=106ml，所以此制件只需要一次拉深。4.6拉深凸、凹模工作部分的尺寸4.6.1 凹模圆角半径rd与毛坯厚度、零件的形状尺寸和拉深方法等有关，可查设计资料确定，也可按卡契马利克经验公式计算：rd=0.8D-dt=4mm式中rd - 凹模圆角半径； D- 毛坯直径； dd- 凹模内径； t - 板料厚度。此处rd【10】得第一次拉深凹模圆角半径rd1= (710)t；因为此零件拉深高度较小，故第一次拉深圆角半径应取较小值，取rd =7t =4mm。4.6.2 凸模圆角半径rp对于首次拉深，凸模圆角半径一般可取rp = rd =4mm。4.6.3 凸、凹模刃口尺寸的计算查阅冲压模具设计指导10资料可得冲裁模双面间隙值为：Zmin=013mm， Zmax=016mmR34尺寸的公差为O62mm，28尺寸的公差为052mm；凸、凹模的制造公差分别取为制件相应尺寸公差的14，所以6p和6d分别取为0.155mm和O.13mm。校核：ZmaxZmin-003mm，由于不满足于ZmaxZmin6p+6d的条件，所以应采用落料凸、凹模配合加工的方法。以凹模为基准件，凹模磨损后，R47尺寸增大，属于A类尺寸，其极限偏差为R3462 mm；28尺寸不变，则属于c类尺寸，其极限偏差为28到 o26 mm。如图； 图4.2 A类尺寸A类尺寸为340+0.62mm得出=Rd=(Rmax一X)0+0.256可得磨损系数为X=O5，所以Rd=(Rmax一X)0+0.25=46.690+0.115mm（2）而C类尺寸：8026 mmLd=(28max一1/2)1/8=(28.26-0.50.52)1/80.52=280.065mm落料拉深凸凹模外形轮廓尺寸按照落料凹模尺寸配制，其基本尺寸与落料凹模相同，分别为R4669mm和28mm，保证双面间隙为0.130.16mm。所以拉深凸模刃口尺寸的计算如下：拉深凸模的圆弧刃口尺寸Rp=(Rmin+O4)-p0查阅冷冲压模具设计教程可p=003mmRp=(Rmin+O4)-p0=34.25-0.030mm落料拉深凸凹模内形轮廓的刃口尺寸Rd=(Rmin+04+Z)0+d10，可得d=O05mm，拉深模的单边间隙Z/2=1It=11mm，则拉深模的双边间隙Z=211mm=22mm，Rd=(Rmin+o4+z)0+d=35.50+0.05=mm 拉深制件如图4-3图4.3 C类尺寸4.7主要结构的尺寸计算4.7.1落料凹模的尺寸计算落料凹模的厚度为H=Kb式中：b为凹模刃12的最大尺寸；K 11得K取值0.300. 40，最后取K=O .35。H=Kb=(0. 20 .3)(46 .692+28)=(0 .20 .3)121. 38=24.27636.314mm为了不使拉深凸模太短，所以取凹模的厚度为H=41mm。取凹模壁厚C=30mm。选择矩形凹模，凹模外形尺寸B=46. 69X 2+28+302=121.38+60=18l.38mm，圆整取B=180mm。考虑到螺钉和销钉的安放，所以取凹模的长度尺寸为L=230mm。4.7.2拉伸凸模的尺寸拉深凸模尺寸半径为mm，安放在下模座上。由于整副模具主要是为了保证落料先于拉深进行，所以拉深凸模的高度应该为40mm。4.7.3落料拉深的凸凹模的尺寸落料拉深凸模外形轮廓尺寸和内形轮廓尺寸分别为R46.69mm和Rmm落料拉深凹模外形轮廓尺寸和内形轮廓尺寸都为28mm 10得：在材料厚度为lmm时，凸凹模的最小壁厚=23mm。本副模具中落料拉深凸凹模的壁厚=46.6935.35=11.34mm，完全满足要求落料拉深凸凹模采用凸缘结构安装在上模座上，凸缘的外径取为68mm。4.7.4闭合高度的计算H 闭=H 上模+H 下模+L+Hh2H 上模一一上模座的厚度H 下模一一下模座的厚度L一一落料拉深凸凹模的高度H一一落料凹模的高度h2一一冲压过程中落料拉深凸凹模进入落料凹模的深度H 上模=50mm H 下模=50mm L=77mm H=4lmm h2=15mmH 闭=50+50+77+4115=203mm4.8落料拉深复合模结构设计4.8.1落料凹模设计设计要点：设计有6个M8螺纹孔，以便与下模座固定；设计有两个与下模板同时加工的M8销钉孔；设计有一个挡料销用的孔；内、外形尺寸和厚度如下图所示（亦可详见零件图）。图4.4 落料凹模4.8.2拉伸凸模设计拉深凸模半径尺寸为mm，安放在下模座上。由于整副模具是为了保证落料先于拉深进行，所以拉深凸模的高度应为40mm。并且在拉深凸模上加工出螺钉孔、销钉孔和通气孔。拉深凸模的实体图如图图4.5 落料凸模4.8.3凹凸模设计落料拉深凸模外形轮廓尺寸和内形轮廓尺寸分别为R46.69mm和R36.450+0.05m mm落料拉深凹模外形轮廓尺寸和内形轮廓尺寸都为28mm10,得：在材料厚度为lmm时，凸凹模的最小壁厚=23mm。本副模具中落料拉深凸凹模的壁厚=46.6935.35=11.34mm，凸缘的外径取为68mm落料拉深凸凹模的简图和实体图如图所示。图4.6 落料凹凸模4.8.4固定卸料板设计设计要点：内形大孔与凸凹模留有间隙；设计有6个M8螺纹孔，与下模座螺钉固定以保持与凹模的固定间隙；6根弹簧，弹簧标准件号为43590，有效圈数n取65。下表面切槽兼作导料板，考虑到定位销头部高度，设计切槽深度为3mm；具体尺寸及零件材料等相关信息见零件图图4.7 卸料板4.8.5模柄设计本副模具模架采用后侧导柱模架，这种模架的导柱安装在模具的两边位置上，是一种比较通用且应用比较广泛的模架。两个导柱导向不会使模具单边受力，不会引起模具的歪斜。由前面已选后侧式滑动导柱导套模架，再按所选标准凹模尺寸选择具体模具结构尺寸，查标准模架表，以凹模周界尺寸为依据选择模架的规格，其凹模周界尺寸为230mm180mm，上模座按GBT2855.5198l选择，具体尺寸为25020050；下模座按GBT2855.61981选择，尺寸为25020050。并且在上模座和下模座上设置螺钉孔和销钉孔。该副模具没有漏料问题，故不必虑漏料孔尺寸。4.8.6定位零件的设计定位零件包括：(1)控制条料送进距离的挡料销(2)保证条料送进方向的导料销。本副模具采用一个固定式挡料销和两个固定式导料销，它的形状结构和尺寸一样是标准件，标准件为：A1285 GB2866.11981。同定式挡料销和固定式导料销一同安装在落料凹模中。4.8.7上模座设计本副模具模架采用后侧导柱模架，这种模架的导柱安装在模具的两边位置上，是一种比较通用且应用比较广泛的模架。两个导柱导向不会使模具单边受力，不会引起模具的歪斜。由前面已选后侧式滑动导柱导套模架，再按所选标准凹模尺寸选择具体模具结构尺寸，查标准模架表，以凹模周界尺寸为依据选择模架的规格，其凹模周界尺寸为230mm180mm，上模座按GBT2855.5198l选择，具体尺寸为25020050图4.8 上模座4.8.8下模座设计设计要点：根据冲模滑动导向模座后侧导柱下模座下模座按GBT2855.61981选择，尺寸为25020050。并且在上模座和下模座上设置螺钉孔和销钉孔。该副模具没有漏料问题，故不必虑漏料孔尺寸。图4.9 下模座4.8.9推件和顶件的设计模具完成压制后，需要从模具中将零件取出；如果零件被带入上模，就得设计推件装置将零件从上模中推出来：如果零件被卡在下模，就必须设计顶件装置将零件从下模中顶出。1.推件装置推件装置应用的是刚性推件，由装在上模中的、推件块、推杆共同组成。推件块直接与推杆相连接，这样推件力较大而且安全可靠，不易损坏磨具。推杆的标准件号为：A16175 GB2867.1198l。推件块安装在落料拉深凸凹模中，其外形尺寸应与落料拉深凸凹模的内形轮廓尺寸相一致。推件块的简图和实体图如图所示。图4.10 推件块2顶件