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含CAD图纸+文档 华航 HKHT 冲压 工艺 模具设计 CAD 图纸 文档

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毕业设计（论文）任务书 题目： 华航HKHT中轮 冲 压 工 艺 及 模 具 设 计 姓名 学院 机械工程学院 专业 材料成型及控制工程 班级 指导老师 职称 教研室主任 一、 基本任务及要求： 1. 写出开题报告一份，结合毕业设计课题，论述课题主要内容和要求、研究方法、 设计步骤和保证措施； 2. 两副模具装配图，要求结构合理，充分考虑模具设计、制造、装配、使用等环节； 3. 绘制模具所有零件图（标准件除外），要求视图正确，结构工艺性好，标注齐全； 4. 三千字左右的本专业国内外的现状和发展趋势的综述报告一份； 5. 编写设计说明书一份（1.5万字左右）； 6. 毕业设计课题调研实习报告一份（翔实的外出实习笔录）； 二、 进度安排及完成时间： 1. 查阅中外文文献和收集资料，文献综述：2周（2.233.7） 2. 开题报告：2周（3.83.21） 3. 毕业设计课题调研和相关资料收集：2周（3.224.4） 4. 理论分析，制定设计方案，进行必要的工艺计算和参数选择：1周（4.54.11 ） 5. 绘制模具装配图和模具零件图：4周（4.125.9） 6. 编写设计说明书、评阅老师评阅：4周（5.106.5） 7. 毕业答辩及准备、整理资料及归档：2周（6.66.19） XX 大学毕毕 业业 设设 计计题 目： 华航 HKHT 中轮 冲压工艺及模具设计 院： 机械工程学院 专业： 材料成型及控制工程 班级： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 1华华航航 H HK KH HT T 中中轮轮冲冲压压工工艺艺及及模模具具设设计计摘要： 中轮是机械设备中常用的 一种零件，原为铸铁件，其工艺过程为：铸造机加工 (车、铣 )，工序较多、生产周期长、材料消耗多、效率低、成本高，不能较好地适应生产发展的需要。 通过查阅相关的文献资料，选择了落料，多次拉深，翻边，冲孔的工序组合，并且设计了一副落料模具，一副拉深模具，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。关键词： 冲压；模具设计；工艺分析2The working process and mold design of In the roundAbstract: In the round is a mechanical device used in an original parts, cast iron pieces, the process is: Casting - machining (cars, milling), more procedures, long production period, more material consumption, low efficiency, high cost, can not adapt to the needs of the development of production. Through consulting relevant literature, choice of blanking, deep punching, flanging, process combination, and the design of a blanking die, a pair of drawing die, including parts of process dimension calculation, the main parts of the die dimension calculation.Key words: Stamping; mold design; Process Analysis3目目 录录摘摘 要要 .IAbstract .II第一章 绪 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第二章 零件冲压工艺分析.42.1 概况 .42.2 零件及其冲压工艺性分析.62.3 确定成型工艺方案.6第三章 工艺参数的计算.73.1 毛坯尺寸 .73.2 确定排样方案和计算材料利用率.83.3 落料模具工艺计算 .103.4 拉深模具工艺计算 .133.5 冲压设备的选择 .153.6 拉深模具工艺计算 .16第四章 模具设计 .234.1 模具结构形状设计 .234.2 模具工作尺寸与公差计算.23第五章 工作零件结构尺寸的确定 .245.1 冷冲模架与导向装置 .245.2 落料凹模 .265.3 落料凸模 .275.4 拉深凸模、凹模 .275.5 其他零件结构尺寸的确定.285.6 模具闭合高度的校核 .325.7 编写工艺文件 .325.8 编制工作零件机械加工工艺卡.34结束语 .364参考文献 .37致谢 .381第第 1 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工世，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。具体达到以下要求:1,综合运用和巩固冷冲模及其成型工艺的理论和专业知识,培养从事模具设计和制造的初步能力 ,为后续工作打下良好的基础.2,培养分析问题和解决问题的能力.经过设计环节 ,能让学生全面理解和掌握冲压工艺 ;掌握冲压工艺模具设计的基本方法和步骤,模具零件的常用加工工艺规程编制 ;独立解决在制定冲压工艺规程,设计模具结构 ,编制模具零件加工工艺规程中出现的问题 .会查阅技术文献和资料 ,以完成从事本专业技术工作的人员在模具设计与制造方面所必须具备的基本能力训练.3,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1.1.2 设设计计的的要要求求1,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 .2,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 .3,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 .4,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2维修方便 .模具使用效率高 ,安全可靠 ,使用寿命长 .5,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 .随着近代工业的发展 ,冷冲压技术得到迅速发展 .1.2.1 冷冷冲冲压压工工艺艺方方面面研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量,降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺是冲压技术发展的重要趋势.目前,国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有精密冲压,柔性模 (软模)成形,超塑性成形 ,无模多点成形,爆炸和电磁等高能成形 ,高效精密冲压技术以及冷技术等等.这些冲压先进技术在实际生产中已经取得并将进一步取得良好的技术经济效果.冲压成形是一个涉及领域及其广泛的行业，深入到制造业的方方面面，在国外，冲压被称为板料成形。冲压成形加工是通过冲压模具来实现的。冲压模具是大批量生产同形产品的工具，是冲压成形的主要工艺装备。1.2.2 冲冲模模设设计计与与制制造造方方面面冲模是实现冲压生产的基本条件.目前在冲模设计与制造上 ,有两种趋向应给予足够的重视 .(1) 模具结构与精度正朝着两方面发展 一方面为了适应高速 ,自动,精密,安全等大批量造化生产的需要,冲模正向高效 ,精密,长寿命 ,多工位 ,多功能方向发展;另一方面 ,为适应市场上产品更新换代迅速的要求,各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造也得到迅速发展(2) 模具设计与制造的现代化 计算机技术 ,信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛应用 ,使模具设计与制造水平发生了深刻的革命性变化.目前最为突出的是模具 CAD/CAE/CAM.在这方面 ,国际上有许多应用成熟的计算机软件,我国不但能消化 ,应用国外的有关软件 ,少数单位不能自行开发或正在开发模具CAD/CAE/CAM 软件.在一些行业 ,如汽车行业的主要模具企业,实现了模具CAD/CAE/CAM 一体化 .尽管其总体水平与国际上的还有差距,但它代表了我国模具技术的发展成果与发展方向.模具的加工方法迅速现代化.各种加工中心 ,调整铣削 ,精密磨削 ,电火花铣削加工 ,慢走丝线切割 ,现代检测技术等等已全面走向数控左计算机数控化.许3多加工手段大大突破了传统的技术水平,调整铣削的加工精度可达到10,表面粗糙度 Ra1,并可实现实现硬材料的加工,大大提高了模具装配精度 ,优化了模具加工工艺 ;模具的标准化和专业化生产,已得到模具行业的广泛重视.这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提,而模具的专业化生产是提高模具质量,缩短模具躬行周期 ,降低成本的关键 .我国已颁布了冷冲压术语 ,冷冲模零部件的国家标准 .冲模的模架等基础零部件已专业化,商品化 .但总的来说 ,我国冲模的标准化和专业化水平还是比较低的,先进国家标准化已达到70-80%.采用冷冲压模具生产零件，具有效率高，质量好，成本低，节约能源和原材料等一系列优点，其生产的制件所具备的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。而整个模具工业已经很大程度上决定着现代工业品的发展和技术水平的提高，因此模具工业对国民经济和社会发展起着举足轻重的作用。近年来模具技术取得了很多重大成果.1.2.3 冲冲压压设设备备及及冲冲压压生生产产造造化化方方面面冲压模具的设计制造技术、塑料模具的设计制造技术、铸压模具的设计制造技术、锻造模具的设计制造技术、模具表面处理技术、模具材料、模具计算机辅助设计与制造 (CAD/CAM)技术、模具标准件、模具加工关键设备、模具寿命研究等方面。冷冲压技术随着新技术的不断产生和革新将会愈来愈向前发展. 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件.高效率 ,高精度 ,长寿命的冲模需要高精度 ,高自动化的冲压设备与之相匹配;为了满足新产品少批量生产的需要 ,冲压设备朝多功能 ,数控方向发展 ;为提高生产率和安全生产 ,应用各种自动化装置 ,机械手乃至机器人的冲压自动生产线和高速自动压力机纷纷投入使用 ,如数控四边折弯机 ,数控剪板机 ,数控”冲压加工中心 ”,激光切割与成形机 ,调整自动压力机等已经在生产中广泛应用.代表着冲压生产新趋势的冲压柔性制造单元和冲压柔性制造系统在我国也已开始使用.4第第 2 章章 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圆筒形多次拉深件，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三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 中轮二维零件图中轮二维零件图5 图图 2.2 中轮三维视图中轮三维视图62.2 零零件件及及其其冲冲压压工工艺艺性性分分析析(1) 图示零件 ,材料为 10 钢,厚度为 2mm,具有良好的冲压性能 . (2) 该零件的结构较为复杂 ,为圆筒形 拉深件 ,需要多次拉深才能成型 ,并且在凸缘上 均匀分布三个直径为4.2mm 的小孔 (3) 尺寸精度 ,查公差表可以得到零件上3 个孔的尺寸精度为IT13-IT14 级,位置精度为 IT11-IT12 级,外圈的尺寸精度为IT12-IT13 级, 结论:该零件为凸缘带小孔的多次拉深件,形状较为复杂 ,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,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、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-翻边。（2）方案二，倒装复合模：落料和第一次拉深在同一副模具完成。后序工序同上方案一（3）方案三，正装复合模： 采用正复合模，和倒复合模完成工序一样。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，虽然采用单工序模需要制造多套模具来进行生产，成本较大,但大多为标准件 ,生产周期短 ,对于本零件来说比，而且采用单工序模具制模装模比较容易.方案二： 采用倒装复合模时，其优点和正装复合模相似，拉深凹模在上模，而且采用弹性卸料装置比较容易取料，但是模具结构比正装复杂，模具制造成本高。 方案三： 采用正装复合模时，拉深，落料凸模在上模，拉深，落料凹模在下7模，结构简单，工作效率较高，安全性较好，同时落料凸模兼做压边装置，而且复合模修模比级进模容易。而且容易取料。 综上所述，对比 三个工艺方案的比较结果，先择单工序模即第一方案。8 第第 3 章章 工工艺艺参参数数的的计计算算3.1 毛毛坯坯尺尺寸寸成形零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成冲裁件的尺寸。该工件为有凸缘圆锥形件，根据等面积原则，用解析法求毛坯直径： 任何形状的母线绕轴线旋转一周所得到的旋转体面积,等于该母线的长度与其形心绕该轴线旋转所得周长的乘积. 旋转体面积为 : A=根据拉深前后面积相等的原则,毛坯直径按下式求出 : LRDX240 式中 A旋转体的面积 -旋转体母线形心到旋转轴线的距离(旋转半径 ) L旋转体母线长度 (中线尺寸 ) 毛坯直径所以最后毛坯直径D=114mm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/d凸缘直径1.5 以下925-5050-100100-150150-200200-2502501.82.53.54.35.05.561.62.03.03.54.24.651.41.82.53.03.53.841.21.62.22.52.72.833.2 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 3.1 毛坯排样图毛坯排样图搭边值 a=2.0mm，b=2mm送料进距 s=D+a=114+2=116mm条料宽度 b=D+2a=114+22=118mm式中D 平行于送料方向的冲压件宽度板料规格选用 110002000mm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10便性，该零件以纵裁下料为宜。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。3.2.2 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=2000/118=17 条每条裁板的冲压件数m=1000/114=8 个每张钢板的冲压件总数是N=178=136 个b 当采用竖裁时每张钢板的裁板条数n=1000/118=8 条每张裁板的冲压件数m=2000/114=17 个每张钢板的冲压件总数是N=178=136 个由于两种裁法一样，固才用横裁材料利用率：=100%=70%LB4DN24100020001144.131362 3.2.3 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=136 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3.3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1 冲裁力：11F=Ltb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=23.14114450=310860N=310KN卸料力： 推件力： 顶件力： KX、KT、KD-卸料力、推件力、顶件力系数，见表3.1。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 t/mm KX KT KD钢0.10.1-0.50.5-2.5 0.065-0.075 0.045-0.055 0.04-0.050.10.0630.0450.140.080.06 铝、铝合金 纯铜、黄铜0.025-0.080.02-0.060.03-0.070.03-0.09=0.05310KN=15.5KN =0.055310KN=17.05KN= =0.06310KN=18.6KN总的冲裁力为：Fz=F+=310+15.5+17.05=342.55KN123.3.2 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。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 3.3.2 所示。图图 3.2 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00x 00y 3.3.3 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 Zmin=0.246,Zmax=0.360，凸模采用配作法加工， 40maxxAAd式中 A相应的凹模刃口尺寸 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180.0200.02018300.0200.025凸1330800.0200.03080 1200.0250.035120 1800.0300.040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 /mm11-22-440.160.200.240.300.17-0.350.21-0.410.360.420.500.600.160.200.240.1-0.50.5-2.5 0.065-0.075 0.045-0.055 0.04-0.050.10.0630.0450.140.080.06 铝、铝合金 纯铜、黄铜0.025-0.080.02-0.060.03-0.070.03-0.09=0.0252.2=0.055KN=0.0632.2KN4=0.5544KN= =0.082.2KN=0.176KN总的冲裁力为：Fz=F+=2.2+0.5544+0.055+0.176=2.98KN3.4.2 拉拉深深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。建立如图3.3 的坐标系 XOY：各线段和圆弧的长度与重心位置如图 3.3 所示。15图图 3.3 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00x 00y 3.4.3 拉拉深深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， min0.100Zmax0.140Z= =式中 凸模制造公差 ,取 凹模制造公差 ,取 冲孔件孔的最小极限尺寸 工件公差 系数x 表表 3.6 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180.0200.02018300.0200.025凸1630800.0200.03080 1200.0250.035120 1800.0300.040 表表 3.7 系数系数 x非圆形圆形10.750.50.750.5材厚tmm工件公差 /mm11-22-440.160.200.240.300.17-0.350.21-0.410.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30 3.5 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： 100mm17最大倾斜角度 :20工作台离地高度： 850mm工作尺寸 :240 300电动机功率 :1.1kw机床质量： 7285kg3.6 拉拉深深模模具具工工艺艺计计算算3.6.1 判判断断能能否否一一次次拉拉成成 圆筒件 的拉深过程 ,取决于 圆筒零件各部分的尺寸关系 .在确定 圆筒件的拉深方法和设计工艺过程时应从其几何参数h/,/,/作为依据如图3.5(1)圆筒件的相对高度 h/ 假如其它条件相同 ,当圆筒件的高度 h 较大的时候 ,如不产生胀形变形 ,毛坯贴模所要求的径向收缩量增大,于是毛坯中间悬空部分趋的可能性增大 .虽然增大胀形成形部分的办法可以减小径向收缩,但是高度 h 过大时胀形成分的增大受到板材塑性的限制.另一面 圆筒的高度大时 ,毛坯的直径也要增大 ,这就增加了压边圈下的变形区宽度其结果使得拉深变形所需要的径向拉应力增大这又使毛坯中间的承载力所不允许.所以, h/越大,成形难度越大(2)相对圆顶直径,/ ,/越小时 ,毛坯中间部分的承载能力差,易于拉裂.而且毛坯的悬空部分宽度大,容易起皱 ,所以成形难度大 .(3)相对厚度,/ 毛坯相对厚度小时 ,中间部分容易失稳起皱 ,所以成形难度大 . 上述分析可知 ,从防止破裂的角度出发 ,要减小中间部分的胀形部分,减小凸缘部分的约束 ,使材料多流入凹模 ;从防止是间悬空部分起皱的角度出发,要增加胀形部分 ,加大对凸缘部分的约束使材料少流凹模.因此,如果凸缘部分的约18束过小 ,会使悬空部分起皱 ,相反则中部发生破裂 .显然,合适的约束条件下 ,既不发生破裂 ,又不起皱的最大成形高度是圆筒件的成型极限 .3.6.2 确确定定拉拉深深次次数数带凸缘的零件 ,其毛坯并不是全部拉入凹模,而是只拉深到毛坯外缘等于零件凸缘外径 (加修边量 )为止.故其变形区的应力和应变状态及变形特点与无凸缘锥形件相同 ,但是有凸缘锥形件的拉深过程和工艺方法与无凸缘圆锥形件有一定的区别 .(1) 工件总的拉深系数：56. 0114/64/dm0DF式中 d带凸缘的圆筒形件部分直径. 毛坯直径 .(2) 工件总的拉深相对高度：H/d=22mm64mm=0.34式中 H拉深工件的高度 d拉深后的工件直径(3)工件的相对厚度： t/D100=1.75% t毛坯的厚度 D毛坯的直径从上三式中可知 ,凸缘的相对直径,零件的相对高度 h/d 和相对圆角半径r/d 对拉深系数都有影响 ,其中凸缘的相等直径对拉深系数的影响最大 ,而19相对圆角半径 r/d 的影响最小 .可见,凸缘的相对直径和零件的相对高度h/d 越大,凸缘变形区的宽度也越大 ,拉深的难度也越大 .当凸缘的相对直径和零件的相对高度h/d 超过一定的数值时 ,只进行一次拉深是不可能的,应该采用多次拉深 .图 3.4 为圆筒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. 图图 3.4 圆筒件一次拉深高度计算图圆筒件一次拉深高度计算图带凸缘的拉深件的拉深次数除了用上图判断之外,也可以用极限拉深系数来确定 .表 3.9 为带凸缘的拉深件的极限拉深系数.由表可见 ,当时,带凸缘的拉深件的极限拉深系数与无凸缘的拉深件基本相同 .当逐渐增大 ,其极限拉深系数逐渐减小 ,但这并非意味着变形程度的增大 ;当=3 时,带凸缘拉深件的极限拉深系数很小,由此可见 ,有凸20缘的拉深件的拉深系数取决于凸缘的相对直径,零件的相对高度 ,零件的相对圆角半径 ,因为的相对圆角半径很小 ,因此,当拉深系数一定时 ,的相对高度和零件的相对凸缘半径也就基本确定了.这样,也就可以用零件的相对高度来表示有凸缘的拉深件的变形程度,首次拉深的极限相对高度见下表所示表表 3.9 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 t/凸缘相对直径2-1.51.5-1.01.0-0.60.6-0.30.3-0.1 1.31.51.82.02.22.52.83.00.510.490.470.450.420.40.370.340.320.530.510.490.460.430.410.380.350.330.550.530.500.470.440.420.380.350.330.570.540.510.480.450.420.380.350.330.590.550.520.480.450.420.380.350.33 表表 3.10 凸缘拉深件的首次拉深极限相对高度凸缘拉深件的首次拉深极限相对高度毛坯相对厚度 t/凸缘相对直径0.06-0.20.2-0.50.5-1.01.0-1.51.521 1.1-1.31.3-1.51.5-1.81.8-2.02.0-2.22.2-2.52.5-2.82.8-3.00.45-0.520.40-0.470.35-0.420.29-0.350.25-0.300.22-0.260.17-0.210.13-0.160.10-0.130.50-0.620.45-0.530.40-0.480.34-0.390.29-0.340.25-0.290.20-0.230.15-0.180.12-0.150.57-0.700.50-0.600.45-0.530.37-0.440.32-0.380.27-0.330.22-0.270.17-0.210.14-0.170.60-0.800.56-0.720.50-0.630.42-0.530.36-0.460.31-0.400.25-0.320.19-0.240.16-0.200.75-0.900.65-0.800.58-0.700.48-0.580.42-0.510.35-0.450.28-0.350.22-0.270.18-0.22根据各项数据可知拉深次数为一次3.6.3 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具结构。由下表 3.11 可知此次拉深需要压边圈。 22 表表 3.11 平端面凹模是否采用压边圈的条件平端面凹模是否采用压边圈的条件 第一次 以后各次拉深次数采用压边圈可用可不用不用压边圈1.51.5-220.61-1.50.8设计模具是对于多次拉深的圆筒形件,压边力按下式计算 : =14.55KNprddDFy)2(4220式中 .r凹模的圆角半径1rdnd P单位压边力 ,可由下表查得 P 取 2.25 拉深的压边力yF 表表 3.12 单位压边力单位压边力 p材料名称材料名称P/Mpa铝纯铜,硬铝(已退火 )黄铜0.8-1.21.2-1.81.5-2.0镀锡钢板耐热钢高合金钢 ,不锈钢2.5-3.02.8-3.53.0-4.5 t0.5软钢 2.5-3.02.0-2.5 拉深力按公式计算 式中 d拉深件的直径（ mm）；23 t材料厚度（ mm）； 材料的强度极限（ MPa）; F拉深力（ N）； K修正因数，见 3.13。 表表 3.13 修正因数修正因数 K 的数值的数值0.55 0.57 0.60 0.62 0.65 0.67 0.70 0.72 0.75 0.77 0.801.00 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 0.60 0.55 0.50 0.45 0.400.70 0.72 0.75 0.77 0.80 0.85 0.90 0.951.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.70 0.60 0.50由表 4.5 查出因数 K。 m=0.56,取K=1.0，1bdtKFF=3.146424501.0=181KN3.6.4 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 W=Jhcf1 .621000max式中 h凸模的工作行程 最大拉深力 系数, W拉深功1m1k2m2k24第第 4 章章 模模具具设设计计4.1 模模具具结结构构形形状状设设计计该零件由落料 ,多次拉深 ,翻边多个工序加工而成，考虑到薄板成形，为使冲压精度较高 ,需要综合考虑以下情况：（1）为了出料的方便落料模具采用倒装式（2）提高凸凹模强度（3）最后 3 个均布孔的形位尺寸都比较高,须采用精导向机构 ,设立四个导正导柱采用倒装结构。采用刚性卸料装置。4.2 模模具具工工作作尺尺寸寸与与公公差差计计算算4.2.1 落落料料部部分分落料工序中圆形凸模与凹模配合加工，落料件未注公差，按IT14 级选取极限偏差，查 互换性与技术测量基础 表 1.4 可知落料件公差尺寸，查参考书【2】表 3-5，可得系数 x=0.5, 查参考书 【2】表 3-4 可得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm 故=0.4(-)=0.4(0.140-0.100) mm =0.016mm=0.6(-)=0.6(0.140-0.100) mm =0.024mm落料凹模直径： mm 落料凸模直径：按配作法进行配做=113.595*4.2.2 冲冲小小孔孔部部分分落料工序中圆形凸模与凹模配合加工，落料件未注公差，按IT14 级选取极限偏差，查 互换性与技术测量基础 表 1.4 可知落料件公差尺寸，查参考书【2】表 3-5，可得系数 x=0.5, 查参考书 【2】表 3-4 可得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm 采用分别加工法= = 25第第 5 章章 工工作作零零件件结结构构尺尺寸寸的的确确定定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 .根据零件的特点选择 GB2851.381 尺寸为 20020045mm 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 .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 ,可以纵向送料但因导柱在一侧,因重力产生力矩会引起模26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,但对于本工序件来说选择该模架是比较合适的5.1.2 导导柱柱与与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H7/h65.2 落落料料凹凹模模板板5.2.1 凹凹模模厚厚度度 H 的的确确定定可由经验公式凹模厚度H=Ks 计算得，查参考书 【2】表 3-15 得 K=0.2，27采用圆形的落料凹模，毛坯的落料直径D 为 114mm,考虑到还需要空间安装压边圈，查 冲压模具简明设计手册 表 2.62 选用标准尺寸，综合考虑GB2873.1-81,采用 H=35mm。5.2.2 凹凹模模板板直直径径的的计计算算凹模板长度： L=+2式中 送料方向的凹模刃壁间最大距离（mm）； 送料方向的凹模刃壁至凹模边缘的最小距离（mm）其值查参考书 【2】表 3-14 可知=45mm 故 L=90+245=180mm 查冲压模具简明设计手册 表 2.61 选择凹模板的尺寸为20020035 故凹模板中间的落料尺寸为落料凹模板的尺寸设计示意图如下：5.3 落落料料凸凸模模凸模形状按零件形状设计，由于其直径比较大，故设计为用螺钉紧固在下模座上，并采用螺栓连接。其尺寸设计示意图如下：285.4 拉拉深深凸凸模模295.5 其其他他零零件件结结构构尺尺寸寸的的确确定定5.5.1 模模柄柄的的选选择择 查冷冲模 国家标准 按 GB2862.1-81 选择压入式 A 型模柄3595，材料 Q235 如下图所示5.5.2 卸卸料料装装置置的的设设计计由于是选用的倒装式的落料模具,所是在落料拉深完成动作之后,打杆顶在冲压机的横梁上 ,推动顶件块向下运动 ,推出落料件 ,采用这种缷料方式 ,落料工序件刚好在工作台上 ,便于取件 ,材料为 45 钢，卸料板块厚度为38mm，固定螺钉选用 M8.其结构示意图如下：305.5.3 其其他他板板的的设设计计（1）落料模凸模固定板20020022mm其结构示意图如下：（2）落料凸模垫板 ：2002008mm31其结构示意图如下： （3）落料空心垫板 ：20020020mm其结构示意图如下：32（4）落料卸料板 20020018mm其结构示意图如下：335.5.4 弹弹性性元元件件的的确确定定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 =1.735KN压F橡皮的高度：=/（0.25 0.3）=18/（0.25 0.3）=60 自由H工作H取 65 橡皮的面积： A=P=6820 13115mm2压F式中 P 为橡皮预压时单位面积上的压力，取0.26 0.5取一整块开螺孔 10010065 的聚氨酯橡皮。面积校核： 100100 82=9886.9 mm26820 mm2可行。5.6 模模具具闭闭合合高高度度的的校校核核上模座高度 45mm，垫板高度 8mm,凹模固定板高度 20mm，卸料板高度18mm,落料凹模高度 35mm，凸模固定板高度22mm,下模座高度 50mm，模具闭合高度 H=45+15+30+18+40+27+50+5=260mm。而选取的模架允许使用的最大和最小闭合高度分别为265mm 和 220mm.在其范围之内，故满足。5.7 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工序内容加工简图设备工艺设备1落料落料J23-25落料模342一次拉深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5冲孔J23-10冲孔模6翻边J23-16翻边模355.8 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凹模机械加工工艺规程卡凹模机械加工工艺规程卡凹模机械加工工艺规程卡 材料 Cr12 硬度 58 62HRC序号工序名称工序内容1备料毛坯（退火状态） 200200402粗铣车外圆到尺寸 200200363磨平面磨光两大平面厚度达35.6mm4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 使材料硬度达到 58 62HRC6磨平面磨光两大平面消除淬火变形和氧化皮