华航HKHT接触环冲压工艺及模具设计【含CAD图纸+文档】
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XX大学毕 业 设 计题 目： 华航HKHT接触环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： 20xx年6月5日 华航HKHT接触环冲压工艺及模具设计摘 要：接触环是应用在飞机上的一种批量生产的中小型拉深件，它的成型工艺包括冲孔落料、弯曲、拉深、卷缘、切舌、校平整形等多个工序。要实现完整生产需要几套模具，包括落料、冲孔、弯曲、切舌、拉深、卷缘等模具。通过查阅相关的文献资料，对给定的零件进行工艺分析并按要求设计其中两副模具，冲孔、落料复合模和弯曲模。关键词：接触环；拉伸；落料冲孔；弯曲；复合膜Start motor fixed bracket stamping process and mold designAbstract：The inside cover is applied within the plane of a series of small and medium sized drawing parts, and its forming process, including stamping, deep drawing, flanging, punching and other processes.To achieve full production needs several sets of molds, including punching, bending, cutting tongue, deep drawing, roll edge, such as mold. According to consulting the relevant literature, for a given part process analysis and design according to the requirements of two vice mold, punching, dropping material compound mould and bending modeKeywords: contact ring ；tensile；blanking punching; bending; Composite filmII目 录第1章 绪 论11.1 引言11.2 课题的意义11.3 冲压模具发展概况21.4 接触环的冲压工艺与模具设计总体思路31.5 接触环冲压工艺与模具设计解决的主要问题4第2章 接触环工艺分析及方案62.1 冲压工艺性分析72.2 工艺方案确定7第3章 冲孔-落料复合模83.1 确定模具类型及结构形式93.1.1 模具类型93.1.2 模具结构形式93.2 工艺计算103.2.1 排样及材料利用率103.2.2 冲压力计算并预选冲床113.2.3 确定压力中心113.2.4 确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸123.2.5 确定弹性元件133.3 编写工艺文件133.4 选择和确定模具主要零部件的结构和尺寸143.4.1 工作零件的结构及尺寸设计143.4.2 其他板的尺寸153.4.3 模架的规格153.4.4 模具闭合高度的计算153.5 校核所选压力机153.6 编制工作零件机械加工工艺卡16第4章 弯曲模174.1 工艺计算174.1.1 弯曲力计算174.1.2校正弯曲力的计算184.1.3回弹量的计算184.2 主要零、部件的设计184.2.1凸模184.2.2凹模184.3其他板的尺寸194.3.1模架的规格194.3. 2模具闭合高度的计算194.4 校核所选压力机19第5章 拉伸模205.1 拉深件的尺寸计算215.1.1确定拉深次数215.1.2拉深高度的确定215.1.3判断是否采用压边圈215.2 压力计算与设备的选择215.3 拉深模工作零件设计与计算225.3.1凸、凹模尺寸计算225.5 卸料力的计算225.6 定位装置225.7 工件的卸除225.8 导向零件225.9加工工艺卡235.9.1凸模235.9.2凹模23第6章 卷缘模246.1 毛坯展开尺寸计算246.1.1中性层半径r 的确定246.1.2毛坯长度展开计算公式256.2 卷缘力的计算25第七章 切舌模267.1 零件的工艺性分析267.2 工艺计算277.3 确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸277.4 确定模具结构277.5 压力机的校核27第八章 校平整形模288.1 校平目的288.2 校平与整形工艺特点288.3 工艺分析298.4 校平、整形力的计算298.5 模具的选择298.6 整形工艺特点30结束语30参考文献31致 谢32附 录33 ii第1章 绪 论1.1 引言21世纪的今天，中国已经成为了世界制造中心，模具业是制造业的最基础行业，汽车、电子、电器、仪表、通讯器材、家用电器等产品中60%-90%的零部件是依靠模具完成的。因此研究和发展模具技术，提高模具技术水准，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。接触环在成型过程包括冲孔落料、弯曲、拉深、卷缘、切舌、校平整形等。工件尺寸一般、适合批量生产。对该工件进行综合的工艺分析后确定采用复合模和单工序模成型，可以较大的降低成本、提高生产效率及产品质量。目前我国己有许多企业采用模具 CAD/CAM技术。通过与计算机辅助软件相结合能更好的提高模具设计的效率，缩短模具设计周期。本课题研究的目的是通过对接触环的冲压成型工艺分析来进行模具设计，提高设计质量和设计效率，缩短产品开发周期，降低产品试制成本，并提高设计管理水平。同时在飞机制造行业，冲压成型应用较为广泛，基于这一现状提出了本课题。1.2 课题的意义模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上称为“工业之母”。本课题主要研究接触环冲压工艺与模具设计。接触环属于钣金件，钣金件成型作为成型工艺与模具设计的典型代表，研究其成型工艺与模具设计有着尤为重要的意义。本课题的研究，还能很好的的巩固所学的专业知识，整合现有的技术资源，联系实际生产，系统地把理论知识正确地运用到了设计中去。模具设计是一种实践性很强的工作，也是一种集学习和创新两者并存的工作。通过对接触环冲压工艺与模具设计课题的研究，培养与开拓正确合理的设计思路，掌握钣金件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，为我们即将走向工作岗位打下了良好的基础。此外，通过对本课题的研究，在材料成型工艺分析、方案的设计和论证、模具的主要工作零件及其它零部件的结构设计、应用现代模具新技术等各个环节得到一次综合性的训练。1.3 冲压模具发展概况为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多任务位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和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其制造技术也得到了迅速发展。我国主要汽车模具企业，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，但在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。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水准。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为1500040000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水准；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。1.4 接触环的冲压工艺与模具设计总体思路首先进行零件的工艺性分析和冲压工艺设计，从而进行模具结构设计。由于该零件的冲压加工由分离工序与成形工序许多冲压性质不同的工序组成，因而在冲压工艺设计时必须先试制或得到工序样件，以获得较准确的零件展开形状及尺寸，工序性质，工序顺序及工序件尺寸等，这是该零件模具设计的重要依据。通过确定工序顺序设计之后即进行每道工序模具中的凸模、凹模、凹模固定板、卸料装置、垫板、导料、定距等零部件的结构设计和尺寸计算，最后绘制总图和零件图，并提出使用维护的说明。本课题就是要根据零件图进行设计，给出相应技术条件，并通过工艺性分析设计相应的模具。在一般情况下，冲压成型的生产效率高，便于实现生产自动化，操作也比较方便，安全可靠，非常适合零件的大批量生产。本课题采用复合模和单工序模相结合，则需要落料、冲孔、弯曲、卷舌等多道工序及多模具完成，模具的成本比较低，零件质量高。本课题如果采用级进模，零件比较结构复杂，则模具结构较大，模具制造成本较高，并且零件的质量难以保证，生产效益比较低。由于本课题中零件是批量生产，零件厚度适中，且而且零件的结构比较复杂，位置精度要求不是太高则采用复合模和单工序模相结合比较适合，能很好的提高生产效率。对于零件的精度，由于多道工序的误差积累各部分的尺寸精度难以保证。但是如果提高模具中零件的定位精度，并在保证模具的加工和零件质量的前提下减少加工工步，合理安排各道工序和模具结构设计，最后冲出成品件，就能克服上述不足。本课题的设计步骤为：对冲压件进行冲压工艺性分析；排样设计；冲压模具的结构设计；冲压模具的工作零部件设计与工艺计算；校核冲压设备；绘制模具装配图和零件工作图；编写设计说明书。其具体设计步骤，概括起来有以下几点：（1）绘制出零件的二维图和三维造型图，给出合适的技术要求。（2）对零件进行冲压工艺性分析。包括冲压工艺性能、冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、表面质量分析等，确定是否需要采取特殊工艺措施，是否需要对制品图纸提出修改意见。（3）工序安排和设计。工序安排是否合理，直接影响零件成型的精度和模具的数量、类型、制造成本。相应工序对应相应类型的加工模具，直接指导加工模具结构的设计思路。（3）排样设计。排样是否合理，将影响到材料的利用率、冲压成形规律、冲压件质量、模具结构、模具强度、模具成本和寿命等问题。（4）模具结构设计。模具结构设计即模具总体构思，它是以工序为基础，根据模具工作动作要求，确定模具总体结构：模具采用正装、倒装；模架结构、导向方式、条料定位与送给方式、卸料与出件方式、工作零件结构（镶、拼块结构）等。（5）工艺计算。包括条料宽度、步距与材料利用率，毛坯尺寸（特别注意的是，弯曲件展开的计算一定要合适。产品的展开尺寸可以通过经验公式得来，也可以通过软件计算得来。无论选用何种方法，应保证计算结果在允许的公差范围内）的确定、冲压合力、预选冲压设备、压力中心、刃口尺寸、确定弹性组件、小凸模强度校核等。（6）模具零部件的设计（含材料的选择）。包括凹模及凹模块件、凸模及凸模组件、定位零件、卸料与出件方式、模具导向装置、限位元件方式以及其它辅助装置的设计。（7）校核冲压设备。校核压力机的闭合高度、滑块行程、工作台尺寸、确定模柄尺寸等。（8）绘制模具装配图和零件工作图。（9）编写设计说明书。1.5 接触环冲压工艺与模具设计解决的主要问题接触环冲压成型的工序数量设置应根据产量、零件形状及尺寸、模具制造与维修水平、材料利用率等因素而设定。对于冲裁的工序，应主要考虑冲裁力如何分布均匀合理，使冲压力平衡压力中心偏移不能超过凹模的1/6。在分配每一道工序时，不但要考虑哪一道工序冲裁，哪一道工序翻边，哪一道工序弯曲，哪一道工序成型，还要考虑各个模具中工作零件应如何排布，排布的空间够不够，各个零件之间有没有相互影响。为了提高模具精度，应合理的安排每道工序加工的内容。设计条料的排样，在考虑排样时，根据具体零件结构和尺寸，既要考虑排样的经济性还要考虑到冲模制造的可能性及操作的方便程度。在设计落料冲孔模具时，必须设计完好的导料系统，以保证条料在模具中正常的运行。为了防止条料送进过程中发生摆动，一般设有导料装置，如导料销、导正销，使条料沿导料销平稳送进，利用导正销定位。常用的卸料机构主要有固定式卸料机构和弹压式卸料机构两种形式。其中应用较多的是弹压式卸料机构，它不仅起卸料作用，而且还起压料作用，使冲压效果更好。在采用弹性卸料机构时，往往在固定板和卸料板之间采用辅助导柱、导套导向，以使卸料板与凸模有良好的配合，又起到保护细小凸模的作用。凸模的结构设计要充分考虑其安装时的安装稳定性；凸模的安装要便于拆卸、便于刃磨和维修。在设计弯曲模结构设计时必须注意：坯料应有可靠的定位；压弯过程中应有效防止毛坯滑动；根据该零件特点，成形弯曲时，应该考虑开设让位槽；为消除回弹，冲压结束时应使工件在模具中得到校正；弯曲模结构应考虑取出工件方便。在弯曲时可能会出现的拉裂、翘曲及回弹现象：为避免产生拉裂，则适当增大凸模圆角半径，将毛刺一面处于弯曲内侧，用经退火或塑性较好的材料；为避免产生翘曲，则采用带侧板的弯曲模，可以阻止材料沿弯曲线侧向流动而减小翘曲；为避免产生回弹现象，根据回弹趋势和回弹量大小预先对模具工作部分做相应的形状和尺寸修正，使出模后的弯曲件获得要求的形状和尺寸。当模具生产一段时间后，会出现生产零件毛刺增大现象，这时应当检查凸、凹模刃口，如果发现刃口磨损或产生崩刃，应进行刃磨，刃磨后给凸模或凹模垫上相应厚度的垫片。当凹模经过多次刃磨后，应当检查刃口直壁是否已被磨去。如果零件上的毛刺不均匀，是因为冲裁间隙产生了偏移，这时要进行间隙调整等。第2章 接触环工艺分析及方案如图2.1是零件的二维图；2.2是零件的三维图：制件外形为圆形，直径160mm,下偏差为-0.5，小孔直径为9mm,槽宽为6mm,取精度等级为IT14，选Q235。 图2.1 零件二维图图2.2 三维零件图2.1 冲压工艺性分析工件材料为Q235，其特性及适用范围：机械强度底，塑性、韧性好，容易冲压成形；该工件结构属于钣金件范畴，适合冲裁；冲裁件精度等级为IT12级，将以上精度等级和零件图所标尺寸相比较，可知该零件的精度要求能够在冲压加工中得到保证，符合普通冲裁的工艺要求。该工件要求大批量生产，由以上分析可得该工件冲压工艺性较好，使用冲压加工能够得到质量稳定的零件。2.2 工艺方案确定该零件包括落料、冲孔、弯曲、拉伸，卷元，切舌等多个基本工序，零件结构较为复杂，且弯曲成型时变形量较大，材料厚度适中，成型该零件采用复合模和单工序模相结合的工艺方案。第3章 冲孔-落料复合模如图3.1是接触环落料冲孔二维零件图图3.1 接触环落料冲孔二维零件图3.1 确定模具类型及结构形式3.1.1 模具类型该零件质量要求不高，板的厚度有1.5mm，孔边距有74.6mm,所以可以选用倒装复合模3.1.2 模具结构形式1、定位方式的选择：根据落料冲孔零件尺寸及结构分析，控制条料的送进方向采用两个导料销，控制材料的送进步距采用两个挡料销。2、卸料、出件方式的选择：采用弹性卸料。下出件，上模刚性顶件。4、导向方式的选择：为了方便操作，同时根据模具结构分析，该模具采用中间导柱的导向方式。3.2 工艺计算3.2.1 排样及材料利用率由于该零件结构为圆形，只能直排排样图，如图3.3所示:图3.2 二维零件排样图查冲压手册表2-18，最小搭边值是：工件间 ：1.5mm 侧面:1.8mm工件面积：通过三维软件查询制件面积35010.76直排：取搭边值2mm条料宽度B=224mm 步距L=222mm材料利用率：本零件采用直排方式设计模具。排样图如下。选用1.5mm900mm1600mm 可以裁4条，每条可以冲7件。总的材料利用率：4735010.76/（9001600）=68.1% 图3.3直排排样图3.2.2 冲压力计算并预选冲床L=（691.2+433+4x28）=1236.2m t=1.5mm =450Mpa 冲压力：F=Lt=+=（691.2+433+4x28）1.5450=466.4+292.3+75.6=834.3KN查冲压工艺及模具设计表3-11 =0.05 =0.055 =0.06落料时的卸料力：=466.40.05=23.32KN；倒装复合模：顶件力等于零冲孔是的推件力：刃口高度为10 n=8/1.5 n取6=8 =6834.30.055=121.4KN冲压合力：F合=F+=834.3+121.4+23.32=979KN根据冲压了合力预选J23-125的曲柄压力机3.2.3 确定压力中心通过三维软件查询可知制件的质心在X=0，Y=0。选取=0，=0作为模具压力中心的位置。图3.4 压力中心3.2.4 确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸落料以落料凹模为基准计算，落料凸模根据凹模和最小间隙计算，也可以根据凹模实际尺寸和间隙值进行配制。冲孔以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模根据凸模和最小间隙计算，也可以根据凸模实际尺寸和间隙值进行配制。冲孔用分别加工法进行计算，落料、中心尺寸（即凸凹模）用配合加工法进行计算。间隙查冲压工艺及模具设计表3-4取Zmin=0.132mm Zmax=0.24mm 落料凹模磨损后变大尺寸属A类尺寸有：、，凹模公差按 磨损系数查冲压工艺及模具设计表35，X=0.5。A1=（Amax-）=(33-0.50.62) =32.69 A2=（Amax-）=(28-0.50.52)=27.74中心尺寸凹模磨损后不变，尺寸有：98 ； 为尺寸的偏差 C1=C=98凸模（凸模固定板）按凹模实际尺寸配做，保证间隙在0.1320.24mm之间冲孔凸模磨损后变小属B类尺寸：9、R3 、R30公差为IT14级， 凸、凹模公差按IT8级， =0.016mm =0.016mm 校核间隙：|+|= 0.016+0.016=0.032Zmax-Zmin =0.24-0.132=0.108 可行磨损系数查冲压工艺及模具设计表35，X=0.5，X=0.5，X=0.5d=（d+）=(9+0.50.36) =9.18d=（d+）=(9.18+0.132) =9.312d=（d+）=(3+0.50.25) =3.125d=（d+）=(3.125+0.132) =3.257d=（d+）=(30+0.50.52) =30.26d=（d+）=(30.26+0.132) =30.393.2.5 确定弹性元件聚氨酯橡皮允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整安装方便，所以选用橡皮。卸料力为 =23.32KN橡皮的高度：H自由=H工件/（0.250.3）=3226.7 取30mm式中 H工件=t+1+H修模=1.5+1+5.5=8 （H修模取47）橡胶装配高度：H =（0.850.9）H自由=（0.850.9）H自由=25.527mm取26mm橡皮面积：A=/p=4664089692mm2式中P为橡皮预压（压10%15%H自由） 时单位面积上的压力，取0.260.5取一块整开凸模孔和三个卸料螺钉孔 315x315x30的聚氨酯橡皮。面积校核： 315X315-48400-3x122x3.14=5082546640mm2 可行。3.3 编写工艺文件表3.1落料冲孔工艺过程卡材料牌号及规格技术要求Q235 1.0(0.07) 9001600公差为IT14级表面光滑，无断裂翘曲的现象工序号工序名称工序内容设备工艺设备0下料剪板机上裁板1落料冲孔落料冲孔复合冲裁J23-120落料冲孔复合模3.4 选择和确定模具主要零部件的结构和尺寸3.4.1 工作零件的结构及尺寸设计1、凸凹模：为了便于加工，凸凹模设计成直通式，1个M12沉头螺钉固定在垫板上，与凸凹模固定板的配合按H7/m6。其总长 L=H固定板+H卸料板+(H橡胶-H预压) =74mm；2、冲孔凸模：冲孔凸模采用台阶式，与凸模固定板的配合按H7/m6。其总长L=H固定板+H凹模+H空心垫板=75mm， 小端长50mm；3、凹模：凹模采用薄凹模结构，薄凹模厚度尺寸（可以参考单工序模凹模的厚度计算方法：H=Ks=0.12x220=26.4 mm） 取30mm。K-系数查冲压工艺及模具设计表3-15 取 K=0.12 s=220凹模壁厚尺寸 C=（1.52）H=4054mm凹模板宽度 300328长度 300328式中：s1=24 s2查冲压工艺及模具设计表3-14 取45由于工件是圆形，便于送料，故薄凹模为: 315X30mm。4、模具刚性校核凸凹模模尺寸较大，模具强度较大，一般满足使用时的强度要求，经验应用不需校核，故而只校核凸模的刚度即可。只校核小凸模：单个凸模所承受力：冲裁力：75.6/4=18.9KN 推件力：121/4=30.25KN冲压合力：倒装：18.9+30.25=49.15KN 无导向：Lmax=95=52.6mm50mm 凸模满足要求 可行！3.4.2 其他板的尺寸凸凹模垫板: 315x10凸凹模固定板: 315x28卸料板: 315x20空心垫板: 315x20小凸模固定板: 315x25小凸模垫板: 315x103.4.3 模架的规格上模座的规格： 315x50 （GB2855.9-81）下模座的规格： 315x60 （GB2855.10-81）模柄的规格： A60x100 （GB2862.1-81）导套： A45H7x125x48 （GB2861.6-81）导柱： A45h6x230 （GB2861.1-81）导套： A50H7x125x48 （GB2861.6-81）导柱： A50h6x230 （GB2861.1-81）3.4.4 模具闭合高度的计算H=50+10+75+20+26+28+10+60-1=278mm3.5 校核所选压力机J23-125双柱可倾压力机相关参数：标称压力 1250KN；滑块行程55（次/min）；连杆调节长度90mm；最大装模高度280mm；工作台尺寸（前后x左右）650mmX970mm；模柄孔尺寸（直径x深度）60x100；电机功率11KW。校核以上所有参数，除了模具闭合高度278mm小于压力机最小装模高度（190mm）高度外，其他都能满足使用要求。所有J23-125能满足该模具的使用要求。3.6 编制工作零件机械加工工艺卡表3.2凹模机械加工工艺规程卡凹模机械加工工艺规程 材料Cr12 硬度6064序号工序名称工序内容1备料下料（下320x32mm的板料）；锻造完成后退火处理2粗铣铣削毛坯的六面到尺寸318x31mm。注意上下平面与角尺面相互测量基本达到垂直度要求3磨平面磨光上下表面间距尺寸到30.6mm及角尺面，并达到相邻表面的垂直度要求，垂直度0.02mm/100mm4钳工划线 画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绞孔 绞销钉孔到要求攻丝 攻螺纹丝到要求5热处理淬火+低温回火 使材料硬度达到6064HRC6磨平面磨光六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0.010.02的研磨余量9钳工研磨凹模洞口内壁侧面到尺寸，粗糙度0.810检验按图纸检验第4章 弯曲模如图4.1是二维零件图：图4.1 二维零件图4.1 工艺计算4.1.1 弯曲力计算两条弯曲线均按自由弯曲计算。图4-1中的a、b各处弯曲按式冲压工艺及模具设计（4-39）计算。弯曲内半径r取0.8t,属于V形件弯曲，则每处的弯曲力为：F=8845(N)工件有两处弯曲，两处弯曲力为：88452=17690(N)4.1.2校正弯曲力的计算 式中q查冲压工艺及模具设计表4-4 q取值为40MPa，面积S按水平面的投影面积计算（见图4-2）。则： S=213.928=778.4 =40778.4=31136(N) 自由弯曲力和校正弯曲力的和为:F=17690+31136=48826(N)根据冲压合力预选J23-25的曲柄压力机 4.1.3回弹量的计算在实际弯曲时影响回弹值的因素较多，而且各因素相互影响，理论计算出来的结果往往不准确，在生产实际中采用经验来初定回弹角，然后在试模修正。在此采用补偿法来消除回弹。取补偿角度为2度。4.2 主要零、部件的设计4.2.1凸模凸模是由两部分组成的镶拼结构，这样的结构便于线切割机加工。凸模倒角部位的尺寸按回弹补偿角度设计；凸模是采用挂台的形式挂在凸模固定板上；凸模采用凸模固定板和螺钉固定。凸模总长L=H凸模固定板+19+24=91mm4.2.2凹模4.2.2.1凹模圆角半径凹模圆角半径的大小对弯曲力和工件质量均有影响。凹模圆角半径过小，坯料 弯曲时进入凹模的阻力增大，工件表面产生擦伤甚至压痕。凹模圆角半径过大，影响坯料定位的准确性。凹模两边的圆角半径应一致，以免弯曲时工件产生偏移。对于弯曲V形件的凹模，其底部可开退刀槽或取圆角半径，圆角半径为：r=(0.60.8)(+t)=0.6（1.2+1.5）=1.6mm4.2.2.2凹模工作部分的深度凹模工作部分的深度要适当。若深度过小，则工件弯曲成形后回弹大，而且直边不平直。若深度过大，则模具材料消耗大，而且压力机需要较大的行程。弯曲V形件时，凹模深度及最小厚度可查冲压工艺及模具设计表4-7取：h=22mm 凹模H=50mm4.3其他板的尺寸垫板： 31518凸模国定板： 315184.3.1模架的规格上模座的规格： 315x50 （GB2855.9-81）下模座的规格： 315x60 （GB2855.10-81）模柄的规格： A60x100 （GB2862.1-81）导套： A45H7x125x48 （GB2861.6-81）导柱： A45h6x230 （GB2861.1-81）导套： A50H7x125x48 （GB2861.6-81）导柱： A50h6x230 （GB2861.1-81）4.3. 2模具闭合高度的计算 H=50+18+91+20+60-1=238mm4.4校核所选压力机J23-25双柱可倾压力机相关参数：标称压力250KN；滑块行程65（次/min）；连杆调节长度90mm；最大装模高度270mm；工作台尺寸（前后x左右）370mmX560mm；模柄孔尺寸（直径x深度）60x100；电机功率2.2KW。校核以上所有参数，除了模具闭合高度238mm小于压力机最小装模高度（215mm）高度外，其他都能满足使用要求。所有J23-25能满足该模具的使用要求。第5章 拉伸模如图5.1二维零件图：图5.1二维零件图5.1 拉深件的尺寸计算 5.1.1确定拉深次数查冲压工艺及模具设计表5-3得：极限拉深系数m=0.530.55m45mm其中5.1.3判断是否采用压边圈零件的相对厚度=0.68%经查冲压工艺及模具设计表5-8得：压边圈可用可不用的范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。5.1.3.1压边力的确定F=其中p可查冲压工艺及模具设计表5-9得：p=2.5MpF=51998N式中 D为毛坯直径； P单位压边力； -凹模圆角半径；5.2 压力计算与设备的选择模具为拉深模，动作只有拉深，计算拉深力= =3.141241.54500.72=189(KN)其中可查冲压工艺及模具设计5-10得：=0.72因为拉深力与压边力的和为落料力。即+=189+52=241（KN）所以初选压力机为J2325的曲柄压力机。5.3 拉深模工作零件设计与计算5.3.1凸、凹模尺寸计算由上边的计算可知拉深后直径为124mm,由公式Z=确定凸、凹模间隙Z，所以间隙Z=1.5+0.21.5=1.8mm, 其中k可查冲压工艺及模具设计表5-18可得k=0.2;则拉深凹模=124-0.751=拉深凸模=124-0.75-21.8= 其中可查冲压工艺及模具设计表5-195.5 卸料力的计算 查冲压工艺及模具设计表3-11取=0.05=0.05241=12050（N）5.6 定位装置拉深采用固定式挡料销定位，工作很方便。5.7 工件的卸除采用弹性卸料板，卸料板安装在下模5.8 导向零件导向零件有很多种，如用导板导向，则在模具上安装不方便而阻挡操作者的视线，所以不采用；如用滚珠试导柱导套导向，虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以不采用；针对本次要求精度不高，采用滑动式导柱导套极限导向即可。而且模具在压力机上安装比较简单、操作方便、还可以减低成本。5.9加工工艺卡5.9.1凸模工 序 号工 序 名 称工 序 内 容 1 备 料备直径128的坯料 2热 处 理退 火 3粗 车车圆柱面，留单面余量0.5mm 4 精 车按图纸加工，留单面余量0.1 5热 处 理调质，淬火硬度达HRC6264 6 磨达到图纸要求 7钳 工 精 修全面达到图纸要求 8 检 验 5.9.2凹模工 序 号工 序 名 称工 序 内 容1备 料坯料 锻造2热 处 理退 火3车留单边余量0.5mm4热 处 理调 质5粗 磨留0.2mm6钳 工 划 线各种孔位线7钳 工加工各种孔8线 切 割加工个型孔第6章 卷 缘 模如图6.1是二维零件图：图6.1 二维零件图6.1 毛坯展开尺寸计算6.1.1中性层半径r 的确定卷缘的计算和压弯的计算相似，首先确定中性层的位置, 卷缘部分的中性层位置由中性层半径r 来确定。r按下式计算:r=+kt式中为内圆半径，mmt为材料厚度，mmk为中性层位移系数。中性层位移系数查冲压工艺及模具设计表4-3查得k=0.46r=90.461.5=9.7mm6.1.2毛坯长度展开计算公式 经上图6-1在二维软件计算得L=41.6mm6.2 卷缘力的计算 卷缘力的计算和弯曲力的计算一样F=27458（N）B弯曲件宽度；r弯曲件内弯曲半径；k系数，一般取k=11.3。 可初选压力机J236.3第七章 切舌模7.1 零件的工艺性分析切舌是该零件的第五道工序，要切舌部分是矩形，压弯的角度为，精度要求不高。不过在定位该零件时要注意，零件如下图7.1 图7.17.2 工艺计算计算工艺力L=1212=24mm t=1.5mm =450Mp 冲压力： =241.5450=16.2(KN) k=1.3 b=10 r=0.8t=1.2弯曲力： =2925（N）=0.0516200=810（N）=162002925810=19935（N）根据冲压合力预选J236.3的曲柄压力机7.3 确定冲裁凸模和凹模工作刃口尺寸间隙查冲压工艺及模具设计表3-4， 凸、凹模公差按IT8级， 校核间隙磨损系数查冲压工艺及模具设计表3-5， X=0.57.4 确定模具结构切舌弯曲工件采用单工序模加工，卸料采用弹性卸料，中间导柱模架。7.5 压力机的校核 J23-6.3双柱可倾压力机相关参数：标称压力 63KN；滑块行程50（次/min）；连杆调节长度40mm；最大装模高度200mm；工作台尺寸（前后x左右）200mmX315mm；模柄孔尺寸（直径x深度）30x50；电机功率7.5KW。校核以上所有参数，除了模具闭合高度170mm小于压力机最小装模高度（160mm）高度外，其他都能满足使用要求。所有J23-125能满足该模具的使用要求。第八章 校平整形模8.1 校平目的在该零件中，开始有压弯、拉深、切舌。对零件的平面度有一定的偏差，所以需要校平。以此来消除平面度误差和提高制件形状及尺寸精度。校平和整形工艺作用有二：一是对不平或翘曲的面加以压平；二是把弯曲或拉深件校正成要求的形状和尺寸。8.2 校平与整形工艺特点1、校平与整形允许的变形量都很小，因此必须使坯件的形状和尺寸相当接近制件。2、校平与整形后制件精度较高，因而模具成形部分的精度也相应的提高。3、校平与整形时，应使坯件内的应力、应变状态有利于减少卸载后材料的弹性恢复而引起制件形状和尺寸的改变。4、由于校平与整形在压力机滑块下指点进行。因此，对所使用设备的刚度、精度要求较高，通常在专用的压力机上进行。若采用普通压力机，则必须设有过载保护装置，以防损坏设备。5、校平工序多用于消除冲载件拱弯造成的不平，平面度、直线度要求较高的冲载件需要增加校平工序。但对极薄的冲压件，要得到很高的平面度或尺寸精度仍非常困难。8.3 工艺分析 该零件在压弯工序和拉深工序及切舌工序对零件的整体平面度和尺寸精度有一定的变化，从图8-1可看出在压弯和拉深时对零件的平面度影响较大。因此需要校平与整形这一道工序。方可达到零件所要求的精度。8.4 校平、整形力的计算校平与整形力主要取决于材料的力学性能、板料的厚度等因素。P=Ap式中 P校平、整形力，N；A 校平、整形面积， p单位压力，Mpa, 查冲压模具简明设计手册表5.34 查得 p=80Mpa P=726380=561（KN） 根据冲压合力预选J2380的曲柄压力机8.5 模具的选择校平模有两种，即平面校平模与带齿校平模。1、平面校平模材料较薄，表面不允许有齿痕的工件，应用平面校平模。由于平面校平模单位压力较小，校平后仍有相当大的回弹，效果不好，故主要用于平面度要求不高、由软金属制成的小型工件。为消除压力机台面与滑块面平行度误差的影响，通常采用浮动上模。2、带齿校平模分细齿和粗齿两种。对于材料较厚t=315mm,平直度要求较高且表面上容许有细痕的工件用细齿模。齿形用正方形或菱形，齿的高度h=0.866l,两排齿之间的距离为l=(11.2)t,齿尖角度。当不允许有压痕时，用粗齿校平模，粗齿校平模适用于材料厚度在0.30.8mm的工件，以及有色金属材料（如铝、青铜、黄铜等）。齿高h=(0.430.61)t,并且有较宽的平面。用带齿校平模校平有孔工件时，应注意在模具上对应孔的周围要去掉齿形，以免压坏孔。根据综合考虑选择平面校平模。8.6 整形工艺特点整形一般用于弯曲、拉深等成形工序之后。对弯曲件的回弹，以及拉深制件受凸模或凹模圆角半径的限制，不能达到较小的圆角半径时，可使用整形模使其达到较准确的尺寸和形状。整形模具与一般模具相似，只是工作部分的定形尺寸精度较高，粗糙度要求更低，圆角半径和间隙值都较小。整形时，必须根据制件形状的特点和精度要求，而正确的选定产生塑性变形的部位、变形的大小和恰当的应力状态。弯曲件的镦校整形所得到的制件尺寸精度较高，是目前采用的一种校形方法，但是，对于带有孔的弯曲件或宽度不等的弯曲件，不宜采用，因为镦校时易使孔产生变形拉深件负间隙整形拉深模的间隙可取（0.90.95）t。（t为材料厚度）。这种整形方法，可以把整形工序与最后一道拉深工序结合成一道工序完成。结束语接触环成型过程包括冲裁、弯曲、拉伸等多个工序。工件较复杂，通过对该零件的工艺分析，工序方案的确定，要加工出零件，是需要多副模具加工成型的，按照要求设计并绘制了其中两幅模具的装配图。首先通过分析冲压件的工艺性确定方案。经分析，成型该零件需要6道工序，首先依次选择了落料冲孔复合膜，弯曲模，拉伸模，卷缘模，切舌模，校平整形模。然后进行工艺计算，并选择设计各模具结构件。这些设计综合了我们所学的模具知识，并让我们将所学的知识加以整合运用且更加熟悉模具。此次毕业设计让我感觉，要设计出一副合理的优秀的模具并不简单，要有丰富的理论与实践经验，考虑的问题还需要更深更远，就我们现在所掌握的还
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