本文的主要内容是分析它的工艺性并设计它的冲压模具。首先根据该零件的结构特点和所用材料特点进行工艺分析和工艺计算，进而确定出工艺方案。确定的工艺方案中选用三套模具：第一套是落料拉深复合模具，第二套是二次拉深模具，最后一套为切边模具;然后根据工艺计算对模具的具体结构和所需各个零件进行设计和选择，通过计算各所需力，初选用压力机为开式压力机J23-6.3，其公称压力为63KN；最后在计算机上用CAD绘图软件画出所有的总装图和零件图，并标注各个零件的尺寸，技术要求及其制造标准。设计过程中参考了各种文献资料和技术标准。

关键词：冲压模具；工艺分析；模具设计

Typical Stampings Computer-aided Process and Designing of Dies

ABSTRACT

The subject deals with some forms of pressing process of conductive ire joint—that is an important item of NZJ50. The item’s material is steel 08. Thickness is 0.3mm.The item is subjected to a great quantity of production. The size precision is normal.

The important content is that ：We design dies basing on the item’s characteristic and practical necessity. By proper technical analysis and technical calculation, we work out three kinds of designing project. Comparing these projects，we select the best project of all. The project includes three sets of dies，the first one is a blanking-drawing compound die, and the other one is a second-drawing die，and the last one is a cutting die. It is efficient and the structure is not complex. Then calculate the pressure of each proce, and choose proper press machine(here the choice is J23-6.3,a kind of gap-frane press). Choose standard items and design other items. At last, draw them all in computer by CAD, which is a program basing on drawing. And give clear indication of standard to manufacture. The designing process refers to some technical standards, and other reference books.

Key words: stamping die；technical analysis；die designing

1前言

1.1课题的特点及研究意义

随着科学技术的不断发展，加工技术不断深化，加工件的精度日益提高，近年来模具的制造也得到长足的进步。至今，我国模具制造行业的产值已超过机床工业。有关板料冲压技术方面的问题愈来愈为人们所关注，相应的冲压工艺理论的研究及冲压机理的探讨也随之不断深化，如何从冲压工序基本应力与变形状态的分析着手，改善冲件的质量精度，并提高模具的寿命也就显得愈为重要。冲压、锻造、压铸、注塑、挤压、旋压等材料加工工艺属于少无切削加工工艺，该类成形工艺方法与切削加工相比，具有生产效率与材料利用率高、产品质量与稳定性好、能耗与成本低等显著特点，因而在电子信息、仪器仪表、交通、轻工、家电等行业中得到广泛应用。因此，模具是现代加工制造业规模生产不可或缺的工艺装备，材料成形工艺与模具在产品生产的各行各业中发挥着极其重要的作用。在现代机械制造中，模具设计己成为国民经济中一个非常重要的行业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电了和航天等行业中尤显重要。

本课题研究的是NZJ50耐张接头的重要零件——导线包头的成形工艺，该件较小且薄，模具中零件布置较难，成形难度大，所需工序多，生产批量大，要求效率高。结构形式如图1.1所示。传统的导线连接是采用压接或炸接的方法，工艺比较复杂，劳动强度大，通常连接一个接头需要花费十几分钟，甚至是几个小时，费时又费力，为了解决这一难题，联合开发的快速导线连接管和耐张接头是输电线路连接器材的更新换代产品，该产品可有效地提高导线连接效率，由几十分钟缩短为几分钟，大大降低了劳动强度和生产成本，特别是因突发事件造成停电事故的抢修中，能迅速排除故障，正常供电，取得良好的社会效益和经济效益。

全部文件.gif

零件图.jpg

切边模具装配图-A1.gif

落料拉伸复合模具装配图-A0.gif

二次拉伸模具装配图-A1.gif

二次拉伸凸模-A4.gif

二次拉伸凹模-A4.gif

内容简介：: 山东建筑大学典型冲压件计算机辅助工艺和模具设计姓名王玉静指导教师任国成主要内容设计任务工艺分析及计算模具设计结论设计任务本设计课题研究的是NZJ50耐张管接头中的一个重要零件导线包头主要任务分析它的工艺性并设计它的冲压模具最后在计算机上用CAD绘图软件画出所有的总装图和零件图工艺分析及计算冲压件的工艺分析该零件为带凸缘筒形件要求内形尺寸材料工艺性较好没有厚度改变的要求其零件如下图所示工艺方案的确定该零件属于大批量生产尺寸精度要求一般经分析确定工艺方案为落料拉伸二次拉伸切边修整计算毛坯尺寸因该零件为圆筒形带凸缘形状确定该零件毛坯形状为圆形求毛坯直径时需用形心法经计算毛坯直径R 18 1mm 排样根据冲件的几何形状选择有废料排样其搭边值及排样如下图所示 a1 1 2mm a2 1 5mm 拉深次数的确定为保证零件能完整成形应判断该件能否一次拉深成形经计算该零件需两次拉深成形其拉深系数m1 0 71 m2 0 87 模具设计落料拉深复合模具经分析该模具采用顺装式复合模具凸凹模装在上模上凸凹模采用分开加工的方法适用于圆形或形状简单的冲裁件其总装图如下图所示落料拉深复合模具总装图二次拉伸模具总装图切边模具该工序可以看为前两道工序后的修整工序因此要根据二次拉深后的零件尺寸来确定该模具工作部分尺寸其总装图如下图所示切边模具总装图结论在设计过程中通过工艺分析和工艺计算得出以下几点一要考虑板料在拉深过程中产生的主要破坏形式是凸缘起皱和筒壁与底部外圆角相接处的板料破坏应采取相应措施选择合理的拉深系数二压力机的选择应满足模具闭合高度以及模具冲裁力的的要求谢谢各位老师请老师们给予批评与指正山东建筑大学毕业设计（论文）任务书班级材本034学生姓名王玉静指导教师任国成设计（论文）题目典型冲压件计算机辅助工艺和模具设计设计（论文）原始参数设计（论文）工作内容对NZJ50耐张管接头的重要零件导线包头的成形过程进行研究，分析其工艺性，进行工艺计算确定模具总体方案，制定落料拉伸成形工艺的工艺流程。该课题的主要研究内容如下：根据给定的零件图进行工艺分析并确定工艺实现方案，设计落料拉伸成形模具二次拉伸模具及其切边模具，画出模具装配图与主要零件图。撰写设计计算说明书。设计（论文）工作基本要求1. 文献综述要查阅一定的资料，反映出该研究方向发展的前沿并能提出研究的内容，该部分不少于3000字。2. 熟悉工艺实现路径，能够根据具体的零件图进行工艺分析及模具设计。3. 具有较好的绘图能力，能够正确的绘制模具总装图以及零件图。4. 毕业设计要简洁并能概括论文的工作。5. 论文不少于20000字，文字通畅。主要参考资料及文献1. 与设计课题有关的教材、专著等，如冲压模具设计、冲压成型工艺等；2近五年来在各类期刊杂志上发表的与课题相关的中外学术专著；3模具图册，国家标准等资料。教务处制指导教师（签字）：教研室主任（签字）：院系主任（签字）：2厂冷冲压工艺卡片标记产品名称NZJ50耐张管接头的导线包头文件代号车间零件名称NZJ50耐张管接头的导线包头共 1 页第1页材料名称牌号08号钢剪后毛坯1.5*69*1800每条件数27个形状尺寸0.3*600*1200每张件数351个消耗定额0.054kN零件送来部门每条工料工种冲钳总计零件送往部门装配工段每产品零件数8工时工序工序说明加工草图设备模具工具量具每小时生产量单件定额（分）工人数量备注型号名称名称图号名称编号0剪床下料1落料与首次拉深63kN 压力机落料拉深复合模2二次拉深63kN 压力机拉深模3切边63kN 压力机切边模45678检验设计：王玉静校对：审核：批准：更改标记处数文件号签字日期山东建筑大学毕业设计开题报告班级：材本034 姓名：王玉静论文题目典型冲压件计算机辅助工艺和模具设计一、选题背景和意义在现代机械制造中，模具设计己成为国民经济中一个非常重要的行业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电了和航天等行收中尤显重要。传统的导线连接是采用压接或炸接的方法，工艺比较复杂，劳动强度大，通常连接一个接头需要花费十几分钟，甚至是几个小时，费时又费力，为了解决这一难题，联合开发的快速导线连接管和耐张接头是输电线路连接器材的更新换代产品，该产品可有效地提高导线连接效率，由几十分钟缩短为几分钟，大大降低了劳动强度和生产成本，特别是因突发事件造成停电事故的抢修中，能迅速排除故障，正常供电，取得良好的社会效益和经济效益。本课题研究的是NZJ50耐张接头的重要零件导线包头的成型工艺，该件较小且薄，模具中零件布置较难，成型难度大，所需工序多，生产批量大，要求效率高。二、课题关键问题及难点本设计课题研究的是NZJ50耐张管接头中的一个重要零件-导线包头的成形过程，根据该零件所用材料的特点和结构特点进行工艺分析和工艺计算,最终确定出工艺方案。设计落料拉伸成形模具,二次拉伸模具及其切边模具,画出模具装配图与主要零件图。通过调研收集冲压模具设计的有关资料，并参考国内外文献对NZJ50导线包头成型过程进行分析，模具总体方案的研究论证，确定冲压工艺方案，制定冲压工艺过程，进行冲压计算和模具总体方案设计，绘制出模具装配图及全部零件图，最终掌握冲压模具的设计方法，设计过程，掌握国家有关标准。难点:1、分析其工艺性并设计一套落料拉伸模具二次拉伸模具及其切边模具。2、在工艺分析过程中要考虑板料在拉伸过程中产生的主要破坏形式是：凸缘起皱和筒壁与底部外圆角相接处的板料破坏，采取相应措施，选择合理的拉伸系数。关键词：冲压模具工艺分析复合模具装配图三、调研报告（或文献综述）随着科学技术的不断发展，加工技术不断深化，加工件的精度日益提高，近年来模具的制造也得到长足的进步。至今，我国模具制造行业的产值已超过机床工业。有关板料冲压技术方面的问题愈来愈为人们所关注，相应的冲压工艺理论的研究及冲压机理的探讨也随之不断深化，如何从冲压工序基本应力与变形状态的分析着手，改善冲件的质量精度，并提高模具的寿命也就显得愈为重要。冲压、锻造、压铸、注塑、挤压、旋压等材料加工工艺属于少无切削加工工艺，该类成型工艺方法与切削加工相比，具有生产效率与材料利用率高、产品质量与稳定性好、能耗与成本低等显著特点，因而在电子信息、仪器仪表、交通、轻工、家电等行业中得到广泛应用。因此，模具是现代加工制造业规模生产不可或缺的工艺装备，材料成型工艺与模具在产品生产的各行各业中发挥着极其重要的作用。我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5现在已达23。不久，精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在以下，这就要求发展超精加工。我国模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期，今后在不同领域将得到发展和应用。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，6080的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年，国内汽车年产量为183万辆，。保有量为1500万辆，预计到2005年汽车年产量将达300万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到2005年汽车行业将需要各种塑料件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。四、方案论证本设计课题研究的是NZJ50耐张管接头中的一个重要零件-导线包头的形成过程，分析其工艺性，进行工艺计算确定模具总体方案，零件所用材料为08钢,厚度为 0.2mm,属于大批量生产,尺寸精度要求一般,设计过程中参考了各种文献资料和技术标准。首先,根据该零件所用材料的特点和结构特点进行工艺分析和工艺计算,最终确定出两种工艺方案。1、三套模具：一套落料拉伸复合模，一套二次拉伸模，一套切边模。 2、两套模具：一套落料拉伸复合模，一套二次拉伸切边模具。然后，对模具的具体结构和所需零件进行设计和选择.并通过计算各所需的力,选择合适的压力机。最后，在计算机上用AutoCAD绘图软件画出总装图和主要零件图,并且标注零件的尺寸以及技术条件和制造标准。五、进度安排12周查阅有关资料,调研,写出开题报告。34周毕业实习。56周查阅相关毕业设计相关资料，进行设计前的准备工作。78周进行相关计算，设计第一套模具910周进行相关计算，设计第一套模具1112周设计第二套模具1314周设计第三套模具。1516周整理相关资料，进行毕业设计说明书的编写。 1718周提交设计说明书电子版，制作POWERPOINT幻灯片，准备答辩六、指导教师意见签字：年月日七、教研室（或开题审查小组）意见签字：年月日5山东建筑大学毕业设计说明书目录摘要ABSTRACT1 前言1.1 课题的特点及研究意义11.2 模具发展行业的研究现状11.3 课题设计思路及研究内容22 工艺分析及计算2.1 引言32.2 冲压件工艺分析32.3 冲压件工艺方案的确定32.4 冲压件工艺计算42.4.1 修边余量的确定42.4.2计算毛坯直径42.4.3 排样及搭边72.4.4 拉深次数的确定72.4.5 拉深凹模圆角的确定83 模具设计3.1 落料拉深模具设计93.1.1 落料拉深凸凹模结构的确定及有关尺寸的计算93.1.2 落料凹模结构的确定103.1.3 拉深凸模结构的确定及有关尺寸的计算113.1.4 拉深凹模结构形式的选择123.1.5 其他零件的选择133.1.6 闭合高度的计算143.1.7 冲裁力的计算及压力机的选择153.1.8 模具总装图183.2 二次拉伸模具设计193.2.1 拉深凸模和凹模结构的确定及有关尺寸的计算193.2.2 确定是否使用压边圈203.2.3 其他零件的选择203.2.4 闭合高度的计算223.2.5 拉深力的计算及压力机的选择223.2.6 模具总装图233.3 切边模具设计233.3.1 切边凸模结构的确定及有关尺寸的计算233.3.2 切边凹模结构的确定及有关尺寸的计算233.3.3 废料切刀233.3.4 上下模座及导柱导套的选择243.3.5 闭合高度的计算243.3.6 切边力的计算及压力机的选择263.3.7 模具总装图274 结论29谢辞30参考文献31本科毕业设计说明书题目：典型冲压件计算机辅助工艺和模具设计院（部）：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程班级：材本034姓名：王玉静学号： 2003091094指导教师：任国成完成日期： 2007年6月20日山东建筑大学毕业设计说明书目录摘要ABSTRACT1 前言1.1 课题的特点及研究意义11.2 模具发展行业的研究现状11.3 课题设计思路及研究内容22 工艺分析及计算2.1 引言32.2 冲压件工艺分析32.3 冲压件工艺方案的确定32.4 冲压件工艺计算42.4.1 修边余量的确定42.4.2计算毛坯直径42.4.3 排样及搭边72.4.4 拉深次数的确定72.4.5 拉深凹模圆角的确定83 模具设计3.1 落料拉深模具设计93.1.1 落料拉深凸凹模结构的确定及有关尺寸的计算93.1.2 落料凹模结构的确定103.1.3 拉深凸模结构的确定及有关尺寸的计算113.1.4 拉深凹模结构形式的选择123.1.5 其他零件的选择133.1.6 闭合高度的计算143.1.7 冲裁力的计算及压力机的选择153.1.8 模具总装图183.2 二次拉伸模具设计193.2.1 拉深凸模和凹模结构的确定及有关尺寸的计算193.2.2 确定是否使用压边圈203.2.3 其他零件的选择203.2.4 闭合高度的计算223.2.5 拉深力的计算及压力机的选择223.2.6 模具总装图233.3 切边模具设计233.3.1 切边凸模结构的确定及有关尺寸的计算233.3.2 切边凹模结构的确定及有关尺寸的计算233.3.3 废料切刀233.3.4 上下模座及导柱导套的选择243.3.5 闭合高度的计算243.3.6 切边力的计算及压力机的选择263.3.7 模具总装图274 结论29谢辞30参考文献31- 31 -摘要本设计课题研究的是NZJ50耐张管接头中的一个重要零件导线包头，材料为08钢，厚度为0.3mm，属于大批量生产尺寸精度要求一般。本文的主要内容是分析它的工艺性并设计它的冲压模具。首先根据该零件的结构特点和所用材料特点进行工艺分析和工艺计算，进而确定出工艺方案。确定的工艺方案中选用三套模具：第一套是落料拉深复合模具，第二套是二次拉深模具，最后一套为切边模具;然后根据工艺计算对模具的具体结构和所需各个零件进行设计和选择，通过计算各所需力，初选用压力机为开式压力机J23-6.3，其公称压力为63KN；最后在计算机上用CAD绘图软件画出所有的总装图和零件图，并标注各个零件的尺寸，技术要求及其制造标准。设计过程中参考了各种文献资料和技术标准。关键词：冲压模具；工艺分析；模具设计 Typical Stampings Computer-aided Process and Designing of DiesABSTRACTThe subject deals with some forms of pressing process of conductive ire jointthat is an important item of NZJ50. The items material is steel 08. Thickness is 0.3mm.The item is subjected to a great quantity of production. The size precision is normal.The important content is that ：We design dies basing on the items characteristic and practical necessity. By proper technical analysis and technical calculation, we work out three kinds of designing project. Comparing these projects，we select the best project of all. The project includes three sets of dies，the first one is a blanking-drawing compound die, and the other one is a second-drawing die，and the last one is a cutting die. It is efficient and the structure is not complex. Then calculate the pressure of each proce, and choose proper press machine(here the choice is J23-6.3,a kind of gap-frane press). Choose standard items and design other items. At last, draw them all in computer by CAD, which is a program basing on drawing. And give clear indication of standard to manufacture. The designing process refers to some technical standards, and other reference books.Key words: stamping die；technical analysis；die designing山东建筑大学毕业设计说明书1前言1.1课题的特点及研究意义随着科学技术的不断发展，加工技术不断深化，加工件的精度日益提高，近年来模具的制造也得到长足的进步。至今，我国模具制造行业的产值已超过机床工业。有关板料冲压技术方面的问题愈来愈为人们所关注，相应的冲压工艺理论的研究及冲压机理的探讨也随之不断深化，如何从冲压工序基本应力与变形状态的分析着手，改善冲件的质量精度，并提高模具的寿命也就显得愈为重要。冲压、锻造、压铸、注塑、挤压、旋压等材料加工工艺属于少无切削加工工艺，该类成形工艺方法与切削加工相比，具有生产效率与材料利用率高、产品质量与稳定性好、能耗与成本低等显著特点，因而在电子信息、仪器仪表、交通、轻工、家电等行业中得到广泛应用。因此，模具是现代加工制造业规模生产不可或缺的工艺装备，材料成形工艺与模具在产品生产的各行各业中发挥着极其重要的作用。在现代机械制造中，模具设计己成为国民经济中一个非常重要的行业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电了和航天等行业中尤显重要。本课题研究的是NZJ50耐张接头的重要零件导线包头的成形工艺，该件较小且薄，模具中零件布置较难，成形难度大，所需工序多，生产批量大，要求效率高。结构形式如图1.1所示。传统的导线连接是采用压接或炸接的方法，工艺比较复杂，劳动强度大，通常连接一个接头需要花费十几分钟，甚至是几个小时，费时又费力，为了解决这一难题，联合开发的快速导线连接管和耐张接头是输电线路连接器材的更新换代产品，该产品可有效地提高导线连接效率，由几十分钟缩短为几分钟，大大降低了劳动强度和生产成本，特别是因突发事件造成停电事故的抢修中，能迅速排除故障，正常供电，取得良好的社会效益和经济效益。1.2 模具发展行业的研究现状我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5m现在已达2-3m。不久，1m精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在1m以下，这就要求发展超精加工我国模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成形零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期，今后在不同领域将得到发展和应用。图1.1 导线包头的结构形式1.3 课题设计思路及研究内容本社计课题研究的是NZJ50耐张管接头中的一个重要零件-导线包头的成形过程。首先要通过工艺分析及工艺计算确定概零件成形的工艺方案。然后根据工艺方案，分别设计选择各个零部件，最后设计其总装图，并在CAD上分别画出零件图和总装图。最后根据设计过程写出毕业设计说明书。零件图如图1.1所示。2 工艺分析及计算2.1 引言冲裁工件的工艺性，是指冲裁工件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的形状、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等是否符合冲裁工艺的要求。冲裁工件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大影响。一般情况下，对冲裁工件工艺影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁件工艺性应能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁工件的制造成本。冲裁工艺对工件几何形状的要求：（1）冲裁工件的形状尽可能对称、简单和便于实现无废料与少废料排样。（2）除无废料冲裁或镶拼结构外，应避免尖角，在各直线或曲线的连接处，应用适宜的圆角过度。（3）冲裁件的悬臂或窄槽不宜太长或太窄，否则会降低模具寿命。（4）对腰圆形冲裁件，若圆弧半径R1/2B（B为料宽），则可采用少废料排样，反之就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。2.2 冲压件工艺分析该零件为带凸缘筒形件，要求内形尺寸，通过拉深可达到图样要求，零件要求内形尺寸，料厚0.3mm，材料为08钢，材料工艺性较好，没有厚度改变的要求。零件形状简单对称，底部圆角r=5mmt，满足拉深圆角要求，凸缘圆角r=1mm，查冲压手册得凹模圆角最小为2.5mm。通过加工后的整形来满足零件圆角处的要求。零件图上未标注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804-2000规定的IT14级精度。2.3 冲压件的工艺方案的确定该零件属于大批量生产，尺寸精度要求一般，因不注重实用性，所以采用复合模具较为经济，根据该零件所用材料的特点和结构特点进行工艺分析和工艺计算经分析最终确定出两套工艺方案：(1)三套模具:一套落料拉深模具，一套二次拉深模具，一套切边模具。(2)两套模具:一套落料拉深模具，一套二次拉深切边模具。从制作模具的复杂程度分析和零件生产的批量来考虑，第一套方案较为实用。零件属大批量生产，工艺性较好，落料拉深是典型的复合模具，效率较高，若后两道工序也采用复合模具，虽效率较单工序高，但模具制造复杂，增加制造成本。因此确定该零件的工艺方案为落料拉深复合模具，二次拉深模具以及切边模具，由四个工序三套模具来完成。2.4 冲压件工艺计算2.4.1 修边余量的确定一般拉深件在拉深成形后，工件口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，以达到工件的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再进行计算。因该零件为圆筒形带凸缘形状如图2.2所示，因此确定该零件毛坯形状为圆形。图2.2 零件图的结构形式根据d凸/d=1.01 d凸为零件凸缘直径11.9mm； d为零件拉伸部分外径尺寸为11.6mm。查冷冲压模具设计与指导表3.1查得该拉深件的修边余量为=1.8mm。2.4.2 计算毛坯直径形状复杂的旋转体拉深件，求毛坯直径时需用形心法,即任何形状的母线绕旋转旋转，所得到的旋转体面积等于母线长度l与其重心绕轴线旋转所得周长2x的乘积（x是该段母线重心至轴线的距离），即旋转体的表面积为 F=2lx (2.4a) x= (2.4b)如图2.3所示：图2.3 旋转体母线由以上分析，由零件图的结构特点将零件分为五部分计算其毛坯面积。(一)半径为5的圆弧由图2.4可求出cosa=0.9/5图2.4 圆弧角度计算简图可得：a=arcos0.65 =79.63由公式(2.4b)可求得x=3.54mm，由公式(2.4a)可求得：F1=154.41mm2(二)半径为1的凸缘处凹形球环由图2.5求得角：cos=0.65/1可得：=arcos0.65=49.46这部分用规则形状面积公式： F2=(dl-2rh) (2.4c) l= (2.4d) h=rsin (2.4e)其中d=13.2mm所以由以上公式可得：F2=30.87mm2。图2.5 凸缘处圆角计算简图(三)直径为11.2mm的圆筒形其面积由规则面积公式： F3=rrh (2.4f)其中r=11.2/2=5.6mm； h=13.35-0.76-5sin79.63=7.67mm。所以F3=755.27mm2。(四)底部直径为3mm的圆形F4=rr (2.4.g) =7.065mm2(五)凸缘部分面积F5=r1r1-r2r2 (2.4h)其中r1=15.5/2=7.75mm；r2=11.9/2=5.95mm。所以F5=77.43mm2。由以上五部分面积可得该毛坯面积为： F=F1+F2+F3+F4+F5 (2.4i) =1025.045mm2该毛坯直径为R=18.1mm。2.4.3 排样及搭边排样是指冲件在条料带料或板料上布置的方法，根据冲件的几何形状，选择有废料排样。查冷冲压模具设计指导表2.18取搭边值a1=1.2,a2=1.5。排样如图2.6所示：图2.6 排样图条料宽度B=D+2a1 =23mm其中D=20mm查未注公差尺寸的零件偏差可得上偏差0，下偏差-0.52。2.4.4 拉深次数的确定拉深有凸缘圆筒形件时，不能用无凸缘筒形件的首次拉深系数，因为无凸缘筒形件拉深时是将凸缘部分全部变成工件的侧表面，而有凸缘拉深时，相当于无凸缘拉深的中间阶段。因此要判断能否一次拉深成形。材料相对厚度：t/D=0.3/20100=1.66凸缘相对直径：d凸/D=15.5/20 =0.86r/t=5/0.3=17查冷冲压模具设计指导表7.1可得m1=0.65实际拉深系数：m=d/D=11.2/20=0.62因m1m，所以该零件不能一次拉深成形。取m1=0.65，m2=0.80则：d1=m1D=0.6520 =11.77mm， d2=m2d1=0.8011.77 =9.41mmd=11.2mm。拉深系数的修正：修正系数k=1.09所以m1=0.71,m2=0.87d1=13mm,d2=11.2mm。拉深高度的确定：首次拉深高度：h1=0.25/d1 (D2-dt2)+0.43(r1+R1)+0.14/d1 (r12-R12) (2.4g)式中d1首次拉深直径13mm； D毛坯直径20mm； dt凸缘直径15.5mm。由上式可算得首次拉深高度h1=7mm，二次拉深高度h2=13.35mm。2.4.5 拉深凹模圆角的确定最小凹模圆角半径R=(106)t =31.8mm，所以取凹模最小圆角半径为2mm。凹模底部圆角半径R=(1520)t =4.56.6mm，取凹模底部圆角半径为5mm。3 模具设计3.1 落料拉深复合模具设计3.1.1 落料拉深凸凹模结构的确定及有关尺寸的计算采用顺装式复合模具，凸凹模装在上模上，采用如图3.1所示的结构形式：图3.1 落料拉伸凸凹模顺装式复合模具最小壁厚参考冷冲压模具设计指导表2-27,为1.4mm，最小冲裁直径为D=15mm，根据冲裁部分尺寸，选取D=20mm，其制造公差为0.010mm，凸凹模厚度B=40mm。凸凹模采用分开加工的方法，适用于圆形或形状简单的冲裁件，为保证一定间隙，模具制造公差必须满足下列条件： p+dZ2-Z1落料时，制件半径为20mm，查冲压工艺设计表3-16得凸模制造公差p=0.01,凹模制造公差d=0.02mm,Z2=0.05mm,Z1=0.01mm。满足要求。落料凸凹模尺寸计算： Dp=(D-x-Zmin)0-0.01 (3.1a) Dd=(D-x)0+0.02 (3.1b)其中，Dp凸模的基本尺寸； Dd凹模的基本尺寸； D制件的最大外形尺寸13mm； x系数，查冲压工艺设计表3-14得x=0.75；制件制造公差，根据冷冲压模具设计与指导冲裁件及拉伸件未标注公差表8-18，可得=0.1。计算得Dp=210-0.01，Dd=19.60+0.02。3.1.2 落料凹模结构的确定经分析落料凹模选用如图3.2所示，该形式适用于冲制薄件及尺寸不大的模具，也适用于把冲件或废料逆冲压方向推出的形状简单的冲裁模。图3.2 落料凹模凹模尺寸的确定：凹模厚度：Hd=kb15 (3.1c) =17.05mm其中 k系数，查冷冲压模具设计与指导表2-24取k=0.3； b制件的最大外形尺寸，b=56.834mm。为计算方便取Hd=20mm。凹模壁厚：c=(1.52)Hd (3.1d) =25.5834.1mm取c=30mm。凹模长度： B=D+2C (3.1e) =20+230=80mm凹模阶梯高度h查冷冲压模具设计与指导表3-18，h4mm时，取h=5mm。3.1.3 拉深凸模结构的确定及有关尺寸的计算拉深凸模的结构形式选择如下（图3.3）：图3.3 拉伸凸模当拉深后的冲件从凸模上脱下时，由于受空气的压力而紧紧包住凸模致使工件不容易脱下，因此通常需在凸模上开有通气孔。通气孔高度h1应大于冲件的高度h，一般取：h1=h+(510) (3.1f) =13.35+7 =20.35mm为方便计算取h1=21mm。通气孔直径由冲压工艺与模具设计表10.1查得：d=3mm拉深模具工作部分尺寸的选取:拉深件未注公差尺寸的偏差查冷冲压模具设计与指导冲裁件及拉伸件未标注公差得:130-0.43 11.2+0.430 R50-0.30由公式(3.1a)和(3.1b)可得：Dp=(D-x-2z)0-Dd=(D-x) 0+其中 Dp凸模的基本尺寸； Dd凹模的基本尺寸；D制件的最大外形尺寸13mm；制件制造公差，根据冲裁件及拉深件未标注公差，查表8-18可得=0.43；pd凸凹模制造公差，查冲压工艺设计表3-16可得p=0.01，d=0.02；z拉深模单边间隙首次拉伸时z=1.1t=0.33mm，二次拉深z=(11.05)t=0.30.315mm,取z=0.3。由上式可计算得Dp=11.940-0.02，Dd=12.60+0.02。3.1.4 拉深凹模结构形式的选择毛坯在拉深过程中，其相对厚度约小，毛坯抗失稳性越差，越容易起皱；相对厚度越大，越稳定，越不容易起皱。拉伸时，对较薄的材料，为防止起皱，常采用压边圈压住毛坯，判断拉深时毛坯是否会起皱，即是否采用压边圈，是个相当复杂的问题，在处理生产中的实际问题时，可按冷冲压模具设计指导表11.1近似判断。经分析该零件拉深需采用压边圈。凹模刃口采用如下形式：图3.4拉伸凹模刃口形式3.1.5 其他零件的选择(一)上下模座及导柱导套的选择根据凹模周界的尺寸确定其尺寸分别为：上模座 LBh1=1008030mm；下模座 LBh2=1008040mm；导柱 dL=20130mm；导套 dLD=207028mm。上下模座采用后侧导向装置，其结构如图3.5所示：图3.5 上模座结构尺寸图导柱导套采用滚动形式，为标准件。(二)弹性卸料板弹性卸料板的结构尺寸如图3.6所示卸料板与凸模之间应留有0.5mm的单边间隙，以便保证卸料板与凸模之间的配合。弹性卸料板与凸模间的间隙为材料厚度的0.10.2倍，卸料板厚度取10mm，长度为120mm，宽为80mm。(三)压边圈为防止拉深时材料起皱，应采用压边圈，其结构形式如图3.7所示。(四)挡料销选用台阶式固定挡料销结构形式及尺寸如图3.8所示。图3.6弹性卸料板图3.7压边圈(五)推件块推件块的结构形式及尺寸如图3.9所示。其余零件均参考国家标准形式进行设计。3.1.6 模具闭合高度的计算模具的闭合高度是指滑块在下死点及模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模下平面之间的距离。通过以上计算可算出该落料复合模具的闭合高度为：H=上模座厚度+凸凹模厚度+卸料板厚度+下模座厚度 =130mm。冲模的闭合高度H应该介于压力机的最大装模高度Hmax和最小装模高度Hmin之间，满足下式： Hmax-5mmH Hmin (3.1g)图3.8挡料销图3.9推件块3.1.7 冲裁力的计算及压力机的选择为了合理设计模具及压力机设备的选用，必须计算冲裁力。落料力 F=klt=lt (3.1h) =6820N其中 l冲裁件周长，l=2r=23.1410=62.8mm； t材料厚度，t=0.3mm；材料的抗拉强度，取=400MPa。卸料力、推件力和顶件力一般采用经验公式进行计算。卸料力 F1=K1F (3.1i) =341N其中 K1经查冷冲压模具设计指导表5.2取0.05； F落料力。顶件力 F2=K2F (3.1j) =545.6N其中 K2经查冷冲压模具设计指导表5.2取0.08； F落料力。推件力 F3=K3F (3.1k)=442.3N其中 K3经查冷冲压模具设计指导表5.2取0.065。拉深力的计算：拉深力 F4=dtk (3.1l) =2743N其中 d首次拉深直径为13m； t料厚0.3mm；材料抗拉强度400MPa。压边力 F5=/4DD-(d+2r)p (3.1m) =90.06N其中 D直径20mm； d首次拉深直径13mm； r凹模圆角半径2mm； p单位压边力2.5MPa。冲裁与拉深不同时进行，因此以落料力为基准选择压力机，计算总压力时只加与落料同时进行的力。所以：F总=6820N因此初选压力机设备为J236.3，其各主要参数如下：公称压力/KN 63滑块行程/mm 35滑块行程次数（次/mm） 170最大封闭高度 150mm封闭高度调节量 35mm滑块中心线至床身距离 110mm立柱距离/mm 150工作台尺寸/mm 前后 200左右 310工作台孔尺寸/mm 前后 110 左右 160直径 140垫板尺寸/mm 厚度 30模柄孔尺寸/mm 直径 30 深度 55床身最大可倾角 453.1.8 模具总装图模具总装图及其明细表见图3.10及表3.1。图3.10 落料拉伸复合模具表3.1 明细表17NZJ0701-11凸模1T10A56-6016NZJ0701-10压边圈1T8A淬火15NZJ0701-09凹模1T10A58-6214NZJ0701-08弹性卸料板1Q23513NZJ0701-07推件块145淬火12NZJ0701-06凸凹模1T10A58-6211GB699卸料螺钉445淬火续表3.110GB699螺钉845淬火9NZJ0701-05推杆14543-488NZJ0701-04凸缘模柄1Q2357GB699螺钉445淬火6NZJ0701-03圆柱销245淬火5NZJ0701-02挡料销145淬火4NZJ0701-01上模座1HT2003GB1222弹簧445Mn淬火2GB699导套207028220渗碳1GB699导柱20130220渗碳序号代号名称数量材料备注3.2 二次拉深模具设计3.2.1 拉深凸凹模结构的确定及有关尺寸的计算参照首次拉深凸凹模设计，二次拉深凸凹模结构形式采用与首次拉深时相同的结构，只须计算其工作部分的尺寸。由公式(3.1a)和(3.1b)可得：Dp=(D-x-2z)0-Dd=(D-x)0+其中Dp凸模的基本尺寸； Dd凹模的基本尺寸；D制件的最大外形尺寸11.2mm；制件制造公差，根据冲裁件及拉深件未标注公差，查冷冲压模具设计指导表8-18可得=0.43；pd凸凹模制造公差，查冲压工艺设计表3.16可得p=0.01，d=0.02；z拉深模单边间隙，二次拉深z=(11.05)t=0.30.315mm,取z=0.3。计算得Dp=10.30-0.01mm，Dd=10.88+0.020。其结构形式如图3.11及图3.12所示：图3.11 拉伸凹模图3.12 拉伸凸模3.2.2 确定是否使用压边圈由上套模具分析，查表可确定该次拉深也需使用压边圈。其结构尺寸如图3.13所示。其结构尺寸是由首次拉深后零件的尺寸来确定的。3.2.3 其他零件的选择(一)上下模座及导柱导套的选择图3.13 压边圈上下模座及导柱导套均选用与上套模具相同的结构形式，采用后侧导向装置，导柱导套采用滚动形式。根据凹模周界的尺寸确定其尺寸分别为：上模座 LBh1=1008030mm；下模座 LBh2=1008040mm；导柱 dL=20130mm；导套 dLD=207028mm。其结构形式如图3.14所示。图3.14 下模座(二)推件块拉深工序完成后，零件容易被挤在凹模腔内，因此需一个推件装置，其结构形式如下，其结构尺寸根据二次拉深后零件的尺寸确定，保证推件块能起到推件作用，推件块与凹模之间应留有0.3mm的间隙，以便保证配合具体结构见图3.15。图3.15 推件块其余零件均按照国家标准形式进行设计。为了使压边力保持均衡和防止压边圈将毛坯压得过紧，采用限位螺钉。3.2.4 模具闭合高度的计算模具的闭合高度是指滑块在下死点及模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模下平面之间的距离。通过以上计算可算出该落料拉伸复合模具的闭合高度为：H=上模座厚度+凹模厚度+压边圈厚度+下模座厚度=130mm冲模的闭合高度H应该介于压力机的最大装模高度Hmax和最小装模高度Hmin之间，满足下式： Hmax-5mmHHmin3.2.5 拉深力的计算和压力机的选择为合理选择压力机，必须计算拉深力：F1=dt (3.2a)计算得F1=4220N。通过计算所得的闭合高度和拉伸力的大小因此初选压力机设备为J236.3，其各主要参数与上套模具相同。3.2.6 模具总装图模具总装图见图3.16所示。图3.16 二次拉深复合模具3.3 切边模具设计3.3.1 切边凸模结构的确定及有关尺寸的确定该模具为前两道工序后的修正工序，因此，要根据二次拉深后的零件尺寸来确定各个模具零件的结构尺寸。其结构尺寸如图3.17所示。3.3.2 切边凹模结构的确定及有关尺寸的确定根据设计要求，满足模具整体要求，凹模结构和尺寸选用如图3.18所示。3.3.3 废料切刀冲裁或修边工作中可装置圆形或长方形切刀，以代替卸料板将废料从凸模上卸下。图3.17 切边凸模图3.18 切边凹模废料刀要紧靠凸模安装，其刀刃高度要比凸模的刃口低，相当于材料厚度的23倍，但不小于2mm，加工后应和凸模紧靠。废料刀的宽度应比废料稍宽些。其结构尺寸如下图3.19所示（下页）。3.3.4上下模座及导柱导套的选择该模具采用与上两套模具相同结构的模座和导柱导套。该模具的其他零件参照国家标准进行选择使用。3.3.5 闭合高度的计算经计算该模具闭合高度与上两套模具闭合高度相同，H=130mm。图3.19 废料切刀表3.2 明细表17GB699螺钉1T10A16GB699卸料螺钉1T8A淬火15NZJ0702-10压边圈1T10A淬火14NZJ0702-09拉深凸模1Q23556-6013NZJ0702-08拉深凹模14512NZJ0702-07推件块1T10A淬火11GB699螺钉445淬火10GB699螺钉845淬火9NZJ0702-06推杆14543-488NZJ0702-05凸缘模柄1Q2357NZJ0702-04圆柱销445淬火6NZJ0702-03上模座2455GB699导套207028145渗碳4GB699限位螺钉1HT200淬火续表3.23GB699导柱445Mn渗碳2NZJ0702-02推杆22043-481NZJ0702-01下模座220序号代号名称数量材料备注3.3

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