圆桶形拉深件侧孔冲侧孔模设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321目 录第一部分：设计任务书(2)第二部分：序言 (3)第三部分：设计过程 (5) 1 冲压件的工艺分析 (5) 2计算冲压力 (6) 3 确定模具压力中心 (6)4冲压设备的选择 (6)5 计算凸凹模刃口尺寸(7)6凸模和凹模的结构设计(9)7模具总体设计及主要零件、部件设计 (10)第四部分：设计总结 (11)第五部分：参考资料 (12)第一部分：设计任务书课程设计（论文）内容及要求：一、设计内容：1、 绘制产品零件图。2、 绘制模具装配图。3、 绘制整套模具零件图。4、 编写设计说明书。二、生产纲领：大批量生产三、设计要求：1、 模具结构设计合理，工艺性好。设计计算正确，参数选用合理。2、 模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合规范。3、 模具装配图采用CAD绘制并打印。4、 绘制全套模具零件图，无后续加工的标准件除外。5、 设计说明书内容完整，分析透彻，语言流畅，参考资料应注明出处。字数在1000015000之间。四、零件图如下：指导老师： 2011年 4月 15 日 第二部分：序言冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压的基本工序分为分离工序和成形工序两大类。冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，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。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及在国防工业中。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到投入成本低，模具成本高，不适应中小生产规模的特点。但是总的说来，随着我国经济实力的进一步加强，模具行业，包括冲模一定会得到更普及地应用。 本论文是有关于圆筒形拉深件冲侧孔模的设计，共分为四大部分：第一部分为设计任务书，主要是对本次论文的设计任务及要求；第二部分为序言，主要是对模具工业的介绍及未来发展设想；第三部分为设计过程，是本论文的重点，主要包括七个重点，冲压件的工艺分析、计算冲压力、确定模具压力中心、冲压设备的选择、计算凸凹模刃口尺寸、凸凹模结构设计、模具总体设计及主要零部件设计。队模具的设计进行了详细严格的计算及规划验证；第四部分为设计总结，是对本次论文设计的收获和不足及未来学习方向进行了总结； 第五部分为参考资料，介绍了本次论文设计所参考的资料书。 第三部分：设计过程1 冲压件的工艺分析零件简图：如图2.1所示；生产批量：大批量；材料：H62；材料厚度：1.5mm。由简图可知，该工件的加深后冲孔。因此，本论文所设计的模具为在落料和拉深之后使用的冲孔模。工涉及到落料、拉深、冲孔三中工序内容。根据变形特点，对于带孔的拉深件，一般应先拉 对于所冲孔16 mm，按教材冲压模具设计与制造表2.1查得，一般冲孔模队该中材料可以冲压的最小空径为d 0.9t, t=1.5mm因而16mm孔符合工艺要求。分析该工件的尺寸精度，零件无特殊要求，故选一般精度即可，在此选零件精度为IT14，再由教材冲压模具设计与制造表7.18查得零件尺寸公差为（16）mm，由教材冲压模具设计与制造表2.5查得，因而符合尺寸精度工艺要求。 由教材冲压模具设计与制造图2.2可知，最小孔边距为：C1.5t=2.25mm。而零件上孔的距离均大于最小孔边距。从零件的形状、尺寸标注及生产情况看，也均符合冲裁的工艺要求，并且只需一次冲孔即可，故采用单工序冲孔模进行加工。 2 计算冲压力2.1 冲裁力 冲裁根据实际，采用平刃口模具冲裁。选择吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以取 F=Lt 式中：L冲裁件周长,L=D=16,mm; t材料厚度，t=1.5mm; 材料抗拉强度，由教材冲压模具设计与制造表7.2查得，=373MPa. 得 F=161.5373N=28109.3N2.2 卸料力、推件力 F卸=K卸F F推=nK推F式中：F平刃口的冲裁力，F=28109.3N; n卡在凹模洞口里的工件（或废料）数目，取n=1; F卸、F推分别为卸料力系数、推件力系数，由教材冲压模具设计与制造表2.10查得，F卸=0.04，F推=0.06. 得 F卸=0.0428109.3N=1124.4N F推=20.0628109.3N=3373.2N3 确定模具压力中心 按比例画出工件形状简图，可以得知，工件为规则的几何件，其压力中心唯一圆筒件中心轴线与侧孔中心轴线的交点处。 4冲压设备的选择冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各种工艺力的总和F。即 F压F式中：F压所选压力机的吨位; F冲裁时的总工艺力。 得 F=F+ F卸+ F推 =28109.3+1124.4+3373.2N =32606.9N参考压力机的安全使用，选择压力机的吨位时，总工艺力F一般不应超过压力机额定吨位的80。所以 F80F压即 F压40758.625N=40.76KN 由于该制件不大，而且精度要求不高，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。为满足结构需要，故由教材冲压模具设计与制造表2.10查得，可选压力机型号为J23-16。 公称压力：160KN 滑块行程：70 mm 最大闭合高度：220 mm连杆调节长度：60 mm 滑块中心线至床身距离：160 mm工作台尺寸（前后左右）：300 mm450 mm垫板厚度：60 mm模柄孔尺寸（直径深度）：40 mm60 mm最大倾角：355 计算凸凹模刃口尺寸5.1 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸精度。模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。确定凸凹模刃口尺寸及制造公差，需考虑下列原则：（1） 在设计落料模时，先决定凹模尺寸。用减小凸模刃口尺寸来保证合理间隙：设计冲孔模时，应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。（2） 考虑刃口的磨损对冲裁件的影响。（3） 考虑冲裁件精度与模具精度间的关系。 5.2 计算凸凹模刃口尺寸根据任务书要求，可知设计该模具时应采用凸凹模分开加工的方法。采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，它适用于圆形或简单形状的工件。凸凹模刃口尺寸计算公式如下： =（+ X） = (+ X+ Z) 式中：、分别为冲孔凸、凹模的刃口尺寸，mm; d为冲孔件内径的基本尺寸，d=16mm； 、分别为凸、凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7，=0.011mm，=0.018mm； 工件的制造公差，=0.43mm； Z最小合理间隙，由教材冲压模具设计与制造表2.12查得，Z=0.15mm; X磨损系数，由教材冲压模具设计与制造表2.17查得，X=0.5.该冲孔模工件尺寸为，根据计算原则，冲孔时以凸模为基准，首先确定凸模尺寸，是凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸，将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得凸模尺寸。为了保证新冲模的间隙小于最大合理间隙（Z），凸模和凹模制造公差必须保证+Z- Z 否则，取= 0.4(Z- Z)， = 0.6(Z- Z)验证：由教材冲压模具设计与制造表2.17查得Z=0.19mm。0.011+0.018=0.029Z- Z=0.19-0.15=0.14 满足要求，公差选择合适。凸模刃口尺寸：=（+ X） =（16+ 0.50.43） =16.215 mm凹模刃口尺寸： = (+ X+ Z) =(16+0.50.43+0.15) =16.3656凸模和凹模的结构设计6.1 凸模抗压强度、失稳校核 凸模16.215比较细长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险断面尺寸和自由长度是否满足强度要求，即 按式，取=1400MPa。 得凸模的最小许用直径为 = mm =1.41mm。凸模直径16.2151.41mm，故满足强度要求。按式,取E=2.210MPa得 =176mm可见，允许的凸模最大自由长度176mm能够满足模具的结构要求。6.2 凸凹模结构设计根据任务要求及以上计算，该任务设计凸模应取阶梯级凸模，可B型圆凸模。由教材冲压模具设计与制造表7.41查得：可取凸模高度L=55mm;h为型的B型圆凸模；圆凸模B16.21555 GB2863.2-81.T10A 如附图1所示。根据设计任务要求，凹模支架应该与工件匹套，相关尺寸由工件相关尺寸确定。凹模支架与下模座用螺钉连接，采用镶套式凹模，便于更换。凹模形状如附图2所示。7模具总体设计及主要零件、部件设计模具总图如附图3所示. 由于该模具属于圆筒型拉深件冲侧孔模，故其定位抗压用凹模支架上的阶梯形状来实现轴向的定位和卸料；冲出的废料可以通过凹模，从总目支架的下面落下出料。为提高冲孔质量，在上模增加一块卸料橡皮。橡胶的自由高度：H=（3.54.5）h其中h=t+1+修磨量=1.5+1+5=7.5mm故 H=26.2530mm橡胶的装备高度为H=（0.850.9）H25 mm本模具选用适合于单个工件冲裁的两边导柱标准模架。这种模架的导柱装在模具两边对称位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。上模座 L/mmB/mmH/mm=20016040下模座 L/mmB/mmH/mm=20020045导 柱 d/mmL/mm=36160导 套 d/mmL/mmD/mm=3210543模架闭合高度 170210mm垫板厚度取 10mm凸模固定板厚度取 15mm橡胶的装配高度为 25mm模具的闭合高度为 =（H+H+H+ H+H +H+H+H）=（40+10+15+25+7+45+20+45 ）mm=207mm其中H为支架到下模座的距离。第四部分：设计总结在老师的精心指导下，此次课程设计顺利地完成了。通过课程设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中，可以说这次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们初步地掌握了冷冲模设计的基本流程，懂得了如何把计算机知识用于我们的专业，懂得了如何查阅和运用技术资料。当然，在这个过程中，我们遇到的困难和挫折也是不少的，主要来源于我们的专业知识还不够，实践经验还不足等等。但是我们可以把此次设计作为我们新的起点，加强专业的学习，加强实践，不断地去丰富经验。因此，尽管这次设计不能算作是成功之作，但是它给我们带来的收获是具大的，影响是深远的。所以我们在今后的学习和工作中要敢于实践，不断吸取经验教训，要敢于向难点挑战，发扬一丝不苟的工作作风，为我们模具事业的发展作出不懈努力！ 周挺 2006/05第五部分：参考资料1、模具设计与制造谢昱北主编,北京大学出版社，2005.2、冲压成型技术康俊远主编,北京理工大学出版社，2008.3、冲压模具设计实用手册郑家贤主编,机