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机械毕业设计全套

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MJC01-201@锥形油杯冲压模具设计,机械毕业设计全套

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- 1 - 目 录 摘要 3 1. 前言 4 2. 零件的工艺性 分析 5 3 零件冲压工艺方案的确定 6 3.1 计算毛坯尺寸 6 3.2 计算拉深次数 8 3.3 确定工序的合并与工序顺序 9 4主要工艺参数的计算 10 4.1确定排样、裁板方案 10 4.2 确定各中间工序尺寸 11 4.3计算各工序压力、选用压力机 12 5 编写冲压工艺过程卡片 14 6 落料、拉深复合模具的设计 17 6.1 模具结构形式选择 17 6.2 模具工作部分的设计 18 6.3 模具其它零件的设计与计算 21 7 再次拉深模具的设计 22 7.1 模具结构形式选择 22 7.2 拉深凸模和凹模工作部分的设计 23 7.3 模架的选用 24 7.4 压力机的校核 25 8 冲孔、翻边复合模具的设计 25 8.1 模具结构形式选择 25 8.2 冲孔、翻边复合模具工作部分的设计 26 8.3 模架的选用 27 8.4 压力机的校核 28 结 论 28 总结与体会 29 nts - 2 - 致谢词 29 参考文献 30 nts - 3 - 摘 要 从锥形油杯的冲压工艺分析入手，针对它的结构特 点，详细分析了其成形工艺性，制定出切实可行的工艺方案，采用较简单的模具结构，生产出了合格的产品。详细介绍了落料、拉深复合模具，再次拉深模具和冲孔、翻边复合模具等的 模具结构的设计过程。并包括各个工序的顺序及确定工序件尺寸 。 冲压 模具 的设计首先是要从冲压工艺方面对所要设计的锥形油杯进行分析与计算， 接着 在分析 与 计算的基础上 ， 参看相关的冲压设计资料 ，从而 确定冲压工艺方案，再在此基础上 考虑 各工序的复合， 最后进入冲压模具 具体结构的设计。在此基础上对各副冲压模具的主要零部件的尺寸进行设计与计算，期间要参考大量与冲压相关的资 料和翻阅各种冲压手册，并通过计算以确定各副模具具体的结构及尺寸，通过不断的计算与修改， 冲压工序的选择是经查阅相关资料和对工件形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便计算但不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压模具成型零件和其他相关零件的选择原则及选择方法进行了说明。 【关键词】 油杯 、模具 设计、拉深 、 冲压工艺、毛坯展开尺寸 Abstract On the basis of the analysis of the compressor grease cup with tapers structure and regarding the structure characteristics of the grease cup, the processor forming the grease cup is analyzed in detail. A practical technological process has been worked out. Relatively simple structures of the dies have been designed and qualified parts have been manufactured with dies. The design and manufacture for the compound tools of blanking and drawing is introduced in detail. The second drawing die and a compound tools of pierce and trim are also introduced， including determination of the operation sequence and operation position parts dimensions. The first thing to design the compress dies is the analysis and lots of calculation for the grease cup with taper on basis of stamping technological process. The election of press process is based on consulting correlation datum and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、 the processing property of part and complex degree are many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the text ,to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part, otherwise also introducing calculation means on the work blank form of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference nts - 4 - books of designing press die . 【 Key words】 grease cup, die design, drawing, stamping technological process, The unfold dimension of the work blank 1.前言 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工亚企业的所有 制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营业得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一 些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现也有几千家。 近年许多模具企业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。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer、 I-DEAS、 Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、 DYNAFORM、 Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲 压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分叫车覆盖件模具。此外，研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术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不够广泛等等，致使相当一部分大 型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 本次设计主要是完成年产 6000 件锥形油杯的冲压工艺及模具的设计。从中掌握冲压工艺及模具设计的过程，以及相关资料的查找和计算。 2.零件的工艺性分析 制定锥形油杯的工艺方案，并设计模具。零件材料为 1Cr18Ni9、厚度 1mm，nts - 5 - 年生产 6000 件。 (一 )技术方面： 该零件形状属旋转体，是无凸缘筒形件，形状较简单且对称。筒形部分由圆筒部分圆锥部分组成。锥形部分的 h/d=20/48=0.41 在 0.3 0.7 之间，属于中等高度的锥形件。且相对高度 100t/d0=2，圆角半径 不小，利于成形，可一次拉深成，但应采用压边圈。零件上尺寸无标注公差，可按自由公差处理，拉深件精度等级一般在 IT13 以下 ，本设计中采用 IT14 级 。零件材料为 1Cr18Ni9,属于奥氏体不锈钢，具有高的塑性，低的屈服点和大的板厚方向性系数，利于冲压加工。但随着拉深的进行，材料加工硬化速度快，不适合多次拉深，故中间需要进行退火以改善材料的塑性。这便增加了加工的周期。 由于不锈钢的抗拉强度比一般钢板要大，冲压力大，增大了对凸、凹模侧壁部分的磨损，使模具寿命也大为降低。冲压不锈钢零件时，凸、凹模材料一般多选用高鉻工具钢 ，如： Cr12、 Cr12MoV 等，以增加模具零件的抗磨损能力。 奥氏体不锈钢 的有关特性见下表： 表一 b/MPa s/MPa 5/MPa (%) HB 550 200 45 50 187 nts - 6 - 该零件低部 20 区段的形成，可有三种方法：一种可以采用阶梯拉深后冲去底部；另一种采用阶梯拉深后车去低部；再一种可以采用拉深后先冲底孔，再翻边。这三种方法中，第一种冲底，要求零件底部的圆角半径压成接近清角，这就需要增加一道整形工序且质量不易保证；第二种车底的质量高，但生产效率低，且费料；第三种采用翻边 ，生产率较高且省料，翻边端部虽不如以上的好，但该零件高度 64 为未注公差尺寸，翻边完全可以保证要求，所以采用第三种方法是较合理的。 （二） 经济方面： 该零件要求年产 6000 件，对冲压工艺来说属于小批量生产。对于小批量的冲压生产，生产效率可以不预考虑，而降低成本的着眼点则主要放在不变成本上，即可以采用钢带冲模、板模橡胶模、组合冲模、低熔点合金模等简易模具以降低模具制造费用。还可采用单工序分散冲压和简易模，尽可能地采用模具标准件，扩大模具典型结构，缩短模具制造周期。 3.零件冲压工艺方案的确定 3.1 计算毛 坯尺寸 计算毛坯尺寸需要先确定翻边前的半成品尺寸。 20 处的高度尺寸为 h=64-60+1=5 mm 根据翻边公式，翻边的高度 h为 h=D(1-K)/2+0.43r+0.72t 经变换后 K=1-2(h-0.43r-0.72t)/D=1-2(5-0.43 1-0.72 1)/21=0.63 即翻边出高度 h=5mm 时，翻边系数 K=0.63 d=D K=21 0.63=13mm d/t=13/1=13,查表，当采用圆柱形凸模 ，用冲孔模冲孔时， K(极限翻边系数 )=0.55(Zmax Zmin=0.3),所以为了保证凸、凹模间一定的合理间隙，采用凸模和凹模配合加工。这是因为对于 Zmax 与 Zmin 差值很小时，将使凸、凹模刃口尺寸公差值更小，给凸、凹模的制造带来困难。这种情况必须采用配合加工。配合加工就是先按设计尺寸制造一个基准件，然后再根据基准件的实际尺nts - 18 - 寸，按要求的间隙值配制另一件。 显然， 落料时应以凹模为基准件，根据凹模的实际尺寸按最小合理间隙配制凸模。这种加工方法容易保证很小的间隙值。制造时可以放大基准件的公差， 凸 和 凹 不再受间隙值的限制，工艺比较简单，制造容易，目前在工厂中得到广泛应用。 凹模刃口尺寸按磨损后尺寸增大计算，根据课本公式（ 2-4）进行计算： D 凹 =(D-K )0凹 =(113-0.5 0.87)23.00 mm = 112.565 23.00 mm D 凸 = D 凹 -Zmin = 112.565-0.16 =112.405mm (配制凸模的图样上注明：凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值 0.16 0.46mm。 ) （二） 首次拉深模 ： 1、 凸、凹模圆角半径 一般说来，大的凹模圆角半径可以降低极限拉深系数，而且还可以提高拉深件的质量。但凹模圆角半径太大又会削弱压边圈的作用，可能引起起皱现象。因此凹模圆角半径大小要适当。凸模圆角圆角半径对拉深工作的影响不象凹模圆角半径那样显著。但过小的凸模圆角半径会降低筒壁 传力区危险断面的有效抗拉强度。如果凸模圆角半径过大，会使在拉深 初始阶段不与模具表面接触的毛坯宽度加大，因而这部分毛坯容易起皱（称此为内皱）。 由以上可以看出，凸、凹模的圆角半径对拉深成型影响很大，确定其值要特别注意。 首次拉深凹模圆角半径可按课本表 5-9取得 ： rd1=（ 6 8） t,取 rd1=6mm。 首次拉深的凸模圆角半径按下式确定： rp1=(0.7 1.0)= rd1,取 rp1=0.8 rd1 5mm 以上的分析和计算也恰好与 已经叙述的计算各工序的中间尺寸相同。表明所选圆角半径是合理的。 2、 凸、凹模间隙 拉深模的间隙，是指凸、凹模间横向尺寸之差值。 它影响拉深件质量、拉深力的大小以及模具的寿命。因此，应确定一个合理的间隙。 确定间隙大小的一般原则是：既要考虑板料公差的影响，又要考虑拉深件口nts - 19 - 部增厚现象。因此，间隙值一般比毛坯厚度略大一些。 本设计是在使用压边圈的情况下确定合理的间隙值。根据课本 表 5-10查得：拉深次数为两次的第一道拉深工序的单边间隙 Z/2 为 1.1t,第二道为（ 1 1.05） t。 一般圆筒形拉深件的最后一道工序的间隙，尺寸标注在外径上的圆筒形拉深件上，应当以凹模为基准，间隙取在凸模上，即减小凸模尺寸取得间隙。尺寸标注在内径的圆筒形拉深件，应 以凸模为基准，增大凹模尺寸得到间隙。 3、 拉深凸、凹模工作部分尺寸的确定 确定凸模和凹模工作部分尺寸时，应考虑模具的磨损和拉深件的回弹，其尺寸公差只在最后一道工序考虑。 首次拉深件按未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注外形尺寸，本设计的尺寸标注在外径上，故拉深件的尺寸公差 按 IT14 级精度计算 为 60074.0,以凹模为基准，按下式计算： D 凹 =(D-0.75 )+ d0 = (60-0.75 0.74) 05.00mm = 59.445 05.00mm 式中 d 为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为 d=0.05mm。 D 凸 = （ D 凹 -Z） 0- p=(59.445-2.2)003.0mm = 57.245003.0mm 式中 p 为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为 p=0.03mm。 式中 Z=2.2mm,由上可知。 4、 凸凹模工作表面的技术要求 为了提高成形质量和成形极限，尽量降低筒壁传力区的最大拉力，或是提高危险断面的承受能力 ，在模具设计和制造中，除了对凸、凹模的尺寸公差严格要求外，对其表面质量还应有以下要求： 凸、凹模加工后的表面，不允许有影响使用的砂眼、缩孔、裂纹和机械损伤等缺陷 ； 凹模工作表面和型腔表面的粗糙度应达到 Ra0.8 m，而凹模圆角处的 表面粗糙度值一般要求为 Ra0.4 m。目的是降低径向拉应力，保证拉深顺利进行； 在拉深过程中，凸模的工作表面特别是凸模圆角处对材料的摩擦阻力有利于抵制材料的变薄。因此，在不影响工件表面质量的条件下，凸模圆角区的表面粗糙度值达到 Ra1.6 m Ra0.8 m即可 。 nts - 20 - 6.3 模具其它 零件的设计与计算 （一） 模架的选用： 根据落料凹模的周界尺寸，查冲压手册 P592 595 页相关资料，同时为了安装方便，故采用后侧导柱式模架，由于本次落料凹模的周界尺寸长度 为 200 ，按资料中的 LXB 选用 ， 则上模座为 200 200 50 ，下模座为 200 200 50 的规格，其他结构的尺寸值不变。此时，再反过来校核 原先 初步选用的压力为 630KN的公称压力 的开式压力机 。工作台尺寸：左右为 970 ，前后 650 。 所设计的模具的 闭合高度为 248 ，显然可以放下该模座， 并 且最大闭合高度也满足要求，因此 所选压力机符合要求。 根据所确定的压力机 ，可查出 模柄 孔尺寸（直径 深度） 为 50 70 ，其它结构的尺寸参见冲压简明手册 P436 页，与此同时，在模座确定以后，导柱，导套的规格和结构尺寸也随之确定下来由冲压简明手册相关章节查得。 （ 二） 定位零件： 冲模定位零件（装置）的作用是保证坯料的正确送进及使工作零件处于正确的位置。 本副模具采用 固定卸料板下面带的导尺进行 导向送料，为使条料顺利通过导尺 的间隙，在计算排样尺寸图时 已算出，此处不在叙述。 同时在本副模具中采用固定挡料销来限制条料的送 料 步距，使用圆形挡料销。该结构的挡料结构简单，制造容易，使用方便，适用于固定卸料板及手工送料的冷冲模结构。 （三）卸料与推（顶）件装置： 卸料与推（顶）件装置用来将 冲裁后因弹性变形恢复而卡在凸模上或凹模型腔孔内的工件或废料脱卸下来。 考虑到该油杯的拉伸深度较深，所需的卸料力也较大，若使用弹簧或橡皮，则会使结构更为复杂，所以本设计采用的是固定卸料板，固定卸料板虽然卸料力较大，但对条料无压料作用，但是相对于该工件的要求来说是可以满足的。 卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔与凸模的单面间隙 在 0.2 0.6 间选取 ， 其 厚度为 10。 打杆长度： H（模柄 深度 +凸凹模高度 +上模座厚度 -推件 块厚 度）nts - 21 - =70+115+50-25=205mm ,取 H=210mm。 （四）固定与 联 接零件： 固定 与联接零件用来将凸、凹模固定在上、下模座上，以及将上、下模座固定在压力机上。主要的固定与联接零件有模柄、模座和固定板，以及垫板、螺钉和销钉等。 该设计采用的凸缘式模柄与上模座的安装窝孔采用 H9/h8 的间隙配合，再用 4个螺钉固定。 采用固定板将凸凹模固定在上模座上，固定板与凸凹模之间采用阶梯固定的形式。固定板与上模座 之 间采用 4 个 内六角螺钉与 2 个 圆柱销来连接和定位，螺钉尺寸与圆柱销尺寸根据被连接的两部分零件厚度来确定。 7 再次拉深模具的设计 此副模具主要需要考虑并解决的问题是，再次拉深过程中，毛坯初始位置的定位以及所选压力机是否满足开模的高度（因为此工件的拉深高度相对要深些）。 7.1 模具结构形式选择 这是一套 倒装式带压边的拉深模。其结构较正装式的紧凑，因为可以利用下模的弹顶器进行压边，且压力和行程都较大。但是为了在拉深过程中控制压边间隙，防止压边力过大，在固定板上装有 三根可以调节的特种螺栓与压边圈接触 。压边圈在此模具中既起压边作用又起初始工件的定位作用。推件采用刚性推件装置，由于推件块又是拉深件底部的成形凹模，因此拉深终了，推件上顶面必须与模座下底面刚性接触。凹模采用硬质合金以提高其寿命。 以下是再次拉深模具简图： nts - 22 - 7.2 拉深凸模和凹模工作部分的设计 1、拉深凸模和凹模 的尺寸和公差的计算 再次拉深件按 最后一次拉深工件的 未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注外形尺寸（本设计外形尺寸有要求），故再次拉深件的尺寸公差按 IT14 级精度计算为48062.0，以凹模尺寸为 基准进行计算，即 D 凹 =(D-0.75 )+ d0=(48-0.75 0.62) 05.00mm = 47.535 05.00mm 式中 d 为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为 d=0.05mm D 凸 = （ D 凹 -Z） 0- p=(47.535-2.1)003.0mm = 45.435003.0mm 式中 p 为 凸 模的制造公差，由课本表 5-11查得为 p=0.03mm。 式中 Z=2 1.05t=2.1mm,由 5.1.2 可知。 2、拉深凸模和凹模的圆角半径 再次拉深的凹模圆角半径一般取： r 凹 2=（ 0.6 0.8） r 凹 1，考虑到如果凹模圆角半径过大将会削弱压边圈的作用，现取 r 凹 2 = 0.6r 凹 1= 0.6 6 = 3.6mm, 取 nts - 23 - r 凹 2=3.5mm。 凸模圆角半径应等于最后一次拉深的工件圆角的半径。即取 r 凸 2 =5mm。 3、拉深凸模的出气孔尺寸 拉深凸模上必须钻一出气孔，以使 拉深过程中型腔内的气体得以排出，以及 拉深后工件容易从凸模上取下， 否则，工件与凸模间形成 真空，增加卸件困难，造成工件底部不平。拉深凸模的出气孔尺寸可查冲压模具设计表 3-44。查得出气孔直径 d为 5mm,但考虑到制造的方便，将气孔直径 d 取为 7mm。 7.3 模 架 的选用 ： 本副模具模座的设计是根据下模凸模固定板的外围尺寸 200 来选用的，并采用后侧导柱式模架， 所 选用模座的规格如下： 上模座 200 200 50 下模座 200 200 60 下模座之所以要选 60mm 的厚度，是因为考虑到拉深件的深度较深，卸料螺钉所需的行程也就长，为了保证卸料螺钉的 行程及其可靠性，所以采用厚的模座。 模 座图 及具体的标注尺寸见零件图和冲压手册。 导柱的选择也是此次设计的一个关键。说到底也还是因为拉深件较深，致使最终的模具闭合高度也较高，所以一般长度的导柱是无法满足要求的，从 冲压手册 上所能选到的最长的导柱也就是 250mm，实在无法满足 320 多 mm 的模厚。考虑到以上的这些，本人就设计了两个高 60mm， 90 的垫块，分别固定在原来下模座的导柱孔上，以增加模座的相对厚度来满足导柱的要求。 导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册 P606-612 页相关的章节 。 7.4 压力机的校核 由装配图可看出冲模的闭合高度 为 320 多，而根据总压力所选的是 800KN的开式压力机，其闭合高度为 240 480 间。压力机工作台尺寸：左右为 800，前后 540 ，显然可以放下该模座，因此所选压力机符合要求。 8 冲孔、翻边复合模具的设计 nts - 24 - 8.1 模具结构形式选择 冲 13 底孔与翻边复合，经计算模壁厚度 =(20-13)/2=3.5 mm,大于表 2-42所列的凸凹模最小壁厚 2.7 mm，满足强度要求。 但其长度仍需经过计算以校核是否满足刚度和稳定性的要求。可由以下公式计算出凸凹模合理的长度： L = 16 tEd3 = 16 52017.210210 33 17.5mm 式中 d 凸凹模壁厚（ mm） t 冲件材料厚度（ mm） E 凸模材料弹性模数，对于钢材可取 E = 210,000N/mm2 冲件材料抗剪强度（ N/ mm2） 所选的公式是根据冲模设计手册中 （ 14-3）的式子，该式子 本 是 用来 计算凸模所允许的最大长度的。凸模为 长 圆柱形 ，而凸凹模为中间带孔的圆筒形，在这里可以将凸凹模看成是许多长圆柱所围成的。按道理同样长度的凸凹模和凸模，凸凹模的刚度及强度要较凸模好得多。由于一时找不到有关校核凸凹模的公式，暂且以上式代替。这样便可将凸凹模作成镶块压入凹模凹孔内，同时也使得凸凹更换起来比较方便，再者也可以节省贵重金属的使用。 这副模具与上副再次拉深模一样，同样需要考虑毛坯冲孔翻边前的初始定位问题。冲孔前，模具中的压边圈先上行一段距离，并于凸凹模处于同一水平线上，这时便可将毛坯放在压边圈上。 这副模具也再次沿用了再次拉深模中特种螺栓的设计 ，此设计中用了两个，为的是控制凸模固定板与压边圈的间隙，以防止因压边力过大而将工件顶端压皱。 压边圈与上模固定板为刚性接触，为 的是 于冲压行程临近终了时，模具可对工件产生刚性锤击而起到整形作用，故无需另加整形工序。 特种螺栓的加入恰好也起到限制整形力过大的作用。 以下是冲孔、翻边复合模具的设计简图： nts - 25 - 8.2 冲孔、翻边复合模具工作部分的设计 （一）冲孔模 冲孔时应首先确定凸模的刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，在按最小合理间隙值 Zmin 增大凹模尺寸。凸模制造偏差取负 值，凹模制造偏差取正值。 所冲预制孔 13mm 按 IT14 级精度等级计算为 13 43.00mm。 从冲模设计手册表 3-4 可查出间隙为： Zmax = 0.46, Zmin = 0.16,则 Zmax Zmin=0.3。 尺寸 13mm 为 IT14 级精度，公差值 =0.43mm，冲孔凸、凹模的制造公差按 的 1/4 选取，则 凸 = 凹 =0.11mm，（ 凸 + 凹 =0.22）（ Zmax Zmin=0.3）。 则冲孔凸、凹模刃口尺寸 的计算公式如下： D 凸 = (D+K )0-凸 =（ 13+0.5 0.43） 011.0mm =13.215011.0mm D 凹 =(D 凹 +Zmin)0+ 凹 =（ 13.215+0.16） 11.00mm =13.375 11.00mm (二 )翻边模 翻边模具结构与拉深模十分相似，不同之处是翻边模的凸模圆角半径一般比较nts - 26 - 大，甚至有的翻边模工作部分做成球形或抛物线形，以利于翻边工作的进行。 翻边凹模的圆角半径对 材料变形影响不大，一般可取等于工件的圆角半径。这里取 r 凹 =1mm。 翻边凸模为凸凹模，既是冲孔的凸模，又是翻边的凹模。所以凸凹模内径位冲裁的刃口，外径做成圆角面 ， r 凸 =1mm。 如果翻边后对工件形状及尺寸无特殊要求，此时翻边模凸、凹模间的间隙可等于或稍大于毛坯厚度，间隙大，则所需翻边力小。若对翻边后孔壁与端面 要求严格垂直的工件，则模具单面间隙值应小于毛坯厚度。一次翻成制件的模具可按课本表6-8 选取，查得毛坯拉深后翻边的单面间隙值 Z/2=0.75mm，则 Z=1.5mm。 翻边凸、凹模刃口尺寸的计算按拉深凸、凹 模工作部分尺寸的原则确定。翻边凸、凹模刃口尺寸按未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注内形尺寸（本设计内形尺寸有要求），故 20mm 按 IT14 级精度计算为 20 52.00mm，以 凸 模尺寸为基准进行计算，即 ， d 凸 =（ d+0.4 ） 0- p = (20+0.4 0.52)002.0mm =20.208002.0mm 式中 p 为凸模的制造公差，由课本表 5-11查得为 p=0.02mm。 d 凹 =( d 凸 +Z) 0+ d= （ 20.208+1.5） 04.00mm =21.708 04.00mm 式中 d 为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为 d=0.04mm。 8.3 模架的选用 ： 本副模具模座的设计是根据 上 模凸模固定板的外围尺寸 125 来选用的，并采用后侧导柱式模架，所选用模座的规格如下： 上模座 125 125 30 下模座 125 125 35 模座图 及具体的标注尺寸见零件图和冲压手册。 导柱导套尺寸 尺寸的选择原因与 7.3 同，这次不再多说。 具体参数参考冲压手册 P606-612 页相关的章节。 nts - 27 - 8.4 压力机的校核 由装配图可看出冲模的闭合高度为 190 多，而根据总压力所选的是 500KN的 四柱万能液压 机，其 滑块行程 为 400 。压力机工作台尺寸：左右为 490 ，前后 520，显然可以放下该模座，因此所选压力机符合要求。 结论 从形状和尺寸上看，该锥形油杯的高度较一般工件的高， 属于高拉深件，需多次拉深 。对它的工艺分析及模具设计主要要考虑以下几个问题： 1、 所选的压力机的行程是否可以满足工件取出时的开模距离； 2、 气垫的选 择 、卸料螺钉长度的选择 以及托杆长度的选择 要满足推件的距离，并保证它们满足一定的强度条件； 3、毛坯再次拉深时，初始定位的设计； 4、凸凹模壁厚的设计是否满足一定强度及刚度条件。 总结与体会 本次毕业设计的 任务是在老师的 指导下完成锥形油杯的冲压工艺性分析与模具设计。 在理论知识的指导下 和老师、同学的帮助下 ， 并 结合 了 认识实习和生产实习 中所获的实践经验，我顺利 地完成了本次毕业设计。 通过 本次设计， 使 我对以前所学过的专业知识有了更深刻的认识，也认识到了自己 诸多的 不足之处。 在设计 过程中 ， 我 深深 感觉到自己 以 前所学的专业知识 不够踏实 ， 知识面不够广，理论联系实际的能力较差 。 本次毕业设计历时 两 个月左右，从最初 对 毕业设计要求 的领会 ，到对自己手上的冲压件的冲压 工艺 性能的分析计算， 例 如 ： 对冲压件nts - 28 - 结构的分析，对形状的分析等 等。 通过不断地分析计算， 使我 对要进行设计的冲压件有了一个比较全面的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定 了 本次毕业设计的工艺方案。 接着还要 对排样方式 进行 计算， 还有 模具总装配图的绘制 。 在这段时间里，我进行了大量的计算： 有 材料利用率的计算 、工序压力的计算 、 工作部分刃口尺寸及公差的计算 、 各种零 件结构尺寸的计算以及主要零部件强度刚度的核算 等 。其间 我 在图书馆翻阅了许多相关书籍和各种设计资料 ，这也使我学到了很多的知识 。从某种意义上 说 ， 这 次毕业设计的训练，培养和锻炼了 我 查阅资料 、 获取有价值信息的能力 ， 使我对模具设计 及 制造的整个过程都有了比较深刻的认识， 为今后的进一步学习和工作奠定了基础。 致谢词 首先感谢学校及学院各位领导的悉心关怀和耐心指导，特别要感谢 赵平教授 ，在设计的过程中，对我们 的悉心教导和认真指点，使 得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步，对 冲压模具设计 的整个工 作 流程也有了一个 基本的掌握。在他身上，时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范，勇于探索的工作态度和不断创新的治学理念。他不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅 。 【参考文献】 1 王孝培 .冲压手册 .机械工业出版社 ， 1988 年 2 李晓沛 .尺寸极限与配合的设计与选用 .中国标准出版社， 2002 年 3 黄毅宏 .模具制造工艺 .机械工业出版社 ， 2000 年 4 冲压工艺与模具设计教材 5 张鼎承 .冲模设计手册 .机械工业出版社， 1998 年 6 万战胜 .冲压模具手册 .中国铁道出版社， 1983 年 nts 毕业设计说明书 题 目 : 锥形油杯 冲压模具设计 学院 (直属系 ): 材料科学与工程学院 年级、 专业 : 2002 级 材料成型与控制 工程（模具方向） 姓 名 : 韦 湋 学 号 : 20027074 指 导 教 师 : 赵 平 完 成 时 间 : 2006 年 6 月 1 日 nts 毕业 设计 说明书 题 目 : 翻 译 学院 (直属系 ) : 材料科学与工程学院 年级 、专业 : 2002 级 材料成型与控制 学 生 姓 名 : 韦 湋 学 号 : 20027074 指 导 教 师 : 赵 平 完 成 时 间 : 2006 年 6 月 1 日 nts 1 西华大学毕业设计 第七章 复合 模 具 在第四章节中我们已经强调了组合式 刀 具被用 于 各种各样的操作中，典型地复合式刀具可以是 以下任意两种的组合，包括落料、冲孔、冲盂 、倾伏角、拉深、切边和整形等，但是还有其它在成型前或许需要必要 零件的情况，这些可以在复合模具的帮助下完成。 除了以上所述的情况外，对于主要的工作部件 ， 这些过程 显然 是必要的。 当制件进行成型加工、弯曲、剪切、拉深或剖切，和直到最后被切断时， 一副模具可以结合一种或多种操作 。 复合模具之所以会引起大家的注意是因为 它有着 多种多样不同的操作阶段，并且这在进行任何设计前需要进行 详细周密的计划和大量的计算。总的说来，基本原理已经在前面几章中介绍过了，其中涉及到凸模、凹模、镶块模具、限位器，以及放置并固定这些零件的各种各样的方法，所有的这些都适用于复合模具。也有其它情况，像一些必 须 要用到特殊工具 加工 的阶段，特别是 要 获得一个符合要求的工件前，拉深和冲孔是必需的。一个初步的工作阶段，像一个坯料在拉深前应先将它插入到模具中去 ， 这是必要的 。 一个有经验的设计人员，他们被看作是许多实验性的工作的结合体，他们也是确保成功的一个因素。必须强调的是，精密的制造工具对于制造零件的质量来说是基本的，以确保 可以通过检修。 落料，冲孔，成形和切边 图 67 像我们示范了精密准确的必要性，并且也说明了四道工序是怎样结合到一副模具中来对条料上的一部分进行冲压的。综览这幅设计， 它 强调 了 使用厚重的模座 或 增加一个底座 可以 增大铸铁平台部分的厚度。物料的导向 沿用了一般的方法 ，它 是 通过两颗销钉定位和多颗螺钉来固定在模座和垫块上 的 。两 对 导套和导柱被用来安装，它们到条料达到停止的部位停止的端部是一个支架，并且一个支臂被焊接在上面并钻入适当的限位处。 材料起初是被落料凸模 C 和落料凹模 J 所剪切，并且当成型模具产生浅薄的nts 2 西华大学毕业设计 变形时，落料件是通 过垫圈 D 和卸料板 K 被夹持着。当中间零件 W 将落料件中间部分的孔冲裁出的同时，旁边的圆孔洞也同时由冲孔凸模 V 和凹模 E 冲裁出。 夹杂在模具中的一系列的冲杆将工件从凹模中推出或是将粘附在凸模的部分料移开，这些在之前已经讨论过了，但是这幅图向我们展示的是，那些似乎无关紧要的项目，但它们三个分别被上模和下模部分固定着，并在这种类型的机器操作中起着重要的作用。 一旦条料上的料落料后，边角的废料便通过上模部分的零件的缓慢作用而取下，并推动着导料装置向下运动，直到碰到切废料装置和三个位置上已被剪切的无用的物料，这三个部分的 废料通过上模座上孔洞离开。作用在所有剪切料部分的微小量的位移，四个包括落料、冲孔、成型和切边执行的操作，以及条料向前移动着直到碰到挡料销，这些是如此的令人惊讶啊！积累的剪切废料可能将需要参杂一个金属的流料槽来引导物料流到一个方便的地方去，但是这通常是一件容易达到的事情，可将流料槽加在旁边或是在模座的上端。 这幅图显示了垫块是由铸铁或钢组成的一块厚板而不是标准的模板，这常常是可取的，因为在传统的垫块缺少的情况下，提供这样一块加厚的板，并且在铸造变得可用前不需要制作模型。在基座下增加一块垫块减少了大量的工程， 并克服了对大量淬硬性材料的需要，以及为夹杂在其中的弹簧（如断面图所示）提供了额外的厚度来操纵物料的导向和溜槽。基部厚大径的低碳钢的垫块被镶嵌在模作中的，这被看作是最简单的办法，也因此是最便宜的固定办法。相似的方法过程也同样被用于上模的部分，或是为了减小落料凹模的厚度而为凸模提供一块额外厚度的垫板。 制造烟灰缸 带有压花的烟灰缸一直是在潜在的顾客面前留住厂商名字的好办法，这是因为它们形成一套标准和永久的暗示使得制造成本很低，当然，这也是一种敏锐的广告手段，在过去的一段时间里百倍地赢利。制造有由一系列的颜色， 阳极化铝红、绿色、蓝色、和金色是几种典型的颜色，这都是可供选择的，像特别是在展nts 3 西华大学毕业设计 览的时候，它们是优秀的低价品，或是一位代表为公司寻求一个长期的订货处。 如图 68 所示的形状简单的烟灰缸，它所具有的优点是采用单冲程，且在散装移动过程中尺寸和大小不是太笨重。然而如果工件足够大的话就可允许在上面印上标语和商标，另外加上发行厂家的名字。卷曲的边缘虽然增加了刀具的成本，却也提高商品的质量与品质，但是对于商务用的盘子来说，一般不需要包含搁放香烟的凹槽，所以这些将被忽略掉因为它们会使设计变得更为复杂。 图 69 向我们示范的是复 合模具，但是具体的导向装置并没有因为像前面的例子一样遵循同样的设计而包含在其中，并且铝在卷边过程中将会受到很少的创伤，使得处理起来比飞切得乱七八糟的碎片更为方便。 上模部分和下模部分的同轴度的保证，靠的是按通常做法开凹槽或是套住相关的零件，虽然对多样部分进行磨削是一种好的处理方法，但是设计的的成本应以初步的定购在大约 250， 000 件附近左右的盘子的可能性来衡量。加高的垫块是用作提高成型冲头 C 的位置，以使淬硬部分的大小减小，同时落料凸模 D 和凹模 M成型出一个直径为 100 毫米的落料件。 增高的垫块 K 和定位环 L 被固定在上模座中，并且在垫块内部有弯曲凸模 M、成型凹模连同垫圈 S 滑动配合在 M 内，垫圈 S 上的销钉限制了其的转动，因为垫圈的下表面是用于形成广告内容的成型部分。如图 70 所示的三个部分的图形向我们示范的是冲锤在在下降过程中，刀具在不同位置的情况，且第一个阶段说明了落料件很快地从条料中被切断的情况。接着成型凸模缓慢地与底盘相接触（如第二幅图所示），同时弹簧 U 推动可以施加大约 5510 千克力或 2500 磅力的凸模使落料件产生变形。 弯曲凸模 P 向下移动并开始弯曲落料件的边缘，使其成倒圆状，同时弹簧 V施 加 100 千克力的压力或大约 45 磅力，随着刀具向下移动到最后 0.1 毫米处时，就如图 68 所示的，压印将进入到盘底的表面。起伏成形凭借着如图