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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396摘要本次设计是在原有冲压件的基础上对其进行批量生产的一系列设计和加工制造的全过程。定位框冲压件的设计首先要从冲压生产工艺上对我所要设计的定位框进行冲压工艺的分析与计算，然后在分析计算的基础上并参看相关的冲压设计资料确定冲压工艺方案，再在此基础上确定各工序的复合关系后，再进入冲模各具体结构的设计。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，并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终确定划出了一副装配图和3副零件图。并在这个基础上对各副冲模的主要工作零件如落料凹模，拉深凸模，凸凹模以及翻边凸模，翻边凹模和一些定位零件和固定零件进行制造工艺的设计，编制零件的制造加工工艺卡片。以通过制造工艺的编制来熟悉并掌握模具由设计到加工成型再到使用的整个工艺流程，使我们在以后的设计中能更加结合工厂的实际生产条件，使我们的设计更加合理，更具有经济价值和生产的实用性。关键词冲压工艺性；冲模设计；总布置与校核下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396目录摘要第1章绪论111设计目的及意义112目前发展状况213主要设计内容6第2章基础理论分析721冲压工艺介绍722拉深件类型823筒形件变形分析924拉深成形过程中出现的问题及防止措施10241起皱10242拉裂1025拉深系数的计算11251拉深系数1126拉深次数及工序尺寸计算11261拉深次数的确定11262各次拉深工序件尺寸的确定1227圆筒形件拉深的压边力与拉深力12271压边力12272拉深力12第3章工艺分析1331筒形件工艺分析1332计算毛坯直径D1433判断拉深次数1534压边力的计算16下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639635拉深力的计算1736拉深总压力的计算1737公称压力的计算17第4章模具工作部分尺寸的计算1741拉深模的间隙1742拉深模的圆角半径18421凹模的圆角半径18422凸模圆角半径19423凸模圆角半径1943模具主要零部件设计20431凸、凹模外形尺寸计算20432压边圈20433空心垫板的设计21434模柄的选择21435模架的选择22436上下模座的设计2244模具总装草图23总结参考文献致谢下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第1页共30页第1章绪论筒形件拉深模具设计是为机制专业学生在学完基础理论课、技术基础和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是具体应用和巩固本课程及有关修课的理论知识、生产知识，了解冲压模模具设计的一般设计方法和步骤；培养设计能力，为以后进行设计工作打下基础；结合生产和使用等条件，独立地完成模具总体结构及其零部件的设计。熟练掌握徒手测绘的能力和AUTOCAD绘图软件的应用能力，熟悉和运用参考文献、设计手册、了解有关国家（部颁）标准、规范等，加强对模具设计的认识，培养独立分析问题和解决问题的能力。11设计目的及意义由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到广泛应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。本课题为筒形件拉深模具设计，拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件毛坯，加工成其他形状空新建的一种基本冲压加工方法，拉深的应用非常广泛，是冷冲压的基本工序之一。因为模具制造对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计、制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，选用最佳的工艺方案；掌握各种制造方法对模具结构的要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出工艺性能良好的模具结构；了解国内先进的模具制造技术，尽量采用新工艺、新技术。并且巩固和加深已经学过的理论知识，提高自己的综合分析和解下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第2页共30页决工程实际问题的能力，为工作以后的发展奠定良好的基础。12目前发展状况模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。2005年中国模具工业产值达到610亿元,增长率保持在25的高水平,行业的生产能力约占世界总量的10,仅次于日本、美国而位列世界第三。当前，我国模具制造方面与工业发达国家相比，差距较大主要表现在（1）标准化程度低（2）模具制造精度低、周期长。提高劳动生产率、产品质量、降低成本、扩大冲压工艺应用范围；提高冲压零件精度、减少制造周期、提高模具寿命；模具的标准化及专业化、管理的统一化及等级化；提高专业人员的技术水平和素质。冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到广泛应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。我国冲压模具产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第3页共30页的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口）。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50，塑料模具约占33，压铸模具约占6，其它各类模具约占11。由于冲压工艺具有生产率、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其应用范围。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60的粗加工、80的精加工要由模具来完成。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其它生产工艺一样，得到了迅速的发展。在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂，培养了大批从事冷冲压生产的科技人员，广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动，编辑出版了各种冷冲压技术资料，从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。在冷冲压生产中，出现了很多可喜的高科技成果。冲压加工的工艺和设备正在不断地发展，例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、液压成形、超塑冲压等，把冷冲压生产技术提高到了新的水平。为了适应冷冲压工艺水平的提高，我国对冲模的研制也在不断加强。近年来，出现了很多制造周期短、使用寿命长的新型冲模结构。并且，模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新，例如采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。从而使冲压生产的产品质量、劳动生产率大大提高，成本也大幅度下降，有利地推动了我国社会主义经济建设和发展。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，6080的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、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400亿元人下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第4页共30页民币。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。这就出现了一个奇怪的现象，这些年我国模具生产所需的先进加工设备、制造软件及切削刀具进口越来越多。去年，我国机床进口约60亿美元，其中用于模具生产的就占十分之一；去年我国模具生产所需超硬质合金和陶瓷等超硬刀具销售额约12亿元，其中90依赖进口。随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工化国家。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项1全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。2高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。3模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程。4电火花铣削加工。5提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第5页共30页我国模具标准件使用覆盖率已达到30左右。国外发达国家一般为80左右。6优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。7模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。8模具自动加工系统的发展。然近年来我国模具行业职工队伍发展迅速，估计目前已达近百万人，但由于模具企业数量的急剧膨胀、传统教育的力不从心以及模具技师的老龄化，模具人才远远跟不上行业的发展需求，主要表现在1）总量不足。对中国的模具企业来说，如何更好地管理人才，如何留住人才，如何为人才提供足够的平台和发展空间是摆在眼前的一个严峻的、迫切需要解决的课题，否则，人才紧缺问题将成为中国模具工业继续高速发展的一个重要障碍。2）因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45以上。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在2030。因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。3模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。这只是发展模具工业的三个重要部分，要向使模具工业在我国经济建设中发挥更大的作用，需要国家更大的关注与投入，带动相关人员研究和发展。模具的出现可以追溯到几千年以前的陶瓷烧制和青铜器铸造，但其大规模应用确是随着现代工业的崛起而发展起来的。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在最前列，而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术、苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20世纪50年代以前模具设计多凭经验，参考已有的图纸和感性认识，根据用户的要求，制作能满足产品要求的模具，但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。从1955年到1965年，人们通过对模具主要零件的机械性能和受力状况进行数学分析，对金属塑性加工工艺及原理进行深入探下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第6页共30页讨，使得冲压技术得到迅猛发展。在这期间归纳出的设计原则使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进。进入20世纪70年代，不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能的自动模具。从20世纪70年代至今，计算机逐渐进入了模具生产的设计、制造、管理等各个领域；辅助进行零件图形输入、毛胚展开、调料排样、确定模具尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序等工作，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的发展趋势是继续发展几何图形系统以满足复杂零件和模具的要求；在CAD和CAM的基础上建立生产集成系统（CIMS）；开展塑性成形模拟技术的研究，以提高工艺分析和模具CAD的理论水平和实用性；开发智能数据库和分布式数据库，开发专家系统和智能CAD等。随着工业技术和科学技术的发展和快速适应工业产品更新换代和提高质量的要求，发达国家从20世纪50年代就开始了模具CAD/CAM技术的研究。如美国通用汽车公司早在20世纪50年代就将CAD/CAM技术应用于汽车覆盖件的设计与制造；20世纪70年代日本机械工程实验室和日本旭光学工业公司分别开发了连续模设计系统MEL和冲空弯曲模系统PENTAX；1982年，日立公司研制了冲裁模CAD系统。到20世纪80年代，模具CAD/CAM技术已广泛应用于冷冲模具的设计与制造。冷冲压的加工工艺在我国的具有悠久的历史。半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其他生产工艺一样得到了迅速的发展。冷冲压加工的工艺和设备正在不断的发展（包括冲压模具技术的发展），把冷冲压技术提高到了新的水平。为适应冷冲压工艺水平的提高，我国对冲模的研制也在不断加强。但是总体上说，我国模具工业起步较晚、基础差，就总量来看，大型、精密、浮渣、长寿名命模具产需矛盾仍然十分突出。虽然在模具的制造方法、手段方面达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但是在制造的质量、精度、制造周期和成本方面和国外还存在一定的差距。我国模具CAD/CAM技术从20世纪80年代才起步，长期处于低水平重复开发阶段，许多软件依赖于进口，对许多引进的CAD/CAM系统缺乏二次开发。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第7页共30页13主要设计内容本文对拉深模具设计进行了全面的介绍和分析，并在此基础上对拉深模具进行了设计。设计的主要内容包括工艺性分析拟定零件的工艺方案及模具结构，计算工具压力选取压力机及确定压力中心，确定模具结构及绘制模具总装配图，凹凸模公差的计算及半径的确定，确定各主要零件的尺寸，设计并绘制总图，绘制部分非标准零件图等一系列工作。第2章基础理论分析21冲压工艺介绍冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具供小批量生产、复合模、多工位级进模供大量生产，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第8页共30页多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件毛坯，加工成其他形状空新建的一种基本冲压加工方法，拉深的应用非常广泛，是冷冲压的基本工序之一。利用拉深工艺可以制得筒形、阶梯形、球形、锥形、抛物线形等旋转体零件，也可以制得方盒形等非旋转体零件，若将拉深与其他工艺（如膨胀、翻边等）复合，就可以加工出形状非常复杂的零件，因此拉深的应用非常广泛。如图21所示为典型的拉深件。图21拉深件示意图22拉深件类型拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，这种变薄是产品要求的，零件呈现是底厚、壁薄的特点。在实际生产中，应用较多的是不变薄拉深。本章介绍不变薄拉深工艺与模具设计。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第9页共30页拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。图21为有压边圈的首次拉深模的结构图，平板坯料放入定位板6内，当上模下行时，首先由压边圈5和凹模7将平板坯料压住，随后凸模10将坯料逐渐拉入凹模孔内形成直壁圆筒。成形后，当上模回升时，弹簧4恢复，利用压边圈5将拉深件从凸模10上卸下，为了便于成形和卸料，在凸模10上开设有通气孔。压边圈在这副模具中，既起压边和卸料的作用。23筒形件变形分析筒形件拉深的变形综合起来可以概括如下平板毛坯在凸模压力的作用下，凸模底部的材料变形很小，而毛坯的环形区的金属在凸模压力的作用下，DD要受到拉应力和压应力的作用，径向伸长、切向缩短，一次流入凹、凸模的间隙里成为筒壁，最后，使平板毛坯完全变味圆筒形工件为止。DD图23拉深时的材料转移下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第10页共30页图22拉深模具示意图模柄上模座凸模固定板弹簧压边圈6定位板7凹模8下模座9卸料螺钉10凸模24拉深成形过程中出现的问题及防止措施241起皱起皱主要是由于凸缘处的切向压应力超过了板料的临界压应力所引起的。1）起皱的影响起皱不利于拉深变形A、由于起皱，毛坯不能被拉过凸凹模间隙面而拉断B、轻微起皱的毛坯即使拉过凸凹模间隙，也会在筒壁上留下起皱痕迹而影响质量。2）起皱的影响因素下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第11页共30页A凸缘部分材料的相对厚度T/DB切向压应力的大小，拉深时，变形程度越大，就越容易起皱。C材料的力学性能板料的屈强比小，则屈服极限小，变形区内的切向压应力也相对减小，因此板料不容易起皱3）防皱措施主要采用压边圈防皱A用于双动冲床的刚性压边圈,主要靠调整压边圈与凹模表面间隙保证防皱；B用于单动冲床的弹性压边圈，常用动源为橡胶、弹簧、气垫。242拉裂拉深时筒壁总拉应力超过筒壁最薄弱处的材料强度时，拉深件产生破裂。原因1）由于法兰起皱，坯料不能通过凸凹模间隙，使筒壁拉应力增大；2）压边力过大，使径向拉应力增大；3）变形程度太大。防止拉裂的措施1）采用适当的拉深比和压边力；2）增加凸模的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件；3）合理设计模具工作部分的形状；4）选用拉深性能好的材料。25拉深系数的计算251拉深系数拉深系数是指拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯（或半成品）的直径之比。即下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第12页共30页121/NNDMD工件的直径与毛坯直径之比称为总拉深系数，即工件所需要的拉深系数NNNMDDDM1212112总26拉深次数及工序尺寸计算261拉深次数的确定当M拉深极限时，拉深件可一次拉成，否则需要多次DD/拉深。其拉深次数的确定有以下几种方法（1）查表法模具设计与制造表224）（2）推算方法根据极限拉深系数和毛坯直径，从第一道拉深工序开始逐步向后推算各工序的直径，一直算到得出的直径小于或等于工件直径，即可确定所需的拉深次数。262各次拉深工序件尺寸的确定工序件直径的确定121NNDMD式中为第1、2、（N1）、N道工序的直径；NDD、121为第1、2、N道工序的极限拉深系数；D为毛坯直径。NM、下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第13页共30页27圆筒形件拉深的压边力与拉深力271压边力压料装置产生的压边力大小应该适当FQ任何形状的拉深件AP式中压料圈下坯料的投影面积；A单位面积压料力。P圆筒形件首次拉深（21）PRDDFAQ2124圆筒形件以后各次拉深RIAIIQ221（2、3、）272拉深力拉深力计算公式为（22）11KTDFBD拉深件的直径；式中材料的强度极限拉伸力F；。材料厚度T修正因数K采用压料圈拉深时首次拉深（23）11KTDFB以后各次拉深（2、3、）IK1、K2值可查模具设计与制造表225。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第14页共30页不采用压料圈拉深时首次拉深以后各次拉深（2、3、）I第3章工艺分析31筒形件工艺分析工件图如图31所示1B125KTDFNBTN下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第15页共30页生产批量为小批量，工件材料为08钢，具有较好的可拉深性，材料厚度为2。M32计算毛坯直径D计算原则1）形状相似原则拉深毛坯的形状一般与拉深件横；截面形状相似。旋转体零件的拉深毛坯可采用圆形毛坯；2）面积相等原则拉深前后材料的体积不变，对于不变薄拉深，可按拉深前毛坯表面积等于拉深后工件表面积进行计算；3）在计算毛坯尺寸时，必须计入修边余量。在不变薄拉深中，一般都按“毛坯的面积等于工作的面积”的等面积法原则来确定各类拉深工件的毛坯尺寸。筒形件毛坯直径的计算公式为下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第16页共30页D222112434DHRDRD根据相对高度DT/D可从模具设计与制造表219中查得修边余量R43。由上式得D222112434DHRDRD其中72，78，84，1096，R3，H321D23计算出D152MM。33判断拉深次数确定拉深次数1毛坯相对厚度的计算01352DT31T/D）（所以查表12可知可用压料圈拉深。表12采用压料圈的条件第一次拉深以后各次拉深拉深方法（T/D）/M1（T/D）/MN用压料圈2006015080确定拉深系数有凸缘圆筒形件的拉深系数拉深，有凸缘圆筒形件拉深时，相当无凸缘拉深过程的中间阶段。这只需要比较工作实际所需的总拉深系数和H/D与凸缘件第一次拉深的极限拉深系数和极限拉深相对高度即可。根据表13查出第一次拉深允许的拉深系数为050053，零件所需求的拉深系数下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第17页共30页表13带凸缘筒形件首次拉深时的拉深系数M1毛坯相对厚度（T/D）/拉深系数008015015030306061010151520M1060063058060055058053058050053048050M2080082079080078079078079075076073075M3082084081082080081080081078079076078M4085086083085082083082083080081078080M5087088086087085086085086082084080082M总D/D80/1520523M1。由此可见可见能一次拉出。34压边力的计算压边力要选择适当，如果压边力过大，工件会被拉断；压边力过小，工件凸缘会起皱。由式21可知压边力的计算公式为Q2412凹RDDFQ首次拉深的凹模圆角半径凹可按以下经验公式确定凹R08DDT96MM以后各次拉深的凹模圆角半径可逐渐缩小。，D，凹RM691521DM72由模具设计与制造表227表查得。MPAQ3把各已经数据带入上式，得压边力为FQ692715432348KN下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第18页共30页35拉深力的计算单动力机进行拉深时，其压边力靠弹性元件产生，常用的有气垫、弹簧、橡胶垫等。由式23计算拉深力BTDKF1已知，由模具设计与制造表225中查得K11，08钢的强度510M极限。4BMPA将，带入拉深力计算公式，即KD721MT410BMPAKN923273T1KFQ36拉深总压力的计算拉深所需的总压力为KNF723890834Q压37公称压力的计算工件的拉深为深拉深，查模具设计与制造（234）公式求得公称压力KNFQ1834920834141压所以压力机的公称压力要大于33418。KN第4章模具工作部分尺寸的计算41拉深模的间隙拉深膜的间隙之凹凸模横向尺寸的差值，如图41所示,双边间隙用Z表示。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第19页共30页图41拉深模间隙图间隙过小，工件质量好，但拉深力大，工件容易拉裂，模具磨损严重，寿命低。间隙过大，拉深力小，模具寿命虽然提高了，但工件容易起皱、变厚，侧壁不直，口部边线不齐，工件质量差。因此确定间隙的原则是既要考虑版聊公差的影响，又要考虑毛坯口部增厚的现象，故毛坯值一般比毛坯厚度要略大一些。由模具设计与制造表33查得拉深模的单边间隙为（41）TZ1式中T为毛坯厚度，T2，故MTZ2142拉深模的圆角半径421凹模的圆角半径凹模圆角半径对拉深工作影响很大。过小时，毛坯被拉入凸模的阻力凹R凹R就大，拉深力也增加，容易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，还使具寿命降低。过大，会使压边圈下的毛坯悬空，使有效压边积减小，容易起皱。在不起皱凹R的前提下，凹模圆角半径越大越好。首次拉深时，凹模圆角半径可由下式确定下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第20页共30页TDRD80凹材料厚度。凹模内径毛坯直径式中TDD以后各次拉深的凹模圆角半径可逐渐缩小，一般可取（42）1806RNRN凹凹422凸模圆角半径凸模圆角半径对拉深工拉深膜的间隙之凹凸模横向尺寸的差值，如凸R图41所示,双边间隙用Z表示。间隙过小，工件质量好，但拉深力大，工件容易拉裂，模具磨损严重，寿命低。间隙过大，拉深力小，模具寿命虽然提高了，但工件容易起皱、变厚，侧壁不直，口部边线不齐，工件质量差。因此确定间隙的原则是既要考虑版聊公差的影响，又要考虑毛坯口部增厚的现象，故毛坯值一般比毛坯厚度要略大一些。凹模圆角半径对拉深工作影响很大。过小时，毛坯被拉入凸模的阻力凹R凹R就大，拉深力也增加，容易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，还使具寿命降低。过大，会使压边圈下的毛坯悬空，使有效压边积减小，容易起皱。在不起皱凹R的前提下，凹模圆角半径越大越好。首次拉深时，凹模圆角半径可由下式确定TDRD80凹以后各次拉深的凹模圆角半径可逐渐缩小。423凸模圆角半径凸模圆角半径对拉深工作也有影响。凸R（42）1806RNRN凹凹作也有影响。当过小时，则脚步弯曲变形大，危险断面容易拉深。当凸R下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第21页共30页过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空面积增大，容易产生底部的变薄凸R和起皱。除了最后一次拉深，凸模的圆角半径应比凹模圆角半径略小，即凸R凹凸180根据以上原则，凹模的圆角半径等于工件的外圆角半径，即凸R96MMTDRD凹可取凹R10MM凸模的圆角半径。MR687980凹凸可取凸R8MM43模具主要零部件设计431凸、凹模外形尺寸计算A为保证凹模强度，取凹模外径155MM，凹模高度60MMB凸模高度由其他零件尺寸取78MM432压边圈外径165，内径756，高度22，其中零件上部有一直径152，深度为2的凹槽，是为了定位工件毛坯而设计的。具体尺寸见下图下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第22页共30页433空心垫板的设计设置在压边圈和下模座之间，用来控制拉深时凸模的行程。尺寸12X12X15MM434模柄的选择选择C型凸缘模柄。具体尺寸见下表DDHH1D1D3D21H基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差400824850278181362111811下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第23页共30页435模架的选择根据凹模外形，选择中间导柱圆形模架。导柱28X17032X170436上下模座的设计A中间导柱圆形上模座凹模周界0DH1BSR2LDH7H71D1554017021545804245B中间导柱圆形下模座凹模周界0DHHBD1BSR12LDH7H1D715545351702402154580802835零件简图如下导套28X110X3832X110X38下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第24页共30页44模具总装草图初算模具闭合高度177MM。外轮廓尺寸375MM。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第25页共30页总结对于本次毕业设计的内容，主要有计算、绘图、构思（设计）等几个部分。初期的计算难度并非很大，但是工作量很大。中期主要是设计模具总装结构，这一部分很重要，它关系着具能否正常工作。后期工作主要是在前边工作的基础上，绘出总的装配图以及相关零件图。整个环节中难度最大的还是模具结构设计部分，需要确定很多零件的尺寸规格以及加工方式，重要的是要设计合理。这对于在课堂上学到的知识来说有点变化，毕竟主观性很强，没有严格的标准来执行，这样也正好体现了创新的观念。毕业设计也就这些内容，虽然所用时间不长，但它很充实，至少没有像以前上课那样天天打酱油。事实上，这短时间非常累，经常熬通宵做作业，书页被我翻坏了，可收获很多，至少比平时上课要有意义。做一件事结果并不重要，重要的是通过这件事所获得的无形的财富经历。本次毕业设计，虽然我做的不是很好，但我想任何人都没有我所收获的丰富。通过毕业设计我发现自己在对待困难时意志更坚定了，没有什么是做不到的，只要付出足够的努力。即使失败了，但经历了，也就足够了，最起码失败过、尝试过。做好一件事不仅仅要有恒心，还有有做好它的能力。就拿本次毕业设计来说，必要的机械设计及机械原理基础知识还是需要的，没有理论基础做起来就很慢，甚至做不出来。毕业设计能够出了我们哪些知识没有掌握，还需要再学习什么，它很好的反应了我们的学习状态，强化了所学知识的实用性，符合新大纲教学的要求。此次毕业设计收获还是不少的。模具设计课程上学期刚结束，这阶段的课程设计不可避免又重温了一下相关知识。对于大一学习的CAD绘图以及机械绘图，过了这么久，也忘得差不多了，正好可以借毕业设计的机会复习一下。最最重要的还是强化了实践能力，在学校里成绩再好还是要出去社会工作的，毕业设计正是运用所学知识解决问题，也算是培养了实践能力。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第26页共30页参考文献1马希青，苏梦香，赵月罗主编机械制图中国矿业大学出版社,20012李奇主编模具设计与制造任命邮电出版社,20143翁其金，徐新成主编冲压工艺及模具设计机械工业出版社4周大隽主编冲模结构设计机械工业出版社20065李名望主编冲压模具设计与制造技术指南化学工业出版社20086张瑞平主编金属工艺学北京冶金工业出版社7模具实用技术丛书编委会编冲模设计应用实例机械工业出版社20038王先逵主编机械制造工艺学机械工业出版社20039魏春雷，朱三武，章南主编模具专业毕业设计手册天津大学出版社2010下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396第27页共30页致谢在本论文的撰写过程中，我的指导刘中华老师给予了悉心的指导和关心，使我克服了众多困难终于完成了毕业设计和论文撰写工作。指导老师严谨求实的治学态度及敬业精神，给我留下了深刻的印象，并将在我以后的人生道路上产生深远的影响，在此论文完成之际，谨向知道老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。最后感谢各位评委老师对我毕业论文的审评。任务书毕业设计课题方向拉深模设计题目外圈拉深模具设计完成日期2017年3月30日1、题目来源该零件为外圈，属于拉深件，大批量生产二、设计要求（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求）按照零件图的设计要求，在调查研究、消化资料的基础上，设计一副模具完成本零件的拉深工序。要求完成1、完成本模具总体设计，绘制模具的总装图，用A3图纸打印；2、完成本模具各非标零部件的设计，绘制主要零部件的零件图，用A3或者A4图纸打印；3、完成设计说明书，要求A4纸打印，不少于20页。3、个人重点外圈的拉深模具设计四、各阶段时间安排，应完成的工作量序号各阶段工作内容起讫日期备注1学生撰写开题报告，指导教师审核2016年1225至2017年112学生完成初稿，指导教师修改、审核2017年11至2017年1153学生完成二稿，指导教师修改、审核，毕业设计中期检查2017年115至2017年244毕业设计定稿，指导教师修改、审核提交论文，准备答辩2017年24至2017年3205毕业设计答辩2017年320至4206毕业设计推优，资料整理归档，上传2017年420至2017年525五、应阅读的基本文献目录1马希青，苏梦香，赵月罗主编机械制图中国矿业大学出版社,20012李奇主编模具设计与制造任命邮电出版社,20143翁其金，徐新成主编冲压工艺及模具设计机械工业出版社4周大隽主编冲模结构设计机械工业出版社20065李名望主编冲压模具设计与制造技术指南化学工业出版社20086张瑞平主编金属工艺学北京冶金工业出版社7模具实用技术丛书编委会编冲模设计应用实例机械工业出版社20038王先逵主编机械制造工艺学机械工业出版社20039魏春雷，朱三武，章南主编模具专业毕业设计手册天津大学出版社2010指导教师签字年月日教研室主任签字年月日院长（副院长）签字年月日开题报告一、选题的依据及意义由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到广泛应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。本课题为外圈件拉深模具设计，拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件毛坯，加工成其他形状空新建的一种基本冲压加工方法，拉深的应用非常广泛，是冷冲压的基本工序之一。因为模具制造对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计、制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，选用最佳的工艺方案；掌握各种制造方法对模具结构的要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出工艺性能良好的模具结构；了解国内先进的模具制造技术，尽量采用新工艺、新技术。并且巩固和加深已经学过的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为工作以后的发展奠定良好的基础。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。2005年中国模具工业产值达到610亿元,增长率保持在25的高水平,行业的生产能力约占世界总量的10,仅次于日本、美国而位列世界第三。当前，我国模具制造方面与工业发达国家相比，差距较大主要表现在（1）标准化程度低（2）模具制造精度低、周期长。提高劳动生产率、产品质量、降低成本、扩大冲压工艺应用范围；提高冲压零件精度、减少制造周期、提高模具寿命；模具的标准化及专业化、管理的统一化及等级化；提高专业人员的技术水平和素质。冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到广泛应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。我国冲压模具产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口）。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50，塑料模具约占33，压铸模具约占6，其它各类模具约占11。由于冲压工艺具有生产率、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其应用范围。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60的粗加工、80的精加工要由模具来完成。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其它生产工艺一样，得到了迅速的发展。在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂，培养了大批从事冷冲压生产的科技人员，广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动，编辑出版了各种冷冲压技术资料，从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。在冷冲压生产中，出现了很多可喜的高科技成果。冲压加工的工艺和设备正在不断地发展，例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、液压成形、超塑冲压等，把冷冲压生产技术提高到了新的水平。为了适应冷冲压工艺水平的提高，我国对冲模的研制也在不断加强。近年来，出现了很多制造周期短、使用寿命长的新型冲模结构。并且，模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新，例如采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。从而使冲压生产的产品质量、劳动生产率大大提高，成本也大幅度下降，有利地推动了我国社会主义经济建设和发展。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，6080的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、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。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。这就出现了一个奇怪的现象，这些年我国模具生产所需的先进加工设备、制造软件及切削刀具进口越来越多。去年，我国机床进口约60亿美元，其中用于模具生产的就占十分之一；去年我国模具生产所需超硬质合金和陶瓷等超硬刀具销售额约12亿元，其中90依赖进口。随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工化国家。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项1全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。2高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。3模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程。4电火花铣削加工。5提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30左右。国外发达国家一般为80左右。6优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。7模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。8模具自动加工系统的发展。然近年来我国模具行业职工队伍发展迅速，估计目前已达近百万人，但由于模具企业数量的急剧膨胀、传统教育的力不从心以及模具技师的老龄化，模具人才远远跟不上行业的发展需求，主要表现在1）总量不足。对中国的模具企业来说，如何更好地管理人才，如何留住人才，如何为人才提供足够的平台和发展空间是摆在眼前的一个严峻的、迫切需要解决的课题，否则，人才紧缺问题将成为中国模具工业继续高速发展的一个重要障碍。2）因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45以上。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在2030。因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。3模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。这只是发展模具工业的三个重要部分，要向使模具工业在我国经济建设中发挥更大的作用，需要国家更大的关注与投入，带动相关人员研究和发展。模具的出现
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