【冲压模具设计】盒体冲压件模具设计【6张图纸】
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【冲压模具设计】盒体冲压件模具设计【6张图纸】,冲压,模具设计,图纸
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哈尔滨工业大学华德应用技术院 毕业设计（论文）中期报告 题 目： 盒体冲压件模具设计 系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 黄 群 学 号 1069360126 班 号 0693601 指导教师 晁红颖 开题报告日期 2009 年 11 月 27 日 哈工大华德学院 说 明 一、中期报告应包括下列主要内容： 1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行； 2目前已完成的研究工作及成果； 3后期拟完成的研究工作及进度安排； 4存在的困难与问题； 5如期完成全部论文工作的可能性。 二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行 1、论文工作按开题报告 预定 的内容及进度正常进行 二、目前已完成的研究工作及成果 1、 零件的 成型工艺性分析 2、模具总体方案设计 3、 工艺力计算 4、 压力机选择 5、 压力机校核 6、 凸凹模刃口尺寸确定 7、 凸凹模结构确定 8、 弹簧与橡胶的选用及计算 9、标准模架的选择 10、总装图的 绘制 三、后期拟完成的研究工作及进度安排 1、 11 月 27 日 18 日 完成部装图及零件图设计 2、 12 月 21 日 31 日 撰写毕业设计论文及准备答辩 3、 2010 年 1 月 6 日 8 日 毕业答辩 四、 存在的困难与问题 1、 落料与拉深的结合 2、 锥部拉深及处理方法 3、 卸料与出件方式 五、如期完成全部论文工作的可能性 1、根据进度安排可如期完成全部论文工作 哈尔滨工业大学华德应用技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题 目： 系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型工艺 学 生 黄 群 学 号 1069360126 班 号 0693601 指导教师 晁红颖 开题报告日期 哈工大华德学院 说 明 一、开题报告应包括下列主要内容 ： 1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2进度计划是否切实可行； 3是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一 、 设计的内容 、技术要求 利用 计 软件，完成该塑件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该零件冲压 成型工艺性基础上进行模具的总体的方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用 计软件完成模具的总装配图、脱模机构部装图及有关的零件图设计；最后完成设计计算说明书的编写。 1、材料： 08F 2、料厚： 、生产批量：大批量 二、设计目的、意义 本设计的 工件 盒体是某厂一产品的重要零件，材料及尺寸要求如下，该件属于薄壁深锥件，零件外观要求较为严格。为了节约材料，提高生产率，降低生产成本，便于大批量生产，决定采用冲压工艺生产该零件 。但由于该件为薄壁深锥形零件，而且底部直径较小，同时零件外观要求较严格，所以该零件冲压加工难度较大。这就需要学生在所学的机械设计和冲压模具设计基础之上，对零件有一个较为透彻的工艺分析，最终生产出合格的零件。 三 、论文综述 （一） 模具工业在现代工业生产中的地位和作用 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基 础工业。 在现代机械制造业中 ,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 , 产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。 特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低 ,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一 ,直接影响着国民经济中许多部门的发展。 我国对模具工业的发展十分重视，国务院于 1989 年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性 和重要性。 模具在现代工业生产中的重要作用主要表现在以下几个方面： 1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。 2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工 出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。 3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占 60%70%，家电产品占 80%以上，手表、自行车等轻工产品占 85%以上。 （二） 模具的分类和占有量 按通常的分类方法如下 ： 塑料模具 、 橡胶模具 、 冲压模具 、 压铸模具 、 铸造模具 、锻造模具 、 合金模具 、 拉丝模具 、 玻璃模具 、 陶瓷模具 和 汽车模具 。但是从模具的设计角度看，总体结构特征分类更加的方便， 注 射磨具按结构特征可分为：单分型面注射模具、双分型面注射模具、带有活动镶件的注射模具、带侧向分型抽芯的注射模具、自动卸螺纹的注射模具、推出机构在定模的注射模具和无流道凝料的注射模具等。 据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占 60%70%，家电产品占 80%以上，手表、自行车等轻工产品占 85%以上。 （三） 我国模具工业的现状 近年来，我国的模具工业发展较快，已能够满足国内对中、低档模具的需求。少量模具已开始向日本、美国、新加坡、泰国等地出口。模具工业逐渐发展成为国民经济的基础 工业。我国的模具工业虽然在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例较低 ;许多先进的模具技术应用不够广泛，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依靠进口。据统计我国目前的模具生产只能满足需要的 60%，其余 40%需要进口；术的普及率不高等。 我国的模具制造与国外相比，落后之处主要表现为以下 5 个方面： 1、标准化程度较低。国内标准化程度为 30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。 2、模具制 造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如 标磨床、 火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低 12 级，制造周期长 12 倍。 3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。 4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少 ，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为 60%。 5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占 7%8%，这一比例不但低于国外的 30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。 以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要 大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造 (专 )专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。 （四）国外模具工业的发展情况 据中国工业报报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用 ,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证 。 1、高新技术应用于模具的设计与制造 （ 1） 广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性 在欧美， 成为模具企业普遍应用的技术。在 应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 3D 设计已达到了 70% 89%。 、 软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成 2D 设计，同时可获得 3D 模型，为 程和 集成提供了保证。应用 3D 设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控 机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。 30 50 人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。 术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用 析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用 件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。 术在模具设计中的作用越来越大，意大利 术后，试模时间减少了 50%以上。 （ 2）为了缩短制模周期、 提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在 3 万r/用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为 4 5 年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之 一。 （ 3）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用 由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有 各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。 在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型 快速地制造出模具。 四 、 模具设计 三维图形 ： 模具总体方案设计 及可行性分析 ： 一、 冲压件的工艺分析 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，即设计的冲压件在材料、结构、形状、尺寸大小及公差和尺寸基准等各个方面是否符合冲压件加工的工艺要求，一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。工艺性差的冲压件，材料损耗和废品率会大量增加，甚至无法正常生产出合格的产品，良好的冲压工艺性应能满足材料较省，工序较少，模具加工较易，寿命较高，操作方便及产品的质量稳定等要求。 材料：该冲压件材料厚度为 08F， 屈服 强度 s=175 拉强度 b =295 断裂 伸长率 =60%，生产批量为大批，具有很好的冲压性能。 二、确定冲压件的工艺方案 确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压件工序数、工序的组合和顺序等，工艺方案中的一个主要内容就是用什么类型的模具，用单工序模还是用连续模或复合模。 在确定冲压工艺规程时，可以根据确定的冲压工艺方案和冲压件的生产批量、形状特点、尺寸精度以及模具的制造能力、现有冲压设备、操作安全方便的要求等，来选择模具的结构形式。 方案：复合模，切边翻边冲孔落料一次成型。 三、冲裁工艺计算 考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先取决于凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙，冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模先决定凸模尺寸， 用增大凹模尺寸来保证合理间隙。 考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响，刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸，刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。 考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值，一般冲模精度较冲件精度高 23 级 。 具体 有： （一）凸、凹模 间隙值的确定 ， （二）凸、凹模刃口尺寸确定 。 五 进度安排 ： 第一阶段： 10 月 19 日 10 月 30 日（ 2 周） 应完成的工作 理解和熟悉毕业设计题目，了解所要完成的工作任务； 查阅与毕业设计题目相关的文献资料； 书写开题报告。 第二阶段： 11 月 2 日 12 月 11 日（ 7 周） 总体方案设计与模具结构布局（设备结构设计方案） ； 模具结构设计计算（设备结构设计计算和强度计算） ； 具总装图设计（设备总装图） ； 中期检查 ； 在第二阶段设计中，于总图设计完成后组织安排中期检查，时间安排另定。 检查时，填写好 自己 的毕 业设计日志 ， 填写好每阶段的设计安排； 文献综述主要内容； 总体方案设计；在设计过程中遇到哪些难题，在老师指导下如何解决的？具体的设计计算过程；零部件的设计草图 等，并 需要 指导老师的签字 和设计总图。 具 部件装配图（或第 2 套模具装配图）（设备部装图）及零件图设计 。 第三阶段： 12 月 21 日 12 月 31 日 （ 2 周 ） 撰写毕业设计论文 塑料模设计论文主要内容： 绪论； 塑件注射成型工艺性分析；浇注系统设计；注射机工艺参数校核；成型零件设计及强度校核；导向与脱模机构设计； 凸、凹模加工工艺编制；论文结论等。 结题验收 在全部设计工作和实验工作结束后，毕业答辩前两天进行（ 2010 年 1 月 5 日 1 月6 日） 。 第四阶段： 毕业答辩 自我检查、总结和准备答辩 在此阶段中，应完成设计图和论文的互审。 毕业答辩 （ 2010 年 1 月 6 日 1 月 8 日） 六 主要参考文献 1、 薛啓翔 主编 具 设计手册 化学工业 出版社 ， 2005. 2、 罗益旋主编 银声音像出版社 3、 李彩霞 主编 北京：机械 工业出版社 4、 中国模具设计大典编委会 篇 西科学技术出版社，2003. 5、 靖永慧 J2001. 6、 马晓湘 钟均祥 主编 南昌： 华南理工大学出版社 ， 1998. 7、 冯炳尧 韩泰荣 蒋文森 主编 二版） . 上海： 上海科学技术出版社 ， 2005. 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - I - 摘 要 本论文 主要是对落料拉伸复合模而做的设计。这套复合模不但节约了原材料，为工厂带来了利益和效率，更主要的是它把这几个原本不容易合在一起的制造工艺通过特殊装置实现了。很大程度的提高了工作效率，并把原来一套以上才能完成的工艺用这套复合模完成了。 此论文主要阐述了我国模具现状和发展趋势、对零件的工艺分析、模具结构的设计、模具装配与部装图的设计。 其中工艺分析对零件的特性和材料性能做了简单的介绍，工艺计算主要是为设计选件打基础，通过大量的计算来确定一些标准件选择的尺寸和压力机的确定等。经过第二章计算和分析后进行 模具结构的选择，其中包括标准件的选择和非标准的设计等。要做到标准件的选择正确以及非标准件的设计合理。最后用 制出模具的装配图和部装图，阐明装配时需要注意的事项。 关键词 冲压工艺 ；模具 设计 ； 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - is do of it is of A of to by of s of of of of of of a is a of to of of of of of To of of a of to 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 目录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 内模具的现状和发展趋势 . 1 内模具的现状 . 1 内模具的发展趋势 . 3 外模具的现状和发展趋势 . 5 题研究的目的及论文主要内容 . 6 第 2 章 工艺分析 . 7 件的特性 . 7 件的工艺性 . 7 件的形状 . 7 料性能 . 8 艺计算 . 9 坯直径的确定 . 9 件 锥形拉伸次数的确定 . 10 料力、顶件力和推件力的计算 . 12 力机的选择 . 13 章小结 . 14 第 3 章 冲压模具零部件的选择与设计 . 15 裁间隙以及凸、凹模的刃口尺寸计算 . 15 裁模凸、凹模刃口尺寸确 定的原则 . 15 、凹模刃口尺寸的计算 . 16 用模架、确定闭合高度及总体尺寸 . 19 位零件的 选择 . 21 定零件的选择 . 21 料装置的选择 . 22 向零件 . 24 接件与紧固件的选取 . 24 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 章小结 . 25 第 4 章 模具凸凹模的设计 . 26 料凹模的确定 . 26 零部件的图示： . 26 料凹模 . 26 深凹模 . 27 料凸凹模 . 28 章小结 . 28 第 5 章 模 具装配图的设计 . 29 合模具的安装调试要求 . 29 合模具安装的要求 . 29 合模具调试的要求 . 29 要组件的装配 . 29 柄的装配 . 29 模和凸模固定板的装配 . 30 压卸料板的装配 . 30 柱与导套的技术要求及装配 . 30 具的工作过程 . 30 料拉深模具装配图 . 31 度拉伸模具装配图 . 32 章小结 . 33 结 论 . 34 致 谢 . 35 参考文献 . 36 附录 . 37 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 1 - 第 1章 绪论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 内模具的现状和发展趋势 内模具的现状 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，模具工业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、独资和私营也得到了快速发展。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已有几千家。 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 并陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了 成功应用于冲压模的设计中。 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， 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。目前，按照模具总量排名，我国紧随日本、美国之后位局世界第三，是个模具生产大国。在模具制造水平上，我国总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多。在生产周期方面，国外一般模具要求 10 30 天，大型精密模具需 3 6 个月；国内模具一般需要 30 90 天，较复杂的模具需要 10 个月以上。国内模具的使用寿命也只有国外发达国家 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 2 - 的 1/2 至 1/10，甚至更短，因此我国远非模具制造强国。 利用 术来改造 模具传统的设计制造方法，可以明显提高模 具 设 计 效 率 和 质 量 ， 缩 短 制 造 周 期 ， 提 高 模 具 制 造 水 平 。 从 术的应用上来看，国外一些汽车制造公司早在 60 年代初期就开始了模具 研究，各大汽车公司都先后建立了自己的 统，并将其应用于模具设计与制造。上世纪 90 年代中后期，美国和日本塑料模具行业应用 术的企业达 75%，采用 析技术的企业约占 60%。而我国的模具企业应用 术的仅占 5 左右，经济较发达的上海市模具企业中应用模 具 术仅占 16 左右，与国外差距很大。随着 术在模具工业发展中的重要性被模具界所认可，开发模具行业专用的模具 统成为模具行业发展的一个趋势。日本 车公司从 1980 年开始研制汽车覆盖件模具 统。 司研制成功的模具 统，使整个生产准备周期由 18 周缩短为 6 周。与此同时，欧洲的一些国家在冲模 究和应用方面也取得了很大进展，例如法国雷诺汽车公司应用 件系统作为 主导软件，目前已有 95%的设计工作量用该软件完成，而且雷诺汽车公司在 导软件的基础上还开发出了许多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的 用于钣金成形分析的 。现在流行的各种通用 件也开始不断探索专用模块的发展之路，以增强其市场竞争力。如英国 司推出的 统，包括有 块，是面向模具制造的模具总装设计专家系统，可自动将加工信息直接输出到 块，自动产生加工程序。日本 造船信息系统株式会社的三维 统 也增加了专用于注塑模的设计模块。日本 式会社推出的专用于塑料模设计和制造系统的 颇具特色，该系统综合了塑料产品从设计到模具生产所需要的全部功能，重点在于三维设计与二维视图的关联，体现了宜人化和集成化方面的技术进步。 在我国，人们已经越来越认识到模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。许多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，从事模具技术教育培训的院校已超过 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 3 - 50 余家。近年来，我国自主开发 统有很大发展。例如，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 件，上海交通大学模具 家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 件，北京机电研究所开发的锻模 件，北航 华正软件工程研究所开发的 件，吉林汽车覆盖件成型技术所独立研制的商品化覆盖件冲压成型分析 件等在国内模具行业拥有不少的用户。 汽车工业已成为各国的支柱产业。汽车车身模具，特别是大中型覆盖件冲压模具，其技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。国外汽车覆盖件模具 术的发展已进入实质性的应用阶段，如美国福特汽车公司规定所有新设计的汽车冲压成形零部件都必须经过计算机成形仿真分析，不仅全面提高了模具设计的质量，而且大大缩短了模具的生产周。目前欧美推出一 种新车型需要 48 个月，日本则只需 30 个月。我国在对汽车新车型，尤其是轿车车型的开发设计技术方面比较落后。其中一个重要的原因就是模具 术应用并不十分显著，尤其是在汽车覆盖件模具 术应用方面，这项技术的巨大潜力还未充分发挥出来。国内部分企业虽然都不惜巨资从国外引入了先进的通用 件，但这些软件未经开发，专用性都比较差，此外用户界面对于国内工程师来说不方便，导致我国模具 术应用不充分，还有很大的潜力有待发掘。对这些大型通用 件进行消化吸收以及二次开发是 提高我国模具 用水平，促进制造业发展，缩短与国外模具水平差距的切实有效的途径之一 1。 内模具的发展趋势 我国对模具工业的发展也十分重视 989 年 3 月颁布的 中 ,就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在 ， 我国的模具工业己初具规模 ,全国己有 200 我个模具专业厂 ， 6000 多个生产点 (附属在工厂内的模具车间或模具加工班组 )， 年产模架30 多万套。此外 ， 还有数以万计的模具私营企业和个体劳动者 ,在满足模具需求方面 ， 起着不可忽视的作用。可以主 ， 中国在模具 技术方面 ， 己有一支较强的队伍。 近年来 ,我国模具技术的进步主要表现在 ： 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 4 - 1 研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金 ， 钢结硬功夫质合金等新材料 ,并采用了一些热处理新工艺 ， 使模具使用寿命得到延长。 2 发展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品 ， 并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模。 3 研究开发了一些新技术和新工艺 ， 如三维曲面数控仿形加工 ， 模具表面抛光 ， 表面皮纹加工以及皮纹辊制造技术 ， 模具钢的超塑性成形技术和各种快速制模技术等。 4 模具加工设备己得到较大的发展 ,国内己能批量生产精密坐标磨床 ，计算 机控制 (形铣床 ， 火花线切割机订以及高精度的电火花成形机床等。 5 模具计算机辅助设计和辅助制造 (模具 在国内数十个单位得到开发应用。 虽然我国模具技术己得到较大的发展 ， 但仍然不能满足国民经济高速发展的需要 ， 还需花费大量资金向国外进口一些模具 ，其原因 是 ： 1 专业化和标准化程度低 ， 目前专业化程度不到 10%， 而标准化程度也只有 20%。 2 模具品种少 ， 效率低 ， 经济效益也差。 3 制造周期长 ， 模具精度不高 ， 制造技术较落后。 4 模具寿命短 ， 新材料使用量不到 10%。 5 力量分散 ， 管理落后。 根据我国模具技术的发展现状及存在的问题 ，今后应向 下几个方面发展 ： 1 开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具 ,以满足国内市场的需要 。 国家己规划分别在山东、广东、北京、上海、广州等地的有关单位重点扶植发展热锻模、热铸模、塑料模、冷冲模、顶杆等 ,以便集中力量发展这些有影响的高水平模具及标准件。 2 加速模具标准化和商品化 ， 以提高模具质量 ， 缩短模具制造周期。 3 大力开发和推广应用模具 术 ， 提高模具制造过程的自动化程度。 4 积极开发模具新品种 新工艺 新技术和新材料。 5 发展模具加工 成套设备 ,以满足高速发展的模具工业需要。 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 5 - 较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面 : 1 模具日趋大型化； 2在模具设计制造中广泛应用 术； 3模具扫描及数字化系统； 4在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5提高模具标准化水平和 模具标准件的使用率； 6发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7模具的精度将越来越高； 8模具研磨抛光将自动化、智能化； 9研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10开发新的成形工艺和模具。 外模具的现状和发展趋势 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中， 60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平 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的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600 650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中 ,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上；国外模具企业的组织形式是 大而专 、 大而精 。 2004 年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了解到，德国有模具企业约 5000 家。 2003 年德国模具产值达 48亿欧元。其中（ 员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 6 - 万美元左右，而国外模具工业发达国家大多 15 20 万美元，有的达到 2530 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，而我国才达到 45。 题研究 的目的及论文主要内容 本文希望通过对 落料拉伸复合 模具设计中的应用的介绍，以点带面，说明整个冲压模具行业近期发展的动态及未来模具业趋于机械化 、 智能化的特征。 本课题的主要研究内容如下： 1 落料拉伸 类产品的工艺性分析； 2工艺方案的确定（含工艺计算）； 3模具选择及零部件设计计算 。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 7 - 第 2章 工艺分析 件的特性 件的工艺性 1 零件名称：盒体冲压件 2 材料： 08F 3 壁厚： 生产批量：大批量 件的形状 盒体冲压件形状如图 2示。 图 2体 零件 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 8 - 加工此零件需要落料拉伸等工序 ,在传统加工中需要落料拉 伸和锥度拉伸两套模具来完成。此次设计我们要根据学过的和参考资料做出一套模具就能完成。设计难点是锥度拉伸工艺。 料性能 08F 中 F 表示是沸腾钢， 08 表示为含碳量为万分之八 它属于优质碳结构钢，是 08F。 08F 的化学成分： 碳 C ： S ： P ： 这里除了锰的含量少低外，其他的化学成分都符合，因此可以认为它是08F。 强度、硬度很低，而塑性、韧性极高 ，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。 这种钢的塑性很好，主要用来制造冷冲压件。锰的在钢中起到增加弹性强度的作用，因此在符合要求的情况下，含量可以有偏差。 08F 是低碳钢，而且含碳量非常低，单单淬火不能提高硬度。对于他的热处理为渗碳加淬火处理，一般不采用渗氮处理，原因是渗氮后的有效硬化层深度太薄。渗碳淬火后其硬度可以达到 60，但要到达 较困难。 特性及适用范围：其强度低、钢质软、塑性和韧性好。一般使用不需进行热处理，但为消 除因冷加工而产生的内力，改善钢的切削性能，可进行热处理，冷加工可增加强度。常用于制造冲压件和渗碳件，如冲压制品、套筒、搪瓷制品、汽车外壳等。 力学性能：抗拉强度 b ( 295， 屈服强度 s (175， 伸长率 5 ( )： 35， 断面收缩率 ( )： 60， 硬度 ：未热处理 131 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 9 - 艺计算 坯直径的确定 ,查资料 4表 5 =8=89+8=97 确定 f （ 2 根据面积相等原则，计算出 D=143筒形过渡毛坯拉伸次数的确定 已知 D=143d=t= t/D） 100=（ 43）100=m=d/D=43=资料 4表 5 08F = = 取 m 总 /一次拉深直径： d1=143=二次拉深直径： d2=(1)第一次拉深：第一次拉深采用平端面凹模拉深。 t/D=43=据资料 4。 1= =t/D 1,故需压边装置。 (2)第二次拉深：第二次拉深采用锥形凹模拉深。 t/据资 料 4。 = 1/=t/d ，故不需要压边装置。 拉深间隙 Z 按 取 Z= 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 10 - (1)第一次拉深高度。 +(r1/ (2)第二次拉深高度 + r2/（ =(1)第一次拉深 P=K b （ 2 表 2系数 1K 1m k 保证安全， K= 08F， b=276 383 P=K b=383=111843N=2)第二次拉深 P=K b 为保证安全， K=算 P=K b=383=78218N= 零件锥形拉伸次数的确定 根据拉伸成的圆筒形毛坯，在逐次减小地步圆筒的直径、增加锥面高度，最后得到薄壁深锥零件。当零件锥面质量要求较高时， 一般采用整形工序。目前，一般薄壁深锥零件的拉深成形时均采用此方法。由圆筒形毛坯过渡到锥形件的拉伸次数的确定圆筒形件相同，拉深系数按底部圆筒直径来计算。 拉深次数可按下式进行确定： m 总 =8/虑到锥部拉深前需退火处理，第一 第五次锥部拉深系数可根据资 4表 5 m 总 /哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 11 - 第一次锥部拉深直径： d1=二次锥部拉深直径： d2=三次锥部拉深直径： d3=四次锥部拉深直径： d4=五次锥部拉深直径： d5=形直径： d6=为保证锥部拉深工序的顺利进行，根据资料 6，在工艺计算时，必须遵循以下两个原则：一是已成形 到位的部分在后续工序中不能有大的变化；二是前道工序要为后到工序准备足够的材料，胀形变形量不能太大。根据以上原则，分别计算第一、二、三、四、五次锥部拉深毛坯小头圆柱高度，同时，为保证零件的尺寸精度和表面质量，在最后整形工序里保证一定的胀形成分。 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） （ g） （ h） (m) 图 2序图 a 落料 b 第 一次拉伸 c 第二次拉深 d 第一次锥部拉深 e 第二次锥部拉深 f 第三次锥部拉深 g 第四 次锥部拉深 h 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 12 - 第五次锥部拉深 m 整形 P=K b 为保证安全， K= 08F， b=276 383一次锥部拉深： b=383=41418N 第二次锥部拉深： K b=383=31028N 第三次锥部拉深： K b=383=23668N 第四次锥部拉深： K b=383=18184N 第五次锥部拉深： K b=383=14186N 整形：根据资料 4，整形力按下式进行计算： P= （ 2 式中 P 整形力， N F 整形面投影面积， =（ /4） /4） 532=2205q 单位整形力， 资料 4， q=150 200以上数值带入上式： P=205 (150 200)=330750 441000N=441料力、顶件力和推件力的计算 冲裁件在冲裁过程完成后，材料会沿向产生弹性回复，使处于凸模周边的材料箍在凸模上，而冲断后落入凹模的材料则因弹性回复而梗塞在凹模内，从凸模上将工件（或废料）缷下来的力称为料力 凹模内向冲模反方向将工件 （或废料）顶出的力称为顶件力 凹模内向冲裁反方向将工件（或废料）推出的力称为拒体力 选择冲裁设备及冲裁模设计时需要考虑这些力。 影响这些力的因素很多，主要有材料的力学性能与厚度，冲件形状与尺 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 13 - 寸、冲模间隙与凹模孔口结构，排样的搭边大小及润滑情况等，在实际计算时，常用到下列经验公式： X (2D (2T (2式中 分别为缷料力，顶件力推件力系数见表 2 冲裁力， N 分别为缷料力，顶件力和推件力， N N 同时 R 在模孔内的冲件（或废料）数， n h/t, h 为凹模刃部直壁洞口高度， t 为料厚， 2卸料力、推件力和顶件力系数 材料及厚度（ 钢 、铝合金 铜、黄铜 压力机的选择 根据以上计算，第一、二次拉深工序安排在底传动双动拉深压力机进行，落料、第一次第五次锥部拉深及整形工序均安排在曲柄压力机 进行。 由国家标准选取 63t 开式压力机，压力机参数如下
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