【冲压模具设计】升降器外壳冲孔拉伸复合模设计【7张图纸】
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【冲压模具设计】升降器外壳冲孔拉伸复合模设计【7张图纸】,冲压,模具设计,升降,外壳,冲孔,拉伸,复合,设计,图纸
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哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - I - 冲孔拉伸复合模设计 摘要 本论文主要是对落料 ,拉深 ,冲孔翻边复合模而做的设计。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； 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - is it is to a a A of to to of is s on of of In of to do a to is a of to of K so of of of To of as as of At AD 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 . 2 外模具的现状和发展趋势 . 3 具的分类和占有量 . 4 题研究的目的及论文主要内容 . 5 第 2 章 零件的工艺性分析 . 7 件的特性 . 7 件的工艺性 . 7 件的工艺分析 . 7 件的材料分析 . 8 件的三维图 . 8 压工艺方案的拟定 . 9 定加工工序 . 9 定拉深次数 . 9 定翻边次数 . 10 艺方案的确定 . 10 具类型 . 11 作与定位方式 . 11 2.料与出件方式 . 11 架类型及精度 . 11 章小结 . 11 第 3 章 冲裁力的计算、压力机的选择 . 12 样图的确定 . 12 坯尺寸的确定 . 12 边值的确定 . 12 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 料宽度与导料板间距 . 13 样图的设计 . 15 裁力的计算 . 15 料工艺计算 . 15 深工艺计算 . 16 定修边余量 . 16 深力的计算 . 16 孔工艺计算 . 16 边工艺计算 . 16 压设备的选择 . 17 力中心的 确定 . 18 章小结 . 18 第 4 章 凸凹模刃口尺寸的确定 . 19 具的刃口尺寸和公差确定 . 19 、凹模刃口尺寸计算 . 20 口尺寸计算原则 . 20 口尺寸计算 . 21 定冲口、落料的刃口尺寸 . 21 深工序工作部分的尺寸及间隙 . 23 边 刃口尺寸的计算 . 24 具强度校核 . 25 孔凸模的强度校核 . 25 钉的强度校核 . 26 章小结 . 26 具的结构图 . 27 凹模的设计 . 28 料拉深凸凹模 . 28 深翻边凸凹模 . 29 边冲孔凸凹模 . 30 具的工作过程 . 31 章小结 . 32 第 6 章 标准件的选取 . 33 模标准化的意义 . 33 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - V - 模标准模架及其标准零件 . 33 模座的选择 . 33 模座的选择 . 34 柱导套的选择 . 35 柄的选择 . 36 章小结 . 37 结论 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 附录 . 41 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 内模具的现状和发展趋势 内模具的现状 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。 但是 存在问题和主要差距 :1 总量供不应求 2 企业组织结构、产品 结构、技术结构和进出口结构均不合理 3 模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平 4 开发能力较差，经济效益欠佳 。 造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因： 研开发及技术攻关投入太少 配套性不好，利用率低 准化、商品化程度低，协作能力差 20 世纪 80 年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以 15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有 17000 多个模具生产厂点，从业人数约50 多万。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。 中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。经过多年的努力，在模具 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 1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作出了贡献。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 2 - 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 ： 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 ， 其原国是 ： 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 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 3 - 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 (1)工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计 ,并普及了计算机绘图 美国 和日本 75%的模具厂已使用了技术 ,香港 5%的模具厂也开始采用这项技术 (2)在注塑模具设计中 ,已开始普及应用计算机辅助工程分析软件 ,对塑料的流动 ,填充 ,冷却情况及模具的浇口配置 ,浇道大小 ,冷却加热系统和模具的刚度 ,强度等进行科学的分析和计算 ,从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍 (3)国外的注塑模具中 ,多型腔 ,多层 ,大型精密模具已占 50%,不仅提高 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 4 - 了生产效率 ,而且节省了大量塑料原料 具加工技术 ， 国外已大量使用数控机床 ,应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具 ,特别是对具有复杂型腔 (三维曲面 )的模具 进行加工 ,使模具的质量和附加值大为提高 %以上 ,成本降低 3%以上 ,生产效率提高 60%以上为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求 ,国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段 模具标准模架及模具标准件的应用日益普及 ,已实现商品化 具结构更多地采用新技术 ,如注塑模具的热流道技术等 对不同制品的要求 ,开发出适用于各种不同模具的专用模具钢 ,并实现商品化 据模具生产的特点 ,模具企业向小而专的方向发展 1656 家模具企业 ,其中 百人 以下的小厂有 11142 家 ,占总数的 百人以上的仅有 65 家 国有 1570 家模具企业 ,其中多于 50 人 的企业仅占总数的 9%， 新加坡有 460 家模具企业 ,其中多于 50 人 的企业仅占总数的 3%， 香港有 6500 家模具企业 ,其中多于 50 人 ,的企业倪占总数的 界模具行业的一些统计数字，如下图： 具的分类和占有量 模具的一般分类可分为塑胶模具及非塑胶模具 ， 非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 5 - 又分为： 注射成型模 、 吹气模 、 压缩成型模 、 转移成型模 、 挤压成型模 、热成型模 、 旋转成型模 。由于本次设计是冲压模 ,所以对此进行下简单的介绍 , 冲压模 的分类和占有量 。 根据工艺性质分为冲裁模 、 弯曲模 、 拉伸模 、 成型模等。根据工序组合分为单工序 、 复合模 、 级进模（也称连续模）。根据材料的变性特点分为落料模 、 冲孔模 、 切口模 、 切断模 、 切边模 、 弯曲模 、 拉伸模 、 成型模 、 压花模 、 冷挤压模。 据中国模具工业协会发布的统计材料， 2004 年我国冲压模总产出约为220 亿元其中出口 美元，约合 元。 根据我国海关统计资料， 2004 年我国共进口冲压模 美元， 元。从上述数字可以得出 2004 年我国冲压模市场总规模约为 中国内市场总需求为 元，总供应约为 元，市场满足率为 82%。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一 ,是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模市场总体满足率；二 ,是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有 一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好， 2005 年冲压模出口达到 美元，比 2004 年增长 可说明这一点；三 ,是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中 。 题研究的目的及论文主要内容 本 论 文 对玻璃升降器进行了冲压的工艺分析与模具设计，详细阐述了模具的设计过程， 本 论文 的主要研究内容如下： 1 冲压工艺分析和工艺计算，进行排样设计以及冲裁力的计算，并选择压力机。 2 冲压模具 零部件 设计，包括工作零件设计 、 定位 方式 、 卸料装置以及导料系统设计以及顶出装置的设计。 3 模具装配 相关的技术要求和原则，并介绍了所设计模具的工作过程。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 6 - 章小节 本章简要介绍了 模具行业现在的情况和未来的发展趋势，提到了国内外模具的发展状况，模具分类与占有量及冲压模具的发展重点和展望，并且写明了本次课题研究的目的及论文的主要内容。 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 零件的 工艺 性 分析 件的 特性 件的工艺性 1. 零件的名称：玻璃升降器 2. 材料： 08. 壁厚： . 生产批量：中批量 件的工艺分析 图 2璃升降器零件图 冲裁件的工艺性是指冲裁件的结构，形状，尺寸等对冲裁工艺的适应性。在设计冲裁件模之前，首要对冲裁件的工艺性进行分析，冲裁件的工艺性主取决于模具的精度和加工方法 。 冲裁件的工艺性包括以下几个方面： （ 1）冲裁件的精度等级： 具精度 （ 2）冲裁件的形状应该力求简单、对称、圆角过渡，以便于模具加 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 8 - 工，减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象，同时也能防止尖角部位刃口的过快磨损，还应该尽可能避免过长的悬臂和切口，还应该有利于排样时材料的经济实用。 件的材料分析 材 料： 08性及使用范围： 08 属于极软低碳钢，硬度低，塑性，韧性好，冷加工性能好，淬透性，淬硬性极差，宜用冷轧，冷弯，冷冲等工艺成形，适用制造要求受力不大，韧性高的零件。 08优质冷冲压薄板钢中的 氧镇静钢冷轧板 ，抗拉强度 275长率 不小于 32， 主要用于制造 4下的各种冷冲压构件 。 屈服强度 :270它是塑性很好的钢 L 为 “拉“ 字的汉语拼音首字母，表示其拉伸性能好 。 件的三维图 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 9 - 图 2璃升降器三 维图 压工艺方案的拟定 定加工工序 定拉深次数 （ 1）拉深系数的确定 工件总的拉深系数为 d/D=70/86= （ 2 （ 2）拉深次数的确定 毛坯相对厚度为 t/D=查冲压工艺与模具 设计，首次拉深的极限拉伸系数为 为 以 工件可以一次拉深成型。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 10 - 定翻边次数 预冲孔尺寸 经实际试模确定为： d= （零件图中已给出） 翻边系数： K=d/(D+t)=32+ （ 2 查资料，当预孔的相对厚度： d/t= 最小翻边系数 翻边的最大高度 D (12+ （ 2 =70（ +2=15由于 K H 故可一次翻边成功。 拉深和翻边均能一次成形，该零件可以一次实现落料 、拉深 、 冲孔、翻边四道工序。由于拉深为无凸缘拉深，因此，先落料，落料尺寸为拉深毛坯尺寸，再 拉深 ，最后 冲孔 和翻边。 艺方案的确定 在冲压工艺性分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案，通常每种方案各有优缺点，应从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和寿命高低、生产成本、操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较，确定出适合于现 有生产条件的最佳方案。 初步分析可以知道零件 的冲压成形需要 四 道工序 :落料 、冲孔 、拉深、翻边， 因而制定合理的成形工艺方案十分重要 。 考虑到生产批量大 ,因此制定应在生产合格零件的基础上 ,尽量提高生产效率 ,降低生产成本 就应该尽量复合能复合的工序 ,但复合程度太高 ,模具结构复杂 ,而且各零件在动作时要求相互不干涉 ,准确可靠 从而模具的制造成本也就提高了 ,制造周期延长 ,维修不如单工序模简便 . 因此零件 的冲压成形主要有以下几种工艺方案 : 方案一 :(1)落料 (2)拉深 (3)冲孔 （ 4）翻边 方案 二 :落料、冲孔 、 拉深、 翻边 复合模 方案一复合程度 不高 ,模具结构 相对 简单、安装调试容易 , 经过 试冲， 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 11 - 零件外观平整，毛刺小，无开裂，完全达到产品图纸要求。生产效率有很大提高。 因此采用 落料、 拉深 、 冲孔 、 翻边 复合模一次成形 。 方案三与方案 一 的主要区别是采用落料、冲孔 、 拉深、 翻边 复合工序 孔、翻边放在拉深后面进行，会影响冲孔大小，容易开裂，翻边不平等现象 ， 所以选择方案一 。 具类型 根据零件的冲裁工艺方案 ,采用综合式复合冲裁模。 作与定位方式 零件为批量生产 ,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产 ,且能降低模具成本 ,因此采用手工送料方式。零件尺寸较大，保证孔的精度及较好的定位，为了提高材料利用率采用固定挡料销。 料与出件方式 考虑零件尺寸较大，形状较复杂采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，废料采用凸模直接从凹模洞口推下的方式。因为使用的是倒装式，所以出件方式为上出件。 架类型及精度 由于零件尺寸较大，冲裁间隙较小，工序较复杂又是复合模，因此采用导向平稳的对角导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。 章小结 本文对零件的工艺、材料进行了详细的分析，确定了工艺方案， 对操作方式，卸料，模架类型及精度做了简要的介绍说明。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 12 - 第 3章 冲裁力的计算、压力机的选择 样图的确定 坯尺寸的确定 f f （ 3 经计算 70 d =h =10 R = 0D 86 搭边值的确定 搭边是指排样时冲件之间以及冲件与条料边缘之间留下的工艺废料，搭边具有以下作用：补偿定位误差和送料误差，保证冲出合格的零件，增加条料刚度，方便条料送进，提高生产效率，避免冲裁时边缘的毛刺被接入模具间隙，提高模具寿命等。 表 3工件的合理搭边值 单位： 料厚度 圆形冲 裁 非圆形冲裁 往复送料冲裁 自动送料冲裁 00 l200 300 大于 至 a b a b a b a b a b a b 普通钢板冲裁件 0 5 2 2 3 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 13 - 3 4 5 6 8 边值的大小要合理，搭边值过大时，材料利用率低；搭边值过小时，达不到其在冲裁工艺中所起的作用。因此在实际确定搭边值时，应考虑以下因素。 材 料的机械性能 冲件的形状与尺寸 材料的厚度 送料及挡料方式 卸料方式 搭边值一般根据经验来定，推荐的合理搭边值（见表 3 取 a = b = 料宽度与导料板间距 条料宽度与导料板间距和冲模的送料定位方式有关，应根据不同结构分别进行计算。本设计采用；用导料板导向且无侧压装置。 这种 情况下，在送料过程中可能因条料在导料板之间摆动而使侧面搭边值不能保证为了补偿侧面搭边，条料宽度应增加 1 个条料可能的摆动量（其值为条料与导料之间的间隙）故按下列公式计算 条料宽度 0m a 导料板间距离： 2m a (30 . 521 . 5268 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 14 - 09 式中 条料宽度方向冲件的最大尺寸， 6 a 侧搭边值，取 a = 条料宽度的单向（负向）偏差， 表 3 0.6 z 导料板与最宽条料之间的见隙， 表 3 z 5 表 3条料宽度偏差 条料宽度 B 材料厚度 t 1 1 2 2 3 3 5 约 20 20 30 30
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