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4422发动机漏油器外壳的冲压工艺及模具设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,发动机,漏油,外壳,冲压,工艺,模具设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩

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湖 南 农 业 大 学 全日制普通本科生毕业设计 发动机漏油器外壳的冲压工艺及模具设计 F 生姓名 ： 李小聪 学 号： 200940614116 年级专业及班级： 2009级 机械设计制造及其自动 化 （ 1）班 指导老师及职称： 陈力航 讲师 学 院： 工 学院 湖南长沙 提交日期： 2013 年 5 月 湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计 诚 信 声 明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完 全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 2013年 5月 26日 目 录 摘要 1 关键词 1 1 前言 2 内外 模具的发展与现状 3 压模具的发展 前景和 趋势 3 续全力全面推广 3 具检测设备向精密、高效和多功能方向发展 4 体化加工中心是目前正在发展的新技术 4 结 4 2 冲压工艺 的确定 5 压件的工艺分析 5 件的设计要求 5 边值的确定 5 件 尺寸精度要求 6 件材料 6 压工艺方案的 选择 6 3 模具主要计算 7 坯尺寸的计算 7 断能否一次拉深成形 7 断是否需要压边 8 样方式的确定 8 样种类 8 坯排样的确定 8 裁模 刃口尺寸 设计 10 口尺寸计算方法 12 口尺寸计算 12 深模工作部分尺寸计算 12 模圆角半径 13 模圆角半径 13 深模凸、凹模间隙的确定 14 伸模工作部分尺寸计算 13 4 冲压工艺的计算 15 压力的相关 计算 15 深工艺力 力的计算 15 深力的计算 15 边力的计算 15 5 冲压设备的选择 16 力中心 的确定 16 压设备类型的选择 16 压设备规格的选择 16 6 模具主要零部件结构设计与总体设计 17 具结构形式的选择 17 架的选用 17 具的闭合高度 18 具工作部分尺寸计算 18 料凹模 18 深凸模 18 凹模 18 垫板 19 具总体结构的设计 19 力机与模具的配合 20 具工作效率与保养 20 7 设计小结 20 参考文献 21 致谢 22 1 发动机漏油器外壳的冲压工艺及模具设计 学 生：李小聪 指导老师：陈 力 航 (湖南农业大学 工学院学院，长沙 410128) 摘 要 ： 本设计是 关于 漏油器外壳的落料、拉深、冲孔复合模的设计，完成的内容为：对模具在工业生产中的作用，模具发展历史与现状，未来模具的发展前景做了概述。确定合理的工艺方案、工序数目、毛坯尺寸、压力中心并绘制零件图 。 设计定位零件，设计 固定零件，选择模架标注紧固件。最后绘制模具非标准零件图，用 当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。 关键词 ： 漏油器外壳 ；落料；拉深； 冲孔；复合模； of 10128, he is a of as a of in of of To of of of to of D on of of 2 1 前言 国内外 模具的发展与现状 模具是当今工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，是最重要的工业生产手段和工艺发展方向，一个国家工业水平的高低在很大程度上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平是一个国家工业水平的重要标志之一。 我国考古发现 ： 早在 2000 多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器。证明了中国古代冲 压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。 近代，从上个世纪 20 年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就开始使用冲床、压力机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中的“刀口模子”专门用于落料、冲孔，“坞工模子”可用于金属拉伸。由于生产力较为低下，技术水平不够。直到 20 世纪 40 年代初，出现水压机冷冲模具。 50 年代公私合营后，增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和块规等较为精密的测量设备，冷冲模具的精度得以提高。六七十年代，随着产品生产大量使用冲压机床，冷冲模具已从原来单冲 落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。同时由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多样化，精度也由此提高。 70 年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具。其凸模 (冲头 )和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作需要热处理一装配一变形修正的繁琐工艺，模具的精度可达到0 01以说这段时间我国的模具产业发展日新月异。 到了 21 世纪 ， 随着计算机软件的发展和进步 ， 术日臻成熟，其现代模具中的应用越来越广泛。根据中国模具工业协会的统计数据， 2009 年中国模具进出口总额为 38 07 亿美元，比上年下降 3 03。其中进口总额为 19 64 亿美元，同比减少 2；出口总额为 18 43 亿美元，同比减少 4 1l。按模具种类分 ， 进出口最高的仍是塑料橡胶模具，分别占了进出口额的 50 12和 70 26；其次是冲压模具，分别占了进出口额的 42 42和 22 07。按进口货源地分，进口模具主要来自日本、韩国、德国，其次是中国台湾、美国、加拿大、意大利、新加坡、丹麦和法国；按出口目的地分，中国出口模具的市场主要是香港、美国和日本。其次是德国、印度、中 国台湾、法国、巴西、韩国和越南；按出口货源地分 ，出口模具主要来自广东、浙江和江苏。 当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向 3 人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具的主要企业有加快向国外转移的趋势，这使日本本国模具使用量减少。 随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在 全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。 德国主要世界上主要的制造大国之一，在模具制造方面具有领先的技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较为重要的地位。由于德国将将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。 无论国内还是国外， 精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已经达到 2前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国家的高精度三 坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物 建立数学模型 输出工程图纸 模具制造的整个过程，使得逆向工程技术的开发和应用有了很大成功。 冲压模具的 前景与 趋势 冲压模具的 前景十分广阔。 以大规模、超大规模集成电路用引线框架精密多工位级进冲模，集成电路精密封装模具，电子元器件和精密接插件用精密模具，芯片用精密冲压模具，汽车电子模具为前沿，电脑周边模具、多媒 体数码产品模具、光电通讯产品模具、网络产品模具、钟表礼品模具等等随着 国已是 (复印机、传真机、打印机等 )备及耗材的主要生产国， 60%以上的复印设备、 40%以上的影像打印设备在中国制造，同时世界 备主要厂商在中国大量采购零部件也使得 备塑料模具发展迅速。 主要集中在四个方面： 继续全力全面推广 术 ； 模具检测设备向精密、高效和多功能方向发展；一体化加工中心是目前正在发展的新技术；模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同。 继续 全力全面推广 术 术的应用时磨具制造技术发展的动力。随着电脑软件的开发与应用， 普及 术的条件已经成熟，各企业将加大这些技术的培训与技术服务力度；进一步扩大 术的应用范围。 世界较先进的丰田汽车模具制造厂在这方面为我们提供了比较成功的实验，它的 4 模具从设计到加工完全依赖高科技，将实体设计加上数控编程，取代了人工实型制作和机床操作；精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修；高精度加工取消了模具的研合、修配。现在数控编 程人员已经超过了现场操作人员，数控编程的工时费用，超过了机床操作工人，数控编程的工时费用，超过了机床工时费用的 50%，这种高精度和无人化加工，使模具的质量有了极大的提高，生产周期大大缩短。 模具检测设备向精密、高效和多功能方向发展 精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已经达到 2前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国家的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。 如东风汽车模具厂不仅拥有意大利三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在 国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物 建立数学模型 输出工程图纸 模具制造的整个过程，使得逆向工程技术的开发和应用有了很大成功。 一体化加工中心是目前正在发展的新技术 在丰田模具制造厂，今年已投入使用了一个粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工 中心。它的优点是集各种机床优点之大成，除底面加工外，一次装、卡，粗、精、高功率、高精度、高速等面面俱到，加工效率很高。且目前已出现的无人化生产形式主要指柔性加工和冲压加工中心。 比如日本 司的柔性冲压加工系统（ 通过数控使一组冲压设备实现自动调节加工；我国 90年代诞生了一台以冲床为主的板料折弯柔性单元（ 一体化无疑是一种十分理想的技术，代表着数控加工技术发展的方向。日本的 进展似乎很慢，说明了难度很大，所需投入更是巨大。 小结 冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。近年来，冲压成型工艺有了很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工 艺日新月异，冲压件的成形精度日趋精确，生产率有了极大的提高，正把冲压加工提高到高品质、新的发展水平。由于引入了计算机辅助工程（ 压成形已从原来对应力应变进行有限元分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化分析设计。计算机在模具领域，包括设计、制造、管理等领域发挥着越来越重要的作用。 5 2 冲压工艺方案的确定 冲压件的工艺分析 零件的设计要求 工件简图如下： 图 1 工件图 l 件名称：漏油器外壳 工 件材料： 08 钢 生产批量：大批量 材料厚度： 2寸精度： 搭边值的确定 排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料之间留下的工艺废料叫搭边。影响搭边值的因素 ： (1) 材料的力学性 ， 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。 (2)材料厚度，材料越厚，搭边值越大。 (3)冲裁件的形状与尺寸，零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些 (4)送料及挡料方式，用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销 定距的搭边小一些。 (5)挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。 6 该零件为带凸缘筒形件 ， 要求内形尺寸 材料厚度为 t=2计 没有厚度不变的要求，零件 具有对称性，可旋转而成 ， 且 圆角半径 R=42t， 满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求 （ 冲压工艺编制与模具设计制造 ） 拉深的工艺性 ,不用加整形工序。尺寸 110 ，其余尺寸为自由公差，拉深底部孔径 d 分别为 20，满足 d t=764 2=70合孔位设计要求 ,在拉伸件上冲孔时，为免冲孔时凸模受水平推力而折断，孔边与零件直壁之间应保持一定的距离，此距离应满足 a 零件外形尺寸计算得 a=3，满足冲孔的条件。 零件尺寸精度要求 冲裁件的精度一般可分为精密级和经济级两类。精密级是冲压工艺技术所允许的精度，而经济级是可以用较经济手段达到的精度。 工件精度 要求 为 而 冲裁件的经济精度一般不高于 ，最高可达 冲孔比落料高一级，拉深间的尺寸精度应在 ，所以该零件利用普通 冲裁拉深可以达到零件图样的要求。 零件材料 工件材料为 08 钢， 为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。 冲压工艺方案的 选择 确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经 济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 对零件结构、材料、精度分析后，得出以下三种方案： 方案一：落料 冲孔，采用单工序模具，则需要三套模具。 方案 二 ：落料 冲孔，采用级进模具，只需要一套模具。 方案 三 ：落料 冲孔，采用复合模具，即只需要一套模具。 方案比较：方案一 :单工序模生产效率低，冲压精度不高，模具复杂程度、制作精度都较低，冲压设备能力较小，而且加工这样一个工艺需要三套模具，三台设备，模具制造费用大，所以方案一不合理。方案 二 :采用级进模模，模具制造难度加大，模具结构较复杂，模具制造 周期较长，模具成本较高，所以方案 二 不合理。因工件的结构较为简单且关于轴对称，采用复合模具制造工件，生产效率高，成本不是太高，并且适合大批量生产，综上所述，所以采用方案 三 。 7 图 2 计算毛坯尺寸涉及的尺寸图 of to 模具主要计算 毛坯尺寸 的计算 单工序拉深模的毛坯是单个的，级进模的坯料则是条料。为了拉深计算的需要，级进模的拉深也要像单个毛坯一样计算毛坯直径。计算毛坯直径是 根据拉深成形以后，工件的表面积与毛坯面积相等的原理，进行毛坯直径的计算。 因 dp/d=110/78=凸缘直径 10,查 冲压模具设计 与制造 表 =d 凸 = 0 2+4） =68mm;080+2 4=88mm;d4=d 凸 =h=34 2+4） =22mm;r= 4+1=5 r 的尺寸标注如图（ 2查 冷 冲压模具设计 与制造 表 毛坯的计算公式为： 2324221122 ）（1） = 2222 1 4322278468 ）（ = =以毛坯直径为 D=151判断能否一次拉深成形 材料的相对厚度 t/D100=缘的相对直径 d 凸 /8=手册 表 8 得，第一次拉深的极限拉深系数 工件总的拉深系 数 =78/件第一次拉深的最大相对高度 h1/ 件的相对高度 h/2/78=以上可知零件总拉深系数 于第一次拉深系数 件的相对高度 h/d 小于工件第一次拉深的最大相对高度值，所以该 零件可以一次拉深成形。 判断是否需要压边 压边的目的是为了让模型保持好形态，在圆滑后后不会有太大的变形。 该 零件一次可拉深成形，拉深系数 m=78/ t/D 1毛坯不起皱， 即不采用压边圈， t/D=2/以需要采用压边装置。 排样方式的 设计 排样 种类 根据材料的合理利用情况、条料排样方法可以分为三种： （ 1）有废料排样：沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间，冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲裁模保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率不高 （ 2）少废料排样：沿冲件部分外行切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间有搭边，因受剪裁条料质量和定位误差的 影响，冲件质量稍差，边缘毛刺影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 （ 3）无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件，冲件的质量和模具寿命最差，但材料利用率最高。另外，当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。 毛坯排样 的确定 材料利用率要尽量高 ,便于完成后续加工工序，生产率要高，便于操作，安全性要好。综合考虑材料经济利用程度与工件形状的分析，为了尽可能地提高材料利用率，可以初拟以下几种排样设计方案： （ a） 方案一 （ b） 方案二 9 （ c） 方案三 (d) 方案四 图 3 排样图 一种方案条料宽度合适，圆筒形件的毛坯直径为 上冲裁金属材料的搭边值，不至于条料太窄，也不影响加工质量，且可以使模具的宽度不至于较长。而第二种方案和第三种方案，会使模具宽度增加，模具结构比第一种复杂，不利于提高生产率。所以优先考虑零件加工质量和模 具结构的简单化，选用第一种方案。 查手册表 a=b=2a、 d）所示。 计算材料在一个步距内的利用率： 冲裁件的实际面积： ） （ ） 20/2 ） 2 (2) = 条料进距 L=151+b=153 (3) 条料宽度 B=151+2a=156 (4) 查手册表 材料利用率计算公式为： %1000 LB 5) 1 7 4 4 2 . 6 4 1 1 0 0 %1 5 6 1 5 3 式中： 单个冲裁件的实际面积 ( n 该条料上所能冲制出的冲裁件个数； 材料利用率 （ %） ； B 条料的宽度 ( 10 L 条料的长度 ( 值越大，说明废料越少，材料利用率越高。 冲裁模刃口尺寸 设计 刃 口尺寸计算 方法 因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类： （ 1）按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形 状的工作 ,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。 （ 2）按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。 刃口尺寸的计算 表 1 凸模，凹模的制造偏差（ 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 18 18 30 30 80 80 120 120 180 180 260 260 360 360 500 500 裁凸、凹模的间隙主要与材料的厚度种类有关。查 模具设计必备 手册 表 2 当凸模与凹模分开加工时，其 公差应保证如下关系： |p|+|d| (6) 式中： p 、 d 凸、凹模制造公差 ( Z 最大、最小合理间隙 ( （ 1）落料：基本尺寸为 p =d=校核，由式（ 2： |+ 以满 足间隙公差尺寸。 11 根据冲裁模刃口尺寸计算原则，落料应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上，从手册表 2=计算公式如下： D (7) 0 . 0 40(1 5 1 0 . 7 5 0 . 2 5 ) (8) 0m . 0 31 5 0 . 8 2 - 0 . 2 4 6（ ）0 中： D 落料件的基本尺寸 ( Z 最小合理间隙（双面） ( p 、 d 凸、凹模制造公差 ( 落料凸模与凹模尺寸 ( 工件的制造公差 ( 磨损系数从 手册表 2查得 = （ 2）冲 20的孔：基本尺寸为 20表 2 p =d=核，由式 （ 2得 ： |+ 以满足间隙公差尺寸。 根据冲裁模刃口尺寸计算原则，冲孔应先确定凸模刃口尺寸，间隙取在凹模上，从手册表 2查得 =手册 3表 1查得 =+计算公式如下： (9) ） (10) 0m 2 ）（式中： 冲孔凸模与凹模尺寸 ( 工件的制造公差 ( 12 d 落料件工件孔的基本尺寸 ( Z 最小合理间隙（双面） ( p 、 d 凸、凹模制造公差 ( 磨损系数。 （ 3）冲 本尺寸为 表 5p =d=核，由式 （ 6） 得 ： |+以满足间隙公差尺寸。 根据冲裁模刃口尺寸 计算原则，冲孔应先确定凸模刃口尺寸，间隙取在凹模上，从手册表 2查得 =手册表 1查得 =+计算公式如下： p 0(11) ） (12) 0m ）（中： d 落料件工件孔的基本尺寸 ( p 、 d 凸、凹模制造公差 ( Z 最小合理间隙（双面） ( 冲孔凸模与凹模尺寸 ( 工件的制造公差 ( 磨损系数。 拉深模工作部分尺寸计算 凸模圆角半径 凸模圆角半径 小，会使坯料在此受到过大的弯曲变形，导致危险断面材料严重变薄甚至拉裂； 大，会使坯料悬空部分增大，容易产生“内起皱”现象。凸模的圆角半径取和工件的内形半径一致 ， 取 4 凹模圆角半径 凹模圆角半径 大，材料易进入凹模，但 大，材料易起皱。因此，在材料 13 不 起皱的前提下， 取大一些。拉深凹模圆角半径计算公式计算： t) （ 13） 2) 0( 中： D 坯料直径 ( d 凹模内径（当工件材料厚 t1拉深时工件的中线尺寸）， ( 凹模圆角半径 ( t 材料厚度 ( 拉深模凸、凹模间隙的确定 拉深模的凸、凹模间隙对拉深力、拉深件质量、模具寿命等都会有较大的影响。间隙小时，拉深力大，模具磨损也大，但拉深件回弹小，精度高。 间隙 过小，会使拉深件壁部严重变薄甚至拉裂。间隙过大，拉深时坯料容易起皱，而且口部的变厚得不到消除，拉深件出现较大的锥度，精度较差。 对有压料装置的拉深，查手册表 4隙系数 K=、凹模单边间 隙计算公式如下 (14) 中： 材料厚度的最大极限 尺寸 ( t 材料厚度的基本尺寸 ( K 系数 。 拉深模工作部分尺寸计算 （ 1） 凹模尺寸计算公式查手册表 4下，工件的制造公差查手册表 1=手册表 4模的制造公差凹= 凹）（凹 (15) ）（ 式中：凹D 凹模尺寸 ( D 拉深件外形基本尺寸 ( 工件的制造公差 ( 凹 凹模的制造公差 ( 14 （ 2）凸模尺寸计算公式查手册表 4下，工件的制造公差查手册表 1 =手册表 4模的制造公差凸= 凸）（凸 (16) ）（ 中：凸d 凸模尺寸 ( D 拉深件外形基本尺寸 ( 工件的制造公差 ( 凸 凸模的制造公差 ( 4. 冲压工艺的计算 冲压力的 相关 计算 冲裁力的 大小主要与材料的力学性能、厚度和工件将要实施冲裁的周边长度 有关。冲裁力的计算公式用 ，查手册表 1材料的抗剪强度 =255 353 =310厚 2则冲裁力为 冲裁 (17) 落料力 : F 落 = （ d=151mm,t=2 =1512353 =334743(N) 落料的卸料力： F 卸 =k 卸 （查表得： k 卸 = =34743 =13390(N) 冲孔力 (四个孔 0)： (18) F 冲 =d 孔 =（ 20+42353 =101975(N) 冲孔的推件力： F 推 =n (19) (查表 2 凹模型口直壁高度 =8mm,n=h/t=4, 01975 =22435 (N) 15 拉深工艺力的计算 拉深力的计算 查手册表 4修正系数 K=拉强度 M P 41324，取 00(20) 4 0 N 式中： F 拉深力 (N); d 工件的直径（按中性层计算 ） ( t 板料厚度 ( b 拉深件材料的抗拉强度 ( K 修正系数；与拉深系数有关。 压边力的计算 查手册表 4单位面积压边力 p=边力计算： 4/)2( 22 y (21) 4/ 0( 22 N 式中： 压边力 (N)； p 单位面积压边力 ( D 毛坯直径 ( d 拉深后工件的直径 ( 凹模圆角半径 ( 则总压力为 F F F F F 总 落 冲 卸 推(22) 3 3 4 7 4 3 1 3 3 9 0 1 0 1 9 7 5 2 2 4 3 5 1 7 6 3 4 2 . 4 2 3 3 3 5 . 1 1 6 7 2 2 2 0 N 取总压力总F=672 5 冲压设备的选择 冲压设备的选择直接关系到设备的安全以及生产效率、产品质量、模具寿命和生产成本等一系列重要问题。冲压设备的选择主要包括设备的类型和规格参数两个方面。 压力中心的确定 16 冲裁力合力的作用点称为冲模的压力中心。在进行冲模设计时，必须使模具的压力中心与压力机滑块中心重合，否则冲压时会产生偏载，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命，严重时甚至 损坏模具和设备，造成冲压事故。所以，冲模压力中心的准确确定，在模具设计中起着至关重要的作用 。 冲压时模具压力中心要与模具几何中心重合。因此，设计模具时，要使模具的压力中心通过模柄的轴线，否则冲裁时会产生偏心冲击，形成偏心载荷，使冲裁间隙产生波动，冲模刃口磨损不均，影响冲件质量和模具寿命。 冲压设备类型的选择 冲压设备类型的选择主要是根据冲压工艺特点和生产率、安全操作等因素来确定的。 此外还要 根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。 在需要变形力大的 冲压工序（如冷挤压等），应选择刚性好的闭式压力机；对于校平、整形和温、热挤压工序，最好选用摩擦压力机；对于中小型的冲裁件，弯曲件或拉深件的生产，主要采用开式机械压力机。 尽管开式冲床的刚度差，在冲压力的作用下床身的变形将会冲裁模的间隙分布有一定的破坏，降低模具的使用寿命或冲裁件的表面质量。可是，由于它提供了非常方便的操作条件和非常容易安装机械化附属装置的特点，让它成为目前中小型冲压设备的主要形式。 压设备规格的 选择 首先 压力机的行程大小要适当 ， 由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁、拉 深等模具，行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成形零件的取出。 所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。就是满足：冲模的闭合高度在压力的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的空间。对于过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模，对工作台面的受力条件是不利的。 从提高设备的工作刚度、冲压件的精度及延长设备的观点出发，使设备容量有较大的 剩余，使设备留有 40% 30%的余量，即使用设备容量的 60% 70%，所以选取压力机公称压力为 1000阅参考资料可选取公称压力 1000开式机械压力机，该压力机的有关系数为： 17 表 2 压力机相关系数 号 称压力 1000生公称压力时滑块离下死点的距离 10块行程 固定行程 140节行程 16块行程次数 (不小于 ) 60 次 /闭高度 最小 260大 500闭高度调节量 110块中心线至床身距离 320柱间距离（不小于） 420作台尺寸 前后 600右 900作台孔尺寸 前后 230右 420径 300板尺寸 厚度 直径 模柄孔尺寸（直径深度） 605作台垫板厚度 110 模具主要零部件结构设计与总体设计 模具结构形式的选择 模架的选用 采用落料、拉深、冲孔复合模，首先要考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否过薄。本次设计中凸凹模的最小壁厚为 7满足钢材最小壁厚 1 t m m 的要求能够保证足够的强度，故采用复合模。 模具采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件，另外还设有弹性卸料装置的弹性顶件装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产效率高，缺点是弹 18 性卸料板使模具的结构变复杂 ,要简化可以采用刚性卸料板，其缺点是拉深件留在刚性卸料板中不易取出，带来 操作上的不便，结合本次设计综合考虑，采用弹性卸料板。 从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择中间导柱 圆形 模架，由凹模外形尺寸 200 ，（ 1990）在按其标准选择具体结构尺寸如下 上模板 250 250 45 模板 250 250 55 柱 35 230 20 钢 导 套 35 115 50 20 钢 凸缘 模柄 50 60 模具的闭合高度 所谓的模具的闭合高度 H 是指模具在最低工作位置时，上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应。 模具的实际闭合高度，一般为： H 模 上 模 板 厚 度 上 垫 板 厚 度 凹 模 厚 度 下 模 固 定 板 的 厚 度下 模 板 厚 度 冲 头 进 入 凹 模 深 度通过相关计算几材料校核后可知： 该副模具使用上垫板厚度为 10上模固定板厚度为 20如果冲头（凸凹模）的长度设计为 82模（落料凹模）设计为55下模 固定板厚度 20下垫板 10冲头进入凹模的深度为 5闭合高度为： 272 m 模 模具工作部分尺寸计算 落料凹模 落料凹模采用矩形板结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因生产的批量大，考虑凹模的磨损和保证零件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高的 厚 度 冲 头 长度 ，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的形状，如凹模图）。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度 0 . 2 1 5 1 3 0 . 2H k b m m 凹模壁厚 1 . 5 1 . 5 3 0 . 2 4 5 . 3C H m m 凸凹模 该复合模中的凸凹模是主要工作零件，其外形作为落料凸模内形又作为拉深凹模，内、外形刃口部分都为圆形，为便于凸凹模与上模的固定，凸 凹模的安装部分设计成 19 便于加工的圆柱形， 并设计有台阶，通过固定板固定在上模 。 上垫板 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被压出陷痕而损坏。在设计中我们把垫板的外形尺寸与凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我们设计为 10上垫板上设计了 一 个 打 杆孔，以便安装推杆，还有 四个螺钉孔以及两个销孔，这些都是为了与凸凹模和拉深凸模上的各种固定零件的安装相匹配的。在图中标注尺寸精度、形位公差及粗糙度。 模具总体结构的设计 模具总装配图是装配、安装及拆绘模具零件 图的依据，能更清楚的表达模具的主要结构形状、工作原理、各零件之间的装配关系及固定连接方式。模具视图一般为主视图和俯视图两个，主视图应标明模具的闭合高度，装配图的右上角画出零件图与排样图，还应有标题栏、明细表等。 由以上设计得到图 4 的模具装配图。模具上模部分部分主要由模柄、上模座、垫板、凸模、凸模固定板、垫板、弹顶器、卸料板等组成。条料从右方送进，第一工位为落料，第二工位为拉深，第三工位为冲孔，下模部分由下模座、凹模、凹模垫板等组成，有排废料斜口。 模具总装配图二维如 下 图 4 二维装配图 D 20 压力机与模具的配合 压力机有液压机、曲柄压机和螺旋压机。模具的闭合高度要小于压力机的装模高度；模座的尺寸要小于工作台尺寸。模具通过模柄、压板与螺栓安装在压力机上。将闭合的冲 湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计）开题报告 学生姓名 李小聪 学 号 200940614116 年级专业及班级 2009级机械设计制造及其自动化 (1)班 指导教师及职称 陈力航 讲师 学 院 工学院 2013年 01月 07日 毕业论文（设计）题目 拨片的冲压工艺和模具设计 文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于 1000字） 一、 选题研究意义： 冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。它是利用安装在压力机上的模具，在常温或加热的条件下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。因为它主要用于加工板料零件，所以又称板料冲压。 冲压加工的缺点是模具制造的周期长，制造成本高，不适于单件小批量生产；其次，冲压加工多用机械压力机，由于滑块往复运动快，大量手工操作，劳动强度较大，易发生事故，安全生产与管理要求高，须采用必要的安全技术措施来保证。 冲压加工的应用十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且可以加工非金属材 料。在现代制造业，比如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。 冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有 80%是冲 压件；电视机，收录机，摄像机里有 90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。 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的。 当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。 不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快二完善的得到解决。 二、 国内外的研究现状及分析 据统计， 2003 年我国生产汽车冲压件约 240 万吨 /8 亿件，摩托车冲压件约 28 万吨 /19 亿件，拖拉机、农用车冲压件约 96 万吨 /件，家用空调和冰箱冲压件 100万吨 /件。业内专家预计，随着冲压成形行业最大用户市场 中国冲压行业已迎来了一个快速发展机遇期，但能否抓住机遇获得新的更快的发展，前进的道路上尚有许多阻力和障碍需要克服与突破。 冲压成形用户市场的迅猛发展为冲压行业带来了全新的发展机遇，虽然在冲压业发展的道路上还存在着各种各样的阻力与障碍，但我们始终相信，这些都阻挡不了冲压行业前进的步伐。 科学技术的迅猛发展 , 尤其是在现有资源及环境不可过分乐观的形势下 , 对 冲压加工乃至整个塑性加工业等都提出了严重的挑战。 减轻重量 , 节省材料 , 降低能耗 , 开拓创新已成为塑性加工业等面临的一个极其重要的课题。 不可否认在金属加工中 , 冲压是成形效率和材料利用率最高的加工方式之一 , 其具有自己独特的优势与特点。 面对严重挑战 , 冲压加工正以新的姿态 , 向铸造、 锻压、 焊接和机械加工等领域开拓 , 已经并正在生产出许多具