毕业设计（论文）圆形拉伸件的冲压模具设计

1、毕业设计说明书圆形拉伸件的冲压模具设计 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： * 学 号： * 指导教师： * 2011年 9 月摘要本设计是对给定的产品图进行冲压模模具设计。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冲压工艺分析与计算的。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。期间要参考大量与冲压相关的资料和翻阅各种手册，并通过计算以确定模具结构及尺寸，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，最终确定画出了转配图和零件图。通过这次毕业设计，结合我在生产实习中所看所想的

2、一些东西，使我了解和掌握了许多实际的东西，实践证明，模具的设计和制造只有一些理论知识是不行的，任何模具的设计都要有一定的经验才可以设计出更合理性的模具。关键词：冲压模，模具设计，冲压工艺性，模具结构，合理性。abstractthe design is a map for a given product stamping die mold design. after considering the economy, part of the stamping process and the complexity of factors such as stamping process based o

3、n the analysis and calculations. the article also forming part of the stamping dies and other parts of the selection principles and selection methods are described. during the press to refer to a substantial amount of relevant information and to read manuals, and through the calculations to determin

4、e the structure and size of the mold, and by constantly calculating, and, in the instructors careful attention and patience under the guidance of continuous repeated changes finalize the transfer with a map and draw a parts diagram. with this graduation, combined with my internship in the production

5、 of the like to see some of the things that i understand and master the many practical things, proved that the mold design and manufacturing only some theoretical knowledge is not enough, any mold design should have some experience before they can design a more reasonable of the mold. keywords: stam

6、ping die, die design, stamping process of the mold structure, and reasonable.目录摘要-iabstract-ii目录-iii第一章 引言-2 1.1冲压模发展的历史-1.2冲压模在现代生产中的应用-1.3冲压模的市场状况-1.4当前冲压模具技术发展的三个特点-第二章 拉深模具设计 - 5 2.1 设计工件的零件图 - -5 2.2 冲裁件的工艺性分析 - 6 2.3 工艺方案确定 - 6 2.4 拉深工序力的计算 -7 2.5 模具工作部分尺寸的计算 - -8 2.6 模具的总体设计 - 9 2.7压力机的选择 - 1

7、0 2.8模具零件设计 - 12第三章 总结-15参考文献-16致谢-第一章 引 言1.1冲压模发展的历史我国考古发现，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。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元各类冲压模具的生产能力。1.2冲压模在现代生产中的应用冲压模在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的压力方式将原材料成形。例如，冲压件就是通过冲压

8、方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件、粉末冶金件等金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由于模具成形，特别是冲压模成形，具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪表仪器、机械制造等重工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机 、汽车、拖拉机、电机电器、仪表仪器等机电产品中占60%70%；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工业产品中占85%以上。1.3冲压模的市场状况随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足

9、人类的需要，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，特别在冷冲模方面，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家。据统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17.28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的。当年模具总产值仅有106亿日元，到1991年总产值已超过17900亿日元，在34年中增长了69倍。这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因。我国对模具工业的发展也十分重视，国家通过多种方式和途径来加速模具行业的发展。数以万计的

10、模具私营企业和个体劳动者如雨后春笋般出现在神州大地上，对模具行业的发展起到了不可低估的作用。可以说，我国在模具技术方面已有一支较强的队伍。目前，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具；一汽模具中心生产了捷达王轿车外覆盖件模具。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。其设计制造手段已基本达到了国际先进水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发

11、展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具，已达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。1.4当前冲压模具技术发展的三个特点一、 充分运用it技术发展模具设计、制造。用户对压力速度、精度、换模效率方面不断提高的要求，促进了模具的发展。车身外形和发动机是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，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。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为汽车换型的主要制约因素。目前，世界上汽车的改新换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，

12、这主要得益于在模具业中应用了cad/cae/cam技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现了异地设计和异地制造。同时，虚拟制造等it技术应用，也将推动模具工业的发展。二、缩短金属成形模具的试模时间。当前，主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%，具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。三、车身制造中的级进冲模发展迅速。在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术

13、。近些年来，级进组合冲载模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接卷材加工成型零件和拉伸件，加工零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合压模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制，主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。 第二章 拉深模具设计2.1 设计工件的零件图 图2.1 制件图制件材料为08钢

14、，厚度t=1.5mm，大批量生产。2.2 冲裁件的工艺性分析冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺性分析、冲裁工艺方案的确定和技术经济分析等内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模具寿命高。合格的冲裁件质量和经济的工艺成本是衡量冲裁工艺设计的主要指标。冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高，成本较低的情况下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。该零件为不带凸缘筒形件，要求内形尺

15、寸。料厚t=1.5mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单、对称，底部圆角半径r=5mmt，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求，尺寸为未注公差，满足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材料08钢的拉深性能较好，易于拉深成形。综上所述，该零件的拉深工艺性较好，可用拉深工序加工。2.3 工艺方案确定 为了确定零件的成形工艺方案，先应计算拉深次数及有关工序尺寸。板料厚度t=1.5mm，按中线尺寸计算。1.选取修边余量根据制件高度h及制件的相对高度h/d，按冲压工艺与模具设计教材表7-4选取=2mm。2.计算瓶坯直径 =129mm 3.毛坯相对厚度按冲压工艺与模具设计教材表7-1，可不用压边圈。4.确定

16、拉深次数n按冲压工艺与模具设计教材表7-8，本制件一次拉深即可。5.工艺方案根据上述结果，本制件需落料、拉深和切边等三道工序。考虑该零件只需一次拉深，且拉深高度较小，坯料直径（129）与拉深后筒体直径（91.5）的差别不大，因此，落料与拉深分开加工。因此，该制件的冲压工艺为落料拉深切边。以下为拉深模设计过程。2.4拉深工序力的计算1. 拉深力与落料力计算拉深力的目的在于选择设备和实际模具。筒形件无压边拉深是=89kn2. 初选压力机标称压力初步确定所需压力机标称压力为250kn。2.5模具工作部分尺寸的计算拉深凸模。凹模工作部分尺寸计算如下：1. 凸凹模间隙 =1x1.5=1.5mm.2. 凸

17、凹模圆角半径首次拉深凹模圆角半径 r1=（46）t，取r=5mm.首次拉深凸模圆角半径 r2=（0.71.0）r1，取r2=6mm.3. 凸凹模工作尺寸及公差由于此次拉深为中间工序，由凸凹模工作尺寸及公差计算式，制件尺寸标注在内形时，要求以凸模尺寸为基准，通过加大凹模内形尺寸保证间隙，则相应凸、凹模尺寸的计算公式为 mm mm其中：、凹模和凸模制造公差=0.03mm ，=0.05mm。拉深件内经的最小极限尺寸。4. 凸模通气孔根据凸模直径大小，按冲压工艺与模具设计教材表7-19，取通气孔直径为6.5mm。2.6 模具的总体设计1.模具的工作过程将平板毛坯放入定位板的定位孔中，开动压力机，凸模随

18、滑块下行，板料毛坯被拉入凹模。由于刮件环是由三块分离的部分构成的环形，其直径可以增大，当拉深制件完全通过后，在拉弹簧力的作用下，刮件环又紧贴凸模，于是凸模上行时可以将制件脱出，由下模座孔中落下。2.选模架选后侧导柱圆形模架，凹模周界d=250mm。3选导柱选用b型导柱，结构尺寸为d*l=40*210.4. 选导套选用a型导套，结构尺寸为d*l=40*140。5. 选模柄选择压入式模柄，模柄尺寸为d*h=50*59。6. 装配图 图2.2 总装图2.7压力机的选择冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。冲压设

19、备的选择依据：1. 所选压力机的公称压力必须大于总冲压力，即f压f总2. 压力机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁，弯曲等模具，其行程不于过大，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行零件的取出。3.所选压力机的最大高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。4.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余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受里条件也是不利的。总的

20、拉深力：f总=89kn，综合考虑预选公称压力为250kn的开式压力机，其各项参数如表1： 表1 压力机参数公称压力（kn）滑块行程（mm）滑块行程次数次/min最大装模高度（mm）装模高度调节量（mm）滑块中心线至床身距离（）立柱距离（）2508010036080190260工作台尺寸（）工作台孔尺寸（）垫板尺寸（）模柄孔尺寸（）滑块底面尺寸（）床身最大可倾角前后左左右前后左右直径厚度65直直径深高度前前后左右56063602601301805507702303002.8模具零件设计1.根据相关手册设计零件结构及尺寸。部分零件的结构尺寸下列各图所示。 图2.3 模柄图2.4 定位圈 图2.5

21、凹模 图2.6 凸模2.各零件的名称、数量、材料等如下图所示。图2.7 明细表第三章 总结 此次课程设计工作在牟林老师指导下，终于顺利完成。在此次课程设计中我将大四所学冲压知识进行了系统的复习，融会贯通。但是，由于以前所学模具知识不够扎实，设计过程比较困难，也出现了很多错误。通过本次课程设计，我对模具知识有了比较全面的认识。能够独立进行中等复杂模具的设计。相信这次课程设计会对以后的学习、工作有很大的帮助。 当然，由于实践经验比较缺乏，对于模具设计的细节方面还不完善，内容中也有很多不足之处，敬请各位老师谅解。 参考文献【1】冲压工艺与模具设计 牟林 北京大学出版社【2】冷冲模设计实用手册 郑家贤 机械工业出版社【3】模具实用技术设计综合手册 王数勋 华南理工大学出版社【4】模具设计于制造 阎其风 机械工业出版社【5】模具制造手册 模具制