二次端盖拉深挤边复合模具设计说明书

1、端盖冲压模具设计课题名称：端盖冲压模具设计课题性质：二次拉伸挤边复合模看图片系 名 称：需要零件图和装配图的加QQ928608478 备注课程设计专业：班级：学生姓名：指导教师：目录摘要.3Abstract.4前言.51 产品的工艺性分析 .71.1零件图分析 .71.1.1零件结构分析 .71.2零件工艺性分析 .错误！未定义书签。1.2.1零件材料 .71.2.2尺寸精度 .82 工艺方案的确定 .92.1冲压基本工序的确定 .92.1.1工序数目的分析 .92.1.2冲压工序顺序的确定 .92.2冲压工艺方案的比较与确定 .92.2.1方案的比较 .92.2.2方案的确定 .93工序设计

2、和工序尺寸计算 .103.1毛坏尺寸的计算 .103.2工序设计尺寸及其计算 .103.2.1工序尺寸计算 .103.3搭边值 .113.4冲裁件的排样 .113.2.3工序简图 .114工艺设计与计算 .124.1凸，凹模刃口尺寸计算 .124.1.1落料凹模刃口尺寸计算 .124.1.2冲孔凸模刃口尺寸 .124.1.3凸凹模刃口尺寸 .134.2拉深工艺部分尺寸计算 .134.2.1拉深模工作部分尺寸计算 .134.2.2拉深凸凹模圆角半径 rd： .144.3凸模和凹模外形尺寸及结构形式的确定. 144.3.1落料凹模外形尺寸及其结构 .144.3.2凸模外形尺寸及其结构形式 .154

3、.4冲压工艺计算 .154.4.1冲裁力的计算 .154.4.2顶件为的计算 .164.4.3推件力的计算 .164.4.4拉深力的计算 .164.4.5压边力的计算 .174.4.6压力中心的计算 .175 模具整体结构的确定 .185.1模具类型的选择 .185.1各个模板尺寸设计 .185.2操作方式选择 .185.3材料送进方式选择 .185.4卸料和推件及压边装置的选择 .185.4.1卸料装置 .185.4.2推件装置 .185.5导向装置的选择 .185.5.1导向零件设计与标准 .185.5.2导柱结构尺寸 .195.5.3导套结构尺寸 .195.6 模柄的选用 .206 模具

4、装配 .216.1模具装配图 .216.2级进模具安装与试冲 .216.3压力机的选择 .22参考文献.23附录 A：.错误！未定义书签。摘要随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如

5、制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况， 从零件的质量、 生产效率、生产成本、 劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、 使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。关键词：工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。Abstract前言冲压工艺是一种生产效率很高的、少切削或无切削的先进加工

6、方法，在经济和技术方面都具有很多的优点。它操作方便，便于实现机械化和自动化，适合于较大批量零件的生产，其制品一般不需进一步的机械加工，尺寸精度和互换性也比较好。所以，在航空，汽车，电子的工业中占有十分重要的地位。其中级进模是冲压模具中一种先进、高效的冲压模具。对某些形状较为复杂的，具有冲裁、弯曲、成形、拉深等多工序的冲压零件，可在一副多工位级进模上冲制完成。多工位级进模是实现自动化、半自动化，确保冲压加工质量的一种模具结构形式。合理的模具结构既要保证生产产品的各项技术指标要求，又要缩短模具制造周期，降低模具制造成本，以满足现代工业生产对模具的高质、高效、低成本的要求。在当今世界，模具工业在现代

7、制造业中所占的比例越来越大，模具设计水平的高低直接影响着工业产品的质量、成本和跟新换代的速度，而模具设计技术水平的高低最终体现在模具结构上。并且模具工业的水平和发展也反映了一个国家的加工制造的水平。国内的模具工业虽然起步较晚，但在过去的十多年中也取得了一些进步。例如在冲压模具方面，国内设计制造的部分轿车覆盖件模、空调散热片级进模、电子定转子级进模、集成电路引线框架级进模，以及带自动冲切、叠压、铆合、级数、分组和安全保护等功能的铁芯精密多功能模，都已达到较高水平。但从总体上看，与工业发达的国家相比还是有加大的差距。例如精密加工设备在模具加工设备中的比例还比较低， CAD/CAE/CAM 技术的普

8、及率尚待提高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别是在大型、精密、复杂和长寿命模具上，一方面技术差距明显；另一方面也不能满足国内需要，因而仍需大量从国外进口。所以，为了改变这种被动状态，尽快适应社会主义工业化建设对冲压工艺生产水平提高的需要，全方位大力做好模具基础、研发和推广工作，是至关重要的。冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种压力加工方法。在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冷冲模在实现冷冲压加工中是必

9、不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。冷冲压的特点有：1，节省材料2，制品有较好的互换性3 制品有较好的互换性4 生产效率高5 操作简单6 由于冷冲压生产效率高，材料利用律，故生产的制品成本较低。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压及模具技术也在不断革新与发展。主要表现在以下几个方面：一 . 工艺分析计算方法现代化 现在已开始采用有限变形的弹塑性有限方法，对复杂成形件的成形过程进行应力应变分析的计算机模拟。二 . 模具设计制造技术现代化工业发达国家正在大力开展模具计算辅助设计和制造（CAD/CAM）的研究。 采用这一技术， 一般可提高模具设计制造效率的2-

10、3 倍，应用这一技术，不仅可以缩短模具设计制造周期，还可提高模具质量，减少设计和政治早人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新开发上。三 . 冲压生产机械化与自动化与柔性化为了适应大批量，高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进出料机构。对于大型冲压件， 专门配置了机械手和机器人， 这不仅大大的提高了冲压件的生接线卡质和生产率，而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性。 在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用于多工位压力机活、或高速压力机。在小批量生产方面，正在发展柔性制造系统（FMS）。四 . 为了满足接线卡更新换代快和小批量生产的需要，发展了一些新的成形工艺，简易模具

11、，数控冲压设备和冲压柔性制造技术等。五 . 不断改进板料的冲压性能本文主要介绍了多工位级进模的设计过程，以 NCL-20 旋转承架为例，详细的阐述了一副多工位级进模的设计过程，包括了工艺分析、工艺方案确定、工艺参数计算、模具总体设计、模具零件结构形式选择、主要零件的设计以及设备的选择校核。1 产品的工艺性分析 1.1 零件图分析零件结构分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压加工的适应性，即是否能用最简单的模具结构、最少的工序、最低的成本加工出符合要求的工件。着重从产品的几何形状、尺寸大小、精度高低、原材料性能等多个方面进行考虑，从而选择合理的冲压方案和模具形式。 此端盖零件为圆筒形件，属于无凸缘圆

12、筒形拉深件，高为 20mm，壁厚为 1.0mm，周围对称分布直径为15mm 的小孔。零件图结构如图1.1 所示，实物图如1.2 所示。图1.1产品结构图零件材料用于拉深成形的材料要求具有高的塑性，低的屈服点和大的板厚方向性系数，而硬度高的材料则难于进行拉深加工，板料的屈强比s/ b越小，冲压成形性能就越好。一次拉深的极限变形程度越大，板厚R >1 时，宽度方向的变形比厚度方向的变形容易；R 值越大，在拉深过程中越不容易产生变薄和发生断裂，拉深成形性能越好。在金属板料中， 含碳量小于0.14%的软钢、软黄铜（含铜量6872% ）、纯铝及铝合金、奥氏体不锈钢材料具有良好的拉深性能。此零件用的

13、是Q235拉深成形 .如下表所示 :是典型的不锈钢材料,材料的塑性好,屈强比0 .2B 比值低,有利于表 1.1材料的力学性能抗剪强度屈服强度抗拉强度屈强比伸长率材料名称 /Mpa0.2/Mp aba10/ Mp0 .2B/ %Q2352401803000.6035尺寸精度此零件图未给出精度等级,因为影响拉深精度的因数很多,故不对其有过高的精度要求.一般情况下,拉深件的精度在IT11级以下,IT13级以上,故取其精度等级为IT12级。2 工艺方案的确定2.1 冲压基本工序的确定根据对零件图的分析，其冲压基本工序可初步定为：落料拉深冲孔整形.工序数目的分析由于大批量生产， 所以冲压加工过程要求提

14、高生产效率，降低生产成本来满足生产要求，可要求工序数目尽量减小，应尽量把工序集中起来，采用复合模或级进模进行冲压，很小的零件，采用复合或连续冲压加工，既能提高生产效率，又能安全生产。根据生产经验，集中到一副模具上的工序数量不宜太多，对于复合模，一般为2-3 个工序，最多 4 个工序，对于级进模，集中的工序可多些。冲压工序顺序的确定落料拉深冲孔整形2.2 冲压工艺方案的比较与确定方案的比较综合考虑生产成本、生产效率、批量生产等因素，可确定以下几种方案：方案一：采用单工序冲裁模，先落料，再拉深，然后依次冲大孔、冲小孔，最后进行整形。一共需要四至五套模具，模具结构简单，但工序多，压力机一次行程内完成

15、一道工序，效率低，模具成本高，且各个工序定位困难、不准确。方案二： 采用两套复合模， 第一套采用落料拉深冲孔复合模； 第二套采用冲小孔整形复合模。模具结构较第一种方案复杂，但定位准确，精度高、效率高，适用于批量生产，易实现操作机械化自动化。方案三：采用一套复合模，同时完成落料、拉深、冲大孔、冲小孔四道工序，最后进行整形。这种模具结构过于复杂，通用性差，适用大批量生产，成本较高。方案的确定通过上一节对三种方案的比较， 考虑到零件底部四个小孔的孔间距适中， 易于同时冲出，于是确定方案三，既不影响效率也不影响模具制造。3 工序设计和工序尺寸计算3.1 毛坏尺寸的计算由于拉深后工件的平均厚度与毛坯厚度

16、差别不大,厚度变化可以忽略不计坯尺寸的确定可以按照拉深前后毛坯与工件的表面积不变的原则计算.由于在拉深后工件顶端面不平整而需要在高度方向加一段修边余量知，可取其修边余量为0.5mm.可将拉深件划分为若干个简单的几何形状，如图3.1 所示,所以拉深件毛,查相关手册得图 3.1端盖毛坯尺寸的确定毛坯直径为Dd 24dh9024 90 20 123.69mm（ 3.2）3.2 工序设计尺寸及其计算工序尺寸计算（）落料通过计算知落料尺寸为124mm 。（）拉深查得材料的极限拉延系数在0.530.59 之间此次拉延系数d90（ 3.3）m0.726D124式中 d成品直径（mm）；D坯料直径（mm ）。

17、代入算得m=0.726远大于材料的极限拉延系数，且其相对高度t/d 也不大于其极限高度，故零件可一次拉出。（）冲孔及整形冲孔整形工序的尺寸与零件图相等。3.3 搭边值搭边的使用是为了使工件沿整个周边封闭冲裁时补偿送料的误差，并将其在模具上定位，以保证冲裁出完整的工件，搭边还可以保持条料有一定的刚度和强度，便于送进模具内。图 3.2 搭边值选取查表有 a=1mm ， a1=0.8mm.3.4 冲裁件的排样由于工件为圆形，为了合理布置，可采用少废料排样，如下图所示：图 3.3 排样方式工序简图工序简图另见附录A ：工艺卡片。4 工艺设计与计算4.1 凸，凹模刃口尺寸计算此落料为圆形件，为方便凸凹模

18、制造加工，故选取凸凹模配合加工的方法,取冲裁件公差等级为IT12 级。表4-1 系数X非圆形圆形料厚 t(mm)10.750.50.750.5工件公差 /mm1 0.160.170.35 0.36 0.16 0.1612 0.200.210.41 0.42 0.20 0.2024 0.240.250.49 0.50 0.24 024. 4 0.300.310.59 0.60 0.30 0.30落料凹模刃口尺寸计算D dDmax X 0d（ 4.1）式中 D max落料工件外径最大极限尺寸（mm）；Dd落料凹模尺寸（mm） ;工件制造公差，查表知：=0.4mm ；X 系数，查表取X=0.5 ；

19、d凹模制造公差，查表得： d=0.04mm ；D d0.040.04 mm代入算得122 0.5 0.4 0 mm121.80冲孔凸模刃口尺寸d p d x0（ 4.2）p式中 dp 冲孔凸尺寸； p凸模制造公差，查得 p =0.02mm ；工件制造公差，查表知：=0.18mm ；X 系数，查表取X=0.5 ；D d00.02 mm代入算得15 0.5 0.18 0.0214.910凸凹模刃口尺寸落料刃口计算：0D p D d Zmin p（ 4.3）式中D d冲孔件的基本尺寸；X 磨损系数，查表取得X=1 ；p凸模制造公差，查表取得=0.10mm ；000.03 mm代入算得D p 122

20、0.10 0.03 121.94.2 拉深工艺部分尺寸计算拉深模工作部分尺寸计算根据零件图所给外形尺寸可化为88-0 0.35分别代入凸凹模尺寸计算公式：（）凸模尺寸DP：D p d 0.401p1式中 D p凸摸刃口尺寸（mm）；d拉深件内形的基本尺寸（mm）； p凸模制造公差，查表取得 p=0.025mm ；工件的制造公差，查表取得1=0.35mm；代入算得000.025 mmD p 88 0.4 0.35 0.025 88.14（）凹模尺寸Dd：凹1Ddd0.42Z 0式中 D d凹模刃口尺寸（mm）；（ 4.5）(4.6)Z凸、凹模的单边间隙，Z= （ 1 1.1） t，取 Z=1.1

21、t=1.1mm ；工件的制造公差，查表取得=0.35mm ;d凹模制造公差，查表取得 d =0.035mm;d拉深件内形的基本尺寸（mm）。代入算得Dd88 0.4 0.35 2 1.1 00.0350.035 mm90.340拉深凸凹模圆角半径rd：（）凹模圆角半径rd：查表得知： rd 0.5 D d t(4.7)代入算得rd0.51229013mm这里取 R=3mm 。（）凸模圆角半径rp：r p 0.6 1 rd（ 4.8）代入算得rp0.732.1mm取 2.0mm4.3 凸模和凹模外形尺寸及结构形式的确定落料凹模外形尺寸及其结构（）外形尺寸凹模高度计算公式如下：H Kb（4.9 ）

22、K系数，查得K=0.2 ；b凹模刃口尺寸（mm）。代入得 H0.212224.4mm ，为保证有足够的强度取H=26mm。（ 2 ）凹模厚度：由料厚为1.0 mm ，凹模刃口尺寸d=15mm 。查表取得凹模壁厚为C (1.5 2.5) H mm ，即取 C=60mm 。结构形式：其结构形式如下：图 4.1凹模结构形式凸模外形尺寸及其结构形式冲孔凸模主要作用冲切废料。材料为Cr12 ，淬火硬度为58 64HRC，长度 71mm。外形尺寸图 4.2凸模结构形式4.4 冲压工艺计算冲裁力的计算冲裁力的计算平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力可按下式计算：F0 Lt（ 4.10）式中 L 冲裁件周长（mm）

23、；t材料厚度（mm）； 材料抗剪强度（MPa），查得 b=240MPaF0383.27 1.024091.98KN选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取F1.3F0（ 4.11）式中F最大可能冲裁力；F1.391.98119.58KN顶件为的计算P顶顶 nP（ 4.12）式中冲裁力，；顶 顶件因数，查表得到顶 0.060；n 卡在凹模孔内的工件数，n=h/t(h 为凹模刃口的直壁高度，t 为工件的材料厚度)代入计算得到P顶0.0601 30=1.8KN推件力的计算P推推 nP（ 4.13）式中冲裁力，；推推件因数，查表得到 0.050；推n 卡

24、在凹模孔内的工件数，n=h/t(h 为凹模刃口的直壁高度，t 为工件的材料厚度)代入计算得到P 0.0501 30=1.5KN推拉深力的计算圆筒形件的拉深工艺力计算公式如下：F K 1 dt b（4.14）式中F拉深力（N）；K 1系数，查得K 1=0.72 ；d拉深件直径（mm）t材料厚度（mm） b抗拉强度（MPa），查得 b=300 MPa代入得： F0.723.14901.030061.04 KN压边力的计算圆筒形件的压边力的计算公式如下：QD 2(dr2q（ 4.15）2d )4式中q单位压边力 ,N; 查表得 q=4.0Mpa;D毛坯直径 ;rd凹模圆角半径 ;d拉深件的直径 ;代

25、入数据算得Q1222(9022) 2418.99 KN4压力中心的计算冲裁模的压力中心就是冲裁合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳的工作，否则滑块就会受到偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均， 从而导致冲床滑块与导轨以及模具的不正常磨损，降低冲床和模具的寿命。所以设计模具时必须使其通过模具的轴线，从而保证模具的压力中心与冲床滑块中心重合。由于零件形状对称，故其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即圆心。5 模具整体结构的确定5.1 模具类型的选择5.1各个模板尺寸设计模座的的尺寸L/mm× B/mm为400mm×340mm。模座的厚度应为

26、凹模厚度的1.52 倍，上模座的厚度为45，上垫板厚度取15，固定板厚度取30，下模座的厚度为50mm。该级进模各模板的外形尺寸设计如下：上模座LH400下模座LH400凸模固定板LH250；卸料板LH 250；凹模板LH250；上，下垫板LH250；故：模具闭合高度H 总 =213.5mm 。5.2操作方式选择由于该零件尺寸较大，且为大批量生产，故采用自动化操作方式.5.3 材料送进方式选择由于零件尺寸较大， 生产批量大， 为提高工作效率采用自动送料方式， 从模具右侧将材料送进。5.4 卸料和推件及压边装置的选择卸料装置卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹性卸料板和废料切刀等几种。