矩形罩落料拉伸复合模具设计

毕业设计矩形罩落料拉伸复合模具设计学生姓名_________________系（部）______________专业______________指导老师年月日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期：年月日导师签名：日期：年月日

注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日

评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日

摘要本次毕业设计是对上矩形罩落料拉伸复合模具设计的要求，分别对模具的工作零部件等几大类零部件作详细设计。设计的主要内容包括工件的工艺分析及工艺方案的确定、工艺计算、落料拉伸复合模具的设计、模具的安装与调整等。在工艺计算部分要对冲压力的计算、拉伸力的计算、模具压力中心的确定、凸凹模尺寸并确定制造公差的计算、弹性元件的选取与计算等内容详细计算。必要时还要对模具的主要零件进行强度验算。在冲裁模的设计部分要对工作零件、定位零件、卸料与顶件零件、导向零件连接与固定零件等结构进行详细的分析设计。要在设计过程中了解模具的工作过程和注意标准的选用，对冲裁模的结构有进一步的了解。在拉伸模的设计部分要确定凸模和凹模工作部分尺寸时，应考虑模具的磨损和拉深件的弹复，其零件尺寸的公差只在最后一道工序考虑。模具的安装与调试部分要注意因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距，因为零件的尺寸精度的要求不是很严格，此定位方法完全可以满足要求。通过模具的安装，了解模具的组成及各部分零部件的作用等。注意模具安装过后的试冲过程中常见的缺陷与解决方法等。为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该模具采用后侧导柱的导向方式。并且要提高生产效率，保证产品的质量。关键词：复合模、落料拉伸、拉伸的计算、模具压力中心确定AbstractThegraduationdesignisonthecoveroftherectangulartensilecompositematerial,molddesignrequirementsofthejob,mouldpartstowaitforafewkindsbigpartsforthedetaileddesign.Themaincontentsincludedesignprocessanalysisandprocessworkpiecedesign,craftcalculation,compositediedesign,drawingmouldinstallationandadjustment,etc.Intheprocessofcomputationparttohedgepressurecalculation,tensilestresscalculation,thecenter,moldsizeandintensivemanufacturingtolerancesofcalculation,theelasticelementsselectingandcalculationdetailedcalculation.Whennecessarythemainpartsofmouldstrengthcalculation.Inthepartofthedesigntoworkparts,components,unloadinglocation,orientationandapartsandpartsconnectedpartsdetailedanalysisofstructuredesign.Inthedesignprocesstounderstandtheworkingprocessofthemouldandthestandardofthehedgediestructurehasfurtherunderstanding.Tensilemodulusofdesigninparttodeterminethepunchanddieworkingpartsshouldbeconsideredwhenthesizeofthemouldandwearofdeepinthesizeoftolerance,onlyinthelastprocedure.Installationandcommissioningofmouldpartshouldpayattentiontothemouldisadoptedforthecontrolofthematerial,sendintodirectionbyconductingpin,withoutpressuredevice.Controlthematerialprogressbysendingofffromsalesspacer,becausethedimensionprecisionparts,thedemandisnotverystrictlocalizationmethodcansatisfytherequirements.Throughunderstandingtheinstallation,mouldpartsandcomponentsofthemouldparts.Aftertheinstallationofmouldprocessofthecommondefectsflushwiththesolutions.Toimprovethequalityoflifeandthemoldpiece,easyinstallation,themouldadoptssideguidecolumnofspatial.Andtoimprovetheproductionefficiency,ensurethequalityofproducts.Keywords:Compositemodulus,stretching,Thetensilestresscalculation,mouldcentre目录前言·。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1第一章零件工艺性分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1第一节零件材料的化学成份及力学性能 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2第二节零件成型工艺分析 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2第三节零件成形工艺方案的确定 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4第二章模具主要设计计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5第一节零件毛坯尺寸的计算 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5第二节零件毛坯排样方式的确定 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6第三节成形次数的确定 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7第四节成形设备的选择及其校核 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7第五节压力中心的确定及其相关计算 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8第六节工作零件工作尺寸的确定 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9第三章模具总体设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10第一节模具类型的选择 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11第二节模具定位方式的选择 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11第三节卸料、出件方式选择 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11第四节模具导向方式的选择 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11第四章模具主要零部件设计。。。。。。。，。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12第一节工作零件的结构设计 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12第二节定位零件的设计 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13第三节卸料装置及推件装置 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14第四节模架及其组成零件 。。。。。。。，。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14第五节连接与固定零件的确定 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15第五章模具装配。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16。第一节模具总装图及组成 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17第二节主要组件的装配与调试 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17第三节模具总装配 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18第四节模具试模及验收 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19第五节模具工作原理 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19第六节模具的闭合高度及相关校核 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19第六章零件主要成型工艺问题及解决措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20第一节拉深件主要成形工艺质量问题及解决措施 。。。。。。。，。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21第二节落料件主要成形工艺质量问题及解决措施 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22致谢 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。23参考文献 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24结论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25前言利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都有决定性的意义。在现代工业的主要部门，如机械、电子、轻工、交通和国防工业中得到了极其广泛的应用。百分之七十以上的日用五金及耐用消费零件，都采用模具成型的方法来生产。利用模具将平板毛坯变成开口空心零件的加工方法称为拉深（或拉延）。拉深是主要的冲压工序之一，应用广泛。用这种工艺方法可以制成筒形、阶梯形、球形、锥形、抛物线形、盒形和其它不规则的薄壁零件，如果与其它冲压工艺相配合，还可以制造形状更为复杂的零件。因此在汽车、拖拉机、电器、仪表电子、轻工等行业中有相当重要的地位。该模具适应于高矩形和高筒形件的拉深，在毛坯排样无中间搭边，冲裁后废料中间自动断开，方便送料，不用设置卸料板送料。该成型方法已经熟练应用于工业生产中。但是在以前模具设计的毛坯计算中都是采用有关手册上所给的公式进行计算，计算量不仅很大，而且当遇到形状复杂的零件（该零件就是属于这种情况）会比较麻烦，且容易出错。所以在本设计中拟采用模具CAD技术对零件的毛坯进行计算，以解决以前模具设计中毛坯计算较为复杂的问题，从而缩短模具设计的周期。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：（1）加深理论研究。加强冲压理论的研究，以提供更加准确、实用、方便的计算方法，正确地制定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲压变形中出现的各种实际问题，进一步提高工件的质量。（2）高效率、自动化。为适应市场的发化发展，冲压模具正向高效率、自动化、长寿命、大型化方向发展。（3）大型、超小型及高精度。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量、复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点。（4）革新模具制造工艺。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，以形成先进的模具制造技术。（5）标准化。开展模具标准化工作，使模板导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批的生产冲压模具。第一章零件工艺性分析零件材料的化学成份及力学性能从零件图上可以得出：零件的外形为类似矩形拉深件，成型工艺为落料、拉深。零件材料为1008钢，查有关手册可以得知：此为美国牌号，它属于优质碳素结构。其中10代表优质炭素结构钢[8]，后面两位数字代表了含碳量。由该材料的含碳量可以得知：其力学性能与08钢很相似。由于含碳量≤0.25％，因而属于极软低碳钢。强度、硬度很低，塑性、韧性极好，冷加工性好，淬透性、淬硬性极差，由于硫、磷元素的作用，它比08钢容易切削加工。退火后，导磁性能好，宜冲压、冷拉深，符合零件成型工艺要求[4]。表1.108钢化学成份及机械性能[1]牌号化学成份（％）机械性能（MPa）CSiMnδbδsτE08353245300206第二节零件成型工艺分析1拉深件工艺性分析（1）拉深件形状应尽量简单，对称。从零件图上可以看出：该零件的外形为类似矩形，而且用圆弧过渡连接，结构对称。即工件在圆周方向上的变形是均的，模具容易加工，其工艺性较好，避免了急剧的轮廓变化。（2）拉深件各部分尺寸比例要适当。从零件图上可以看出：该零件的设计避免了宽凸缘和深度较大的尺寸（即d凸>3d、h≥2d）。这样在成型中可以减少拉深次数甚至一次拉成。（3）拉深件的圆角半径要适当拉深件的圆角半径，应尽量大些，以便利于成型和减少拉深次数。拉深件底与壁、矩形件的四壁圆角半径应满足r1≥t、r2≥3t.从零件图可以得出：该零件底与壁、矩形件的四壁圆角半径应满足上述值得要求。这样就可以不用再另外增加整形工序。（4）拉深件厚度不均匀现象的考虑由于各处变形不均匀，上下壁厚的变化达1.2t至0.75t。但是只有工件有特殊的要求，才会考虑这些问题，否则可以认为零件壁厚是均匀的。由毕业设计原始资料可以不用考虑壁厚不均匀的现象。（5）拉深件的尺寸精度不宜要求过高拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度，在一般情况下，拉深件的精度不宜超过表数值。表1.2拉深件的尺寸精度[1]材料厚度拉深件基本尺寸≤50>50～100>100～300±±±2落料件工艺性分析根据体积相等，外形相似的原则，可以对该零件进行展开，并求得毛坯的形状及相关尺寸。（详见排样方式的确定）（1）落料件形状相对简单，对称。通过排样图可以得知：该落料件形状相对简单、对称，而使得排样废料最少。（2）落料件外形应避免尖锐的清角。通过排样图可以得知：该落料件的外形全部用圆弧过渡连接，宜于落料工艺的进行。（3）落料件的尺寸精度和表面粗糙度的确定对于冲裁件的内、外形的经济精度不高于GB1800-79IT11级，一般要求落料件的精度最好低于IT10级[1]。具体数值见表1.3。表1.3落料件的尺寸精度[1]（mm）冲裁类型零件尺寸材料厚度普通冲裁<1010～5050～100150～300μm以上，具体数值由零件的厚度t=1.2mm，查相关设计手册μm。第三节零件成形工艺方案的确定该工件包括落料、拉深两个基本工序，可以有三种工艺方案：方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生产。方案二：落料-拉深复合冲压。采用正装复合模生产。方案三：拉伸级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足顾客的要求。方案二只需一幅模具，工件的精度及生产效率都较高。凸、凹的最小壁厚24.5mm比凸、凹许用最小壁厚3.2mm大。但是由于零件的几何形状简单对称，模具制造难度不大。方案三也只需要一幅模具，生产效率高，但模具比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸比较大。通过对上述三种工艺方案的分析比较，该件若能一次拉深成形，则采取第二种方案为佳。第二章模具主要设计计算零件毛坯尺寸的计算由于该拉深件的外形为类似矩形，为得到毛坯的几何形状和尺寸。其需要将工件分成多个部分进行计算。而筒壁上部分的计算需要采用久里金法则（任意一个旋转体的表面积等于该旋转体重心x与该旋转体弧长l的乘积。）进行计算。其他部分则可以采用文献[1]推荐的公式求出。当将各个部分的表面积分别求出来以后，进行相加便可以的到毛坯的表面积。但是此过程十分的繁琐、麻烦，从而延长了模具的设计周期。为了缩短模具的设计周期，可以采用模具CAD软件（如Proe软件）对拉深件进行展开可以很方便得到：该工件的毛坯的形状及相关尺寸（见装配图），如图2.1、2.2所示。图2.1零件立体图图2.2零件毛坯图将上面的立体图转化为零件图，可以得出毛坯零件图，如图2.3所示。*以上尺寸均为生产经验而得，需要在试模时进一步调整。第二节零件毛坯排样方式的确定由上面毛坯的零件图，并参考相关设计手册[1]表2-16确定其排样方式为直排。其排样图如图2.4所示：之所以采用这种排样方式，是因为这是第一次拉深对毛坯尺寸要求不太严格，并且可以提高材料利用率。在毛坯排样无中间搭边，冲裁后废料中间自动断开，方便送料，不用设置卸料板送料。查《钢铁材料手册》拟采用135mm×6000mm的条料进行生产，其步距值为115。所以其一个步距的材料利用率η步=100％=×100％=74％。每个条料可以冲裁52个零件，每张钢板总的材料利用率为73.9％。图2.3毛坯零件图图2.4零件排样图第三节成形次数的确定由毕业设计任务书可以得知：该零件属于盒形件拉深。根据该零件的相对圆角半径r/B和相对高度H/B值，查相关设计手册[1]图4-72可以得到：该零件可以一次拉深成形。第四节成形设备的选择及其校核1冲压力的计算查有关设计手册[6]可以得出冲裁力的计算公式：F=KLtτbFD=KDFFx=KxF将K=1.3，L=382mm，t=1.2mm,τb=300MPa代入上述公式可得：F=178776N.同理将KD=0.06，KX=0.05代入上述公式可得：FD=10726.5N，FX=8938.8N.2拉深力的计算首先由零件的H/B、r/B值查相关设计手册[1]图4-72可以得知：该拉深件可以一次拉深成型。为简便计算出拉深力可以采用相关设计手册[1]表4-84所推荐的计算公式：F拉=k1πdcp1tδb其中k1可以有相关设计手册表4-85[1]并采取插值法得到：k1=0.70。将δb=353MPa，t=1.2mm,πdcp1=382代入上述公式可以得到：F拉=144396N。3成型设备的选择压力机的选择是工艺设计中一项重要内容，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问题。应根据所完成的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等级等选定压力机的类型和吨位。采取复合冲压生产，压力机的吨位应该是上述力的总和。F总=F+FD+Fx+F拉，将上述的值代入可以得到：F总=342873.3N。由此并根据生产工艺的要求采用J23-40压力机。其相关参数见图2.1[3]。表成型设备的参数公称压力/KN400发生公称压力时滑块离下极点距离/mm7滑块固定行程/mm100滑块调节行程/mm100/10标准行程次数(不小于)(次/min)80(快速型)发生公称压力时滑块离下极点距离/mm2(快速型)滑块行程/mm40(快速型)行程次数(不小于)(次/min)200(最大闭合高度)固定台和可倾/mm300闭合高度调节量/mm80(标准型)滑块中心到机身距离(吼深)/mm220(标准型)工作台尺寸(左右×前后)/mm630×420(标准型)工作台孔尺寸(左右×前后)/mm300×150(标准型)工作台孔尺寸(直径)/mm200活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面之距离/mm210模柄孔尺寸(直径×深度)/mmФ50×70工作台板厚度/mm80倾斜角(不小于)(°)30选择压力机公称压力时，必须注意当拉深工作行程较大时，尤其落料拉深复合时，应使工艺曲线位于压力机滑块的许用压力之下而不能简单地按压力机的公称压力大于工艺力的原则去确定压力机的规格。否则可能会发生压力机超载而损坏。根据生产经验可以得知：该压力机完全符合该零件生产工艺的要求。压力中心的确定及其相关计算为保证压力机和模具正常工作，必须使冲模的压力中心与压力机的滑块中心相重合。否则在冲压时会使冲模与压力机的滑块歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至会引起压力机导轨的磨损。影响压力机的精度，对于形状简单而对称的工件如矩形、圆形、正多边形，其冲裁的压力中心与工件的几何中心重合。结合零件图，该冲裁件的压力中心即为工件的几何中心。该工件的冲裁力不大，为便于模具的加工和装配，模具中心选在工件的几何中心。此满足J23-40的模柄孔投影面积范围内，满足要求。第六节工作零件工作尺寸的确定1落料凸凹模工作尺寸的计算对于冲制复杂形状的零件和单件生产的模具，其凸、凹模具常采用配合加工的方法。凸、凹模的尺寸计算，落料件按凹模磨损后尺寸变大，变小，不变的规律可以分为三种。具体可参见相关设计手册[1]。具体公式可参见表2.2。由零件排样图，该落料件尺寸都属于凹模磨损后尺寸变大的类型。可得落料凹模尺寸的计算公式。表2.2工作零件刃口尺寸计算尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 计算结果 备注落料 R48.5 48.5+0.22 A凹=（A-X△） 48.335+0.055 R48.5X=0.75；△见表3 R65.9 65.9+0.30 65.75+0.075 *模具的制造公差取工件公差的1/4*凸模尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为Zmin～Zmax。查相关设计手册可以得到：Zmin=0.126，Zmax=0.120。2拉深凸凹模工作尺寸的计算确定凸模和凹模工作部分尺寸时，应考虑模具的磨损和拉深件的弹复，其零件尺寸的公差只在最后一道工序考虑。根据毕业设计原始资料可以得到：此仅为第一次拉深工序，即该拉深凸、凹模尺寸的计算不用考虑尺寸公差。综上所述，可以得到以下结论：拉深凸、凹模工作的尺寸与拉深件的外形尺寸一样。拉深凸、凹模的工作尺寸见图2.5、2.6拉深凸、凹模。图2.5拉深凸模图2.6拉伸凹模（1）模具的制造公差的确定。结合零件图，对于非圆形凸、凹模制造公差可以根据零件的公差来确定。若拉深件的公差为IT14级以上者，凸、凹模的制造公差则采取IT10级以上；当采用配作时，只在凸模或凹模上标注公差，另一方则按间隙配作，如拉深件是标注外形尺寸时，则在凹模上标注公差，反之则标注在凸模。综上所述，并查相关设计手册[7]可以得到模具的制造公差值并列表如下：表2.3拉深凸凹模制造公差基本尺寸（mm）公差等级μmIT10级≤340〉18-3084〉3-648〉30-50100〉6-1058〉50-80120〉10-1870〉80-120140即模具的制造公差具体值分别详见拉深凸、凹模零件图（2）为防止真空吸附，顺利顶出工件，可在拉深凸模开出气孔。其值可以查表4-77[1]得：d=6.5mm。（3）拉深凸、凹模的圆角半径的确定拉深凹模圆角半径可以根据零件的材料与厚度查有关手册确定r凹=8mm，而拉深凸模的圆角半径可以按下述的规定来确定。即除最后一次拉深工序外，其它各次拉深工序中，凸模圆角半径r凸可取与凹模圆角半径相等或略小的数值：r凸=（0.6～1）r凹=8mm。[1]（4）拉深凸、凹模间隙的确定对于矩形件的拉深凸、凹模间隙的确定可以参照U型件的弯曲模具间的间隙，但是对于圆角部分，因为材料的料厚变厚，所以这部分的间隙应比直边部分大0.1t。而在多次拉深工序中，除最后一次拉深外，间隙的取向是没有规定的。[1]查相关设计手册[1]可以得到：U型弯曲件凸、凹的间隙值约为：（1～1.1）t。综上所述，可以得到该拉深件凸、凹间隙值：（1.2～1.32）mm。第三章模具总体设计模具类型的选择由零件成型工艺方案可知，采用复合落料及拉深，所以模具类型为复合模。模具定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距，因为零件的尺寸精度的要求不是很严格，此定位方法完全可以满足要求。卸料、出件方式选择由排样图可以得知：工件间没有设置搭边值，本套模具因为不用设置冲裁后废料中间自动断开，方便送料，不用设置卸料板送料。为防止工件不能顺利顶出，所以在上模及下模都设置了出件装置，上模采取刚性顶件装置（即利用压力机上的打料衡梁的作用力卸下工件），而在下模上设置弹性顶件装置顶出工件。模具导向方式的选择为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该模具采用后侧导柱的导向方式。如图3.1所示图3.1后侧导柱模架图3.1后侧导柱模架第四章模具主要零部件设计第一节工作零件的结构设计1落料凹模的设计凹模采用整体式结构，各冲裁的凹模孔均采用电火花线切割加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按生产经验，查相关手册[1]得知：壁厚值C=32mm,高度值H=25mm。具体尺寸可参见零件图。由于上述值的确定是按生产经验而来。故可以不用进行强度校核。2凸、凹模的设计结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成阶梯式，采用成型磨削加工，而对其上的落料孔采用电火花线切割加工，4个M12的螺钉固定直接将凸、凹模与上模座连接在一起，其与推件块的配合为。其总长可由上模的具体结构决定：其中h包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度、等，一般取10mm。将L工件=45mm，L垫板=5mm,L推件块=15mm代入以上公式可以得到：L=70mm。对该设计进行强度及长度校核，查有关设计手册可以得到相关校核公式：Amin≥Lmax≤1200查有关设计手册[1]可以得：[]=981～1569Mpa，取[]=1000Mpa。查有关设计手册[1]可以得：J=其中a=128,b=116因而J=9802426mm4由第可以得到F=178776N代入可以得到：Amin≥2，Lmax≤8885mm。用Proe软件可以很容易得到：A凸min=3350mm2。经过以上计算可以得到以下结论：该凸凹模的设计符合使用要求。3拉深凸模设计考虑到模具加工工艺，因而将拉深凸模设计成直通式，采用电火花线切割加工。其与顶件块的配合为。其长度可由下模部分的具体结构决定：其中h1包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度、推件块的工作行程等，一般取10mm，h2为拉深凸模安装到下模座的深度，一般取5mm。将L工件=45mm，L顶件块=15mm代入上述公式可以得到拉深凸模的总长：L=75mm。由于上述值均是由生产经验而得到，再加上拉深力并不是特别大，因而对于拉深凸模不需要进行长度及强度的校核.第二节定位零件的设计由于零件的外形尺寸的要求不是太严格且属于第一次拉深工序，所以采用φ10的固定挡料销对条料的送进进行定位，完全可以满足要求，且便于模具的加工及装配。其中此零件可以采用标准件Ⅱ型[1]（具体结构尺寸及技术要求可查GB2866.11-81）。而在沿送料方向的垂直的方向采取φ8的圆柱销对条料进行导向，其具体结构尺寸及技术要求可查GB119-76[1]。卸料装置及推件装置由前面卸料、出件方式的确定，可以得知：本套模具不用设置卸料装置，但是为了确保制件顺利从模具卸下来，需要在模具的上模、下模需要设置推件、顶件装置。其中推件块及顶件块的结构尺寸及技术要求可分别参见零件图。第四节模架及其组成零件该模具采用后侧导柱模架，这种模架的导柱放在模具的后面侧位置，横向和纵向送料都比较方便，但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成由于偏心力矩而引起上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具的寿命。故此模架常用于较小的模具。以落料凹模周界尺寸为依据，选择模架规格[1]见表7。凹模周界|L:2501上模座数量1规格:250×200×45凹模周界|B:2002下模座数量1规格:250×200×50闭合高度(参考)|最小:1703导柱数量2规格:32×160闭合高度(参考)|最大:2104导套数量2规格:32×105×42表4.1模具模架规格其中上模座、下模座的具体结构尺寸及技术要求（4.1、图4.2）可以分别参见GB2855.5-81、GB2855.6-81。导柱、导套的具体结构尺寸及技术要求可以分别参见GB2861.1-81、GB2862.1-81。图4.1后侧导柱上模座图4.2后侧导柱下模座第五节连接与固定零件的确定对于本套模具的连接与固定零件，拟采取4个M12的圆柱头内六角螺钉及2个φ8的圆柱销。其结构尺寸及技术要求可以分别GB70-76、GB119-76。其中螺钉及圆柱销的长度可由模具的具体结构来决定，其布置最小间距可以参见表4.2[2]。而其的具体布置位置可以详见模具装配图。表4.2螺钉孔M12S113S216S33销钉孔φ8S47*S1、S2、S3、S4所代表的含义可参见图图4.3简图模具装配模具总装图及组成通过以上设计，可得到这套模具的总装图如图5.1所示。模具的上模部分主要有上模座、垫板、推件块、凸凹模等组成。下部分由下模座、落料凹模、拉深凸模、顶件块等组成。卸件方式则采用了弹性、刚性的方式，可以保证工件顺利顶出。第二节主要组件的装配与调试1模柄的装配因为这副模具的模柄是从上模座的下边向上压入的，所以在安装凸模固定板和垫板之前应把模柄先装好。模柄与上模座的配合要求为：装配时先在压力机上将模柄压入。再加工定位销钉孔或螺钉孔。然后把模柄端面突出部分锉平或磨平。安装好模柄后用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。2凸模装配凸模与固定板之间的配合要求为：装配时先再压力机上将凸模压入固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模尾部一起磨平。为了保持凸模刃口锋利，还应将凸模端面磨平模具总装配模具的主要组件装配完毕后，开始进行总装配。为了使凸模凹模易于对中，总装配时必须考虑上下模的装配顺序，否则可能出现无法装配的情况。上下模的装配顺序与模具结构有关，通常是看上下模中哪个位置所受的限制大就先装。用另一个去调整位置，根据这个道理，一般冲裁模的上下模装配次序按下面的原则来选择。（1）对于无导柱模具，凸凹模间隙是在模具安装导机床上进行调整的，上下模的装配次序没有严格要求，可以分别进行装配。（2）对于凹模装在下模上的导柱模一般先装下模。（3）对于导柱复合模一般先装上模，然后找正下模的位置，这样可以保证上模中的卸料装置于与模柄中心对正，否则将会出现无法装配的困难。如图所示落料拉深模落料凹模装在下模座上，为了便于操作，一般现装下模。装配步骤如下：a在下模座上找正拉伸凸模位置，将顶件块、落料凹模、垫块与拉伸凸模装配。b.确定上述部件后，先在下模座上投窝，加工螺纹孔。然后加工销钉孔。装入销钉，拧紧螺钉。c.在上模座上找正凸、凹模的位置,并在上模座上投销钉孔窝、紧固螺钉过孔窝。拆开后钻孔。攻螺纹孔并拧上紧固螺钉。d.调整凸凹模间隙调整间隙也可以用切纸法进行，即以纸当作零件，用手锤敲击模柄，再纸上切出冲件的形状来。根据纸样有无毛刺和毛刺是否均匀，可以判断间隙大小和均匀性。如果纸样上轮廓没有毛刺或毛刺均匀，说明间隙是均匀的。如果局部有毛刺说明间隙部均匀。e.调整间隙后加工销钉孔，装入销钉。它零件。g.试冲与调整标记交付生产使用。模具试模及验收模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。冲出的工件按冲压零件产品图或试样进行检验验收。在检验验收过程中，如发现各种缺陷，则要仔细分析，找出原因，并对模具进行适当的修理和调整，然后再适冲，直到模具正常工作并得到合格的冲件为止。以下是冲裁过程中常见的缺陷，产生原因及调整方法。模具工作原理条料送进时采用固定挡料销进行定位，而有导料销保证送料沿正确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下进行冲压。当冲压及拉深工艺完成时，上模上行回程，卡在凸凹模里的制件由推件块推下，当模具上的打料杆碰到压力机上的打料横梁时，打料横梁给模具打料杆一个作用力，在此作用力的作用下，将制件推出来。假如制件卡在拉深凸模上，则有设在下模上的顶件块定出制件。当上述的工艺完成以后，模具就再开始下一个工作行程。第六节模具的闭合高度及相关校核压力机的闭合高度是指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面的距离（即垫板下平面）的距离。它可以通过调节连杆的长度在一定范围内变化，由表4可以得知：所选压力机的最大闭合高度为300，其调节量为80。模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面的距离。模具的闭合高度与压力机的闭合高度的关系在实际应用上为：H≤Hmax-5mm[6]=295mm式中：Hmax代表压力机的最大闭合高度；通过以上设计可以求得模具的闭合高度：H=H上+H下+H凸凹模+H拉深凸模-48=45+40+75+70-48=192mm将求得模具的闭合高度代入上式进行校核可以得出以下结论：模具的安装符合压力机的要求。图5.1模具装配简图第六章零件主要成型工艺问题及解决措施第一节拉深件主要成形工艺质量问题及解决措施1拉伸件起皱分析及解决措施拉深过程中主要成型工艺质量问题为凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。前者是因为切向压应力引起板料失去稳定产生弯曲；传力区的拉裂是由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。同时变形区板料有所增厚，而传力区板料有所变薄。起皱主要取决于两个方面:一方面是切向压应力δ3的大小，其值越大，越容易起皱；另一方面是凸缘变形区材料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料的E值越小，则材料的抵抗失稳的能力越小，容易起皱。2拉伸件拉裂分析及解决措施筒壁的拉裂主要取决于两个方面：一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。当筒壁拉应力超过该区材料允许的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处—“危险断面”产生破裂。为防止拉深过程中，工件的边壁或凸缘起皱，应使毛坯（或半成品）被拉入凹模圆角以前保持稳定状态。其取决于毛坯的相对厚度。以上述值查相关手册来决定是否采取压边圈来防止工件起皱的工艺质量问题。由排样图可以计算毛坯的相对厚度，查表4-80[1]可以得出以下结论：该工件不用采用压边圈来防止工件的起皱。为防止工件在拉深过程中出现筒壁拉裂的工艺质量问题，一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁的抗拉强度；另一方面是通过制定正确的拉深工艺和设计模具，合理确定拉深变形程度、凹模圆角半径、合理改善润滑条件，以降低筒壁传力区的拉应力。这里要特别注意的是：模具润滑的部位。因为在拉深成形中，需要摩擦力小的部位（如凹模侧壁和圆角与板料之间的摩擦力），除模具表面粗糙度应该小外，还必须润滑，以减小摩擦系数，减小拉应力，提高极限变形程度。而摩擦力对拉深成形有益的部位，（如凸模侧壁和圆角与板料之间的摩擦力）可以不用润滑。并且此处的表面粗糙度也不宜过小。第二节落料件主要成形工艺质量问题及解决措施落料件工艺质量问题主要包括冲裁试冲时缺陷、卸料不正常、冲件质量不好等。解决措施主要有更换弹簧，修正凹模，更换顶件器等。详见下表格：冲裁试冲时缺陷产生原因调整方法送料不畅通或料被卡死1.凸模与卸料板之间的间隙过大，使搭边翻扭。根据情况挫修或重装导料板减小凸模与卸料板之间的间隙刃口相交1.上下模座，固定板，凹模垫板等零件安装面不平行2.凸模导柱等零件安装不垂直卸料板的孔位不正确或歪斜休整有关零件，重装上下模重装凸模和导柱更换导柱和导套休整或更换卸料板卸料不正常1.由于装配不正确，卸料机构不能动作，如卸料板于凸模配合过紧，或因卸料板倾斜而卡紧2.弹簧或橡皮的弹力不足休整卸料板等零件更换弹簧1.刃口不锋利或淬火硬度低2.配合间隙过大火过小3.间隙不均匀使冲件一边有显著带斜角毛刺合理调整凸凹模间隙及修理工作部分刃口1凹模有倒锥度休整凹模更换顶件器总结在指导老师及同学的帮助下，经过自己的努力顺利完成了毕业设计论文。在此期间，我阅读了大量的参考文献。不仅初步了解了国内、外模具工业发展的现状及发展趋势（如模具CAD/CAM在模具工业中的的广泛应用、模具新材料的研发、采取数控测量装置、热处理、表面处理新工艺的采用等），而且进一步了解了模具先进的加工工艺方法（尤其是电加工技术的应用）。通过毕业设计，它使得我对冲裁理论知识进一步加深了认识，同时也加深了相关理论知识的认识。并且熟练掌握了专业工具书的使用方法。在整个过程中，增强了自己的动手能力及分析及独立思考解决问题的能力。当然，由于本人水平有限及缺乏生产实际经验，该设计难免存在不足之处。希望各位老师对此提出批评意见，在此表示万分的感谢。通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意识，熟悉掌握了冲压设计的一般规律。在设计过程中，进行了设计计算、绘图及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。更主要的是以前在堂上所学的都是空虚的理论知识，没有进行过实际的、系统的实际设计练习，对所学的理论、公式运用不是很熟练，所以很多实际上应该很熟悉的东西真的运用的时候还是感到很陌生；而毕业设计就给我们提供了这么一个锻炼的平台，让我们把空洞的理论、公式在设计中反复的运用，使我们把这些知识真正的转换为自己所需要的东西；它在锻炼我们设计能力的同时，也使我们积累了宝贵的设计经验，对以后所从事的设计工作真的是大有裨益。总之，毕业设计虽然很辛苦，但是在设计中不断的思考问题，研究问题，咨询问题，从而一点点提高自己，一步步完善自己。同时也汲取了更完整的专业知识，锻炼了自己独力设计的能力，使我受益匪浅。参考文献[1]王孝培主编《冲压模具手册》机械工业出版社[2]刘建超主编《冲压模具设计与制造》高等教育出版社[3]冯炳尧主编《模具设计与制造简明手册》上海科技出版社[4]李春胜主编《钢铁材料手册》江西科技出版社[5]杨占尧主编《冲压模具图册》高等教育出版社[6]李志刚主编《中国模具设计大典•第三卷》机械工业出版社[7]薛彦成主编《公差技术与配合测量》机械工业出版社[8]王秀凤主编《冷冲压模具设计与制造》北京航空航天大学出版社[9]王运炎主编《机械工程材料》机械工业出版社[10]翟德梅主编《模具制造技术》机械工业出版社致谢在这三年的大学生活中，我学到了很多书上所学到的和许多书本上没有的知识，这些都要归功于老师们对我的教导。整整一个月的时间我们的毕业设计作品终于完成了。此次毕业设计的顺利