毕业设计方案落料拉深复合模设计.doc

摘 要 在工业生产中冲压成形技术应用是很广泛，板料冲压技术是金属加工一个基础方法，它关键用于生产多种板料零件，含有生产效率高、重量轻、尺寸精度好、低成本而且轻易实现机械化和自动化等特点。本文针对筒形零件落料工艺性和拉深工艺性，将其设计为落料拉深复合模。 其设计说明中包含了冲压件工艺性分析、工艺方案确实定、排样设计、拉深次数、模具结构形式合理性分析、及模具工作尺寸计算、冲压设备选择。对于落料拉深复合模来说，成形凸凹模设计也较关键。为了设计合理化，尽可能选择了标准件，如模座，模架，导柱导套等。该论文中也对非标准零件结构设计，而且附有对应零件图，最终依据零件结构设计和生产零件要求生成了总装配图。关键词：复合模； 落料； 拉深； 装配图ABSTRACTStamping technology is widely applied in industrial production, sheet metal stamping is a kind of basic method of metal processing,it is used to produce all kinds of sheet metal parts, with high production efficiency, good dimensional accuracy and light weight, low cost and easy to realize mechanization and automation, etc.This article in view of the cylindrical parts blanking technology and deep drawing process, the design of deep drawing compound die for blanking.Its design notes including stamping manufacturability analysis, process scheme of layout design, drafting, drawing number, the rationality of the mould structure analysis, and the calculation of the die working size, the choice of stamping equipment.For blanking deep drawing die, the design of forming intensive also are quite important.To the standardization of design, as far as possible choose the standard parts, such as mold, mold base, pressing machine, etc. Non-standard parts structure design is given at the same time, with the corresponding part drawing, finally according to the requirement of the parts structure design and production of parts to generate the general assembly drawing.Key words: Composite molding; Blanking; Drawing; Assembly drawing目 录前 言11. 工件分析21.1 分析工件冲压工艺性21.2 分析计算确定工艺方案31.2.1 确定工艺方案31.2.2 计算毛坯尺寸31.2.3 计算拉深次数31.3 关键工艺参数计算31.3.1 确定排样、裁板方案42.模含相关计算52.1 计算工艺力，选设备52.2 模具工作部分尺寸计算53. 模具总体及零件设计73.1 模具总体设计73.2模具零件尺寸计算73.2.1凹模厚度计算：73.2.2拉深凸模长度计算：73.2.3凸凹模长度73.3 模架及零件选择83.4 标准零件选择83.5 冷冲压工艺规程卡片94.模具零件结构设计114.1 落料凹模设计114.2 拉深凸模设计114.3 凸凹模设计124.4 刚性卸料板设计134.5 凸凹模垫板设计144.6 压边圈设计154.7 模柄设计164.8 导柱、导套设计174.9 打料块设计194.10 上模座设计204.11 下模座设计215. 模具装配图235.1模具装配255.2模具总装25结 语27致 谢28参考文件29 前 言 冲压技术是经过模具使板材产生塑性变形而取得成品零件一个成型工艺方法。因为冲压通常在冷态下进行，所以也称冷冲压。金属加工一个基础方法就是板料冲压，其用以生产多种板料零件，含有生产效率高、重量轻、尺寸精度好、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。在现代汽车、拖拉机、电器电机、电子仪表、日用生活用具、航空航天和国防工业等各个工业部门中均占有越来越关键地位。 冲压加工含有以下特点：1.材料利用率高2.可加工薄壁、形状复杂零件3冲压件在形状和尺寸精度方面交换性好4.能取得质量轻而强度高、刚性好零件5。生产效率高，操作简单，轻易实现机械自动化。因为冲压加工含有以上那些优点，所以在批量生产中得到了广泛应用，在现代化工业生产中占有尤其关键地位，是国防工业在加工生产中绝不能少加工方法。但因为冲模制造通常是单件小批量生产，技术要求高，精度高产品，制造成本高，所以冲压生产只有在大批量生产情况下才能取得好经济效益。 到现在为止，中国冲压技术和工业发达国家相比还相对落后，关键原因是中国在冲压基础理论及成形工艺、模具设计、模具标准化、模具制造工艺和设备等方面和工业发达国家还有相当大差距，造成中国模具在寿命、加工精度、效率、生产周期等方面和优异工业发达国家模具相比还是存在一定差距。尤其是在计算机辅助应用软件方面，中国用CAD/CAM大多是进口绘图软件，没有对其进行二次开发，自己开发软件又缺乏通用性。 而国外，尤其是美国、日本、瑞士和德国等国每十二个月出口模具约占本国模具总生产量三分之一。在日本，模具被誉为“进入富强社会原始动力。”在德国，模具则冠名为“金属切削加工中帝国。”由此可见，模具工业将在国民经济发展过程中起到越来越关键作用。 而在冲模设计和生产上，现在正朝着两个方向发展：首先，为了适应高速、自动、高寿命、高精密及多功效、多工位方向发展，和此相对应新型模具材料及其表面热处理技术，多种高效、数控、精密、自动化模具加工机床和检测设备和模具CAD/CAM技术也在快速发展；和此同时，为了适应产品试制或小批量生产及更新换代需要，锌基合金冲模、薄板冲模、聚氨醋橡胶冲模、组合冲模、钢带冲模等多种简易冲模及模具快速制造技术也发展快速。 1. 工件分析 1.1 分析工件冲压工艺性零件图以下： 总体来说:材料为08号钢，料厚为1mm，制件尺寸精度IT14级，形状简单，尺寸较小，能大批量生产，属于一般冲压件。 工艺分析： 该工件为圆筒件拉深，形状简单，工件厚度也无严格要求，轻易成型，能够设计成一副落料拉深复合模。 1.2 分析计算确定工艺方案 1.2.1 确定工艺方案 该工件包含基础工序：落料、拉深 方案一：先落料、再拉深，采取单工序模具。 方案二：落料+拉深复合模具。 方案三：落料+拉深级进冲压模具。 方案比较： 对于方案一，模具结构简单，但要做两幅模具才能完成，成本过高且降低工作效率。对于方案二，只需一副模具，模具制造也并不难，可将拉深、落料一次性完成，生产效率高，适合大批量生产。对于方案三，即使只需一副模具，但模具结构复杂，送料困难，拉深工件质量不好。最终考虑还是方案二比很好。 1.2.2 计算毛坯尺寸 依据等面积原理，用解析法求该零件毛坯直径，而且因为h/d=16.5/41=0.402 可知该产品能够一次拉深成形。 拉深件高度计算：h=H+=16.5+1.2=17.2mm1.3 关键工艺参数计算1.3.1 确定排样、裁板方案 为了操作方便，采取单排排样。 (1)冲裁件面积计算A=D2/4=3.14*63.4*63.4/4=31.554mm (2)条料宽度 查文件【1】P46表2.9 搭边值：条料两边 a =1 mm，进距方向 a1 = 0.8 mm 进距 h = D + a1 = 63.4 + 1 = 64.4 mm 条料宽度 b = D + 2a = 63.4 + 21 = 65.4mm 查【1】P47表2.11，条料偏差为0.6mm,即 查【2】P208表11-16，拟选择板料规格18001000 若纵裁： 条数 n1=800/65.4=12条 余15.2mm 每条个数n2 =(1000-1)/64.4=15个 余33 mm 每板总个数 12x15=180个 (3)进距s计算 进距 h = D + a1 = 63.4 + 0.8 = 64.2 mm (4)材料利用率 =A/Bs*100=31.55/65.4*64.2=75% 2.模含相关计算 2.1 计算工艺力，选设备 落料力计算：=1.3Lt=1.3*199.1*300=77649NL 工件外轮廓周长 L=D=3.14*63.4=199mmT=1mm 材料抗剪强度，查【1】P19表1.6取300MPa卸料力计算：=0.04*77649=3106N -卸料力系数（查【1】P51表2.15取0.04）拉深力计算： =3.14*40*1*350*1=43960N d-工件直径 -材料抗拉强度（查【1】P19表1.6取350） K为修正系数取1推件力计算：=0.55*43960=24178N 为推件力系数（查【1】P51表2.15取0.55)压边力计算： Q =0.25=0.25*43960=10990N 冲压工艺总力：=77649+43960+10990=132599N顶件力计算：=0.06*132599=7956N 为顶力系数查（【1】P51表2.15取0.06）公称压力计算： =24178+7956+3106+132599=167839N2.2 模具工作部分尺寸计算(1)落料相关计算 落料（即为拉深件坯料）按IT14级精度取极限偏差，尺寸取凸凹模直径尺寸为： ， 式中x按工件精度为IT14级而选定 x = 0.5；d 、p按制造精度IT6 IT7选定，取d = 0.02 mm ，p = 0.03 mm按【1】P35表2.5查得：Zmin=0.1, Zmax=0.14再按 没法满足间隙公差条件。重选 则 经检验上述设计合理。 (2)拉深相关计算 工件按未注公差极限偏差考虑，且零件是标准内形尺寸，按IT14级公差处理，工件内径尺寸取。C查【1】P172表4.16，取C = 1.1t ，则有：C=1.1 拉深凹模圆角半径计算： -凹模圆角半径 D-毛坯直径 t-料厚 d-凹模内径 拉深凸模圆角半径计算： 系数取0.8 3. 模具总体及零件设计 3.1 模具总体设计 （1）模具类型选择： 分析工艺性，采取落料-拉深复合模生产效率较高。 （2）定位方法选择： 该模具采取条料进给，用刚性卸料板导料，送进步距采取挡料销。 （3）卸料、出件方法： 模具采取刚性卸料装置，正装复合模，在拉深完成后，用推件板将工件从拉深凸模推出。 （4）进料方法：采取前后进料方法。 （5） 压力中心确定：因为该零件落料、拉深均为中心对称形状，压力中心全部是在圆心位置，所以不用进行压力中心计算。 3.2模具零件尺寸计算 3.2.1凹模厚度计算：H=kD 查表得k=0.4H=0.4*63.4=25.36 ,选标准厚度为28mmW=1.2H 则W=33.6mm落料凹模外形直径计算： d=2W+落料凹模刃口尺寸=60+63.4=123.4mm 取标准为：125mm 3.2.2拉深凸模长度计算：为了实现先落料后拉深，必需让拉深凸模端面高度比落料凹模端面低，拉深凸模长度L为：H=28+16-3=41mm 3.2.3凸凹模长度凸凹模长度包含凸模修模量及固定板和卸料板之间安全距离，L=h1+h2+h=20+12+17+15=64mm L-凸凹模长度 h1-凸凹模固定板厚度 h2-卸料板厚度 -拉深高度 h-附加长度，安全距离取15 3.3 模架及零件选择选择滑动导向中间导柱圆形模架，再按其标准选择具体结构尺寸，查【2】P253表12-12，选择上模座 16045 HT200下模座 16050 HT200导柱 32160 20钢导套 3210545 20钢凸凹模垫板厚度取6mm拉深凸模垫板模垫板厚度取6mm凸凹模固定板厚度取20mm拉深凸模固定板厚度取16mm刚性卸料板厚度取15mm凸缘式模柄 4060 Q235模具闭合高度 =45+6+52+28+16+6+50+6=209mm选择开式双柱可倾压力机J23-25，压力机最大装模为220mm，大于模具闭合高度，满足要求。压力机参数：公称压力：250KN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm连杆调整长度：55mm最大装模高度：220mm工作台尺寸：370X560mm垫板尺寸：50X200mm模柄孔尺寸：40X60 3.4 标准零件选择1.模柄选择 模柄规格为：A40X80（GB2862.1-81 材料：Q235）2. 螺钉：选M10，长度依据模具结构定。3. 圆柱销：选10，长度由结构定。4.推杆尺寸： 选择直径为10推杆， 推杆长度=模柄总长+凸凹模垫板厚度+凸凹模高-推件块厚 =70+6+64-9=131mm 取L=130mm 则推件杆尺寸为：10X130，材料为S45C, 热处理硬度：4348HRC5.挡料销选择 选择圆柱头固定挡料销，其结构简单，制造方便 型号为A 6 (GB2866,11-81冷冲模设计指导 材料：S45C 热处理：4246HRC3.5 冷冲压工艺规程卡片冲压工艺规程卡片东华理工大学长江学院产品名称 工件名称 圆筒产量第1页产品图号 工件图号大批量共 1页材料牌号及技术规格08F毛料形状及尺寸选择板料 18001000 工序号工序名称工 序 草 图工装名称设备检验要求工种备注1下料18001000落料拉深复合模JB23-63 按草图检验2落料拉深落料拉深复合模250KN压力机按草图检验3检验按冲压件图检验原底图总号日期 更改标识编制校对查对文件号署名 底图 总号签字署名日期日期 4.模具零件结构设计 4.1 落料凹模设计材料选择为T10A，热处理硬度为 58-62HRC该零件有三个M10螺纹孔，方便和下模板固定；四个M6螺纹孔，用于和卸料板连接;有两个和下模板同时加工销钉孔，用于定位；和一个挡料销;具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.2 拉深凸模设计材料选择为T10A，热处理硬度为 58-62HRC配有有出气孔；具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.3 凸凹模设计材料选择为Cr12MoV，热处理硬度为 58-62HRC；有两个模座及垫板同时配做销孔；具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.4 刚性卸料板设计设计关键点：内形和凸凹模间隙配合，和凸凹模单边间隙为0.5mm； 有四个螺纹孔和落料凹模连接； 厚度通常取12mm； 具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.5 凸凹模垫板设计设计关键点：设计内、外形尺寸； 有两个模座和凸凹模同时配做销孔； 具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.6 压边圈设计压边圈在该模具兼作顶料板。设计关键点：内形须要和拉深凸模间隙配合，外形受落料凹模内孔限制； 和顶料杆相配合时可用作顶料板；具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.7 模柄设计设计关键点：依据冷冲模GB2862.3-81进行设计，具体尺寸及零件材料等相关信息见零件图。 4.8 导柱、导套设计设计关键点：依据GB-T2862.6-90进行设计，导柱、导套均选择为A型； 导柱型号为 32160； 导套型号为3210545； 具体尺寸公差等参数见GB-T2862.6-90。导 柱导 套 4.9 打料块设计设计关键点：前部外形和拉深凹模间隙配合以后部必需比前端外径大； 打料块和打料杆联合使用，靠二者自重把工件打出来； 打料杆长度=模柄总高+运动高度+上模板厚度+垫板厚度=70+35+40+6=151mm 4.10 上模座设计设计关键点：依据冲模滑动导向中间导柱下模座GB-T2851.6-90进行设计； 具体尺寸要求及零件材料等相关信息见零件图。 4.11 下模座设计设计关键点：依据冲模滑动导向中间导柱下模座GB-T2851.6-90进行设计； 注意和凹模和顶料板螺纹孔配合， 具体尺寸及零件材料等相关信息见零件图。 5. 模具装配图主 视 图俯 视 图三 维 图 5.1模具装配(1)模柄装配 此模具采取是C型凸缘模柄，模柄和上模座配合为H7/js6，将模柄装上模座，用角尺检验上模座上平面和模柄圆柱面垂直度，误差不能大于0.03mm，然后用螺钉将其固定在上模座上。(2)导柱和导套装配 导柱导套和上下模座全部采取压入式连接，导套和导柱和模座配合分别为H7/r6和R7/r6，压入时注意校正导柱对模座底面垂直度，装配后导柱固定端面和下模座底面距离要求须大于12mm。 (3)凸模和凹凸模装配 本模具凸模和凸模固定板配合按H7/m6，凸模装入固定板后，其固定端面应和固定板支承面应处于同一平面内，在压力机上调整好凸模和固定板垂直度，将凸模压入固定板内，凸模对固定支承面垂直度经检验合格后将凸模上端铆合，装配前在平面磨床上将凸模上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位将凸模工作端面磨平。凹凸模和固定板配合按H7/m6，总装前应将凹凸模压入固定板内，压在平面磨床将上下平面磨平。 5.2模具总装 (1)把组装上了凸模固定板放在下模座上，按中心线打正固定板位置，用平行夹头夹紧，经过螺钉孔在下模座上钻出锥窝，拆去凸模固定板，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，重新将凸模固定板置于下模座上并找正，用螺钉紧固，钻孔，打入销钉定位。 (2)配钻卸料螺钉孔时，将卸料板套在已装入固定板凹凸模上，在固定板和卸料板之间垫上合适高度等高垫铁，并用平行夹头将其夹紧，按卸料板上螺孔位置在模座上钻锥窝，然后拆开，按锥窝钻孔。 (3)用（1）中一样方法配钻垫板和上模座上螺钉孔，推杆孔，然后依次将垫片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板组合部件装入上模座，用紧固螺钉固定，打入销钉定位。 (4)在落料凹模上装入挡料销，将推件块装入落料凹模，并将推杆装入固定板上推杆孔，用紧固螺钉将落料凹模和凸模固定板固定，钻孔，打入销钉定位。 结 语本文是在刘洪泉老师精心指导和大力支持下完成。老师以其严谨求实治学态度对我产生关键影响。此次设计是落料拉深复合模，从最开始无从下手，经过慢慢地查资料，看参考书，思绪逐步清楚起来。从查阅模具计算公式到模具工件零件配合精度，每一步全部经过了认真查阅参考。查阅过程正是我积累知识过程，也是查漏补缺好机会。这次毕业设计综合利用了本专业所学课程理论知识和结合实际生产知识进行一次冲压模具设计，经过这次设计从而培养及提升了自己独立设计能力，加强巩固了冲压模具设计相关课程所学内容，掌握了冲压模具设计方法及步骤，学会了冷冲压模具设计基础模具技能，知道了设计需先从分析零件工艺性入手，再确定工艺方案，掌握了模具基础结构，提升了计算能力，绘图能力，而且对模含相关课程全部有全方面复习，独立思索能力也显著提升。但从中我也发觉自己平时学习不足和微弱步骤，正努力更正。在以后学习和工作中，必需认真细心对待每件事，不停吸收经验，向更高山峰进发。致 谢 此次毕业设计是我大学四年最终一次大作业，能顺利完成是我学生时代一次难忘经历，在经过了查阅专业书籍，独立思索和在老师专业指导下，让我知道了设计一套合格冲压模具是得费多大心思和汗水。毕业设计顺利完成，我要衷心感谢刘洪泉老师帮助，正是在她耐心指导下，我毕业设计才能顺利完成，同时也教会了我处理问题方法，先整体后局部，不停攻克困难，吸收经验。在立即毕业之际，感谢老师们，感谢大学每个老师，正是你们悉心教导，我才能学到如此多知识。同时感谢学校为我们提供良好学习环境，舒适生活环境成长环境。衷心感谢你们，谢谢！参考文件1 贾俐俐. 冲压工艺和模具设计 北京，人民邮电出版社，2 卢险峰. 冲压工艺模具学(第二版). 北京，机械工业出版社，3 冲模设计手册编写组编著冲模设计手册北京：机械工业出版社，4 涂光祺. 精冲技术. 北京：机械工业出版社，5 徐政坤 冲压模具设计和制造 化学工业出版社，7 6 王秀凤编著.冷冲压模具设计和制造.北京：北京航空航天大学出版社，7 成虹主编.冲压工艺和模具设计.北京：高等教育出版社，8 郑大中主编.模具结构图册. 北京：机械工业出版社，19959 李天佑 冲模图册 北京： 机械工业出版社10 张荣清 模具设计和制造M 北京 高等教育出版社，