带凸缘拉伸件毕业设计方案.doc

常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 学 号： 系 部：模具技术系 专 业：精密模具设计和制造 题 目：冷冲模（带凸缘拉伸件） 指导者：评阅者： 5月带凸缘拉深件模具设计摘 要拉深是利用模具使平板毛坯变成为开口空心零件冲压方法，用拉深工艺能够制成筒形、阶梯形、锥形、抛物面形、盒形和其它不规则形状薄壁零件，其中又以筒形件简单和多见，而有凸缘筒形件又分为宽凸缘和窄凸缘件。只有加强拉深变形基础理论研究，才能提供愈加正确、实用、方便计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分几何形状和尺寸，处理拉深变形中出现多种实际问题，从而，深入提升制件质量。在拉深工艺设计时，必需知道冲压件能否一次拉出，这就引出了拉深系数概念。拉伸系数决定于每次拉深时许可极限变形程度。在数次拉深中，对于宽凸缘拉深件，则应在第一次拉深时，就拉成；零件所要求凸缘直径，而在以后各次拉深中，凸缘直径保持不变。为了确保以后拉深时凸缘不变形，宽凸缘拉深件首次拉入凹模材料应比零件最终拉深部分实际所需材料多3%5%,这些多出材料在以后各次拉深中，逐步将降低部分材料挤回到凸缘部分，使凸缘增厚，从而避免拉裂。关键词：筒形，模具设计，拉深，冲压 AbstractThe extension is a mould to make the plate blank into the stamping method for hollow parts of the opening, thin-walled parts with deep drawing process can be made into a cylinder shape, ladder shaped, cone, parabolic, box and other irregular shapes, and the case of cylindrical parts simple and rare, and flange cylindrical parts is divided into wide flange and narrow flange.Only by strengthening the basic theory research of deformation calculation method of drawing, can provide more accurate, practical and convenient, can correctly determine the geometry and size of drawing process parameters and working parts of die, to solve the actual problems, drawing deformation in order to further improve the quality of workpieces.In the process design of deep drawing, must know whether a stamping out, this leads to the concept of drawing coefficient. Limit drawing coefficient depends on each drawing the allowable deformation degree. Many in the drawing, for wide flange drawing parts, should be in the first drawing, pull into; the diameter of the flange parts required, and after each time depth, the diameter of the flange remain unchanged. In order to ensure the flange without deformation after drawing, wide flange drawing parts for the first time into the die material should be better than the last part of the actual parts drawing materials needed for multiple 3%5%, these extra materials after various times of deep, gradually will reduce part material out back to the flange portion, the flange thickened, so as to avoid cracking.Keywords: cylinder, mold design, drawing, stamping目录摘 要IIAbstractIII前言1第1章 加工零件工艺分析31.1零件分析31.2冲压件工艺分析31.3制订冲压工艺方案4第2章 模具总体设计62.1模具类型选择62.2操作方法62.3卸料、出件方法62.3.1卸料方法62.3.2出件方法6第3章 模具设计计算73.1工艺参数确实定及计算73.2确定拉伸次数73.3排样及材料利用率83.3.1排样方法83.3.2材料利用率9第4章 冲压模具设计94.1确定冲压类型及结构形式94.2计算工序压力、选择压力机94.2.1落料力94.2.2卸料力94.2.3拉伸力104.2.4压边力104.3. 计算模具压力中心104.4. 计算模具零件关键工作部分刃口尺寸11第5章 模具零件选择125.1模架选择125.2冲压设备选择12第6章 模具制造技术要求136.1表面粗糙度及标准136.2配合要求14第7章 编写技术条件15第8章 设计并绘制模具总装图及选择标准件17毕业设计小结18结论19参考文件21前言冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统工业生产中，工人生产劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率提升。伴随当今科技发展，工业生产中模具使用已经越来越引发大家重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具自动送料技术也投入到实际生产中，冲压模具能够大大提升劳动生产效率，减轻工人负担，含相关键技术进步意义和经济价值。模具，做为高效率生产工具一个，是工业生产中使用极为广泛和关键工艺装备。采取模具生产制品和零件，含有生产效率高，可实现高速大批量生产；节省原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，含有良好交换性；操作简单，对操作人员没有很高技术要求；利用模具批量生产零件加工费用低；所加工出零件和制件能够一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂零件制品；轻易实现生产自动化特点。研究和发展模具技术，对于促进国民经济发展含有尤其关键意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术关键标志之一，伴随工业生产快速发展，模具工业在国民经济中地位日益提升，并在国民经济发展过程中发挥越来越大作用。设计出正确合理模具不仅能够提升产品质量、生产率、具使用寿命，还能够提升产品经济效益。在进行模具设计时，必需清楚零件加工工艺，设计出零件要能加工、易加工。充足了解模具各部件作用是设计者进行模具设计前提，新设计思绪肯定带来新模具结构。伴随近代工业发展，冷冲压技术得到快速发展。纵观整个现代模具技术发展，我们能够看出模具制造技术总是向着高新方向发展，而且伴随有些人工转向自动化方向发展。总而言之，模具设计和制造将会根本摆脱关键依靠人工生产方法，这么才能使模具制造更合理化，结构更简化，精度更高，为未来各行业发展提供新活力。 第1章 加工零件工艺分析1.1零件分析零件简图图1-1所表示：图1-1 零件图1.2冲压件工艺分析该零件类似于餐盒结构，图1-1所展现是带凸缘盒形件，材料厚度：t=1mm，拉伸工艺完成后厚度不变，零件底部圆角半径为R6，尺寸公差为自由公差，满足拉伸工艺中对精度等级各项要求。1、材料：08钢为优质碳素结构钢，属于深拉深等级钢，含有良好深拉成形性能、焊接性和压力加工性，关键用于工程结构和受力较小机械零件。综合评适合冲裁加工。2、工件结构：此工件为盒形带凸缘拉伸件，拉伸高度不大，孔在底部而且不在拉伸变形区域。3、尺寸精度：零件图上工件高度 ，工件外轮廓，属于IT14尺寸精度，通常冲压均能满足精度要求。1.3制订冲压工艺方案从零件结构特点和冲压变形特点来看，该零件冲压工序性质有拉深和落料两种。依据工序性质可能组合情况，该零件可能冲压方案有：方案一：先落料、拉深。采取单工序模生产。方案二：落料、拉深复合冲压。采取复合模生产。方案三：拉深、落料连续冲压。采取级进模生产。表1-1 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低通常可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小异形件形状和尺寸受模具结构和强度限制，尺寸能够较大，厚度可达3mm零件平面度低通常中小型件不平直，高质量制件需较平因为压料冲件同时得到了较平，制件平直度好且含有良好剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，能够自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必需手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全方法比较安全不安全，需采取安全方法模具制造工作量和成本低比无导向稍高冲裁简单零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场所料厚精度要求低小批量冲件生产大批量小型冲压件生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高中小型制件大批量生产依据分析结合表分析：方案一：这个方案是分步骤，一步一步实现工艺，优异行落料，再进行拉伸，最终到修边，这项工艺就是结束了整个工艺步骤，需要设计计算出拉伸模和配合尺寸，这么一来需要大量工作量，且零件拉伸定位较困难。所以不采取方案一来制造模具。方案二：复合模具就是没有中间取放过程，提升了生产时效率，即使方案二较方案一复杂，不过节省了模具成本，而且加工精度较高，能够确保零件加工精度要求，在冲裁时，零件处于受压状态，零件表面平整。方案三：是利用一个叫做料带是连续模生产，大大提升了生产效率，不过模具成本也相对方案二较高，方案二和方案三全部能满足冲裁精度要求，不过就方案三而言，设计时模具零件设计较为复杂，模具制造周期比较长。总而言之，为了满足零件制造精度要求，和年产量，采取方案二复合模生产。第2章 模具总体设计2.1模具类型选择由冲压工艺分析可知，采取复合模具方法冲压，所以模具类型为复合模。2.2操作方法零件生产批量为大批量，但合理安排生产能够提升生产效率。依据零件本身条件要求可用自动送料方法，既能满足生产要求，又能够降低生产成本，提升经济效益。2.3卸料、出件方法 2.3.1卸料方法 因为工件平直度较高，料厚为1mm相对较薄，卸料力不大，因为镇压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者能够看见条料在模具中送进动态，且弹性卸料板对工件施加是柔性力，不会损伤工件表面，故可采取刚性卸料即可满足要求。2.3.2出件方法 因采取复合模生产，故采取顶杆向下运动推出制件，操作方便，设计简单。第3章 模具设计计算3.1工艺参数确实定及计算 (1).确定是否加修边余量 因为毛坯各项异性和模具间隙不均匀等原因影响，拉伸后工件边缘不整齐，甚至出现突耳，需在拉伸后进行修边，所以在计算毛坯料直径时，要确定是否增加修边余量。 因为其工件相对高度h/d=14/84=0.170.5，所以不需要加修边余量。(2) .计算毛坯直径D 由以下公式得：D= 依图df=84mm,rd=5mm,h=13mm，d=43mm,rp=6mm代入上式得： D= 92mm (3)确定是否需要压边圈依据坯料相对厚度：t/D=1/92=0.12,采取压边圈。3.2确定拉伸次数因为拉伸件高度和其直径不一样，有拉伸件能够用一次拉伸制成，而有高度大拉伸件，则需要数次拉伸才能完成。所以依据工件相对高度（h/d）和毛坯相对厚度（t/D）大小确定拉伸次数。差表可知，因为工件相对高度0.17小于一次拉伸时相对高度0.570.7，则能够一次拉伸。3.3排样及材料利用率3.3.1排样方法冲裁件在板料，带料或条料上部署方法称为排样。合理排样是降低成本和确保冲件质量及模具寿命有效方法。应考虑以下标准：1、 提升材料利用率（不影响冲件使用性能前提下可合适改变冲件形状）2、 合理排样可使操作方便，劳动强度低。3、 模具结构简单寿命长4、 确保冲件质量和冲件对板料纤维方向要求依据零件形状和排样方法确定为直排排样，以下图所表示：图3-3 排样图根据图3-3可知：零件布距S=123.5mm 条料宽度B=D+2*a=96mm3.3.2材料利用率衡量材料经济利用率指标是材料利用率。 第4章 冲压模具设计4.1确定冲压类型及结构形式在冲压工艺性分析后确定冲压工艺方案时选择复合模，又因零件几何形状简单对称，复合模结构简单，操作方便，又可直接利用压力机打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，所以模具类型为少废料复合模。4.2计算工序压力、选择压力机在冲裁模具设计过程中，冲压力是指落料力、卸料力、拉伸力、压边力、冲孔力、切边力和推件力总和，它是冲裁时选择压力机，进行模具设计，校核强度和刚度关键依据。4.2.1落料力 4.2.2卸料力 4.2.3拉伸力材料强度极限 4.2.4压边力单位压边力P=2.5MPa 总冲压力为： 从满足冲压力要求看，选择160KN规格压力机，其关键技术参数为: 公称压力：160KN 滑块行程：70mm 最大封闭高速：220mm 最大封闭调整量：140mm4.3. 计算模具压力中心模具压力中心就是冲裁力协力作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线和压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳工作，降低导向件磨损，从而提升模具寿命。冲模压力中心求法，采取求平行力系协力作用点方法。因为绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓线断面厚度不变，轮廓部分冲裁力和轮廓长度成正比，所以，求协力作用点可化为求轮廓线中心。由下图可知，压力机中心就在圆心上。图4-3 压力机中心4.4. 计算模具零件关键工作部分刃口尺寸表4-4 凸凹模制造间隙表1、 落料刃口尺寸计算 凹模刃口尺寸根据凸模实际尺寸配制，确保间隙值0.10.4mm。2、刃口尺寸计算 冲孔凸模、凹模采取分开加工方法配制加工。第5章 模具零件选择5.1模架选择模架选择应从三方面入手：依据产品零件精度，模具工作零件配合精度，高低确定模架精度；依据产品零件精度要求，形状，板料送料方向选择模架精度；依据凹模周界尺寸确定模架大小规格。选择模架规格：导套：25mmX85mmX33mm导柱：28mmX150mmX40mm模座厚度H上模=35mm，上模垫板厚度H垫=10mm，凸凹模固定板厚度H凸、凹=18mm，卸料板厚度H卸=10mm，凹模板厚度H凹=21mm，凸模固定板厚度H凸=15mm，下垫板厚度H垫=8mm，下模座厚度H下模=40mm模具闭合高度H为：H=H上模+H垫+H凸、凹+H卸+H凹+H凸+H垫+H下模+h=175.5mm5.2冲压设备选择经过较核，选择开式双柱可倾式压力机J2316能满足使用要求。其关键技术参数以下：公称压力：160KN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm工作台尺寸（前后左右）：710mm480mm 模柄孔尺寸：50mm70mm最大倾斜角度：300第6章 模具制造技术要求设计模具时，应依据模具零件功效和固定方法及配合要求不一样，合理选择其公差配合、形位公差及表面粗糙度。不然，将不仅直接影响模具正常工作和冲压件质量，而且也影响模具使用寿命和制造成本。6.1表面粗糙度及标准为了较少金属流经模腔阻力，降低摩擦和避免发生粘滞现象，模具表面必需很光洁，并应对整个模腔进行仔细研究。表6-1 模具零件粗糙度粗糙度使用范围配合面零件部件Ra0.21.抛光成形面及表面2.精密配合滑动面凸模成形端部，工作面圆角，导柱导套滑动面Ra0.41.凸模2.凹模工作表面，行腔表面、圆角，高精密导柱和导套压入面Ra0.81.零件固定和支撑表面凹模夹持固定，尾部端面和非工作不分；凹模外表面和上下表面；垫板和垫块平面；凹模支承断面及外表面2.工作部分滑动表面顶料杆和凹模；环形顶出器和凸模和凹模通常精度导柱、导套滑动表面3. 密合表面横向分割凹模接触面4. 导向表面凸凹模本身导向滑动面5. 过盈配合和过分配合紧固表面凸模和固定套，组合凹模压配合面Ra1.6通常配合部位非配合滑动表面支承面模柄表面、销孔、顶杆、打料杆滑动面，模板，模低平面6.2配合要求模具中常见零件公差配合要求见下表6-2。序号配合零件名称配合要求序号配合零件名称配合要求1导柱、导套分别和模板H7/r67固定挡料销和凹模H7/h6H7/h62导柱和导套H7/h6H6/h58活动挡料销和卸料板H9/h8H9/h93导板和凸模H7/h69初始挡料销和导料9/f84压入式模柄和上模板H7/m610侧压板和导料板（导尺）H8/f9表6-2 模具零件公差配合表6-2-1 导柱和导套配合要求第7章 编写技术条件 填写冷冲压工艺卡片，模具中关键零件机械加工工艺过程卡，在生产实际中，通常仅需填写卡片，分别以下所表示：表7-1 凸凹模固定板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成160mmX155mmX18mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面确保相互垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达要求7铣铣漏料孔达要求铣床8钳工钻铰6X11钻床9热处理淬火,回火,确保HRC606410平磨磨厚度及基面见光平面磨床11线切割按图切割各型孔,留0.0050.01单边研量线切割机床12钳工研光各型孔达要求13检验表7-2 凸模固定板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成160mmX155mmX15mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面确保相互垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达要求7铣铣漏料孔达要求铣床8钳工钻铰4X11，攻4-M11螺纹钻床9热处理淬火,回火,确保HRC606410平磨磨厚度及基面见光平面磨床11线切割按图切割各型孔,留0.0050.01单边研量线切割机床12钳工研光各型孔达要求13检验表7-3 拉伸凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料备料47.1mmX43mm2热处理退火3车外圆车外圆达配合尺寸车床4车工作尺寸车工作尺寸达要求车床5倒角倒角达要求车床6钳工抛光达表面要求7热处理淬火,回火,确保HRC58628钳工磨平上下表面达要求9检验第8章 设计并绘制模具总装图及选择标准件总装图及标准件见打印图纸 毕业设计小结此次毕业设计让我系统地巩固了大学三年学习课程，经过毕业设计使我愈加了解到模具加工在实际生产中关键地位。从10月到12月，我们历时两个月，系统地巩固了如：塑料模具和冲压模具、机械制图、模具加工工艺等很多课程。从分析零件图到模具设计和装配图绘制，在指导老师率领下，每一个步骤全部是我自己设计制作。在这次毕业设计中经过参考、查阅多种相关模具方面资料，尤其是模具在实际中可能碰到具体问题，使我在这短临时间里，对模具认识有了一个质飞跃。使我对冲压模具设计整个过程，关键零件设计，关键工艺参数计算，模具总体结构设计及零部件设计等全部有了深入了解和掌握。模具在当今社会生活中利用得很广泛，掌握模具设计方法对我们以后工作和发展有着十分关键意义。总而言之，此次毕业设计，是我认真结果，也是我架起“工作”关键一步，验了我大学三年学习结果，文中上述全部内容关键是在讲述模具设计整个过程，利用对零件图形工艺性分析，设计出适合加工零件模具，以达成生产要求，提升生产效率，零件冲裁工艺性分析、模具结构确实定是模具设计关键内容，只要合理就能够确保其加工精度及其各项指标要求。经过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面知识，提升了动脑、动手能力。只实践也理论相结合才能达成要求各项性能指标。结论模具号称“工业之母”对整个国民经济发展起到主导作用，所以要重视发展模具工业是当今必不可视工作，从现在中国外发展水平看远远不如发达国家，即使进口大量国外加工设备，比如（德国，日本设备）即使有所改善。但对于一个企业来说，企业之间竞争就是”技术“之争，但模具技术在整个企业中也是很关键，在我们电器行业中，电器产品个体有小，结构又复杂，对模具设计要求难度很大，对模具精度要求也很高，对于一个企业来说，模具直接影响产品质量和生产效率，借这个能给我讲话机会，提议各企业家们重视模具新技术（比如热流道技术等）和组建多种模具技术交流会（开发模具新技术），模具才是你们战场上真正制胜敌人武器。这里只提供理论不提供实践例子（因为以论文形式发表，实例不以发表），以我3年学习实践经验，谈谈几点设计思想，对于出一个好产品关键有这几点原因:(1)原材料(2)产品优化设计(3)模具优化设计(4)冲压工艺.但对于模具来说一副好模具和一副差模具相比较，有高速生产效率。要制造一副好模具（生产效率高模具）关键取决和这几点：（1）模具材料，（2）工艺方面，（3）计算机辅助系统，（4）新加工设备，（5）模具设计和设计思想，第5点为最关键，也是最关健。作为设计师，全部有不停创新意识，大胆提出自己多种多样设计方案，不要束缚在以往某老师思想下，先辈们有设计思想能够留下，有不适合设计思想加以更改，技术是不停向前发展和进化，一个新技术是经过实践不停进化而来，其实要得到一个新技术，要需要在生产实践中不停地探索，像那些模具教授模具理论不是凭空想象，也是从实践中得到经验，在设计创新中，在设计中要集合模具设计师们一起讨论和研究，一个人力量是有限。因为一模具设计是最关键！我这几点不是什么大发明和新技术，但在我们设计中很值利用，所以我们模具设计不好原因，在因为企业保密性原因没有公布相关技术，这里只能以我们日常设计思想发表，有机会话和大家一起讨论和研究模具技术，为我们振兴自己国家模具工业一起努力吧！因为时间急促，有些不足地方，请阅者多指点！谢谢！参考文件1 王芳. 冲压模具设计指导 机械工业出版社2 模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例机械工业出版社3 杨占尧. 冲压模具图册 高等教育出版社4 史铁梁. 模具设计指导机械工业出版社5 翁其金. 冷冲压技术机械工业出版社；说明书中以书本表示6 中国机械工业协会. 冷冲模设计及制造机械工业出版社。7 王新华. 冲模结构图册北京：机械工业出版社。8 胡石玉. 模具制造技术东南大学出版社。11月9 张梦欣. 冲压工工艺北京：中国劳动社会保障出版社。10 余最康. 冷冲压模具设计和制造南京：江苏科技出版。1990年11 郑可铨. 实用冲压模具设计手册北京：宇航出版社。1991年12 陈炎嗣. 冲压模具设计和制造机械工业出版社。1990年13 王孝培. 冲压手册机械工业出版社。7月14 陈锡栋 周小玉. 实用模具设计手册机械工业出版社。1995年15 刘心治. 冷冲压及模具模具设计重庆大学出版社