接线盒拉深模设计.doc

目 录
第1章： 绪论----------------------------------------------------------------------------------3
第2章: 工艺分析-------------------------------------------------------------------------------4
2.1 接线盒产品工艺分析----------------------------------------------------------------4
2.2接线盒拉深的工艺计算-------------------------------------------------------------5
第3章: 模具设计-----------------------------------------------------------------------------9
3.1 接线盒拉深模主要零件的设计计算--------------------------------------------9
第4章接线盒拉深模装配图的设计绘制--------------------------------------------------11
第5章接线盒拉深模主要零件图的设计绘制--------------------------------------------13
第6章接模具制造-----------------------------------------------------------------------------20
小结----------------------------------------------------------------------------------------------28

摘要：接线盒拉深模的设计步骤，其主要包括工艺设计、工作零件设计、压边装置、凸、凹模圆角半径的的确定、凸、凹模间隙等。在充分分析本件结构和了解拉深模常用机构及工作原理的基础上，制定出本件的拉深模设计的工艺路线：制件工艺性分析→分析，比较，确定工艺方案→绘制排样图→计算各工序冲压力和总压力→选择冲压设备→计算压力中心→计算并选择成型零件→其它主要零部件的设计→绘制模具总装图，零件图→安全装置分析。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。但同时，本设计也存在许多不足，有待于完善。如设计的过程中没有考虑模具的制造工艺过程，模具的有效成本和模具的实用性。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。

关键词：拉深模 接线盒 凸、凹模

第1章 绪 论
近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≦1.5μm的精冲模，大尺寸（Φ≧300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。   虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。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。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，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、制造周期等方面，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阀片多功能模具，已基本达到国际水平。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。
接线盒拉深模的设计步骤，其主要包括工艺设计、工作零件设计、压边装置、凸、凹模圆角半径的的确定、凸、凹模间隙等。在充分分析本件结构和了解拉深模常用机构及工作原理的基础上，制定出本件的拉深模设计的工艺路线：制件工艺性分析→分析，比较，确定工艺方案→绘制排样图→计算各工序冲压力和总压力→选择冲压设备→计算压力中心→计算并选择成型零件→其它主要零部件的设计→绘制模具总装图，零件图→安全装置分析。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。但同时，本设计也存在许多不足，有待于完善。如设计的过程中没有考虑模具的制造工艺过程，模具的有效成本和模具的实用性。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。

第2章 工艺分析

2. 1 接线盒产品工艺分析

根据零件图尺寸要求，此件属于高矩形件。尺寸公差要求较松，均为自由公差。圆角半径均满足矩形圆角半径的要求。
故可采用矩形拉深工艺拉深此件。此件的公差等级均按IT13级要求。

2.2 接线盒拉深的工艺计算
⑴计算毛坯尺寸
① 确定修边余量。此件是带凸缘的矩形件，修边余量ΔB需按(B为工件宽度)的值来确定，由于此件在宽度方向的凸缘尺寸(48-44=4)小于长度方向上的凸缘尺寸(110-88=26)，在应用Bf值时需按长度方向的凸缘尺寸进行相关尺寸计算，即
=44﹢26=70(mm)
=70/44=1.59
ΔB=3.0(查《冲压工艺与模具设计》)
② 计算毛坯尺寸，在处理毛坯尺寸计算时，应根据H/B（H为工作高度）的值来确定毛坯的形状及毛坯尺寸的计算方法，毛坯尺寸无论采用哪种方法计算都应遵循毛坯表面积与工件面积相等的原则。此工件的毛坯形状按椭圆形毛坯要求，在确定毛坯尺寸前需要对工件做如下处理。
ａ 把工件分成两部分,一部分是不带凸缘的矩形体,另一部分是凸缘部分,凸缘部分视为一个矩形环。如图
ｂ 计算长度方向圆弧半径（）时，需按毛坯表面积与工件表面积相似的原理来计算，即
B×B（方形件毛坯面积）﹢×（正方形环面积）=
B×B（方形件毛坯面积）
=﹢4B（H﹣0.43）﹣1.72(H﹢0.5)﹣4rp（0.11﹣0.18）
=44×44﹢4×44(49﹣0.43×2)﹣1.72×8×(49﹢0.5×8)﹣4×2×(0.11×2﹣0.18×8)
=9689.12(mm平方)
正方形环面积=76×76﹣44×44=3840(mm平方)
= (mm)
宽度方向的圆弧半径为Ra，Ra按下式计算
=

=2×65.6﹢(84-44)=171.2(mm)

=133.5(mm)

=240(mm)
以上各式中 B—工件宽度，mm；
A—工件长度，mm；
H—工件高度，mm；
—工件底部圆弧半径，mm；
—转角半径，mm；
—毛坯长度方向的圆弧半径，mm；
—毛坯宽度方向的圆弧半径，mm；
L—毛坯长度，mm；
K—毛坯宽度，mm；
毛坯外形见图
③ 拉深次数（n）的确定。按工件相对高度H/B及毛坯相对厚度t/b（×100%）确定拉深次数。相对高度包括修边余量。
H/B=49/44≈1.11
t/b=1/44×100%=2.27%
查《冲压工艺与模具设计》确定工件拉深次数为2次。
④ 确定工序件形状。对于需多次拉成的矩形件，其工序件的形状与尺寸都不是唯一的，这一点与多次拉深圆筒形件不同。下面 介绍的拉深方法不是唯一的，而是生产中常采用的方法，对于其他方法可参考相关设计资料。
多次拉深的矩形体，关键要处理n—1次拉深件的形状和尺寸。n－1次拉深件的形状和尺寸确定得是否合理，决定矩形件是否能拉成。对于A×B的高矩形件仍可采用B×B的高方形件的分析与处理方法，来确定n—1次工序件的形状和尺寸。
此件n—1次工序件的形状为椭圆形工序件，短边一侧的圆弧半径为，长边一侧的圆弧半径为，其计算公式为
=0.705B﹣0.41﹢δ
=0.705A﹣0.41﹢δ
式中δ——角间距，mm，取δ=0.35rc。
所以 =0.705×44﹣0.41×8﹢0.35×8=30.54(mm)
=0.705×84﹣0.41×8﹢0.35×8=58.741(mm)
n﹣1次工序件的长轴An-1，短轴Bn-1的计算公式为
=2﹢（A﹣B）
=2﹣ (A﹣B)
即

的圆心在长轴上，距短边为B/2，的圆心在短轴上，距长边为A/2。此件拉深凹模工作截面图如图所示
（2） 计算拉深力



式中 K——修正系数，取0.5；
L拉深件截面周长，mm。

第3章 模具设计

3.1 接线盒拉深模主要零件的设计计算
（1）拉深模的间隙
1首次拉深间隙 Z=1.1t=1.1(mm)
2末次拉深间隙直边区 Z=1.0t=1 (mm)
3 圆角区Z=1.1t=1.1(mm)
(2)拉深模的圆角半径
1首次拉深凹模圆角半径取6t,即=6mm,凸模圆角半径取4t,即=4mm。
2末次拉深凹模圆角半径取4t，即=4mm，凸模圆角半径取2t，即=2mm。
（3） 凸、凹模工作部分的尺寸和公差
1首次拉深凹模工作尺寸。按n-1次工序件形状尺寸进行设计，模具公差按IT10级要求。凸模尺寸以凹模实际尺寸配作保证间隙即可，但凸模尺寸头部的形状要设计成“天方地圆”形的，断面与工件要求的矩形相同，四边以斜面过渡到
直壁。拉深后各工序件的形状如图所示
2 n-1次拉深凸模斜面的起始尺寸。

3 首次拉深件高度。

4，末次拉深凸、凹模尺寸与公差。工件要求的是外形尺寸，故设计凸、凹模尺寸时应以凹模为设计基准，模具制造公差为IT9级。
凹模尺寸：

凹模尺寸：

5，凹模圆角尺寸（工件的圆角部分要求外形尺寸）

以上各式中为拉深件尺寸公差，按IT13级选取。

第4章接线盒拉深模装配图的设计绘制

矩形件首次拉深模装配图如图所示

，

矩形件再次拉深模装配图所示

此工件均在单动压力机上拉深，模架采用非标准件，导柱、导套采用B型导柱、导套。首次拉深和再次拉深均采用倒装式结构形式，推件板推出工件。首次拉深毛坯用3个定位销定位。模具采用倒装式结构，其特点可省去设计提供压边力的弹顶器，采用企业通用的弹顶器。模具工作过程与圆筒形件拉深工作过程是相同的，在这里省略。

第5章接线盒拉深模主要零件图的设计绘制

1下模座

2拉深凸模

3拉深凹模

4凸模固定板

5压边圈

6凸模垫板

7限位柱

8推件板

9模柄

11上模座

12下模座

13顶杆

14推杆

第六章 模具制造
模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。随着全球经济一体化发展，模具企业间的竞争日益激烈，为了能在激烈的市场竞争中立稳脚跟谋求发展，企业必须以最新的产品、最短的开发时间、最优的质量、最低的成本、最佳的服务、最好的环保效果和最快的市场响应速度来赢得市场和用户。为实现这一目标，模具制造业必须改变传统观念，不断对各单项技术进行集成融合，并与现代信息技术、现代管理技术相结合，从而推动先进制造技术的发展。
6.1、模具设计，加工中的几种先进制造技术
6.1．1 高速加工技术(HSM)
    高速加工概念起源于德国切削物理学家Carl Salomon，他认为在常规切削范围内切削温度随着切削速度的增大而升高，当切削速度达到临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降，从而大大地减少加工时间，成倍地提高机床的生产率。这一理论的发现为人们提供了一种在低温低能耗条件下实现高效率切削金属的方法。目前通常把切削速度比常规切削速度高5-l0倍以上的切削称为高速加工。
6．1．2 高速加工的特点及在模具工业中的应用
    a、加工效率高由于切削速度高，进给速度一般也提高5-l0倍，这样，单位时间材料切除率可提高3-6倍，因此加工效率大大提高。
    b、切削力小高速加工由于切削速度高，切屑流出的速度快，减少了切屑与刀具前面的摩擦，从而使切削力大大降低。
    c、热变形小高速加工过程中，由于极高的进给速度，95％的切削热被切屑带走，工件基本保持冷态，这样零件不会由于温升而导致变形。
    d、加工精度高高速加工机床激振频率很高，已远远超出“机床-刀具-工件”工艺系统的固有频率范围，这使得零件几乎处于“无振动”状态加工，同时在高速加工速度下，积屑瘤、表面残余应力和加工硬化均受到抑制，因此用高速加工的表面几乎可与磨削相比。
    e、简化工艺流程由于高速铣削的表面质量可达磨削加工的效果，因此有些场合高速加工可作为零件的精加工工序，从而简化了工艺流程，缩短了零件加工时间。综上所述，高速加工是以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征的加工技术。其工件热变形小，加工精度高，表面质量好；非常适合模具加工中的薄壁、刚性较差、容易产生热变形的零件，可以直接加工模具中使用的淬硬材料，特别是硬度在HRC46～60范围内的材料。
6.2． 逆向工程技术(RE)
6．2．1 何谓逆向工程技术
    按照传统的产品开发流程，开发过程是市场调研一概念设计一总体设计一详细设计一制定工艺流程一设计工装夹具一加工、检验、装配及性能测试一完成产品。即从“设计思路一产品”的产品设计过程，这被称为正向工程或顺向工程(FE)。然而，当我们掌握是的物理模型或实物样件时，我们必须寻求某种方法将这些实物(样件)转化为CAD模型，使之能应用CAD／CAM／CAE等先进技术完成有关任务。这种产品开发方式的设计流程是从实物到设计，我们将这种由“产品一设计思路”的产品开发过程称为逆向_亡程或反求丁程(RE)。
6．2．2 逆向技术在模具工业中的应用
    模具工业中的逆向T程应用大致可分为以下几种情况：
    a、在没有设计图样以及设计图样不完整或没有CAD模型的情况下，在对零件原型进行测量的基础上形成零件的设计图样或CAD模型。
    b、某些难以直接用计算机进行三维几何设计的物体(如复杂的艺术造型、人体、动植物外形)，目前常用黏土、本材或泡沫塑料进行初始外形设计，再通过逆向工程将实物模型转化为三维CAD模型。
    c、人们经常需要对已有的产品进行局部修改。 原始设计没有三维cAD摸 的情况r，应用逆向工程技术建立C A D 模型，再对CAD模型进行修改，这将大火缩短产品改型周期，提高生产效率。
    d、利用逆向工程技术可以充分吸收国外先进的设计制造成果，使我国的模具产品设计立于更高的起点，同时加速某些产品的国产化速度，在这方面逆向工程技术均起到不叮替代的作用。
6．3 快速成形技术(RP)
6．3．1 何谓快速成形技术
    快速成形技术，是20世纪80年代末9O年代初发展起柬的一种先进制造技术，它结合了数控技术、CAD技术、激光技术、材料科学技术、自动控制技术等多门学科的先进成果，利用光能、热能等能量形式，对材料进行烧结、固化、粘结或熔融，最终成形出零件的二维实物模型。
6．3．2 快速成形技术在模具工业中的应用
    a、产品开发对于新产品，通过快速成形技术，方便快速地试制出产品的实物模型，根据实物模型可以及时地发现产品设计中所存在的不足或错误之处，从而既缩短了新产品开发的研制周期，又避免了设计错误可能带来的损失。
    b、产品性能测试快速成形制什在一般场合可以代替实际零件，对产品的有关性能进行综合测评或工程测试，优化产品设计，这样可以大大提高产品投产的一次成功率。
    c、样件展示由于应用快速成形技术很容易制造出新产品的样件，因此，快速成形技术已成为开发商与客户之间进行交流沟通的重要手段。
    d、快速制模将快速成形技术与真空注型、熔模铸造、金属电镀等技术相结合，快速制造出模具，用于零件的数件或小批量生产。
6．4 虚拟制造技术(VM)
6．4．1 何谓虚拟制造
    虚拟制造是新产品及其制造系统开发的一种哲理和方法论，它强调在实际投入原材料与产品实现过程之前，完成产品设计与制造过程的相关分析，以保证制造实施的可行性。虚拟制造技术是基于产品模型、计算机仿真技术、可视化技术及虚拟现实技术，在计算机内完成产品的制造、装配等制造活动的制造技术。
6．4．2 虚拟制造技术在模具工业中的应用
    a、在模具设计阶段，应用虚拟设计技术，在计算机中完成整体及零部件的概念设计、造型设计、总体布局设计和结构设计等，同时对其刚度、强度、固有频率、动态响应及疲劳使用寿命等性能进行模拟分析，以便在设计阶段就发现问题并有针对性地解决有关问题
    b、使用虚拟装配技术，能避免传统装配方式常存在的装配干涉或装配不到位现象，可以方便地修改并首新生成零部件模型，从而大大降低了模具零件的返工率。
    c、虚拟实验技术可对整个模具在真实实验环境、实验条件、实验负荷下进行模拟实验，通过机构运动虚拟软件仿真其运动轨迹，预测产品的安全性、可靠性、经济性。
6.5、其他先进制造技术
6.5．1． 敏捷制造技术(AM)
    敏捷制造的基本思想是通过将高素质的员工、动态灵活的组织机构、企业内部及企业之间的灵活管理以及柔性的先进生产技术进行全面集成，使企业能够对快速变化、难以预测的市场要求做出快速反应，并由此获得长期的经济效益。
6.5．2 并行工程(CE)
    并行工程是一个集成的、并行的方式设计产品及其相关过程的系统方法，它要求开发人员在设计开始就需考虑产品整个生命周期中的所有冈素，包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。为达到并行的目的，需要建立高度集成的模型，应用仿真技术，实现异地人员的协同工作。
6.5．3 精良生产(LP)
精良生产的目的是简化生产过程、减少信息量、消除过分臃肿的生产组织，使产品及其生产过程尽可能简化和标准化。精良生产的核心是准时生产和成组技术。
随着信息时代的到来，模具制造业全球化是发展的必然趋势；其竞争不断加剧，使当前模具制造业面临极大的挑战，这一挑战主要来源于市场和技术两大方面。每个技术单元同时面向市场和合作伙伴，必须灵活地进行重组和集成，达到优势互补。高速切削、逆向工程、快速成形技术与CAD／CAE／CAM／RP虚拟环境的集成可使设计概念转换为产品的时间缩短几倍乃至几十倍，构成一个快速产品开发及其模具制造的综合系统，可以实现从产品的设计、分析、加工到管理的灵活经济的组织方式，从而推动模具制造技术的发展。

小 结
随着社会主义市场经济的不断发展，工业产品的品种增多、产品更新换代加快，市场竞争日益激烈。因此模具制造质量的提高和生产周期的缩短显得尤为重要，谁占有优势，谁就将占领市场，促使模具制造技术的发展出现以下趋势。
1. 模具粗加工技术向高速加工发展。 以高速铣削为代表的高速切削加工技术代表了模具零件外形表面粗加工发展的方向。高速加工（简称HSM）是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特徵的加工技术，具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高（为普通铣削加工的5～10倍）及可加工硬材料（可达60HRC）等诸多优点，因而在模具加工中日益受到重视。高速加工技术引入模具工业，提高了模具精度，大大缩短了模具制造时间。研究表明，对于一般复杂程度的模具，HSM加工时间可减少30％以上。
目前，模具企业为了缩短制模周期、提高市场竞争力，采用高速切削加工技术越来越多。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料模具等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。在生产中采用数控高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光时间。
2. 成形表面的加工向精密、自动化发展。 成形表面的精加工向数控、数显和计算机控制等方向发展，使模具加工设备的CNC水平不断提高。
3. 光整加工技术向自动化发展。 在当前，模具成形表面的研磨、抛光等光整加工仍然以手工作业为主，耗时，劳动强度大，表面质量低。目前工业发达国家正在研制由计算机控制、带有磨料磨损自动补偿装置的光整加工设备，大大提高了光整加工的质量和效率。
4. 快速成形加工模具技术。 适用于多品种、少批量用模具。预测本世纪末多品种、少批量生产方式将占工业生产的75％左右，因此快速成形制模技术必将有极大的发展前途。
5. 模具CAD∕CAM技术将有更快的发展。 模具CAD∕CAM技术在模具设计和制造上的优势越来越明显，它是模具技术的又一次革命，普及和提高模具CAD∕CAM技术的应用是历史发展的必然趋势.
今天，展望21世纪，无论电子、生物、材料、汽车、家电等哪个行业，不装备由计算机、模具和加工中心砌成的生产线，都不可能在制造业中担当支柱产业。模具是现代制造技术的重要装备，其水平标志着一个国家或企业的制造水平和生产能力。今后一段时期内，我国五大支柱产业的产品质量、批量化成本和包括产业更新在内的技术进步的关键是模具。现在全球模具总产值早已超过传统机械工业——机床与工具类产值的总和。
在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。
虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。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。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。
接线盒拉深模的设计步骤，其主要包括工艺设计、工作零件设计、压边装置、凸、凹模圆角半径的的确定、凸、凹模间隙等。在充分分析本件结构和了解拉深模常用机构及工作原理的基础上，制定出本件的拉深模设计的工艺路线：制件工艺性分析→分析，比较，确定工艺方案→绘制排样图→计算各工序冲压力和总压力→选择冲压设备→计算压力中心→计算并选择成型零件→其它主要零部件的设计→绘制模具总装图，零件图→安全装置分析。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。但同时，本设计也存在许多不足，有待于完善。如设计的过程中没有考虑模具的制造工艺过程，模具的有效成本和模具的实用性。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。
本设计也存在许多不足，有待于完善。如设计的过程中没有考虑模具的制造工艺过程，模具的有效成本和模具的实用性。在设计过程中，模具采用了单工序模，采用倒装结构，出件时用卸料螺钉顶出。

参考文献：

序号
名 称
作 者
出 版 单 位
1
冲压手册
王考培
机械工业出版社
2
模具课程设计与指导
梅伶
机械工业出版社
3
模具设计与制造实用手册
许发樾
机械工业出版社
4
冷冲压模具设计指导
王芳
机械工业出版社
5
机械零件设计手册
吴宗泽
机械工业出版社
6
冲压模具设计
万战胜
中国铁道出版社，
7
冷冲压工艺与模具设计
汤习成
中国劳动社会保障出社
8
冲压工艺与模具设计
王小彬
电子工业出版社

29