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1、四川理工学院毕业设计（论文） 再次拉深、冲孔、切边复合模学 生：郭 明 奎学 号：08012050108专 业：模具设计与制造班 级：2008.01指导教师：袁 泉 四川理工学院机械工程学院二O一一年六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：再次拉深、冲孔、切边复合模设计 系：机电工程 专业：模具设计与制造 班级： 081 学号： 08012050108 学生： 郭明奎 指导教师： 袁 泉 接 受 任 务 时 间 2011.3 教 研 室 主 任 （签名）系 主 任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求内容： 生产批量：大批量 材料：08 t=0.8mm 要求
2、：（1）要求有目录、设计任务书及产品图；（2）零件工艺性、经济性分析；（3）冲压零件工艺方案的拟订；（4）模具类型及结构形式的选择、排样方式，材料利用率的计算；（5）冲裁力的计算、压力中心的确定；（6）模具主要零件的确定（选择、设计和必要的计算）、压力机的选择等；（7）绘制正规的模具0#装配图一张，要求有正视图、俯视图、排样图、零件图、技术要求及明细栏；（8）绘制模具的主要零件图六张（或折合0#图纸一张）；要求用计算机绘制图纸，说明书按照学院规定采用电子版格式，毕业论文不少于2万字，图纸总工作量为折合0#图纸二张。2指定查阅的主要参考文献及说明（1）中国模具标准件手册.中国模具工业协会标准委员
3、会编.上海：上海科学普及出版社，1989（2）冷冲压国家标准.国家标准总局.中国标准出版社，1989（3）冲压工艺与模具设计.姜奎华.机械工业出版社，2002（4）模具制造工艺.黄毅宏.机械工业出版社，2004（5）冲模图册.李天佑.机械工业出版社，1998（6）冷冲模设计.丁聚松.机械工业出版社，1999（7）模具设计与制造简明手册.冯柄亮等.上海科技业出版社，2002（8）冷冲压与塑性成型工艺与模具设计.翁其金.机械工业出版社，1990（9）冷冲模设计（第2版）.赵孟栋主编.北京：机械工业出版社，1997（10）冲压手册.王孝培主编.北京：机械工业出版社，1990（11）冲压工艺学.肖景容
4、，姜奎华主编.北京：机械工业出版社，19903进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1收集参考资料，查阅文献，完成开题报告2方案设计、工艺计算、结构设计 3毕业设计的图纸和相关毕业论文的撰写4设计说明书的撰写 5论文的修改、答辩的准备注：本表一式三份，系、指导教师、学生各一份摘 要我所设计的题目是再次拉深、冲孔、切边复合模，该零件所用的材料是08F，厚度t=0.8的圆筒形件工件，生产批量为大批量生产。我首先对冲压件进行了工艺性分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了拉深、冲孔、切边复合模的方案。这里主要探讨的
5、是根据工件自身的特点，设计中还要考虑到它的实际工作情况和必须完成的设计任务。因为由模具生产的产品主要是成批生产，而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量，所以模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。在本次设计中，不仅要考虑使做出的零件能满足使用要求，还要保证模具的使用寿命。通过本次的毕业设计，我不仅巩固了所学中有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，而且掌握了冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等，使理论和生产实际知识综合运用，从而培养和提高了我独立工作的能
6、力。关键词：圆筒形片，拉深，冲孔，切边，复合模AbstractMy topic is the design of deep drawing again, punching and trimming composite modulus, this parts used materials is 08F, ply t = 0.8 workpiece, cylindrical parts for mass production batch production. I first made for stamping technology analysis, analysis of the compon
7、ents of the dimension precision mould with general accuracy that can meet the accuracy requirement of the parts, and again from parts of shape, dimensions and production batch etc look, chose deep drawing, punching, trimming composite modulus scheme. Here is mainly discussed according to its own cha
8、racteristics, the workpiece in design to consider its actual working conditions and must complete design task. Because of the mold production main products is the bulk production, and mould can guarantee the dimension precision stamping products and the quality of the product, so die design and manu
9、facture the main consideration to die design can satisfy the design of technology, whether processing qualified parts, and later maintenance and storage whether reasonable, etc. In this design, we not only need to consider making a parts can meet the application requirements, it also ensures that th
10、e service life of the die. Through the graduation design, I not only learned about cold cemented in the contents of the course rush mould design, master cold stamping mould design methods and steps of the cold, and master the basic skills of stamping mould design, such as calculation, drawing, consu
11、lt design material and manual, familiar with standards and specifications, so as to make theory and actual production, thus using knowledge comprehensively to cultivate and improve my ability to work independently. Keywords: cylindrical piece, deep drawing, punching, trimming, composite modulus目录摘要
12、前言 第1章 零件的的工艺分析 1.1 材料 1.2 结构 1.3 尺寸精度 第2章 工艺方案及模具结构类型 2.1 工艺方案的分析 2.2 主要工艺参数的计算 2.2.1 确定修边余量 2.2.2 计算毛坯直径 2.2.3 确定拉深系数 2.2.4 确定拉深件的直径D 2.2.5 工序件的高度以及圆角半径 2.2.6 工序简图 第3章 材料利用率 3.1 钢板的规格的选择 3.2排样的方法 3.3 排样图的设计 3.4 材料利用率 第4章 工艺力的计算 4.1 压边力的计算 4.2 拉深力的计算 4.2.1 拉深力 4.2.2 工艺总拉力 4.3 冲孔落料力 4.3.1冲裁力 4.3.2 推
13、件力 4.3.3 刚性卸料力 4.4 压筋力的计算 4.5 切边力的计算 4.6 工艺总拉力F 4.7 压力中心的确定 4.8 压力机的选择 第5章 模具主要零部件的设计 5.1 拉深模的设计 5.1.1 拉深模的基本尺寸 5.1.2 拉深凹模的结构设计 5.1.3 拉深凸模的结构设计 5.2 冲孔模的设计 5.2.1 冲孔凸凹模的基本尺寸 5.2.2 冲孔凸模的结构设计 5.2.3 冲孔凹模的结构设计 5.3 切边凸模的设计 5.3.1 切边凸凹模的基本尺寸 5.3.2 切边凹模的结构设计 5.3.3 切边凸模的结构设计 5.4 压边圈的设计 5.5 其它零件的结构尺寸 第6章 模具零件的选
14、用 6.1 推件杆的设计 6.2固定板的设计 6.3 垫板的设计 6.4模架及相应的零部件的选用 第7章 模具总装配图 第8章 冲压设备的选定与校核 第9章 工作零件的加工工艺 9.1 冲模制造要求 9.1.1、冷冲模零件中坯料的制备 9.1.2、冷冲模通用零件的加工 9.1.3、冲模件孔的加工 9.1.4、冲模零件的光整加工 9.2 冲模制造过程 9.2.1、冷冲模架的制造 9.2.2、冲模成形零件的加工 第10章 模具的装配与调试 10.1 模具的装配 10.1.1、装配前的准备 10.1.2、组建装配 10.1.3、组装上模 10.1.4、装配下模 10.1.5、调整间隙 10.1.6、
15、安装其它辅助品 10.1.7、装配后的检查 10.2 模具的调试 小结 参考文献 感言 前言我国对模具工业的发展十分重视。国务院于1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在，我国的模具工业也成规模，全国就有200多个模具专业厂，6000多个生产点，年产模架30多万套。此外还有数以万计的模具私营企业和个体户，在满足模具需求这方面，起着不可忽视的作用。近几年来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。但是，目前我国冲压技术与发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、模具标准化、模具
16、设计、模具制造工艺以及设备等方面发达国家相比还有很大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化的点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。模具工业是高新技术产业的一个组成部分，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”，有
17、一些国家将制造业向我国转移，模具工业正面临空前的发展的机遇。如汽车模具、电子和通讯IT模具、家电模具以及建材、医药、厨卫器械模具都有一个很大的发展。模具生产的制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。第1章 制件的工艺分析1.1、材料该拉深件用的是08F拉深，08F是碳素结构钢，它具有良好的冲压成型性能。1.2、结构工件的内外形应该要尽量避免有尖锐清角，以免产生毛刺和塌角，避免过紧公差。为了提高模具寿命，建议将所有90直角改为R=1mm的圆角。1.3、尺寸精
18、度零件图上所有未标注公差的，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。差公差表可得工件基本尺寸公差为：30+0.520 ，90+0.43 20+0.52，700+0.74第2章 工艺方案及模具结构类型2.1、工艺方案的分析 该工件包括拉深、冲孔、切边三个基本工序，可以有以下三种工艺方案选择。 方案一：先拉深，在冲孔，最后切边。采用单工序模生产。 方案二：拉深冲孔切边复合模。采采用复合模生产。 方案三：拉深级进模冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要三道工序三幅模具，生产效率低难以满足该工件大量生产的要求，而且累积误差大。方案二只需一副模具，生产效率高，尽管比方案一的模具结构复
19、杂，但制件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率高，但模具结构很复杂，操作不方便，加之工件尺寸偏大，模具造价高。通过上述三种方案的分析比较，若该工件能一次拉深，则其拉深生产采用方案二为佳。2.2、主要工艺参数的计算2.2.1、确定修边余量拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定。拉深件的模具设计一般是先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。由于金属板料具有板平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的方法，拉深后在经过切边工序以保证零件质量。该工件h=701mm
20、，h/d=71.6/79.60.90，查冲压模具设计与制造表4.3.1得到修边余量h=3.8mm，（如下图表1）则可得该工件拉深高度： H=h+h=70+3.8=73.8mm表12.2.2、计算表毛坯直径D拉深件可先划分为若干个简单的便于计算的简单几何体，并分别求出各简单几何体的表面积。把简单几何体面积相加即为零件总面积，然后根据表面积相等的原则，求出坯料直径。由冲压模具设计与制造公式（4.3.2）得：D=式中：D坯料直径； d，H，r拉深件直径、高度、圆角半径。代入数据得： D= 166mm2.2.3、确定拉伸次数板料的相对厚度 t/D 当板料相对厚度较小时，抵抗失稳起皱能力小，容易起皱。为
21、了防皱而增加压料力，又会引起摩擦阻力增大。因此板料相对厚度较小，使极限拉深系数提高；板料相对厚度大，可以选用较小极限拉深系数。计算：t/D=0.8/101.60.8% 极限拉深系数的确定 由于影响极限拉深系数的因素很多，目前难采用理论计算方法确定极限拉深系数。在实际生产中，极限拉深系数值一般是在一定的拉伸条件用试验方法得出的。当然，并不是所有情况下都采用极限拉深系数。为了提高工艺稳定性和零件质量，适宜采用稍大于极限系数的值。查冲压模具设计与制造表4.4.1表2 圆筒形件的极限拉深系数（带压边圈）拉深系数毛坯的相对厚度t/D21.51.51.01.00.60.60.30.30.150.150.0
22、8m0.480.500.500.530.550.550.550.580.580.600.600.63m0.730.750.750.760.760.780.780.790.790.800.800.82根据已知条件，依次算出各次拉深直径：m1=d1/D,=/D 代入数据得：d1=Dm1=101.60.55=55.88mm78mm 综上所述：该工序件采用一次拉深，采用拉深冲孔切边复合模的方案合理。2.2.4确定拉深件直径确定拉深次数后，有查表得到各次拉深的极限拉深系数，适当放大，并加以调整，其原则是：保证m1、m2mn=使m1m22t的工件矩形件边长L0.10.50.04500550.0650.08
23、0.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03代入数据： F=10.05511.7560.65KN；4.3.3、采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模 FZ=F+ FT =11.756+0.65=12.406KN4.4、压筋力的计算在曲柄压力机上对厚度小于1.5mm，面积小于2000mm的小件压筋时，由简明冲模设计手册表8-3的：F=KSt2式中：K系数，对于钢件K取200300，对于铜件和铝件，K取150200；S成形的面积（2）; t材料厚度;故F=2504810.64=10.173KN4.5、切边力由于金
24、属板料具有平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不平整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度，拉深后在经过切边工序以保证零件质量。切边力可按落料力的计算公式计算，故F切= KLtb =1.33.1479.60.8400=103.988KN式中： F切边力；L冲裁周边长度；b材料抗剪强度；K系数，一般取1.3.4.6、总工艺力FF总=Fz+F落料 +F切+F压=71.337+11.756+10.173+103.988197KN4.7、压力中心的确定冲压力的合力作用点称为冲模的压力中心。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心应与压力机滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会
25、承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常磨损，还会使合理间隙的不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线重合，这事还应注意使压力中心偏离不致超出所选压力机应许的范围内。 图3该工件形状简单而对称，其冲裁时的压力中心即工件的几何中心即为圆心（0,0），如图4所示。4.8、压力机的选择拉深总工艺力是选择拉深设备的主要依据，但不能简单按拉深所需的总工艺力去选择拉深设备，而应结合拉深设备的特点合理的选用。例如曲柄压力机的标称压力是指其滑块标称压力行程范围内应许的施加压力，而拉深工艺
26、特别是落料拉深复合工艺时的工作行程较大，因此应校核采用的拉深工艺的压力曲线是否符合所选压力机的滑块施用负荷图，以避免曲柄压力机超载损坏。一般情况下，拉深总工艺力与拉深设备标称压力的关系可按下式进行概略计算：浅拉伸（H/d0.5）(0.70.8)深拉深（H/d0.5）(0.50.6)式中： 拉深力和压边力的总和，在复合模冲压时，还应包括其他工艺的变形力（N）； 拉深设备标称压力（N）； H拉深件的高度（mm）； d拉深件的直径（mm）。经计算，H/d0.9，=(0.50.6)=323388KN。根据总压力选择压力机，工艺总压力约为400KN，查简明冲模设计手册表A-1，选择的压力机的型号为：J2363。第5章 模具的主要零部件的尺寸与结构的计算5.1、拉深模设计5.1.1、拉深模的基本尺寸拉深模的凸凹模之间的间隙对拉深力、零件质量、模具寿命等都有影
