毕业论文-无凸缘深筒件拉深模设计25922.doc

湖北工业大学商贸学院毕业设计 i 摘 要 随着现代工业的发展和人们的生活不断改善，各种新型的工具不断地问世为人们的 生活提供方便，而在制造这些工具的过程离不开模具。各种模具在不同的时代发生着飞 跃的变化，随之出现许多不同的制造方式。 由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最 为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、 橡胶成型模、玻璃成型模、窑业制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷冲压模、 塑料模的技术要求和复杂程度较高。 我的设计课题是：内胆的拉深，主要介绍的是无凸缘筒形件拉深模的设计过程。我参 考了大量有关拉深模模具设计实例等方面的资料。拉深是利用拉深模将板料制成各种空 心件的一种方法，是冲压生产中应用最主要的工序之一。我设计的是无凸缘内胆拉深模 设计和制造，材料为 08 钢板，厚度 t=1mm。采用的工序为落料拉深复合工序和拉深单工。 设计的主要内容：工件的工艺性分析；冲压工艺方案的确定；模具的技术要求及材料选 用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零部件的结构设 计；模具的总装图；模具的装配等。最后生成装配工程图和相关的零件图。 关键词：模具 落料 拉深 装配图 零件图 湖北工业大学商贸学院毕业设计 ii abstract with the development of modern industry and peoples lives continue to improve, a variety of new tools continue to come out to provide convenience to peoples lives and in the process of manufacture of these tools can not be separated from the mold. various molds at different times, changes in the leap, followed by a number of different manufacturing methods. materials and workmanship of the product characteristics, production equipment also vary a wide range of mold, but the most widely used in approximately the following: cold stamping mold, plastic molding, forging mold, the mold of precision casting, powder metallurgy mold, rubber molding, glass molding, ceramic products, mold, food candy mold, building materials and mold. among them, the high technical requirements and complexity of the cold stamping mold, plastic mold. in the design, introduces the mold drawing. in this design, i made reference to the large number of die mold design example. the drawing is a drawing die as a processing method of the sheet metal stamping into a variety of hollow, is the most widely used in the stamping process. i designed the interior of no flange drawing die design and manufacturing materials for the steel plate 08, the thickness t = 1mm. processing methods for the blanking pull deep composite processes and drawing a single process. processing method is relatively simple. the main content of the design: the process of the workpiece analysis; program of stamping process; mold the technical requirements and material selection; the calculation of the main design dimensions; work part size calculation; the overall design of the mold; the structural design of the main components; the mold assembly diagrams; mold assembly. finally, to generate assembly drawings and part drawings. keyword: mould blanking deep drawing assembly drawing parts drawing 湖北工业大学商贸学院毕业设计 iii 目 录 摘 要 i abstract .ii 目 录 iii 引 言 1 一 材料分析 4 1.1 工件材料分析 4 1.2 模具材料分析 5 1.2.1 模具零件的材料 5 1.2.2 要针对模具失效形式选用钢材 5 1.2.3 要根据制品批量大小 5 1.2.4 要根据冲模零件的作用选择 5 1.2.5 要根据冲模精密程度选用 5 二 零件工艺性分析 5 冲压工艺方案 6 三 拉深工艺参数的计算 7 3.1 确定修边余量 .7 3.2 计算毛坯直径 d .7 3.3 判断是否采用压边圈 .8 3.4 确定拉深系数 .8 3.4.1 先判断能否一次拉出 8 3.4.2 用计算法确定拉深次数 8 3.4.3 由查表法确定拉深次数 8 3.4.4 由推算法确定拉深系数 8 3.4.5 确定各次拉深半成品尺寸 9 3.5 画出工序图 .10 四 落料拉深复合模工艺计算 10 4.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算 .10 4.2 首次拉深凸、凹模尺寸计算 .11 4.3 落料排样设计 12 4.4 画出零件的排样图 13 五 二次拉深模工作部分尺寸计算 .13 5.1 第二次拉深凸、凹模尺寸计算 .13 5.2 第三次拉深凸、凹模尺寸计算 .14 5.3 第四次拉深凸、凹模尺寸计算 .14 六 计算工序冲压力 .14 6.1 落料力的计算 .14 6.2 卸料力、推件力、顶件力的计算 .15 湖北工业大学商贸学院毕业设计 iv 6.3 拉深力的计算 .16 6.4 压边力的计算 16 6.5 压力中心的计算 16 七 冲压设备的选用 .17 7.1 落料拉深复合模设备的选用 .17 7.2 二次拉深模设备的选用 .18 八 模具零部件结构的确定 .19 8.1 落料拉深复合模零部件设计 .19 8.1.1 标准模架的选用 19 8.1.2 卸料零件的选择 20 8.1.3 定位方式的选择 22 8.1.4 其他零部件结构 23 8.2 二次拉深模零部件设计 .23 九 模具的装配 .24 9.1 落料拉深复合模装配图 .24 9.2 二次拉深模装配图 .25 十 模具的检验 .26 10.1 模具检测的内容 26 10.2 模具检测的方法 27 结 束 语 .28 参 考 文 献 29 致 谢 .30 附 录 .31 湖北工业大学商贸学院毕业设计 1 引 言 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模 具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。当今， “模具就是经济效益” 的观念，已被越来越多的人所接受。模具技术水平在很大程度上决定于人才的整体水平， 而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具技 术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行 加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。冷冲压模具在工业生产中的地位：是大 批生产同形产品的工具，同时也是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基 础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模 具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需 要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点， 是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方 向。现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。 目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。一 般采用压力机进行零件加工，一台普通压力机每分钟可生产零件几件到几十件，而高速 压力机的生产效率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉 机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有 60左右的零件是利用模具加工出来的；而自 行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，90左右的零件是利用模具生产 出来的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生产基本上也是靠模具来进行生产 的。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的作用和地位正日趋上升。 拉深模可以制备各种筒形、阶梯形、锥形、球形、方盒形和其他不规则形状的薄壁 零件。用拉深方法来制造内胆等薄壁空心件生产效率高，而且精度高，材料消耗少，材 料利用率高，零件的强度与刚度也高。因此，在汽车、拖拉机、飞机、电器、仪表、电 子等工业部门以及日常生活用品的生产中，拉深工艺占据重要的地位，应用也日益广泛。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 2 一、概述 1.模具工业的概况 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有 “模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。当今， “模具就是经济 效益”的观念，已被越来越多的人所接受。模具技术水平在很大程度上决定于人才的整 体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因 此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 2.我国模具技术的现状与发展 近年来，我国的模具工业也有较大发展，全国已有模具生产厂数千个，拥有职工数 十万人，每年能生产上百万套模具。多工位级进模具和长寿命硬质合金模具的生产及应 用有了进一步扩大。为满足新产品试制和小批量生产的需要，我国模具行业制造了多种 简单、生产周期短、成本低的简易冲模，如钢皮冲冲模、聚氨脂橡胶模、低熔点合金模 具、锌合金模具、组合冲模、通用可调冲孔模等。数控铣床、数控电火花加工机床、加 工中心等加工设备已在模具生产中采用。电火花和线切割加工已成为冷冲模制造的主要 手段。为了对硬质合金模具进行精密成型磨削，研制成功了单层电镀金刚石成形磨轮和 电火花成形磨削专用机床，使用效果良好，对型腔的加工正在根据模具的不同类型采用 电火花加工、电解加工、电铸加工、陶瓷型精密铸造、冷入挤压。超塑成形以及利用照 相腐蚀技术加工型腔皮革纹表面等多种工艺。模具的计算机辅助设计和制造也已进行开 发和应用。 尽管我国的模具工业这些年来发展较快，模具制造水平也在逐步提高，但和工业 发达国家相比，仍存在较大差距，主要表现在模具品种少、精度差、寿命短、生产周期 长等方面。 二、冲压技术的发展趋势 21 世纪的今天,中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利条 件，已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外 资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世 界模具中的地位和影响越业越重要。据相关专业人士分析，未来十年，中国模具工业和 技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面： (1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效 湖北工业大学商贸学院毕业设计 3 率生产所要求的一模多腔，使模具日趋大型化；随着零件微型化和模具结构发展的要求， 今后模具加工的精度将更小，这必将促进超精密加工的发展。 (2)cad/cae/cam 技术在模具设计制造中的广泛应用。在模具设计与制造中，开发并 应用计算机辅助设计的制造系统(cad/cae/cam)，发展高精度、高寿命模具和简易模具 (软模、低熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等， 以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。模具制造是设计的延续，推行模具 设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具 cad/cae/cam 技术是当代最 合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供 nc 程序，也可针对不同的模具类 型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的，改善模具结 构。从 cad/cae/cam 一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络 化，其中心思想是让用户在统一的环境中实现 cad/cae/cam 协同作业，以充分发挥各单 元的优势和功效。因此，应大力进行高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用。 (3)快速经济模具技术的推广应用。快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发 展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有 制模周期短、成本特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造 商投入了很大的人力和物力，对各种模具的快速制造工艺进行研发，对传统的快速模具 制造技术进行改造，嫁接了先进的 rp 及 nc 技术，有效满足一些高精度、高寿命模具的 生产需求。 (4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准件的应用将 极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进 一步增加规格、品种、发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精 度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。 (5)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础，制造冲 压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合 材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能， 不断发展和改善冲压成形技术。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，国内开发的 高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需约 70 万吨模具钢还要有相当 一分进口。 模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度、模具的寿命、模具的制造成本 等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米技术表面工程技术的出现进一步推动模具 湖北工业大学商贸学院毕业设计 4 制造的表面工程技术的发展。同时处理技术由大气热处理向真空热处理发展。 (6)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。科学化主要体现深入研究冲压变 形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质 量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术，对 冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的 质量问题，从而优化冲压方案。 (7)成形过程的数值模拟技术将在实用化方向取得很大的发展，并与化制造系统很好 地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零 件成形，从而真正进入实用阶段。(8)注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局 优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。 (9)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品 初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析 评估。 (10)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式 及市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。推广应 用数控冲压设备、冲压柔性加工系统(fms)、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料 取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 5 一 材料分析 1.1 工件材料分析 本次设计所采用的材料为 08 钢。选择拉深材料时，首先应满足拉深件的使用要求。 由于该件不属于易损工件，对材料的耐磨度要求不高，还应满足冲压工艺对材料的要求， 保证冲压过程顺利完成，即材料应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符 合规定，08 钢为一种优质碳素结构钢，该结构钢已退火，而退火的目的是消除钢的内应 力，以细化组织均匀化学成分降低硬度提高塑性，而且其抗剪和抗拉强度均不高，所以 综合其所有的力学的性能，08 钢具有良好的拉深性能，适合深拉深。 1.2 模具材料分析 1.2.1 模具零件的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料。 1.2.2 要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括： （1）为防模具开裂，要选用韧性好的材料。 （2）为防磨损，应选用合金元素高的材料。 （3）对于大型冲模应选用淬透性好的材料。 （4）为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢。 （5）为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 1.2.3 要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用: 对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降 低成本。 1.2.4 要根据冲模零件的作用选择： 凸、凹模具应选用优质的钢材制作，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或 黑色金属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。 1.2.5 要根据冲模精密程度选用： 在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、 精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 6 二 零件工艺性分析 1) 工艺性是指：拉深件对拉深工艺的适应性。 2) 工件:此工件只有落料和拉深两个工序.工件形状简单,并且工件为无凸缘圆筒件, 要求内形尺寸,拉深时厚度不变,因此工件能满足落料和拉深的要求.工件的底部圆角半径 r= 3.5mmt, 满足再次拉深圆角半径要求.零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可 达到零件的精度要求，即 it14 级。 如图 2-2 所示，材料 08 钢，厚度 1mm。 零件立体图 零件图 图 2-1 图 2-2 3) 冲压工艺方案的确定：可依据表 2.1 确定。 表 2.1 冲压工艺方案 单工序模 项目 无导柱 有导柱 级进模 复合模 冲压精度 低 较低 较高，相当于 it10it13 高，相当于 it8it11 制件平整程度 不平整 一般 不平整，有时 要校平 因压料较好， 制件平整 湖北工业大学商贸学院毕业设计 7 制件最大尺寸 和材料厚度 不受限制 300mm 以下 厚度达 6mm 尺寸250mm 厚度在 0.16 之间 尺寸300mm 厚度常在 0.05m3mm 冲模制造的难 度程度及价格 容易、价格低 导柱、导套的 装配采用先进 工艺后不难 简单形状制件 的级进模比复 合模具制造难 度低，价格亦 较低 形状复杂的制 件用复合模比 级进模制造难 度低，相对价 格低 生产率 低 较低 可用自动送料 出料装置，效 率较高 工序组合后效 率高 使用高速冲床 的可能性 只能单冲不能 连冲 有自动送料装 置可以连冲， 但速度不能太 高 使用于高速冲 床高达 400 次 /分以上 由于有弹性缓 冲器，不宜用 高速，不宜连 冲 材料要求 可用边角料 条料要求不严 格 条料或卷料要 求严格 除用条料外， 小件可用边角 料，但生产率 低 生产安全性 不安全 手在冲模过程 较不安全 比较安全 手在冲模工作 较不安全，要 有安全装置 冲模安装调整 与操作 调整麻烦操作 不便 安装、调整较 容易、操作方 便 安装、调整较 容易，操作简 单 安装、调整比 级进模更容易， 操作简单 4) 分析表 2.1，采用：一，单工序模具结构简单，只需要道工序一副模具才能完成，且 生产效率低难以满足该工件大量生产的要求；二，复合模需一副模具，生产率较高，尽 管模具结构较复杂；三，级进模也需一副模具，生产率高，但模具结构复杂，送进料不 方便，加之工件尺寸偏大。通过分析对上述三种方案的比较，该件若能一次成形，则采 用落料拉深复合模最佳。先落料拉深再二次拉深。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 8 三 拉深工艺参数的计算 3.1 确定修边余量 t=1mm，该计算全部采用中线计算 查冷冲模设计表 6-2 得： h/d=67.5/203.4，取 6mm 3.2 计算毛坯直径 d 由冷冲模设计中式 6-9 得： d= 2 241.70.56dhrd = mm20()40.564 78mm 3.3 判断是否采用压边圈 零件的相对厚度 t/d100=1/78100=1.28，选用 =0.55, =0.75。查冷冲模1mn 设计表 6-12 可知，1.281.5， 0.6， 0.8 属于必须用压边圈的范围。所以采1mn 用压边圈。想要全套设计和 cad 图纸原版请加 qq740773248 刘. 3.4 确定拉深系数 3.4.1 先判断能否一次拉出 零件所要求的拉深系数(既总拉深系数) ：总 =d/d=20/78=0.256m总 由冷冲模设计表 6-8 可知， =0.55， =0.751n 可见， =0.256 =0.55总 1 由此，判断一次不能拉深出来 3.4.2 用计算法确定拉深次数 由冷冲模设计式 6-15 可知： n =1+lg20-.578/lg0.5（ ） = 3.56 取较大整数：n=4 3.4.3 由查表法确定拉深次数 湖北工业大学商贸学院毕业设计 9 由冷冲模设计表 6-9 可查得 n=4 次 t/d= 1/78 = 1.28% h/d= 73.5/20 = 3.7 由冷冲模设计表 6-10 可查得 = 0.256m总 t/d = 1.28% 查得 n 也是 4 次 故该工件需要用 4 次拉深 3.4.4 由推算法确定拉深系数 由冷冲模设计表 6-6 可查得 =0.50， =0.75， =0.78， =0.80， =0.821m23m45m 则各次的拉深直径推算为： = 0.578mm=39mm1d = 0.7539mm=29.3mm2 = 0.7829.3mm=22.8mm3 = 0.822.8mm=18.3mm4d 因为 =18.3mm 已小于 d=20mm（工件直径） ，不必再推算下去，需拉 4 次即能拉4m 出来。 3.4.5 确定各次拉深半成品尺寸 1） 各次拉深把成品直径计算： 调整各次拉深系数，使各次拉深系数均大于表 6-6 查得的相应极限拉深系数。调整后， 实际选取 =0.53， =0.76， =0.79， =0.82.所以各次拉深的直径确定为：1m23m4 d1 = 0.5378mm=41mm d2 = 0.7641mm=31mm d3 = 0.7924.5mm=24.5mm d4 = 0.8224.5mm=20mm 2） 各次半成品的高度计算： 取各次的 （即半成品底部的内圆角半径） 分别为：r凸 =5mm， =4.5mm， =4mm， =3.5mm1r23r4r 则由冷冲模设计式 6-16 计算各次的 h：（计算式均取中线的 r 值） 湖北工业大学商贸学院毕业设计 10 =0.25（ /41-41）1h278 +0.435.5/41（41+0.325.5） = 29.3mm =0.25( /31-31)+0.435/31(31+0.325)2h278 = 43.6mm =0.25( /24.5-24.5)3 278 +0.434.5/24.5(24.5+0.324.5) = 58mm = 73.5mm4h 3.5 画出工序图 如图 3-1 各次拉深的工序图 工序图 图 3-1 湖北工业大学商贸学院毕业设计 11 四 落料拉深复合模工艺计算 4.1 落料凸、凹模刃口尺寸计算 凸模和凹分别来加工 由上节计算得落料的外形尺寸为：d= 78m 由冷冲模设计表 3-3 可查得： =0.14mm， =0.10mmaxzinz 所以，凸凹模的制造公差 和 分别用一下公式计算：ta =0.4（ - ）maxin =0.6（ - ）ai 计算得： =0.4（0.14-0.1）=0.04t =0.6（0.14-0.1）=0.06a 以凹模的尺寸来进行计算由冷冲模设计式 3-5 得： max0()ad inttaz0maxin()tdz 由冷冲模设计表 3-5 可查得： 修磨系数 x=0.5 由冷冲压模具设计指导表 8-14 可查得： =0.74 所以， 0.4(78.5)ad = 0463 t0.6(.1) = 0.675 湖北工业大学商贸学院毕业设计 12 4.2 首次拉深凸、凹模尺寸计算 第一次拉深件后零件直径为 41mm，由冷冲模设计式 6-27，6-28 得： =ad0 =t2tz 由冷冲模设计表 6-15 可查得： 单边间隙 z=1.2t 故 z=1.2mm 由冷冲模设计表 6-15 可查得 =0.05mm， =0.03mmat 所以， = = mm，d+0.541-2（ ） .041 = = mmt-.3（ ） .386 4.3 落料排样设计 零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为 1.5mm，零件与条料侧边之间的搭 边值为 2m，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零件的步距为 79.5，条料的 宽度 b 用冷冲模设计式 3-25 进行计算： b= 012dac 式中，d冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸 a1冲裁件与条料侧边之间的搭边 c板料剪裁时的下偏差，由冷冲模设计表 3-11 可查得：c=1mm 所以， b= mm0.5283 选用钢板规格为 1mm1000mm1500mm 的板料，计算裁料方式如下： 裁成宽 83mm，长 1000mm 的板料，则每张板料所出零件数为： 1500/831000/79.5=1812.6=226.8 裁成宽 83mm，长 1500mm 的板料 1000/831500/79.5=1218.9=226.8 材料的利用率计算如下： 根据冷冲模设计式 3-28 进行计算： 100%=ns/lb 式中， n 条料上实际冲裁的零件数； 湖北工业大学商贸学院毕业设计 13 l 条料的长度； b 条料的宽度； s 一个零件的实际面积。 所以， 21=26.8347/1083（ ） （ ） =12.4 22./5（ ） （ ） =8.2 经比较，两种裁料方法所出的两件数量是一样的，但是第一种的材料利用率较高，故采 用第一种裁料方法，即裁成宽 83mm，长 1000mm 的板料。 4.4 画出零件的排样图 零件的排样图如图 4-1 所示： 排样图 图 4-1 湖北工业大学商贸学院毕业设计 14 五 二次拉深模工作部分尺寸计算 5.1 第二次拉深凸、凹模尺寸计算 利用上述 4.2 中的公式计算得： = mm，a210d.053 = = mmt-t（ z） 0-.3(421） 0.3286 5.2 第三次拉深凸、凹模尺寸计算 同上得： = mm， = mm3ad0.5243td0.32 5.3 第四次拉深凸、凹模尺寸计算 该次拉深为最后一次拉深，由于工件要求内形尺寸，以凸模尺寸进行计算。按照 冷冲模设计式 6-25，6-26 进行计算：想要全套设计和 cad 图纸原版请加 qq740773248 刘. 0.4ttd 2aaz 其中 查冷冲压模具设计指导表 8-14 得： =0.52 式中，z 由冷冲模设计表 6-15 可查得：单边间隙为 z=1.02t，所以 z=1.02mm 所以， =td0.2(19.45) = mm0.2 =a 0.4(1) = m0.43 湖北工业大学商贸学院毕业设计 15 六 计算工序冲压力 6.1 落料力的计算 由冷冲压模具设计指导式 2-3 得： 平口刃模具冲裁时，其理论冲裁力（n）可按照 冷冲压模具设计指导式 2-3 计算： =lt0f 式中， l冲裁件周长 mm，l=3.14 78=244.92mm t材料厚度 mm，t=1mm 材料抗剪强度 ，查冷冲压模具设计指导表 8-1 得： =300ampamp 所以， =3.14783000f =73.5kn 选择设备吨位时，考虑刃口尺寸磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可 能增大，所以应取为： =1.3 fo落 =1.373.5f落 =95.5kn 6.2 卸料力、推件力、顶件力的计算 由冷冲压模设计式 3-18、3-19、3-20 得：f=k卸 卸 落n推 推 落顶 顶 落 式中， 、 、 分别为卸料力系数、推件力系数、顶件力系数，查冷冲压k卸 推 顶 模设计表 3-8 得： =0.05、 =0.05、 =0.06卸 推 顶 n 梗塞在凹模的冲件数，n=h/t=10/1=10 所以， =0.0595.5=4.775knf卸 =0.0595.510=47.75kn推 湖北工业大学商贸学院毕业设计 16 =0.0695.5=5.73knf顶 所以，采用弹压卸料装置和下出件模具时： =95.5+4.775+47.75=148.02kn=+ 总 落 卸 推 采用弹压卸料装置和上出件模具时： =95.5+4.775+5.73=106.0knf 顶总 落 卸 采用刚性卸料装置和下出件模具时候： =95.5+47.75=143kn=+ 总 落 推 本次设计中采用的模具是刚性卸料和下出件，所以 为 143kn。总 6.3 拉深力的计算 对于筒形件有压边圈拉深时，在实用上，拉深力 f（kn）按照冷冲模设计式 6-17 进 行计算： 拉 bkdt 式中， 拉深直径 mm 材料厚度 mm 修正系数，可由冷冲模设计表 6-11 查得 材料强度极限 ，查冷冲压模具设计指导表 8-得： 420bampbamp ） 第一次拉深： =54.1kn 1f拉 3.4120 ） 第二次拉深： =36.79kn 2拉 .7 ） 第三次拉深： =29.0kn 3拉 5 ） 第四次拉深： = 23.7kn 4拉 01240 6.4 压边力的计算 由冷冲模设计式： = /4 pf压 22()ddr 式中，p单位面积上的压边力 ，其值可查由冷冲模设计表 6-13 得：p=2.5am 所以， =8.2kn223.14/78-(+5.).压 湖北工业大学商贸学院毕业设计 17 6.5 压力中心的计算 如图 6-1 所示 压力中心图 图 6-1 由于是圆形工件，如图 6-1 所示，所以工件的压力中心应为圆心 湖北工业大学商贸学院毕业设计 18 七 冲压设备的选用 7.1 落料拉深复合模设备的选用 根据以上计算， + =62.3kn143kn = ,所以，应按照总冲压力的大小选用设f拉 压 f总 备。同时考虑拉深件的高度选取开式双柱可倾压力机 jh2340，其主要技术参数如下： 公称压力：400kn 滑块行程：80mm 滑块行程次数：55 次/min 最大闭合高度：330 mm 闭合高度调节量：65 mm 滑块中心线到床身距离：250mm 立柱距离：340mm 工作台尺寸：460 mm700 mm 工作台孔尺寸：250 mm360 mm 模柄孔尺寸：50 mm70 mm 垫板厚度：65mm 床身最大可倾角：30 闭合高度: 25下 模 座固压上 模闭 hh =45+20+15+50+25=155mm 想要全套设计和 cad 图纸原版请加 qq740773248 刘. 可见该模具闭合高度小于所选压力机 j23-40 的最大装模高度（ 330mm） ，可以使用。 7.2 二次拉深模设备的选用 考虑零件的高度，选取开式双柱可倾压力机 jh2380，以保证拉深的顺利操作，其 主要技术参数如下： 公称压力：800kn 滑块行程：130mm 滑块行程次数：45 次/min 最大闭合高度：380 mm 湖北工业大学商贸学院毕业设计 19 闭合高度调节量：90mm 滑块中心线到床身距离：290mm 立柱距离：380mm 工作台尺寸：540 mm800 mm 模柄孔尺寸：60mm80 mm 垫板厚度：100mm 最大可倾角：30 闭合高度: hh工压闭 固 上 模 下 模 座 =45+20+15+50+68=198 可见该模具闭合高度小于所选压力机 j23-80 的最大装模高度（ 380mm） ，可以使用。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 20 八 模具零部件结构的确定 8.1 落料拉深复合模零部件设计 8.1.1 标准模架的选用： 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。根据凹 模高度和壁厚的计算公式得： 凹模高度： h=kb(15mm) 式中， b冲裁件的最大外形尺寸 k系数，由冷冲模设计表 4-3 可查得，k=0.22 所以， h=17.2mm 凸模高度： c(1.52)h(3040mm) 所以， c=34mm 以上计算仅为参考值，由于本套模具为落料拉深复合模，所以凹模高度受拉深件高度 的影响必然会有所增加，其具体高度将在绘制装配图时确定。另外，为了保证凹模有足 够的强度，将其外径增大到 200mm。 模具采用后置导柱模架如图 8-1 所示，根据以上计算结果，查冷冲压模具设计指导 表 2-41 得模架规格为：上模座：200mm200mm45mm，下模座： 200mm200mm50mm，导柱：32mm190mm，导套：32mm105mm43mm，闭合 高度： ：220mm， ：265mm。minhmax 湖北工业大学商贸学院毕业设计 21 后置导柱标准模架 1，上模座 2，下模座 3，导柱 4，导套 图 8-1 8.1.2 卸料零件的选择 为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置，冲裁出外行完整的合格零件， 模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。正确位置是依靠定位零件来保证的。由于毛坯 形式和模具结构不同，所以定位零件的种类很多。设计时应根据毛坯形式、模具结构、 零件公差大小、生产效率等进行选择。定位包含控制送料步距的挡料和垂直方向的导料 等。以下是两种不同的定位零件： 1. 挡料销 挡料销的作用是挡住条料搭边或冲压轮廓以限制条料的送进距离。国家标准中常见 的挡料销有三种形式：固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。固定挡料销安装在凹模 上，用来控制条料的进距，特点是结构简单，制造方便。由于安装在凹模上，安装孔可 能会造成凹模强度的削弱，常用的结构有圆形和钩形挡料销。活动挡料销常有于倒装复 合模中。始用挡料销用于级进模中开始定位。 2. 定位板和定位钉 定位板和定位钉是为单个毛坯定位的元件，以保证前后工序相对位置精度或工件的 内孔与外轮廓的位置精度要求。 因为该模具使用的条料，而且冲压工艺采用落料拉深复合模，所以定位方式采用挡 料销。 （如图 8-2 所示） 湖北工业大学商贸学院毕业设计 22 挡料销 图 8-2 8.1.3 定位方式的选择 设计卸料零件的目的，是将冲裁后卡在凸模上或凸凹模上，或凸模上的制件或废料 卸掉，保证下次冲压时正常进行，常用的卸料方式有以下几种： （1）刚性卸料 刚性卸料是采用固定卸料板结构，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后 卸料，当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随着材料厚度的增加而增大，单面间隙取 ，当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时，卸料板与凸模的配合间隙应0.2.5t 小于冲裁间隙，此时要求卸料后凸模不能完全脱离卸料板，保证凸模与卸料板配合大于 。m （2）弹性卸料板 弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁料厚在 以下的板料，由1.5m 于有压料作用，冲裁比较平整。弹压卸料与弹性元件、卸料螺钉组成弹性卸料装置，卸 料板与凸模的配合的单边间隙选择 ，若弹压卸料板还要起到对凸模的导向作用，0.12t 二者的配合应小于冲裁间隙。弹性元件的选择应满足卸料力和冲模结构要求。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 23 卸料板 图 8-3 结论：因为该模具是落料拉深复合模，所以采用固定卸料板。 （如图 8-3 所示） 8.1.4 其他零部件结构： 拉深凸模将直接由连接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，两者采用 过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格为 a50100 的 模柄。 8.2 二次拉深模零部件设计 由于考虑到模具的标准化，所以尽量采用标准化模架。有前面的计算以及工件的高 度可知初步选定后侧导柱模架查表得（如图 8-1 所示）： 其尺寸规格选定为上模座：200mm200mm45mm，下模座： 200mm200mm50mm，最大闭合高度为 =265mm。而所选压力机的最大封闭高度maxh 为 380mm ，故可以选用此套模架。由于零件高度较高，故选用长一点的导柱，其maxh 尺寸为导柱：32mm210mm， 导套：32mm115mm48mm。模柄采用凸缘式模柄，规格为 a6090。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 24 九 模具的装配 复合模是指在冲床一次行程中冲制产品两道或两道以上工序的冲模，这种模具结构 复杂，装配要求高，但由于模具生产率高，各内、外型面间的相对位置精度高，故广泛 应用于精密零件的加工。本模具为落料拉深复合模其装配一般按下面的步骤进行： 1. 装配压入式模柄，垂直上模座端面，装后同磨大端面齐平。 2. 将拉深凸模装在下模座上，并相对下模座底面垂直。同磨端面平齐后，作止动螺 钉孔，并安装止动螺钉。 3. 安装固定挡料销和卸料板，按凹模板上的孔套在凸凹模外圆上应于凹模中心保持 一致。在用平行夹板夹紧的情况下，按凹模上的螺孔引作卸料板上的螺钉过孔，并以螺 钉固紧，其他零件的装配均符合要求后打标记。 9.1 落料拉深复合模装配图（如图 9-1 所示）： 1，下模板 4，凹模 5，导柱 6，挡料销 7，导套 8，凸凹模固定板 9，上模座 11，模 柄 13，横销 14，打杆 15，推件块 17，凸凹模 18，卸料板子 19，拉深凸模 20 压边圈 21 顶杆 22、24，销钉 2、3、10、12、16、23，螺钉 湖北工业大学商贸学院毕业设计 25 落料拉深复合模装配图 图 9-1 9.2 二次拉深模装配图（如图 9-2 所示）： 1-下模座 2-导柱 3-螺钉 4-凸模固定板 5-顶杆 6-压边圈 7-拉深凹模 8-推件块 9-上模座 10-导套 11、12- 螺钉 13-横销 14-打杆 15-模柄 16-销钉 17-凸模 二次拉深模装配图 图 9-2 湖北工业大学商贸学院毕业设计 26 十 模具的检验 在模具制造中，模具零件的检验与模具装配试模后的验收是模具加工过程中的重要 工艺环节。模具零件加工及装配质量好坏，对模具的使用寿命有着较大的影响。加强模 具装配后及模具零件加工各工序间质量检验，是确保模具质量的重要手段。因此，模具 生产单位在生产过程中，要健全模具零件及模具装配前后的检验与验收制度。即根据本 厂产品要求和工艺水平，编制切合实际的质量检验规程。实行以检验人员专职检验与生 产工人自检互检相互结合的检验方法，严格按图样技术条件和有关工艺文件进行必要的 检查。在检验中，除了进行工序间的检验和装配后的验收外，还加强各工序实际操作的 检查，以督促执行工艺规定，防止废品的产生。 模具的检验与验收，和设计、制造一样是模具制造中不可分割的部分，在模具生产 中起着积极的作用，是满足现代模具制造业发展的需要。同时，在检测技术对于模具制 造质量的提高、延长模具的寿命和能生产出高效、优质制品零件，有着十分重要的意义。 10.1 模具检测的内容 模具生产过程的检测，是模具质量管理及控制的重要环节，模具检测的内容如下： 1. 组织质量监控系统，对模具生产过程全面检查与监控。 2. 检验共装卡具工作及精度状况。 3. 组织产品质量分析。 4. 组织质量教育与技术教育。 5. 组织维护、保养量器具。 6. 组织对模具的整体验收。 湖北工业大学商贸学院毕业设计 27 10.2 模具检测的方法 模具检测的方法按下表所示来进行： 表 10.1 检测表 检测方法 检测说明 特点 平台检测法 平台检测法是在检验台 上利用某些通用量具和 辅助测量具，对模具零 件检测，是一种最普遍 使用的检测方法，它主