模具专业毕业设计（论文）-落料拉深复合模设计.doc

湖南工学院课 题 落料拉深复合模设计专 业 模具设计与制造班 级 学生姓名 指导老师 2006年12月29日 计 算 内 容说 明 目 录一、 任务书二、 工艺分析三、 工艺方案的确定四、 工作原理五、 工艺设计六、 模具结构设计七、 总结八、 参考文宪 共 19 页 第 1 页计 算 内 容说 明第一部分：冷冲模工艺及模具设计课程设计任务书一、目的及意义:本课程是冷冲压工艺及模具设计，结合一个比较简单的冲压零件，综合运用本课程及以前所学课程的理论知识，独立设计出一套冷冲模具，能使学生得到模具设计的初步训练。通过本课程设计，进一步提高学生利用技术资料、运算和绘图设计能力，为毕业设计打下良好的基础。二、设计时间：二周三、设计题目：落料、拉伸复合模设计给定条件：冲压零件图及模具装配简图如下图示。 共19 页 第2页计 算 内 容说 明四、设计工作量：1、 模具装配图：1张（1号图）；2、 主要零件图：凸模、凹模及凸凹模零件图各一张；3、 设计说明书一份。五、设计步骤：1、 收集和分析原始资料：1 ）、冲压件的图纸和技术条件；2 ）、冲压件的生产纲领；3 ）、冲压件的工艺规程；4 ）、有关冲模标准件的资料；5 ）、现存模具结构资料。2、 确定模具类型及结构形式：根据已确定的最佳工艺方案确定冲模的类型是简单模、连续模、或复合模。3、 进行必要的计算主要指进行冲模工作部分尺寸、压力中心和选用弹簧的计算及确定模具闭合高度。4、 绘制模具总装图5、 绘制模具零件图 共 19 页 第 3页计 算 内 容说 明六、设计要求：要求方案选择合理，图样正确、清楚、整洁，符合国家有关制图标准。整理出设计计算说明书，列出计算过程和结果，并进行讨论和分析；计算结果要求准确全面，有关数据要标明出处。计算说明书要求字迹工整，语句通顺流畅。要有参考资料。整个设计过程要求每个同学在规定时间内单独完成。 共 19 页 第 4 页计 算 内 容说 明第二部分：设计过程一、冲压工件的工艺分析：由工件图看，该工件需要先落料、再拉伸成一个直壁筒形件。因此，该工件的结构简单、工序简单，为提高生产率可以采用落料、拉伸复合模结构来完成加工。二、参数的计算：（1）、毛坯的尺寸计算：根据等面积原理，用解析法求该零件的毛坯直径，并且由于较小所以不必考虑修边余量，由毛坯的直径公式：严格的讲，直径d与圆角半径r均应取板厚中线尺寸，但是由于厚度为0.5，d与r就以零件图样标注的尺寸代入公式得： （2）、确定拉深次数：毛坯相对厚度t/d=0.5/118=0.42%,相对高度h/d=27/78=0.35,查表4-15(见冲压工艺与模具设计一书)得n=1,且工件圆角半径.故可以一次成形。（3）、排样方案确定：该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料销导料、 参见冲压工艺与模具设计一书表4-15 共 19 页 第 5 页计 算 内 容说 明挡料销挡料。由表面216（见冲模设计应用实例一书）查得 ， ：那么：条料的宽度：b=118+2a=119.6mm 条料的步距：h=118+=119mm冲裁单件材料的利用率计算： 排样图如下所示：（4）、计算工序压力： 、落料力的计算： 落料力（n）； l 工件外轮廓周长 l=；参见冲模设计应用实例一书表216 共 19 页 第 6页计 算 内 容说 明t 材料厚度 t=0.5mm； 材料抗剪强度（mpa） 由书（见冲压模具设计实例一书）附录查得=260mpa; 落料力则为： 、卸料力的计算： 卸料力因数，由表2-15（见冲压模具设计实例一书）查得=0.045 、拉深力的计算：有压边圈的圆筒形件的拉深公式 拉深力 d 拉深件的直径，d=78mm t 材料厚度 材料的强度极限（mpa）由附录（见冲压模具设计实例一书）查得=330mpa k修正系数 由表418（见冲压模具设计实例一书）查得k=0.66 拉深系数：m=d/d=78/118 =0.663.14780.5330=26.67kn 、 压边力的计算：压边力 参见冲压模具设计实例一书附录表2-15参见冲压模具设计实例一书附录表4-18 共 19页 第 7 页计 算 内 容说 明a压边圈面积 a=p单位压边力 查表416（见冲压模具设计实例一 书）得p=3.0mpa =6154.403.0=18.46kn 故总的冲压力为： =62.70+2.82+26.67+18.46 =110.65kn(5)冲压设备的选择： 对于浅拉深可按式，估算公称压力来选取压力机，参照附录（见冲压模具设计实例一书）选用公称压力为250kn的开式压力机，其主要技术参数为：公称压力：250kn 滑块行程：80kn最大闭合高度：250kn工作台尺寸：560360mm模柄孔尺寸：5070mm三、主要工作部分尺寸计算：模具的落料凹模，凸凹模，冲孔凸模的工作关系。对工件未注公差可按it14计算，也可由书附录查得各尺参见冲压模具设计实例一书附录表4-16 共 19 页 第 8页计 算 内 容说 明寸的未注公差。根据表210（见冲压模具设计实例一书）查得冲裁模刃口双间隙mm， mm。（1）、落料刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表212（见冲压模具设计实例一书）查得 ， 。由于=0.02， 故采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表 213（见冲压模具设计实例一书）查得x=0.5 ，则： 按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.0250.035mm , 其工作部分结构尺寸如图所示：参见冲压模具设计实例一书附录表2-12表2-13 共 19 页 第 9页计 算 内 容说 明 （2）、拉深工作部分尺寸计算：拉深凸模与凹模的单边间隙可按表212（见冲压模具设计实例一书）中式z/2=1t计算得z/2=0.5mm，由于拉深工件的公差可采用it10级精度，查书附录 ，按公式可求拉深凸、凹模尺寸及公差如下：mmmmmm其工作部分结构尺寸如图所示： 四、弹性元件的设计计算：为了得到较平整的工件，此模具采用弹压式卸料结构，使条料在落料、拉深过程中始终处在一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱的可能性。参见冲压模具设计实例一书表2-12 共 19 页 第 10页计 算 内 容说 明(1)、上卸料采用橡胶作为弹性元件，按公式计算橡胶的自由高度： 式中：橡胶的自由高度（mm） 工作行程与模具修磨或调整（46mm）之和 =（20+0.5+5）mm=25.5mm 则： =（3.54）25.5=89.25102mm 取=100mm 因此橡胶的装配高度： 取橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定。（2）、下顶块压边采用橡胶作为弹性元件，计算橡胶的自由高度： =（3.54）=(20+5)mm=25mm则： 取=89mm计算橡胶的装配高度： mm 取橡胶的断面面积，在模具装订配时按模具空间大小确定。 共 19 页 第 11 页计 算 内 容说 明五、模具的总体设计及装配：该工件的模具结构如图。主要由上下模座、落料凹模、凸凹模、拉深凸模、上顶块、下顶块、卸料板等零件组成。根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取级精度的后侧导柱模架。即：上模座：25025050mm ht200下模座：25025065mm ht200下模座轮廓尺寸：l=b=250mm； s=280mm； r=50mm； a1=160mm；a2=290mm 导柱：a50h5200； 导套：a50h615050；导柱、导套的渗碳深度为0.81.2mm ,硬度为hrc5862。六、 零件的具体结构尺寸设计：（1）、落料凹模的设计：由于此套模具为复合模，并且是逆出件式，所以凹模内壁采用全直壁式的，材料选择为cr12，热处理硬度为6064hrc，此凹模板采用矩形凹模板，由于压力中心在几何中心，查表2-17（见冲压工艺与模具设计一书）可得：参见冲压工艺与模具设计一书表2-17 共 19 页 第 12 页计 算 内 容说 明、凹模壁厚为大于50mm，所以可得凹模的最小外形尺寸：l=b=118+2+50=218mm取标准值：l=b=250mm 、凹模的厚度为：h= f -冲裁力（n）；-凹模材料修正系数，合金工具钢取1，碳素工具钢取1.3;-凹模刃口周边长度修正系数见表2-18（见冲压工艺与模具设计一书）； 按gb2858.1-81取标准值50mm、螺孔中心到凹模板外缘的尺寸：l=2d，选螺栓为m10的内六角螺栓，l=2x10=20mm，从总体角度出发，取：l=30mm，、销孔中心到凹模板外缘的尺寸，查表2-19（见冲压工艺与模具设计一书）取l=30mm.、螺孔与凹模型孔及销孔之间的尺寸：，取20mm。 其结构如图所示：参见冲压工艺与模具设计一书表2-18表2-19 共19 页 第 13页计 算 内 容说 明 (2)、凸凹模（落料的凸模、拉深的凹模）：材料选择为cr12，热处理硬度为6064hrc。厚度：h=88+10-0.2+20=117.8mm刃口尺寸在前面已经确定，综合考虑其它的因素决定其具体尺寸如下： 共 19 页 第 14页计 算 内 容说 明（3）、凸凹模（落料凸模、拉深凹模）：材料选择为cr12，热处理硬度为6060hrc。总体高度为：h=45-0.5+20=63.5mm刃口尺寸在前面已经确定，综合考虑其它因素确定其结构如图所示： 共 19 页 第 15 页计 算 内 容说 明（4）、卸料板、上顶块、下顶块、垫板、固定板、打板、打杆、顶杆等零件：均采用45钢，其结构尺寸与以上的其它零件综合考虑。（5）、螺钉与销钉的选择：圆柱头内六角螺母： gb70-85 m8x20 4个gb70-85 m10x70 4个 圆柱头内六角卸料螺钉：gb2867.6-81 m24x160 4个导料销：gb119-86 销5x14 2个挡料销：gb119-86 销2x14 1个七、 压力机的校核：1、 拉深模的压力机其行程必须考虑取放工件方便，因此要求： s2hs为压机的行程 s=100mmh为工件的高度 h=27mm由于100mm2x27mm，因此符合要求。2、 模具闭合高度校核： 共 19 页 第 16 页计 算 内 容说 明-压力机最小装模高度-压力机最大装模高度、 -模具闭合高度因为：265+10mm307.8mm模座尺寸：340x380mm所以:符合要求. 综上所述压力符合要求. 共 19 页 第 17 页计 算 内 容说 明第三部分：设计体会 在老师的精心指导下，此次课程设计顺利地完成了。通过课程设计我们再次把所学的专业知识用于实践当中，可以说这次设计就是对我们所学知识的一次大检阅，也是一个查漏补缺的过程；同时让我们初步地掌握了冷冲模设计的基本流程，懂得了如何把计算机知识用于我们的专业，懂得了如何查阅和运用技术资料。当然，在这个过程中，我们遇到的困难和挫折也是不少的，主要来源于我们的专业知识还不够，实践经验还不足等等。但是我们可以把此次设计作为我们新的起点，加强专业的学习，加强实践，不断地去丰富经验。因此，尽管这次设计不能算作是成功之作，但是它给我们带来的收获是具大的，影响是深远的。所以我们在今后的学习和工作中要敢于实践，不断吸取经验教