带凸缘拉伸件毕业设计论文

1、机电职业技术学院毕业设计论文学号：系部：模具技术系专业：精细模具设计与制造题目：冷冲模带凸缘拉伸件指导者:评阅者:2015年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的空心零件的冲压方法，用拉 深工艺可以制成筒形、阶梯形、锥形、抛物面形、盒形和其他不规那么形 状的薄壁零件，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。只有加强拉深变形根底理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便 的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作局部的几何形状与 尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。在拉深工艺设计时，必须知道冲压件能否一次拉出，

2、这就引出了拉深 系数的概念。拉伸系数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。在屡次拉 深中，对于宽凸缘拉深件，那么应在第一次拉深时，就拉成；零件所要求 的凸缘直径，而在以后各次拉深中，凸缘直径保持不变。为了保证以后拉 深时凸缘不变形，宽凸缘拉深件首次拉入凹模的材料应比零件最后拉深局部实际所需材料多 3%5%,这些多余材料在以后各次拉深中，逐渐将减少局部材料挤回到凸缘局部，使凸缘增厚，从而防止拉裂。关键词：筒形，模具设计，拉深，冲压AbstractThe extensionis a mould to make the plate blankinto thestamp ing method for h

3、ollow parts of the ope ning, thin-walled parts with deep drawing process can be made into a cylindershape,ladder shaped, cone, parabolic, box and other irregular shapes, and the case of cyli ndrical parts simple and rare, and flange cyli ndrical parts is divided into wide flange and narrow flan ge.O

4、n lybystre ngthe ningthe basic theory research ofdeformationcalculation method of drawing, can provide moreaccurate, practical and convenient, can correctly determ ine the geometry and size of drawingprocess parameters and workingparts of die, to solve the actual problems, drawing deformation in ord

5、er to further improve the quality of workpieces.In the process design of deep drawing, must know whether a stamp ing out, this leads to the con cept of draw ing coefficie nt. Limitdraw ingcoefficie ntdepe nds on eachdraw ingthe allowabledeformati on degree. Many in the draw ing, for wide flange draw

6、 ing 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 rema in un cha nged. In order to en sure the flange without deformati on after draw ing, wide flange draw ing parts for the first time in to the die

7、 material should be better tha n the last part of theactual 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 porti on, the flange thicke ned,so as to avoid crack ing.Keywords : cyli nder, m

8、old desig n, draw ing, stamp ing目录摘要IIAbstracts、八、亠 丄刖 言1第1章加工零件的工艺分析31.1零件分析31.2冲压件的工艺分析31.3制定冲压工艺方案4第2章模具总体设计62.1模具类型的选择62.2操作方式62.3卸料、出件方式 6231卸料方式6232出件方式7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83.3排样及材料的利用率8排样方法8材料的利用率9第4章 冲压模具设计94.1确定冲压类型及构造形式94.2计算工序压力、选择压力机10落料力10卸料力10拉伸力10424压边力1043计算模具压力中心 114.4

9、.计算模具零件主要工作局部刃口尺寸第5章模具零件的选用135.1模架的选择135.2冲压设备的选用14第6章模具制造技术要求146.1外表粗糙度及标准146.2配合要求15第7章编写技术条件16第8章设计并绘制模具总装图及选取标准件毕业设计小结19结论201219参考文献22、八前冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工 人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当 今科技的开展，工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实 际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术

10、进步意义和经济价值。模具，做为高效率的生产工具 的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生 产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原 材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简 单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工 费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进展再加工；能 制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比拟复杂的零件制品；容易 实现生产的自动化的特点。研究和开展模具技术，对于促进国民经济的开展具有特别重要的 意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一， 随着工业生产的迅速开展，模具工业在国

11、民经济中的地位日益提高， 并在国民经济开展过程中发挥越来越大的作用。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命,还可以提高产品经济效益。在进展模具设计时， 必须清楚零件的加工工艺, 设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进展模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具构造。随着近代工业的开展，冷冲压技术得到迅速开展。纵观整个现代模具技术的开展，我们可以看出模具制造技术总是向着高新方向开展，并且伴随有人工转向自动化方向开展。总而言之，模具设计与制造将会彻底的摆脱主要依靠人工的生产方法，这样才能使模具制造更合理化，构造更简化,精度更高，为将来各行业的开展提供

12、新的活力。第1章加工零件的工艺分析1.1零件分析零件简图如图1-1所示:ori册 A08F 厚 A： 1 mm图1-1零件图1.2冲压件的工艺分析该零件类似于餐盒构造，如图1-1所呈现的是带凸缘的盒形件，材料的厚度：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的各项要求。1、材料：08钢为优质碳素构造钢，属于深拉深级别钢，具有良好的深拉成形性能、焊接性以及压力加工性，主要用于工程构造和受力较小的机械零件。综合评适合冲裁加工。2、工件构造：此工件为盒形带凸缘拉伸件，拉伸高度不大，孔在底 部并且不在拉伸变形区域。3、 尺寸精度：零件图上

13、工件咼度14mm工件外轮廓R42mm、30属 于IT14尺寸精度，一般冲压均能满足精度要求。1.3制定冲压工艺方案从零件的构造特点以及冲压变形特点来看，该零件冲压工序性质有拉深和落料两种。根据工序性质可能的组合情况，该零件可能的冲压方案有:方案一：先落料、拉深。采用单工序模生产。方案二：落料、拉深复合冲压。采用复合模生产。方案三：拉深、落料连续冲压。采用级进模生产表1-1各类模具构造及特点比拟模具种类比拟工程单工序模级进模复合模无导向导向有零件公差等级低一般可达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0.2 6mm可加工复杂零 件

14、，如宽度极小的异 形件形状与尺寸受模具构造与强度限制，尺寸可 以较大，厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高 质量制件需较平由于压料冲件的同时 得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率咼冲件被顶到模具工作 外表上，必须手动或机 械排除，生产效率较低平安性不平安，需米取 平安措施比拟平安不平安，需米取平安措施模具制造工作量和本钱低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低 的小批量冲件的 生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较 高，平直度要求高的中 小型制件的大批量生

15、产根据分析结合表分析：方案一：这个方案是分步骤，一步一步实现工艺，先进展落料，再进 展拉伸，最后到修边，这项工艺就是完毕了整个工艺流程，需要设计计算 出拉伸模以及配合的尺寸，这样一来需要大量的工作量，且零件拉伸定位 较困难。所以不采用方案一来制造模具。方案二：复合模具就是没有中间的取放过程，提高了生产时的效率， 虽然方案二较方案一复杂，但是节约了模具的本钱，而且加工精度较高， 能够保证零件加工精度要求，在冲裁时，零件处于受压状态，零件外表平 整。方案三：是利用一个叫做料带是连续模生产，大大提高了生产的效率,但是模具本钱也相对方案二较高，方案二和方案三都能满足冲裁精度要求,但是就方案三而言，设计

16、时模具零件的设计较为复杂，模具的制造周期比 拟长。综上所述，为了满足零件制造的精度要求，以及年产量，采用方案二 复合模生产。第2章模具总体设计2.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模具方式冲压，所以模具类型为复合模。2.2操作方式零件的生产批量为大批量，但合理安排生产可以提高生产效率。根据 零件本身的条件要求可用自动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低 生产本钱，提高经济效益。2.3卸料、出件方式卸料方式由于工件平直度较高，料厚为1mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件外表，

17、故可采用 刚性卸料即可满足要求。232出件方式因采用复合模生产，故采用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由于毛坯的各项异性和模具间隙不均匀等因素的影响，拉伸后工件的边缘不整齐，甚至出现突耳，需在拉伸后进展修边，所以在计算毛坯 料直径时，要确定是否增加修边余量。由于其工件相对高度h/d=14/84=0.17V 0.5，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= .df2 1.72d(rp 山)0.56(心2)4dh依图 df=84mm,rd=5mm,h=13mm，d=43mm,rp=6mm

18、代入上式得:D= .842-1.72 43 (6 5)-0.56 (62-52) 4 43 1592 mm(3) 确定是否需要压边圈根据坯料相对厚度：t/D=1/92=0.1V 2,采用压边圈。3.2确定拉伸次数由于拉伸件的高度与其直径的不同，有的拉伸件可以用一次拉伸制成，而有的高度大的拉伸件，那么需要屡次拉伸才能完成。所以根据工件的相对高度 h/d丨和毛坯的相对厚度t/D丨的大小确 定拉伸次数。差表可知，由于工件相对高度 0.17小于一次拉伸时的相对高 度0.570.7，那么可以一次拉伸。3.3排样及材料的利用率排样方法冲裁件在板料，带料或条料上的布置方法称为排样。合理的排样是降 低本钱和保

19、证冲件质量及模具寿命的有效措施。应考虑以下原那么：1、提高材料的利用率不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变 冲件形状2、合理排样可使操作方便，劳动强度低。3、模具构造简单寿命长4、保证冲件质量和冲件对板料纤维方向的要求根据零件的形状和排样方法确定为直排排样，如下列图所示：按照图3-3可知：零件布距 S=123.5mm条料的宽度 B=D+2*a=96mm材料的利用率衡量材料的经济利用率的指标是材料的利用率。S总 /（ s B）100%9270.85/（123.5 96） 100%78.2%第4章冲压模具设计4.1确定冲压类型及构造形式在冲压工艺性分析后拟定冲压工艺方案时选择复合模，又因零件的几

20、 何形状简单对称，复合模构造简单，操作方便，又可直接利用压力机的打 杆装置进展推件，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、切边力和推件力的总和，它是冲裁时选择压力机，进展模具 设计，校核强度和刚度的重要依据。落料力F 落 1.3?0.8Lt b1.3 0.8 348.51 320 1 115984.128 116N卸料力F卸K卸F落0.04 116N4.64 KN拉伸力材料强度极限b 320 441MPaF拉 K dt b0.45 3.14 43 1 400N 24.3KN压边力单

21、位压边力 P=2.5MPaF 压/4D2-(d 2rd )2P3.14/4 922 (43 2 5)2 2.5N11.1KN总冲压力为：F 冲 F落 F卸 F拉 F 压116 4.64 24.3 11.1156.04KN从满足冲压力要求看，选用160KN 规格的压力机，其主要技术参数10 / 30公称压力：160KN滑块行程：70mm最大封闭高速：220mm最大圭寸闭调节量：140mm43计算模具压力中心模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点。冲模压力中心应尽可能 和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳工作，减少导向件 的磨损，从而提高模具的寿命。冲模压力中心的求法，采用求平行力系合力

22、的作用点方法。由于绝 大局部冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚度不变，轮廓局部的冲裁力与轮廓长 度成正比，所以，求合力的作用点可化为求轮廓线的中心。由下列图可知，压力机的中心就在圆心上。图4-3压力机中心4.4.计算模具零件主要工作局部刃口尺寸基本尺/mm凸鮭淮凹曲卷玄于IIUIImmfl 020nr2018fl. 02030加fl 020HO120A0Q50JO35121)JflO0040表4-4凸凹模制造间隙表仁落料刃口尺寸计算R220o.1Da (D-X )(22- 0.5 1)00.040.0421.5o凹模刃口尺寸按照凸模实际尺寸配制，保证间隙值2、刃口尺寸计算300°'2

23、10.1 0.4mmdT (d-X )0(30-0.5 0.21)00.040.0230.105。 mmdA (d X Z min )0(30 0.5 0.21 0.1)00.040.0230.2050 m m冲孔凸模、凹模采用分开加工的方法配制加工。第5章模具零件的选用5.1模架的选择模架的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，上下确定模架精度；根据产品零件精度要求，形状，板料送料方向 选择模架精度；根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格。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=10

24、mm ，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冲压设备的选用通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J23 16能满足使用要求其主要技术参数如下：公称压力：160KN滑块行程：70mm最大闭合高度：220mm工作台尺寸前后 X左右：710mm x 480mm模柄孔尺寸：50mm x 70mm最大倾斜角度：30°第6章模具制造技术要求

25、设计模具时，应根据模具零件的功能和固定方式及配合要求的不同，合理选用其公差配合、形位公差及外表粗糙度。否那么，将不仅直接影响模具的正常工作和冲压件的质量，而且也影响模具的使用寿命和制造本钱。6.1外表粗糙度及标准为了较少金属流经模腔的阻力，降低摩擦和防止发生粘滞现象，模具外表必须非常光洁，并应对整个模腔进展仔细研究表6-1 模具零件粗糙度粗糙度使用围配合面零件部件Ra0.21. 抛光的成形面及外表2. 精细配合的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. 凹模工作外表，行腔外表、圆角，高精细导柱和导套的压入面Ra0.81.零件的固定和支撑外表凹模夹持固定，尾部端面

26、和非工作不分；凹模的外外表和上下外表；垫板和垫块平面；凹模支承的断面及外外表2.工作局部滑动外表顶料杆与凹模；环形顶出器与凸模和凹模一般精度的导柱、导套的滑动外表3.密合外表横向分割凹模的接触面4.导向外表凸凹模自身导向的滑动面5.过盈配合和过度配合的紧固外表凸模与固定套，组合凹模的压配合面Ra1.6一般配合部位非配合的滑动外表支承面模柄外表、销孔、顶杆、打料杆的滑动面，模板，模低平面6.2配合要求模具中常用零件的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、导套分别与模板H7/r67固定挡料销与凹模H7/h6H7/h62导柱与导套H7/h6H6/h58活动挡

27、料销与卸料板H9/h8H9/h93导板与凸模H7/h69初始挡料销与导料9/f84压入式模柄与上模板H7/m610侧压板与导料板 导尺H8/f9表6-2模具零件的公差配合配合形式导柱宜袴舰合后的过AH6/h5H7/h6的闾隙滑动配合百L80.0030.0010.0050.015> 18-280.004-0.011G.O0&-O.C18> 28500M5MK0130.0070.022> 50000.0050.015O.OO0-O.C25> 301000.006-*0.0160.009 MD.02SA LS350.010.02表6-2-1导柱和导套的配合要求第7章编

28、写技术条件填写冷冲压工艺卡片,模具中重要零件机械加工工艺过程卡,在生产实际中，一般仅需填写卡片，分别如下所示: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，磨侧基面保证互相垂直平面磨床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6X © 11钻床9热处理淬火,回火,保证HRC606410平磨磨厚度及基面见光平面磨床1线切按图切割各型孔,留0.0050.01 单边线切1割研量割机床

29、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，磨侧基面保证互相垂直平面磨床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4X © 11，攻4-M11 螺纹钻床9热处理淬火,回火,保证HRC606410平磨磨厚度及基面见光平面磨床1线切按图切割各型孔,留0.0050.01 单边线切1割研量割机床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

30、工序号工序名称工序容设备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钳工抛光达外表要求7热处理淬火,回火,保证HRC58628钳工磨平上下外表达要求9检验第8章设计并绘制模具总装图及选取标准件总装图及标准件见打印图纸毕业设计小结本次毕业设计让我系统地稳固了大学三年的学习课程，通过毕业设计 使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。从2012年10月到12月，我们历时两个月，系统地稳固了如：?塑料模具与冲压模具 ？、?机械制图？、？模具加工工艺？等许多课程。从分析零 件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导教师

31、的带着下，每一个环节都 是我自己设计制作的。在这次毕业设计过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有 了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主 要工艺参数的计算，模具的总体构造设计及零部件的设计等都有了进一步 的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计 方法对我们以后的工作和开展有着十分重要的意义。总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作的关键一步，验了我大学三年学习的成果，文中上述所有容主要是在讲述模具设计 的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的

32、模具,以到达生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具构造确实 定是模具设计的重要容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要 求。通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提 高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能到达规定的各项性能指 标。结论模具号称 工业之母对整个国民经济开展起到主导作用，所以要重视开展模具工业是当今必不可视的工作，从目前国外开展的水平看远远不如兴旺国家，虽然进口大量国外的加工设备，例如德国，日本的设备虽然有所改善。但对于一个企业来说，企业之间的竞争就是技术之争，但模具的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，构造又复杂，对模具设计要求的难度很大，对模具精度要求也很高，对于一个企业来说，模具直接