模具设计油杯说明书

1、1 / 38系别:机械工程系专业:模具设计与制造班级:姓名:设计题:油杯指导老师:提交日期:设计说明书1.1原始资料一、设计题目油杯落料、拉深、成型、修边复合模设计及典型工作零件的工艺分析二、原始数据1、 冲压件零件图（包括零件尺寸、精度、材料等）。2、 生产批量为大批大量。三、设计要求1、 保证规定的生产率和高质量的冲压件的同时，力求成本低、模具寿命 长。2、 设计的冷冲模必须保证操作安全、方便。3、 冲模零件必须具有良好的工艺性，即制造装配容易、便于管理。2 / 384、便于搬运、安装、紧固到冲床上并且方便、可靠。5、保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。四、设计图纸模具总装图

2、一张全部模具零件图纸(其中至少有一张电脑绘图)所有图纸折合成0号图不得少于3张。五、设计说明书1、资料数据充分，并标明数据出处。2、计算过程详细、完全。3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。4、内容条理清楚，按步骤书写。5、说明书要求有计算机打印出来。六、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制 加工工艺卡和工序卡。1.零件的工艺性1.2零件材料及其冲压工艺性分析1.2.1零件材料的分析冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组成 的复合模、级进模等各种模具。 设计这些模具时， 首先要了解被加工材料的力学性能。 材料的力学性能是进行模具

3、设计时各种计算的主要依据。 故在分析零件冲压成形工艺， 设计冲压模具前，必须要了解和掌握材料的一些力学性能，以便设计。现将油杯零件 材料为10号钢的力学性能主要参数及其概念叙述如下：(1)应力：材料单位面积上所受的内力，单位是N/mm2,用Pa表示。106Pa=1MPa；2 91MPa = 1N/mm2；109Pa = 1GPa。(2)屈服点cs： 材料开始产生塑性变形时的应力值，单位是N/mm2。弯曲、拉深、 成形等工序中， 材料都是在达到屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。 经 查表取cs = 206 MPa。3 / 38(3)抗拉强度cb。材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值

4、，单位是MPacb =294432MPa。(4)抗剪强度Tb。材料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。取Tb = 255333MPa。(5) 弹性模量E。材料在弹性范围内，表示受力与变形的指标，弹性模量大，表示材料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需要较大的力。E = 194 x 103MPa。(6) 屈服比cs/cb。是材料的屈服强度与抗拉强度之比，其值越小，表示材料允许 的塑性变形区越大，在拉深工序中，材料的屈服比较小时，所需的压边力和所需克服 的摩擦力相应的减小，有利于提高成形极限。(7) 伸长率S。在材料性能实验时，试件由拉伸试验机拉断后，对接起来测量长度， 其伸长

5、量与原长度之比称为伸长率，其数值用“”表示，其数值越大表示材料的塑 性越好。经查表可得，材料为10号钢的伸长率S=29%。综上所述， 对油杯零件材料10号钢的力学性能分析， 主要是为了便于模具设计中 各参数的计算，故在后序的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。1.2.2零件工艺性的分析冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工 艺过程包括备料冲压加工工序必要的辅助工序质量检验组合、 包装的全过程， 但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。 而冲压加工工序很多， 各种工序 中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况

6、及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的 结构工艺性。该零件为油杯，结构简单，对称，是典型的拉深件。在拉深过程中要注意控制拉 深程度，加工时，根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点：(1)拉深件圆角半径 ：拉深件的圆角半径要适合，应尽量大些，以便于成形和减少拉 深次数，避免在拉深过程中出现失稳现象即拉裂。拉深件底与壁的圆角半径应满足r1t。而在此设计中圆角半径R2t，故满足设计要求。(2) 考虑拉深件厚度不均匀的现象 ：在拉深过程中，一般为不变薄拉深，从理论分析 上说是不符合的， 在拉深过程中壁厚应有少量的变化， 如果在拉深件精度要求不高时， 一般

7、可以忽略不计，而在此设计当中我们应该考虑壁厚不均匀现象问题，加工出符合 图样要求的零件。(3) 拉深件的孔位布置 ：根据示图所示，该零件的孔位布置合理，处于中心部位。在冲孔时，要注意孔与拉深件的同心度的问题，孔到拉深底部边缘的距离d ._.1)落料；5 / 382) 拉深与成型复合。方案四：1) 落料、拉深与成型复合方案一：复合程度较低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道次多，效率 低，不适合大批量生产。故很少使用。方案二：将落料与拉深进行复合，工序少，生产效率较高，但模具结构较复杂， 安装、调试难于控制，同时模具强度较低。方案三：将拉深与成型复合 方案四：复合程度最高，模具结构复杂，安装

8、调试困难，模具成本提高，同时可 能降低模具的强度，缩短模具的寿命。根据以上四个冲压工艺方案的比较，四种冲压工艺方案各有其优点和缺点，为了 提高生产率，保证模具结构简单，冲压件尺寸稳定、精度高，故在此设计中选择方案 四进行冲制油杯。2.主要工艺参数的计算2.1落料尺寸的计算由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性，反映到 拉深过程中，就使桶形拉深件的口部形成明显的突耳。此外，如果板料本身的金属结 构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的 现象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。 这样在计算毛坯尺寸的 时候就必需加上修边余量然后

9、再进行毛坯的展开尺寸计算。根据零件的尺寸取修边余量的值为4.6mm查表57,冲压工艺与模具设计实用技术 在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用适当的工艺措施，则其厚度的变化量还是并不太大。在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的 变化。6 / 38毛坯尺寸按公式D JdF4dh 3.44dr. 2.1所以D.120*1204*90*403.44*90*2=1682.2确定排样方案2.2.1确定排样、裁板方案冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样。排样是否合理，直接影响到 材料的利用率、零件质量、生产率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全。因此， 在冲压工艺和模具设计中

10、，排样是一项极为重要的、技术性很强的工作。加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因 此，材料利用率每提高1%,贝冋以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节 约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件 的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产 中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总 面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了 补充送料是的定

11、位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜 误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边 值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸查表19.118,冲压模具设计取搭边值为a 0.8mm进距方向a11.0mm于是有进距h D a-i168 1.0169mm.2.2条料宽度b D 2a 168 2 0.8 169.6mm. 2.3板料规格拟用1.0mmx600mmx1200mm热轧钢板（表18.324，冲压模具设 计）。由于毛坯面积较大所以横裁和纵裁的利用率相同，从送料方便考虑，我

12、们可以 采用横裁。7 / 38每板总个数n nin27*3212.2.2材料利用率依据（P203,冲压工艺与模具设计实用手册）n （D2d2）4100%A B221 1684100%600 120064.6%2.2.3计算零件的净重GG Ft .2.4依据（P264,冲压工艺模具学）2 2 1G 168（1.6 120 1.6）101 107.85g172.03g4式中 一密度，低碳钢取7.85 g cm3。内的第一项为毛坯面积，第二项为底孔废料面积，第三项（）内为切边废料面积。其排样如图2.1所示：裁板条数每条个数n21200169.67条余128mm600 1.01693个余92mm8 /

13、 382.3计算拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的 变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工序，应在毛坯 侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应力与在 危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系 数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法 得出的，我们可以通过查表来取值。该工件拉深一个过程，因此可以计算其拉深系数来确定拉深次数。其实际拉深系数为：m dD % .54.2-5材料的相对厚度为t D 1001 go 1001.11 .2.6凸缘的相对直径为dp/d仁%0333. 27凸缘的相对高度为hd4090 O.4444.2 8由表521，冲压工艺与模具设计实用手册可以查出，mmin0.48表522,冲压工艺与模具设计实用手册可以查出-0.58dmax因为凸缘的相对高度0.4444小于最大相对高度0.58,且实际