毕业论文（设计）小凸缘筒形件冲压工艺与模具设计

1、诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 小凸缘筒形件冲压工艺与模具设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 1120211429 学生： 指导教师含职称： 副教授 1课题意义及目标 通过毕业设计，锻炼学生综合运用所学的根底与专业知识分析、解决工程实际问题的能力，初步掌握冲压模具设计的方法、流程，熟练掌握使用各种工具书籍，使学生初步到达工程师所具备的根本素质。2主要内容(1) 对给定工件进行工艺分析，确定出科学合理的工艺方案； (2) 进

2、行冲压工艺计算； (3) 参考模具图册，查阅相关资料，设计出合理可行的模具结构； (4) 模具主要工作零部件的设计计算： (5) 编写设计说明书3主要参考资料 3 肖祥芷，王孝培. 冲压设计大典 M 4 吴宗泽，罗圣国. 机械设计课程设计手册 M4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，完成开题报告2021.12.012021.12.312完成工艺计算、确定工艺方案2021.01.013确定模具结构方案，中期检查2021.03.214模具总体设计、结构设计5完善设计内容、完成设计说明书及辩论工作审核人： 年 月 日小凸缘筒形件冲压工艺与模具设计摘 要：简单的表达了冲压设计对目前工业生产

3、的重要性，同时介绍了冲压设计的根本内容及一般的工作程序。通过对“小凸缘筒形件冲压工艺及模具设计毕业设计，让我对冲压模具设计的步骤有了以定的了解。首先对产品零件做工艺性分析，确定工艺方案，进行工艺计算，确定切边余量、计算毛坯直径、判断能否一次成形、确定排样图、落料、拉深力的计算，确定冲压设备。其次对个工序模具进行设计，落料凹模、凸凹模落料凸模，拉深凹模、拉深凸模的设计凸模圆角半径、凹模圆角半径、间隙、凸、凹模尺寸公差、压力中心对压力机进行选择。最后选择模架，计算凸模长度、凹模高度和壁厚、凸模固定板尺寸、校核强度。根据模架选择其他零部件，确定模具闭合高度，对冲压模具进行安装调试。关键词：模具， 圆

4、角半径，尺寸及公差，单边间隙，凸凹模The design of stamping process for the small flange cylinder paresAbstract：This paper simply describes the importance of stamping design to the current industrial production. It introduces the basic content and general working procedure of stamping design. Through the graduation de

5、sign of the small flange cylinder stamping process and mold design , I have a set of steps to do the design of stamping mold. First this paper makes process analysis of the part and determines the process scheme. It makes process calculation and determines the cutting edge margin. It calculates the

6、diameter of blank and determines whether a forming or not. It determines the layout map falls the material. It determines the stamping equipment through the drawing force calculation. Secondly this paper makes mold design of all process. It includes the design of blanking mold, punch (blanking punch

7、, drawing mold) drawing punch (punch radius, mold fillet radius, clearance, convex and concave mold size tolerance, the pressure center of Press). Finally this paper chooses the mold. It makes the calculation of the length of the punch ,the height and thickness of the die and the plate size of the p

8、unch plate size,it check the strength. According to the selection of mold,it chooses other parts and determines the closed height of the mold .Then it makes installation and commissioning of stamping dies.Keywords: Mold, radius, dimensions and tolerances, unilateral gap,conve concave mold目 录TOC o 1-

9、3 h u HYPERLINK l _Toc4885 1 前言1 HYPERLINK l _Toc32246 冲压工艺及模具设计概论1 HYPERLINK l _Toc6918 冲压工艺及模具设计的根本内容1 HYPERLINK l _Toc9969 1.3 冲压工艺及模具设计的一般程序1 HYPERLINK l _Toc9549 2 冲压件工艺分析3 HYPERLINK l _Toc8598 产品零件材料分析3 HYPERLINK l _Toc28051 2.1.1 产品零件的尺寸精度、断面质量分析3 HYPERLINK l _Toc4673 2.1.2 产品零件的工艺性分析 .螺孔及销钉的

10、数目。初定螺孔数目为4个，销钉数目为2个。 产品零件的落料凹模结构简单，因此采用整体式结构。其凹模结构图如以下图所示： 图4.2 落料凹模 拉深模的设计 (1) 拉深模的凹模圆角半径: . .式4.4t为材料厚度1mm，取=12mm。 (2) 拉深模的凸模圆角半径: 一般与取相等，拉深成形时，应等于零件的内圆半径，取=12mm。 3拉深间隙: 有压边圈拉深时单边间隙值查表?冷冲压模具设计与制造? 主编 王秀凤 万良辉 北京航空航天大学出版社P152 .式4.5 t为材料厚度1mm，取 4.2.1 凸模的结构设计1凸模的结构设计的三原那么 精确定位 固定板上安装了凸模时，凸模在工作过程中其轴线或

11、母线不允许发生任何方向的移位否那么将造成冲裁间隙不均匀是材料变形，降低模具寿命，严重时将造成啃模。 防止拔出 回程时，对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应做到防止凸模从固定板中拔出来。 防止转动 工作段截面为圆形的凸模：不存在防止转动的问题。工作截面为较简单的凸模：长圆形、半圆形、矩形等，为了防止造成啃模，将凸模固定板简化为圆形来防止转动 在设计各种凸模结构的时，需注意全部都要满足这三条原那么。 2拉深凸模结构通气孔直径一般可适当在38mm之间选取，取8mm。凸模结构如以下图 图4.3 拉深凸模 凹凸模的设计 凹凸模结构如下图 图4.4 凹凸模落料凸模与拉深凹模 压边圈的设计 经计算产品零件只需要

12、一次拉伸就能成形，为防止出现起皱情形，确定使用压边圈进行防止起皱。 产品材料的相对厚度t/D=0.0036,工件的拉伸系数为确定为m=0.54，选取普通平端面凹模拉深,(0.090.17)(1-)=0.01650.0246，t/D销钉直径的通孔，以便拆卸料板时顶出销钉。假设是板料较薄，在采用固定卸料方式的情况下，会引起板料严重翘曲变形，保证不了工件的加工质量，增加废品率。在间隙过大时，很可能会出现卡死现象，破坏模具精度，严重时可能损坏模具。因此，采用固定卸料方式，按生产经验，板料厚度不宜大于0.8mm。固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.8倍，板料厚度超过3mm时

13、，可与凹模厚度一致。固定卸料板形孔与凸模的单面间隙可以取，本设计取0.2mm。 推件装置的设计 复合模出件均为逆出件，冲入凹模内的工件需由出件装置反向推出或顶出。倒装复合模的出件装置在上模，也称为推件装置，顺装复合模的出件装置在下模，也称为顶件装置。推件装置一般由推件板、推杆、打板、打杆组成。在回程，当滑块内的打杆横梁撞击到床身两侧的限为螺钉时，便产生推件力，并通过打杆、打板、推杆传至推件板。类似的装置。 推件板的结构形式为了防止推件板从凹模内脱出，其结构形式一般采用凸缘式的。这种结构是普遍采用的结构。对于圆截面的推件板，这种整体凸缘结构具有结构简单、容易加工的优点。对于非圆截面的，特别是不规

14、那么截面的推件板，工艺性就很差。那么采用分体式的结构。故在此采用圆截面推件板。4.10.2 推件板的尺寸与公差推件板是出件装置中最重要的零件。其截面形状与凹凸模很相似，其外形与凹模有配合关系，其内形又与凸模有配合关系，因此加工难度较大。工作时，推件板应平稳，防止卡死。为此，推件板与凹模和凸模应取小间隙的配合。间隙取得过大反而容易卡死。推件板与凹模和凸模的配合有如下三种方式：1推件板的外形与凹模、内形与凸模均按小间隙配作。2推件板的外形按凹模配作成小间隙配合，而内形按凸模配作成大间隙配合。3推件板的内形按凸模配作成小间隙配合，而外形按凹模配作成大间隙配合。4.10.3 推件板的极点位置推件板的下

15、极点位置：应保证其端面超出凹模面0.20.5mm，以便在出件时使工件与凹模彻底脱离。推件板在上极点位置：其工作段不应脱离凹模直壁段，应有不小于4mm的配合段。而且此时凹模内至少应能容纳34片工件，防止在出件装置损坏或失灵时，操作人员有足够的时间来停止机器工作，防止出现撞击发生损坏模具或机床的事故。4.10.4 打杆与打板的设计在倒装复合模的推件装置中，为了避开拉深凸模，设计时需注意如下两点：1推杆尽可能对称分布，以便使推件力均衡分布、推件装置动作平稳。2打板的平面面积尽可能减小，其平面形状尽可能不用完整的矩形和圆形。选取打杆的结构形式为一端有大头的光杆。打杆的直径应比模柄孔直径小0.51mm。

16、设计打杆时打杆长度确实定：打杆横梁可以撞击到打杆，打板的自由升降不能让打杆所影响。设计时一般按下式要求来确定：当推件板处于下极点位置时，打杆上端应超出压力机滑块打杆横梁孔的底平面约15mm，因此设计时需选定压力机滑块底平面到打杆横梁孔之间的距离。故其结果见装配图。5 其它冲模零件设计5.1 模柄的选择查表10.30?最新标准模具应用手册? 主编 杨占尧 化学工业出版社P348选用B型凸缘模柄，用34个螺钉紧固在上，模柄与上模座之间采用H7/H6配合。模柄结构如以下图所示： 图5.1 凸缘模柄结构图 凸模固定板本设计中凸模固定板和凹模板是一样的。固定凸模的型孔根据所设计的凸模结构进行设计的，对于

17、圆凸模，取凸模固定端的直径按H7精度加工；对于用螺钉吊装的直通式凸模，要求型孔按凸模实际尺寸配作成H7/h6；取凸模固定板的厚度为30mm。5.3 垫板在凸模固定板与上模座之间加一块淬硬的垫板，可防止硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲压力而出现凹陷，致使凸模松动，造成模具的平安隐患。又是为了提干模具寿命，也可在下模座和凹模之间添加垫板。垫板的平面形状与尺寸和固定板相同，其厚度一般取610mm。在垫板上穿过连接螺钉、卸料螺钉和定位销时要钻通孔，通孔的直径要略大一点。注意：装配模具冲裁间隙调整完后，与模座和固定板一起经钻孔、绞孔加工出穿销控，为了防止销钉不好打入垫板，应在垫板淬火前扩大穿销控。5.

18、4 紧固件冲模上的紧固件：包括连接螺钉和定位销钉。连接螺钉的受力比拟大时要用六角螺钉连接，六角螺钉特点：45号钢制造，并淬火达，可以加大六角螺钉的拉应力。连接螺钉的受力比拟小时可以选用普通圆柱头螺钉，通常不采用半球头螺钉槽容易拧坏或沉头螺钉装配时不变便调整。5.5 定位销定位销钉采用普通圆柱销，可以承受一定的切应力。6 模具的装配 6.1 复合模的装配凸凹模通常用来当作复合模具的装配基建。复合模具装配顺序为：装配模架；装配凸凹模组件凸凹模及其固定板和凸模组件凸模及其固定板；将凸凹模组件用螺钉和销钉安装固定在指定模座正装式复合模为上模座，倒装式复合模为下模座的相应位置上；以凸凹模为基准，将凸模组

19、件及凹模初步固定在另一模座上，调整凸模组件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分别与凸凹模的内、外刃口配合，并保证配合间隙均匀后固紧凸模组件与凹模；试冲检查合格后，将凸模组件、凹模和相应模座一起钻铰销孔；卸开上、下模，安装相应的定位、卸料、推件或顶出零件，再重新组装上、下模，并用螺钉和定位销紧固。6.2 凸、凹模间隙的调整冲模中凸、凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸、凹模间隙的大小及均匀一致性。凸、凹模在进行加工时就可以确定凸、凹模的间隙大小，而凸、凹模之间间隙的均匀性那么是在模具装配时保证的。冲模装配时调整凸、凹模间隙

20、的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值的大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。其方法如下：按图样要求组装上模与下模，其中一般上模只用螺钉稍微拧紧，下模用螺钉和销钉紧固。在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸、凹模单面间隙的垫片金属片或纸片，再将上、下模合模，使凸模进入响应的凹模孔内，并用等高垫铁垫起。观察凸模能否顺利进入凹模，并与垫片能否有良好的接触。假设在某方向上与垫片接触的松紧程度相差较大，外表间隙不均匀，这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板，使之调整到凸模在各方向与凹模孔内碘片的松紧程度一致为止。调整适宜后，在将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。 6.3 模具的总装配图 图 落料

21、、拉深、成型复合模1下模座、2螺钉、3固定板、4螺钉、5导柱、6销钉、7上模座、8导套、 9销钉、 10垫板、11凸缘模柄、12打杆、13螺钉、14螺钉、 15推件块、16 凸凹模、17固定卸料板、18导料板、19压边圈、20落料凹模、21拉深凸模、22推杆、23销钉 6.4 模具工作过程 模具安装在冲床上以后，首先机床进行试运行，确认机器平安后再进行冲压。在送条料时顺着导料板送料，根据导料销来确定距离。第一步落料：凹模和凸凹模落料凸模、拉深凹模完成落料。第二部拉深：拉深凸模与凸凹模落料凸模、拉深凹模完成拉深。第三部卸料：工件在凸凹模落料凸模、拉深凹模内，回程时推出工件。7 结 论本次毕业设计所设计的题目是“小凸缘筒形件冲压工艺与模具设计，通过本次设计，让我对冲压模具内部结构和拉伸模具机构有了一个很全面的了解，冷冲压模具的设计与制造在现在以及以后生产生活中起所的作用，明白了冷冲压模具在以后的机械工业开展中所扮演的角色，也为自己以后更好的学习该方面的知识指明了方向。通过本次毕业设计，让我对大学四年所学习的知识进行了一次前所未有的整理与融会贯穿，也对一些模具知识有了一