拉伸模课程设计说明书

1、模具课程设计说明书 目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 、/.、-C前 前 II2 二冲压件进行工艺分析7 三工艺方案的分析和确定,7四模具压力中心的确定10 五模具主要零件尺寸的确定,10六模具凸凹模的校核14凹模高度的校核14凸模的长度校核15七选择冲压设备,15八冲压工艺单17 九设计小节18 十参考资料19摘要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对筒形零 件的落料工艺性和拉深工艺性，确定用一幅复合模完成落料和拉深的工序过 程。介绍了筒形零件冷冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、零件质

2、 量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其 确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸， 排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺 力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。同时具体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫 板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制 一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合 理的装配图。关键词：复合模；拉深；落料；冲压1.刖言1.1模具在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控

3、制和限制材料（固态或 液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质 量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技 术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上 决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业， 正日益受到人们的关注。早在 1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策 要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要 领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业

4、领域里，日 益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60% 90%的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模 具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一 市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一， 汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重 点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80%的模具需要更换。中国摩托

5、车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件 2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模 具生产。一个型号的摩托车生产需 1000副模具，总价值为1000多万元。其他 行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞 士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本 低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期， 沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技 术水平，对于促进国民经济的发展有着特别

6、重要的意义。1.2各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模， 橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他 们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占 模具总数的50%以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口 模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模， 压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。 按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热

7、模锻压力锻模，平 锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻 模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具， 精锻模具，等温模具，超塑性模具等。塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35%,而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此 外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温 和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模 具总数的6%。粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模 有

8、：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材 料，铸造(凝固理论)，塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综 合，其复杂程度显而易见。1.3我国模具工业的现状自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供 了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的 总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已 达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以 10% 15%的速度快速增长。目前，我国17000多个

9、模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专 业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企 业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和 浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体 企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活 力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其 产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康 佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模 具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产

10、值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的 约占三分之一。其中，冲压模具约占50 %（中国台湾：40%），塑料模具约占33%（中国台湾：48%）,压铸模具约占6%（中国台湾：5%），其他各类模具 约占11 （中国台湾：7%） 0中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961 1981），成长期（1981 1991），成熟期（1991 2001）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气， 电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商 （如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸 造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，

11、陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981年一一1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴 于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业 产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及 家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CA技术的时间相当早。成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委

12、托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工 业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升 级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997年11月间台湾凭借模具产 业的实力，获得世界模具协会(ISTMA认同获准入会，正式成为世界模具协会 会员，。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技 术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统 的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电 等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模 具。1.4我国模具技术的现状及发展趋势20世纪

13、80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出 来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以 来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15%的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将 技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了 模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国 的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快 速发展，成为模具制造强国。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无 论是数量还是质量仍满足不了国内

14、市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不 小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小 与国际先进水平的距离。注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速 发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密 化。加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期， 降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将 日渐广泛。推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发 展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/

15、CAM/CAE技术是模具设计制造的 发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不 断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高 速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应 用。第一章零件图及工艺方案的拟订制件如图1所示，材料为08F- n -S，料厚为2mm制件精度为IT14 ,大批量生产，形状简单，尺寸也不大，大批量生产，属于普通冲压件。图1碗形塞冲压件1.1冲压件进行工艺分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计 时，应特别注意以下几点:1该制件为圆形拉深件，因此

16、在设计时，毛坯尺寸的计算是一个重点。2要确定落料、拉深各工序的顺序。3制件不大，可能需要经过多次拉深。如果需要经过多次拉深，则拉深工 序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和模具设计的关键。4冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深工序的高度的确定，应符合制 件的要求。5各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序运动稳妥、连贯。1.2工艺方案的分析和确定1.2.1工艺方案分析根据该零件的形状特征，该产品属于拉伸件，需要进行落料、拉伸二道工 序。根据落料、拉深各工序二道基本工序，可以对它们作不同的组合，排出顺 序，即得出工艺方案，具体可排出一下五中方案：方案一：落料与拉伸复合完成。方案二：先落料

17、，再拉伸。方案三：先拉伸，再落料。方案一中，形位精度相对较底，但是模具结构较简单，制造周期较短，生 产成本不高，对精度要求不太高，中小批量生产比较合适，对于模具的磨损修 复也比较容易。方案二中，形位精度相对方案二高，但是模具结构较复杂，制造周期较 长，生产成本较高。方案三中，由于是单工序模，模具结构简单，生产成本底，但是生产效率 底，生产批量不大，产品的形位精度不高。根据现有条件和技术水平，产量及经济方面考虑，选择方案一。122主要工艺参数计算计算拉深工序间尺寸：为了计算拉深工序间尺寸必须先确定拉深次数从而 确定计算方法。1毛坯尺寸零件的相对高度 h/d = (14-1)/(56-2)= 0.

18、240 ,而高度 h1020mm根据文献1查表4 3可知，修边余量3= 1.2伽，因而毛坯直径为) + 6281 + 82di = 56-(2.5+2) X 2 = 51.5 伽，d2= 56-2 = 54 mm, = 1.2 mm,h= 14-2.5-2 = 9.5 m, rg= 2.5+0.5 = 3 m=79.81 m取 D= 80 m2确定是否用压边圈毛坯的相对厚度t/d X 102 = 2/80 X 102= 2.5%,根据文献1查表4 18得, 采用压边装置。3确定拉伸次数采用查表法，当 t/d X 102 = 2.5 %, h/d = 16.6/43.8 = 0.240 时，根据

19、文献 1查表 4 8 得 n= 1。4确定各次拉伸的直径根据文献1由表4 6查得m = 0.5,d1 = 0.5 X 70= 35 m=0.096mm则凸模尺寸为D)=7900192计算拉深凸、凹模工作部分尺寸根据文献1查表4-23得S p=0.03mmS d= 0.05mm凸模尺寸：Cb= (50.3+0.4 X 0.52 )打.03 =51.60 打.03凹模尺寸：Dd= (50.3+0.4 X 0.52+2 X 2.1 ) 00.05 =56.60 00.05模具结构的设计卸料、压边弹性元件的确定1确定卸料弹簧计算的卸料力F卸=3 KN,选用四根弹簧，则每根弹簧的受力为 F=750N 选

20、用的弹簧直径为 3.0mm,中径为16mm节距为6.64mm每圈最大工作负荷为 110.65N,每圈最大变形为4.317mm选用十圈。H 自=6.64 X 10=66.4mm取预紧高度为L预=2.4mm安装高度为H装=H自-L预=(66.4-2.4)mm=64mm卸料力为F=25.63 X 30.4=780N750N 符合要求。2确定压边弹性元件选择压边元件为橡胶。冲裁件的排样以有废料排样为依据：b1 /1 /1f/ 厂1 / 1宇1f1* 1图3根据文献4查表3-20得a = 0.8伽，B= 1.0伽。对于08F- n -S要取大 点，贝U a=2mm,b=2mm5模具凸凹模的校核1.5F(

21、1凹模高度的校核根据文献3查表20.1-18凹模的强度计算公式:根据文献2查表4-12得6 s= 353Mpad = 70mm d0 = 90mm F=78000N u 1.5 78000“ 2 70、H=(1-) =12.6mm353370凹模的厚度20mmH，符合要求。凸模的长度校核根据文献3查表20.1-10凸模的稳定能力校核计算公式:-3Lmax= C 2Ed0V ti(f)查表 20.1-11 得 C=0.1根据文献2查表 4-12 得 t =450MPa E=200X 103MPad0= 90mm t=1.2mm：2 汉 200 汉 903 Lmax= 0.173mmV 1.2 乂

22、 450凸模的高度为H= 67伽w Lmax符合要求。其它尺寸及销钉、螺钉等的确定都是事先按照强度计算来选择的6压力机的选择由于该制件是一件小型制件，且精度要求不高，因此选用开式可倾压力 机。它具有工作台面三面敞开，操作方便，成本低廉的优点。由于冲裁、拉深复合模的压力行程的特点是在开始阶段即需要很大的压力，而在拉深阶段所需 的反而要小的多。因此若按总的压力来选取压力机，很可能出现虽然总的压力 满足要求，但是在开始阶段冲裁时已经超载。同时，选用拉深压力机还应该对 拉深功进行校核，否则会出现压力机在力的大小满足要求，但是功率有可能过 载，飞轮转速降低，从而引起电动机转速降低过大，损坏电动机。因此精

23、确确 定压力机压力应该根据压力机说明书中给出的允许工作负荷曲线，并校核功 率。但是在一般条件下，可以根据生产车间的实际情况，在现有压力机中选取 选择压力机公称压力时，应该使落料力和拉深力分别在压力机的许用公称 压力范围内，而不是简单的将落料力与拉深力相加后去选择压力机。落料时， 欲使压力机的精度高保持良好的工作状态，最好在公称压力的80鸠下使用F公称 =F 总 /80%=240.16KN根据冲压模具简明设计手册表 13.9，可预选选择公称压力为250kN开 式双柱可倾压力机，其参数如下：表1-2压力机参数型号J23-35公称压力/KN250最大闭合高度/mm270滑块行程/mm250闭合高度调

24、节量/mm55滑块行程次数/-1mm60滑块中心线至 床身距离/mm200立柱距离/mm270工作台尺寸/mm前后370左右560工作台孔尺寸/mm前后200左右290直径260垫板尺寸/mm厚度50直径-模柄孔尺寸/mm直径50深度70滑块底面尺寸/mm前后190左右210床身最大可倾斜角度/( o)20图48设计小结通过本次毕业设计，使我清楚了自己这三年来收获了什么、收获了多少，从 而给自己一个全新的、正确的定位，为以后更好的学习指明了方向，更为以后 的工作奠定了基础。总体上来说在开始的设计时，感觉一切都是那么陌生和生疏，根本就无从 下手。这与我觉得所学的知识都掌握得很好形成了一个鲜明的对比。无奈之 下，只有把借来的资料全部翻看了一遍，这样才对设计的切入点有了一个准确 的定位。在毛坯尺寸计算时，把数据代入公式的时候，没有弄清公式中字母所 代表的含义和具体意义，就自以为是的把数据代了里面，结果后面设计了很大 的一部分的内容偶然发现所写的数据不对，再回头重新计算，前面的内