畢業(yè)設計落料拉深復合模設計[共33頁]

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1、東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 目錄 摘 要 在工業(yè)生產中沖壓成形技術應用是很廣泛的，板料沖壓技術是金屬加工的一種基本方法，它主要用于生產各種板料零件，具有生產效率高、重量輕、尺寸精度好、低成本并且容易實現(xiàn)機械化和自動化等特點。本文針對筒形零件的落料工藝性和拉深工藝性，將其設計為落料拉深復合模。 其設計說明中包括了沖壓件的工藝性分析、工藝方案的擬定、排樣設計、拉深次數(shù)、模具結構形式的合理性分析、及模具工作尺寸的計算、沖壓設備的選擇。對于落料拉深復合模來說，成形凸凹模的設

2、計也較重要。為了設計的合理化，盡可能選用了標準件，如模座，模架，導柱導套等。該論文中也對非標準的零件結構設計，并且附有相應的零件圖，最后根據(jù)零件結構設計和生產零件的要求生成了總裝配圖。 關鍵詞：復合模； 落料； 拉深； 裝配圖 ABSTRACT Stamping technology is widely applied in industrial production, sheet metal stamping is a kind of basic method of metal processing,it is used to produce all kinds of sh

3、eet metal parts, with high production efficiency, good dimensional accuracy and light weight, low cost and easy to realize mechanization and automation, etc.This article in view of the cylindrical parts blanking technology and deep drawing process, the design of deep drawing compound die for blankin

4、g.Its design notes including stamping manufacturability analysis, process scheme of layout design, drafting, drawing number, the rationality of the mould structure analysis, and the calculation of the die working size, the choice of stamping equipment.For blanking deep drawing die, the design of for

5、ming intensive also are quite important.To the standardization of design, as far as possible choose the standard parts, such as mold, mold base, pressing machine, etc. Non-standard parts structure design is given at the same time, with the corresponding part drawing, finally according to the require

6、ment of the parts structure design and production of parts to generate the general assembly drawing. Key words: Composite molding; Blanking; Drawing; Assembly drawing 目 錄 前 言 1 1. 工件分析 2 1.1 分析工件沖壓工藝性 2 1.2 分析計算確定工藝方案 3 1.2.1 確定工藝方案 3 1.2.2 計算毛坯尺寸 3 1.2.3 計算拉深次數(shù) 3 1.3 主要工藝參數(shù)的計算 3

7、 1.3.1 確定排樣、裁板方案 4 2.模具有關計算 5 2.1 計算工藝力，選設備 5 2.2 模具工作部分尺寸計算 5 3. 模具總體及零件設計 7 3.1 模具總體設計 7 3.2模具零件尺寸計算 7 3.2.1凹模厚度的計算： 7 3.2.2拉深凸模長度的計算： 7 3.2.3凸凹模的長度 7 3.3 模架及零件的選擇 8 3.4 標準零件的選擇 8 3.5 冷沖壓工藝規(guī)程卡片 9 4.模具零件的結構設計 11 4.1 落料凹模設計 11 4.2 拉深凸模設計 11 4.3 凸凹模設計 12 4.4 剛性卸料板設計 13 4.5 凸凹模墊板設

8、計 14 4.6 壓邊圈設計 15 4.7 模柄設計 16 4.8 導柱、導套設計 17 4.9 打料塊設計 19 4.10 上模座設計 20 4.11 下模座設計 21 5. 模具裝配圖 23 5.1模具的裝配 25 5.2模具總裝 25 結 語 27 致 謝 28 參考文獻 29 前 言 沖壓技術是通過模具使板材產生塑性變形而獲得成品零件的一種成型工藝方法。由于沖壓通常在冷態(tài)下進行的，因此也稱冷沖壓。金屬加工的一種基本方法就是板料沖壓，其用以生產各種板料零件，具有生產效率高、重量輕、尺寸精度好、成本低并易于實現(xiàn)機械化和自動化等特點。在

9、現(xiàn)代汽車、拖拉機、電器電機、電子儀表、日用生活用品、航空航天以及國防工業(yè)等各個工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位。 沖壓加工具有以下特點：1.材料利用率高2.可加工薄壁、形狀復雜的零件3沖壓件在形狀和尺寸精度方面互換性好4.能獲得質量輕而強度高、剛性好的零件5。生產效率高，操作簡單，容易實現(xiàn)機械自動化。由于沖壓加工具有以上那些優(yōu)點，因此在批量生產中得到了廣泛應用，在現(xiàn)代化工業(yè)生產中占有特別重要的地位，是國防工業(yè)在加工生產中絕不能少的加工方法。但由于沖模制造一般是單件小批量生產，技術要求高，精度高的產品，制造成本高，因此沖壓生產只有在大批量生產的情況下才能獲得好的經濟效益。 到

10、目前為止，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達的國家相比還相對落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具設計、模具標準化、模具制造工藝和設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、加工精度、效率、生產周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比還是存在一定差距的。特別是在計算機輔助應用軟件方面，我國用的CAD/CAM大多是進口的繪圖軟件，沒有對其進行二次開發(fā)，自己開發(fā)的軟件又缺乏通用性。 而國外，特別是美國、日本、瑞士和德國等國每年出口模具約占本國模具總生產量的三分之一。在日本，模具被譽為“進入富強社會的原始動力。”在德國，模具則冠名為“金屬切削加工中的帝國?！庇纱丝梢?，模具工

11、業(yè)將在國民經濟發(fā)展過程中起到越來越重要的作用。 而在沖模的設計和生產上，目前正朝著兩個方向發(fā)展：一方面，為了適應高速、自動、高壽命、高精密及多功能、多工位方向發(fā)展，與此相對應的新型模具材料及其表面熱處理技術，各種高效、數(shù)控、精密、自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也在迅速發(fā)展；與此同時，為了適應產品試制或小批量生產及更新?lián)Q代的需要，鋅基合金沖模、薄板沖模、聚氨醋橡膠沖模、組合沖模、鋼帶沖模等各種簡易沖模及模具快速制造技術也發(fā)展迅速。 29 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文）

12、 工件分析 1. 工件分析 1.1 分析工件沖壓工藝性 零件圖如下： 總體來說:材料為08號鋼，料厚為1mm，制件尺寸精度IT14級，形狀簡單，尺寸較小，能大批量生產，屬于普通沖壓件。 工藝分析： 該工件為圓筒件拉深，形狀簡單，工件的厚度也無嚴格要求，容易成型，可以設計成一副落料拉深復合模。 1.2 分析計算確定工藝方案 1.2.1 確定工藝方案 該工件包括基本工序：落料、拉深 方案一：先落料、再拉深，采用單工序模具。 方案二：落料+拉深復合模具。

13、方案三：落料+拉深級進沖壓模具。 方案比較： 對于方案一，模具結構簡單，但要做兩幅模具才能完成，成本過高且降低工作效率。對于方案二，只需一副模具，模具制造也并不難，可將拉深、落料一次性完成，生產效率高，適合大批量生產。對于方案三，雖然只需一副模具，但模具結構復雜，送料困難，拉深工件質量不好。最終考慮還是方案二比較好。 1.2.2 計算毛坯尺寸 根據(jù)等面積原理，用解析法求該零件的毛坯直徑，并且由于h/d=16.5/41=0.402<0.5較小所以不必考慮修邊余量，由毛坯的直徑公式： D= 板厚為1mm,按板厚中經計算。

14、 d=41mm H=16.5mm r=5mm 計算得D=63.4mm 1.2.3 計算拉深次數(shù) 1.577% 查表可知，可用壓邊圈也可不用，為了保證質量，還是采用壓邊圈。 拉深系數(shù)計算 =d/D=41/63.4=0.65 查文獻【1】P144表4.3：08鋼首次拉深系數(shù)為0.5mm，> 可知該產品可以一次拉深成形。 拉深件高度計算： h=H+=16.5+1.2=17.2mm 1.3 主要工藝參數(shù)的計算 1.3.1 確定排樣、裁板方案 為了操作方便，采用單排排樣。 (1

15、)沖裁件面積計算 A=D2/4=3.14*63.4*63.4/4=31.554mm (2)條料寬度 查文獻【1】P46表2.9 搭邊值：條料兩邊 a =1 mm，進距方向 a1 = 0.8 mm 進距 h = D + a1 = 63.4 + 1 = 64.4 mm 條料寬度 b = D + 2a = 63.4 + 2×1 = 65.4mm 查【1】P47表2.11，條料的偏差為0.6mm,即 查【2】P208表11-16，擬選用板料規(guī)格1×800×100

16、0 若縱裁： 條數(shù) n1=800/65.4=12條 余15.2mm 每條個數(shù)n2 =(1000-1)/64.4=15個 余33 mm 每板總個數(shù) 12x15=180個 (3)進距s計算 進距 h = D + a1 = 63.4 + 0.8 = 64.2 mm (4)材料利用率 =A/Bs*100％=31.55/65.4*64.2=75% 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文）

17、 模具有關計算 2.模具有關計算 2.1 計算工藝力，選設備 落料力計算： =1.3Lt=1.3*199.1*300=77649N L —工件外輪廓周長 L=D=3.14*63.4=199mm T=1mm 材料抗剪強度，查【1】P19表1.6取300MPa 卸料力的計算：=0.04*77649=3106N -卸料力系數(shù)（查【1】P51表2.15取0.04） 拉深力計算： =3.14*40*1*350*1=43960N d-工件直徑 -材料抗拉強度（查【1】P19表1.6取350）

18、K為修正系數(shù)取1 推件力的計算：=0.55*43960=24178N 為推件力系數(shù)（查【1】P51表2.15取0.55) 壓邊力計算： Q =0.25=0.25*43960=10990N 沖壓工藝總力：==77649+43960+10990=132599N 頂件力計算：==0.06*132599=7956N 為頂力系數(shù)查（【1】P51表2.15取0.06） 公稱壓力計算： =24178+7956+3106+132599=167839N 2.2 模具工作部分尺寸計算 (1)

19、落料相關計算 落料（即為拉深件坯料）按IT14級精度取極限偏差，尺寸取 凸凹模直徑尺寸為： ， 式中x按工件精度為IT14級而選定 x = 0.5； δd 、δp按制造精度IT6 ~ IT7選定，取δd = 0.02 mm ，δp = 0.03 mm 按【1】P35表2.5查得：Zmin=0.1, Zmax=0.14 再按 沒法滿足間隙公差條件。 重選 則 經檢驗上述設計合理。 ∴ (2)拉深相關計算 工件按未注公差的極限偏差考慮，且零件是標準內形尺寸，按IT14級公差處理，工件的內徑尺寸取。

20、C查【1】P172表4.16，取C = 1.1t ，則有：C=1.1 拉深凹模圓角半徑計算： --凹模圓角半徑 D--毛坯直徑 t--料厚 d--凹模內徑 拉深凸模圓角半徑計算： 系數(shù)取0.8 3. 模具總體及零件設計 3.1 模具總體設計 （1）模具類型選擇： 分析工藝性，采用落料--拉深復合模生產效率較高。 （2）定位方式選擇： 該模具采用條料進給，用剛性卸料板導料，送進步距采用擋料銷。

21、（3）卸料、出件方式： 模具采用剛性卸料裝置，正裝復合模，在拉深完成后，用推件板將工件從拉深凸模推出。 （4）進料方式： 采用前后進料方式。 （5） 壓力中心確定： 因為該零件落料、拉深均為中心對稱形狀，壓力中心都是在圓心位置，所以不用進行壓力中心的計算。 3.2模具零件尺寸計算 3.2.1凹模厚度的計算： H=kD 查表得k=0.4 H=0.4*63.4=25.36 ,選標準厚度為28mm W=1.2H 則W=33.6mm 落料凹模的外形直徑計算： d=2W+落料凹模刃口尺寸=60+63.4=123.4mm

22、 取標準為：125mm 3.2.2拉深凸模長度的計算： 為了實現(xiàn)先落料后拉深，必須讓拉深凸模端面的高度比落料凹模端面低， 拉深凸模的長度L為： H=28+16-3=41mm 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 模具總體及零件設計 3.2.3凸凹模的長度 凸凹模的長度包括凸模的修模量及固定板與卸料板之間的安全距離， L=h1+h2++h=20+12+17+15=64mm L--凸凹模的長度 h1--凸凹模固定板的厚度 h2--卸料板厚度

23、 --拉深高度 h--附加長度，安全距離取15 3.3 模架及零件的選擇 選擇滑動導向中間導柱圓形模架，再按其標準選擇具體結構尺寸，查【2】P253表12-12，選取 上模座 160×45 HT200 下模座 160×50 HT200 導柱 32×160 20鋼 導套 32×105×45 20鋼 凸凹模墊板厚度取6mm 拉深凸模墊板模墊板厚度取6mm 凸凹模固定板厚度取20mm 拉深凸模固定板厚度取16mm 剛性卸料板厚度取15mm 凸緣式模柄 φ40×6

24、0 Q235 模具閉合高度 =45+6+52+28+16+6+50+6=209mm 選取開式雙柱可傾壓力機J23-25，壓力機的最大裝模為220mm，大于模具的閉合高度，滿足要求。 壓力機參數(shù)： 公稱壓力：250KN 滑塊行程：65mm 最大閉合高度：270mm 連桿調節(jié)長度：55mm 最大裝模高度：220mm 工作臺尺寸：370X560mm 墊板尺寸：50X200mm 模柄孔尺寸：φ40X60 3.4 標準零件的選擇 1.模柄的選擇 模柄的規(guī)格為：A40X80（GB2862.1-81 材料：Q235） 2. 螺釘：選

25、M10，長度根據(jù)模具結構定。 3. 圓柱銷：選φ10，長度由結構定。 4.推桿的尺寸： 選取直徑為φ10的推桿， 推桿的長度=模柄總長+凸凹模墊板厚度+凸凹模高-推件塊厚 =70+6+64-9=131mm 取L=130mm 則推件桿的尺寸為：φ10X130，材料為S45C, 熱處理硬度：43~48HRC 5.擋料銷的選擇 選擇圓柱頭固定擋料銷，其結構簡單，制造方便 型號為A 6 (GB2866,11-81《冷沖模設計指導》 材料：S45C 熱處理：42~46HRC

26、 3.5 冷沖壓工藝規(guī)程卡片 沖壓工藝規(guī)程卡片 東華理工大學長江學院 產品名稱 工件名稱 圓筒 產量 第1頁 產品圖號 工件圖號 大批量 共 1頁 材料牌號及技術規(guī)格 08F 毛料形狀及尺寸 選用板料 1×800×1000 工序 號 工序 名稱 工 序 草 圖 工裝 名稱 設備 檢驗 要求 工種 備注 1 下料 1×800×1000 落料拉深復合模 JB23-63 按草圖檢驗 2 落料拉深

27、 落料拉深復合模 250KN 壓力機 按草圖檢驗 3 檢驗 按沖壓件圖檢驗 原底圖總號 日期 更改標記 編制 校對 核對 文件號 簽名 底圖 總號 簽字 簽名 日期 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 模具零件的結構設計 日期 4.模具零件的結構設計 4.1 落料凹模設計 材料選擇為T10A，熱處理硬度為 58-62HRC

28、 該零件有三個M10螺紋孔，以便與下模板固定；四個M6螺紋孔，用于與卸料板連接; 有兩個與下模板同時加工的銷釘孔，用于定位；和一個擋料銷; 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.2 拉深凸模設計 材料選擇為T10A，熱處理硬度為 58-62HRC 配有有出氣孔； 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.3 凸凹模設計 材料選擇為Cr12MoV，熱處理硬度為 58-62HRC； 有兩個模座及墊板同時配做的銷孔； 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.4 剛性卸料板設計 設計

29、要點：內形與凸凹模間隙配合，與凸凹模單邊間隙為0.5mm； 有四個螺紋孔與落料凹模連接； 厚度一般取12mm； 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.5 凸凹模墊板設計 設計要點：設計內、外形尺寸； 有兩個模座和凸凹模同時配做的銷孔； 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.6 壓邊圈設計 壓邊圈在該模具兼作頂料板。 設計要點：內形須要與拉深凸模間隙配合，外形受落料凹模內孔限制； 與頂料

30、桿相配合時可用作頂料板； 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.7 模柄設計 設計要點：根據(jù)冷沖模GB2862.3-81進行設計， 具體尺寸及零件材料等相關信息見零件圖。 4.8 導柱、導套設計 設計要點：根據(jù)GB-T2862.6-90進行設計，導柱、導套均選擇為A型； 導柱型號為 32×160； 導套型號為32×105×45； 具體尺寸公差等參數(shù)見GB-T2862.6-90。

31、 導 柱 導 套 4.9 打料塊設計 設計要點：前部外形與拉深凹模間隙配合而后部必須比前端外徑大； 打料塊和打料桿聯(lián)合使用，靠兩者的自重把工件打出來； 打料桿的長度=模柄總高+運動高度+上模板厚度+墊板厚度 =70+35+40+6=151mm 4.10 上模座設計 設計要點：根據(jù)沖模滑動導向中間導柱下模座GB-T2851.6-90進行設計； 具體尺寸要求及零件材料等相關信息見零件圖。 4.11 下模座設計

32、設計要點：根據(jù)沖?；瑒訉蛑虚g導柱下模座GB-T2851.6-90進行設計； 注意與凹模和頂料板的螺紋孔配合， 具體尺寸及零件材料等相關信息見零件圖。 5. 模具裝配圖 主 視 圖 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 模具裝配圖 俯 視 圖 三 維 圖 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 模具裝配圖

33、 5.1模具的裝配 (1)模柄的裝配 此模具采用的是C型凸緣模柄，模柄與上模座的配合為H7/js6，將模柄裝上模座，用角尺檢查上模座上平面與模柄圓柱面的垂直度，誤差不能大于0.03mm，然后用螺釘將其固定在上模座上。 (2)導柱和導套的裝配 導柱導套與上下模座都采用壓入式連接，導套和導柱與模座的配合分別為H7/r6和R7/r6，壓入時注意校正導柱對模座底面的垂直度，裝配后的導柱的固定端面與下模座底面距離要求須大于1~2mm。 (3)凸模和凹凸模的裝配 本模具的凸模與凸模固定板的配合按H7/m6，凸模裝入固定板后，其固定端面應和固定板的支承面應處于同一平面內，在壓力機上調整好凸模

34、與固定板的垂直度，將凸模壓入固定板內，凸模對固定支承面的垂直度經檢查合格后將凸模上端鉚合，裝配前在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平。凹凸模與固定板的配合按H7/m6，總裝前應將凹凸模壓入固定板內，壓在平面磨床將上下平面磨平。 5.2模具總裝 (1)把組裝上了凸模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲，重新將凸模固定板置于下模座上并找正，用螺釘緊固，鉆孔，打入銷釘定位。 (2)配鉆卸料螺釘孔時，將卸料板套在已裝入固定板的凹凸模

35、上，在固定板與卸料板之間墊上適當高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔位置在模座上鉆錐窩，然后拆開，按錐窩鉆孔。 (3)用（1）中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔，然后依次將墊片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的組合部件裝入上模座，用緊固螺釘固定，打入銷釘定位。 (4)在落料凹模上裝入擋料銷，將推件塊裝入落料凹模，并將推桿裝入固定板上的推桿孔，用緊固螺釘將落料凹模與凸模固定板固定，鉆孔，打入銷釘定位。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 結語

36、 結 語 本文是在劉洪泉老師的精心指導和大力支持下完成的。老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度對我產生重要影響。 此次設計的是落料拉深復合模，從最開始的無從下手，經過慢慢地查資料，看參考書，思路漸漸清晰起來。從查閱模具的計算公式到模具工件零件的配合精度，每一步都經過了認真的查閱參考。查閱的過程正是我積累知識的過程，也是查漏補缺的好機會。這次畢業(yè)設計綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識和結合實際生產知識進行一次沖壓模具設計，通過這次設計從而培養(yǎng)及提高了自己的獨立設計能力，加強鞏固了沖壓模具設計有關課程所學的內容，掌握了沖壓模具設計的方法及步驟，學會了冷沖壓模具設計的基本的模具技能，知道

37、了設計需先從分析零件的工藝性入手，再確定工藝方案，掌握了模具基本的結構，提高了計算能力，繪圖能力，并且對模具有關的課程都有全面的復習，獨立思考能力也明顯提高。 但從中我也發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，正努力改正。在今后的學習和工作中，必須認真細心對待每件事，不斷吸取經驗，向更高的山峰進發(fā)。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 致 謝 本次畢業(yè)設計是我大學四年的最后一次大作業(yè)，能順利完成是我學生時代的一次難忘的經歷，在經過了查閱專業(yè)書籍，獨立思考以及在老師的專業(yè)指導下，讓我知

38、道了設計一套合格的沖壓模具是得費多大的心思和汗水。畢業(yè)設計的順利完成，我要衷心感謝劉洪泉老師的幫助，正是在他耐心的指導下，我的畢業(yè)設計才能順利完成，同時也教會了我解決問題的方法，先整體后局部，不斷攻克困難，吸收經驗。在即將畢業(yè)之際，感謝老師們，感謝大學的每個老師，正是你們的悉心教導，我才能學到如此多知識。同時感謝學校為我們提供的良好學習環(huán)境，舒適的生活環(huán)境成長環(huán)境。衷心感謝你們，謝謝！ 參考文獻 [1] 賈俐俐. 《沖壓工藝與模具設計》 北京，人民郵電出版社，2008 [2] 盧險峰. 沖壓工藝模具學(第二版). 北京，機械工業(yè)出版社，2006 [3] 沖模設計手冊編寫組編著．沖模設計手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2000 [4] 涂光祺. 《精沖技術》. 北京：機械工業(yè)出版社，2006 [5] 徐政坤 《沖壓模具設計與制造》 化學工業(yè)出版社，2005，7 [6] 王秀鳳編著.《冷沖壓模具設計與制造》.北京：北京航空航天大學出版社，2005 [7] 成虹主編.《沖壓工藝與模具設計》.北京：高等教育出版社，2002 [8] 鄭大中主編.《模具結構圖冊》. 北京：機械工業(yè)出版社，1995 [9] 李天佑 《沖模圖冊》 北京： 機械工業(yè)出版社 [10] 張榮清 《模具設計與制造[M]．》 北京 高等教育出版社，2008