大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业旋转体的冲压工艺与模具设计.docx

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1、摘要1前言21冷冲压工艺规程的编制31. 1工艺分析312确定工艺方案32零件成形方案的确定52. 1修边余量的确定52. 2毛坯尺寸的计算52. 3计算毛坯绝对厚度62. 4总的拉深系数73. 1凸、凹模间隙值的确定83.2凸、凹模工作部分的尺寸93.3拉深模凸、凹模圆角半径103.4冲裁工艺力的计算153.5拉深力和压边力的计算173. 6计算压力中心194. 7选择压力机193.8冲模的闭合高度20模具次要零部件的结构设计215. 1凹模的结构设计214.2凸模和凸凹模的结构设计234.3定位零件244.4弹性卸料安装244.5刚性推件安装254.6弹簧的选用254.7导柱与导套264.

2、8模柄274.9模架的选取及拆卸图外形27后致记29谢30摘要本次模具设计是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思绪。其开始是确定该模具类型为落料-拉深复合模，计算毛坯尺寸，确定拉深次数，作工艺计算,计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力，以及拉深时的拉深力和压边力，确定模具的压力中心，选择压力机和确定冲模的闭合高度，最后根据后面所计算出的内容确定模具的凸、凹模尺寸和外形。设计出挡料销、卸料板、推件安装、弹簧、导柱、导套和模柄等模具的次要零部件，从而完成整个模具的设计工作。其中模具次要零部件结构设计是这次设计的次要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸模结构设计、凸凹模结构设计、定位

3、零件、弹性卸料安装、钢性推件安装、弹簧的选用、导柱与导套、模柄与模架的选取等重要零部件的设计加工方法和加工留意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其粗浅易懂加工方便。本次设计不只让我熟习了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到理论当中，更让我理解了冲压模具设计的全过程和加工理论中应留意的要点。使我在此次设计中有一个质的飞跃。关键词：拉深、复合模、冲压力、冲模闭合高度、拉深力-Z-J-刖S冲压技术是利用安装在压力机上的模具，对放置在模具内的板料施加变形力，使板料在模具内产生变形，从而获得一定外形、尺寸和功能的产品零件的消费技术。由于冲压加工常在室温下进行，因此也称冷冲压。冲压加工的板料普通

4、为板料或带料，故也称为板料冲压，而冲压模具是指将板料加工成冲压零件的特殊公用工具。而复合模就是其中的一种，冲压消费靠模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法比在技术和经济方面有着冲压件质量波动、互换性好、可获得难以制造的壁薄、分量轻、刚性好、表面质量高、外形复杂的零件；不需求加热毛坯和大量切削金属，所以它能节省动力、节约金属；消费效率高等特点。由于模具具有多种突出的特点，因此在国民经济各个范畴广泛运用。例如，航天、机械、电子信息、交通、兵器、日常电器及轻工业等产业都有冲压加工，不但产业界广泛用到它而且每一个人每天都直接与冲压产品发生联系。另外，模具工艺分析计算与古代数学、计算机技术联姻，对复杂

5、曲面零件进行计算机模拟和有限元分析，达到预测其一工艺方案对零件成形的可能性和成形过程中将会发生的成绩，供设计人员进行修正和选择。这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计，延长了模具设计和制造周期，节省了昂贵的模具调试费用，模具计算机辅助设计、制造、分析的研讨和运用，也极大地进步了模具的制造效率和质量，使模具设计与制造技术完成CAD/CAM/CAE一体化。所以为顺应市场经济需求，大批量与多种小批量共存，发展合适于小批量消费的各种模具，经济模具和标准化切易变换的模具系统是当今模具消费面临的一大应战。1冷冲压工艺规程的编制1.1工艺分析该零件为旋转体零件。属于大批量消费，是一个不带凸缘的圆筒形零

6、件，且其外形简单、对称，有利于合理排样、减小废料，直线、曲线的连接处为圆角过渡。其次要的外形、尺寸可以由冲裁和拉深工序获得。且选用08F钢，其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径，且工件精度要求不高，不需求校形，作为拉深成形尺寸，其绝对值dd、h/d都比较合适，拉深工艺性较好，因此，该零件可以用冷冲压加工成形。其零件如图1.1：图1.1零件图12确定工艺方案冲压该零件所需的基本工序为落料和拉深。其拉深工艺方案有以下几种：方案一：落料与拉深复合，采用正装复合模。方案二：落料与拉深复合，采用倒装复合模。方案三：先落料、再拉深，采用单工序模。比较上述各方案可以看出：方案一的优点是在压力机一次行程内，

7、可同时完成落料及拉深工序，在完成这些工序的过程中，冲件材料无需进给移动；冲件精度高，不受送料误差影响，内外形绝对地位分歧性好；冲件表面较为平整；合适冲薄料及脆性或软性材料；可充分利用短料和边角余料；冲压消费率高，合适于大批量消费，缺陷是冲模面积较小，制造复杂，价格较高。方案二的优点是废料能直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出去，操作方便安全，且易于安装送料安装，缺陷同方案一。方案三：优点是通用性好，冲模结构简单、制造周期短，价格低，合适于小批量消费,缺陷是冲压消费率低。由以上分析可知，该零件的加工选用方案一为优。2零件成形方案的确定2.1修边余量的确定普通拉深件，在拉深成形后

8、，工件口或凸缘周边不齐，必须进行修边以达到工件的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再计算，查表2.1可得表2.1无凸缘圆筒形拉伸件的修边余量工件高度h工件的绝对高度h/H附90.5-0.8081616252.5-4101.01.21.5210-201.21.622.520-5022.53.3450-10033.856100-150456.58150-20056.3810200-25067.591125078.51012表出自文献22.2毛坯尺寸的计算出自文献2式2.1毛坯尺寸计算公式：式中：D毛坯直径其它尺寸如图2.1所示：图2.1毛坯尺寸2.3计算毛坯绝对厚度式中h

9、和H必须加上修边余量。第一次拉深：所以查表2.2可知可用压边圈拉深。表2.2采用或不采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深当前各次拉深(tD)/%Dh(tD)/%mn用压边圈1.50.6012.00.601.50.80表出自文献2表2.3无凸缘圆筒形件用压边圈拉深时的拉深系数拉深系数毛坯绝对厚度tD%21.51.51.01.0-0.60.60.30.3-0.15Q23516Mn40、5065Mn材料厚度0.5极小间隙（或无间隙）0.90.0720.1040.0900.1260.0720.1041.00.0900.1260.1000.1400.0900.1261.20.1000.1400.1320.

10、1800.1000.140表出自文献2查表3.1得:3.1.2拉深间隙的确定拉深模的间隙是指单边间隙，即。间隙过小添加磨擦阻力，使拉深件容易决裂，且易擦伤零件表面，降低模具寿命；间隙过大，则拉深时对毛坯的校直作用小，影响零件尺寸精度。因此，确定间隙的准绳是既要考虑板料厚度的公差，又要考虑筒形件口部的增厚景象，根据拉深时能否采用压边圈和零件尺寸精度要求合理确定。筒形件拉深时，间隙可按下面方法确定，有压边圈时其间隙为（1-1.1）to由设计可知本模具采用有压边圈安装。所以单边间隙值为。3.2 凸、凹模工作部分的尺寸3.2.1 总裁模凸、凹模配合加工时工作部分的尺寸冲裁模确定凸凹模加工尺寸的准绳：

11、落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。 刃口磨损后冲件尺寸减小，取接近或等于冲件的最大极限尺寸。 在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。普通冲模精度较冲件精度高23级。表3.2配合加工时，凸凹模尺寸的计算公式工序性质制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料按凹模尺寸配制，其双面间隙为C冲孔按凸模尺寸配制，其双面间隙为C表出自文献2凹模磨损后落料件尺寸增大，由表3.2得:式中凹模刃口尺寸，单位为工件基本尺寸，单位为工件的公差，本工件公差为0.3磨损系数。当冲裁件精度低于13级时,所以凹模的尺寸为:凸模尺寸为：3.2.2 拉深模凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差，当工件要求内形尺寸时以凸模尺寸为基准进行计算，即：出自文献1式3.1凸模尺寸：凹模尺寸：工件内径，单位，本工件为故3.3 拉深模凸、凹模圆角半径普通来说，尽可能大些，大的可以降低极限拉深系数，而且还可以进步拉深件的质量。但太大会减弱压边圈的作用，可能惹起起