（大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业）油杯模具设计（含cad源图）--毕业设计.docx

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1、系别：机工程系专业：模具丁花身制造设计题：油杯设计阐明书1.1原始材料一、设计标题油杯落料、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、消费批量为大批大量。三、设计要求1、保证规定的消费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，即制造拆卸容易、便于管理。4、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，注不测形美观，各部分比例协调。四、设计图纸模具总装图一张全部模具零件图纸（其中至少有一张电脑绘图）一切图纸折合成O号图不得

2、少于3张。五、设计阐明书1、材料数据充分，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、阐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道路，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，首先要理解被加工材料的力学功能。材料的力学功能是进行模具设计时各种计算的次要根据。故在分析零件冲压成形工艺,设计冲压模具前，必需要理

3、解和掌握材料的一些力学功能，以便设计。现将油杯零件材料为10号钢的力学功能次要参数及其概念叙说如下：(1)应力：材料单位面积上所受的内力，单位是Nmm2,用Pa表示。1()6Pa=IMPa；IMPa=INZmm2；IO9Pa=IGPa0(2)屈服点。s：材料开始产生塑性变形时的应力值，单位是Nmm2。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。s=206MPa0(3)抗拉强度。b。材料遭到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。b=294432MPa。(4)抗剪强度b。材料遭到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。取Tb=25

4、5333MPa。(5)弹性模量E。材料在弹性范围内，表示受力与变形的目的，弹性模量大，表示材料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需求较大的力。E=194XIO3MPao(6)屈服比。sb0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，有利于进步成形极限。(7)伸长率8。在材料功能实验时，试件由拉伸实验机拉断后，对接起来测量长度，其伸长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8=29%。综上所述，对油杯零件材料10号钢的力学

5、功能分析，次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下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一冲压加工工序一必要的辅助工序一质量检验一组合、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反。即便同一个零件，由于消费单位的消费条件、工艺装备状况及消费的传统习气等不同，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。在拉深过程中要留意控制拉深程度，加工时，

6、根据零件的结构，外形等一些技术要求，应考虑以下几点：(1)拉深件圆角半径：拉深件的圆角半径要合适，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景象即拉裂。拉深件底与壁的圆角半径应满足1t0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景象：在拉深过程中，普通为不变薄拉深，从理论分析上说是不符合的，在拉深过程中壁厚应有大批的变化，假如在拉深件精度要求不高时,普通可以忽略不计，而在此设计当中我们应该考虑壁厚不均匀景象成绩，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，要留意孔与拉深件的同心度

7、的成绩，孔到拉深底部边缘的距离dWd1-2rbt.根据零件图，初步分析可以知道油杯零件的冲压成形需求多道工序才能完成，首先进行正拉深，构成外形尺寸外形，其次底部要成型。综上所述，油杯由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲裁（落料、成型）、拉深等，由于是多道工序，多套模具成形，还要特别留意各工序间的定位。2 .3确定工艺方案和模具方式在冲压分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实践状况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质，工序数目，工序顺序及组合方式等，有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的方案，通常每种方案各有优缺陷，应从产质量量消费效率，设备占用状况，模具制造的难易程度

8、和模具的运用寿命的高低，消费成本，操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较，确定出合适于现有消费条件的最佳方案，故在一定的条件下，以最简单的方法，最快的速度，最少的劳动量，最少的费用，可靠的加工出符合图样各项要求的零件，在保证加工质量的前提下，选择经济合理的工艺方案。确定工艺方案及模具方式：1、根据对冲压零件的外形、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定冲压所需的基本的工序，如落料、冲孔、拉深、整形等。2、根据初步工艺计算，确定工艺数目，如冲压次数、拉深次数等。3、根据个工序的变形特点、质量要求等确定工序顺序。普通可按照下列准绳进行：1）、对冲带孔的或有缺口的冲裁件，如选用简单模，普通先落

9、料，再冲孔或切口，运用级进模，则先冲空孔或切口后落料2）、对于到孔的拉深件，普通先拉深，后冲孔，但孔的地位在零件底部且孔径尺寸要求不高时，也可先冲孔后拉深。3）、对于外形复杂的拉深件，为便于材料变形和活动，应先构成外部外形，再拉深外部外形。4）、整形或校平工序，应在冲压件基本成型当行进行。4、根据消费批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序组合。消费批量大时，冲压工序应尽可能组合在一同，用复合模具；小批量消费用单工序简单模。由于油杯冲压成形需求的多道工序完成，因此选择合理的成形工艺方案非常重要,考虑到消费批量大，应在消费合格零件的基础上尽量进步消费效率，降低消费成本。要进步消费成本，应

10、该尽量选择合理的工艺方案，选择复合能复合的工序，但复合程度太高，模具的结构复杂，安装调试困难，模具成本高，同时可能降低模具的强度，延长模具寿命。根据零件外形确定冲压工序类型和选择工序顺序，冲压该零件需求的基本工序有落料、成型、拉深。工序的组合方案及比较方案一：1）落料；2）拉深；3）成型。方案二：1）落料与拉深复合；2）成型。方案三：1）落料；2）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，但消费道次多，效率低，不合适大批量消费。故很少运用。方案二：将落料与拉深进行复合，工序少，消费效率较高，但模具结构较复杂，安装、调试难于控制，同时模

11、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，安装调试困难，模具成本进步，同时可能降低模具的强度，延长模具的寿命。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陷，为了进步消费率，保证模具结构简单，冲压件尺寸波动、精度高，故在此设计中选择方案四进行冲制油杯。2.次要工艺参数的计算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惹起残存的方向性，反映到拉深过程中，就使桶形拉深件的口部构成分明的突耳。此外，假如板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、光滑的不均匀等等，也都会惹起冲件口高低不齐的景象，因此就必需在拉深沉的零件口部和外

12、缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时分就必需加上修边余量然后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适用技术在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但假如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。毛坯尺寸按公式2.1所以=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。排样能否合理，直接影响到材料的利用率、零件质量、消费率、模具结构与寿命及消费操作方式与安全。因此，在冲压工艺和模具设计中，排样是一项极为重要的、技术性很强的工作

13、。加工此零件为大批大量消费，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每进步1%,则可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，特别是在大批量的消费中，较好的确定冲件的外形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，所以在冲压消费中，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目的。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

14、料倾斜误差等缘由而冲出残缺的废品，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，进步了消费率。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸查表19.1-18,冲压模具设计取搭边值为进距方向于是有进距2.2条料宽度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反，从送料方便考虑，我们可以采用横裁。裁板条数条余128mm每条个数个余92mm每板总个数2.2.2材料利用率根据（P203,冲压工艺与模具设计适用手册）2.2.3计算零件的净重G2.4根据（P264

15、,冲压工艺模具学）式中一密度，低碳钢取。内的第一项为毛坯面积，第二项为底孔废料面积，第三项O内为切边废料面积。其排样如图2.1所示：图2.1排样图2.3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。即便得在传力区的最大拉应力与在风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。但在实践消费过程中，极限拉深系数值普通是在一定的拉深条件下用实验的方法得出的，我们可以经过查表来取值。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。其实践拉深系数为：2.5材料的绝对厚度为2.6凸缘的绝对直径为2.7凸缘的绝对高度为2.8由表521,冲压工艺与模具设计适用手册可以查出，表522,冲压工艺与模具设计适用手册可以查出8由于凸缘的绝对高度0.4444小于最大绝对高度0.58,且实践拉深系数0.58大于最小极限拉深系数0.48,所以拉深过程可以一次拉深成功。2.4拉深冲压力的计算