锉刀柄铜套复合拉深模设计【11张CAD图纸+毕业论文+任务书+开题报告】

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使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 1.1.2根据工序组合程度分类 a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。 1.1.3依产品的加工方法分类 依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。 a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。 b.弯曲模具：是将平整的毛坯弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。 c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。 d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。 e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。 1.2冲压模具材料的选用原则 1.2.1冲压零件的使用要求 当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。 1.2.2生产批量 当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。 1.2.3其他 a、应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。 b、选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定，做到在满足主要条件的前提下，选用价格低廉的材料，降低成本。 1.3冲压模具行业发展现状及技术趋势 1.3.1发展现状，PDX软件界面 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷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现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PDX[2]、UG NX、NX Progressive Die Design、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等国际通用软件，并成功应用于冲压模的设计中。 1.3.2未来冲压模具制造技术发展趋势 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。 达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具材料料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化　 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 2、设计流程 2.1产品图 如下图所示材料为黄铜，厚度0.5mm，制件高度10mm，制件精度IT14级。该制件形状简单，尺寸小，属普通冲压件。试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程： 图1 锉刀柄铜套零件图 技术要求： 1、 拉深件边缘无毛刺 2、 拉深件允许未注尺寸公差均IT13级精度。 3、 拉深件圆孔尺寸、圆角尺寸合格。 4、 较大批量生产。 拉深件的要求： 1.产品的名称：锉刀柄铜套 产品的材料：黄铜（H68） 2.拉深件厚度：0.5mm 2.1.1工艺性分析 （一） 设计前的前期准备 1、 阅读拉深件产品图 阅读拉深件产品图的目的是了解该制件的技术要求、尺寸规格、所用的材料、冲压性能、生产批量等要求，最终是为了确定该工件的加工办法。 2、 分析拉深工艺 如图所示制件为无凸缘圆筒形零件，要求外形尺寸。对厚度变化没有要求。制件的形状满足拉深工艺要求。底部圆角半径R=2.5mm，大于拉深凸模圆角半径r1【r1=（2～3）t=（2～3）×0.5=1～1.5】（t为板料厚度），满足首次拉深对圆角半径的要求，尺寸20按IT14级要求，满足拉深工序对制件公差等级的要求。 3、 拉深模生产状况 筒形件拉深模的加工方法相对比较简单，特别是此件公差要求较低，凸、凹模用通用的机械设备加工能满足设计要求，对于模座、固定板等板型零件的加工主要是平面加工和孔系加工。故平面加工后，孔系加工均在加工中心进行，简单方便。 （二） 拉深模方案的确定 经过对制件工艺性分析，工件适合拉深成型，故采用复合拉深模在单动压力机上拉深。 （三） 拉深模结构形式的确定 1、 采用的结构形式 拉深模结构采用带压边圈的正装式结构，采用这种结构的优势在于可采用通用的压边装置。 2、 拉深模结构简图的画法 根据所确定的拉深模结构形式，画出拉深工作结构部分，这时画出的结构图是拉深工作示意图，不需要按比例画，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯拉深成型工件，能否满足产品图的技术要求。根据分析结果对模具简图进行修正，为最后确定拉深模结构做准备，支座拉深模结构简图如图所示： 图2 支座拉深模结构简图 3、 模具结构特点及工作过程 这种拉深模结构简单，使用方便，制造容易。工作时将毛坯放入压边圈上面的定位销或定位板内，上模下降，弹性压边圈先将毛坯压住，然后凸模对毛坯进行拉深。当拉深结束回升时，包在凸模上的工件压边圈顶出。 2.1.3模具结构类型分析 该工件包括落料、拉深、冲孔三个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，冲孔，拉深。采用单工序模生产。 方案二：落料+拉深，后冲孔。采用复合模+单工序模生产。 方案三：先落料，后拉深+冲孔。采用单工序模+复合模生产。 方案四：落料+拉深+冲孔。采用复合模生产。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。 2.2拉深工艺计算 2.2.1拉深件毛坯尺寸的计算 在计算拉深毛坯尺寸时，应首先确定修边余量。并把修边余量加到拉深工件高度上，这时拉深件的高度（H）为原拉深件（h）与修边余量（）之和，即H=h+ 1、该件h=10mm，h/d=10/20=0.5,查《冲压模具课程设计指导与范例》表4-1 可得=1mm 则可得拉深高度H H=h+=10+1=11mm 2、计算毛坯直径 由于板厚小于1mm，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。 D= = = = = ≈33.32（mm） 式中：D——拉深件毛坯尺寸，mm r——拉深件底部圆角半径，mm 3、确定拉深系数和拉深次数 m总=d/D=20/33.32=0.6 按毛坯相对厚度t/D×100=0.5/33.32×100=1.5 查《冲压模具课程设计指导与范例》表4-5得各拉深系数 m=0.49 m=0.74 m总＞m=0.49 故工件可以一次拉深成型。 4、拉深件直径的计算 由于工件可以一次拉深成型，古拉深直径根据拉深件三维零件图来计算 d= m总×D=0.6×33.32=19.99 2.2.2选取凸凹模的圆角半径 考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故拉深凹模圆角半径r应取大些,根据经验公式凹模圆角半径r的合理值应不小于4t（t为板料厚度）。取拉深模圆角半径r=2mm 凸模的圆角半径r r对拉深半径的影响不像r那样会影响拉深的全过程，但r过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深系数不利。故r的合理值不应小于（2～3）t。只有变形程度较小时，才允许取r=2t。本工件只需一次即可拉深成型，所以r取与制件底部圆角半径相同的R值，即 r=2.5 r＞（2～3）t 2.2.3确定排样图和裁板方案 1、 制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。t=0.5mm,查《冲压工艺与模具设计》附表7轧制薄钢板拟选用规格为： 0.536350的板料。 2、 排样设计 图3 排样图 查《冲压工艺与模具设计》表2-10，确定搭边值 两工件间的搭边a=1.2mm；工件与条料的搭边a=1.0mm； 步距S=d+a=33.32+1=34.32mm； 条料宽度B=36 故一个步距内的材料利用率为： =A/BS100 =/BS100 =871.52/1235.52×100%=70.5% 由于直板材料选取0.5×36×350 故每块板料可裁剪10个工件 故每块板料（0.5×36×350）的利用率为： =nA/LB100 =（10×871.52）/（350×36）×100% =（8715.2/12600）×100% =69% 3、凸凹模工作部分的尺寸和压边装置的设计计算 3.1凹模尺寸 Z=1.05t=1.05×0.5=0.525 《根据冲压工艺与模具设计》表4-19=0.04 =0.03 =0.03 =0.015 D=（D－0.75△） =（20－0.75×0.52） =19.61 D=（D－0.75△） =（10－0.75×0.36） =9.78 3.2凸模 d=（d－0.75△－Z） =（19+0.75×0.52－0.525） =18.865 d=（d－0.75△－Z） =（10－0.75×0.6－0.525） =9.255 3.3压边装置 该模具中使用刚性压边装置，可以起到压边跟卸料的双重作用。 图4 压边装置图 4、拉深力的计算、压力中心及合模高度的选择 4.1拉深力的计算 拉深所需要的压力：P=P+P+P P=∏dtK =3.14×20×0.5×340×0.8 =8540.8N P=Ap=∏（33.32－20）×0.75 =3.14×710.2×0.75 =1672.6N P=∏dtK =3.14×10×0.5×340×0.8 =4270.4N P=P+P+P =8540.8+1672.6+4270.4 =14483.8N=1.45KN 初选压力机： 压力机的公称压力 P（1.6～1.8）P 取 P=1.8×1.45=2.61KN 故选公称压力为30KN的压力机 4.2压力中心的计算 因为该零件为圆形，所以压力中心在其圆心上。 4.3合模高度的计算 拉深模具的闭合高度（H）是指滑块在下止点位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离，即 H=H+H+H+H+H+H+s+t =25+10+10+15+20+8+30+10+30 =158 式中： H——上模座厚度 mm H——下模座厚度 mm H——凹模固定板厚度 mm H——凹模厚度 mm H——压边圈厚度 mm H——凸模固定板厚度 mm t——拉深件厚度 mm s——安全距离 mm 一般选择20～25mm 9 致 谢 致 谢 时光冉冉，岁月如梭，这世上唯一不变的就是变化。转眼间，真的是转眼间，在此，简单地做一个总结吧。 首先，也是最主要感谢的是我的指导老师。在整个过程中他给了我很大的帮助，在论文题目制定时，他首先肯定了我的题目大方向，同时又帮我具体分析了锉刀柄铜套的用途和加工时应该注意的部分，让我在写作时有了具体方向。在论文提纲制定时，我的思路不是很清晰，经过老师的帮忙，让我具体写作时思路顿时清晰。在完成初稿后，老师认真查看了我的文章，指出了我存在的很多问题。在此十分感谢钱老师的细心指导，才能让我顺利完成毕业论文。然后要谢谢母校，是他给了我学习的良好坏境 在即将走出校园，直面大千世界的路口，虽然有些彷徨，有些茫然，但是我知道，我必须勇敢迈步前行。以下面一句话做结尾并与君共勉： 未来不可知，是我们前进的原动力！ 11 附 录 参考文献 [1]杨占尧. [M]冲压工艺编制与模具设计制造.人民邮电出版社.2010.4 [2]贾俐俐. [M]冲压工艺与模具设计.人民邮电业出版社，2008.7 [3]刘 航. [M]模具制造技术.西安：西安电子科技大学出版社，2006.4 [4]寇世瑶. [M]机械制造.北京：高等教育出版社，2004.8 [5]宋小春. [M]AutoCAD2006实用教程.北京：中国水利水电出版社，2006.9 [6]林承全，[M]胡邵平.冲压模具课程设计指导与范例.化学工业出版社，2008.7 [7]刘 越. [M]公差配合预计是测量.北京：化工工业出版社，2004.6 [8]吴元徽，[M]赵利群.模具材料与热处理.大连：大连理工大学出版社，2007.5 13