U形带圆孔无凸缘圆筒形件-油封钢圈冲压工艺及模具设计【落料拉深冲孔正装复合模含18张CAD图带卡片】

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 河南机电高等专科学校 学生毕业设计（论文）中期检查表 学生姓名 桑倩 学 号 051304220 指导教师 原红玲 选题情况 课题名称 油封钢圈 冲压工艺及模具设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 所在专业意见： 负责人： 年 月 日 插图清单 1. 工件图………………………………………………………………………5 2. 排样图………………………………………………………………………7 3. 冲孔凸模图……………………………………………………………………14 4. 落料凹模图…………………………………………………………………15 5. 凸凹模………………………………………………………………………16 6. 装配图…………………………………………………………………………19 表格清单 1. 250KN开式压力机参数……………………………………………………………11 2. 工件零件刃口尺寸的计算……………………………………………………13 3. 模具材料的选用 ………………………………………………………………19 4. 机械加工工艺过程卡……………………………………………………………21 目 录 1 绪 论…………………………………………………………………………………1 1.1国内模具的现状和发展趋势……………………………………………………1 1.1.1国内模具的现状 ……………………………………………………………1 1.1.2　国内模具的发展趋势……………………………………………………2 1.2　国外模具的现状和发展趋势…………………………………………………3 1.3　油封钢圈件模具设计与制造方面……………………………………………4 1.3.1油封钢圈模具设计的设计思路……………………………………………4 1.3.2油封钢圈件模具设计的进度………………………………………………4 2 零件的工艺性分析……………………………………………………………………5 3 拉深工艺计算…………………………………………………………………………6 3.1 修边余量的确定 ………………………………………………………………6 3.2 毛坯尺寸计算 …………………………………………………………………6 3.2.1 确定拉深件毛坯尺寸计算的依据 ………………………………………7 3.2.2 该零件毛坯尺寸的计算……………………………………………………7 3.3 排样………………………………………………………………………………7 3.4 确定拉深系数及拉深次数……………………………………………………8 3.5 凸凹模的最小壁厚 ……………………………………………………………8 4 确定工艺方案及模具结构形式……………………………………………………9 4.1 工艺方案的确定 ………………………………………………………………9 4.2 模具结构形式的选择与确定 ………………………………………………10 5 冲压设备的选择 ……………………………………………………………………10 5.1 冲裁工序总力的计算…………………………………………………………10 5.2 初选压力机 ……………………………………………………………………11 5.3 压力中心的计算………………………………………………………………12 6 模具主要零件的设计与标准化 …………………………………………………12 6.1 工作零部件刃口尺寸的计算 ………………………………………………12 6.2 工作零部件的设计与标准化………………………………………………13 6.2.1 冲孔凸模的设计……………………………………………………………14 6.2.2 落料凹模的设计……………………………………………………………14 6.2.3 凸凹模的设计………………………………………………………………16 6.3 其它零部件的设计与选用……………………………………………………16 6.3.1 刚性打件的设计……………………………………………………………16 6.3.2 定位零件的设计 ……………………………………………………………16 6.3.3 卸料部件的设计……………………………………………………………17 6.3.4 卸料螺钉的选用……………………………………………………………17 6.4 标准模架的选用 ………………………………………………………………17 7 模具总装图及其工作过程分析……………………………………………………18 7.1 模具工作过程分析……………………………………………………………18 7.2 模具总装图 ……………………………………………………………………18 8 工作零件的加工工艺性……………………………………………………………21 9 结束语…………………………………………………………………………………23 致谢 …………………………………………………………………………………………24 参考文献……………………………………………………………………………………25 油封钢圈冲压工艺及模具设计 摘要: 本设计题目为油封钢圈冲压工艺及模具设计，体现了典型复合模具的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲裁模设计的基础知识，为设计更复杂的冲裁模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计充分运用冲裁工艺及模具设计的基础知识，首先分析了板材的性能要求，为选取模具的类型做好了准备；然后计算了冲裁件的冲裁力，便于选取压力机吨位及确定压力机型号；最后分析了冲裁件的特征，便于确定模具的设计参数、设计要点及卸件装置。 本设计采用正装复合模，通过落料、拉伸、冲孔、切边工序在一次行程中完成制件的成形。模具采用后侧导柱导向方式，导料采用导料板，送进步距控制采用挡料销，采用固定卸料、刚性打杆、打板卸料方式。如果不考虑经济成本时，采用级进模设计会更好。 关键词：冲裁模 复合模 凸模 凹模 凸凹模 压力机吨位 Steel ring seal stamping process and die design Abstract: The topic of design for the steel ring seal stamping process and die design, reflects the typical mold of the design requirements, the contents and direction of a certain design significance. Parts of the mold through the design, the designer has been further strengthened Die design the basic knowledge to design more complex punching die to pave the way and the lessons more profound experience. Make full use of the design process and die design blanking the basis of knowledge, the first sheet of the performance requirements, select the type of mold prepared for the then calculate the blanking of the punching power, for select press tonnage and determine Press models; blanking of the final pieces of the characteristics identified die for the design parameters, design features and dumping of pieces of equipment. This design is used with compound die by blanking, stretching, punching, trimming process in a trip to complete the forming parts. Die guided by rear-oriented approach, guided by I. Liu board materials, send progress expected from the control of a block sale, unloading a fixed, rigid-playing, playing board unloading way. If we do not consider the economic costs, the use of progressive die design will be even better. Keywords: Punching die，Compound Die，Punch，Die，Tuao Die， Press tonnage 第1章 绪 论 冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品质量好,重量轻,加工成本低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表,家电,电子,通讯,军工,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用。据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的59%。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 1.1国内模具的现状和发展趋势 1.1.1国内模具的现状 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 我国模具业发展尚存在以下几方面的不足: 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差． 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 1.1.2　国内模具的发展趋势 （1）工艺分析计算方法的现代化。例如，生产汽车覆盖件的冲压工艺，传统方法是根据已有的设计资料和设计者的经验，进行对比分析，确定工艺方案和有关参数，然后设计模具，进行试冲，经过反复试验和修改，才能转入批量生产。近几年来，国外有的公司已开始采用有限变形的弹塑性有限元法，对覆盖件成形过程进行计算模拟，分析应力应变关系，从而预测某一工艺方案的可行性和可能会产生的问题，并将结果显示在图形终端上，供设计人员进行选择和修改。这样，不仅可以节省昂贵的模具试制费用，缩短产品试制周期，而且可以建立符合生产实际的先进设计方法；既促进了冷冲压工艺的发展，又可以发挥塑性成形理论对生产实际的知道作用。 （2）模具设计及制造技术的现代化。为了加快产品的更新换代，缩短工装设计、制造周期，正在大力开展模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。采用这一技术，一般可以提高模具设计和制造效率2～3倍，模具生产周期可缩短1/2～1/3。发展这一技术的最终目标，是要达到模具CAD/CAM一体化，而模具图纸将只作为检验模具之用。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计与制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。 （3）冲压生产的机械化和自动华。为了满足大量生产的需要，冲压设备已由单工位低速压力机发展到多工位高速自动压力机。一般中小型冲压件，既可在多工位压力机上生产，也可以在高速压力机上采用多工位连续模加工，使冲压生产达到高度自动化。大型冲压件（如汽车覆盖件）可在多工位压力机上利用自动送料和取件装置，进行机械化流水线生产，从而减轻劳动强度和提高生产率。 （4）为了满足产品更新换代加快和生产批量减小的发展趋势，发展了一些新的成形工艺、简易模具、通用组合模具以及数控冲压设备和冲压柔性制造系统（FMS）等。这样，就使冲压生产既可适合大量生产，又可适用于小批量生产。 （5）不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件；研制新型材料板，用来生产航空构件等。 1.2　国外模具的现状和发展趋势 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并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。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600～650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 在冲模方面:国外多工位级进模多达50个工位。多次拉伸成形工件发展了多工位传递模。多次冷挤压工件也发展了多工位传递模。多次弯曲工件发展了前几个冲裁工位用级进模接着用多向自动弯曲模。在级进模的基础上发展了多功能模具。它可包含玫丝、焊接、铆合、叠装、组装等工序的连续复合功能,加速了产品的生产、装配周期,这种多功能模具生产出来的不是单个工件,而是成批的组件。　 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到 25～30万美元。 国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％． 1.3　油封钢圈件模具设计与制造方面 1.3.1油封钢圈模具设计的设计思路 它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法，然后再由冲孔方法得到底部的孔，它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。 该零件在满足冲压工艺性要求的前提下，采用的冲压工序是落料、拉深和冲孔和切边。 1.3.2油封钢圈件模具设计的进度 1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间5天； 2.确定加工方案，所用时间5天； 3.模具的设计，所用时间30天； 　 第2章 油封钢圈工艺分析 工件名称：油封钢圈 生产批量：大批量 材料：08钢 厚度t=1.8mm 工件简图：如图1-1所示 拉深件的工艺性好坏，直接影响到该零件的能否用拉深方法生产出来，影响到零件的质量、成本和生产周期等。一个工艺性好的拉深件，不仅能满足产品的使用要求，同时用最简单的、最经济的和最快的方法生产出来。 1、此工件为无凸缘圆筒形工件，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求。在满足工艺性要求时，如进行大批量生产，一般是采用拉深成型的，圆筒形件的毛料为圆板料，可以通过落料获得。零件底部的孔如满足工艺性要求，可通过冲孔得到，因此，该零件在满足冲压工艺性要求的前提下，采用的冲压工序是落料、拉深和冲孔。 2、该零件外径Φ25，厚度1.8mm，其精度大致为IT11级，拉深工艺可以保证。 3、该零件低部孔为Φ9，其精度为IT12级精度，普通的冲裁工艺均可以保证。 4、该零件的圆角半径R4。 5、该零件低部孔Φ9远远大于冲裁工艺对最小孔径要求（）[1]。 综上所述，该零件的精度及结构尺寸都能满足冲压工艺性的要求，在大批量生产时可以用冲压加工，冲压的零件工序为落料、拉深和冲孔。 第3章 拉深工艺计算 3.1 修边余量的确定 在拉深过程中，常用材料机械性能的方向性，模具间隙不均，板厚变化，摩擦阻力不等及定位不准等影响；而使拉深件口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。 h=8.5-0.9=7.6mm,d=21.4+1.8=23.2mm。 根据相对高度h/d=0.33,修边余量的数值查表知 所以修边余量=1.0 mm 3.2 毛坯尺寸计算 3.2.1 确定拉深件毛坯尺寸计算的依据 由于板料在拉深过程中，材料没有增减，只是发生塑性变形。在变形过程中，材料是以一定的规律转移的，所以应满足以下情况。 1、毛坯的形状应符合金属在塑性变形时的流动规律。其形状一般与拉深件周边的形状相似。毛坯的周边应该是光滑的曲线而无急剧的转折，所以，对于旋转体来说，毛坯的形状无疑是一块圆板，只要求出它的直径。 2、拉深前后，拉深件与其毛坯的质量不变、体积不变，对于不变薄拉深，其面积基本不变。 3、由于板料具有方向性以及毛坯在拉深过程中的摩擦条件不均匀等因素的影响，拉深后的工件顶端一般都不平齐，需要修边，所以在毛坯尺寸中，应包括修边余量。 3.2.2 该零件毛坯尺寸的计算 该零件为形状简单的旋转体拉深件的毛坯直径 在不变薄的拉深中，材料厚度虽有变化，但其平均值与毛坯原始厚度十分接近，因此，毛坯能展开尺寸可根据毛坯面积与拉深件面积（加上修边余量）相等的原则求出。 将d=23.2mm,h=7.6 mm代入公式： 毛坯直径按下式确定: D = = =35.3mm 3.3排样 该工件排样根据拉深工序设计。考虑到操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，查表得搭边值a=1.5、，则 条料宽：b=35.3+2a=35.3mm+2×1.5=38.3 mm 条料的进距为h=35.3+1.5=36.8 mm 冲裁单件工件材料的利用率按公式可得： = 排样图如图4-3所示 图4-3排样图 3.4 确定拉深系数及拉深次数 毛坯相对厚度t/D=1.8/35.35.1﹥2,查表可不用压料圈装置，但为了保险起见，首次拉深仍采用压料装置。采用压料装置后，首次拉深可采用较小的拉深系数，有利于减少拉深次数。根据t/D=5.1%；查得极限拉深系数m1=0.50，而工件总的拉伸系数m总=d/D=23.2/35.3=0.65,即m总﹥m1，故工件可一次拉深成形，即可采用落料-拉深复合冲压模。 3.5 凸凹模的最小壁厚 凸凹模是复合模中的一个特殊零件。其内形刃口拉深凹模作用，外形刃口起落料凸模作用，外形按一般凸模设计，内形按一般凹模设计。设计的关键是要保证内形和外形之间的壁厚强度，壁太薄，易发生开裂。加强凸凹模的方法有以下几种[3]： 1、增加有效刃口以外的壁厚。 2、采用正装式结构复合模，减少凸凹模模孔废料的积存数目，减少推件力。 3、凸凹模设计的关键在于保证内形和外形之间有一定的壁厚，使凸凹模有一定的深度。 4、对于不积聚废料的凸凹模。其最小壁厚m为：落料为硬材料时m1.5t,但不能小于0.7 mm；冲裁软材料时mt，但不能小于0.5 mm。 本零件为硬材料成形，其最小壁厚为m1.5t=1.51.8=2.7mm。 第4章 确定工艺方案及模具结构形式 4.1 工艺方案的确定 该工件包括落料、拉深、冲孔三个基本工序，可以有以下几种工艺方案： 方案一：先落料、后拉深、再冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料、拉深、冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：落料、拉深、冲孔级进冲压，采用级进模生产。 除此之外，还有其它方案，这里不再一一列举。 以上几种方案：对于方案一，模具要求简单，但是需要两道或者更多道工序，每道工序都需一套模具，模具套数过多，生产效率将会降低，难以满足大批量生产的要求；方案二采用复合模生产，生产效率较高，复合模结构虽然较方案一复杂，但是由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难；方案三只须一套模具即可，生产效率最高，但是相比之下，模具结构比较复杂，送进操作也不太方便[2]。 通过对上述三种方案的分析比较，若该工件拉深次数较少，采用方案二较好，即采用落料拉深冲孔复合模。 4.2 模具结构形式的选择与确定 1）正倒装结构及卸料方式：只有当拉深件高度较高时，才有可能采用落料拉深复合模，因为浅拉深件若采用复合模，落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚过薄，强度不足。本例中凸凹模壁厚b=(35.3-25)/2=5.15mm，大于材料允许的最小壁厚3.2mm,能保证足够强度，故采用复合模是合理的。即落料采用正装式，拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件装置，另设有钢性卸料与推件装置。该结构的优点是操作方便，出件畅 通无阻，生产效率高。所以它适合与拉深深度不太大，材料较薄的情况。为了使拉深件更容易从上模里推出而不影响生产效率，采用打料杆装置。 2）送料方式：采用手动送料方式。 3）导向方式：为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于已经采用了手工送料方式，为了提高模具精度，采用中间导柱模架。 4）定位装置：由于该模具采用的是条料，控制条料的送料方向采用挡料销，与送料垂直的方向上用导料板对料进行导正。 第5章 冲压设备的选择 5.1 冲裁工序总力的计算 (1)落料力的计算： 考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响，实际计算冲裁力时按下面公式：F落=KLtτ 式中 F落—冲裁力（N）； L—冲裁件剪切周边长度（mm）； t—冲裁件材料厚度（mm）； τ—被冲材料的抗剪强度(MPa)，查手册表8—7得20钢的τ=300MPa； K—系数，一般取1.3。 F落=1.3×110.8×1.8×300=77.81KN （2）冲孔力的计算： F冲=1.3××9×1.8×300=19.84KN (3)拉深力的计算： 可按有压边圈的圆筒形件近似计算，按式得：F=kdtσb 式中：F拉—拉深力（N）； d—拉深件直径(mm)； t—材料厚度(mm)； σb—材料的强度极限(MPa),查得σb=350MPa； k—修正系数； m=23.2/35.3=0.66,由表查得修正系数k=0.75，则 F拉=0.75××23.2×1.8×350=34.42KN. (4)压边力的计算： 压边力F压可用下式计算：F压= 式中：P—单位面积压料力，值可查表P=2.5MPa； D—坯料直径； d—工序件直径； rA—拉深凹模的圆角半径，凹模圆角半径可按下式计算： rA == ≈3.7mm 则F压=/4[35.3²-(23.2+2×3.7)²]×2.5=0.608KN； （5）推件力 F推=nK推F冲 K推—推件力系数,由手册查得K推=0.05； n—同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中 n=h/t，而h≧6，则n≧4，取n=4. h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) F推=4×0.05×19.84=3.97kN （6）卸料力 F卸=K卸F落 由表2—15查得K卸=0.04 F卸=0.04×77.81=3.11kN 则 工序总力为： F总= F落+F冲+F拉+F压+F推+F卸 =77.81+19.84+34.42+0.608+3.97+3.11=139.8KN. 5.2 初选压力机 由于复合模的特点，为防止设备超载，对于浅拉深可按公称压力F压≧（1.6～1.8）F总选择压力机，查手册，初选公称压力为250KN的开式压力机，型号JA23-25,其有关技术参数为： 表一 250KN开式压力机参数 发生工程压力时滑快 距上死点距离/mm 6 固定台和可倾式/mm 最大封闭高度 250 行程次数/次 100 滑快行程 80 封闭高度调节量/ mm 70 滑快中心到床身距离/ mm 190 工作台尺寸 左右/ mm 560 工作台孔尺寸 左右/ mm 260 前后/ mm 360 前后/ mm 130 立柱间距离/ mm 260 直径/ mm 180 倾斜角 30° 模柄孔尺寸（直径深度）/ mm 5070 垫板厚度/ mm 70 工作台垫板厚/ mm 50 5.3 压力中心的计算 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不到保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，甚至损坏模具。 由工件图可知，为简单的对称冲裁件，其压力中心位于冲裁件轮廓图形的几何中心上。 第6章：模具主要零件的设计与标准化 6.1 工作零部件刃口尺寸的计算 落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸见表2，R2mm属于过渡尺寸，要求不高，为简单方便，实际生产中直接按R2mm作为拉深凹模该处的尺寸。 表2 工作部分尺寸计算[2] 尺寸及 分类 凸、凹模间 双面间隙 尺寸偏差与磨损系数 计算公式 结果 备注 落 料 Ø35.3 查表2.3.3得，=0.20 mm =0.24 mm = 0.62 X=0.5 =(- XΔ) 模具制造公差是查表2.4.1所得，能满足 拉 深 Ø21.4 查表4.8.2得，Z=2mm = 0.28 dT=(dmin+0.4Δ)0-δT 模具制造公差是查表4.8.3所得 dA=(dT+Z)+ δA0 冲 孔 Ø9 查表2.3.3 =0.20 mm =0.24 mm = 0.36 X=0.5 dT= (dmin+ xΔ)0-δT 模具制造公差是查表4.8.3所得 dA= (dT+Zmin)+ δA0 注：在实际设计工作中，拉深凸、凹模圆角半径应选取比计算值略小的数值，这样便于在试模调整时逐渐加大，直到拉出合格的制件为止。 6.2 工作零部件的设计与标准化 6.2.1冲孔凸模的设计 由于工件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结构，冲孔凸模、落料凹模和凸、凹模的结构如下图6—1、6—2、6—3所示。凸、凹模因为型孔较多，为防止淬火变形，除采用工作部分局部淬火（硬度58—62HRC）外，材料也选用淬火变形小的CrWMn模具钢。 为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使冲孔凸模的端面比落料凹模端面低至少一个料厚的距离，所以拉深凸模的长度L可按照下式计算[9]： L==20mm+40mm-3mm=57mm 其中：—凸模固定板厚度，=20mm， —凹模的厚度，=40 mm， —装配后，冲孔凸模的端面低于落料凹模端面的高据板厚的大小，决定=3mm。 图6—1冲孔凸模 材料：Cr12 热处理：58～62HRC 6.2.2落料凹模的设计 落料凹模采用整体式，用普通机械加工制造，选用凸台式凹模，安装凹模在模架上的 位置时，要依据压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模装与下模座上时，由于下模座孔口较大因而使凹模工作时承受弯曲力矩，若凹模高度H及模壁高度C不足时，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，很难按理论方法精确计算，对于非标准尺寸的凹模一般不作强度核算，可用经验公式确定其尺寸。 凹模高度H=KB 凹模壁厚C=（1.5-2）H 式中B—凹模孔的最大宽度mm，但不小于15mm C—凹模壁厚，mm,指刃口至凹模外形边缘的距离 K—系数，查表知K=0.25 凹模高度按表取标准值40mm； 凹模长度L=25+2×40=105； 图6—2 落料凹模 材料：Cr12 热处理：工作部分局部淬火，硬度58～62HRC 6.2.3凸凹模的设计 结合工件外形并考虑加工，凸凹模采用整体凸凹模，将落料凸凸模设计成直通式，冲裁的凸凹模外形及孔均采用线切割机床加工，1个M8的螺钉固定在下垫板上，该副模具中共有两个凸凹模，与凸模固定板配合按H6/m5。其结构简图分别如下所示： 图6—3 凸凹模 材料：Cr12 热处理：工作部分局部淬火，硬度58～62HRC 6.3 其它零部件的设计与选用 1、刚性打件的设计 起到把工件从凸凹模里推出的作用，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力[2]。 2、定位零件的设计 冲压的定位装置零件用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置。使用条料时，保证条料送进导向的零件有导料板、导料销等，保证条料进距的有挡料销、定距侧刃等零件。 落料凹模上部设置两个导料销和一个挡料销，尺寸分别为Ø6mm 和Ø5mm,与落料凹模上安装孔的配合采用H7/r6。使用导料销时，为使条料顺利通过导料板间的距离应等于条料的最大宽度加上一个间隙值（一般大于0.5mm）。导尺的高度H视导板厚h与挡料销的高度而定。使用固定挡料销时，导料板高度较大，挡料销之上要有适当的空间，使条料易于通过，送料不受阻碍时，导料板高度可小些。 挡料销用于定位条料送进距离，抵住条料的搭边和工具轮廓，起定位作用[2]。 3、卸料部件的设计 卸料部件有刚性卸料和弹性卸料等形式，本设计采用刚性卸料装置。卸料板和凸模之间的单边间隙：对于固定卸料板（一般仅起卸料作用），取（0.1～0.5）tmm。 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为10mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC[2]。 4、卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为8mm,螺纹部分为M6×10mm。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸凹模端面0.4mm，又误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整[2]。 6.4 标准模架的选用 模具选用中间导柱标准模架，可承受交大的冲压力，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。 导柱d/mmL/mm为，导套d/mmL/mmD/mm为； 上模座厚度取35mm，即=35 mm； 上模垫板厚度取8mm,即=8 mm 固定卸料板厚度取15mm，即=15 mm； 下固定伴厚度取20mm，即=20 mm； 下模垫板厚度取10mm，即=10 mm； 下模座厚度取45mm，即=45 mm； 模具闭合高度 =++++++- =（35+20+52+40+20+10+45-10） =200 mm 式中：—凸凹模高度，=52 mm； —凹模的厚度，=40 mm； —凸凹模进入落料凹模的深度， =10 mm。 可见该模具闭合高度小于所选开式压力机250KN的最大装模高度（250），所以，所选的开式压力机可以使用。 由于凹模周界L=250.1 mm，B=200 mm，闭合高度H=200~250，I2级的中间导柱模架，模架250200200，GB/T2851.5。 第7章 模具总装图及其工作过程分析 7.1 模具工作过程分析 将条料沿导料销平放在凹模面上，并沿导料销向前送进，接触到挡料销时停止送进，压力机滑块带着上模下行，首先由凸凹模13和凹模3完成落料，紧接着由凸模5和凸凹模1进行拉深，之后，由1，14完成冲孔。然后上模回程，落料后的条料由卸料板卸下，成形的工件在回程中由顶出器将工件打下，用手将工件取走。 7.2 模具总装图 1-凸凹模；2-螺母；3-落料凹模；4-压边圈；5-冲孔凸模；6-下固定板；7-下模座；8-螺钉；9-下垫板；10-顶杆；11-圆柱销；12-导柱；13-凸凹模；14-推件块；15-导套；16-上模座；17-螺钉；18-圆柱销；19-打杆；20-模柄；21-上垫板；22-上固定板；23-挡料销；24-导料销 模具材料的选用 24 导料销 2 35钢 23 挡料销 1 T8 22 上固定板 1 35钢 21 上垫板 1 40 20 模柄 1 Q235 19 打杆 1 40 18 圆柱销 2 GB70—85 17 螺钉 4 16 上模座 1 HT200 GB70—85 15 导套 1 20钢 14 推件块 1 45钢 13 凸凹模 1 Cr12 12 导柱 1 20钢 11 圆柱销 1 40 10 顶杆 1 45钢 9 下垫板 1 40 8 螺钉 8 GB/T2861.1—90 7 下模座 1 HT200 GB70—85 6 下固定板 1 40 5 冲孔凸模 1 Cr12 GB/T2855.1—90 4 压边圈 1 20 GB/T2861.1—90 3 落料凹模 1 Cr12 GB/T2861.1—90 2 螺母 1 40 1 凸凹模 1 Cr12 GB/T2855.1—90 序号 名称 件数 材料 备注 第8章 工作零件的加工工艺性 本副模具的工作零件都是旋转体，形状比较简单，加工主要采用车削。下表所示冲孔凸模的加工工艺过程见加工工艺卡。 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 12 产品名称 凸模 零（部）件名称 冲孔凸模 共（1）第（1）页 材料牌号 Cr12MoV 毛坯 种类 圆棒料 毛坯外型尺寸 Φ10㎜ 每个毛坯可制件数 每台 件数 4 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 准终 单件 01 下料 锯割下料Φ12㎜×60㎜ 下料车间 锯床 0.5 02 锻 锻成Φ10㎜×58㎜ 锻造车间 空气锤 2 03 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 10 04 车削 车外圆Φ9达尺寸要求；车退刀槽2×1；车外圆Φ8，Φ11.225留磨量0.5㎜； 掉头车左端，留磨量0.2㎜ 模具车间 车床 5 05 铣 铣右端面达图纸要求 06 热处理 淬火并回火达58～62HRC 热处理车间 12 07 磨外圆和右端面 磨外圆Φ9和Φ8达到要求 模具车间 2 08 钳 研磨Φ9达图样要求 模具车间 2 标记 记数 更改文 件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 设计日期 审核日期 标准化日期 会签 日期 总 结 本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。 通过这次毕业设计使我从新系统的复习了所学专业知识同时也巩固了先前学到了的知识，同时感触最深刻的是：所学知识只有在应用中才能在更深刻理解和长时间记忆。对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题，如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证工件的经济性，加工工艺的合理性。 在设计的过程中通过冲压手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等队要设计的问题进行查询，我了解了通过更多的途径去了解我要做的设计，使设计更具合理性。也使我学会了设计过程中对资料的查询和运用。通过这次设计，我更加深入地学习了冷冲压技术工作设计的内容。冷冲压技术工作设计的内容包括冷冲压工艺设计、模具设计及冲模制造三方面内容，尽管三者的工作内容不同，但三者之间存在着相互渗透、相互补充、相互依存的关系。 冷冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺性分析入手经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写冲压工艺卡的一个综合分析、计算、设计过程。冲压工艺方案的确定包括工序性质、数量的确定，工序顺序的安排，工序组合方式及工序定位方式的确定等内容。 冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程，在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排出诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后，设计计算并构思出与冲压设备相适应的模具总体结构，然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整个设计绘图过程。 历经近三个月的毕业设计即将结束，在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，并且和同学的探讨，模具设计在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。 从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。 致 谢 首先感谢本人的导师原红玲老师，她仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。原红玲老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，她给了我鼓励和帮助，在这里我向她表示真诚的感谢！ 感谢母校——河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。感谢各位老师在三年之中的教导和在做设计的过程中对我的帮助。使我在大学三年里不但学到了更多知识，而且学到了怎么做人、怎么做事。 我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助。毕业之后，我一定会努力工作的，不辜负各位老师对我们的深切期望，在这里向你们道一声：老师你们辛苦了！ 最后深深地祝愿祝各位老师，身体健康、万事如意！ 参考文献 [1]王孝培主编.冲压手册.北京：机械工业出版社，1990 [2]李绍林主编.实用模具技术手册[M].上海科学技术出版社，1998 [3]陈锡栋、主编.实用模具技术手册[M].北京：机械工业出版社，2001 [4]模具实用技术丛书编委会.冲压设计应用实例[M].北京：机械工业出版社，1999 [5]翟德梅主编.模具制造技术[M].河南机电高等专科学校 [6]许发樾主编.实用模具设计与制造手册[M].北京：机械工业出版社，2000 [7]杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册[M]. 北京：机械工业出版社2004 [8]骆志斌主编.模具工实用技术手册.南京：江苏科学技术出版社，1999 [9]冷冲模设计及制造 中国机械工业教育协会 机械工业出版社 2003 [M] 29