拉伸冲孔模具毕业设计说明书.docx

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拉伸冲孔模具毕业设计说明书

一.冲压件综合分析……………..…………………………………………….…..1

1.零件图分析………………………………………………………….……………1

2.冲裁工艺审查………………………………………………………………….....2

二．工艺方案的肯定……………………………………………………………..2

1.工艺方案分析…………………………………………………….………………2

2.计算毛坯直径………………………………………………………………….....3

3判断拉伸次数…………………………………………………………….…….....3

4工序的组合和顺序的肯定…………………………………………………….....4

三.模具结构的肯定…………………………………………………………........4

四.压力计算与压力中心的的肯定…………………………………………......7

一、计算压边力…………………………………………..........................................5

二、计算拉延力…………………………………………..........................................5

3、冲裁件的冲裁力的计算…………………………………………......................6

4、冲模压力中心的肯定…………………………………………...........................6

5、计算压力机的公称压力………………………………………………………...6.

五.设备的选择……………………………………………………….......................7

六、模具工作部份结构尺寸的计算……………………………………..........8

一、拉深凸、凹模的单边间隙Z………...…………………….………………….…8

二、间隙方向……………………………………………………………….……….8

3、冲裁的间隙值……………………………………………………………….….8

4、凸、凹模工作部份的尺寸与公差…………………..…………………………9

七.模架的选取…………………………………………………………………….11

八.模具零件设计…………………………………………..……………………..12

九.设计体会……………………………………………………………………….19

十.参考文献……………………………………………………………………….20

一、冲压件综合分析

１、零件图分析

该件为带孔的无凸缘圆筒性件，产品成型简单，尺寸精度要求不高为IT11，按照技术要求，由冲裁和拉深即可成型。

材料厚度：

１.８mm

材料：

１０钢

生产批量：

大量量　

２、冲裁工艺性审查

（１）拉深工艺性该零件为轴对称旋转体拉深件，变形均匀，模具加工工艺性最好。

工件底部圆角半径R=3mm,取拉深凹模的圆角半径Rd=3t=3×=。

而Rp=~1）Rd=~,现取５.４mm。

知足拉深对圆角半径的要求。

拉深件底部孔径d==>28。

精度品级为IT11，知足拉深工序对工件公差品级的要求。

（２）冲裁工艺性　冲孔的孔径尺寸D1=28≥=×=。

孔边与零件直壁间的距离C=≥R+=,知足冲裁工序对工件的要求。

精度品级为IT11，知足冲裁工序对工件品级的要求。

３、冲压加工的先进性

　　　由于该零件材料厚度为１.８mm，较薄，又因产品的尺寸也不大，１０号钢含碳量小，材料较硬，零件外形对称，无尖角，凹陷和其他形状突变。

又因该次生产为大量量生产，采用冲压加工经济效果好，生产率高。

二、工艺方案的肯定

　１、工艺方案的分析

　　　该零件外壳的形状表明它为拉深件，所以拉深为大体工序。

底部的小孔由冲孔工序完成。

冷冲压生产进程的主要特征是依托冲模和冲压设备完成加工，便于实现现代化，生产率很高，操作简便。

对于普通压力机，每台每分钟可生产到几件到几十件冲压件，冷冲压所取得的零件一般不要进行切削加工，因此是一种节省能源，节省原材料的无（或小）切削加工方式。

　２、计算毛坯直径

　　按中性层计算尺寸，H′==,D2′==。

工件相对高度H′／D2′＝。

查表得修边余量ξ＝２mm,查得有关设计资料无凸缘圆筒形拉深件的毛坯尺寸计算公式为

　●　D=（D2′×D2′+4D2′h）－××D1

=×+4××××28

≈86mm

其中h=+2= 

　３、判断拉深次数

　　　工件总的拉深系数m=D2′/D=86≈

毛坯相对厚度t/D×100≈2

判断拉深是不是需要压边圈：

因m<，所以需要加压边圈。

压边圈与凸模的间隙不能太大，按照材料的厚度的不同，一般压边圈与凸模的单面间隙在~0.5mm的范围内。

　由相对厚度可查得第一次拉深的极限拉深系数m1=。

因m>m1，故工件只需一次拉深。

　４、工序的组合和顺序肯定

　　　外壳的全数大体工序为：

落料（φ86），拉深，冲底孔（φ28），修边（φ46），据此可排出以下三种方案：

　　　方案一：

落料与第一次拉深复合，冲底孔，修边

　　　方案二：

落料，冲底孔，拉深，修边

　　　方案三：

落料、拉深与冲底孔复合

分析比较以上几种方案，能够看出：

放案一中，需要一个级进模，结构复杂。

方案二中，先冲孔在拉深，孔径一旦发生转变，将会影响到拉深的高度尺寸和拉深口部的质量。

方案三虽然会给修模带来必然困难，可是它的模具结构简单，制造费用低，生产率高，操作较方便也安全，尺寸和形状准确，表面不易划伤，质量高。

综合以上各方案，从保证尺寸精度和经济效益考虑，采用第三种方案。

三、模具结构类型的肯定

由工艺方案的肯定可知，该零件应采用多工序复合模，此零件是采用多工序复合模，模具的大体结构由：

上模板，下模板，模柄，螺栓，卸料螺钉，凸模固定板，拉深凸模，拉深切边凹模，冲孔凹模，冲孔凸模，凹模固定板，挡料销，弹性压边圈，定位销，导柱等组成。

模具的压边圈采用平面式的，坯料用压边圈的凹槽定位，凹槽深度小于1mm，以便压料，采用弹性压边圈，其压边力的大小不会随凸模行程而产生较大的转变，不会造成拉深后期压边力徒升，筒壁拉力增大。

而且调整方便，适用性强，还兼有卸件作用。

模具采用反装结构。

（图）

四、冲压力计算与压力中心的肯定

一、计算压边力

压边力的计算公式为：

Q=π﹝D×D-（D′×D′+2Rd）×（D′×D′+2Rd）﹞q/4

=×﹝86×86-（+2×）×（+2×）﹞×4 

=8578N

式中Rd——凸模圆角半径

P——单位压边力

二、计算拉延力

拉延力的计算公式为：

P=kπD2tσb

=1××46××360

=93597N

式中K——修正系数取1

σb——材料的抗拉强度360Mpa

3、冲裁件的冲裁力的计算

Pp=Ltσb

=××360

=56972N

式中L——冲裁件的周长πD1

4、计算压力机的公称压力

由于冲裁件是在定模板上的冲裁凸模，不用运动，不需要压力机的力，所以压力机的公称压力只需要算拉深件的力，

Pe≥（P+Q）=（93597+8578）

=143KN

故压力机的公称压力要大于143KN。

五、冲模压力中心的肯定

冲压力合力的作用点为模具的压力中心。

模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。

对于有模柄的冲模来讲，须使压力中心通过模柄的中心线。

拉深形状对称的冲件时，其压力中心位于拉深件轮廓图形的几何中心。

由于该零件的模具是对称的，所以冲模压中心在模具的中心。

五、设备的选择

设备工作行程需要考虑工件成型和取件方便，因此，工件行程S≥h=×=82.7mm。

又因通过总拉深力的计算，查表选择压力机J21-35，其各参数别离为：

公称压力：

350KN

滑块行程：

130mm

滑块行程次数：

50次/min

最大闭合高度：

280mm

闭合高度调节量：

60mm

滑块中心线至床身距离：

205mm

立柱距离：

428mm

工作台尺寸：

380mm（前后）；610mm（左右）

工作台孔尺寸：

200mm（前后）；290mm（左右）；260mm（直径）

垫块尺寸：

60mm（厚度）；mm（直径）

模柄孔尺寸：

50mm（直径）；70mm（深度）

滑块底面尺寸：

210mm（前后）；270mm（左右）

明白了冲压机的各参数就可以够对各模具零件进行尺寸设计，肯定模具零件的尺寸。

六、模具工作部份结构尺寸的计算

一、拉深凸、凹模的单边间隙Z

Z=tmax+kt

=+

=2mm

式中tmax——材料最大厚度

K——间隙系数，查表得0.2mm

二、间隙方向

肯定拉深间隙的方向，主要取决于制件的要求。

当制件要求外形尺寸时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即

Dd=Db,Dp=Dd-2Z

式中Dd——制件外形的大体尺寸

Dp、Db——保证制件外形尺寸的的凸、凹模直径

3、冲裁的间隙值

Z=2t（1-h0/t）tanβ

=2××（）×

=0.2mm

式中t——材料厚度

h0/t——产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度，查表得

β——剪切裂纹与垂线间的夹角，查表得5°

4、凸、凹模工作部份的尺寸与公差

（1）拉深的凸、凹模尺寸

在肯定凸、凹模工作部份的尺寸与公差时，应考虑模具的磨损和拉深件的回弹，其制件相应尺寸及公差应由最后一次拉深来保证。

由于工件要求外形尺寸，则以凹模为设计基准。

模具的制造公差为IT11级，则标准公差值为，

凹模尺寸的计算：

（上标）

Dd=（Δ）

=（）

=

凸模尺寸的计算：

dp=

==

式中Dd——凹模的大体尺寸

dp——凸模的大体尺寸

Z——拉深模的间隙

δd、——凹模的制造公差，查表得

δp——凸模的制造公差，查表得

（2）冲裁的凸、凹模尺寸

冲孔件工件光面的孔径与凸模尺寸大体一致，故应以凸模尺寸为基准。

查得标准公差值为，

凸模尺寸的计算：

dp=（D1+xΔ）（下误差）

=（28+×

=

凹模尺寸的计算：

dd=（dp+Z）（上误差）

=（+）

=

式中dp、dd——冲孔凸、凹模尺寸

X——系数，范围为~1，此处取

δd、——凹模的制造公差，查表得

δp——凸模的制造公差，查表得

（3）圆角处的尺寸

圆角处的尺寸，经分析，若该处是以凸模成形，则以凸模为基准，间隙取在凹模上；若是以凹模成形，则以凹模为基准，间隙取在凸模上。

七、模架的选择

按照以上的设计，选择后侧导柱模架。

模架大体尺寸如图：

上下模座选用Q235，热处置，调质，硬度为28HRC~32HRC。

导柱、导套选用20钢，热处置渗碳，硬度为56HRC~62HRC。

八、模具零件的设计

1.落料凸凹模的设计

1）落料凹模

（1）凹模壁厚

凹模壁厚是指凹模刃口与外缘得距离，凹模壁厚查表选择凹模壁厚为40㎜。

2）凹模厚度

凹模厚度可按照冲裁力经查图得厚度h取20㎜。

3）刃壁高度

垂直于凹模平面得刃壁，其高度能够按照下列规则计算：

冲件料厚：

，h=3mm

h=t

当凹模需要更长寿命时,刃壁高度能够比上述增加,但应该带有斜度,以利于工件或废料漏下。

按照上述数据能够肯定凹模尺寸如下:

凹模长度:

L=72+20×2=112㎜；

凹模宽度:

B=72+2×20=112㎜；

L×B×h=112×112×20㎜

按照上述设计计算落料凹模的尺寸结构如下图所示:

2.拉深凹凸模的尺寸结构图如下图所示

3.冲孔凹凸模的尺寸结构图如下图所示

4.卸料板的肯定

加工卸料板时能够和凸模固定板一会加工,其大体尺寸和凸模固定板一样,加工定后,再扩大一下凸模固定孔,保证凸模与卸料板间隙配合.卸料板与模座用卸料螺钉连接.材料也可用45钢.为了保证其强度,加工玩要淬火处置.

卸料板的尺寸结构图如下图所示

5.凸模固定板的设计

凸模固定板安装在上模座的下面,和凸凹模进行过盈配合,通过定位销保证两零件的配合精度,再通过内六角螺母固定.材料一般用45钢.加工时要保证上面的精度.凸模固定孔用线切割加工,其它定位孔用钻床加工再攻丝即可,保证定位孔精度.

6.凹模固定板的设计

凹模固定板,用三个固定孔与垫块,下模座定位,凹模固定板与凹模过盈配合,在凹模固定板的前方加一个挡料块,如此能保证条料的送进,凹模固定板有孔用线切割加工,孔用钻床加工,保证精度要求.材料可用45钢。

九．模具装配图

十．设计体会

通过两个礼拜的尽力，在交课程设计的规按时刻内时完成了课程设计，真的感觉有很多值得自己去总结的地方。

现总结如下：

这次课程设计对自己来讲是一个大的挑战。

从选定设计题目起，天天总在查阅书籍，寻觅相关资料，可是由于缺乏实际经验，对模具结构的拟订不免困难，只能依托自己的想象力，所以在设计进程中，总感到困难重重，进度进展较慢，不过在同窗和老师的帮忙下仍是完成了这次课程设计

作为〈冲压工艺及冲模设计〉这门课程学习的一个重要的环节，课程设计不仅是对咱们学习内容的综合运用，同时也是对这这门课程的一个总结。

通过这次课程设计对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个专门好的总结和巩固，也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。

也发觉了自己在学科内的某些方面知识的欠缺，做到了专门好的温习和理解。

设计顶用到了大量专业知识，例如机械设计、工程制图、材料力学、公差与配合等学科。

通过在设计中查阅和温习其相关知识，对部份已生疏的学科又从头做了熟悉，且在以前学习的基础上加倍深了理解，同时也把书本上学到的知识用到了实际设计中，将单一的学科和其他配套学科融合在一路，学会了综合考虑问题。

在以后的工作和学习中，我会尽力的去做得更好。

十一.参考文献

<模具设计手册>机械工业出版社

<工程材料及应用>华中科技大学出版社

<典型模具结构图册>华南理工大学出版社

<简明冷冲压手册>机械工业出版社

<实用模具设计与制造>国防科技大学出版社

<冲压工艺学>机械工艺出版社

<金属塑性成形原理>机械工业出版社

<冲压工艺及模具设计>兵器工业出版社

<冷冲压模具设计>中国轻工业出版社