落料拉深复合模毕业设计.docx

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落料拉深复合模毕业设计

落料拉深复合模毕业设计

落料拉深复合模毕业设计第1页共30页落料拉深复合模落料拉深复合模前言前言冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。

据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。

因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。

目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，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、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。

现在模具正朝着标准化及专业化方面发展，因为冲模属于单件小批量的生产，冲裁零件既具有一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。

因此只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化，商品化，从而降低模具成本，提高模具质量和缩短制造周期。

我过的标准化与专业化生产近年来也有较大的发展，标准件品种也有较大扩展，精度亦有提高。

我相信我国的模具设计和制造行业一定会赶在世界的前列。

本次设计是参考了众多参考文献及专业资料的规范要求编写而成。

本设计主要介绍插片落料复合模。

本设计共分五大节，主要包括材料工艺分析和成形性能、冲压工序特点和工艺计算、模具总体结构设计、模具主要零件结构设计及工艺性分析等。

另外，还附有毕业设计任务书、论文评阅表、答辩小组成员表、部分模具零件冲压工艺过程卡、装配图、零件图。

导师杨雪玲曾在编写及内容安排提出不少有益的意见。

在此，谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！

由于本人知识水平和能力的有限，在设计的过程中难免存在很多的纰漏和不足之处，恳请个各位老师的批评与指正。

第2页共30页绪论绪论模具工业作为一种新兴工业，它有节约原材料、节约能源、较高的生产效率，以及保证较高的加工精度等特点，在国民经济中越来越重要。

模具技术成为衡量一个国家制造水平的重要依据之一，其中冲载模具在模具工业中举足轻重的地位。

冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。

据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。

因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。

目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，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、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。

随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。

为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。

本次毕业设计的目的是对所学知识的全面总结和运用，巩固和加深各种理论知识灵活运用。

目标是通过这次毕业设计，可以很好的培养独立思考，独立工作的能力，为走上工作岗位从事技术工作打下良好的基础。

现在模具正朝着标准化及专业化方面发展，因为冲模属于单件小批量的生产，冲裁零件既具有一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。

因此只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化，商品化，从而降低模具成本，提高模具质量和缩短制造周期。

我过的标准化与专业化生产近年来也有较大的发展，标准件品种也有较大扩展，精度亦有提高。

此次毕业设计课题为片装弹簧冲压级进模。

首先对垫板的冲压工艺进行了分析，介绍了落料冲孔模结构设计的要点，同时编制了落料冲孔复合模的制造工艺和装配工艺。

第3页共30页目录目录摘要摘要6611冲裁工艺设计冲裁工艺设计881.1冲压工艺分析.81.2冲压工艺方案的确定822主要的设计计算主要的设计计算992.1排样方式的确定及其计算方法92.2材料利用率的计算方法102.3条料宽度，送进步距，导料板间距的计算112.4冲压力的计算122.5压力中心的计算1233凸、凹模人口尺寸的计算凸、凹模人口尺寸的计算13133.1工作零件刃口尺寸的计算133.2冲裁间隙133.2.1影响冲裁间隙大小的因素.133.2.2合理间隙值确定的原则.143.2.3间隙值确定方法.143.4尺寸计算原则153.5模具刃口尺寸的计算163.5.1落料模具刃口尺寸163.5.2拉深模具刃口尺寸173.5.3凹模形状及其他尺寸的计算.193.5.4凸凹模形状及其他尺寸的计算.213.5.5凸模形状及其他尺寸的计算.2344模具的总体设计模具的总体设计24244.1模具类型的选择244.2定位方式的选择244.3卸料方式和出件方式的选择244.4推件与顶件装置254.5橡胶的选用与计算25第4页共30页4.6模架及零部件的设计254.6.1卸料板的设计.254.6.2卸料螺钉的选用.264.6.3紧固件的选择.264.6.4顶件块的设计.264.6.5模架和模柄的选择2655选择模架规格及模具其他零部件选择模架规格及模具其他零部件272766压力机的选用压力机的选用303077总结总结313188参考文献参考文献3232第5页共30页摘要摘要本设计主要是盖零件落料拉深模具的设计。

通过对工件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具成型部分的结构、顶出系统、压力机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。

介绍了落料拉深模具的结构组成及工作原理。

该模具结构简单，采用整体式凸凹模，成本低廉，运行可靠。

通过模具设计表明该模具能达到盖零件质量和加工工艺要求。

关键词：

关键词：

盖；落料拉深模具；压力机；整体式；零件：

盖材料：

20零件厚度：

1mm生产批量：

大批量生产模具加工方法：

落料凸凹模采用配做法，同时落料凸模做拉深凹模第6页共30页1冲裁工艺设计冲裁工艺设计1.1冲压工艺分析在编制冲压工艺规程和设计模具之前，应对冲裁件的形状、尺寸和精度方面进行分析。

主要是冲裁件的形状要求简单对称，有利于材料的合理利用，有合理的孔间距和孔边距，有好的圆角过度，以便于模具的加工。

该零件材料厚度为t=1mm的20钢，具有良好的冲压性能，冲压后零间的强度和刚度增加，有助于使产品保证足够的强度和刚度。

此产品只有落料和拉深两道工序，，形状简单对称材料利用率较高。

工件尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度要求低，为了满足高的材料利用率和当地的生产成本，此冲裁满足要求。

1.2冲压工艺方案的确定在冲压过程中在冲裁工艺分析的基础上，根据冲裁件的特点确定冲压工艺方案，该工件包括落料拉深两道工序，再者就是根据冲裁工序组合的确定，包括单工序冲裁，复合冲裁，级进冲裁，工序组合的确定首先根据零件的生产批量，工件的尺寸公差等级，工件尺寸形状的适应性模具制造安装调试的成本。

由于此产品结构简单对称，工序较少，综合各方面考虑，确定冲裁方案为：

方案一：

先落料后拉深，采用单工序生产。

方案二：

落料—拉深复合冲裁，采用复合模生产。

综合对以上个方案的分析，本着生产条件，生产批量和降低生产成本和劳动强度等各方面的因素，该冲裁件的冲压方案选用第二个较好。

第7页共30页22主要的设计计算主要的设计计算2.1排样方式的确定及其计算方法在设计落料—冲孔复合模首先应考虑零件的排样方式，尽量采用少废料或无废料的排样方法，可以简化冲裁模的结构减小冲裁力，提高材料的利用率，但是在材料的实际冲压生产中由于零件的形状尺寸仅精度的要求，批量大小和原材料的供应等方面的不同，不只能有一种固定的排样方案。

但是应尽量保证最高的材料利用率、最高的劳动生产率、生产操作方便、模具的结构简单和寿命长等反面的特点，采用如下图的排样方法搭边值的选用根据表1.1选取，侧搭边值a=1.0mm，工件间搭边值a1=0.8mm排样图2.2材料利用率的计算方法材料利用率的计算方法材料的经济利用，直接决定于冲压件的冲压方法，和排样方法。

在冲压工第8页共30页艺设计中，评价材料经济利用程度的指标时材料利用率。

材料利用率η表示冲压件在坯料上排样的合理程度，也就是材料利用的经济程度。

η=%100消耗材料面积实用材料面积实用材料面积即冲压件的有效面积，它与消耗材料面积之差为废料。

废料分为设计废料和工艺废料两部分。

设计废料是由于零件的结构形状的特点所形成的废料，如零件上的孔、槽以及外缘部分的凹槽、缺口等，一般情况下设计废料是难以避免的。

工艺废料是指工件之间和工件与板料侧边之间的搭边，以及冲裁过程中出现的料头和料尾。

合理的排样方法可以降低工艺废料的比例。

查询国家板料标准选择LB=2100mm750mm，经计算可冲得零件数140个，冲裁件的面积是785，2mm一张板料上总的利用率==69.8%总n%1007502100785140式中A-----冲裁件的面积（）;2mm----一张板料上所冲工件数目；总nLB-------板料长宽（）。

2mm材料利用率18,故可一次拉深完成。

由DA=AD0DT=0）2（TZD式中DA——凹模的基本尺寸DT——凸模的基本尺寸D——工件的基本尺寸Z——凹、凸模的单面间隙、——凹、凸模的制造公差（可查表1.5凹、凸模制造公差）AT第16页共30页查教材表6-18和表6-17得模具的制造公差=0.05，=0.03,间隙系数ATK=0.2，确定拉深间隙Z=+Kt，t=1maxt得Z=1.2拉深凸凹麽尺寸如下：

DA=，DT==05.00510）2d1（TZ003.08.48A凸凹模B拉深凸模第17页共30页3.5.3凹模形状及其他尺寸的计算凹模形状凹模类型很多。

凹模的外形有圆形的和板型的；结构由整体式和镶拼式，刃口也有平刃和斜刃。

在实际的生产中。

由于冲裁件的形状和尺寸千变万化，因而大量使用外形为圆形或板行的凹模板，在其上面开设所需的凹模洞孔，用螺钉或销钉直接固定在支承件上。

凹模采用螺钉或销钉固定时，要保证螺钉间，螺孔与销钉间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。

凹模采用整体式结构，在冲裁时凹模承受和侧挤压力的作用。

由于凹模结构形式和固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前尚不能用理论的计算方法确定凹模轮廓尺寸。

在生产中，通常根据板料的冲裁厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距，经经验公式来计算凹模厚度H=ks（≥15）=0.35×100=35mm式中：

S-----垂直于送料方向上的凹模刃壁间最大距离k------系数。

考虑板料厚度的影响其值查表1.6凹模厚度系数K凹模壁厚边缘壁厚35mm，凹模直径取170mm第18页共30页3.5.4凸凹模形状及其他尺寸的计算凸凹模采用整体式加工，在复合模中，由于内外缘之间的壁厚是决定于冲裁件的孔边距，所以，当冲裁件的孔边距较小时，必须考虑凸凹模的强度。

为保证凸凹模强度，其厚度不应小于允许的最小值。

如果小于允许的最小值，则凸凹模的强度不够，就不宜采用复合模进行拉深，复合模的凸凹模壁厚最小值与拉深的结构有关，正装式复合模的凸凹模壁厚可以小一点；凸凹模的最小壁厚值应按经验值取。

凸凹模外形按凸模设计，内孔按凹模设计，结合工件外形并考虑加工，将落料凹模设计成台阶式，最后采用电火花加工。

==（D1-D2-2t）/2=24.5mm2.7mm符合要求。

壁第19页共30页其中D1——凹模直径D2——凸模直径t——材料厚度第20页共30页3.5.5凸模形状及其他尺寸的计算凸模的形式和形状不同，冲裁结构与加工装配工艺等实际条件不同，所以实际生产中使用的凸模结构形式很多。

其端面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、台阶式、直通式和带护套式等。

凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定。

台肩式的凸模强度较好，装配修模方便。

其凸模部分的工作尺寸由计算而得；与凸模固定板的配合部分按过渡配合制造；最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出来，凸模长度的计算只要根据模具的结构，并考虑修磨，操作安全，装配等需要的确定。

当按凸模典型组合标准选用时，则可取标准长度，否则，应进行计算。

本设计中凸模采用整体式结构，用螺钉固定在下模板上。

第21页共30页4模具的总体设计模具的总体设计4.1模具类型的选择由前面的冲压工艺分析，采用落料正装，拉深倒装的模具结构形式。

4.2定位方式的选择为了保证模具正常的工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，即必须定位。

条料在模具的送料平面中必须有两个方向的限位：

一是在与送料方向垂直的方向的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向。

二是在送料方向上限位，控制条料一次送进的距离，称为送料定距。

由于块料或工序件的定位，基本上也是在两个方向上限位，只是定位零件的结构形式与条料的有所不同而已。

属于送进导向的定位零件有导料销，导料板，侧压板等；属于送料定距的定位零件有始用挡料销，挡料销，导正销，侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销，定位板等。

复合模即为导料销送进导向的模具。

导料销一般设置两个，并位于条料的同一侧，从右向左送料时，导料销装在后侧，从前先后送料时，导料销装在左侧。

导料销可装在凹模面上，也可以设置在弹压卸料板上。

因为该模具才用的是条料，为了是模具的制造和安装方便，又能满足模具的冲裁件的送料要求，故采用导料销，无侧压装置，控制条料的送进步距采用挡料销。

第22页共30页4.3卸料方式和出件方式的选择在生产和制造中，工件不可能完全脱离模具，这就要在设计模具的时候考虑到模具的卸料方式和出件方式，从广义上说卸料装置包括卸料，推料和顶料等装置。

起作用是当模具完成一次工作之后，把工件或废料从凸模上卸下来；推件或定件一般指把工件或废料从凹模中卸下来。

卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件，其形式有固定的，弹压的和废料切刀等。

综合本模具的制造方式和冲压方式，弹压卸料装置的基本零件是卸料板，弹性元件，卸料螺钉，弹压卸料既起到卸料作用又起到压料作用，所冲的零件质量较好，平直度较高，因此质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。

又因为工件厚度为1mm的20碳素钢，材料性能比较好，性能比较适宜，故本模具采用弹性卸料装置。

4.4推件与顶件装置推件装置推件和定件的目的都是从凹模中卸下冲件或废料。

把装在上模内称为推件；装在下模内称为定件。

推件装置是刚性的。

其基本零件有打杆，推板，连接推杆和推件块，有的刚性推件装置不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由打杆直接推动推件块，甚至直接由打杆推件，为使刚性推件装置能够正常工作，推力必须平衡。

因此连接推杆需要2～4根且分布均匀、长短一致。

推板安装在上模座内。

在复合模中为了保证冲孔凸模的支承刚度和强度，推板的平面形状尺寸只要能够覆盖到连接推杆，本身刚度又足够，不必设计太大，以使安装推板的孔不至太大。

设计是应根据实际需求选用。

由于刚性推件装置推力大，工作可靠，所以应用十分广泛，不但用于倒装模中的推件，而且也用于正装式的冲模中的卸料或推出废料，尤其冲裁板料较厚的冲裁模，宜用这种推件装置。

顶件装置顶件装置一般是弹性的，其基本零件是顶干，顶件块和装在下模底下的弹顶器。

这种结构顶件力容易调整，工作可靠，冲裁件的平整度较高，但是冲裁件容易嵌入边料中。

推件块或顶件块在冲裁过程中是凹模中运动的零件，对它有如下要求：

模具处于闭合状态时，其背后有一定空间，以备修模和调整的需要；模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；它与凸模和凹模的配合应保证顺利滑动，不发生无相干涉。

为此，推件块和顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造，也可以根据板料厚度取适应间隙。

推件块和顶件块与凸模第23页共30页的配合一般呈较松的间隙配合，也可以根据板料厚度取适当间隙。

4.5橡胶的选用与计算根据工艺性质和模具结构确定橡胶性能、形状和数量。

冲裁卸料用较硬橡胶。

聚氨酯橡胶具有高的强度、高弹性、高耐磨性和易于加工的特性，在冲模中应用悦来与多。

使用时应根据模具的空间尺寸和卸料力大小并按找聚氨酯橡胶块的压缩量与压力关系，适当选择聚氨酯弹性体的形状和尺寸。

如果需要聚氨酯橡胶时，则应进行必要的计算。

聚氨酯橡胶的压缩量一般在10%～35%范围内。

4.6模架及零部件的设计4.6.1卸料板的设计卸料板的周界为250*200*10，卸料板采用45钢淬火硬度40～45HRC。

4.6.2卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径10mm。

螺纹部分式M8×10.卸料螺钉尾部应留有足够的空间，卸料螺钉拧紧后应使卸料板超出凸凹模1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。

4.6.3紧固件的选择螺钉、销钉在冲模中起禁固定位作用，设计时主要式确定它的规格和紧定位置。

螺钉和销钉的种类很多，应根据实际需求选用，螺钉最好选用内六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露，模具外型美观。

螺钉、销钉规格应根据冲压工艺力大小、凹模厚度等。

螺钉不能深度不能太浅，否则紧固不牢靠；也不能太深，否则拆装工作量大。

圆柱销钉配合深度一般不小于其直径的两倍，也不宜太深。

4.6.4顶件块的设计正装式复合模一般采用上出料，为节约材料通常在凹模下加一块垫块，以第24页共30页增加顶件块的行程，顶件块与弹顶器用顶杆连接。

4.6.5模架和模柄的选择该模具采用滑动后侧导柱模架。

4.6.6卸料弹簧的选取卸料力Fx=KxF=1256*0.05=6.28KN选八根弹簧：

6280/8=785N

（1）每根弹簧的压缩量=18+a+b=19.4mm工h式中a——落料凹模刃口平面高出拉深凸模上平面的高度，为保证线落料后拉深取a=1mm;B——卸料时卸料板超出凸凹模刃口平面的距离，为保证零件彻底重凹凸模上卸掉，取a=0.4mm。

（2）弹簧规格查工具书选弹簧为D=40mm，d=6mm，=110，=31.6mm最大工0H2F作负荷为1020N，弹簧的预压缩量等于14mm。

55选择模架规格选择模架规格及模具其他零部件及模具其他零部件5.1模架模架选择滑动后侧导柱模架，凹模周界为250×200，最大最小闭合高度分别为170mm、210mm，导柱d/mm×L/mm为φ32×160，导套d/mm×L/mm×D/mm为φ32×105×43，该模具的闭合高度凸模冲裁后进入凹模分度深度为1mm。

模具的闭合高度=下模座厚度+上模座厚度+凸凹模高度+凹模高度-模H（凸模与凹模刃面高度差+拉深件高度-材料厚度）=196mm见该模的闭合高度小于所选压力机的最大闭合高度（250mm）可以使用。

5.2模柄选择标准模柄规格为A60×115（执行标准JB/T7646.1）第25页共30页5.3推杆选择标准带肩推杆A12×180（执行标准JB/T7650.1-1994）第26页共30页5.4导套选择标准导套B32H6×70×43（执行标准JB/T8070.17-1990）第27页共30页5.5导柱选择标准导柱A32h5×150（执行标准JB/T8070-1990）5.6卸料螺钉选择标准卸料螺钉M12×80（执行标准JB/T7650.5）第28页共30页6压力机的选用压力机的选用根据总冲压力=205.18KN、模具的闭合高度、冲床工作台面尺寸等，并总F结合现有设备，选用开式可倾压力机J23-25A型，其主要技术参数如下：

公称压力/KN250到达公称压力时滑块离下止点距离/mm6滑块行程80行程次数/（次·）1001min最大封闭高度250封闭高度调节量70滑块中心到床身距离190工作台左右尺寸/mm560工作台前后尺寸/mm360工作台左右孔尺寸/mm26.工作台前后孔尺寸/mm130工作台直径孔尺寸/mm180立柱间距离/mm260模柄孔尺寸（直径×深度）/mmφ50×70工作台板厚/mm70倾斜角（开式可倾压力机）/30OC第29页共30页7总结总结自从来到河南工院学习至今已经有三年了，毕业在即，自己作为一名河南工业职业技术学院毕业的学生，出门应该能够体现我们学校的水平，应该说毕业论文是对自己学习的最好检验了，而且也给我们自己走向工作岗位打下坚实的基础。

根据学校的安排，我首先开始确定论文题目，后来在指导老师的帮助下，我结合自己的实际情况，第一步首先查找模具设计的相关资料，这对我收集资料起到了非常大的作用，再就是从网上下载大量知识。

第二步整理资料，经过本套模具的设计，让我学习到了更多的模具设计知识，让我的理论与实际有了第一次的结合。

毕业论文的设计虽然已经结束，但回顾这几个月，它对我的帮助的确非常大，总结有这么几点：

第一，设计一套简单的模具对我是一次很好锻炼，更加加深了我对课本知识的理解，而且也是一次理论知识与实践的结合，全面提高了我对书本的理解；第二，从整体提高了我分析问题、解决问题的能力。

第三，更加明确了自己的薄弱之处。

当然设计中也有许多不足之处，比如自己掌握的信息量太小，对问题掌握的不够深不够透彻等等，但不管怎样我仍然非常庆幸并特别感谢学校，感谢学校能给我一次自我学习，自我考验的机会，这不仅是对我学习的检验，更是一个让我全面提高的过程，我相信这次经历将对我今后的工作和学习起到非常大的作用。

在本课题的研究过程中，我的同学们也给予了很大的帮助,在此表示由衷的感谢！

最后，我还要深深地感谢默