阶梯盖落料拉深模.doc

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新疆工程学院机械工程系

2013届毕业生毕业设计

题目：

阶梯盖零件落料拉深模具的设计

专业：

计算机辅助设计与制造

班级：

CAD10-11班

学号：

姓名：

孔春雷

指导教师：

陆亦工

完成日期：

2013年4月15日

毕业设计任务书

设计任务与内容（论文要阐述的主要问题）

1、运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决冲压模具设计中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具结构设计和零件设计等问题。

2、提高结构设计的能力。

通过所给产品进行该产品模具设计，获得根据所生产制品来设计出经济高效、省力合理且能保证加工质量的模具的能力。

3、进行技术方面和经济方面的工艺分析。

4、确定工序过程安排、排料方案的确定和最佳模具结构的工艺方案。

5、进行冲裁压力、卸料力、材料利用率、模具压力中心、弹性装置的选用与计算、凸凹模刃口工作尺寸及公差的确定，模架的选取及确定。

6、对所选用的压力机冲压力校核和封闭高度校核等有关工艺参数校核。

7、熟练掌握查阅手册图表资料文献。

充分利用与本冲压设计有关的各种资料，做到科学合理地熟练运用。

论文（设计）完成后要提交的材料

1.设计计算说明书：

设计说明书一份，不少于1.5万字。

2.图纸部分：

装配图1张（0号或1号），除标准件之外的所有零件图。

3.工艺卡片：

1）冲压模具装配工艺卡片

2）凸凹模加工工艺卡片

4.所选冲压设备的主要技术参数表

专业负责人签章：

年月日

发题时间：

2013年1月6日

目录

产品图 -1-

摘要 -2-

1序言 -3-

1.1冷冲压 -3-

1.1.1冷冲压的概念 -3-

1.1.2冷冲压的特点 -3-

1.1.3冷冲压的分类 -4-

1.1.4冷冲压技术的应用 -4-

1.1.5冷冲压模具的组成 -5-

1.2冲压技术的现状及发展方向 -6-

1.2.1冲压成形理论及冲压工艺方面 -6-

1.2.2冲模的设计与制造方面 -8-

1.2.3冲压设备和冲压生产自动化方面 -10-

1.2.4冲压标准化及专业化生产方面 -11-

2零件的工艺性分析 -13-

2.1零件基本情况 -13-

2.2工艺性分析 -13-

2.2.1材料分析 -13-

2.2.2尺寸精度分析 -13-

2.2.3冲压工序分析 -14-

3冲压方案和模具类型的确定 -15-

3.1冲压方案的确定 -15-

3.2复合模 -16-

3.2.1复合模的特点 -16-

3.2.2复合模的设计要点 -16-

4毛坯的选择 -18-

4.1修边余量的确定 -18-

4.2毛坯尺寸计算 -18-

4.3拉深次数的确定 -18-

5必要的工艺计算 -20-

5.1排样设计计算和排样图 -20-

5.1.1排样的原则 -20-

5.1.2排样方法 -20-

5.1.3排样图 -21-

5.2冲压力的计算及初选压力机 -22-

5.3模具压力中心的确定 -22-

5.4尺寸计算 -23-

5.4.1尺寸计算的原则:

-23-

5.4.2间隙的确定 -23-

5.4.3落料刃口尺寸计算 -24-

5.4.4落料凹凸模尺寸计算 -25-

5.4.5拉深凸凹模尺寸计算 -26-

5.5模具闭合高度 -26-

6冲压设备的选择及校核 -27-

6.1校核 -27-

6.2选定设备 -27-

7凹凸模加工工艺和模具装配 -29-

7.1制定凸凹模加工工艺过程 -29-

7.2模具的装配 -30-

7.2.1冲模装配工艺要点 -30-

7.2.2有导柱复合模装配要点 -30-

7.2.3模具装配过程 -31-

总结 -34-

致谢 -35-

参考文献 -36-

附录:

工艺卡片 -37-

产品图

摘要

本课题主要是外壳落料拉深模具设计，冲压方案及压力机的选用。

为企业解决实际的问题。

本课题的设计综合运用了我们所学的机械制图、冷冲压工艺与模具设计、模具设计与制造、冲压模具简明设计手册、公差配合与技术测量基础、冷冲压模具设计指导等专业理论知识、通过设计提高了我的基础理论知识和查阅各种资料的综合分析的能力，使我得到了一次运用所学知识的综合训练。

关键词：

阶梯盖落料拉深模具冲压方案

1序言

1.1冷冲压

1.1.1冷冲压的概念

冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要的零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。

因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。

又因为它主要是用板料加工成零件，所以又称板料冲压。

冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。

1.1.2冷冲压的特点

冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。

主要有：

1）冷冲压是少、无切屑加工方法之一，是一种省能、低耗、高效的加工方法，因而冲压件的成本较低；

2）冷冲压件的尺寸公差由模具保证，具有“一模一样”的特征，所以产品质量稳定；

3）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面质量好、刚性好的零件；

4）冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，其生产率高、操作简便、易于实现机械化和自动化。

由于进行冲压成型加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属于单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高的特点，生产成本比较高。

所以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成型加工的优点才能充分体现出来，从而获得好的经济效益。

由于冷冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，其冲压方法多种多样，但慨括起来可分为分离工序和变形工序两大类。

分离工序是将冲压件和毛坯沿一定的轮廓互相分离；变形工序是材料不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形，成为所以需要的形状及尺寸的制件。

1.1.3冷冲压的分类

冷冲压可分为五个基本工序：

1）冲裁使板料实现分离的冲压工序；

2）弯曲将金属材料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的冲压工序；

3）拉深将平面板变成各种开口空心件，或者把空心件的尺寸作进一步改变的冲压工序；

4）成形用各种不同的性质的局部变形来改变毛坯形状的冲压工序；

5）立体压制（冲积冲压）将金属材料体积重新分布的工序。

1.1.4冷冲压技术的应用

目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还有一定差距，主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、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上有相当大的差距，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。

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一，更加体现出其特有的优越性。

在现代工业生产中，由于市场竞争日益激烈，产品性能和质量要求越来越高，更新换代的速度越来越快，冲压产品正朝着复杂化、多样化、高性能、高质量方向发展，模具也正朝着复杂化、高效率、长寿命方向发展。

因此各工业部门对冲压技术的发展也提出越来越高的要求。

1.1.5冷冲压模具的组成

由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。

概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。

上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。

在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。

这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。

复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。

级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。

复合级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。

冲模的结构类型也很多。

通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。

但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分

组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。

工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。

上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。

1.2冲压技术的现状及发展方向

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。

其主要表现和发展方向如下：

1.2.1冲压成形理论及冲压工艺方面

冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。

目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。

特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。

这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。

研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。

目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。

其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达，精度可达级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料