油杯冲压工艺及模具设计.docx

1、课程设计课程名称 冲压工艺及模具设计题目名称 油杯冲压模具设计 学院 材料与能源学院 专业班级 11 级模具 2 班 学号 学生姓名 指导教师 2014 年 07 月 10 日目录一、设计任务书1二、工件的工艺分析3三、工艺方案的拟定3四、排样形式和裁板方法，材料利用率计算7五、模具类型及结构形式的确定7六、工序压力计算，压力中心的确定8七、设备选择9八、模具主要零件的选用及设计计算10九、参考文献17广东工业大学课程设计任务书题目名称油杯冲压工艺及模具设计学生学院材料与能源学院专业班级材料成型及控制工程 11 级模具 2 班姓名学号一、课程设计的内容根据给定的冲压零件图进行产品的冲压工艺分析

2、和比较，制定合理的冲压工艺方案，进行有关工艺计算，确定冲压模具的类型和结构，选择冲压设备，绘制模具的装配图及零件图，编制冲压工艺卡，并撰写设计说明书。二、课程设计的要求与数据1. 课程设计时间共 2 周，按时独立完成课程设计任务，符合学校对课程设计的规范化要求；2. 绘制所设计模具的装配图和非标件零件图：图纸整洁，布局合理，图样和标注符合国家标准；3. 编制冲压工艺卡，撰写设计计算说明书（约 20 页）：要求公式使用准确，计算正确，语言流畅，书写工整，插图清晰整齐；4. 设计说明书与图纸按学校规定装订成册。三、课程设计应完成的工作1. 冲压工艺设计：包括分析零件的冲压工艺性，拟订冲压件的工艺方

3、案，确定合理的排样形式、裁板方法，并计算材料的利用率；确定模具结构及尺寸等；2. 根据总冲压力及考虑模具的结构尺寸选择成形设备的型号；3. 模具结构及其零部件设计：设计一道工序的冲模，绘制冲模总装配图及主要零件图；04. 冲压工艺过程卡片；5. 设计计算说明书。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1布置题目，工艺分析与工艺计算教 1-2036.302工艺方案比较与模具结构草图教 1-2037.17.43绘制模具总装配图教 1-2037.6.4绘制零件图，编冲压工艺卡教 1-2037.77.85编写设计说明书教 1-2037.97.106答辩，提交所有资料教 1-2037.11五、

4、应收集的资料及主要参考文献1 自编. 冲模设计课程设计指导书M. 广东工业大学，2014.2 自编. 冲模图册M. 广东工业大学，20073 教材. 冲压工艺与模具设计M.4 李志刚主编. 中国模具设计大典M. 南昌: 江西科学技术出版社, 2003.5 罗益旋主编. 最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册M. 长春: 吉林出版发行集团, 2004.6 肖景容, 姜奎华主编. 冲压工艺学M. 北京: 机械工业出版社, 2000.7 郝滨海编著. 冲压模具简明设计手册（第二版）M. 北京:化工工业出版社, 2009.发出任务书日期： 2014 年 6 月 30 日指导教师签名：计划完成日期：20

5、14 年 7 月 11 日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：14二、工件的工艺分析此零件使用的材料为 15Mn 优质低碳钢，15Mn 为高锰低碳渗透钢，性能与 15 号钢相似，焊接性能好，但淬透性、强度与塑性均比 15 号钢都高些，具有较好的冲压成型性能。此零件的相对直径dfd =1.25，属于窄凸缘件，前几次拉深中不留凸缘，而在以后的拉深中形成锥形凸缘，并利用整形工序将凸缘压平。窄凸缘件的工艺计算与无凸缘件相同。图一 零件图零件属于窄凸缘件，按无凸缘件拉深，最后一次形成凸缘。三、工艺方案的拟定（1） 计算无凸缘拉深件高度无凸缘件最后一次拉深时总高计算如下：图二 毛坯尺寸计算分解图圆弧旋转

6、而成的球台部分的表面积为 A 2r(d - 2r )+ 8r 2A =322.73 mm2 .3 = 4p2圆环部分的面积为 A =（ d2 -14.52 ）pp32A =46.315 mm2 .则总的面积 A1 = A2 + A31A =369.045 mm2 .换算成圆环，其高度 x,则 Dx= A1 .X=4.9 mm .图三 对应圆环则，最后拉深后总高度 H=x+42=46.9 mm .图四 拉深件最好一次拉深由于 t=1 mm ,所以应按中线尺寸计算。（2） 确定修边余量 Dh图五 中线尺寸图h d = 46.4 24 =1.93 mm ，查表得Dh =3.3 mm .（3） 计算毛

7、坯尺寸d2 -1.72dr - 0.56r 2 + 4dHppD =其中rp =2.5 mm ，d=24 mm ,H=46.4 mm .代入数据解得 D=72.39 mm .（4） 确定是否使用压边圈(t d )100 = (1 24)=1.38，查表可知，需使用压边圈。（5） 判断能否一次拉深查表可知m1 =0.53.该零件的总拉深系数m总m总= dD = 24 72.39 =0.33。即m总m1 ,故零件不能一次拉成。（6） 确定拉深次数 n由表查得各次极限拉深系数，并采用推算法计算各次拉深直径m1 =0.50， d1 = m1 D=0.5072.39=36.12 mmm2 =0.75，

8、d2 = m2 d1 =0.7536.12=27.09 mmm3 =0.78， d3 = m3 d2 =0.7827.09=21.13 mm因为d3 =21.13 mm d=24 mm ,即 3 次拉深即可完成。但考虑到上述采用的都是极限拉深系数，而实际生产所采用的拉深系数比极限值大，因此将拉深系数调整为 4 次。（7） 计算各次拉深的半成品尺寸放大系数 KK = 4m总m m m m = 424 72.390.50 0.75 0.78 0.801234=1.091实际采用的拉深系数为m1,m2,m3和m4 ，则有m1 = k m1 = 1.091 0.50 = 0.5455 m2 = k m

9、2 = 1.091 0.75 = 0.81825 m3 = k m3 = 1.091 0.78 = 0.85098 m4 = k m4 = 1.091 0.80 = 0.8728按调整好的拉深系数计算各次拉深的半成品直径d1 = m1D = 0.5455 72.39 = 39.4887d = m d = 0.81825 39.4887 = 32.311622 1d = m d = 0.85098 32.3116 = 27.496533 2d = m d = 0.8728 27.4965 = 23.9989(D - d1 )t44 3d半成品底部圆角半径由式r1= 0.8计算出各次拉深凹模圆角半

10、径的值为ddr = 5mm 、r12= 3mm 、rd3= 2mm 、rd4= 2mm 。凸模圆角半径可取与凹模圆角半径相同，即rp = 5mm 、r p = 3mm 、rp = 2mm 、rp= 2mm 。1234则得到半成品底部圆角半径为：r1 = 5mm 、r2 = 3mm 、r3 = 2mm 、r4 = 2mm 。半成品高度由式： D2rh1 = 0.25- d1 + 0.43 1 (d1 + 0.32r1 ) d1d1得： h1 =25.5425 mmh2 = 33.7962 mmh3 = 41.6515mmh4 = 49.4727mm（8） 确定工艺方案根据基本工序的不同组合，生产

11、该零件的方案有如下三种：1） 单工序冲压。即落料拉深拉深拉深拉深整形2） 复合冲压。即落料拉深拉深拉深拉深整形3） 级进冲压。考虑到大批量生产，综合考虑，这里选用方案二。4、排样形式和裁板方法，材料利用率计算（1） 排样设计因为是圆形毛坯，选用有废料的单排排样，采用手工送料。由表查得搭边和侧搭边均为 1.5mm，于是得到条料宽度为 72mm+1.52=75mm,进距为 72mm+1.5=73.5mm.设计的排样图如图所示:图六 排样图（2） 材料利用率一个步距内的材料利用率h =A = 3.14 362 BS75 73.5100 = 74.31五、模具类型及结构形式的确定（1）首次落料拉深复合

12、模拉深时需使用压边圈，本副模具采用倒装结构，导料板导料，固定挡料销挡料， 刚性卸料板卸料，刚性推件装置推件，有压边装置兼做顶件装置在拉深结束后进行顶件，中间滑动导柱导套导向。（2） 拉深模为便于冲孔废料的排出，采用倒装结构。刚性卸料板卸料，刚性推件装置推件。（3） 弯曲模最后用弯曲模对无凸缘件整形，压出窄凸缘。6、工序压力计算，压力中心的确定（1） 第一次落料拉深复合模需要拉深力、落料力、压边力、卸料力、推件力等，其中卸料力由刚性卸料装置提供，推件力由刚性推件装置提供，在选择设备吨位时无需考虑，故这里只需计算拉深力、落料力、压边力。落料力： F落 = KLtt = 1.3 3.14 72 1

13、300N = 88.17kN拉深力： F拉 = KpLstsb = 0.8 3.14 39.51 410N = 40.68kN压边力： Q = Aq = 3.14362 - 202 sb150N = 7.69kN由于本次拉深为浅拉深，这里选用单动压力机拉深，其设备的公称压力按设 F (0.7 0.8)F选用。即F F落 + F拉 + Q = 88.17 + 40.68 + 7.69 kN = 182.05kN设0.7 0.80.7 0.8（2） 第二次单工序拉深模该工序需要的冲压工艺力有拉深力、压边力、卸料力和推件力。其中卸料力和推件力由刚性装置提供，计算时只需考虑拉深力和压边力。拉深力: F拉 = KpLstsb = 0.8 3.14 32 1 410N = 32.96kN(39.52 - 32.32 )s压边力： Q = Aq = 3.14 b4150N = 1.1kNF 设 F 拉 + Q 0.7