毕业设计（论文）帽盖拉深模具设计.doc

陕西工业职业技术学院毕业论文帽盖拉深模具设计系 别：材料工程系专 业：模具设计与制造学 号：0102090222姓 名：指导教师： 2011年12月 前言模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，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质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。中国机械资讯网P Yby&r(u*m 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。xO9m)V/nxxM* *s&Bl/Oy2S0目 录一内容摘要：3二关键词：4三正文：41.零件的工艺性分析52.工艺方案的确定53.工艺尺寸的计算73.1，确定修编余量73.2，计算毛坯直径73.3，确定拉深次数73.4，计算各工序尺寸84.模具总体方案的设计114.1模架类型及精度：114.2模架的选择：114.3.主要零部件的设计124.3.主要零部件的设计185.冲压设备的选定206.模具零件加工工艺207.模具的装配208.结束语20谢 辞22帽盖拉深模设计指导老师：淮老师 学生：邵澄一内容摘要：本次模具设计是帽盖的模具图形及加工制造的过程，其设计思路是根据多个模具加工事例生产事例总结出来。设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的材料选择。通过对零件的认识可知，该零件所用的材料是spcen，生产批量为中批量生产，再经过方案比较，故选择复合模作为该副模具工艺生产方案即易于加工又便于经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选出符合该模具的定位方式、卸料出件方式导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模的设计，选择模具的材料即确定每个零部件的加工方案；紧接着根据模具的装配原则，完成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给予纠正，并对模具进行适当的调整和修理。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具、一系列模具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。Abstract: This is the hood of the mold die design and manufacturing process graphics, the design concept is based on multiple instances of mold cases sum up production. Design content is part of the process of beginning, according to the process requirements to determine the general design idea. The start is from the part of the material selection. Known through the understanding of parts, the parts of materials used is spcen, the production volume is for the middle volume, and then through the program more, so choose progressive die as a production program of the Vice-mold process that is easy to process it is convenient for economy; after calculator and analysis to complete the mold design and calculation of the principal; return the position of the mold form, discharge, methodology-oriented way out; design work of some of the convex mold and die design, selection of material that is determined for each mold parts processing program; followed according to the principles of the mold assembly to complete assembly of the mold assembly mold test red can be found through trial and mold design and manufacturing deficiencies, and to find out the reasons for correct and appropriate adjustment of tooling and repair. Mold structure design the main content this time, it includes a mold, a mold of the important parts of the design elements of processing methods and processing attention. This front-line staff more conducive to processing operations, so easy to understand easy to process 二关键词： 帽盖，落料，切边Keywords: Hood, blanking, cutting三正文：帽盖拉深图 材料：SPCEN钢厚度：t=1.0mm 上产类型：中批量生产1.零件的工艺性分析该零件为带凸缘筒形件，要求内形尺寸，厚度为t=1mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单，对称，底部R9>t。凸缘处圆角半径R=2t。满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求(冲压工艺编制与模具设计制造P126页，拉深的工艺性，不能同时标注内外形，形状应简单对称。P126页，拉深件得得圆角半径，拉深件凸缘与筒壁的圆角半径应为R2t，为便于拉深的顺利进行，通常R（4-8）t，当R2t时，需要增加整形工序。拉深件底与筒壁间的圆角半径应取r2t为便于顺利进行，常取r（3-5）t，当零件r<t时，需增加整形工序)。尺寸Ø为IT14级，Ø为IT14级在IT14到IT15级之间。其余为自有公差。满足拉深工艺对精度等级的要求（一般拉深件的精度等级不宜高于IT11级，在IT13-11级之间最好）；零件所用spcen钢拉深工艺较好，可用于拉深工序加工。（spce-表示日本冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国的08AL深冲钢。需保证非时效时，在牌号尾末加N为spcen。源自于百度百科，冷轧拉伸钢板）2.工艺方案的确定该拉深件需要落料，2次拉深，一次切边才能最终成型。因此，改变形方案有以下几种，方案一，单工序生产，即落料拉深拉深切边（断废料）方案二，首次复合，即落料拉深复合拉深切边（断废料）方案三，级进拉深综合比较，方案一模具结构简单，所以选该方案。画出工序简图，如下；1.落料可以在下料时确定落料的尺寸规格，也可以独立地制作一幅落料模具，总之，应该视具体情况而定，以确保产品的生产过程在总体的生产周期内，落料工序简图如下，2. 首次拉深，工序简图如下；3. 二次拉深，工序简图如下；4. 对拉深好的工件进行切边，工序简图如下；方案一模具结构简单，但需要4副模具，成本高且生产率低，难以满足中批量生产的要求。方案二只需要3套模具。方案三只需要一套模具，拉深件深度太大，难以实现。通过对三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二.3.工艺尺寸的计算先计算拉深次数级有关工序尺寸。板料厚度为t=1mm，故按照中线尺寸计算。3.1，确定修编余量根据零件尺寸查冲压工艺编制与模具设计制造P234页，表4-2得修编余量R=3.5mm，故实际凸缘直径D=72+2X3.5=79mm3.2，计算毛坯直径由表4-3查得带凸缘圆角形件的坯料直径计算公式又Rr，则D=146mm3.3，确定拉深次数由冲压工艺与模具设计P245页,3有/d=72/58=1.24.知该拉深件为窄凸缘筒形件，起拉深时的工艺计算完全按照圆筒形零件的计算方法。又冲压工艺编制与模具设计制造P247页，表4-8有该窄凸缘拉深件的首次拉深系数为0.55，与表4-4P243相结合有=0.5-0.98，=0.70-0.79，=0.81，=0.82，.=59/146=0.404而当=0.55，=0.725，X=0.404故需要两次拉深3.4，计算各工序尺寸 3.4.1，各工序的直径=DX=146X0.55=80.3mm=X=80.3X0.725=58mm3.4.2，凹模，凸模的圆角半径由冲压工艺编制与模具设计制造P267页，式4-37及4-40可求知凹凸模圆角半径凹模：=0.8式中为凹模圆角半径，D为坯料直径，为凹模内径，t为材料厚度=0.86mm，=2mm凸模：由公式尺寸无法计算，故依据经验有=10mm，=9mm3.4.3，计算各次工件的高度由冲压工艺编制与模具设计制造P245页，式4-10H=0.25( -)+0.43（+0.32）有=50.5mm=653.4.4，拉深力的计算因为该帽盖拉深件需要两次拉深成型，我们以第一次为例(第一次力最大)来计算拉深力由模具设计P132，式4-5计算。SPCEN和08钢相似，强度极限=400mpa，由=0.55，查表4-8，得=1.0，则F=t=1X3.14X80.3X1X200=100857N压边力压边力根据式4-9计算，查表4-10取q=2.5mpa，则/4-(+2r)q =X146-(80.3+2X10)X25 =22090NError! No bookmark name given.落料力F=KLt=L=146x400=58400N总压力根据式4-11和+F,取1.8,则 1.8X(100857+22090+58400)=326424N =326KN3.5，工作零件尺寸计算工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，用车床铣床就可以加工出所需要的尺寸。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，因为该零件为IT14级故模具按照IT12计算（除过落料146用IT14制造外).以零件加工顺序为序，进行计算如下查手册得，该模具按IT12制造。 X=0.75(IT12)X=0.5(IT14)=0.126mm=0.18落料： 以凹模为基准 对于凹模：对于凸模：首次拉深：以凸模为基准对于凸模:对于凹模：二次拉深：以凸模为基准对于凸模：对于凹模：切边：以凸模为基准 对于凸模：对于凹模：4.模具总体方案的设计 4.1模架类型及精度：由于零件不是很厚，因此采用导向平稳且精度较高的的滑动导向中间导柱模架，模架精度为I级。 4.2模架的选择：4.2.1首次拉深模架的选择：拉深件的直径为，高度为65，毛坯的直径为考虑到空间大小问题，因此选用315x250mm的模架，闭和高度为245-280mm（参考）。上模座为315x250x50，下模座为315x250x60。导柱为mm导套为45x125x48mm。4.2.2二次拉深和切边架的选择模：拉深件的底面直径，加上其凸缘。所以，选用200X200mm的模架闭合高度220-265mm(参考)，其上模座为200X200X50mm,下模为200X200X60mm。导柱为,导套为。4.2.3压力机对模架的要求：因为前边计算总压力而该零件的高度为65mm，则压力机滑块的行程至少为130mm，才能保证工件的放和取。参考这两组数据初选压力机为JC23-63II型，(模具制造大典)其主要参数如下：公称力：630KN模柄孔尺寸和深度：滑块行程（可调）：100-140mm装模高度：230-315mm工作台尺寸：左右900mm，前后630mm工作台孔尺寸：左右350mm，前后250mm，孔尺寸，由此，调整设计模具的闭合高度为310mm，所以导柱的尺寸稍微加长为mm和mm。又有上模座的厚度H=50mm，选择模柄，A50X120mm4.2.4由模架选择零件的配合公差：导柱与下模座： 导套与上模座：导柱与导套: 模柄与上模座：凸模与凸模固定板: 圆柱销与凸模固定板、上、下模座：压料圈与落料凹模4.3.主要零部件的设计（1） 工作零件的结构设计对于首次拉深模具： 落料凹模 结合所选模座及工件外形并考虑加工，将落料凹模设计方形，中间孔及两个销孔两个螺纹孔均用铣床（与下模座并在一起）加工，所选材料为T10A热处理淬火HRC60-64。 具体结构可参见图所示。 凸凹模：凸凹模完成落料和首次弯曲，所受磨损较大。因此采用Cr12，在车床和外圆磨床上即可完成加工。热处理淬火HRC58-62。. 凸模凸模主要完成首次拉深所选材料为T10A，用车床和外圆磨床即可加工，热处理HRC58-62 凸模固定板凸模固定板主要完成对拉深凸模的固定，所选材料为Q235。在铣床上和平面磨床即可完成加工。对于二次拉深模具： 拉深套：拉深套主要完成二次拉深时，对首次拉深件的固定作用，同时也起到了一个简单的压料和推件作用，所选材料为45钢，热处理HRC43-48。 拉深凸模： 拉深凹模：对于切边模具：切边凸模：首先上半部分完成对二次拉深件的固定，然后下半部分（可参考CAXA零件图）完成切边，紧接着在边长为10的三角形孔内的切断刃对废料进行断料。所选材料为T10A,在车床和外圆磨床上加工外形，用线切割机床完成三角形孔的加工。 （2）垫板及固定板的设计因为预设的模具闭模高度为310mm，结合前边设计的凸凹模，所以垫板及固定板的设计和选择如下：对于首次拉深模，其垫板选择为315x250x10-45；凸凹模固定板为315x250x45-45.二次拉深模和切边模，其垫板选择为160x160x10-10；凸凹模固定板为160x160x45-45。 （3） 其它零部件设计与选择对于首次拉深模， 销钉，6枚螺母 ，3枚橡胶圈60x16.5x50，3枚B16X210带螺纹推杆，1枚挡板，140X140,2片B16X180带肩推杆，4枚M16X140螺钉，2枚M16X70螺钉，4枚活动挡料销6X14,2枚自制活动挡料销，将活动挡料销6X14的大端直径做成（保护落料凹模）对于二次拉深和切边模,M16X220带螺纹推杆，1枚M12六角螺母，2枚60X16.5X50橡胶圈，1枚100X100垫板，2片8X150B型带肩推杆，1枚16X180B型带肩推杆，1枚10X90圆柱销，8枚M10X70螺钉，8枚25X16X20橡胶圈，2枚4.3.主要零部件的设计通过以上设计，可得到下图所示的装配图。对于首次拉深模来说，模具上模部分主要由上模板，垫板，凸模，凸模固定板及推杆打料块组成。下模部分由下模座，凹模板，落料凹模，凸模，推荐板板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。二次拉深模切边模：5.冲压设备的选定 前边的计算都是通过压力机的滑块行程，闭模高度和压力来展开的。所以，选择的压力机肯定合适 6.模具零件加工工艺见附表：7.模具的装配根据模具装配要点，选凸模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。 （1）下模装配a仔细检查每个将要装配零件是否符合图纸要求，并做好划线，定位等准备工作。b.先将凸模与凸模固定板装配。c.把已装配好的凸模与下模座连接，并再次检查间隙是否合理后，打入销钉及拧入螺丝。（2）上模装配 a.仔细检查将要装配的各零件是否符合图纸要求，并做好划线准备。 b.先将凹模与凹模固定板装配，再与垫板和上模座连接。打入销钉及拧入螺丝。 c.将经调后的上下模按导柱，导套配合进行组装，检查间隙及其他配合合理后进行试冲。并根据试冲结果作出相应调整，直到生产出合格制件。8.结束语 通过对帽盖拉深模的设计，更深一层地了解拉深模的设计流程，包括拉深件的工艺分析，工艺方案的确定，模具结构的选择，必要的工艺计算，主要零部件的设计，压力机型号的选择，总装配图及零件图的绘制。在设计的过程中，有些数据，尺寸是一点也马虎不得，只要有一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大增加。各项数据反复调整，既要考虑这里，又要考虑那里，工作繁琐庞大。幸好，使用了CAXA电子图版大大降低了工作量，其中公差和数据的选择，均有软件生成，很是方便。 参考文献 林承全. 胡绍平主编. 冲压模具课程设计指导与范例. 北京：化学工业出版社 李名望主编. 冲压模具设计与制造技术指南. 北京：化学工业出版社 吕守祥主编. 机械制图. 机械工业出版社 冯丽萍主编. 公差配合与测量技术. 机械工业出版社 翁基金主编. 冷冲压技术. 机械工业出版社杨占尧主编.冲压工艺编制与模具设计制造. 北京：人民邮电出版社赵伟阁主编.模具设计.西安：西安电子科技大学出版社宛强编著.冲压模具设计及实例精解.北京：化学工业出版社 谢 辞当我以学子的身份踏入大学校门的那天起，便已注定我将在这里度过人生中最美丽的青春年华。提笔写下“谢辞”，我才惊觉自己即将真正离开，人生亦从此展开新的画卷。尽管不舍，却更珍惜，因为我的生命中有那么多可爱的人值得感激。他们使我的大学生活充满了色彩，无论收获、遗憾，对我来说都是一笔宝贵的财富，我将一生铭记！三年的大学生活不知不觉中就要结束了，在这段难忘的生活中，我有许多美好的回忆。在这份大学的最后一页里，首先感谢党、感谢学院给我们提供这个展示自我能力的平台。其次，我深深感谢我们的指导老师淮遵科老师，你从日常带课的许多细节上交给我许多做人做事的道理，如何完善自己，如何提高自己。如何脱颖而出而又如何谦逊和善。在此我代表全体组员向淮遵科老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！同时谢谢我的班主任贾娟娟老师，从大一到大三是你的悉心教导与孜孜不倦的教诲，才能使我们顺利的完成学业，学会做人学会做事。我要感谢在我三年的学习中无私传授我知识的各位老师，是你们将自己宝贵的财富无私地奉献给了我们，让我们能在学业上有所成绩；是你们让我倍感教师职业的伟大，交给我们知识，又不忘教育我们如何做人！在此，我还要感谢各位组员们在我完成毕业设计与论文的过程中给予我的帮助和鼓励，也是他们陪我度过这三年的美好生活。祝他们在以后的人生中：事业蒸蒸日上，生活幸福美满！学生签名：邵澄2011年12月24日附录：