设计垫圈拉深冲压模具 毕业论文.doc

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1、毕业设计说明书(论文)学院（系、部）： 电子工程系 专 业： 模具设计与制造 题 目： 设计垫圈拉深冲压模具 指导者： 评阅者： 毕业设计说明书（论文）中文摘要本文主要分析了拉深工艺与模具设计成型工艺的特点，其中包括利用CAD软件进行工件展开图的尺寸计算、工件的工艺分析的计算、模具设计的难点，确定了产品的工艺方案和幅模具的模具结构，完成了必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、冲压工艺力、拉深次数等。系统的阐述了模具主要零件的结构、尺寸设计及标准的选用，并对设备选择和核算进行了较为细致的叙述。同时考虑到工件在拉深过程中出现的起皱，因此要做好起皱的防止措施，从一定程度上减小了工件的起皱。关键词 拉深工

2、艺 工艺分析 工艺计算 模具设计 毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Pull 10 deep handicraft and design for die and mouldAbstractThe characteristic the main body of a book has been analysed mainly pulling deep handicraft and the design for die and mould molding handicraft , difficult point among them including that the dimension

3、making use of the CAD software to carry out the workpiece expansion graphs secretly scheming against , the workpiece industrial analysis calculation , mould designing that , the mould structure having ascertained product handicraft scheme and mould, have accomplished necessary handicraft secretly sc

4、heming against, including the mould cutting edge dimension , stamping the handicraft force , pulling deep number of times and so on. Systematic the structure having set forth the main part of mould , dimension design and standard selecting and using, and to the description that equipment choice and

5、the accounting have carried out comparatively meticulously. Consider corrugating appearing to workpiece in pulling deep process at the same time , need to be ready for corrugate guarding against measure therefore, from corrugating having diminished workpiece on certain degree.Keywords: Pull deep han

6、dicraft Industrial analysis The handicraft secretly schemes against Design for die and mould 目 录前 言1第一章 工艺设计31.1工艺分析31.1.1 产品介绍31.1.2 产品的三维造型31.1.3 零件成型工艺分析：41.2工艺方案确定41.2.1 毛坯展开41.2.2 工艺方案的确定5第二章 模具设计72.1拉深模的定义72.2 尺寸计算8第三章 标准件的选用113.1模架选择113.2 设备的选择和校核14第四章 结 论16致 谢17参考文献18前 言模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料

7、、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。大力发展和推广信息化、数字化技术。例如逆向工程、并行工程、敏捷制造技术的研发及推广应用；包括大型级进模、高精密、高复杂性、高技术含量的先进模具三维设计和制造技术的研发；包括冲压工艺设计系统、模具型面设计系统、成形分析系统、模具结构设计系统、模具CAM系统和冲压专家谘

8、询系统的车身模具数字化设计制造系统的研发；模具的集成、柔性及自动加工技术和网络及虚拟技术等。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。我们所学的专业模具设计，通过这次毕业设计，我们可以把四年学到的知识总结一次，提高自己单独设计模具的能力，为了以后工作打下良好的基础，同时在设计中也可以发现自己的不足或者是欠缺的一面，通过这次机会，使自己的能力提高。第一章 工艺设计1.1工艺

9、分析1.1.1 产品介绍拉深件是某机械产品上的一结构，该零件的结构复杂，尺寸众多，产品如图1.1所示。材料：08钢板 料厚： t=1.5mm生产方式：大批量生产1.1.2 产品的三维造型图1.1 拉深1.1.3 零件成型工艺分析：拉深零件的结构工艺性是指拉深零件采用拉深成形工艺的难易程度。良好的工艺性应该是配料消耗少、工序数目少，模具结构简单，加工容易，产品质量稳定、废品少和操作简单方便等。在设计拉深零件时，应根据材料拉深时的变形特点和规律，提出满足工艺性的要求。1.2工艺方案确定1.2.1 毛坯展开在Pro/e中直接将零件展开，然后生成工程图，转成dwg文件格式，再进行适当修改，直接测量出其

10、尺寸，并适当考虑其关键尺寸的公差等。由于要保证零件展开尺寸的准确，现用传统弯曲毛坯展开的计算方法来效验零件的展开尺寸的准确性。根据凸缘的相对直径的比值不同，带有凸缘筒形件可分为窄凸缘筒形件（）和宽凸缘筒形件（）。=55.8/34.6=1.61.4 毛坯直径： （1.1） 式中:D代表毛坯直径（mm），按照上述公式代入数据可得：D=60.66 mm工件展开图如下： 1.2.2 工艺方案的确定根据零件形状及尺寸要求拟订工艺方案，根据可行性，确定最终方案。满足下列要求，才能成为合理的工艺方案。a.工序的排列和组合方式应符合冲压变形的基本规律，应保证冲制出形状，尺寸，精度等技术指标，符合零件图上的要求

11、，即工艺方案能满足冲压件的质量要求。b.工序数量要少，应尽可能减少或不用其他辅助工序。以提高生产效率，满足生产批量要求。c.各工序的模具结构应尽可能简单，制造维修方便，成本低，寿命长，生产准备周期短。d.排样设计应合理，搭边值应适当，以提高材料利用率，降低冲件的成本。e.占用的冲压设备应尽量少。f.必须保证操作方便和安全生产。由于该产品外形尺寸比较大，并且有连续一次的压边，故不适合于极进模（级进模零件的最大外形尺寸一般不超过60mm）。另外，该产品成形工序包括胀形、压边。一次压边模结构差别较大，并且大批量生产，若全采用复合模，则会给以后的 修模带来较大的困难。1.对拉深材料的要求拉深件的材料应

12、具有良好塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。2.对拉深零件形状和尺寸的要求（1）拉深高度尽可能小，以便能通过1-2次拉深工序成形。（2）拉深件的形状尽可能简单、对称，以保证变形均匀。（3）有凸缘的拉深件，最好满足,而且外轮廓与直壁断面最好形状相似。(4).为了使拉深顺利进行,凸缘圆角半径。3.对拉深零件精度的要求(1)由于拉深件各部位的料厚有较大变化,所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁尺寸还是内壁尺寸,不能同时标注内外尺寸。(2)由于拉深件有回弹,所以零件横截面的尺寸公差,一般都在IT12级以上。(3)多次拉深的零件对外表面或凸缘的表面,允许有拉深过程中所产生的印痕和口部

13、的回弹变形,但必须保证精度在公差允许范围之内。第二章 模具设计2.1拉深的定义 将各种金属毛坯弯成具有一定角度的曲率，从而得到一定形状和尺寸零件的冲压工序成为拉深，拉深是成形工序之一,应用相当广泛,在冲压生产中占有很大的比重。1.拉深的定义拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件,或将已制成的开口空心件加工成其他形状空心件的一种加工方法。拉深也称拉延。2.拉深用途的广泛性用拉深工艺可以成形圆筒形、阶梯形、球形、锥形、抛物线形等旋转体零件,也可以成形盒形等非旋转体零件,若将拉深与其他成形工艺(如胀形、翻边等)复合,则可加工出形状非常复杂的零件,如汽车车门等。3.回弹及其控制.回

14、弹是影响拉深件质量的主要因素主要有:1.材料的机械性能 2.工件的相对弯曲半径 3.拉深件的形状 4.模具间隙 5.校正程度.控制回弹的措施主要有:1.改进拉深件的设计 2.采用合适的拉深工艺 3.合理设计拉深模结构4.偏移及其控制 .产生偏移的原因:a) 拉深件坯料形状不对称b) 拉深件两边折弯的个数不相等c) 拉深凸.凹模结构不对称所以在本次模具设计中采用的是U形拉深模， 其主要特点是：在凹模内设置了顶件装置，弯曲是顶板能始终压紧坯料 ，因此弯曲件底部平整。同时顶板上还有定位销，可利用坯料上的孔来进行定位，即使U形件两直边高度不同,也能保证弯边高度尺寸.因此定位销定位,定位板可不作精确定位

15、.如果要进行校正弯曲,顶板可接触下模座作为凹模底来用.2.2 尺寸计算1.确定拉深次数（1）判断能否一次拉出：判断零件能否一次拉出，仅需比较实际所需的总拉深系数和第一次允许的极限拉深系数的大小即可。若，说明拉深该工件的实际变形程度比第一次容许的极限变形程度要小，工件可以 一次拉深。若，则需要多次拉深才能够成形零件。毛坯的相对厚度对于图的零件，总的拉深系数 ，,从表4.2.8中查出各次的拉深系数：, ,h/d=0.149=0.6所以该零件只需一次拉深能够达到所需尺寸。（2）计算拉深次数：计算拉深次数n的方法有多种，生产上经常用推算法辅以查表法进行计算。就是把毛坯直径或中间工序毛坯尺寸依次乘以查出

16、的极限拉深系数，得各次半成品的直径。知道计算出的直径小于或等于工件直径d为止。 2.拉深模工作部分尺寸（1）凹模圆角半径拉深时，平板毛坯是经过凹模圆角流入洞口形成零件的筒壁。通常可按经验公式计算 （2.1） (2.2) D-毛坯直径或上道工序拉深件直径（mm）d-本道工序拉深件的直径（mm） 凹模圆角半径： 0.86.4 =5.12可取5mm （2）凸模圆角半径凸模圆角半径对拉深的影响不像凹模圆角半径那样显著。一般，第一次拉深凸模圆角半径为： （2.3）凸模圆角半径： =14 =4mm（3）凸模与凹模之间的间隙c拉深模凸模与凹模之间的间隙对拉深力、质件质量、模具寿命等都有很大的影响。有压边圈拉

17、深模具的单边间隙值，对于精度要求高的拉深件，为了减小回弹和提高表面粗糙度和尺寸精度，最后一次常采用拉深间隙值： （2.4） =0.941.5 =1.41 3.拉深凸、凹模刃口尺寸计算 在对凸凹模工作部分尺寸及公差设计时，应考虑到拉深件的回弹、壁厚的不均匀和模具的磨损规律。零件的回弹，使口部尺寸增大；筒壁上下厚度的差异使零件精度不高；模具磨损最严重的是凹模，而凸模磨损较小，所以计算尺寸的原则是：（1）对于多次拉深时的中间过渡尺寸即可，基准选用凹模或凸模没有强制规定。（2）最后一道工序的凹模、凸模尺寸和公差按零件的要求来确定。当零件要求内形尺寸时，以凸模设计为基准，先计算凸模尺寸，再确定凹模尺寸。

18、=2.3拉深工艺力计算1.拉深力的计算圆筒形零件拉深时拉深力理论上是由变形区的变形抗力、摩擦力和弯曲变形力等组成。但它使用很不方便，生产中常用经验公式计算拉深力。圆筒形拉深件采用带压边圈的拉伸时可采用下式计算拉伸力：筒壁的极限强度Mpa, 2.压边力的计算生产中可根据第一次拉伸力,计算压边力： 即N第三章 标准件的选用3.1模架选择常用的标准模架是由上、下模座及导柱、导套组成。模架的组成零件已经标准化,设计中可直接选用标准模架。导柱一般采用两个，大型模具或要求精密的模具可用四个，分别装在四角或对称位置上。当可能产生侧向推力时,要设置推块,使导柱不收弯曲力。为了防止模座误转180度,模架中两个导

19、柱、导套直径是不一样的,一般相差2-5mm。后侧导柱的模架、送料及操作比较方便，但由于导柱装在同一侧，容易偏料，影响模具寿命，适用于冲制中等复杂程度及精度要求一般的制件，如冲孔、落料等。对角导柱、中间导柱及四角导柱模架的共同特点是，导向装置都安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠，冲压时，可防止偏心力矩而引起的模具偏斜，有利于延长模具寿命。但条料宽度受导柱间距离的限制。对角导柱模具常用于级进模，中间导柱及四角导柱模架常用于复合模、压弯模、成形模冲制较精密的制件。模座主要用来固定冲模所有的零件，并分别与压力机的滑块和工作台相连，传递压力。模座的长度尺寸比凹模的长度单边大4070mm，宽度可

20、以略大或等于凹模宽度。下模座的尺寸要比工作台孔每边大4050mm之间，下模座比上模座略厚。因为冲模是在冲击负荷下作用的，所以，模座材料用灰口铁来做，它具有较好的吸震性，常用的牌号为HT200,精密模具选用ZG310-570。特殊需要时,也可采用抗拉强度更高的普通碳素钢来做查阅参考文献2表3 得L=160；B=100 合模高度：Hmin=160 mm；Hmax=190 mm 表3 模架标准上模座GB/T2855.1下模座GB/T2855.1导 柱GB/T2861.1导 套GB/T2861.631525050315250602816028h695202.凸模凸模的高度根据凸模固定板、凹模厚度和卸料

21、板厚度以及凸模在模具闭合状态下进入凸凹模的深度和料厚来决定，由此可以计算出算得出冲裁凸模的长度。冲孔凸模如图3.1所示，采用锥角示。由于零件的形状比较简单，冲孔凸模的基本形状如图在加工的过程中采用线切割，由于零件结构简单在装配中采用螺钉固定。B 图3.1 凸模3.凹模在凹模的设计中，根据零件的外形尺寸进行计算和设计，由于凹模具的外形形状是矩形，所以采用螺钉和销钉进行固定，具体的形状如图3.2所示。图3.2 凹模4.凸模固定板由于凸模采用台阶式加工，所以凸模固定板加工相对方便，并且凸模固定板的外形是矩形，所以采用螺钉和销钉进行固定。如图3.3所示。图3.3 凸模固定板 5.模具总图如图3.4所示

22、为本次设计的拉深的模具总装图。 图3.4 拉深模具设计总装图3.2 设备的选择和校核1选择压力机压力机选用原则当拉深行程比较大，不能简单地将落料力与卸料力迭加去选择压力机，因为压力机的公称压力是指在接近下死点时的压力机压力。因此，应该注意压力机的压力-行程曲线。查阅参考文献2查表1-5，初选择375KN的闭式单点压力机JA31-160B，其技术参数如下。标称压力/t：1600KN滑块行程/mm：160mm滑块行程次数/(次min):32最大闭合高度/mm：480床身两立柱间距离/mm：300模柄孔尺寸直径/mm: 60模柄孔尺寸深度/mm：100最大装模高度/mm：375mm工作台尺寸：前后7

23、90mm、左右710mm最大倾斜角：45电动机功率/kw:12.52.压力机的校核最大装模高度： 模具的最低闭合高度为181mm,最大闭合高度为480mm，所以符合要求。压力机工作台面尺寸：由于模具外形尺寸为：前后302，左右315，而压力机工作台面尺寸为：前后790mm、左右710mm，所以满足条件。因为主要参数均符合条件，所以最终选用1600KN的开式压力机。 第四章 结 论本课题研究是拉深工艺与模具设计，首先根据产品要达到的要求对产品进行工艺分析，产品的工艺分析是设计模具的前提，也是设计模具的关键。由于该产品外形尺寸比较小,并且有起皱,回弹,等工序.另外该零件的结构复杂，尺寸众多,又是大

24、批量生产, 若采用单工序，操作不安全。因此根据实际的情况我一共设计了一套模具：拉深模具。由于零件的外形尺寸较小，考虑到零件的精度要求，因此每副模具都要求有定位装置，特别是在模具的设计中，采用利用工件自身的结构特点来定位，这样即简化了模具的结构，又降低了模具的加工成本。总的来讲模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精

25、良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。然而所有的高精度、高效率的模具技术的发展都是建立在传统模具的设计的基础上的，所以学好基本的模具理论是我们走向模具高级工程师的必经之路。 致 谢近三年的专科生活即将结束,在将要完成专科毕业论文的时刻，掩卷而思，不禁感慨万千。回首三年来所经过的学习历程，无一不是各位尊敬的前辈、老师、同学和朋友们的亲切关怀，精心呵护和悉心照料下度过的。在这里，我要写下对所有关心、爱护和帮助过我的人的万分感激之情。在这里首先要感谢毕业设计老师李风光。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整

26、个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为其他同学来说简单些，但是李老师仍然细心地纠正图纸和说中的错误。除了敬佩李老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢和我一起作毕业设计的同组同学，他在本次设计中勤奋工作，克服了许多困难来完成此次毕业设计，并承担了大部分的工作量。如果没有他的努力工作，此次设计的完成将变得非常困难在这里，我也要向三年来一直关心和支持我学习的领导，同学和朋友们表示衷心的感谢。再一次向曾经培养、教育、关心和帮助过我的前辈、老师和朋友们致以深深的谢意。参考文献1. 王孝培. 冲压手册M. 北京：机械工业出版社,

27、2000.2-12. 高锦张. 塑性成形工艺与模具设计M. 北京：机械工业出版社. 2001.1-43. 梁炳文. 扳金冲压工艺与窍门M. 北京：机械工业出版社. 2002.4-14. 刘永翔. 产品设计实用基础M. 北京：化学工业出版社. 2003.2-15. 杨玉英. 实用冲压工艺与模具设计手册M. 北京：机械工业出版社. 2004.3-16. 陈锡栋. 冲模设计应用实例M. 北京：机械工业出版社. 2000. 2-17. 徐政坤. 冲压模具设计与制造M. 北京：化学工业出版社. 2003.2-18. 王芳. 冷冲压模具设计指导M. 北京：机械工业出版社. 1998.2-29. W.Chen, Z.Q.Lin, W.L.Xiu, Research into modern design methods of automobile panel diesC. J.Chin.Mech.Eng, 2000.10. S.P Chang. Investigation into die manufacturing technology in the ToyotaC. Proceedings of the 11th China Automobile Body Manufacturing Technology Proseminar, May 1999.