帶凸緣拉伸件畢業(yè)設計

1、常州機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計(論文)常州機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）作 者： 學 號： 系 部：模具技術系 專 業(yè)：精密模具設計與制造 題 目：冷沖模（帶凸緣拉伸件） 指導者：評閱者：2015年 5月帶凸緣拉深件模具設計摘 要拉深是利用模具使平板毛坯變成為開口的空心零件的沖壓方法，用拉深工藝可以制成筒形、階梯形、錐形、拋物面形、盒形和其他不規(guī)則形狀的薄壁零件，其中又以筒形件簡單和多見，而有凸緣筒形件又分為寬凸緣和窄凸緣件。只有加強拉深變形基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，

2、進一步提高制件質(zhì)量。在拉深工藝設計時，必須知道沖壓件能否一次拉出，這就引出了拉深系數(shù)的概念。拉伸系數(shù)決定于每次拉深時允許的極限變形程度。在多次拉深中，對于寬凸緣拉深件，則應在第一次拉深時，就拉成；零件所要求的凸緣直徑，而在以后各次拉深中，凸緣直徑保持不變。為了保證以后拉深時凸緣不變形，寬凸緣拉深件首次拉入凹模的材料應比零件最后拉深部分實際所需材料多3%5%,這些多余材料在以后各次拉深中，逐漸將減少部分材料擠回到凸緣部分，使凸緣增厚，從而避免拉裂。關鍵詞：筒形，模具設計，拉深，沖壓 AbstractThe extension is a mould to make the plate blank

3、into the stamping method for hollow parts of the opening, thin-walled parts with deep drawing process can be made into a cylinder shape, ladder shaped, cone, parabolic, box and other irregular shapes, and the case of cylindrical parts simple and rare, and flange cylindrical parts is divided into wid

4、e flange and narrow flange.Only by strengthening the basic theory research of deformation calculation method of drawing, can provide more accurate, practical and convenient, can correctly determine the geometry and size of drawing process parameters and working parts of die, to solve the actual prob

5、lems, drawing deformation in order to further improve the quality of workpieces.In the process design of deep drawing, must know whether a stamping out, this leads to the concept of drawing coefficient. Limit drawing coefficient depends on each drawing the allowable deformation degree. Many in the d

6、rawing, for wide flange drawing parts, should be in the first drawing, pull into; the diameter of the flange parts required, and after each time depth, the diameter of the flange remain unchanged. In order to ensure the flange without deformation after drawing, wide flange drawing parts for the firs

7、t time into the die material should be better than the last part of the actual parts drawing materials needed for multiple 3%5%, these extra materials after various times of deep, gradually will reduce part material out back to the flange portion, the flange thickened, so as to avoid cracking.Keywor

8、ds: cylinder, mold design, drawing, stamping目錄摘 要IIAbstractIII前言1第1章 加工零件的工藝分析31.1零件分析31.2沖壓件的工藝分析31.3制定沖壓工藝方案4第2章 模具總體設計62.1模具類型的選擇62.2操作方式62.3卸料、出件方式62.3.1卸料方式62.3.2出件方式6第3章 模具設計計算73.1工藝參數(shù)的確定及計算73.2確定拉伸次數(shù)73.3排樣及材料的利用率83.3.1排樣方法83.3.2材料的利用率9第4章 沖壓模具設計94.1確定沖壓類型及結構形式94.2計算工序壓力、選擇壓力機94.2.1落料力94.2.2卸料

9、力94.2.3拉伸力104.2.4壓邊力104.3. 計算模具壓力中心104.4. 計算模具零件主要工作部分刃口尺寸11第5章 模具零件的選用125.1模架的選擇125.2沖壓設備的選用12第6章 模具制造技術要求136.1表面粗糙度及標準136.2配合要求14第7章 編寫技術條件15第8章 設計并繪制模具總裝圖及選取標準件17畢業(yè)設計小結18結論19參考文獻2120前言沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的

10、自動送料技術也投入到實際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經(jīng)濟價值。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點。研究和發(fā)展模具技術，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展具有特別重要的意義，模具技術已

11、成為衡量一個國家產(chǎn)品制造技術的重要標志之一，隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位日益提高，并在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮越來越大的作用。設計出正確合理的模具不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、具使用壽命，還可以提高產(chǎn)品經(jīng)濟效益。在進行模具設計時，必須清楚零件的加工工藝，設計出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是設計者進行模具設計的前提，新的設計思路必然帶來新的模具結構。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術得到迅速發(fā)展?？v觀整個現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，我們可以看出模具制造技術總是向著高新方向發(fā)展，并且伴隨有人工轉(zhuǎn)向自動化方向發(fā)展。總而言之，模具設計與制造將會徹底的擺脫主要依靠人工的生產(chǎn)方法

12、，這樣才能使模具制造更合理化，結構更簡化，精度更高，為將來各行業(yè)的發(fā)展提供新的活力。 第1章 加工零件的工藝分析1.1零件分析零件簡圖如圖1-1所示：圖1-1 零件圖1.2沖壓件的工藝分析該零件類似于餐盒結構，如圖1-1所呈現(xiàn)的是帶凸緣的盒形件，材料的厚度：t=1mm，拉伸工藝完成后厚度不變，零件底部圓角半徑為R6，尺寸公差為自由公差，滿足拉伸工藝中對精度等級的各項要求。1、材料：08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，屬于深拉深級別鋼，具有良好的深拉成形性能、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結構和受力較小的機械零件。綜合評適合沖裁加工。2、工件結構：此工件為盒形帶凸緣拉伸件，拉伸高度不大，孔在底部并且不在

13、拉伸變形區(qū)域。3、尺寸精度：零件圖上工件高度 ，工件外輪廓，屬于IT14尺寸精度，一般沖壓均能滿足精度要求。1.3制定沖壓工藝方案從零件的結構特點以及沖壓變形特點來看，該零件沖壓工序性質(zhì)有拉深和落料兩種。根據(jù)工序性質(zhì)可能的組合情況，該零件可能的沖壓方案有：方案一：先落料、拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料、拉深復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。方案三：拉深、落料連續(xù)沖壓。采用級進模生產(chǎn)。表1-1 各類模具結構及特點比較模具種類比較項目單工序模（無導向）（有導向）級進模復合模零件公差等級低一般可達IT13IT10級可達IT10IT8級零件特點尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度較厚小零件厚度0.26

14、mm可加工復雜零件，如寬度極小的異形件形狀與尺寸受模具結構與強度限制，尺寸可以較大，厚度可達3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平由于壓料沖件的同時得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面生產(chǎn)效率低較低工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔希仨毷謩踊驒C械排除，生產(chǎn)效率較低安全性不安全，需采取安全措施比較安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比無導向的稍高沖裁簡單的零件時，比復合模低沖裁較復雜零件時，比級進模低適用場合料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)根據(jù)

15、分析結合表分析：方案一：這個方案是分步驟，一步一步實現(xiàn)工藝，先進行落料，再進行拉伸，最后到修邊，這項工藝就是結束了整個工藝流程，需要設計計算出拉伸模以及配合的尺寸，這樣一來需要大量的工作量，且零件拉伸定位較困難。所以不采用方案一來制造模具。方案二：復合模具就是沒有中間的取放過程，提高了生產(chǎn)時的效率，雖然方案二較方案一復雜，但是節(jié)約了模具的成本，而且加工精度較高，能夠保證零件加工精度要求，在沖裁時，零件處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。方案三：是利用一個叫做料帶是連續(xù)模生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)的效率，但是模具成本也相對方案二較高，方案二和方案三都能滿足沖裁精度要求，但是就方案三而言，設計時模具零件的設計較

16、為復雜，模具的制造周期比較長。綜上所述，為了滿足零件制造的精度要求，以及年產(chǎn)量，采用方案二復合模生產(chǎn)。第2章 模具總體設計2.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復合模具方式?jīng)_壓，所以模具類型為復合模。2.2操作方式零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)零件本身的條件要求可用自動送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。2.3卸料、出件方式 2.3.1卸料方式 由于工件平直度較高，料厚為1mm相對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用剛

17、性卸料即可滿足要求。2.3.2出件方式 因采用復合模生產(chǎn)，故采用頂桿向下運動推出制件，操作方便，設計簡單。第3章 模具設計計算3.1工藝參數(shù)的確定及計算 (1).確定是否加修邊余量 由于毛坯的各項異性和模具間隙不均勻等因素的影響，拉伸后工件的邊緣不整齊，甚至出現(xiàn)突耳，需在拉伸后進行修邊，所以在計算毛坯料直徑時，要確定是否增加修邊余量。 由于其工件相對高度h/d=14/84=0.170.5，所以不需要加修邊余量。(2) .計算毛坯直徑D 由以下公式得：D= 依圖df=84mm,rd=5mm,h=13mm，d=43mm,rp=6mm代入上式得： D= 92mm (3)確定是否需要壓邊圈根據(jù)坯料相對

18、厚度：t/D=1/92=0.12,采用壓邊圈。3.2確定拉伸次數(shù)由于拉伸件的高度與其直徑的不同，有的拉伸件可以用一次拉伸制成，而有的高度大的拉伸件，則需要多次拉伸才能完成。所以根據(jù)工件的相對高度（h/d）和毛坯的相對厚度（t/D）的大小確定拉伸次數(shù)。差表可知，由于工件相對高度0.17小于一次拉伸時的相對高度0.570.7，則可以一次拉伸。3.3排樣及材料的利用率3.3.1排樣方法沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。應考慮以下原則：1、 提高材料的利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可適當改變沖件形狀）2、 合理排樣可使操作方便，

19、勞動強度低。3、 模具結構簡單壽命長4、 保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣，如下圖所示：圖3-3 排樣圖按照圖3-3可知：零件布距S=123.5mm 條料的寬度B=D+2*a=96mm3.3.2材料的利用率衡量材料的經(jīng)濟利用率的指標是材料的利用率。 第4章 沖壓模具設計4.1確定沖壓類型及結構形式在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時選擇復合模，又因零件的幾何形狀簡單對稱，復合模結構簡單，操作方便，又可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸件可靠，便于操作，所以模具類型為少廢料復合模。4.2計算工序壓力、選擇壓力機在沖裁模具設計過程中，沖壓力是指落料力、

20、卸料力、拉伸力、壓邊力、沖孔力、切邊力和推件力的總和，它是沖裁時選擇壓力機，進行模具設計，校核強度和剛度的重要依據(jù)。4.2.1落料力 4.2.2卸料力 4.2.3拉伸力材料強度極限 4.2.4壓邊力單位壓邊力P=2.5MPa 總沖壓力為： 從滿足沖壓力要求看，選用160KN規(guī)格的壓力機，其主要技術參數(shù)為: 公稱壓力：160KN 滑塊行程：70mm 最大封閉高速：220mm 最大封閉調(diào)節(jié)量：140mm4.3. 計算模具壓力中心模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖模壓力中心應盡可能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)工作，減少導向件的磨損，從而提高模具的壽命。沖模壓力中心的求法，采

21、用求平行力系合力的作用點方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點可化為求輪廓線的中心。由下圖可知，壓力機的中心就在圓心上。圖4-3 壓力機中心4.4. 計算模具零件主要工作部分刃口尺寸表4-4 凸凹模制造間隙表1、 落料刃口尺寸計算 凹模刃口尺寸按照凸模實際尺寸配制，保證間隙值0.10.4mm。2、刃口尺寸計算 沖孔凸模、凹模采用分開加工的方法配制加工。第5章 模具零件的選用5.1模架的選擇模架的選擇應從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度，高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選擇模架精度；根

22、據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。選擇模架規(guī)格：導套：25mmX85mmX33mm導柱：28mmX150mmX40mm模座厚度H上模=35mm，上模墊板厚度H墊=10mm，凸凹模固定板厚度H凸、凹=18mm，卸料板厚度H卸=10mm，凹模板厚度H凹=21mm，凸模固定板厚度H凸=15mm，下墊板厚度H墊=8mm，下模座厚度H下模=40mm模具閉合高度H為：H=H上模+H墊+H凸、凹+H卸+H凹+H凸+H墊+H下模+h=175.5mm5.2沖壓設備的選用通過較核，選擇開式雙柱可傾式壓力機J2316能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：160KN滑塊行程：70mm最大閉合高度：220mm工

23、作臺尺寸（前后×左右）：710mm×480mm 模柄孔尺寸：50mm×70mm最大傾斜角度：300第6章 模具制造技術要求設計模具時，應根據(jù)模具零件的功能和固定方式及配合要求的不同，合理選用其公差配合、形位公差及表面粗糙度。否則，將不僅直接影響模具的正常工作和沖壓件的質(zhì)量，而且也影響模具的使用壽命和制造成本。6.1表面粗糙度及標準為了較少金屬流經(jīng)模腔的阻力，降低摩擦和避免發(fā)生粘滯現(xiàn)象，模具表面必須非常光潔，并應對整個模腔進行仔細研究。表6-1 模具零件粗糙度粗糙度使用范圍配合面零件部件Ra0.21.拋光的成形面及表面2.精密配合的滑動面凸模成形端部，工作面圓角，導

24、柱導套滑動面Ra0.41.凸模2.凹模工作表面，行腔表面、圓角，高精密導柱和導套的壓入面Ra0.81.零件的固定和支撐表面凹模夾持固定，尾部端面和非工作不分；凹模的外表面和上下表面；墊板和墊塊平面；凹模支承的斷面及外表面2.工作部分滑動表面頂料桿與凹模；環(huán)形頂出器與凸模和凹模一般精度的導柱、導套的滑動表面3. 密合表面橫向分割凹模的接觸面4. 導向表面凸凹模自身導向的滑動面5. 過盈配合和過度配合的緊固表面凸模與固定套，組合凹模的壓配合面Ra1.6一般配合部位非配合的滑動表面支承面模柄表面、銷孔、頂桿、打料桿的滑動面，模板，模低平面6.2配合要求模具中常用零件的公差配合要求見下表6-2。序號配

25、合零件名稱配合要求序號配合零件名稱配合要求1導柱、導套分別與模板H7/r67固定擋料銷與凹模H7/h6H7/h62導柱與導套H7/h6H6/h58活動擋料銷與卸料板H9/h8H9/h93導板與凸模H7/h69初始擋料銷與導料9/f84壓入式模柄與上模板H7/m610側壓板與導料板（導尺）H8/f9表6-2 模具零件的公差配合表6-2-1 導柱和導套的配合要求第7章 編寫技術條件 填寫冷沖壓工藝卡片，模具中重要零件機械加工工藝過程卡，在生產(chǎn)實際中，一般僅需填寫卡片，分別如下所示：表7-1 凸凹模固定板加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容設備1備料將毛坯鍛成160mmX155mmX18mm2熱處理退

26、火3銑銑六面,厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨側基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6鉗工加工好凸模,配作沖孔凹模達要求7銑銑漏料孔達要求銑床8鉗工鉆鉸6X11鉆床9熱處理淬火,回火,保證HRC606410平磨磨厚度及基面見光平面磨床11線切割按圖切割各型孔,留0.0050.01單邊研量線切割機床12鉗工研光各型孔達要求13檢驗表7-2 凸模固定板加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容設備1備料將毛坯鍛成160mmX155mmX15mm2熱處理退火3銑銑六面,厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨側基面保證互相垂直平面

27、磨床5鉗工劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6鉗工加工好凸模,配作沖孔凹模達要求7銑銑漏料孔達要求銑床8鉗工鉆鉸4X11，攻4-M11螺紋鉆床9熱處理淬火,回火,保證HRC606410平磨磨厚度及基面見光平面磨床11線切割按圖切割各型孔,留0.0050.01單邊研量線切割機床12鉗工研光各型孔達要求13檢驗表7-3 拉伸凸模加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容設備1備料備料47.1mmX43mm2熱處理退火3車外圓車外圓達配合尺寸車床4車工作尺寸車工作尺寸達要求車床5倒角倒角達要求車床6鉗工拋光達表面要求7熱處理淬火,回火,保證HRC58628鉗工磨平上下表面達要求9檢驗第8章 設計并繪制模具

28、總裝圖及選取標準件總裝圖及標準件見打印圖紙 畢業(yè)設計小結本次畢業(yè)設計讓我系統(tǒng)地鞏固了大學三年的學習課程，通過畢業(yè)設計使我更加了解到模具加工在實際生產(chǎn)中的重要地位。從2012年10月到12月，我們歷時兩個月，系統(tǒng)地鞏固了如：塑料模具與沖壓模具、機械制圖、模具加工工藝等許多課程。從分析零件圖到模具的設計與裝配圖的繪制，在指導老師的帶領下，每一個環(huán)節(jié)都是我自己設計制作的。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，特別是模具在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。使我對沖壓模具設計的整個過程，主要零件的設計，主要工藝參數(shù)的計算，模具的總體結構設計及零

29、部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。模具在當今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義?？傊?，本次畢業(yè)設計，是我認真的結果，也是我架起“工作”的關鍵一步，驗了我大學三年學習的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設計的整個過程，利用對零件圖形的工藝性分析，設計出適合加工零件的模具，以達到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工藝性分析、模具結構的確定是模具設計的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項指標要求。通過這次模具設計及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識，提高了動腦、動手的能力。只實踐也理論相結合才能達到規(guī)定的各項性能指標。結論模具號

30、稱“工業(yè)之母”對整個國民經(jīng)濟發(fā)展起到主導作用，所以要重視發(fā)展模具工業(yè)是當今必不可視的工作，從目前國內(nèi)外發(fā)展的水平看遠遠不如發(fā)達國家，雖然進口大量國外的加工設備，例如（德國，日本的設備）雖然有所改善。但對于一個企業(yè)來說，企業(yè)之間的競爭就是”技術“之爭，但模具的技術在整個企業(yè)中也是很關鍵，在我們電器行業(yè)中，電器產(chǎn)品個體有小，結構又復雜，對模具設計要求的難度很大，對模具精度要求也很高，對于一個企業(yè)來說，模具直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率，借這個能給我發(fā)言的機會，建議各企業(yè)家們重視模具的新技術（例如熱流道技術等）和組建各種模具的技術交流會（開發(fā)模具新技術），模具才是你們戰(zhàn)場上真正的制勝敵人的武器。 這里只提供理論不提供實踐的例子（因為以論文的形式發(fā)表，實例不以發(fā)表），以我的3年學習實踐經(jīng)驗，談談幾點設計的思想