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1、大学课 程 设 计题 目：旋转体的冲压工艺与模具设计班级：姓名：指导教师：完成日期：设计任务书一、设计内容1、模具的图样设计1）了解制品的工艺性2）了解制品的生产批量3）了解制品所选用的冲压设备2、确定模具设计方案2）确定模具设计的基本结构3）确定模具所选用的标准件类型4）确定模具中凸凹模的尺寸5）对冲压机进行冲压力的校核6）完成模具图样的设计二、上交材料1、设计图纸2、设计说明书(5000字左右，无图纸不少于8000字)三、进度安排1、熟悉设计任务，收集相关资料 2、拟定设计方案3、绘制图纸4、编写说明书5、整理及答辩四、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要本次模具设计是从零件的工艺分析开
2、始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是确定该模具类型为落料-拉深复合模，计算毛坯尺寸，确定拉深次数，作工艺计算，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力，以及拉深时的拉深力和压边力 ，确定模具的压力中心，选择压力机和确定冲模的闭合高度，最后根据前面所计算出的内容确定模具的凸、凹模尺寸和形状。设计出挡料销、卸料板、推件装置、弹簧、导柱、导套和模柄等模具的主要零部件，从而完成整个模具的设计工作。其中模具主要零部件结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸模结构设计、凸凹模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、钢性推件装置、弹簧的选用、导柱与导套、模柄与模架的选取等重要零部件的设计
3、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。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了冲压模具设计的全过程和加工实践中应注意的要点。使我在此次设计中有一个质的飞跃。关键词：拉深 复合模 冲压力 冲模闭合高度 拉深力目 录1 冷冲压工艺规程的编制1工艺分析1确定工艺方案12 零件成形方案的确定3修边余量的确定3毛坯尺寸的计算3计算毛坯相对厚度4总的拉深系数53 工艺计算6凸、凹模间隙值的确定6冲裁间隙的确定6拉深间隙的确定7凸、凹模工作部分的尺寸7总裁模凸、凹模配合加工时工作部分的尺寸7拉深模凸、凹模工作部分的尺寸8拉深
4、模凸、凹模圆角半径93.3.1 排样和裁板方式的经济性分析10搭边10送料步距及条料宽度计算11裁板方式的确定12排样方式设计13冲裁工艺力的计算14冲裁力的计算14卸料力、推件力和顶件力的计算15总冲压力的计算16拉深力和压边力的计算16拉深力的计算17压边力的计算17计算压力中心18选择压力机183.8 冲模的闭合高度204 模具主要零部件的结构设计22凹模的结构设计22凹模洞口形状的选择22凹模的外形尺寸22图4.3 凹模24凹模的主要技术要求244.2 凸模和凸凹模的结构设计244.3 定位零件264.3.1 条料方向的控制264.3.2 挡料销的选择26弹性卸料装置26刚性推件装置2
5、74.6 弹簧的选用274.7 导柱与导套294.8 模柄29模架的选取及装配图外形29参 考 文 献321 冷冲压工艺规程的编制该零件为旋转体零件。属于大批量生产，是一个不带凸缘的圆筒形零件，且其形状简单、对称，有利于合理排样、减小废料，直线、曲线的连接处为圆角过渡。其主要的形状、尺寸可以由冲裁和拉深工序获得。且选用08F钢，其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径，且工件精度要求不高，不需要校形，作为拉深成形尺寸，其相对值d凸/d、h/d都比较合适，拉深工艺性较好，因此，该零件可以用冷冲压加工成形。（宋体，小四号字，行间距21磅，字间距）其零件如图1.1： 零件图冲压该零件所需的基本工序为落
6、料和拉深。其拉深工艺方案有以下几种：方案一：落料与拉深复合，采用正装复合模。方案二：落料与拉深复合，采用倒装复合模。方案三：先落料、再拉深，采用单工序模。比较上述各方案可以看出：方案一的优点是在压力机一次行程内，可同时完成落料及拉深工序，在完成这些工序的过程中，冲件材料无需进给移动；冲件精度高，不受送料误差影响，内外形相对位置一致性好；冲件表面较为平整；适宜冲薄料及脆性或软性材料；可充分利用短料和边角余料；冲压生产率高，适合于大批量生产，缺点是冲模面积较小，制造复杂，价格较高。方案二的优点是废料能直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出去，操作方便安全，且易于安装送料装置，缺点同
7、方案一。方案三：优点是通用性好，冲模结构简单、制造周期短，价格低，适合于小批量生产，缺点是冲压生产率低。由以上分析可知，该零件的加工选用方案一为优。2 零件成形方案的确定一般拉深件，在拉深成形后，工件口或凸缘周边不齐，必须进行修边以达到工件的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再计算，查表2.1可得：。工件高度h工件的相对高度h/H附 图2.5410210202205024501003561001504581502005810200250691125071012表出自文献2出自文献2 式2.1 毛坯尺寸计算公式： 式中：D毛坯直径其它尺寸如图2.1所示：图2.1 毛坯尺
8、寸式中h和H必须加上修边余量。第一次拉深： 所以查表2.2可知可用压边圈拉深。采用或不采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深以后各次拉深（t/D）/%m1（t/D）/%mn用压边圈1可用可不用不用压边圈表出自文献2无凸缘圆筒形件用压边圈拉深时的拉深系数 拉深系数毛坯相对厚度t/D/%m1m2m3m4m5表出自文献2 （注:当拉深塑性较大的金属时，应比表中数值减小1.5%2%。）由表可知：。08ALZF的拉深塑性较大，可知m应比表中数值减小1.5%2%。则： 计算总的拉深系数，并判断能否一次拉成，根据工件直径d和毛坯直径D算出总拉深系数，如果，则说明工件可以一次拉成。否则需多次拉深。出自文献2 式2
9、.2 总的拉深次数工件直径 毛坯直径即： 所以：，则工件一次拉深即可。3 工艺计算3.1凸、凹模间隙值的确定冲裁间隙的确定冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之间，如无特殊说明，冲裁间隙一般是指双边间隙。冲裁间隙对冲裁过程有很大的影响，对模具寿命也有较大影响。合理间隙值有一个相当大的变动范围，约为（5%25%）t左右。取较小的间隙利于提高冲件的质量，取较大的间隙有利于提高模具的寿命。因此，在保证冲件质量的前提下，应采用较大间隙。冲裁间隙的合理数值应在设计凸模与凹模工作部分尺寸时给予保证，同时在模具装配时必须保证间隙，沿封闭轮廓线的分布均匀，这样才能保证取得满意的效果。材料厚度 08、1
10、0、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn极小间隙（或无间隙）表出自文献2 查表3.1得：拉深间隙的确定拉深模的间隙是指单边间隙，即。间隙过小增加磨擦阻力，使拉深件容易破裂，且易擦伤零件表面，降低模具寿命；间隙过大，则拉深时对毛坯的校直作用小，影响零件尺寸精度。因此，确定间隙的原则是既要考虑板料厚度的公差，又要考虑筒形件口部的增厚现象，根据拉深时是否采用压边圈和零件尺寸精度要求合理确定。筒形件拉深时，间隙可按下面方法确定，有压边圈时其间隙为（11.1）t。由设计可知本模具采用有压边圈装置。所以单边间隙值为。3.2凸、凹模工作部分的尺寸总裁模凸、凹模配合加工时工作部分的尺寸冲裁模确定
11、凸凹模加工尺寸的原则：落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。刃口磨损后冲件尺寸减小，取接近或等于冲件的最大极限尺寸。在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。表3.2配合加工时，凸凹模尺寸的计算公式工序性质制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料按凹模尺寸配制，其双面间隙为C冲孔按凸模尺寸配制，其双面间隙为C表出自文献2凹模磨损后落料件尺寸增大，： 式中 凹模刃口尺寸，单位为 工件基本尺寸，单位为 磨损系数。当冲裁件精度低于13级时，所以凹模的尺寸为： 凸模尺寸为： 拉深模凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸模和
12、凹模工作部分的尺寸及其制造公差，当工件要求内形尺寸时以凸模尺寸为基准进行计算，即：出自文献1 式3.1凸模尺寸：凹模尺寸： 工件内径，单位，本工件为故 3.3拉深模凸、凹模圆角半径一般来说，尽可能大些，大的可以降低极限拉深系数，而且还可以提高拉深件的质量。但太大会削弱压边圈的作用，可能引起起皱现象，因此大小要适当。筒形件首次拉深时的凹模圆角半径可由下式确定：出自文献1 式3.2 式中 考虑材料力学性能的系数，对于软钢，硬铝， 对于纯铜、黄铜、铝 考虑板料厚度与拉深系数的系数，见表3.3。材料厚度拉深件直径拉深系数表出自文献1所以： 凸模圆角半径过大，会使不与模具表面接触的毛坯宽度加大，使这部分毛坯容易起皱；如果过小时，会使毛坯沿压边圈的滑动阻力增大，对拉深不利，又因本工件为一次拉深成形，所以凸模圆角半径与零件底部圆角半径的数值相等。即：
