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1、帽形件复合模设计与工艺参数设计本文对我国模具的发展和应用进行简单的分析，根据帽形件毛坯的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构，采用正装式复合模冲压，有利于提高生产效率，降低成本、缩短制造周期，模具设计和制造有一定的难度。工艺分析结束后，进行主要参数的设计，包括凸、凹模以及凸凹模刃口以及毛坯尺寸的计算，接着是主要零部件的设计和选取，然后选取冲压设备，最后进行压力机的校核，画零件图、装配图和三维造型，最后加工零件并装配实物。关键词：复合模；帽形件；工艺参数设计Cap parts processing parameters and design of composite mod
2、ulus design Tutor ：Liu Yong AuThor：Zhu Hong deABSTRACTThis paper discusses the development and application of mould, according to a simple analysis of the condition of hat shapes, materials and geometry size analysis punch and die and mould structure, using uniform is a composite modulus, improve st
3、amping production efficiency and reduce cost, shorten the cycle of manufacturing, mold design and manufacturing has the certain difficulty. After the analysis of the technology of design, main parameters, including convex, concave die and intensive blade, then is the main parts of the design and sel
4、ection, then select stamping equipment, the press, of assembly drawing, painting and UG modelling, finally processing parts and assembling objects.Keywords: Composite modulus; Hat shapes; Process parameter design 目 录1 绪 论12 冲压成形工艺分析22.1冲压工艺性分析22.2制定冲压工艺方案22.2.1工艺方案22.2.2工艺方案的分析33 冲压模具工艺参数设计43.1模具总体结
5、构设计43.1.1模具类型的选择43.1.2定位方式的选择43.1.3卸料方式的选择43.1.4导向方式的选择43.2模具设计工艺计算43.2.1毛坯尺寸计算43.2.2确定拉深次数73.2.3排样及材料的利用率83.3计算工序压力，选择压力机133.3.1冲裁力的计算133.3.2拉深工艺力的计算153.3.3总冲压力的计算163.4模具压力中心与计算163.5冲裁模间隙的确定173.6刃口尺寸的计算183.6.1凸、凹模刃口尺寸的基本原则183.6.2凸、凹模刃口计算的方法183.6.3计算落料凸、凹模刃口尺寸193.6.4冲裁刃口高度的确定213.6.5拉深刃口尺寸的计算214 主要零部
6、件的设计254.1工作零件的结构设计254.1.1落料凹模的设计254.1.2冲孔凸模的设计254.1.3凸凹模的设计254.2弹性元件的设计264.2.1压边弹性元件的选取264.2.2.卸料弹性元件的选取264.3模架及其它零件的选取264.3.1上下模座的选取274.3.2导柱导套的选取274.3.3垫板的选取274.3.4固定板的选取274.3.5卸料板的选取284.3.6定位零件的选取284.3.7压边圈的设计285 冲压设备的校核与选定295.1冲压设备的校核295.2模柄的选取295.3压力机的选取296 模具总装图和UG造型30结 论32致 谢33参考文献34附 录35附录35
7、11 绪 论目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国模具在标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。随着工业产品质量的不断提高，模具产品生产呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠工人经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工的核心计算机辅助设计（CAD/CAM）技术转变。模具生产制件所表现出来的高精度，搞复杂程度，高生产率，高一致性和低消耗是其他制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，以此在批量成产中得到广泛应用，在现代生产工业中也有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必
8、不可少的加工方法。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲压制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集，依靠工人的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及其它特种加工相结合的时代。模具制造技术，已经发展成为技术密集型的综合加工技术。本专业以培养学会从事模具设计与制造工作能力的核心，将模具成型加工原理、设备、工艺、模具设计与制造有机结合在一起，实现理论与实际相结合，突出实用性，综合性，先进性
9、。正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用，以提高我的模具设计与制造的综合能力。在以后的生产中，研究和推广新工艺，新技术。提高模具在生产生活中的运用，并进一步提高模具的设计水平。2 冲压成形工艺分析图2-1 零件图零件图，如图2-1所示。生产批量：大批量生产；材料：08钢；材料厚度：1mm；毛坯精度：IT14级。2.1冲压工艺性分析（1）材料：08钢是优质碳素结构钢，易于拉深成形，具有良好的冲裁和拉深性能。（2）制件结构：该制件为帽形拉伸件，拉深高度不大，便于成形。（3）尺寸精度：根据零件图和查表可知制件高度为，工件外轮廓为、内壁尺寸为、孔尺寸为，属于IT14级，对于
10、一般冲压均能满足要求。2.2制定冲压工艺方案2.2.1工艺方案该制件包括落料、拉深和冲孔三个基本工序，可以有以下六种方案：方案一：落料拉深冲孔，单工序冲压模；方案二：冲孔落料拉深，单工序冲压模；方案三：落料拉深冲孔，复合模；方案四：冲孔落料拉深，复合模；方案五：落料拉深冲孔，级进模；方案六：冲孔落料拉深，级进模。2.2.2工艺方案的分析方案一模具结构简单，但需三道工序，即需要落料模，拉深模及冲孔模，三幅模具，生产效率低，操作也不安全，劳动强度大，难以满足该产量的年产量要求，故不宜采用。方案二同方案一，也需要三道工序，但是其孔的尺寸精度还不宜保证，故不宜采用。方案三只需要一副模具，冲压件的形位精
11、度和尺寸精度容易保证，且生产效率高。虽然模具结构比方案一要复杂，但由于制件的几和形状和结构简单，模具制造并不困难，因此该方案适合。方案四与方案三有类似之处，但是由于先冲孔，制件有比较薄，容易在拉深时出现拉裂的现象，故不宜采用。方案五也只需要一副模具，生产效率高，但冲压件的精度较方案三要低些，并且其模具制造精度比方案三的要高，如果想保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正或导料板，另外该方案的模具外形比方案三的要大些，故模具在制造和安装方面较方案三复杂些。方案六与方案五类似，制件精度不易保证且加工困难，孔的精度不宜保证而且还容易出现拉裂等不好现象。综上所述，该制件采用方案三最适合。3 冲
12、压模具工艺参数设计3.1模具总体结构设计3.1.1模具类型的选择由上面冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。3.1.2定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。3.1.3卸料方式的选择因为工件厚1mm，相对较薄，卸料力不大，故可以采用弹性卸料装置卸料。3.1.4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调试，改复合模采用中间导柱的导向方式。3.2模具设计工艺计算3.2.1毛坯尺寸计算该制件为有凸缘帽形件，根据等面积原则采用解析法求毛坯的直径。由于毛坯的厚度，因此各尺寸应该按制件厚度的中心层尺寸计算，由图2
13、-1可知相关尺寸，。（1）确定否加修边余量由于坯料的各向异性和模具间隙不均匀等因素的影响，拉伸后工件的边缘不整齐，甚是出现突耳，需在拉深后进行修边，以此在计算坯料直径时，需要确定是否增加修边余量，其相对高度公式为： （3-1）根据公式（3-1）可得：查表3-1有凸缘拉伸件的斜边余量（mm）可知该制件修边余量为5mm。表3-1 有凸缘拉伸件的斜边余量凸缘直径d1（或B1）拉深相对高度h/d1或B1/B1.51.5222.52.53251.81.61.41.225502.52.01.81.6501003.53.02.52.21001504.33.63.02.51502005.04.23.52.72
14、002505.54.63.82.825065.04.03.0注：1、B为正方形的变宽或长方形的短边宽度；2、对于高拉深件必须规定中间修边工序； 3、对于材料厚度小于0.5mm的薄材料作为多次拉深时，应按表增加30%。（2）计算毛坯直径查冲压模具手册可知计算毛坯公式为： （3-2）式中：凸缘内壁非圆角直径； 凸缘中性层直径； 翻边圆角直径； 制件外径； 制件高度非圆角高度； 中性层圆角半径； 中性层圆角半径。参数分析还可见图3-1所示：图3-1 制件参数分析图根据公式（3-2）可得： 故毛坯直径为56mm。（3）确定是否需要压边圈查冲压模具手册可知毛坯相对厚度公式为： （3-3）式中：毛坯的厚度；毛坯的直径。根据公式（3-3）可得： 根据表3-2可知该制件可要可不要压边装置。为避免制件在拉深过程中发生起邹，该模具采用带弹性压边装置的模具，其目的是起定位和顶件之用。表3-2 采用或不采用压边圈的条件拉深方法第一
