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1、沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）带凸缘的圆筒形件冲压模具设计系 别 机械工程系专 业机械设计制造及其自动化班 级学 号姓 名指导教师负责教师沈阳航空航天大学北方科技学院2013年6月摘 要我本次设计的零件为带凸缘圆筒形件,采用的材料是10钢，厚度,该零件外形简单对称,利于合理排样、减小废料，直线、曲线的连接处为圆角过渡。材料为一般用钢,采用冲压加工经济性良好。首先对零件进行了工艺性分析，然后选级进模作为该副模具的工艺生产方案，经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计，选择合适的模具材料。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影
2、响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的关键词：模具 落料 拉深 设计ABSTRACTI this design parts of flange cylindrical parts, the material is steel, thickness of the part shape is simple symmetry, conducive to reasonable layout, reduce waste, straight line, the tran
3、sition curve of the joint for the rounded corners. Material for steel, generally adopts the stamping processing efficiency is good.The manufacturability analysis was carried out on the parts first, and then progressive die to choose as the vice mould process scheme, through calculation and analysis
4、to complete the main design of the mould, convex and concave mold working parts of the design and calculation, and the structure design of main components, choose the right mold material.Stamping is designed according to the existing production conditions, considering the factors that may affect pro
5、duction process smoothly arrange part of the production process, the optimal selection, determine the process parameters and the size of the range, design mould, choose equipment, etc, to make the parts of the whole production process to achieve high quality, high yield, low consumption, the purpose
6、 of security Keywords：mold blanking drawing design 目 录前言1工件的工艺性分析21.1 工艺分析21.2 确定工艺方案22 有凸缘的筒形件的确定42.1 工艺计算52.2 排样设计73 拉深力、压边力和冲裁力的计算94.1 拉深力计算94.2 压边力计算104.3 冲裁力计算104 压力机的选择125 凸、凹模尺寸的计算135.1 凸、凹模加工时工作部分的尺寸计算146 凹模设计146.1 凸、凹模的选择146.2 凸、凹模材料的选取197 模具结构设计197.1 导向设计197.2 模具工作原理197.3 空工位设计197.4自动送料装置设
7、计208 模具总装图结束语27致 谢28参 考 文 献29I 前 言模具可保证冲压产品的尺寸精度，是产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的扎制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度取决于模具工业的发展。90年代到21世纪初我国有计划经济转向市场经济过渡，也初步建立了经济体制的时期，国际分工不断深化，科技技术突飞猛进发展的时期。在经济和科技技术、市场等各个
8、 方面我们不断与世界接轨。我们抓住机遇，迎接挑战坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。而要实现振兴就必须不断提高企业的产品自主开发能力和制造水平。随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展
9、。而且应该在目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷
10、冲压设计的主要内容1一 工件的工艺性分析1.1 工艺分析拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。在一般情况下，对拉深件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的拉深工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。该零件为带凸缘的圆筒形件。属于大批量生产，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。且选用10号钢，厚度为1.5mm,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，此工件的形状满足连续拉深工件的要求，可用拉深工序加工。1.1.1拉深时的工艺性分析拉深零件的结构工艺性是指拉深零件
11、采用拉深成形工艺的难易程度。良好的工艺性是指坯料消耗少、工序少，模具结构简单、加工容易，产品质量稳定、废料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。对拉深材料的要求:拉深件的材料应具有良好的塑性、低的强度比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。对带料连续拉深零件形状和尺寸的要求：(1)拉深件的外径小于60mm，(2)料厚小于2mm， (3)材料相对厚度t/D0.01， (4)相对高度H/d2.5，（5）相对直径d/d2。对拉深零件精度的要求：由于拉深件各部位的料厚有较大的变化，所以对零件图上的尺寸应明确标注是外壁还是内壁。由于拉深件有回弹，
12、所以零件横截面的尺寸公差，一般都在IT12级以下，如零件高于T12级，应增加整形工序。1.2 确定工艺方案可依据表11确定表11 冲压工艺方案项目单工序模级进模复合模无导柱有导柱冲压精度低较低较高，相当于IT10IT13高，相当于IT8IT11制件平整程度不平整一般不平整，有时要校平因压料较好，制件平整制件最大尺寸和材料厚度不受限制300mm以下厚度达6mm尺寸250mm厚度在0.16之间尺寸300mm厚度常在0.05m3mm冲模制造的难度程度及价格容易、价格低导柱、导套的装配采用先进工艺后不难简单形状制件的级进模比复合模具制造难度低，价格亦较低形状复杂的制件用复合模比级进模制造难度低，相对价
13、格低生产率低较低可用自动送料出料装置，效率较高工序组合后效率高使用高速冲床的可能性只能单冲不能连冲有自动送料装置可以连冲，但速度不能太高使用于高速冲床高达400次/分以上由于有弹性缓冲器，不宜用高速，不宜连冲材料要求可用边角料条料要求不严格条料或卷料要求严格除用条料外，小件可用边角料，但生产率低生产安全性不安全手在冲模过程区不安全比较安全手在冲模工作区不安全，要有安全装置冲模安装调整与操作调整麻烦操作不便安装、调整较容易、操作方便安装、调整较容易，操作简单安装、调整比级进模更容易，操作简单分析表11得，采用：单工序模具结构简单，需要多道工序多副模具才能完成，且生产效率低难以满足该工件大量生产的
14、要求。复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，因此模具结构要比单工序模复杂，而且要求各零部件的动作准确可靠，不相互干涉。这要求模具的制造达到较高的精度。模具的制造成本较高，制造周期延长。级进模是一副模具可以设置数十个工位，直至最后一个工位把工件加工成成，生产率高。通过分析对上述三种方案的比较，该件适合级进模结构（复合模不适用此件成形）。29沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）二 有凸缘筒形件的确定2.1 工艺计算2.1.1 修边余量的确定一般拉深件，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作的要求。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21得:表21 带料连续拉深件的修边余量毛坯计算直径D1材料厚度t 051.01.52.0 101.22.010301.52.23.030601.82.53.03.5602.03.04.04.5毛坯直径尺寸的计算:式中H必须加上修边余量。 式中：毛坯直径(mm) 工件高度(mm) 工件半径(mm) 工件直径(mm)2，实际毛坯直径D=D1+=99+4=103
