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1、帽形件复合模结构零件工艺分析与加工摘 要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，模具的结构零件的设计与工艺分析，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，模具设计和制造也相对简单。工艺分析结束后，进行主要参数的设计，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UG造型，最后加工零件并装配。关键词：复合模；结构零件；工艺分析Hat shapes a composite modulus process analysis and structural co
2、mponentsTutor: Liu YongAuThor: Yang KaiABSTRACTThis 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, punch mould structure parts of the design and process a
3、nalysis, is a composite modulus, improve stamping production efficiency and reduce cost, shorten the cycle of manufacturing, mould design and manufacture is relatively simple. After the analysis of the technology of the main parameters, the design, then is the main parts of the design and selection,
4、 then select stamping equipment, the press, of assembly drawing, painting and UG modelling, finally processing components and assemblies.Keywords：Composite modulus; Structural parts; Process analysisI目 录1 绪 论12 冲压成形工艺分析23 冲压模具工艺参数设计43.1模具总体结构设计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
5、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43.2.3排样及材料的利用率53.3冲压力计算53.3.1冲裁力的计算53.3.2拉深工艺力的计算63.3.3总冲压力的计算73.4模具压力中心与计算73.5冲裁模间隙的确定83.6刃口尺寸的计算83.6.1计算落料凸、凹模刃口尺寸83.6.2冲裁刃口高度的确定103.6.3拉深刃口尺寸的计算104模具结构零件的设计与加工114.1凸模固定板的工艺分析及加工114.1.1凸模固定板的设计114.1.2凸模固定板的工艺分析114.1.3凸模固定板的加工方法及工艺方案的比较124.1.4有关工艺装备的准备124.1.5机械加工工工序
6、卡的定制154.2压边圈的工艺分析及加工154.2.1压边圈的设计154.2.2压边圈的工艺分析164.2.3压边圈的加工方法及工艺方案的比较164.2.4有关工艺装备的准备164.2.5压边圈工艺过程的定制174.2.6机械加工工工序卡的定制184.3上下垫板的工艺分析及加工194.3.1上下垫板的工艺分析及选取204.3.2 上下垫板加工工艺路线的拟定204.3.3 工艺过程的制订204.3.4 机械加工工艺过程卡的制订214.4定位零件的设计224.4.1挡料销的选用234.4.2导料销的选取234.4.3卸料螺钉的选取234.5标准模架和导向零件的选取235 冲压设备的校核与选定255
7、.1冲压设备的校核255.2模柄的选取255.3压力机的选取266 模具总装图27结 论27致 谢28参考文献29附 录30附录压力机参数表311 绪 论改革开放以来，随着国名经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需求；另一方面朝着大批量，高效率成产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备成产的方式。模具，做为高效率的成产工具的一种，是工业成产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高
8、速大批量生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有太高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成型，不需要进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化特点。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不可少的加工方法。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、
9、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。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。（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
10、；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）工艺方案的分析方案一模具结构简单，但需四道工序，即需要落料模，拉深模和冲孔模，三副模具，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，也需要四道工序，但是其孔的尺寸精度不宜保证，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
11、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，制造加工困难，孔德精度不宜保证。综上所述，该制件采用方案三最适合。3 冲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
12、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无凸缘筒形件，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2-1可知相关尺寸，。由凸缘拉伸件的斜边余量可知该制件修边余量为5mm。由分析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。3.2.2确定拉深次数有凸缘筒形件的拉深变性原理与一般筒形件的相同的，但由
13、于带有凸缘，其拉深方法及计算方法与一般的筒形件有一定的差别。根据冲压模具手册有凸缘筒形件的极限拉深系数表可知，故可以一次拉深成形。3.2.3排样及材料的利用率综述制件的排样图如图3-1所示：图3-1 排样图材料利用率的计算，这里选用规格的毛坯。排样可分为横排和纵排两种。经计算分析得纵裁的材料利用率要高一点，因此选用纵裁法。3.3冲压力计算在冲裁模具设计中，冲压力是指冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、拉深力、压边力、和推件力的总称，它是冲裁时选择压力机，进行模具设计校核强度和刚度的重要依据。3.3.1冲裁力的计算计算冲裁力是为了选择适合的压力机，设计模具和检验模具的强度，因此压力机的吨位必须大于所
14、计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力一般按以下公式计算： （3-1）冲裁力相关计算公式如下：卸料力： （3-2）推件力： （3-3）顶件力：= （3-4）经计算得：，3.3.2拉深工艺力的计算（1）拉深力的计算影响拉深力大小的基本因素很多，如材料的力学性能、拉深制件的形状和尺寸、模具结构及凸凹模之间的间隙等，因此使用理论推导公式很不方便，生产中常用经验公式计算。筒形件采用压边拉深时计算公式如下： （3-5）根据公式（3-5）有： （2）压边力的计算压边力是为了防止毛坯起邹，保证拉深过程顺利进行而施加的力，它的大小对拉深影响很大。压边力的数值应适当，太小时防邹效果不好，太大时则会增加危险断面处的拉应力，引起拉裂破坏或严重变薄超差。在生产过程中，压边力一般在最大压边力和最小压边力之间。当拉深系数小到接近极限拉深系数时，这个变动范围就很小，压边力的变动对拉深工作的影响就显著。通常是使压边力稍大于防邹作用所需的最低值，并按以下公式进行计算： （3-6
