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1、_ 模具课程设计 学院：材料学院 姓名： 班级： 学号： 时间： 目 录1 绪 论12工艺分析以及模具设计42.1零件工艺性分析92.1.1.材料分析92.1.2.结构分析92.1.3.精度分析102.2工艺方案的确定102.3零件工艺计算112.3.1.拉深工艺计算112.3.2.落料拉深复合模工艺计算142.3.3.第二次拉深模工艺计算172.3.4.第三次拉深模工艺计算172.3.5.第四次拉深模工艺计算182.3.6压力中心182.4冲压设备的选用192.4.1.落料拉深复合模设备的选用192.4.2.第二次拉深模设备的选用192.5模具零部件结构的确定202.5.1.落料拉深复合模零
2、部件设计203 模具装配与调试233.1安装顺序233.2 装配要点233.3 装配过程23结束语25参考文献261 绪 论1.1 冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术，冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模
3、，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们完美的相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以
4、冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相
5、当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工
6、序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。在际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模
7、和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，下模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 第二章 工艺分析以及模具设计2.1零件工艺性分析工件为图1所示拉深件，材料08钢，材料厚度1mm，其工艺性分析内容如下： 零件毛坯图 2.1.1.材料分析08钢为优质碳素结
8、构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。2.1.2. 结构分析零件为一无凸缘筒形件，结构简单，底部圆角半径为R3，满足筒形拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的结构工艺性。2.2工艺方案的确定1、工艺方案分析该工件包括落料、拉深两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，首次拉深一，再次拉深。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深复合，后拉深二次，采用复合模+单工序模生产。方案三：先落料，后二次复合拉深。采用单工序模+复合模生产。方案四：落料+拉深+再次拉深。采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。
9、方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，但模具成本造价高。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。2.3零件工艺计算2.3.1.拉深工艺计算零件的材料厚度为1mm，所以所有计算以中径为准。（1） 确定零件修边余量零件的相对高度 经查得修边余量 ，所以，修正后拉深件的总高应为106+5=111mm。（2）确定坯料尺寸由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得（3） 判断是否采用压边圈 零件的相对厚度， 经查表为了保证零件质量
10、，减少拉深次数，决定采用压边圈。（4）确定拉深次数 查得零件的各次极限拉深系数分别为 m1=0.56， m2=0.78， m3=0.8， m4=0.82， m5=0.85。所以，每次拉深后筒形件的直径分别为80mm由上计算可知共需3次拉深。（5）确定各工序件直径调整各次拉深系数分别为 ，则调整后每次拉深所得筒形件的直径为第三次拉深时的实际拉深系数，其大于第二次实际拉深系数和第三次极限拉深系数，所以调整合理。第三次拉深后筒形件的直径为。（6）确定各工序件高度根据拉深件圆角半径计算公式，取各次拉深筒形件圆角半径分别为，所以每次拉深后筒形件的高度 第三次拉深后筒形件高度应等于零件要求尺寸，即。2.3
11、.2.落料拉深复合模工艺计算（1）落料凸、凹模刃口尺寸计算根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为，落料凹模刃口尺寸计算如下。查得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大间隙，凸模制造公差，凹模制造公差。将以上各值代入校验是否成立。经校验，不等式部不成立，所以可按下式计算工作零件刃口尺寸。（2）首次拉深凸、凹模尺寸计算第一次拉深件后零件直径为116.28mm，由公式确定拉深凸、凹模间隙值，由，所以间隙，则 首次拉深凹模。首次拉深凸模（3） 排样计算零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为1.2mm，零件与条料侧边之间的搭边值为1.5mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构，则条料上零
12、件的步距为S=d+a=204+1.2=205.2mm； 条料宽度选用规格为1mm000mm1500mm的板料，计算裁料方式如下。裁成宽208mm，长1000mm的条料，则每张板料所出零件数为裁成宽208mm，长1500mm的条料，则每张板料所出零件数为两种裁法的材料利用率相同：第一种裁法： 零件的排样图如图所示。 零件排样图（4）力的计算模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力、拉深力和压边力。因为拉深力与压边力的和小于落料力，所以，应按照落料力的大小选用设备。初选设备为J2335。2.3.3.第二次拉深模工艺计算（1）拉深凸、凹模尺寸计算 第二次拉深件后零件直径为40.
13、51 mm，拉深凸、凹模间隙值仍为1.2mm，则拉深凸、凹模尺寸分别为（2）拉深力计算根据以上力的计算，初选设备位J2321。2.3.4.第三次拉深模工艺计算（1） 拉深凸、凹模尺寸计算 由Z=1.05t，得Z=1.05因为零件标注外形尺寸80mm，所以要先计算凹模，即 （2）拉深力计算2.3.5压力中心 压力中心即工件内外圆周边上冲裁力的合力中心。应尽可能使冲裁力的压力中心和压力机的压力中心一致，否则会产生一个附加力矩，使模具产生偏斜、间隙不均匀，并使压力机和模具的导向机构产生不均匀磨损，刃口迅速变钝。 内外周边形状对称的工件，其几何中心就是压力中心。 因为笔者所设计的冲裁件是一个周边形状对称的零件，因而其压力几何中心，即圆心所在位置。2.4冲压设备的选用2.4.1.落料拉深复合模设备的选用 根据以上计算，同时考虑拉深件的高度选取开式双柱可倾压力机JB23-35，其主要技术参数如下：公称压力：350kN滑块行程：80mm最大闭合高度：300 mm闭合高度调节量：60 mm滑块中心线到床身距离：200mm工作台尺寸：400x600 mm工作台孔尺寸：250 mm180mmx210 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm垫板厚度：70mm
