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毕业设计（论文）专用纸 1 第一章 绪论 一、 冲压概念、特点 和 应用 把磨具 装在冲压设备 上面 对材料 进行 施压 就是冲压 ， 让材料出现 分离 形变 或塑性变形， 然后我们可以 获得 需要的 零件的 压力 加工方法。冲压 这种方式一般情况下 是 需要 常温状态针对 材料冷变形 的 加工， 板料是大多数用来加工成零件的材料，这样就俗称板 冲压。压力加工或塑性加工 的其实一种方法就是冲压。 冲压 中用到的 模具 是 冲 模 。冲模 简单的说就是让 材料批量加工 为我们需要的 冲件的 一种工具 。在冲压 里冲模是很重要的 ， 如果在生产中 没有符合 加工 要求的冲模，生产就 特别难 进行； 若没有比较 先进的冲模，先进 的冲压工艺 也是实现不了的 。构成冲压加工的三要素 的是 冲压工艺与模具 与 冲压设备 还有 冲压材料， 只有 相互结合 起来 才能 生产 出冲压件。 冲压加工 如果和其他的加工方法比较的话，都有很多的特点， 技术方面 和 经济方面 都是这样的 。 (1) 冲压加工效率 是很 高 的 ， 有很方便的操作 ，机械化与自动化 的实现相对较容易 。因为冲压需要 依靠冲模和冲压设备来 加工成功 ， 一般 压力机 它 行程次数 能达到 每分几十次，高速压力 达到 每分数百次 还有的 千次以上 。 （ 2） 冲压的时候， 模具保证冲压件的尺寸 还有 形状 的 精度， 一般情况下是不会 破坏冲压件表面 的 质量 ,且 模具的 使用 寿命长 ,导致 冲压质量 较 稳定 ,互换性好 ,“ 一模一样 ” 的特征。 （ 3） 尺寸范围较大、形状较复杂的零件， 可以用冲压来加工。像 钟表的秒表，汽车纵梁 等 ， 在 冲压 的时候 材料的 刚度、冲压的强度、 冷变形硬化效应， 都比较高。 （ 4）冲压一般材料的消耗较少， 不用 加热设备，省料 节能 成本较低。 但冲压加工使用模具一般具有专用性，所以 一般 在冲压件 大 批量 生产 的情况下，冲压加工优点才能体现， 可以 获得较 高 的经济效益。 冲压现代在 大批量 工业生产中应用 的 广泛。 很多 工业部门 中 用冲压法加工产品零部件毕业设计（论文）专用纸 2 越来越多了。 二、 冲压的基本工序及 模具 冲压加工的零件种类繁多，形状、尺寸和精度各不相同， 在 生产中冲压工艺方法 很不同 。 大概 分 作 分离工序和成形工序； 1、 分离工序 ： 使坯料沿一定的轮廓线分 离 得 到 一定形状、尺寸和断面质量； 2、 成形工序 ： 使坯料不破裂的条件下 出现 塑性变形 来得到 一定形状和尺寸的冲压件。 又可以按 变形方式不同分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种工序， 这四中工序中每一种还含有多种单一工序。 在 生产中 ， 如果 冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时， 如果用 分散的单一工序 ， 不经济甚至难于达到 要求。这时把 多种 单一工序集中在一副模具内完成 叫做 组合的方法不同， 可以分为 三种组合方式。 1、 复合冲压 ： 压力机工作行程中，在模具 相同 工位上同时完成两种以上 （含两种）不同单一工序的一种组合方式。 2、 级进冲压 ： 压力机工作行程中，按一定顺序在同一模具的不同工位上两种以上 （含两种） 不同单一工序的一种组合方式。 3、 复合 包含级进 和复合 两种方式的组合工序在一副冲模上 。 冲模结构 类型有很多 。为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模 等，这是 按工序性质 分的。还 可分为单工序模、复合模和级进模 等 ，这是 按工序的组合方式 分的 。但 任何 类型的冲模，都 可看成 上模和下模两部分组成，上固定在垫板 和 压力机工作台上 是上模 ，是冲模的固定部分。 加工时， 坯料 定位是在 下模面上通过定位零件，压力机滑块带动上模下压， 使 坯料便产生分离或塑性变形在模具工作零件的作用下， 加工成 所需形状与尺寸的冲件。模具的卸料与出件装置 在 上模回升 时 ，将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来， 为 下一次冲压循环 作准备 。 三、 压技术的现状及 展方向 随着 世界的高速发展 ， 很多新技术都不断持续的出现 ， 这就 促进了冲压技术 不断创新 。有几个 主要表现和发展方向 1、 冲压成形理论及冲压工艺 毕业设计（论文）专用纸 3 冲压成形理论的研究是冲压技术改进的基础。目前，对冲压模具理论的研究，在材料性能研究、应力和应变分析的冲压规律、板材成形工艺研究的形变以及钢坯和模具的相互作用等方面取得了较大的进展。尤其是计算机技术的快速发展和进一步完善的塑性变形理论 ,使用国内外近年来 ,塑性成形过程的计算机仿真技术 ,利用有限元法 (价值分析方法来模拟金属塑性成形过程 ,根据分析结果 ,设计师可以预测成形过程的可行性和可能的质量问题 ,并通过在电脑上修改相关参数 ,可实现优化工艺和模具设计。这样既节省了昂贵的测试， 又节省了 制模具 周期。 研究推广可以提高生产率和产品质量，降低成本，扩大各种新技术的应用范围，冲压工艺也是冲压技术的发展方向之一。 目前国内外均已推出精密冲压工艺、软模成型工艺、高能模具多点成形技术，如高速成形工艺和精密冲压工艺，为新、高效、经济的发展。其中 ,精密冲裁是一种有效的方法来提高冲裁件的质量 ,它扩大了冲压加工范围 ,目前精冲加工零件的厚度可达 25 毫米 ,精度可以达到 级 17;使用液体、橡胶、聚氨酯、等 作柔性凸模或凹模的软模成形工艺 ,可以用普通的加工方法难以加工的材料和复杂形状零件 ,具体生产条件 有明显的经济效果 ； 爆炸节能 ,如成形方法对于处理复杂的在所有大小 ,形状 ,体积小 ,高强度 ,高精度钣金零件 ,具有非常重要的现实意义 ;使用超级成型金属超塑性材料 ,可以使用 ,而不是形成多道常见的冲压工艺 ,加工复杂形状和大型板料冲压有突出优势 ;无模多点成形过程是高度可调的穿孔组 ,而不是传统的模具对板料表面形成一种先进的技术 ,我们的国家有独立设计和制造多点成形设备的国际领先水平 ,解决多点冲压成型方法 ,可以改变变形路径和应力状态 ,提高材料的成形极限 ,同时使用反复成形技术可以消除残余应力的材料 ,形成实现回弹。非模块化多点成形 系统是以 术为基础，能够快速、经济地实现三维表面的自动成形。 2、 模具生产的基本条件的实现。在模具设计和制造 ,目前正在开发对以下两个方面 :一方面 ,为了适应高速、自动、精确、安全、等大量的现代化生产的需要 ,冲孔模和寿命是效率高、精度高、高转移、多功能方向发展 ,相比之下 ,以适应新的模具材料及热处理技术 ,各种效率高、精度、数控自动模机和测试设备和模具 术在快速发展 ,升级 ,另一方面 ,为了适应产品和产品试制和小批量生产的需要 ,锌基合金模具、聚氨酯橡胶冲模、模具板和钢带 ,如简单组合模模具和制造技术发展迅速。 毕业设计（论文）专用纸 4 精密、高效多功能、多功能级和大型复杂汽车套，是现代模具冲压的技术水平。目前 ,50多个位置精密级进模距离可达 2 微米 ,多功能 ,不仅可以完成整个冲压级进模的过程 ,还可以完成焊接 ,装配过程 ,等。中国已经达到国际水平可以设计和生产精密 微米 ,从 2 3微米的精度、全寿命超过 1 亿次。我国主要汽车模具企业 ,已经能够生产成套汽车模具、设计和制造的方法和手段已基本达到了国际水平 ,但在制造方法方面已基本达到了国际水平 ,模具结构和功能已接近国际水平 ,但在制造质量、精度、制 造周期和成本 ,与国外相比有一定的差距。 模具制造技术的现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术不断融合，跨越传统制造技术，形成现代模具制造技术。高速铣削加工、电火花铣削、钢丝切割、精密磨削和抛光技术，数控测量代表现代模具制造技术水平。高速铣削不仅具有较高的处理速度和良好的加工精度和表面质量 (主轴转速通常是 15000 40000 r / 加工精度一般可达 10 微米 ,最好的表面粗糙度 微米或更少 ),并与传统的切削与低温 (工件只有 3 度 ),切削力很小 ,可以处理 和热敏感材料和零件刚性较差 ,选择合理的刀具和切削参数也可以是硬质材料 (60 工 ;电火花铣削加工 (也称为电火花创成 )是一种高速旋转的简单的管状电极对 3 d 或 2 d 轮廓加工 (如数控铣 ),因此不再需要昂贵的电极形状 ,如日本的三菱公司 床 ,配备自动电极损耗补偿系统、 成系统 ,在线自动测量系统和动态仿真系统 ,反映了当前电火花机床技术水平 ;电火花线切割技术发展水平高 ,功能完善 ,自动化的程度已达到的程度无人值守操作 ,目前 ,切削速度达到 300 毫米 /分钟 ,+ / - 米的加工精度 ,表面粗糙度的 1 米 ;精密磨削和抛光已经开始使用数控成形磨床 ,数控光学曲线磨床 ,数控坐标磨床连续路径和自动抛光等先进的设备和技术 ,模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展 ,现在的三坐标测量机除了复杂曲面的高精度测量数据 ,其良好的温度补偿装置 ,可靠的防震的保护能力 ,严格的粉尘控制措施和简单的操作步骤 ,使自动化测试成为可能。此外，激光快速成型技术(树脂浇注技术已成功应用于快速经济建模技术。通过快速成型的 以快速地制造陶瓷压铸、电弧涂料、消失模、熔融模具 等技术。如清华大学开发的 “M - 型多功能快速原型系统 ”是我国自主知识产权的世界只有两种快速成型技术 (分层实体制造导弹和熔融挤压成形 统 ,它是基于模块化技术集成的概念和设计和制造 ,具有良好毕业设计（论文）专用纸 5 的性能价格比。 具制造公司在 工过程中，在使用瑞士 加工高强度树脂铸件的基础上，在国内汽车制造中采用树脂铸造，为小批量生产开辟了一条新的道路 。 3、 冲压设备和冲压生产自动化方面 冲压模具的良好性能是提高冲压生产设备技术水平的基本条件，高精度、高寿命、冲压模具的高效率，符合 高精度、高自动化冲压设备的要求。为了满足高速生产的需要大量 ,冲压设备也由单纯形 ,单一功能 ,低速多工位压力机 ,多功能 ,高数控发展的速度和方向 ,结合机械 ,甚至使用机器人 ,冲压生产效率得到大大提高 ,各种冲压自动线和高速自动按已投入使用。数控折弯机及周边地区进入金属板空白 ,控制在一个计算机程序可以完成四边形弯曲 ,从而大大提高精度和生产率 ;在高速自动冲压按定子转子冲 ,一分钟可以冲几百块 ,并且可以自动躺在 ,转子铁芯 ,生产效率是几次高于普通出版社 ,材料利用率高达 97%;250 公称压力是每分钟超过 2000 次。多功能 媒体而言 ,日本田公司生产 2000 压中心采用数控控制 ,只是 5分钟时间可以自动完成 ,加油 ,并调整模具的工艺参数等工作 ;在美国惠特尼公司生产的数控钣金加工中心 ,同时 ,加工冲压件的数量对普通新闻 4 10 倍 ,冲孔 ,落料、弯曲和绘图操作。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的需求越来越高，更换周期也大大缩短。为了适应这种新的需求，冲压生产已经开发出适合不同批次生产的各种技术、设备和模具。没有特殊的模具设计，先进的转塔数控传动机，激光切割和成型，通用数控折弯机等新设备已投入使用。特别是近年来在 国外的发展，国内也开始使用冲压柔性制造单元(柔性制造系统 (代表着新发展趋势的冲压生产。 统以数控冲孔设备为主体，包括钣金、模具、冲压件分类贮存系统、自动进料和排放系统，生产过程由计算机控制，控制生产车间 24 小时。同时，根据不同的应用要求，可以完成各种冲压工艺、焊接、组装工艺，甚至更换新产品方便快捷，冲压精度高。 4、 冲压标准化及专业化生产方面 模具工业中模具的标准化和专业化得到了广泛的重视。由于冲压是一个小批量生产，冲压件具有一定的复杂性和精度，并且具有一定的结构典型性。因此，只有 实现模具的标准化，才能使模具和冲压件生产实现专业化和商业化，从而降低模具成本，提高模具质量，毕业设计（论文）专用纸 6 缩短生产周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产水平已达 70% 80%，模具工厂的工作部分需要设计和制造，大部分模具零件是从标准零件厂购买的，使生产效率显著提高。模具工厂专业学位并不是常规的越来越高 ,分工越来越细 ,如有模架厂、柱塞、植物、热处理、等 ,甚至一些模具工厂专业制造某些产品只有冲裁模、弯曲模 ,这样更有利于提高制造业和缩短生产周期。近年来，我国的模具标准化和专业化生产也取得了很大的发展，除了在标准零部件外 ，专业厂家也有了更多的提高，标准品种也有了扩展，精度也得到了提高。总体情况，但也要满足模具工业发展的要求，主要表现在标准化程度不高 (一般低于40%)、标准品种少、规格不规范，大多数标准零件制造商没有形成规模化生产、标准质量和有更多问题。此外，标准部件的销售、供应和服务仍有待改进。 四、 内容和要求 1 完成冲压件的设计和模具设计和模具设计，包括 :绘制冲压模具组装图，编写设计规范。 2设计应注意贯切保证产品的质量，节约原材料，降低成本，提高劳动生产率和减轻劳动强度的原则。 3制图要求：符合 国家标准，图面应整洁美观，布局合理，说明书力求系统性，文字简洁，图文并茂，首页应列出全文目录，最后列出参考目录，各数据的选用说明书出处。 五、 设计步骤 根据冲压件的材料，板厚，尺寸精度，形状，技术要求，生产批量等方面，分析实现冲压生产的可能性及难易程度。 （ 1） 工艺计算 A）排样图的确定：排样方式、搭边值、材料利用率、条料宽度。 B）压力计算：冲裁力、卸料力、顶件力、总压力、压力中心、对于连续模定距方式的选择、工步数量、各工步数量位置的确定、步距的计算、工步图的绘制。 （ 2） 冲压基本结构、工作部分 及零件设计 毕业设计（论文）专用纸 7 复合模具 ,模具周边厚度计算 ,确定凹模形成边缘 ,凹模 ,冲孔 ,凹凸模切边缘尺寸计算 ,凹模 ,冲孔 ,凹凸模固定方式 ,卸料装置、卸料装置、冲孔废料 ,放电方式 ,发送的材料设计和定位方法 ,卸载弹性计算。 连续模具、模具、模具孔布置 (根据工作步骤图 )、模板、冲模切边尺寸计算、冲压固定方式的确定、沉降装置、卸料装置的设计、卸料的计算。 六、 冲模设计要点 模具结构的确定 :要正确选择模具的结构，必须根据冲压件的形状、尺寸、精度要求，在满足材料要求的前提下，尽量减少冲压件的生产成本。要确定模具的结构，必须解决以下问题 : 简单模具，舞台模具，复合模具。 手动操作，自动操作，半自动操作。 以原材料的形式进行合理喂养的方法。 根据原材料的位置。 压力或非压材料，弹性或刚性放电。 模具值得注意的地方 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选取合理的导向方式或模具固定方式等。 其他值得注意的地方 在设计冲压模时必须对其维护性能，操作方便，安全性等方便予以充分的注意。例如： 根据冲压件的精度，确定模具的精度，选择合理的引导 方式或模具的固定模态。 其他值得注意的领域是保持性能、操作方便、安全等。如 : a) 模具结构应保证磨损后修模方便，尽量做到不拆卸可修复的工作零件，影响修模而必须去掉的零件（模柄等），可做成易拆卸的结构等。 b) 冲模的工作零件较多，而且使用寿命相差较大时，应将易损坏几易磨损的工作零件做成快换结构的形式，而且应尽量做到可以分制调整和补偿易磨损件的尺寸。 c) 需要经常修模和调整的部分应尽量放在模具的下部。 d) 质量较大的模具应有方便的重孔和钩环等。 毕业设计（论文）专用纸 8 e) 模具的结构应保证操作者的手不必进入危险区，而且各活 动零件（如卸料 板等）的结构尺寸，在其运动范围不致压伤操作的手指等。 第二章 冲压模具工艺分析计算与模具设计 杆座安装架的冲压工艺分析与计算 件图及技术要求 毕业设计（论文）专用纸 9 制件内型主要尺寸 2，外型主要尺寸 2圆心线 20 ，料厚 =件的刚度和强度较高，适合普通冲压 工件材料： 料厚： 冲压工件的工艺分析 该工件具有冲孔、落料 、拉深、切边四道工序，其中冲孔和落料属于分离 工序，拉深为变形工序，此工件为典型的圆筒拉深件，结构比较简单，但有别于一般圆筒拉深件，一般圆筒拉深件的凸缘是圆形的，而这里的凸缘是不规则图形，所以计算稍微复杂一些。在尺寸方面，两冲孔 2 拉深部分外圆 拉深部分外圆 工件的工件材料为 黄铜 62，它具有高 塑性，足够的强度和耐腐蚀性，拉深性好，故这里毕业设计（论文）专用纸 10 完全适合做冲压版料的材料。 工件有冲压、落下、拉伸和切割的过程 过程、深部变形过程，工件是典型的圆柱形深拉件，结构简单，但不同于一般的圆柱形深拉件，一般圆柱深拉部分的法兰是圆的，法兰是不规则的图形，所以稍微复杂一点。就规模而言 ,两个冲压 2 米深 ,特别是圆 和拉深的底部是圆的 米和 米的相对位置精度高。工件的工件的是黄铜 62，具有高塑性，足够的强度和耐 蚀性，良好的深拉伸，所以这里是完全合适的材料冲压版材料。 艺方案的分析和确定 外壳的形装表明它为拉深件，所以拉深为基本工序。凸缘上两个小孔和底部一个孔由冲孔工序完成。因两个小孔有 20 以我初步将工序顺序安排为落料、拉深、冲孔、切边。 接下来就是根据工序组合确定模具的类型，首先模具有单工序模，复合模，级进模三种大的分类，单工序模是在压力机的一次行程中，在一个工位只完成一个冲压工序的模具；复合模是在压力机一次行程中，在只有一个工位，并在同一个工位上同时完成两道或两道以上冲压工 序的模具；级进模也称连续模。它是指在压力机一次行程中，在毛坯的送进送进方向上，具有两个或更多的工位，在不同的工位上逐次完成不同的冲压工序，往往在最后一工位上冲工件的模具。 单工序模一次只能完成一种工序，适用于中小批量生产，生产效率低。复合模可以完成数道工序，结构紧凑，生产效率高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。本工件为薄料，小尺寸和形位精度要求高（薄料件与拉深件在生产时要求较高的同轴度）级进模在压力机一次行程中完成多个工序。它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命长，便于自动化。但形 位精度没有复合模的高，但结构复杂。所以经过多方论证，决定用 3副模具来完成此工件的加工。 第一副模具是落料和首次拉深复合模； 第二副模具是第二次拉深单工序模； 第三副是冲孔和切边复合模。 拉深件的毛坯尺寸及拉深次数，应该通过计算确定。 毕业设计（论文）专用纸 11 坯直径 D 的计算 （ 1）判断此制件的凸缘类型（判断依据：凸缘部分直径与筒身的直径之比在 5mm,d=dt/d=15/10=零件为宽凸缘圆筒 形拉深件。 查表“有凸缘零件修边余量”得 =实际外径为 5+2 18 （ 2）初算毛坯直径： 由带法兰圆形拉深件毛坯直径计算公式初算毛坯直径 2 2 24 1 1 1 . 7 2 1 0 . 5 6 1 . 7 2 1 0 . 5 6D d t d h d r r d r r 式中： D 毛坯直径 法兰直径 d 筒形直径 R 法兰处圆角半径 r 筒底处圆角半径 h 圆筒形工件高度 (注：这里 R=r=将数据代入上式得 2 2 24 1 1 1 . 7 2 1 0 . 5 6 1 . 7 2 1 0 . 5 6D d t d h d r r d r r = 1 8 1 8 4 1 0 9 . 1 3 . 1 4 1 0 0 . 8 26虑到毛坯轮廓的周边应圆滑过渡，不可有尖面或突变，而且 便最后修边，取 R= 样方式 冲裁件在板、条料上的布置方式称为排样。 排样分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。 有废料排样：沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭边废料。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率较低； 毕业设计（论文）专用纸 12 少废料排样：沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间 留有搭边。受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单； 无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料 排样的合理与否影响 到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、制件质量、生产率、生产操作方面与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。 料利用率 由 1查得一个步距内的材料利用率 为 = h 采用竖排时： 式中 A 冲裁件面积 A 735（包括冲出的小孔） n 一个步距内冲件数 n=1 B 条料宽度 B=h 进距 h=27 =735/7 =毕业设计（论文）专用纸 13 同理 横排时 =735/因为 1,故用 B=37用竖排形式，用定位销定距，两个挡料螺栓定位。 伸次数及计算 （ 1）是否采用压边圈 当 t/D=6=由 1表采用或不采用压边圈的判据查得 可不用压边圈，但本设计中要用到压边圈推出制件，故采用。 （ 2）确定能否一次拉深成形： 按 h/d=0=dt/d=18/10=t/D=6= 查 1表 4h1/于零件的 h/d=零件一次拉不出 来。 （ 3）计算拉深次数及各次拉深直径：用逼近法确定第一次拉深直径，以便选取实际拉深系数稍大于极限拉深次数。 查表得首次极限拉深系数 m，这个 m，在不同的凸缘的相对直径 dt/比值为 不同零件 t/m,结果，我们先分别填入下表内。 列表如下： 相对凸缘 直径假定 值 N=dt/胚相对 厚度 t/D( ) 第一次拉深直径 d1= 实际拉深 系数 m1= 极限拉深 系数由表 4 实际拉深系数与极限拉深系数相差 值 6=8/6=1=+8/5 15/26=9=+8/6=9=+业设计（论文）专用纸 14 8/6=7=+8/2 12/26=5=+8/6=5=填写的表中得出的数据我们可以清楚的看到：实际的拉深系数减极限拉深系数比零略大的实际拉深系数有 个数值。负的意思是代表小于极限拉深系数，当然是不可以的，我们要选的是实际拉深系数必须大于极限拉深系数，而又不可以无限大，必须比零大。 查表有凸缘拉深件的以后各次拉深系数 当 0当 当 2时， 2 上述数据可以看出，二次拉深便可完成。因为拉深部分圆的中径为 以最后一次拉深直径必须等于 10。 第一次拉深： 第二次拉深： 0 4） 计算各工序的圆角半径 毕业设计（论文）专用纸 15 根据 )D Dd t ,.8)rd( )系得各次 下： 5）计算第一次拉深高度： 从材料第一次拉入凹模材料比最后拉深实际所需材料多 3计算，毛胚 应修正为 : D= 4 8 2 . 8 9 1 . 0 3 1 7 7 . 5 9= 5 0 0 3 4 5 1 7 7 . 5 9 26第一次拉深高度 226 + 218 )/ + 核第一次拉深相对高度： 查 1表 4 dt/8/.3,t/D=6=，许用的最大相 对高度 h1/0.8h1/ 二次拉深 6）第二次拉深 第二次拉深： 0 得二次拉深高度 孔及切边（略） 制工艺卡片 厂 冷冲压工艺卡片 车间 毕业设计（论文）专用纸 16 工件图 材料排样 工序 工序说明 加工草图 设备型号名称 0 剪床下料 毕业设计（论文）专用纸 17 1 落料与首次 拉深 第二次拉深 冲孔与整形 模具设计要点 模具设计应注意的问题 : （ 1）二道拉伸工序应使筒体的内径尺寸小于零件图要求尺寸 下一 定余量是便于最后一道工序整形，有利于凸模对筒体内孔的定型，并同时达到其相对位置毕业设计（论文）专用纸 18 和尺寸的精度要求。 （ 2）对于可能在工件上出现的各次拉伸痕迹问题，应在凸、凹模圆角、凹 模表面质量和润滑条件上加以考虑，尽量减小工件表面损伤。 （ 3）由于对筒体内壁直径有要求，故模具设 计和制造应该以凸模尺寸基准， 模具间隙放在凹模上。 （ 4）模具间隙的选取，拉伸间隙取 形取（ t 头部整形 间隙取 （ 5）在带凸缘筒体形件的多次拉伸工艺计算中，合理确定首次拉伸时多拉 入凹模的面积，是确保拉伸成功的关键，该部分面积一般以工件应拉入凹模的面积的 1 3，拉伸次数多时取大值，反时这取小值。第一次拉伸小台阶部分形状时多拉入凹模的面积应等于开始拉伸时多拉的，在前道工序后还未返回到凸缘部分的面积，否则无法保证大阶梯与小阶梯的过渡部分面积很小，因此，返回到这部分的材料 应很少，否则会造成过渡部分的材料积聚面引起起趋。但如果不考虑这部分返回的面积，又会因材料不足而造成拉裂。 算有关力 料与首次拉深各工艺力的计算 计算工艺力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的力，以适应要求。 F 落 =式中 L 冲裁件周边长度 mm t 材料厚度 ( 材料抗剪强度 取 =300 系数 一般取 K= d+ 6+ 落 =00=18369N F 卸 =K 卸 F 落 由 1查得 2 K 卸 =业设计（论文）专用纸 19 K 推 =卸 =8369=推 = K 推 F 落 =8369=深力查 3按 1 拉 1 =d1 t b =边力按式 1 D*D-( (q/4 =6*26-( = + F 总 =F 落 + F 卸 +F 推 + F 拉 1 =18369+选择 次拉深各工艺力的计算 拉深力： F 拉 2= b =形力： =件力： F 顶 = 拉 2=F 总 = F 拉 2 + F 顶 =选用 160毕业设计（论文）专用纸 20 孔及切边各工艺力的计算 冲孔力 F 落 =6 d t b+3 d t b =卸料力 =件力 F 推 = = 边工序 F 切 = D t b= 总 =F 落 +F 推 +F 切 =选用 160力中心的确定 确定冲模压力中心的目的在于确定模版的位置。冲裁力合力的作用点 称为模具压力中心设计模具时，应使模具的压力中心与压力机滑块中心相重合但实际生产中，可能出现冲模压力中心在冲 压过程中发生变化的情况，或者出现冲压件形状的特殊性，从模具结构考虑不宜于使压力中心与滑块中心重合，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机所允许的范围本制件对称，故模具的压力中心与压力机滑块中心相重合 . 凹模工作部分尺寸及间隙 计算刃口尺寸及制造公差时必须考虑下述原则： （ 1）落料件的尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定，所以设计落料模时以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时以凸模为基准，间隙取在凹模上。 （ 2）设计落料模时，同样考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，凹模的尺寸应 取落料件尺寸公差范围的接近最小的尺寸。 （ 3）设计冲孔模时，同样考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的接近的最大尺寸。 毕业设计（论文）专用纸 21 冲裁模工作刃口计算： 由 12 材料和 标注公差也必须兼顾以下原则： 非圆形类按国家标准非配合尺寸的公差数值 合类的公差数值，客户的图纸是会给出的）冲压模具则按 于圆形件，按 模按 。 按“入体”原则把他们逐个改为单向公差 (目的是方便以后的刃口尺寸计算 ) 落料件的属于外形部分改为上偏差为零，下偏差为负（相当于基轴制标注，只小不大）；属于内形部分上偏差为正，下偏差为零（相当于基孔制标注，只大不小）； 冲孔件属于内形部分的改为上偏差为正，下偏差为零 (相当于基孔制标注，只大不小 )；属于外形部分的上偏差为正，下偏差为负（相当于基轴制标注，只小不大）。 由 12得凸凹模的制造公差 冲孔部分 P= d= P + d = P = = d= = P + d= 所以采用分别加工方法（也称公差法，是指凸模个凹模分别按照图纸分开加工尺寸，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸的公称尺寸和制造公差） . 冲孔部分计算：设凸、凹模分别按 x ) 0- p =(20 + d =(+ 孔心距部分计算： 因为孔心距 20 以 ) 1/8 毕业设计（论文）专用纸 22 =( 1/8 20 式中 d D 于上下公差之和 ） X （当制件公差为 X=1；当制件公差为 X=制件公差为 X= 料凹模 落料部分计算 ： D- x ) 0+ d ( D- x ) 0+ d =（ 0+ ( D- x ) 0+ d =(+深凸模 因制件的内径精度较高，所以拉深件应标注内 形尺寸和公差，首次拉深内形尺寸为 拉深凸模直径：查 1表 P=( ) () 业设计（论文）专用纸 23 凹模 外圆部分是落料凸模，内孔是拉深凹模，凸凹模装在上模部分，外圆刃口直径 按下式计算： (- 2- p 对 （ 理 (- 2- p =(孔工作部分直径 查 1得 ( +0 + d =(+0 + d=+ 工作零件 模 （ 1）凸模固定形式：采用内 六角头紧固螺钉直接固定在模座上。 （ 2）凸模长度及强度校核： 、 凸模长度计算 L=a 式中 压边圈厚度 闭合状态后被拉深件的厚度 a 附加长度 因凸模采用内六角头紧固螺钉直接固定在模板上。 故取 L =35带凸缘筒形件 ，一般取 r（ 4 8） t=6 凸模强度校核 毕业设计（论文）专用纸 24 由 2查得：当凸模的表径比（ L/d,10时，需进行抗弯能力和承压能力的校核，而现在 L/d=35/14=文）专用纸 25 度，再考虑到模具的整体结构，取压 边圈的高度为 20H=0 = 40位零件 定位零件的作用是保证送料时有良好的导向和控制送料的进距，如挡料销。导正销、定位板、导料板、侧压板等。 料销 挡料销的作用在本模具设计中，本着设计简单、加工调整方便的原则，其作用是卡在落料后的条料上，起到定距的作用，该零件为标准件，代号为 向螺栓 导向螺栓起的作用是条料由左向右送进时起到导向定位的作用。在本模具中，一次冲裁完成后，卸料板卸料的同 时推动条料往前送，此时两导向螺栓起到导向的作用，当条料被挡料销卡住是停止送料，下一次冲裁又重新开始。 向零件 这些零件的作用是： （ 1）保证上模座与下模座相对运动是有精确的导向是凸模、凹模间有均匀的间隙，提高冲压件的质量。 （ 2）在大批量生产中便于装模，如导柱、导套、导板等。 本模具采用滑动导柱导向。有 3中按 d=22D=28一般导柱导套的配合精度为 H6/ H7/对一般的冲压工作是能够保证导向精度 的。 料、推件零件 推件装置 推件有弹性和刚性两种形式。弹性推件能压住工件，使其质量较高，但推力小，而刚性推件没有压边的作用，但推力大，本模具的推力小，故选择弹性推件。推杆是靠压力机的横梁起作用的，推杆要高出滑块孔的高度 5杆的行程即为横梁的行程。 料块 毕业设计（论文）专用纸 26 本模具使用的推件块的高度应大与制件的第一次拉深高度，直径根据模具结构取为 16度取为 20边圈 前面经过计算和查表。根据模具结构压边圈设计为环形，高度取为 20料板、 有 4查得高度 H 卸 =（ H 凹 =12 取 12胶 橡胶主要用于卸料、压料和推件等。近年来大多使用聚氨脂橡胶作为弹性零件的，它比橡皮的压力大，寿命也长，但价格较贵。 顶件橡胶 下顶块采用橡胶做弹性元件，橡胶的自由高度 H 自由 = （ 4） S 工作， S 工作 =则 H 自由 = （ 4） 6 压缩量取 15% 可查得 P=料板 的面积 A = F/P = 结合模具的实际结构，将橡胶分成 4块安装。橡胶板的高度 H 自由 与直径 0. 5 H 自由 /D 胶的装配高度 H 装配 = 26 3个所以 268定与紧固零件 这些零件的作用是便于上述零件连接成“整体”，保证各零件的相对位置，并是模具能安装在压力机上。如上模板、下模板、模柄、固定板、螺钉、圆柱销等。 择 模架和模座 采用 1990 带后侧导柱的模座。根据最大轮廓尺寸 125相近规则标准模板， 100模板厚 30模板厚 35模具导向精度要求高，故模座选用 柄的选用 毕业设计（论文）专用纸 27 模柄对中小型模具是用于固定上模座用的。其形式主要有压入式、旋入式、带法兰以螺钉固定、浮动式。如下所示： 按 81选直径 40凸缘式模柄，以销钉固定。 钉、销钉 螺钉是紧固模具零件用的，冲模多采用内六角 头或圆头螺钉。螺钉主要承受拉应力，其中尺寸及数量一般根据经验确定，我采用的是 10选用 4个内六角螺钉。 圆柱销起定位作用，圆柱销承受一般的错移力。对中小型模具一般选用 d=6、 8、 10、 12般用两个以上。我选用 d=84个的圆柱销。 选用压力机 用参数计算 根据所要完成的冲压工艺性质，生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求来选定设备类型。 （ 1） 确定最大总压力 有前面计算的 F 总 = 2） 模具闭合高度 指上模板在最 低的工作位置时，下模板的低面到上模板的顶面的闭合高度： 模具闭合高度应为上模板、下模板、凸凹模、固定板、垫板等厚度的总和。即 30+15+15+40+3532业设计（论文）专用纸 28 “ 考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。 有上面计算得 130 1知模具的闭和高度应满足下式要求： 0 2查得： 501545 125 所以满足要求 （ 3）压力机的行程 S 应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进至少应大于成品零件高度的两倍以上。 用压力机并校核 （ 1）所需压力机标称压力 由 1查得： （ 1+F 总 2)压力机的行程 S 应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进至少应大于成品零件高度的两倍以上 :S3)压力机的工作台面尺寸应 大与模座外形尺寸。 (4) 模具的闭和高度 最小闭和高度 0据上面分析，由 2选用 型
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