带轮的冲压工艺与模具设计【五套模具】

附赠有CAD图纸和说明书,领取加Q 197216396 或 11970985 本科毕业设计说明书题 目：带轮的冲压工艺及模具设计院 （部）：专 业：班 级：姓 名：学 号：指导教师：完成日期： 目 录 摘 要ABSTRACT1 前 言1.1 选题背景11.2课题设计思路11.3设计过程中的难点22 工艺分析及计算2.1工件的基本信息分析32.2工艺分析32.2.1工序计算 42.2.2计算毛坯直径52.2.3工艺方案的确定72.2.4排样及搭边82.3工艺计算92.3.1工艺力的计算及压力机的选择92.3.2主要工作部分尺寸计算123模具设计3.1落料拉深复合模的设计153.1.1落料拉深复合模结构设计153.1.2落料拉深复合模主要零件设计163.2冲孔模设计193.2.1冲孔模结构设计193.2.2冲孔模主要零件设计203.3翻边模设计223.3.1翻边模结构设计223.3.2翻边模主要零件设计223.4切边整形复合模的设计243.4.1切边整形复合模结构设计243.4.2切边整形复合模主要零件设计253.5扩口压平复合模的设计273.5.1扩口压平复合模结构设计273.5.2扩口压平复合模主要零件设计274 结 论31谢 辞32参考文献33 摘 要 本文是对拉深件进行工艺分析及模具设计。该工件是一个圆筒形拉深件，另外该工件的底部带有通孔，需进行冲孔翻边，虽然形状不太复杂但肯定不能一次成形。通过对零件各部分进行计算分析后才能最终确定加工工序。工件整个成形过程所涉及的工序有：落料、拉深、冲孔、翻边等四步。通过计算分析得翻边能一次成形，所以不需进行预拉深，而计算可知拉深可一次成形，所以确定最终工艺方案为：落料与拉深复合，冲孔、翻边复合。在确定工艺方案的基础上对主要模具进行设计，分析工件成型过程，设计模具的结构并画出模具装配图及零件图。在本次设计中主要对落料拉深复合模以及冲孔、翻边模进行设计。关键词：拉深；落料拉深复合模；ABSTRACTThe thesis is focus on the process analysis and mold design of the drawing.The workpiece we design is a cylinder-shaped drawing parts,which has a hole at the bottom.The workpiece should be punched and flanged.Although the shape is not very complex,it couldnt be shaped by one step.We can determine the processing by analyzing the parts of the workpiece.The process include several steps:blanking,drawing,punching and flanging.By analysis,we know that the flanging can be finished by one step.There should not be a pre-drawing.However,the drawing can be achieved easily.Therefore,the final process is compounding the blanking with the drawing, the punching die and flanging die.Besides,we should design the main die,analyse the process,design the structure of the die and draw the assembly and workpiece picutures.In this graduation project,we mainly design the blanking drawing die, the punching die and flanging die.Key words: drawing die； blanking drawing compound die；XIV 1前 言1.1选题背景带轮是带传动机构中重要的零件之一。它是一种用途十分广泛、年需求量很大的机械传动零件。随着机械工业特别是汽车制造业的发展，节约原材料，降低能耗，提高整机的质量是普遍关注的大问题。因此，对作为机械传动零件的带轮如何优化设计，改革加工方法，对促进机械工业的发展具有特别重要的意义。对于发达的现代工业来说，笨重的铸铁带轮已较难适应现代工业化发展的需求。为此人们一直寻求一种新的替代品，进而突破传统工艺。采用钢板冲压制作的皮带轮在这种时代背景下应运而生，采用钢板制作的皮带轮是一种轻型结构的带轮(通称钣制带轮)。冲压皮带轮作为皮带轮的一种新型的结构型式，以其精度高、重量轻、节能、节材、动平衡好、生产效率高，无环境污染等特点，己被汽车工业广泛应用，铸铁等型式的传统皮带轮将会逐渐减少使用，产生了良好的社会效益和经济效益。同其他制造带轮的工艺方法相比，冲压带轮的有着巨大的优势：(1)在具有足够刚度的条件下，冲压皮带轮重量轻，比铸铁带轮轻3/4以上。(2)材料密度和壁厚均匀。因其是整体结构，成形工艺合理，尺寸精度高(即槽面径向跳动量一般在0.1一0. 2 )，动平衡性好，惯量小。(3)同胀压法相比，所用工具和模具的费用低(为胀压模具费的1/5)，而且强度高，寿命长，同时这种冲压成形的皮带轮具有可通用性，在工序周转和运输过程中的损坏率低。(4)节能、节料、低成本。冲工艺能耗低，优于铸铁带轮的铸造与退火等能耗工序，节约能源材料在50%以上，效率高，每分钟可加工数件。(5)无环境污染。工人劳动条件好，劳动强度低。1.2课题设计思路本设计为一多工序生产的筒形翻边件，该零件为一阶梯圆筒形拉深件，其形状虽然简单但成形工序较多，且产品批量较大，不宜采用单一工序生产，而用级进模结构太复杂，所以尽量采用复合模。设计模具前首先通过计算确定方案的可行性，对工件进行工艺分析，计算毛坯寸，进而确定工艺方案，进行模具设计。通过分析此工件，可以发现虽然其结构简单，但是所需的工序较多，有落料、拉深、冲孔、翻边、扩口、压平六个工序，因此如何确定工序顺序及各工序的复合成为此课题的关键。1.3设计过程中的难点本设计为一多工序生产的零件，筒形拉深成形时, 采用一次或多次成形工艺方法，同时要考虑到翻边能否一次完成，保证零件能够通过制定的工序生产出来。在该工艺过程中, 考虑材料在各个变形方向的成形极限, 从而预留足够的坯料。考虑工艺可行性与零件性能，选择较合理的工艺顺序是本次设计的一个难点，分析各个工序对材料性能以及零件精度的影响。再就是在扩口翻边工序进行时对模具的设计要求较高，需要用到斜楔滑块机构，必须保证模具设计的可行性，这是另一个难点。2对工件进行工艺分析2.1工件的基本信息分析 本课题研究的是一带轮的工艺分析及模具设计，查资料知该工件是柴油机的通风口座子，其材料采用08冷轧钢板，年生产批量较大。工件具体尺寸信息如图2.1 图2.1 工件图带轮零件图该零件为简单轴对称零件，且无尖锐的圆角，所以适合采用拉深工艺。虽然零件形状不太复杂，但成形成形工序较多，且产品批量较大，需进一步进行工艺分析计算确定工序。本次设计的零件为一筒形件, 且中间带有通孔，需进行拉深翻边成形。 所用材料为08 冷轧钢板, 料厚1.5mm , 大批量生产。零件带有法兰, 外形对称, 无其他形状突变及尖角。通过对筒形件拉深的设计，分析了解材料的成型极限，研究拉深过程中避免各种缺陷出现的解决方案。2.2工艺分析本课题研究的是拉深件的计算机工艺分析及模具设计，此工件为一圆筒形阶梯拉深件，底部带有通孔，需进行翻边加工。要求大批量生产，尺寸也较大。工件形状简单，拉深过程中应力变形均匀，但不能一次成形，需要落料、拉深、冲孔、翻边、扩口、压平等工序，需先进行工艺计算，确定工序。首先对扩口压平部分进行计算，确定出需要的翻边高度，然后核对极限翻边系数确定能否一次成形，分析是否需要预先拉深再进行翻边，再计算确定拉深能否一次成形，对于落料、冲孔部分的计算相对简单，拉深翻边工序确定后，计算毛坯尺寸，可直接进行计算。模具设计过程中考虑工艺的可行性，对工序进行确定后进行模具设计。2.2.1工序计算（1）扩口扩口是将空心件或管子端部直径加以扩大的冲压工序。不同的扩口形式有不同的毛坯计算公式，对于此带轮，属于平口型扩口件。由公式 得到 (mm) 所以要经过扩口压平得到最后的零件，必须满足拉深后的翻边高度为18.5-11+3=10.5（2）翻边由上一步可知道所需要的翻边高度为10.5，应当核算能否采用一次翻边达到零件要求的高度 查表（6-1）10取极限翻边系数Kmin=0.65 求最大翻边高度10: Hmax=D/2(1-Kmin)+0.43r+0.72t （2.2a） =56/2(1-0.65)+0.432.5+0.721.5 =12.68(mm)零件实际翻边高度H=10.51.4 属于宽凸缘拉深件确定能否一次拉出相对拉深高度 h/d=0.18凸缘相对直径 dp/d=0.894毛坯相对厚度 t/D=0.917查表得 h1/d1=0.32 远远大于零件的h/d=0.18 故零件可一次拉深出来2.2.2计算毛坯直径 计算毛坯的分析图如图2.5，计算数据。毛坯直径按下式计算： D 毛坯直径A0 包括修边余量的拉深件的表面积 拉深件各部分表面积之和代入数值计算可得 D=109mm图2.2 计算毛坯外形尺寸图第一套模具落料拉深工序复合，得到如下图示零件图2.3 拉深后零件图第二套模具单工序冲孔后得到零件如下图示图2.4 冲孔后零件图第三套模具单工序翻边后得到如下图零件图2.5 翻边后零件图第四套模具切边整形工序复合得到如下图示零件 图2.6切边整形后零件图2.2.3工艺方案的确定本次设计的加工工序包括以下基本工序：落料、拉深、冲孔、翻边、扩口、压平、切边整形等。 根据这些基本工序可以拟出以下几种方案： 方案一，落料、拉深、冲孔、翻边、扩口、压平、切边整形依次顺序进行； 方案二，落料拉深复合、冲孔、翻边、扩口压平复合、切边整形依次顺序进行； 方案三，落料拉深冲孔翻边复合、扩口压平复合、切边整形依次顺序进行； 方案四，落料拉深复合、冲孔翻边复合、扩口压平复合、切边整形依次顺序进行；方案五，采用级进模进行加工。分析比较上述五种方案，可以看出：各个工序分别依次进行时，模具结构简单，易制造，但是生产周期长，精度不能保证，而且浪费模具材料，因此，方案一被排除；方案三最大限度的对模具进行复合，既考虑了操作，也考虑了成本效率，似乎是最合理的方案，但是在实际设计中会出现问题，由于冲孔与拉深复合，会使拉深凸模的壁厚受到限制，不能达到模具最小壁厚的要求，所以被排除，同时方案四也被排除；方案五生产效率高且操作安全，但是其模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，因此只有在特大量生产中才比较适宜，排除；方案二没有上述缺点，把结构、成本、生产效率都加以考虑，结构相对简单，能够节省制造费用。因此最终确定第二种方案。各工序得到零件图见2.2.4排样及搭边该工件展开后是以规则圆形，轴对称，所以毛坯外形也是一规则圆形。排样是指工件在条料、带料或板料上布置的方法。工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，由于件展开尺寸大于65mm，因此采用单行排列，查表2-1613得 搭边值a1=2mm,a=2mm,采用挡料销挡料，则： 条料宽：b=109+2a=113mm 条料的进距为：h=109+a1=111mm 条料的利用率：=s/hb100=16312.26/113111100=76.45 (2.2f)图2.7毛坯排样图2.3工艺计算2.3.1力的计算及压力机的选择 （1）落料拉深复合工序 落料力计算：查式（2-7）13 查附录A113：=260360MPaF落=1.3Lt （2.3a） =1.3D1.5300 =1.33.141091.5300 =136.9KN 落料卸料力：查式（2-11）13 F卸=k卸F落 （2.3b） =0.04136.9 =5.5KN 落料总压力： F总= F落F卸 =136.9+5.5 =142.4KN拉深力计算： P=kdtb （2.3c） 由表4-1813查得因数k=0.95 查附录A113：b=400MPa P=0.953.14611.5400 =69KN 压边力计算： 查表4-1613得P=2.5MPaQ=AP =/4D2-(d1+2r凹)2 P =/41092-(61+28)2 2.5 =6120.92 6.1KN 落料拉深复合工序总压力： F= F总+P+Q =142.4+69+6.1 =218KN F压（1.61.8）F 3483924KN 查表2-214得：选用J23400KN压力机。 （2）冲孔工序 冲孔力： 查式（2-1）10 F冲=1.3Lt (2.3e) =1.3311.5300 53KN卸料力：查式（2-11）13 F卸=k卸F落 （2.3b） =0.0453 =2.1KNF压（1.61.8）F 8898KN 查表2-214得：选用J23100KN压力机。（3）翻边工序翻边力： 查式（6-12）10 F翻=1.1ts(D-d0) (2.3d) =1.13.141.5300(61-43) =24.868KN 25KNF压（1.61.8）F 132.8149.4KN 查表2-214得：选用J23250KN压力机。 （4）切边整形工序整修时所需的力可按照下式近似计算 式中 L 整修周边长度 s 总得双边金属切削量 n 同时卡在凹模内的零件数 t 材料厚度 抗剪强度代入数值得 Fc=40280.55N =40KNF压（1.61.8）F 6472KN同时考虑到零件凹模周界等选用J23100KN压力机。（5）扩口翻边工序 F 扩口力 t 毛坯厚度 D 毛皮直径 d 扩口部分直径 凹模与毛坯接触面的摩擦系数 材料屈服点 凹模圆锥角 K 速度系数在曲柄压力机上工作时，K=1.15代入数值可得 F=48.52KN同时考虑到斜楔滑块机构及凹模周界工作台尺寸的问题选择压力机为J23-1602.3.2主要工作部分尺寸计算（1）落料模： D=109 该工件不要求外形尺寸，因此以凹模为基准，间隙取在凸模上。 凸模与凹模单边间隙值：Z=1.1t （2.3f）=1.11.5=1.65mm d+pZmax-Zmin查表2-1015得：x=0.5落料凹模尺寸： Dd=(D-x)0+d (2.3g) =(109-0.51.15)0+0.035 108.650+0.035 落料凸模尺寸：落料凸模各部分尺寸按照上述凹模相应部分尺寸配合加工保证双面间隙0.025-0.035mm。 (2)拉深模： 查表5-3016得： d+p=0.08+0.05Zmax-Zmin =0.5 D=600+0.40 查表4-7517得： 拉深凹模尺寸： Dd=(D+0.4+2C)0 +d (2.3i) =(60+0.40.4+20.16)0 +0.08 =63.36 0 +0.08 拉深凸模尺寸： Dp=(D+0.4)0 p (2.3j) =60.160 -0.05 (3)冲孔模： 查表2-1010得： d+p=0.02+0.03Zmax-Zmin 查表2-1110得：x=0.75 d=310 +0.62 冲孔凸模尺寸： 查式（2-8）10： dp=(d+x)0 -0.02 =(31+0.750.62) 42.740 -0.02 冲孔凹模尺寸：冲孔凹模各部分尺寸按照上述凸模相应部分尺寸配合加工保证双面间隙0.100-0.140mm (4)翻边模： 查表4-2310: d+p=0.02+0.03Zmax-Zmin D=600 -0.74 翻边凹模尺寸： dd=（D-0.75）0 +d =（61-0.750.74）0 +0.03 =60.450 +0.03 翻边凸模尺寸： dp=（D-0.75-2Z）0 -p =（61-21.65）0 -0.02 =57.70 -0.02（5）切边整形工序查表5-3016得： d+p=0.08+0.05Zmax-Zmin =0.36 D=850+0.40 查表4-7517得：dd=（D-0.75）0 +d =（85-0.750.74）0 +0.09 =84.730 +0.09dp=（dd -0.75-2Z）0 -p =（84.73-21.65）0 -0.09 =84.650 -0.093模具设计3.1落料拉深复合模设计3.1.1落料拉深复合模结构设计（1）模具总体结构选择在确定采用复合模后，还需考虑采用正装式还是倒装式复合模。采用正装式复合模时，加工得到的工件由下模的推件装置向上推出，而条料则由上模卸料装置脱出，二者混杂在一起，不方便分装，如果来不及排除废料或工件就进行下一次冲压就容易导致模具刃口崩裂。采用倒装式复合模时，拉深后工件嵌在上模部分的拉深凹模内，由上模的推件装置推出，再由压力机上附加的接件装置接走，条料则由下模的卸料装置脱出。这种操作既方便又安全，同时还能保证较高的生产率。因此，该副落料拉深复合模采用倒装结构。（2）推件装置该副模具采用倒装式复合模，落料拉深后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由推件装置将其推出。推件装置可分刚性和弹性推件装置。弹性推件装置在冲裁时对工件有压平作用，故能保证工件平整度和尺寸精度。而采用刚性推件装置式，工件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时要低些，但刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。由于该工件尺寸精度要求不高，采用刚性推件装置即可，本次设计选用45钢材料的推件块。（3）卸料装置复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要下模装卸料装置。卸料装置有两种形式：一种是将卸料零件装在卸料板与凸凹模固定板之间；另一种是将卸料零件装设在下模板下面。由于该工件卸料力不大，故采用后一种形式进行卸料，结构简单，刚性卸料装置。（4）导向装置由于工件为拉深件，精度要求不高，而且落料凹模周界较大，工件材料厚度适中，故采用中间导柱模架。（5）工作过程该副模具在一次冲裁过程中完成落料拉深两个工序，生产效率高，节省模具材料。冲压时，13-凸凹模和5-落料凹模进行落料。上模继续下行，20-压边圈压住板料，凸模和凸凹模对板料进行拉深，完成一次拉深工序后，条料卡在13-凸凹模外缘，通过11-卸料板进行卸料，工件嵌在凸凹模内，由8-推件块将其推出，完成一次冲压工序。1-下模座 2-销钉 3-固定板 4-弹簧 5-落料凹模 6-导套导料板 7-固定板 8-上模座 9-导套 10-垫板 11-卸料板 12-销钉 13-凸凹模 14-模柄 15-打杆 16-销钉 17-推件块 18-螺钉 19-拉深凸模 20-压边圈 21-导柱 22-螺钉 23-卸料螺钉图3.1.1 落料拉深复合模 3.1.2 落料拉深复合模主要零件的设计对于复合模来说，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三个主要零件。现在这副模具的凸凹模用电火花切割一次割出，所以要将凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形尺寸按落料凸模计算，内孔尺寸按拉深凹模计算。凸模按凸凹模内孔线切割。凹模也用线切割加工，无论是光电跟踪还是程序控制的线切割，在制作光电跟踪图或者计算输入方程是，均需以凹模刃口工作部分尺寸作为依据，因此凹模刃口尺寸也需计算。由于凸凹模、凸模和凹模三个零件都需要进行线切割，而且三者之间的尺寸有一定的联系，所以可以连续加工。首先，加工一块凹模外形尺寸的模具板材，确定压力中心，在板材上线切割出凹模的刃口，调节线切割设备选用合适的钼丝使切割量小于凸、凹模间隙，在切下的废料上切割出拉深凹模刃口，接下来在切下的废料上切割出拉深凸模，然后在数控铣床上铣出凸模曲面，完成模具工作零件的加工。（1） 落料凹模的设计选用材料：Cr12MoV；外形尺寸：20050；加工后热处理：5862HRC；凹模采用两个16圆柱销定位，通过四个M16圆柱销固定在下模座上。图3.1.2落料凹模（2） 凸凹模设计选用材料：Cr12MoV；内孔圆角半径为8mm；加工后热处理：5862HRC；凸凹模用凸凹模固定板固定，凸凹模固定板通过两个M12螺钉定位，六个圆柱销将其与垫板固定在上模座上。图3.1.3凸凹模（3）拉深凸模设计选用材料：Cr12MoV；凸模圆角半径为3mm；拉深凸模通过三个螺钉过定在下模座上。图3.1.4拉深凸模（4）压边圈的设计板料在拉深时，其板料除了受到径向拉应力还同时受到切向压应力的用。这时，图3.1.5压边圈在变形过程中，板料不仅径向移动，同时还伴随着切向的压缩变形。毛坯严重起皱后，不仅有损拉深件的质量，而且常常由于起皱后的毛坯不易从凸凹模之间的间隙通过，以致增大了拉深力，而使冲件拉裂。即使轻微起皱的毛坯可以勉强通过凸模与凹模的间隙，但还是会在零件的侧壁上遗留下痕迹，影响了拉深件的表面质量。因此，在下模设置压边圈。但是，当压边力加到板料上时，整个的板料都承受着一定的压边力。这时的板料在凹模断面和压边圈之间的摩擦力增加。当板料逐渐进入凹模以后，坯料的外径逐渐减小。这时，即使压边力是一定值，但是受压面积却越来越少，因而使得单位面积上的压力逐渐地增大。这样，被拉深的坯料在凹模端面上的部分就受到越开越大的摩擦力，相应的也就增大了拉深力，由此造成了冲件的侧壁减薄和高度的增加，甚至很容易使冲件拉裂。因此选择合适的压边力以及合理的形状很重要。3.2冲孔模设计3.2.1冲孔模结构设计（1）总体结构选择该副复合模结构较为简单，冲孔废料由凹模通孔落下，操作简单安全，并能保证较高的生产率。（2）导向装置由于该工件精度要求不高，材料厚度适中，故采用中间导柱模架图3.2.1冲孔模1-下模座 2-螺钉 3-导柱 4-凹模 5-卸料板 6-导套 7- 上模座 8-弹簧 9-卸料螺钉 10-垫板 11止转销 12-模柄 13-凸模 14-螺钉 15-销钉 16-固定板 17-销钉 18-垫板（3）工作过程冲压工作开始，上模板下行，13-冲孔凸模与4-凹模相配合进行冲孔，废料从下面通孔落出，工件加工完后上模板上行，5-卸料板在弹簧的作用下将工件推出，整个工序完成。3.2.2冲孔模主要零件设计（1） 冲孔凸模的设计选取材料：Cr12MoV；外形尺寸：如图示；冲孔凸模用凸模固定板进行固定。该凸模以台肩与固定板固定凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合H7/m6。图3.2.2冲孔凸模（2） 凹模设计选用的模具材料：Cr12MoV；外形尺寸：如图示；凸凹模用凸凹模固定板固定在下模板上。图3.2.3冲孔凹模3.3 翻边模设计3.3.1 翻边模结构设计（1）总体结构选择该副复合模结构较为简单，直接由单工序模翻边成功，操作简单安全，并能保证较高的生产率。（2）导向装置由于该工件精度要求不高，材料厚度适中，故采用中间导柱模架1-下模座 2-垫板 3-销钉 4-凹模 5-卸料板 6-弹簧 7- 导套8-上模座 9-凸模固定板 10-垫板 11-卸料螺钉 12-止转销 13-模柄 14-凸模 15-螺钉 16-销钉 17-螺钉 18-导柱图3.3.1冲孔模3.3.2翻边模主要零件设计（1）翻边凹模的设计选用的模具材料：Cr12MoV；外形尺寸：16049；翻边凹模用凹模固定板固定，凹模固定板用两个圆柱销四个螺钉固定，与垫板一同固定在上模座上。图3.3.2翻边凹模（2）翻边凸模的设计选用的模具材料：Cr12MoV；外形尺寸：7267；翻边凸模用凸模固定板进行固定。该凸模以台肩与固定板固定凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合H7/m6。图3.3.3翻边凸模3.4切边整形复合模设计3.4.1切边整形复合模结构设计（1）模具总体结构选择在确定采用复合模后，还需考虑采用正装式简单结构。采用正装式复合模时，加工得到的工件随下模运动，而有弹簧连接的下模会把零件弹出，可以很方便的取走零件。废料则由安装在下模上的废料刀切断滑落。这种操作既方便又安全，同时还能保证较高的生产率。因此，该副落料拉深复合模采用正装结构。（2）卸料装置复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要下模装卸料装置。卸料装置有两种形式：一种是将卸料零件装在卸料板与凸凹模固定板之间；另一种是将卸料零件装设在下模板下面。由于该工件卸料力不大，故采用后一种形式进行卸料，结构简单，刚性卸料装置。（3）导向装置由于工件为拉深件，精度要求不高，而且落料凹模周界较大，工件材料厚度适中，故采用中间导柱模架。（4）工作过程该副模具在一次冲裁过程中完成整形切边两个工序，生产效率高，节省模具材料。上模下行时，11-凸模和4-整形凹模进行整形。上模继续下行，11-切边凸模与3-切边凹模进行切边，完成一次工序后，工件在凸凹模内，人工将其推出，完成一次冲压工序。1-下模座 2-销钉 3-切边凹模 4-整形凹模 5-固定板 6-上模座 7-垫板 8-销钉 9-螺钉 10-模柄 11-凸模 12-螺钉 13-导套 14-卸料螺钉 15-导柱 16-弹簧 17-垫板 18-螺钉 图3.4.1 切边整形复合模3.4.2 切边整形复合模主要零件的设计对于复合模来说，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三个主要零件。现在这副模具的凸凹模用电火花切割一次割出，所以要将凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形尺寸按落料凸模计算，内孔尺寸按拉深凹模计算。凸模按凸凹模内孔线切割。凹模也用线切割加工，无论是光电跟踪还是程序控制的线切割，在制作光电跟踪图或者计算输入方程是，均需以凹模刃口工作部分尺寸作为依据，因此凹模刃口尺寸也需计算。由于凸凹模、凸模和凹模三个零件都需要进行线切割，而且三者之间的尺寸有一定的联系，所以可以连续加工。首先，加工一块凹模外形尺寸的模具板材，确定压力中心，在板材上线切割出凹模的刃口，调节线切割设备选用合适的钼丝使切割量小于凸、凹模间隙，在切下的废料上切割出拉深凹模刃口，接下来在切下的废料上切割出拉深凸模，然后在数控铣床上铣出凸模曲面，完成模具工作零件的加工。（1）凸模的设计选用材料：Cr12MoV；外形尺寸：9651；加工后热处理：5862HRC；凸模用凸模固定板进行固定。该凸模以台肩与固定板固定凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合H7/m6。图3.4.2整形凸模（2）整形凹模设计选用材料：Cr12MoV；加工后热处理：5862HRC；整形凹模通过三个M12卸料螺钉将其固定在下模座上，通过弹簧的力使其完成整形工序图3.4.3整形凹模（3）切边凹模设计选用材料：Cr12MoV；拉深凸模通过四个螺钉过定在下模座上。图3.4.4整形凹模3.5扩口压平复合模设计3.5.1扩口压平复合模结构设计（1）模具总体结构选择在确定采用复合模后，主要考虑采用斜楔滑块机构。由于受到零件形状的限制，需要用到斜楔滑块机构对扩口翻边处进行支撑。这种操作方便安全，同时还能保证较高的生产率。因此，该副落料拉深复合模采用正装结构。（2）导向装置由于工件为拉深件，精度要求不高，而且落料凹模周界较大，工件材料厚度适中，故采用中间导柱模架。（4）工作过程模具工作时上模座带动压平凸模14与扩口凸模15一起下行，扩口凸模15接触工件后，在弹簧力作用下，将工件预压为喇叭口形状，上模继续下行，扩口凸模15在压平凸模14中滑动，直到被限位圆柱销20挡住，压平凸模14继续下行，将扩口压平，完成一次工序后，工件在凸凹模内，人工将其推出，完成一次冲压工序。 1-下模座 2-螺钉 3-固定底板 4-弹簧 5-卸料螺钉 6-斜楔 7-导套 8-上模座 9-垫板 10-螺钉 11-螺钉 12-固定板 13-销钉 14-压平凸模 15-扩口凸模 16-模柄 17-弹簧 18-销钉 19-螺钉 20-限位圆柱销 21-凹模 22-滑块 23-压板 24-十字槽沉头螺钉 25-销钉图3.5.1 扩口压平复合模3.5.2扩口压平复合模主要零件的设计对于复合模来说，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三个主要零件。现在这副模具的凸凹模用电火花切割一次割出，所以要将凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形尺寸按落料凸模计算，内孔尺寸按拉深凹模计算。凸模按凸凹模内孔线切割。凹模也用线切割加工，无论是光电跟踪还是程序控制的线切割，在制作光电跟踪图或者计算输入方程是，均需以凹模刃口工作部分尺寸作为依据，因此凹模刃口尺寸也需计算。由于凸凹模、凸模和凹模三个零件都需要进行线切割，而且三者之间的尺寸有一定的联系，所以可以连续加工。首先，加工一块凹模外形尺寸的模具板材，确定压力中心，在板材上线切割出凹模的刃口，调节线切割设备选用合适的钼丝使切割量小于凸、凹模间隙，在切下的废料上切割出拉深凹模刃口，接下来在切下的废料上切割出拉深凸模，然后在数控铣床上铣出凸模曲面，完成模具工作零件的加工。（1）扩口凸模的设计选用材料：Cr12MoV；加工后热处理：5862HRC；扩口凸模采用一个16限位圆柱销配合弹簧装在压平凸模内。 图3.5.2扩口凸模（2）压平凸模设计选用材料：Cr12MoV；加工后热处理：5862HRC；压平凸模用凸模固定板固定，凸模固定板通过两个圆柱销定位，四个M12螺钉将其与垫板固定在上模座上。图3.5.3压平凸模（3）凹模设计选用材料：Cr12MoV；凹模通过三个螺钉固定在下模座上，用两个圆柱销定位。图3.5.4凹模（3） 滑块设计选用材料：T10A；拉深凸模通过滑槽定固定底板上活动。图3.5.5滑块（4） 固定底板设计选用材料：45；拉深凸模通过三个螺钉过定在下模座上。图3.5.6固定底板 4结 论（1）为圆筒拉深件设计模具时，首先要计算毛坯直径，通过计算分析加工工序，确定工艺方案的可行性。（2）落料拉深复合工序采用倒装式复合模，拉深后工件嵌在上模部分的拉深凹模内，由上模的推件装置将其推出，再由压力机上附加的接件装置接走，条料则由下模的卸料装置脱出。该工序操作方便安全，生产效率较高。由于工件对尺寸精度要求不高，因此采用刚性推件装置即可。冲裁后，条料会卡在凸凹模外缘，下模需采用刚性卸料装置。另外，由于工件材料厚度适中，凹模周界较大，所以选用中间导柱模架。（3）冲孔、翻边工序采用正装式简单单工序模。将毛坯卡在下模板的凸凹模和压边圈上，冲孔废料由凸凹模通孔落下，操作简单安全，并能保证较高的生产率。由于工件尺寸精度要求高，因此采用弹性压边圈和推件装置即可。毛坯装卡在压边圈上，冲裁后，压边圈在推杆的作用下将卡在凸凹模上的工件推出，工件材料厚度适中，所以采用中间导柱模架。（4）切边整形模具，修边工序是将为保证拉深成型而在冲压零件的周围增加的工艺补充部分冲裁剪切的冲压工序，对于此零件的修边是垂直修边，所用模具结构简单，废料处理也较方便。（5）扩口是将空心件或管子端部直径加以扩大的的冲压工序，扩口能力的大小取决于材料的种类、坯料的厚度和扩口角度等多种因素，对于其模具设计，受零件形状的影响，此模具需要用到斜楔滑块机构，来保证扩口翻边工序的完成。（6）两套模具都采用复合模形式，主要工作部分有：凸模、凹模、凸凹模三个零件，都需要采用线切割进行加工，而且三者之间的尺寸有一定的联系，可以连续进行加工。谢 辞通过几个月的查资料、计算分析验证、不断修改后，终于完成了模具设计以及设计说明书。在设计过程中遇到很多困难，在解决困难的过程中不断的改进设计中的不合理之处，尽自己最大努力做一份合格的毕业设计。毕业设计的完成也表示着大学学习过程的结束，几个月的设计过程让我领悟很多也进步很多，从刚开始的无从下手到慢慢找到思路，每一次进步对我来说都是极大地收获。在这里最要感谢任国成老师，任老师带的学生不少，又有教学任务，他在百忙之中还要督促指导我们毕业设计，在这里向任老师表示崇高的敬意和忠心的感谢。设计过程中也要感谢学校图书馆为我们提供了那么多的资料，对我们开拓思路、解决问题有极大地帮助，同时还要感谢同组的等同学以及舍友们对我的帮助。毕业设计是一个总结的过程，是对这四年所学知识的综合应用，在这里也要感谢这四年中传授我知识的所有老师！谢谢！参考文献1何汉武，胡京知，陈新，郑德涛，孙健，熊有伦. 模具制造中的并行工程研究J. 机械科学与技术,1999,18(5):126-127.2杨宁，娄臻亮，周雄辉，阮雪榆. 模具计算机辅助工艺设计系统的研制与开发J. 上海交通大学学报,2003,37(2):436-437.3张峰. 对板料冲压工艺的设计研究J.工业技术，2006，10（b）:247-2248.4史翔.模具CAD/CAM技术及应用M.北京：机械工业出版社，1998：15-16.5肖景荣，姜奎华. 冲压工艺学M.北京：机械工业出版社，1990:5-6.6胡苏，谢兰生.有限元逆算法在钣金设计和成形模拟中的应用J.组合机床与自动化技术,2003，6：36-37.7王秀凤，万良辉.冷冲压模具设计与制造M.北京：北京航空航天大学出版社，2005:2-3.8崔令江.汽车覆盖件冲压成形技术M.北京：机械工业出版社，2003:4-5.9赵升吨, 张志远, 林军, 张永. 圆筒形件拉深工艺的有效压边力研究J. 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