筒形件冲压工艺与冲侧孔模具设计.docx

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1、拉深件冲压工艺与冲侧孔模具设计材料成型及控制工程XXXX学院设计（论文）说明书题目学生系别专业班级学号指导教师课程设计（论文）的主要内容及基本要求内容：如图所示的零件，（1）生产批量：大批量;（2）材料：10钢；工件图摘要模具技术是制造业的基础，更是工业发展的核心，对于国家的经济发展来说，更是必不可少的一部分，一个国家的技术进步，都离不开模具的支撑。我国作为模具发展大国，近些年模具技术取得很大的进步，产值更是不断增长，特别是在汽车制造，电子电器，及医疗化工等产业发展中，需要模具设备提供大量的产品。根据资料统计，如今的工业产品中有超过60%的零部件都是模具制造所得，由于模具能够实现高效率，低能耗

2、生产，则使用模具生产是一个重要的途径，未来对于模具的发展也是提出更高的要求，低端模具也会不断被淘汰，高精度长寿命模具会是一个主要趋势。本次设计的为拉深件冲压工艺与冲孔模设计，通过分析零件工艺要求着手，选取材料10钢，零件的加工工序为冲孔，此种方式的加工方案有多种，经过对方案对比分析,选取冲孔模的方式。设计主要对排样进行对比确定，材料利用率的计算，搭边数值确定,以及凹模凸模的尺寸计算，冲裁力的计算，并且根据计算数值选取符合要求的压力机，以及对压力机做出参数校验，确保选取的压力机满足要求。最终通过使用CAD软件画出零件冲侧孔模具的总装图和零件图，完成设计要求。关键词：冲孔模；拉深件；工艺分析;摘要

3、3第一章、绪论5第二章、冲压件工艺性分析及冲裁方案设计72.1. 材料分析72.2. 冲裁件结构性分析72.3. 展开尺寸计算72.4. 拉伸次数计算82.5. 冲压工序安排9第三章、排样设计及材料利用率计算103.1. 排样设计与计算103.1.1. 排样方法103.1.2. 搭边值的确定103.1.3. 送料步距与条料宽度计算103.1.4. 绘制排样图113.2. 材料利用率及排样草图11第四章、冲压力及压力中心计算134.1. 冲压力的计算134.1.1. 冲孔力计算134.1.2. 推件料力计算134.2. 冲压压力中心计算15第五章、冲压设备选择与校核175.1. 冲压设备类型的选

4、择175.2. 初步选择压力机175.3. 压力机的校核175.4. 终选压力机参数18第六章、冲裁模工作部分设计计算196.1. 冲裁间隙196.2. 模具刃口尺寸的计算19第七章、模具结构与零件设计227.1. 模具类型的选择227.2. 定位方式的选择227.3. 凹模设计227.4. 凸模设计237.4.1. 模具的结构形式和固定方法237.4.2. 凸模结构设计237.5. 模具结构设计23设计小结25参考文献26第一章、绪论模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔

5、是材料成型。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业基础，现在学好理论基础。课程设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。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，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进

6、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，只有它们相互结合才能得出冲压件。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。冲压件、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相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

7、二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。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。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、拉深模和成形

8、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，上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、冲压件工艺性分析及冲裁方案设计2.1 .材料分析冲裁材料为IO钢，此材料为优质碳素钢，屈服点q=210MPa,抗拉强度h=300-440MPa,延伸率不小于29%,抗剪强度

9、r=260340MPa,塑性好，焊接性好，适合冲裁。2.2 ,冲裁件结构性分析冲裁件的结构形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料，矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工。本次课题的选材为圆筒形件，属于板材拉深成型，所以在冲侧面孔之前，工件就是一个拉深件，拉深完之后在工件的侧面冲孔，保证孔中心到底面的距离为43mm,所冲的孔的直径为6mm。而且是两侧都有圆孔，对称分布。2.3 .展开尺寸计算拉深件厚度为Lomlib因为成型拉深件需要经过落料、拉深，才能最后实现产品型,由于产品形状简单，但拉深高度也大，展开尺寸需要根据实际拉深模具

10、的间隙和模具结构来调试，计算结果仅仅作为参考。拉伸件的毛坯尺寸，很难预先精确地计算，这是因为拉伸件壁部在拉伸过程中厚薄程序，随毛坯退火与否、压边力的大小、凸凹模间隙以及变形程度等因素有关。因此难以保持拉伸件完全均匀一致的高度，通常需要修边，将不平齐的部分切去，本次设计工件尺寸比较小，根据工件的相对高度d=63(78+1.0)0.797,查表得修边余量为3.0mm,因此切边之前的拉深高度尺寸为63+3=66mm0计算工件展开尺寸公式：D=yd2-.72dr-0.56r2+4dH其中：D展开尺寸d拉伸直径，78+l=79mmr拉伸圆角，8+1/2=8.5mmH拉伸高度，63+3-1/2=65.5m

11、m经过实际计算D=yd2-1.72Jr-0.56r2+4J7=792-1.72798.5-0.568.52+47965.5比160.45mm此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节，拉深过程中材料有一定的延展，这里先取160mm设计模具。展开图纸如下图2-1所示：2.4 .拉伸次数计算判断能否一次拉伸HJ=65.5/790.829(O)xlOO=L0160100=0.625W=JD=791600.494根据以上数据查表，圆筒形零件查表，确定需要两次拉深，查表确定每次拉深的系数w1=0.58,m2=0.80。计算各个工序拉深毛坯直径：=w,D=0.58X160=92.8mm,取整数93mm,因此实际

12、拉深系数为93/160=0.58125d2=m2di=0.8093=74.4mm79mm,实际拉深系数为79/93=0.849拉深过渡R角取值Rl=IOmm,R2=8.5mm。拉深高度尺寸计算公式：H=0.25(-,)+0.43-(dn+0.32G)d,l分别计算如下：H1=0.25(-93)+0.43(93+0.32X10)245.57+4.448=50.018mm,取整50mmI-QH2=0.25(-79)+0.43(79+0.32X8.5)61.263+3.781二65.044mm,很接近图纸要求的65.5mm的尺寸。根据以上计算，绘制出首次拉深工序的草图，如下图2-2所示：25.冲压工

13、序安排本次设计，结合任务要求，只需要设计其中的冲侧面圆孔的模具，两侧的孔，要保证对称冲裁，设计结构上要尽量满足要求。第三章、排样设计及材料利用率计算3.1 .排样设计与计算311.排样方法排样对材料的利用率，工件的尺寸精度，生产率，模具制造难易程度和使用寿命有一定的影响。按材料的经济利用程度或废料的多少，排样可分为有废料排样与少、无废料排样两大类。排样又可分直排、斜排、对排、对头斜排、多排、混合排等。有废料排样有如下几种形式：（1）直排排样时，应优先选用直排，因为直排的模具最简单。但对于三角形、角尺形等工件，采用直排会造成较大的材料浪费，可考虑选择斜排或对排。（2）斜排斜排将时制模工作量增大。

14、（3）对排选取对排省料幅度较大。比直排省料可达30%50%。但需要注意：如果采取送料一次冲一件的方案，即用单凸模，模具结构与直排时基本相同，模具费也相差不大，但只实用于条料，不能用卷料。1.1.1 边值的确定搭边值的作用，搭边是指排样时零件与条料侧边这间留下的剩料。其作用是使条料定位，保证零件的质量和精度，补偿定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不拉深，便于送进，并能使冲模的寿命提高。为了节约材料，应选择合理的搭边值，它一般与卸料板的形式，条料厚度，冲压宽度L有关。本设计采用弹性卸料板，条料厚度t=L0mm,冲压展开为圆形，直径D=160mm,查冷冲模设计P60知：搭边值工件间

15、搭边值为=0.8rn侧面搭边值叫=1.Omnu3.1.3 .送料步距与条料宽度计算条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，用A表示。其大小为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离，送料步距是工件宽度的两倍。查冲压工艺与模具设计P63,条料宽度按公式计算即以=8+2式中L条料公称宽度，mm；B垂直于送料方向的工件尺寸,mm；a侧搭边，mm；b侧刃切除的料宽，mm为剪板机下料公差，4=0.2mm条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，剪裁时的公差整带分布规定上偏差为零，下偏差为负值条料在模具上送进时一般都有导向，当使用导料销导向而又无侧压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。所以条料宽度以=8+24A二(160+21.0)002=162OOmm送料步距A=160+0.8=160.8mm3.1.4 .绘制排样图3.2材料利用率及排样草图采用直排料面积为3.1416024=20096mm2