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学士学位论文--再次拉深、冲孔、切边复合模.doc
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1、 四川理工学院毕业设计(论文)再次拉深、冲孔、切边复合模 学 生:郭 明 奎 学 号:08012050108 专 业:模具设计与制造 班 级:2008.01 指导教师:袁 泉 四川理工学院机械工程学院 二 O 一一年六月 四川理工学院毕业设计(论文)-1-四四 川川 理理 工工 学学 院院 毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目:再次拉深、冲孔、切边复合模设计 系:机电工程 专业:模具设计与制造 班级:081 学号:08012050108 学生:郭明奎 指导教师:袁 泉 接 受 任 务 时 间 2011.3 教 研 室 主 任 (签名)系 主 任 (签名)1毕业设计(论
2、文)的主要内容及基本要求 内容:生产批量:大批量 材料:08 t=0.8mm 要求:(1)要求有目录、设计任务书及产品图;(2)零件工艺性、经济性分析;(3)冲压零件工艺方案的拟订;(4)模具类型及结构形式的选择、排样方式,材料利用率的计算;(5)冲裁力的计算、压力中心的确定;(6)模具主要零件的确定(选择、设计和必要的计算)、压力机的选择等;(7)绘制正规的模具 0#装配图一张,要求有正视图、俯视图、排样图、零件图、技术第 2 章 工艺方案及模具结构类型 -2-要求及明细栏;(8)绘制模具的主要零件图六张(或折合 0#图纸一张);要求用计算机绘制图纸,说明书按照学院规定采用电子版格式,毕业论
3、文不少于 2 万字,图纸总工作量为折合 0#图纸二张。2指定查阅的主要参考文献及说明(1)中国模具标准件手册.中国模具工业协会标准委员会编.上海:上海科学普及出版社,1989(2)冷冲压国家标准.国家标准总局.中国标准出版社,1989(3)冲压工艺与模具设计.姜奎华.机械工业出版社,2002(4)模具制造工艺.黄毅宏.机械工业出版社,2004(5)冲模图册.李天佑.机械工业出版社,1998(6)冷冲模设计.丁聚松.机械工业出版社,1999(7)模具设计与制造简明手册.冯柄亮等.上海科技业出版社,2002(8)冷冲压与塑性成型工艺与模具设计.翁其金.机械工业出版社,1990(9)冷冲模设计(第
4、2 版).赵孟栋主编.北京:机械工业出版社,1997(10)冲压手册.王孝培主编.北京:机械工业出版社,1990(11)冲压工艺学.肖景容,姜奎华主编.北京:机械工业出版社,1990 3进度安排 设计(论文)各阶段名称 起 止 日 期 1 收集参考资料,查阅文献,完成开题报告 2 方案设计、工艺计算、结构设计 3 毕业设计的图纸和相关毕业论文的撰写 4 设计说明书的撰写 5 论文的修改、答辩的准备 注:本表一式三份,系、指导教师、学生各一份 四川理工学院毕业设计(论文)-3-摘 要 我所设计的题目是再次拉深、冲孔、切边复合模,该零件所用的材料是 08F,厚度t=0.8mm的圆筒形件工件,生产批
5、量为大批量生产。我首先对冲压件进行了工艺性分析,分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求,再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看,选择了拉深、冲孔、切边复合模的方案。这里主要探讨的是根据工件自身的特点,设计中还要考虑到它的实际工作情况和必须完成的设计任务。因为由模具生产的产品主要是成批生产,而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量,所以模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计,能否加工出合格的零件,以及后来的维修和存放是否合理等。在本次设计中,不仅要考虑使做出的零件能满足使用要求,还要保证模具的使用寿命。通过本次的毕业设计,我不仅巩固了所学中有
6、关冷冲模具设计课程的内容,掌握冷冲压模具设计的方法和步骤,而且掌握了冷冲压模具设计的基本技能,如计算、绘图、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等,使理论和生产实际知识综合运用,从而培养和提高了我独立工作的能力。关键词:圆筒形片,拉深,冲孔,切边,复合模 第 2 章 工艺方案及模具结构类型 -4-Abstract My topic is the design of deep drawing again,punching and trimming composite modulus,this parts used materials is 08F,ply t=0.8 workpiece,cylin
7、drical parts for mass production batch production.I first made for stamping technology analysis,analysis of the components of the dimension precision mould with general accuracy that can meet the accuracy requirement of the parts,and again from parts of shape,dimensions and production batch etc look
8、,chose deep drawing,punching,trimming composite modulus scheme.Here is mainly discussed according to its own characteristics,the workpiece in design to consider its actual working conditions and must complete design task.Because of the mold production main products is the bulk production,and mould c
9、an guarantee the dimension precision stamping products and the quality of the product,so die design and manufacture the main consideration to die design can satisfy the design of technology,whether processing qualified parts,and later maintenance and storage whether reasonable,etc.In this design,we
10、not only need to consider making a parts can meet the application requirements,it also ensures that the service life of the die.Through the graduation design,I not only learned about cold cemented in the contents of the course rush mould design,master cold stamping mould design methods and steps of
11、the cold,and master the basic skills of stamping mould design,such as calculation,drawing,consult design material and manual,familiar with standards and specifications,so as to make theory and actual production,thus using knowledge comprehensively to cultivate and improve my ability to work independ
12、ently.Keywords:cylindrical piece,deep drawing,punching,trimming,composite modulus 四川理工学院毕业设计(论文)-5-目录 摘要摘要 前言前言 第第 1 1 章章 零件的的工艺分析零件的的工艺分析 1.1 1.1 材料材料 1.2 1.2 结构结构 1.3 1.3 尺寸精度尺寸精度 第第 2 2 章章 工艺方案及模具结构类型工艺方案及模具结构类型 2.1 2.1 工艺方案的分析工艺方案的分析 2.2 2.2 主要工艺参数的计算主要工艺参数的计算 2.2.1 确定修边余量 2.2.2 计算毛坯直径 2.2.3 确定拉
13、深系数 2.2.4 确定拉深件的直径 D 2.2.5 工序件的高度以及圆角半径 2.2.6 工序简图 第第 3 3 章章 材料利用率材料利用率 3.1 3.1 钢板的规格的选择钢板的规格的选择 3.23.2 排样的方法排样的方法 3.3 3.3 排样图的设计排样图的设计 3.4 3.4 材料利用率材料利用率 第第 4 4 章章 工艺力的计算工艺力的计算 4.1 4.1 压边力的计算压边力的计算 4.2 4.2 拉深力的计算拉深力的计算 4.2.1 拉深力 4.2.2 工艺总拉力 4.3 4.3 冲孔落料力冲孔落料力 4.3.1 冲裁力 4.3.2 推件力 第 2 章 工艺方案及模具结构类型 -
14、6-4.3.3 刚性卸料力 4.4 4.4 压筋力的计算压筋力的计算 4.5 4.5 切边力的计算切边力的计算 4.6 4.6 工艺总拉力工艺总拉力 F F 4.7 4.7 压力中心的确定压力中心的确定 4.8 4.8 压力机的选择压力机的选择 第第 5 5 章章 模具主要零部件的设计模具主要零部件的设计 5.1 5.1 拉深模的设计拉深模的设计 5.1.1 拉深模的基本尺寸 5.1.2 拉深凹模的结构设计 5.1.3 拉深凸模的结构设计 5.2 5.2 冲孔模的设计冲孔模的设计 5.2.1 冲孔凸凹模的基本尺寸 5.2.2 冲孔凸模的结构设计 5.2.3 冲孔凹模的结构设计 5.3 5.3
15、切边凸模的设计切边凸模的设计 5.3.1 切边凸凹模的基本尺寸 5.3.2 切边凹模的结构设计 5.3.3 切边凸模的结构设计 5.4 5.4 压边圈的设计压边圈的设计 5.5 5.5 其它零件的结构尺寸其它零件的结构尺寸 第第 6 6 章章 模具零件的选用模具零件的选用 6.1 6.1 推件杆的设计推件杆的设计 6.26.2 固定板的设计固定板的设计 6.3 6.3 垫板的设计垫板的设计 6.46.4 模架及相应的零部件的选用模架及相应的零部件的选用 第第 7 7 章章 模具总装配图模具总装配图 第第 8 8 章章 冲冲压设备的选定与校核压设备的选定与校核 第第 9 9 章章 工作零件的加工
16、工艺工作零件的加工工艺 9.1 9.1 冲模制造要求冲模制造要求 9.1.1、冷冲模零件中坯料的制备 四川理工学院毕业设计(论文)-7-9.1.2、冷冲模通用零件的加工 9.1.3、冲模件孔的加工 9.1.4、冲模零件的光整加工 9.2 9.2 冲模制造过程冲模制造过程 9.2.1、冷冲模架的制造 9.2.2、冲模成形零件的加工 第第 1010 章章 模具的装配与调试模具的装配与调试 10.1 10.1 模具的装配模具的装配 10.1.1、装配前的准备 10.1.2、组建装配 10.1.3、组装上模 10.1.4、装配下模 10.1.5、调整间隙 10.1.6、安装其它辅助品 10.1.7、装
17、配后的检查 10.2 10.2 模具的调试模具的调试 小结小结 参考文献参考文献 感言感言 第 2 章 工艺方案及模具结构类型 -8-前言前言 我国对模具工业的发展十分重视。国务院于 1989 年 3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中,就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在,我国的模具工业也成规模,全国就有 200 多个模具专业厂,6000 多个生产点,年产模架 30 多万套。此外还有数以万计的模具私营企业和个体户,在满足模具需求这方面,起着不可忽视的作用。近几年来,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,也为其发展提供了巨大的动力。但是,目前我国冲压技术与发达国家相
18、比还相当落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺以及设备等方面发达国家相比还有很大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产呈现多品种、少批量,复杂、大型、精密,更新换代速度快等变化的点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计(CAD)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术转变。模具
19、工业是高新技术产业的一个组成部分,被欧美等发达国家誉为“磁力工业”,有一些国家将制造业向我国转移,模具工业正面临空前的发展的机遇。如汽车模具、电子和通讯 IT 模具、家电模具以及建材、医药、厨卫器械模具都有一个很大的发展。模具生产的制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。四川理工学院毕业设计(论文)-9-四川理工学院毕业设计(论文)-1-第 1 章 制件的工艺分析 1.11.1、材料、材料 该拉深件用的是 08F 拉深,08F 是碳素结构钢,它具有良好的冲
20、压成型性能。1.21.2、结构、结构 工件的内外形应该要尽量避免有尖锐清角,以免产生毛刺和塌角,避免过紧公差。为了提高模具寿命,建议将所有 90 直角改为 R=1mm 的圆角。1.31.3、尺寸精度、尺寸精度 零件图上所有未标注公差的,属于自由尺寸,可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。差公差表可得工件基本尺寸公差为:30+0.520,90+0.43 20+0.52,700+0.74 第 2 章 工艺方案及模具结构类型 -2-第 2 章 工艺方案及模具结构类型 2.12.1、工艺方案的分析、工艺方案的分析 该工件包括拉深、冲孔、切边三个基本工序,可以有以下三种工艺方案选择。方案一:先拉深,在冲
21、孔,最后切边。采用单工序模生产。方案二:拉深冲孔切边复合模。采采用复合模生产。方案三:拉深级进模冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单,但需要三道工序三幅模具,生产效率低难以满足该工件大量生产的要求,而且累积误差大。方案二只需一副模具,生产效率高,尽管比方案一的模具结构复杂,但制件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需一副模具,生产效率高,但模具结构很复杂,操作不方便,加之工件尺寸偏大,模具造价高。通过上述三种方案的分析比较,若该工件能一次拉深,则其拉深生产采用方案二为佳。2.22.2、主要工艺参数的计算、主要工艺参数的计算 2.2.1、确定修边余量 拉深件坯料形状和尺寸是以冲件
22、形状和尺寸为基础,按体积不变原则和相似原则确定。拉深件的模具设计一般是先设计拉深模,坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。由于金属板料具有板平面方向性和模具几何形状等因素的影响,会造成拉深件口部不整齐,因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的方法,拉深后在经过切边工序以保证零件质量。该工件 h=701mm,h/d=71.6/79.60.90,查冲压模具设计与制造表 4.3.1 得到修边余量h=3.8mm,(如下图表 1)则可得该工件拉深高度:H=h+h=70+3.8=73.8mm 表 1 2.2.2、计算表毛坯直径 D 四川理工学院毕业设计(论文)-3-拉深件可先划分为若干个简单的便于计算的简
23、单几何体,并分别求出各简单几何体的表面积。把简单几何体面积相加即为零件总面积,然后根据表面积相等的原则,求出坯料直径。由冲压模具设计与制造公式(4.3.2)得:D=2256.072.14rdrdHd 式中:D坯料直径;d,H,r拉深件直径、高度、圆角半径。代入数据得:D=221556.0156.7972.18.736.7946.79 166mm 2.2.3、确定拉伸次数 板料的相对厚度 t/D 当板料相对厚度较小时,抵抗失稳起皱能力小,容易起皱。为了防皱而增加压料力,又会引起摩擦阻力增大。因此板料相对厚度较小,使极限拉深系数提高;板料相对厚度大,可以选用较小极限拉深系数。计算:t/D=0.8/
24、101.60.8%极限拉深系数的确定 由于影响极限拉深系数的因素很多,目前难采用理论计算方法确定极限拉深系数。在实际生产中,极限拉深系数值一般是在一定的拉伸条件用试验方法得出的。当然,并不是所有情况下都采用极限拉深系数。为了提高工艺稳定性和零件质量,适宜采用稍大于极限系数的值。查冲压模具设计与制造表 4.4.1 表 2 圆筒形件的极限拉深系数(带压边圈)拉深系数 毛坯的相对厚度 t/D100 21.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 0.150.08 m 0.480.50 0.500.53 0.550.55 0.550.58 0.580.60 0.600.63 m 0
25、.730.75 0.750.76 0.760.78 0.780.79 0.790.80 0.800.82 根据已知条件,依次算出各次拉深直径:m1=d1/D,2m=2d/D 代入数据得:d1=Dm1=101.60.55=55.88mm78mm 综上所述:该工序件采用一次拉深,采用拉深冲孔切边复合模的方案合理。2.2.4 确定拉深件直径 确定拉深次数后,有查表得到各次拉深的极限拉深系数,适当放大,并加以调整,其原则是:保证 m1、m2mn=Dd 第 2 章 工艺方案及模具结构类型 -4-使 m1m22t 的工件 矩形件边长 L0.10.5 0.0450055 0.065 0.08 0.52.5
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