某型锥口罩冲压工艺及其模具设计.docx

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1、模具是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一

2、，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。在近几个月的冲压工艺模具毕业设计中，我完成了以下任务：1.分析“追口罩”的冲压工艺性,提出了几种可供选择的工艺方案并进行比较;2.在方案比较的基础上,确定选出了最优的工艺方案，并制定了详细的工艺路线3.按选择的工艺路线计算参数，确定毛坯尺寸、各工序的制件尺寸及总工序图；4.绘制落料和冲孔的总装模具结构设计图及其中主要的零件图。5.撰写毕业设计说明书通过此次毕业设计，让我懂得如何去提出问题、分析问题以及解决问题，让我对模具的结构和原理有了更深层次的认识。关键词：落料、拉深、冲孔、切边、整形、模具设计、冲裁第一章零件的分析及供需方案的确定1.

3、1分析零件的冲压工艺性图01所示“锥口罩”零件，材料10钢，大批量生产。“锥口罩”零件，形状对称，形状复杂程度中等，高度比较高，以3个5mm的圆孔定位在机架上，圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属于盖子，外观上要求不高，只需平整，该零件可以用冷冲压加工成形。材料为10优质碳素结构钢，其剪切、拉深等工艺性较好。料厚InInb产量为大批量生产，零件尺寸适中，未标注公差等级为IT12级，其拉深需作修边处理。图01“锥口罩”零件示意图初步分析可以知道“锥口罩”零件的冲压成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸缘的锥形拉深件；其次，零件外圈为有凸缘的圆筒拉深件，最后是3个姬mm的圆孔。由于拉深圆

4、角半径比较小（0.5-1）,因此还需要整形。D卜径/d中径=84/50.对拉深工序，按料厚中心线计算有1.681.4,所以属于宽凸缘拉深。另外，零件拉深度大（如最小价梯直径的相对高度，远大于一般带凸缘筒形件第一次拉深许可的最大相对拉深高度），所以拉深成形比较困难，要多次拉深。对于冲裁边工序，考虑到零件总体尺寸较，另外拉深后零件的底部还要冲的孔，所以模具结构设计与模具制造有一定难度，要特别注意模具的强度和刚度。综上所述，“锥口罩”零件由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲裁（落料、冲孔、修边）、拉深（多次拉深）、整形等。由于是多工序、多套模具成形，还要特别注意各工序间的定位。1.2确定工艺方案

5、由于“锥口罩”零件冲压成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产率效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。根据叶轮零件实际情况，可能复合的工序有：落料与第一次拉深；最后一次拉深和整形;冲孔。根据“锥口罩”零件形状，可以确定成形顺序是先拉深中间的锥形圆筒，然后成形外圈圆筒。这样能保持已成形部位尺寸的稳定，同时模具结构也相对简单。冲孔在最后成形外圈圆筒进行。为保证3个mm的圆孔均匀，冲孔不要逐冲裁。因此“锥口罩”零件

6、的冲压成形主要有以下几种工艺方案：方案一：1）落料；2）第一次拉深；3）整形；4）后续拉深；5）切边;6）冲孔。方案二：1）落料与第一次拉深复合；2）整形;3）后续拉深；4）切边;5）冲孔。方案三：1）落料与第一次拉深复合；2）冲孔;3）整形；4）后续拉深；5）切边。方案四：D落料与第一次拉深复合；2）后续拉深；3）冲孔；4）整形;5）切边。方案一复合程度低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道次多，效率低，不适合大批量生产。方案二至四将落料、拉深复合，主要区别在于整形、后续拉深、冲孔的组合方式以及顺序不同。冲小孔此工序提前进行，使之在最后完成所有工序时容易造成孔的精度要求降低，达不到要求，

7、且在其他工序在进行加工时，小孔易变形，另外，这也加大了工人的劳动时间，易造成较多废料，不经济。需要注意的是，只有当拉深件高度较高，才有可能采用落料、拉深复合模结构形式，因为浅拉深件若采用落料、拉深复合模具结构，落料凸模（同时又是拉深凹模）的壁厚太薄，强度不够。综上所述，从制造、投产、操作和经济效益等各方面考虑，采用最终的方案如下：1）落料；2）首次拉深；3）整形;4）后续拉深；5）切边；6）冲孔。具体方案如下：工序1：落料；0125工序2：首次拉深姬（）加2的圆筒;工序3：首次拉深锥口为。36的锥形圆筒;工序4：整形;工序5：第二次拉深姬Om的圆筒;工序6：第二次拉深锥口为。36机Z的锥形圆筒

8、;工序8：第三次拉深锥口为娼6制的锥形圆筒;工序9：切边;工序10：冲孔。（三力肺）第二章主要工艺参数计算2.1 计算毛坯尺寸1落料尺寸落料尺寸即零件平面展开尺寸，“锥口罩”零件基本形状为圆形，因此落料形状也应该为圆形，需确定的落料尺寸为圆的直径。带有凸缘的筒形拉深成形件，展开尺寸可按有关公式计算。(1)修边余量制件的相对高度hd=3749=0.755,查表4-5,可取修边余量为2。(2)毛坯尺寸根据冲件毛坯尺寸计算简图见图2,利用久里金公式计算毛坯尺寸：d=J8LiXi=8(LXi+L2X2+LX0首先将母线分成8段，并计算出各线段的长度L,再计算出各线段重心与回转轴线的距离X,最后计算出4

9、区和ZLjXj图02毛坯尺寸计算简图线段1:L1=16+2=18iX1=38-4=34;1.1X1=18x34=612;线段2:L2=0.5x3.14xl=1.57;X2=25.5;1.2X2=1.5725.5=0.035;线段3:L3=38-4=34;X3=25;1.3X3=3425=850;线段4:L4=0.5x3.14x1=1.57;X4=24.5;4X4=1.5724.5=38.465;线段5:L5=6;X5=21;1.5X5=216=126;线段6:L6=053.14l=1.57;X6=17.5;1.6X6=1.5717.5=27.475;线段7:L7=224-l=13.96;X7=

10、13;1.1X1=13.96x13=190.06;线段8:4=8;乂8=4;1.8X8=84=32;将上面计算出的数据代人公式得：D=这LiXi=8(612+40.035+850+38.465+12627.475+190.06+32)=124.6tnmV/=1取整得O=I25帆2.2 确定拉深次数，拉深系数和各次拉深直径(1)估算拉深系数根据hd=3850=0.76和tD=l125x100%=0.8,查手册得，拉深系数n=3o(2)确定各次拉深系数查手册，初选町=0.53;n2=0.76;Wt3=0.79;总拉深系数m=dO=50/125=0.4;而mxm2my=0.530.76X0.79=0

11、.318m=0.4；故需要调整初选各次拉深系数，使之与总拉深系数相等。取整后mx-0.6;m2-0.81;W3=0.82;而mlm2m3=0.56().810.82=0.4=tn(3)各次拉深直径4=TW1D1=0.6125=75mm;d2=TW2J1=0.8175=6nnJ3=m3d2=0.8261=50zm;底部锥形圆筒的锥口各次拉深直径d4=g4=0.675=45叫J5=m2d4=0.8145=36mm;底部锥形圆筒底部的各次拉深直径J6=W1J4=0.645=27/W?;d1=叫4=0.8127=20版；J8=mid1=0.8220=16nvn;(4)确定各次拉深高度计算毛坯相对厚度图

12、tD%=l125100%=0.8(0.5-10);查得町(0.53-0.55)查表冷冲模设计P169djd%=125/841(X)%=1.48(1.3-1.5)/d=36/82.5=0.436查表冷冲模设计P190得出第一次拉深许可相对高度/4(0.45-0.53);d=0.436小于许可范围，所以可以一次拉出，同理，底部锥形圆筒的高度：=11/(36-1.5)=0.318小于许可范围(1tZ,(0.45-0.53),也可以一次拉第三章计算各工序凹凸模工艺参数3.1 计算落料工序凹凸模参数查表3-5和一些相关资料得：Zmax=0.14叽；Zmin=OJO如4=0.04un;6p=0.03wzz

13、;X=0.75(工件精度在IT1CIT13级或中等批量时)校核间隙满足以下关系：Bp+bdZmax-Zmin=0.(M三;故不符合条件。所以，需要调整，调整后d=0.02wz;bp=0.01w/w;而IS,+d=().()1+().02)加=0.03a三Zmax-Zmin=().M三故符合条件。凹模尺寸：Dd=(OmaX-XA)和=025-0.750.4)J002112W=124.702三n;凸模尺寸：DP=(D-0.75-2Z)5p=(124.70.246)，OMm=I24.4学露?犯3.2 计算首次拉深的凸凹模工艺参数1 .计算凹、凸模圆角半径Ra及RPlRd=RPl=5mm;2 .计算凸

14、凹模单边间隙Z不用压边圈时：拉深Z均为(11.Wmax=2加(tmax为材料的最大厚度)；使用压边圈时：查表7-58(冲压模具手册)得间隙系数灯=(0.100.12);取灯=0.1;即：Z=tnux+kt=(2+0.12)=2.2mm;3 .计算凸凹模工作部分尺寸及公差因本次拉深件尺寸标注在内形，其查表6-31,得凸凹模制造公差：d=0.08=0.05町所以，首次拉深：dpi=(d+0.5)=(75+0.50.3)5=75.lJ005/?/w;ddi=3+0.5+2z)挽=(75+0.50.3+22.2)J008=79.5：城mm;底部锥形圆筒的锥口首次拉深d=0.07ww;=0.04dn=(J+0.5)=(45+0.5x0.3);“=45.嗜器的相；Pl2x_Op-Vt*VI=(d+0.5+2z)d=(45+0.50.3+22.2)007=49.5Lmmy锥