毕业论文-深筒件的冲压工艺及模具设计02620.doc

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1、编编 号号 无锡太湖学院 毕毕业业设设计计（论论文文） 题目：题目： 深筒件的冲压工艺及模具设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 I 无无锡锡太太湖湖学学院院 信信 机机 系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业 毕毕 业业设设 计计论论 文文任任 务务 书书 一、题目及专题：一、题目及专题： 1、题目 深筒件的冲压工艺及模具设计 2、专题 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产 生分离或塑性变形，从 而获得所需要零

2、件的一种压力加工方法。模 具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是 控制和限制材料（固 态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。利用冷冲压模具制造 零 件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用 于制造业中。 冷冲压模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公 认的关键工业。模具生产技术水 平的高低是衡量一个国家产品制造 水平高低的重要标志，它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。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们 的关注。 冷冲压模具制造的重要性主要体现在市场的需求上。汽车， 摩托车行业是冷冲压模具 最大的市场，在工业发达的国家，这一市 II 场占整个模

3、具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产 业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽 车模 具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本 车型不断增加，2005 年 将达到 170 种。为了适应市场的需求，汽 车将不断换型，汽车换型时约有 80的模具需要 更换。中国摩托 车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有 14 种排量 80 多个 车型， 1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共计 5000 多个，其中一半以上需要模具生 产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多万元。其他行业，如电子及 通讯， 家电，建筑

4、，塑胶等，也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场 供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。 中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低， 只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产 周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大 发展。研究和发展模具 技术，提高模具技术水平对于促进国民经济的发展有着特别重要的 意义。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1.掌握冷冲模具设计的方法和技巧。 2.完成深筒件的冲压工艺和主要部件的参数计算。 3.完成深筒件冲压模具标准件的选用。 4.完成深筒件冲压模具零、部件图 1

5、0 张以上。 III 5.完成深筒件冲压模具总装图 1 张。 6.撰写毕业说明书一份。 计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。 论文中所引用的公式和数据应注明出处。 论文字数不少于 1.5 万字。 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 班班 姓名姓名 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师指导教师 签名签名 签名签名 签名签名 教教研研室室主主任任 学科组组长研究所学科组组长研究所 所长所长 签名签名 系主任系主任 签名签名

6、 2012 年年 11 月月 12 日日 IV 摘摘 要要 冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形， 从而获得所需要零件的一种压力加工方法。 冷冲压模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术 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，它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。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关 注。 本设计的课题是深筒件的冲压工艺及模具设计，零件采用 08 钢，主要用先拉深成底 部带有预冲孔的阶梯形圆筒件，然后再翻遍。用到的工序有落料拉伸工序、第二次拉伸 工序、第三次拉伸工序及整形、

7、冲翻边底孔 11 工序、翻边工序、冲 3 个小孔工序、切 边工序这些工序流程。本次设计设计了 2 副模具，一副落料拉伸模：模架采用后侧导柱 导向模架；一副为冲 3 个小孔的冲孔模。零件采用单排方式，板材尺寸为 1.59001800mm。 关键词关键词: 冷冲压；深筒件；模具设计 V VI Abstract Cold stamping is using presses installed in the die pressure on the material, make its produce a separation or plastic deformation, obtained from

8、the required parts of a pressure processing method. Cold stamping die industry is the foundation of the national economy industry, is internationally recognized as one of the key industries. Mold production technology level of high and low is a measure of a national product manufacture level of impo

9、rtant symbol, it largely determines the quality of products, and new product development capability. Revitalization and development of mould industry in China, are increasingly being peoples attention. This design topic is Cold stamping technology and die design of tube parts, parts using 08 steel,

10、mainly used to pull with pre punching deep into the bottom of the step cylinder, and then went through. Use process with blanking stretching process, the second stretching process, the third stretching process and plastic and flanging bottom hole 11 work procedure and three holes, flanging process,

11、trimming process these processes. The two vice mould design design, a blanking tensile mold: mold frame with side guide column guide die set; A pair of blunt three holes of punching die. Parts adopt single method, board size is 1.5 * 900 * 1800 mm, Key words: cold stamping；tube pieces；the mold desig

12、n VII 目目 录录 摘 要.IV ABSTRACT .V 目 录.VI 1 绪 论.1 1.1 本课题的研究内容和意义1 1.2 国内外的发展概况1 1.3 本课题应达到的要求.2 2 深筒件的分析.3 2.1 深筒件的设计要求.3 2.2 深筒件的尺寸分析.3 2.3 深筒件材料的选用.3 2.4 深筒件圆孔加工计算.4 2.5 深筒件加工工艺的分析.4 3 工艺方案的选择.5 3.1 毛坯直径计算.5 3.1.1 翻边变形程度的计算5 3.1.2 深筒件翻边前半成品的尺寸计算5 3.1.3 深筒件毛坯直径的计算6 3.2 拉伸次数计算.6 3.3 工序的组合和顺序的选定.7 3.3.1

13、 深筒件基本工序7 3.3.2 冲压方案选择7 3.3.3 方案比较11 4 深筒件数据计算.12 4.1 零件排样方式选择.12 4.2 板料尺寸的选择.12 4.2.1 板料的利用率计算12 4.3 材料消耗数据计算.12 4.4 各次拉伸是工件尺寸计算.13 4.4.1 首次拉伸半成品尺寸13 4.4.2 二次拉深半成品尺寸14 4.4.3 第三次拉深半成品尺寸14 4.5 工序的压力计算和压力机的选取.15 4.5.1 落料拉深工序15 4.5.2 第二次拉深工序15 4.5.3 第三次拉深工序16 VIII 4.5.4 冲孔翻边工序 .17 4.5.5 翻边工序19 4.5.6 冲三

14、个小孔工序19 4.5.7 切边工序20 5 深筒件的模具设计.21 5.1 落料拉深复合模.21 5.1.1 模具结构形式21 5.1.2 卸料弹簧选取22 5.1.3 拉伸落料复合模模具相关尺寸设计23 5.2 冲 3 个小孔模具设计.24 6 结论与展望.26 6.1 结论.26 6.2 不足之处及未来展望.26 致谢.27 参考文献.28 深筒件的冲压工艺及模具设计 1 1 绪绪 论论 1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义 冷冲压是利用安装在印刷机上的材料上的压力的模具，以产生分离或塑性变形，从 而获得所需的部分的压力加工方法。模具的基本技术和设备制造业，它的作用是控制

15、和 限制材料（固体或液体）的流量，以便形成所需的形状。冷冲压模具制造零件的高效率， 产品质量，材料消耗低，生产成本低，使用广泛用于制造业。 冷冲压模具行业是国民经济的基础产业，是国际上公认的一个关键行业。模具生产 技术水平是衡量一个国家制造业的水平，这在很大程度上决定着产品的质量，效益和新 产品开发能力的一个重要指标。中国模具行业的振兴和发展，正日益受到人们的关注。 冷冲压模具制造的重要性主要体现在市场需求。汽车，摩托车行业是冷冲压模具的 最大市场，在工业发达的国家，这个市场占模具市场的一半左右。汽车工业是国民经济 的五大支柱产业之一，汽车行业的零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展

16、的重点一直在汽车产业政策已经明确的发展重点。基本型轿车增长在2005年将达到170种。 为了满足市场的需求，该车将继续改变类型，自动切换时，约有80的模具需要更换。 中国摩托车产量位居世界第一，据统计，共有14种中国摩托车排放量的80多个型号， 1000多个型号。单件摩托车约2000种，共有5000多名，其中一半以上都需要模具。 A型 摩托车生产需要1000个模具，总价值超过1000万美元。其他行业，如电子，电信，家电， 建筑，塑料等，也有巨大的模具市场。 世界市场需求的模具，模具是在美国，日本，法国，瑞士和其他国家的主要出口国。 中国出口模具很少，但中国模具钳工技术水平高，劳动力成本低，只要

17、数量控制与一些 先进的成型设备，模具加工，提高产品质量，缩短生产周期，沟通渠道，外贸出口将有 很大的开发工具。模具技术的研究和开发，模具技术水平的提高，为促进经济发展有着 特殊的意义。 1.21.2 国内外的发展概况国内外的发展概况 在冲压模具设计与制造，目前正在朝着以下两个方面的发展。一方面，以适应高速， 自动，精确，安全和其他大批量生产需要现代化，模具高效率，高精度，高寿命，自动 化的方向发展。在中国，中位数为 37 或更渐进的模具工人，数以百万计的生命，有时甚 至超过亿次硬质合金模具，精密模具的自动化和高度已在生产中应用。同时，由于模具 的处理，组装，调整，维护的要求越来越高，各种搞笑，

18、精密，数控，模具加工机和自 动测试设备也迅速发展，如我们的数控铣床，数控加工中心和坐标磨床等先进的模具加 工设备已达到了一定的水平。另一方面，产品升级换代和审判秩序或小批量生产的需要， 锌基合金模具，聚氨酯橡胶模具，钣金模具，钢模具，组合冲模和模具等制造工艺简单， 也得到了迅速发展。为了满足汽车行业的发展，大型覆盖件模具设计和制造水平有了很 大提高，能够生产成套轿车覆盖件模具。在模具材料及热处理，模具表面处理等，都进 行了一些国内开发工作，并取得了良好的实际效果，如 65NB，LD1，012Al，CG2，中国 模具材料开发具有优良的性能。标准化和专业化的生产模具，模具行业得到了广泛的关 注。这

19、是由于模具标准化的先决条件是组织专门生产模具，模具是提高模具专门生产的 无锡太湖学院学士学位论文 2 质量，降低模具制造周期，降低成本的关键。中国颁布了冷冲压零件，模具国家标准部 分。模具的专业化生产正在积极组织实施。但总体而言，我国的模具标准化和专业化水 平还比较低。 计算机辅助模具设计（CAD） ，计算机辅助工程分析（CAE）和计算机辅助制造 （CAM）已成为国内模具行业的主要设计和制造方法。可以说，计算机辅助设计和制造 CAE / CAM 技术，不仅是模具设计与制造周期要短得多，而且还提高了质量。所以，它 已成为发展和应用的压铸模具技术的发展，和其他引人注目的问题。可以预计，模具 CAD

20、 / CAE / CAM 技术将有更快的发展。 个股已经冷冲压模具设计与制造方面的发展，所有的冲压变形进步的基本原则是分 不开的。例如，冲压过程中，冲压成形过程中的应力 - 应变分析和计算机仿真的材料特 性，金属片变形的研究进行了研究和模头之间的相互作用从空白的空白变形开始，冲压 变形条件下的摩擦润滑机理的研究等，为逐步建立了紧密结合实际生产中先进的冲压工 艺和模具设计的基础。所以，我们可以说，冲压件的基本理论是提高冲压技术的基础。 在这方面，国内外学者进行了大量的工作，取得了很多成果。 世界市场需求的模具，模具是在美国，日本，法国，瑞士和其他国家的主要出口国。 中国出口模具很少，但中国模具钳

21、工技术水平高，劳动力成本低，只要数量控制与一些 先进的成型设备，模具加工，提高产品质量，缩短生产周期，沟通渠道，外贸出口将有 很大的开发工具。模具技术的研究和开发，模具技术水平的提高，为促进经济发展有着 特殊的意义 1.3 本课题应达到的要求本课题应达到的要求 第一章：清晰的冷冲压模具的意义和目的。模具行业在国民经济中的了解，并能够 掌握冲压模具设计工艺步骤。 第二章：零件冲压工艺分析。通过材料的强度的刚度，尺寸精度和模制的方法分析， 以确定工艺方案。 第三章：技术方案的发展。拉模具的形状的部分功能，对精度的要求，生产量，模 具制造条件和可能使用现有的设备，以确定程序的总体结构。 第 4 章：

22、工艺参数的计算。利用计算消隐，图号，图纸系数，模具设计提供数据。 第五章：技术和工艺的发展。 第六章：模具设计和模具设计结构。并能够绘制更熟练的模具装配草图，选择定位 零件及固定件弯曲件匹配毕业模具，并入选新闻进行检查，选择和设计，零件及模具的 设计和选择模具装配图草图，一些选择错开，经过反复米的设计，计算，绘图，修改， 设计出合理的和可靠的模具标准件，模具和零件装配图设计草图。 设计完成后，应初步掌握冷冲压的基本原则;掌握冲压模具设计过程的设计和基本方 法;能够解决共同制造的产品质量，工艺和模具的技术问题，了解新技术，新模具和冲压 发展。 深筒件的冲压工艺及模具设计 3 无锡太湖学院学士学位

23、论文 4 2 深筒件的分析深筒件的分析 2.1 深筒件的设计要求深筒件的设计要求 如图 2.1 所示深筒件，材料 08 钢厚度 1.5mm，中等批量生产。 图 2.1 深筒件 2.2 深筒件的尺寸深筒件的尺寸分析分析 该零件外壳的主要配合尺寸为16.5 mm、22.3mm、16.mm，差冲压件尺 0.12 0 0.14 0 0.2 0 寸公差表确定其精度等级为 IT11IT12 级，属于正常冲压尺寸精度范围。为保证装配后 零件的使用要求，必须保证三个小孔3.2 mm 与16.5 mm 内孔之间有较高的同轴度 0.12 0 要求。三个小孔 3.2 mm 分布的圆心位置 420.1mm 为 IT1

24、0 级精度。 7 2.3 深筒件材料的选用深筒件材料的选用 由于工人在拉伸和冲压变形理论不一致，使用的材料是不同的，不同的材料具有不同 的特性，在不同的过程中的作用的材料的性能是不一样的。即使用于形成一般的金属材料 也适用于分离的步骤，和非金属材料一般仅适用于分离步骤。冲压过程中的材料，从以下 要求：首先，以满足要求的冲压，良好的冲压性能，强度，刚度，导电性，导热性，耐腐 蚀性。应具有良好的冲压性能，成形工序中，以提高质量的冲压，冲孔的硬质材料具有良 好的可拉伸性，在分离步骤中，要求到冲头的材料具有一定的塑性。也应该有良好的塑性 和表面质量。由于模具冲压某种材料的厚度有一定的差距很大影响质量的

25、差距，材料的厚 度公差过大，会直接影响到冲压件的质量，甚至浪费。在弯曲的校正，的塑造这一步骤， 如果材料厚度公差过大，它会导致损坏模具或按。所以，选择材料的壳体部分厚度吨=1.5 毫米，1.5毫米的厚度和冲压件的强度和刚度都有助于增加的产品，以确保有足够的强度和 刚度。选择标准：GB / T708-1988，碳结钢，08级的钢，具有良好的冲压性能。 2.4 深筒件圆孔加工深筒件圆孔加工计算计算 可以被模制底部的一部分的特定的结构，在三个方面：首先，第 1 拉深成阶梯状的筒 深筒件的冲压工艺及模具设计 5 状构件，然后切割以机械方式，如车削的底部去掉;其次，先拉深成的台阶筒状构件，然后 使用冲孔

26、的方法，以消除底部;第三，先拉伸成阶梯形的圆筒件，然后翻边。如图 2.2 所示。 图 2.2 外壳底部成型方案 形成在底部以上三种方法，第一种方法中使用的底部，无疑转动部分的横截面的高品 质，但生产效率低，不适用，并且更废物中的一部分在底部的情况下不应该被用于要求不 高的第二种方法是使用冲孔的方式，需要在底部的圆角半径的各部分之前，冲孔冲压成紧 密的间隙角（即，R0） ，所以在一个塑料的切割过程之前，首先增加，清角难以保证技 术质量要求;第三种方法使用翻边，生产效率高，节省材料，翻边孔口虽然没有上述两个好， 但部分可以看作是 21 IT14 级的公差的高度，搜索方式以满足部分的技术要求。所以使

27、用 第三种方法确定的底部，即拉伸 - 预冲孔 - 翻边。 2.5 深筒件加工工艺的分析深筒件加工工艺的分析 根据技术要求，分析其冲压过程：从零件的结构特点，和冲压变形特性的观点，部分 属于带宽凸缘旋转器的筒状构件，和直径的( d凸 /d )、相对高度(h/d )都比较合适，拉 深工艺性较好。由于零件的圆角半径 R1.5mm 较小，尺寸16.5 mm、22 .3 0.12 0 0.14 0 mm、16 mm 精度偏高，所以需要采取最后高精度深拉伸，和凸，凹膜间隙较小的模具， 0.2 0 然后安排成型工艺，以满足部分要求。三个小孔 3.2mm 分布的中心距要求较高，于是在 冲3.2mm 三个小孔时

28、，需要使用导向部分和工作部分精度等级为 IT7 级以上的高级精度 冲压模，并且一次性将三个小孔全部冲孔出，同时利用22.3 mm 的内孔来进行定位， 0.14 0 来保证装配基准与制造基准一样。 8 无锡太湖学院学士学位论文 6 3 工艺方案的选择工艺方案的选择 3.1 毛坯直径计算毛坯直径计算 3.1.1 翻边变形程度的计算翻边变形程度的计算 零件底部16.5mm 的翻边，有两种方式：第一，预打孔直接对应的预冲孔的平板 0.12 0 至所需的高度;二，搜索不达到理想的高度，所以你需要有一定的绘图高度，然后冲孔翻边。 所以，在前毛坯直径确定之前的半成品的计算翻边尺寸，也就是，确定底部的一部分

29、16.5 mm 的高度尺寸能否一次翻边成形。 0.12 0 16.5mm 的高度尺寸：h=21-16=5mm 翻边高度计算公式： 0.12 0 H= D ( 1- K)/2+0.43r+ 0.72t ； (3.1) 根据上面计算公式求出： K=1-2(h -0.43r -0.72t)/D=1-2 ( 5 -0.431-0.72 1.5)/18 =0.61 (3.2) 即翻边高度 h =5 mm 时，翻边系数 K =0.61。所以翻边时预冲底孔为 d =D K =180.61= 11 (3.3) 由 d/t =11/1.5=7.3 ,查表 31 得，当采用圆柱形的凸模，用冲孔模进行冲孔时，所允许

30、的极 限翻边系数 K=0.50 0.28，所以一次拉深是拉不出来的 。 由 d /D =54/65 =0.83，(t/D) 100 =2.3 可得 m1=0.45，而 d1=m1 D =0.45 65 =29 mm 。m2= d2/d1= 22.3/29 =0.77 查表 3-4 得极限拉深系数m2 =0.75 0.77，所以可以使用两次拉伸。由于上述两个过 程用于深拉深系数的限制，所以在图中的变形，应该有良好的成型条件下，如大的圆角。 但零件本身厚度 t= 1.5 毫米，直径相对较小的部分，是难以达到的，除了实际部分的圆角 半径 R = 1.5 毫米，所以，需要添加第二次拉伸。当然，也可以使

31、用 3 次的拉伸方法。拉 深增加的数量可以对应于拉深变形的变形减少，可以使用更小的角半径，整形步骤，增加 相比冲压件模具的数量没有增加，可以保证质量，而且还稳定生产。 m1=0.50，m2=0.75，m3=0.78 d1= m1D1=0.50 65 =32.5 d2=m2d1=0.7532.5=24.375 d3=m3d2=0.7824.375=19.0125 d3=19.012523 . 8 零件总的拉深系数 d/D=23.8/65=0.366，调整后的三次拉深工序的拉深系数为 m1=0.56，m2=0.805，m3=0.81 m1m2m3=0.56 0.8050.81=0.366 无锡太湖

32、学院学士学位论文 8 表 3-3 带凸缘筒形件第一次拉深时的最大相对拉深高度 毛坯相对厚度 t / D (%) 凸缘相对直径 d t / d1 0.060.2 0.20.5 0.51 11.5 1.5 1.1 0.450.52 0.500.62 0.570.70 0.600.80 0.750.90 1.11.3 0.400.47 0.450.53 0.500.60 0.560.72 0.650.80 1.31.5 0.350.42 0.400.48 0.450.53 0.500.63 0.580.70 1.51.8 0.290.35 0.340.39 0.370.44 0.420.53 0.4

33、80.58 1.82.0 0.250.30 0.290.34 0.320.38 0.360.46 0.420.51 2.02.2 0.220.26 0.250.29 0.270.33 0.310.40 0.350.45 2.22.5 0.170.21 0.200.23 0.220.27 0.250.32 0.280.35 2.52.8 0.130.16 0.150.18 0.170.21 0.190.24 0.220.27 2.83.0 0.100.13 0.120.15 0.140.17 0.160.20 0.180.22 表 3-4 无凸缘圆筒件采用压边圈时的拉深系数 毛坯相对厚度 t /

34、 D (%)拉深系数 21.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 0.150.08 m10.480.500.500.530.530.550.550.580.580.600.600.63 m20.730.750.750.760.760.780.780.790.790.800.800.82 m30.760.780.780.790.790.800.800.810.810.820.820.84 m40.780.800.800.810.810.820.820.830.830.850.850.86 m50.800.820.820.840.840.850.850.860.860.87

35、0.870.88 3.3 工序的组合和顺序的工序的组合和顺序的选定选定 对于更复杂的零件，冲压工艺漫长的过程，这就需要使用大，往往不容易直观地确定 一个具体的冲压工艺方案，那么通常采取如下方法：首先确定工作所需的基本步骤，然后 的基本步骤秩序按照与适当的冲压集中和权力下放，目的是确定每一个步骤的具体内容， 不同的可能组合的工艺方案，结合各种因素，分析和比较，以确定最适合的生产规模排名 适应生产技术方案的站点的具体情况。 1 3.3.1 深筒件基本工序深筒件基本工序 根据上面拉深次数分析和零件的具体结构，外壳冲压所需的基本工序有：落料、第一 次拉深、第二次拉深、预冲翻边底孔11、翻边、冲三个小孔

36、3. 2、切边。 9 3.3.2 冲压方案冲压方案选择选择 在每道工序的冲压变形分析可以看出，从本质上讲，各种金属成形过程坯料变形区的 变形过程中的力量，所以坯料变形区的特点是手中的情况，并决定变形种的冲压变形性能 的主要依据。根据所要求的基本零件的加工过程中，使用场景：第一复合冲压和拉伸，过 程的其余部分按照一个单一的步骤进行了。图 3.2 显示了的冲压程序流程图，图 3.3 显示 的各种生产工艺与模具结构图。 深筒件的冲压工艺及模具设计 9 图 3.2 冲压流程图 无锡太湖学院学士学位论文 10 图 3.3 各工序用模具结构工作原理图 方案二：落料与第一次拉深进行复合设计，预冲翻边底孔与冲

37、三个小孔 复合，翻边 与切边复合，其余按照单工序进行。 图 3.4 方案二流程图 方案二部分工序用模具结构工作原理图 方案三：落料与第一次拉深和预冲翻边底 孔 复合，其余按照单工序进行。所示为方 案三的冲压流程图。方案四的第一道工序用复合模的模具结构工作 原理图。 方案三：落料与第一次拉深与预冲翻边底孔复合，其余按照单工序进行。方案三的 冲压流程图。所示为方案四的第一道工序用复合模的模具结构工作原理图。 图 3.5 方案三的部分工序用模具结构工作原理图 深筒件的冲压工艺及模具设计 11 方案三的第一道工序用复合模的模具结构工作原理图 方案四：落料与第一次拉深进行复合设计，预冲翻边底孔 1 1与

38、翻边复合，冲三个小 孔 32 与切边进行复合，其余按照单工序进行。如图 所示为方案二的冲压流程图，图所 示为方 案二的部分工序用模具结构工作原理图，其余单工序模具结构工作原理同方案一。 图 3.6 方案四的冲压流程图 方案四的部分工序用模具结构工作原理图 方案五：采用带料连续拉深级进模或在多工位自动压力机上进行冲压。 无锡太湖学院学士学位论文 12 3.3.3 方方案案比较比较 方案四中采用预冲翻边底孔与翻边进行复合，模具的壁厚尺寸为(1 65- 11)/2 = 2.75mm小 于凸凹模所允许的最小壁厚值为 3.8mm，所以凸凹模的强度是不够的，导致模具容易损坏； 而冲 三个小孔的模的工序与切

39、边复合一起的工序所使用的模具他的凸凹模的壁厚的数值为 (5 0- 42-3.2)/2=2.4 mm， 因所以同样存在凸凹模的强度缺少，导致模具易损坏的问题。 方案二解决了模具因为工作部分的壁厚太少， 强度缺少，易 损坏的问题， 但是发现了新 的问题。因为冲小孔模和预冲翻边底孔的复合模之中，两个刃口是在不同一高度的，而且 受力也不同，所以使用中模具磨损的快慢也会不同，所以给模具的使用和维修带来困难， 同时刃磨以后要保持两个刃口之间 的相对高度也不容易做到。对于另外翻边和切边进行 复合的工序也存在同样的问题。 方案三中第一次拉深冲孔复合模具中，将落料凹模拉伸凸模做成一体，同样也会造成 刃磨困难。另

40、外存在的较大的困难的是底孔经过后两次拉深，孔的直径一旦发生变化，会 直接影响翻边的高度和翻边后孔口边缘的质量。 方案五采用级进模或者自动冲模的方式，生产效率比较高，操作也安全，适合于大批 量生产的零件。 但是需要用专用的压力机或自动送料装置，模具设计、制造技术，模具 的使用、保养与维修技术都要求较高，同时模具的结构也很复杂，制造周期长生产成本高。 方案一不存在上述缺点，出落料拉深工序外，都使用了单工序简单模具，生产效率低 的特点。但是对于中小批量零件的生产中，在缺少实践经验的时侯，出于对试生产的考虑， 单工序模具生产风险较小。所以我决定采用方案一进行模具设计，同时在方案一中的第三 次拉深和翻边

41、工序中，通过正确控制模具闭合的高度，在压力机行程的终了的时侯，可以 使模具对工件产生刚性锤击来起到整形的作用，从而可以将整形的工序去掉。 深筒件的冲压工艺及模具设计 13 4 深筒件数据计算深筒件数据计算 4.1 零件排样零件排样方式选择方式选择 由于毛坯直径为65mm，考虑到对操作的安全与方便，采用单排方式。如图 4.1 所示 为零件的排样图。其中搭边值取 a 2 mm,a1 1.5 mm 进距L D a1 65 +1.5= 66 . 5 mm 条料宽度bD2a6522 69 mm 图 4.1 外壳排样 4.2 板料尺寸的选择板料尺寸的选择 根据零件图和板料规格拟选用板料为 1. 5 900

42、 1800 mm 4.2.1 板料的利用率板料的利用率计算计算 条料数量 n1=B/b=900/69=13 条余 3mm 每条零件数 n2=(A-a1)/L= ( 1800-1.5 ) / 66 . 5 =27 个余 3mm 每张板料可冲零件总数 n= n1n2=1327=351 个料利用率 (4.1) n ( D 2- d 2) /4 100%69.5% A B 条料数量 n 1=A / b =1800 / 69 =26 条余 6mm (4.2) 每条零件数 n 2= ( B -a 1 ) / L =( 900-1 . 5 ) / 66 . 5 =13 个余 34mm (4.3) 每张板料可

43、冲零件总数 n = n 1 n 2= 2613 =338 个 材料利用率 =66.5% 338 ( 65 2- 11 2 ) /4 100% 900 1800 所以板料采用纵裁的方式时，材料的利用率高。 4.3 材料消耗材料消耗数据计算数据计算 零件的净重 无锡太湖学院学士学位论文 14 m =st=33g=0.33kg (4.4) 85. 7105 . 110 4 50542 . 331165 中内第一项为毛坯尺寸，第二项为底孔废料面积，第三项为三个小孔面积，()内为切 边废料面积，低碳钢密度 7. 85 g/cm 3 。材料消耗定额 m0 =( ABt) / 351=( 900101800

44、10 1.510 7.85 ) / 351 =0 . 054 kg (4.5) 4.4 各次拉伸是工件尺寸计算各次拉伸是工件尺寸计算 4.4.1 首次拉伸半成品尺寸首次拉伸半成品尺寸 根据计算，需要进行拉深三次。第一次拉伸半成品直径 d1 = m1D=0.5665=36.4 mm(中线尺寸) 第一次拉伸凹模圆角半径按表 41 应该选取 5.5mm，由于增加了一道拉深工序，各 道拉深变形程度有所减小，所以可以选用较小的圆角半径。取凹模圆角半径 R凹=5 mm， 凸模圆角半径取 R凸=4 mm。第一次拉伸后半成品高度尺寸为 2 1111111 11 0.250.14 0.43 rr-r-r d h

45、Dd d 凸凹凸凹凸（） =13mm， (4.7)1 0.250.14 65540.43(5.754.75)(5.754.75) 36.436.4 h 实际生产中取 h1=13.8mm 如图所示为第一次拉伸后半成品的形状与尺寸，为中线的计算尺寸。 图 4.2 中线尺寸图 表 4-1 拉深凹模圆角半径 R 凹 (mm) D d t111.51.52233446 102.53.544.55.5.6.5 102044.55.56.57.59 20304.55.56.58911 深筒件的冲压工艺及模具设计 15 30405.56.57.5910.512 40506781011.514 续表4-1 D

46、d t111.51.52233446 50606.5891112.515.5 607078.5101213.516.5 70807.5910.512.514.518 809089.51113.515.519 9010081011.5141620 1001108.510.51214.51720.5 11012091112.515.51821.5 1201309.511.5131618.522.5 1301409.511.513.516.51923.5 140150101214172024 1501601012.514.517.520.525 4.4.2 二次拉深半成品尺寸二次拉深半成品尺寸 第二

47、次拉伸半成品直径 d 2 m 2d1 0.80536.429.3 mm(中线直径)选取 R凹 2 R凸 2 2 .5，中线尺寸为 2. 5 ( t / 2 ) 3 . 25 h1=13.9mm）（凸凹凸凹凸1 2 1 1 1111 1 r-r d 14 . 0 -rr43 . 0 25 . 0 dD d 如图 4.3(a)所示为第二次拉伸后半成品的形状与尺寸，图 4.3(b)为中线计算尺寸。 图 4.3 二次拉深半成品尺寸 4.4.3 第三次拉深半成品尺寸第三次拉深半成品尺寸 第三次拉深半成品直径(中线尺寸) d3m3d20.8129.523.8 mm (4.8) 考虑到第三次拉深对零件有整形的作用，所以选取凸凹模圆角的半径等于零件的成品 尺寸。取 R凸 3R凹 31.5，中线尺寸为 1.5( t / 2)2.25；高度的尺寸等于零件成形尺寸， 即取 h 3 16。 无锡太湖学院学士学位论文 16 表 4-2 材料拉伸次数对应的厚度 材料的相对厚度拉深次数 21.5 1.51.0 1.00.6 0.60.3 0.30.15 0.150.0 8 1 0.940.77 0.840.65 0.