1、 沈阳航空航天大学课程设计 摘要 模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型的产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。而复合模生产效率较高，适合大规模的工业生产。 本次设计对典型的复合模中包含的四种冲压工序落料、拉深、冲孔与切边变形特性进行了分析，并从模具结构的角度对各工序变形影响因素进行了讨论。运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正 确地解决复合模设计中工艺分析、方案论证等模具结构设计等问题，充分利用与本复合模设计有关的各种资料，做到科学合理地熟练应用。同时
2、提高自己绘图能力，通过对带法兰圆筒拉深冲孔复合模的设计，巩固对模具理论的掌握，增强动手的能力，培养严谨科学态度，并且也达到理论与实际相结合的目的。 关键词： 复合模；落料；拉深；冲孔；切边 沈阳航空航天大学课程设计 目录 序言 . 1 1 冲压成形工艺分析 . 2 1.1 制件介绍 . 错误 !未定义书签。 1.2 产品结构分析 . 2 2零件冲压工艺方案的确定 . 错误 !未定义书签。 3 确定毛坯的形状，尺寸和主要参数 . 2 3.1 毛坯尺寸和主要参数的计算 . 2 4 确定排样裁板方式 . 4 4.1 排样方式 . 4 4.2 搭边与料宽 . 4 5 确定冲模类型及结构形式 . 5 5
3、.1 确定冲模类型及结构形式 . 5 6 工序压力、压力中心的计算和压力机的选择 . 5 6.1 工序压力的计算 . 5 6.2 计算模具压力中心 . 7 6.3 压力机的选择 . 8 7 计算模具主要工作部分的刃口尺寸 . 8 7.1 刃口尺寸的计算原则 ： . 8 7.2 刃口尺寸的计算及公差的确定 . 9 8 模具的主要工作部分及结构设计 . 10 8.1 模具主要工作部分的设计 . 10 8.2 模架的选用 . 16 8.3 其他零部件的说明 . 17 9 压力机的校核 . 17 9.1 闭合高度的校核 . 17 9.2 滑块行程的校核 . 17 10 模具的装配和工作 . 17 10
4、.1 冲裁间隙的调整 . 17 10.2 模架的装配 . 17 10.3 模具总装 . 18 10.4 模具的总装配图 . 18 设计总结 . 20 参考文献 . 21 沈 阳航空航天大学课程设计 序言 模具是机械制造中技术先进、影响深远的 重要工艺装备 ,它具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等优点 ,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器等行业，更是汽车制造的四大工艺之一。 模具工业是国民经济的基础工业，受到国家和企业的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”的说法，由此可见其受重视的程度。在当代，“模具就是经济效益”的观念已经被越来越多的人
5、接受。模具的技术水平在很大程度上取决于人才的整体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量、经济效益以及新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一 个国家产品制造水平高低的重要标志。 冷冲压是在常温条件下，利用冲模在压力机上对板料或坯料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获得零件所需的形状、尺寸的一种压力加工方法。利用冲压模具生产能够保证产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中 不会破坏产品表面。用模具生产零部件具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低以及节约能源和材料等一系列优点。而模具则是大批量生产同形状产品的工具，是生产各种工业产品的重要工艺装备。 冲压技术的发展现状及方向： (
6、1) 精密冲裁：普通冲裁件有断面粗糙、精度低等缺点，而精 密冲裁可以使零件有光洁的断面和较高的精度。 (2) 快速经济模具技术的推广应用：快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。 (3) 应用先进工艺：气体、液体、橡胶、超塑性成型等先进工艺，对某些复杂零件的成型有明显的效果，要深入研究其变形机理，确定合理工艺参数，提高成型效能和实用性 (4) 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。 (5) 冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。 (6) 成形过程的数值模拟技术会在实用化方向取得很大发展， 并与自动化制造系统很好的集成。 (7) 冲压技术在未来
7、将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小批量多品种混流生产模式和市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。 沈 阳航空航天大学课程设计 1. 零件冲压工艺分析 1.1 制件介绍 材料： LY12M 料厚： 1mm 零件图：如图 1.1 所示 、 图 1.1 1.2 产品结构形状分析 由图 1 可知，产品为圆片落料、有凸缘筒形件拉深、圆片冲孔，产品结构简单对称，孔壁与制件直壁之间的距离满足 LR+0.5t的要 求 （ L（ 38-12） 2 13， R+0.5t 3+0. 51 3.5） 。 2. 零件冲压工艺方案的确定 在本设计中，将设计落料、拉深复合模，冲孔切边复合膜
8、。 该零件加工需先落料，然后拉深，在拉深后的底部进行冲孔，最后切边。现要求设计该零件加工的第一副落料拉深模具，所以只需要考虑落料和拉深工序，工序组合比较简单，设计为落料拉深复合模。 3 确定毛坯的形状，尺寸和主要参数 3.1毛坯尺寸和主要参数的计算 （ 1）切边余量的确定 ： ddf =7038=1.8 根据零件尺寸查表得切边余量 R=3.0mm，故实际凸缘直径 ： td =(70+23.0)mm=76mm 式 (3.1) 圆整为 td =76mm 沈 阳航空航天大学课程设计 图 3.1 加入切边余量的零件示意图 (2) 预算毛坯尺寸 ： D= )(56.428.64828.6 2324222
9、2121 ddRRdhdrrdd 式 (3.2) 依图 图 3.2 毛坯尺寸计算图 可得 ， d1 =32mm, R=r=3mm, d2 =39mm, d3 =46mm, d4 =76mm， h1 =16m 图 3.3 毛坯尺寸计算示意图 代入公式得： 沈 阳航空航天大学课程设计 D = 93.5mm （ 3） 判断能否一次拉深成形 ： h/d = 16/39 = 0.41 t/D = 1/93.5100%=1.1% td /d = 76/39 = 1.95 m = d / D = 4.4 查表 4-20、表 4-21 可说明能一次拉深成形。 （ 4） 确定是否用压边圈 0Dt 100%=1.
10、2 1.5 因此拉深时会起皱，需要用压边圈。 4 确定排样裁板方式 4.1 排样方式 冲压件在配料上的布置方式称为排样。合理的确定产品的排样方式、坯料形式及尺寸，能够提高产品质量、材料利用率、冲压效率 和模具寿命，同时便于冲压操作。 按照材料的利用情况，排样方式分为三种： （ 1） 有废料排样 产品与产品之间、产品与坯料边缘之间均有搭边。 （ 2） 少废料排样 仅在产品与产品（或产品与坯料边缘）之间有搭边 （ 3） 无废料排样 产品与产品之间、产品与坯料边缘之间均无搭边。 根据零件图可以选取少废料排样。这种排样利用率高，用于某些精度要求不是很高的裁件排样。 按照产品在坯料上的布置方式分类，排料
11、方式可以分为直排、斜排、多排、对排、混排等。根据零件图可以选取为直排排样。 4.2 搭边与料 宽 搭边是指排样时产品与产品之间、产品与坯料之间留下的余料。它可以补偿坯料的定位误差，保证模具具有足够的强度，使条料具有足够的刚度，以便送料。 综合考虑材料的力学性能和厚度，及零件的外形尺寸和排样方式，初步选取搭边值为a=0.8mm， a1=1mm。 沈 阳航空航天大学课程设计 图 4.1 零件排样图 条料宽度的选取原则：最小条料宽度要能够保证冲裁件周边有足够的搭边值。最大条料宽度要保证冲裁时在导料板之间顺利送行并与导料板之间有一定的间隙。 条料在模具上每次送进的 距离称为送料步距（简称为步距或进距）
12、其大小为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。 条料宽度 b=D+2a1=94mm+21mm=96mm 送料步距 s=D+a=94mm+0.8mm=94.8mm 5.确定冲模类型及结构形式 冲压工艺性分析之后拟定冲压工艺方案时选择复合模，因为零件的几何形状简单对称，工件之间无搭边值，所以复合模结构相对简单，操作方便，能够直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠方便，模具类型为少废料落料拉深复合模。 6 工序压力、压力中心的计算和压力机的选择 6.1工序压力的 计算 已知工件的材料为 LY12M,是硬铝，其力学性能如下： =275 304Mpa, b =392432Mpa, s =361Mp
13、a。 在冲压模具设计时，冲压力是指落料力、卸料力、拉深力、压边力、切边力、冲孔力、推件力和顶件力的总称。它是冲压时选择压力机， 进行模具设计时校核强度和刚度的重要依据。 （ 1）落料力的计算 沈 阳航空航天大学课程设计 落F KLt 式 (6.1) =1.3 Dt =1.33.14941290N =111275.32N 111.3KN 落F 落料力（ KN)； K 安全系数，一般可取 K=1.3； L 冲裁轮廓周长（ mm）； T 料厚 （ mm）； 材料的抗剪强度（ Mpa）； （ 2）卸料力的计算 xF = xK 落F 式 (6.2) =0.05111.3KN 5.6KN xF 卸料力（
14、N）； xK 卸料力系数（查 1表 3-11）； F 冲裁力（ N)； （ 3）拉深力的计算 拉F = 11 Ktd b 式 (6.3) =3.143914 101.1N =55229.46N 55.2KN 拉F 拉深力（ N)； 1K 首次拉深修正系数（查 1表 5-10）； b 材料抗拉强度（ Mpa）； （ 4）压边力的计算 圆筒形件第一次拉深时压边力 沈 阳航空航天大学课程设计 1yF = 4 21120 )2( drdD p 式 (6.4) = 414.3 93.52 -（ 39+23） 2 1N =5275.7158N 5.3KN 1dr 首次拉 深 凹模圆角半径； P 单位压边力
15、（查 1表 5-9）； 1yF 第一次拉 深 时的压边力（ N)； （ 5）推件力的计算 tF= n tK F 式 (6.5) =10.05111.3KN 5.6KN tF 推件力（ N)； tK 推件力系数（查 1表 3-11）； F 冲裁力 (N)； （ 6）顶件力的计算 dF = dK F 式 (6,6) =0.05111.3KN 5.6KN dF 顶件力（ N）； dK 顶件力系数； F 冲裁力（ N)； 6.2 计算模具压力中心 冲压力合理的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有曲柄的冲模来说，虚实压力中心通过曲 柄的中心线。以便于冲模平稳工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。 由于该工件的毛坯和各工序工件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力机的
