1、 I 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 轴承保持架的冲压模具设计 机电 系 机械工程及自动化 专业 学 号： 0923181 学生姓名： 吕金勇 指导教师： 黄敏 （ 职称： 副教授 ） 2013 年 5 月 25 日I 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 轴承保持架冲压模具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 94 学 号： 0923181 作者姓名： 20
2、13 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 轴承保持架冲压模具设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 在 工业生产中，模具是重要的工 艺设备之一。模具工业也是用来衡量一个国家的工业水平之一。其模具也具有生产效率高，材料利用率高，制件质量优良，工艺适应性好等优点。其各个优点也决定了其市场逐渐增加，其应用范围越来越广阔，对其研究也会越来越深入。冲压模具是模具行业的重要组成部分之一也是应用最为广泛的模具之一。 本课程通过对轴承保持架冲压模具的总体和零件设计，帮助自身加深对模具专业知识的理解和提高对
3、其专业知识的运用能力。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 了解冲压加工的工作原理，国内外的研究发展现状； 完成轴承保 持架冲压模具的总体方案设计； 完成有关零部件的选型计算、结构强度校核及液压系统设计； II 熟练掌握有关计算机绘图软件，并绘制装配图和零件图纸，折合A0 纸不少于 3 张； 完成设计说明书的撰写，并翻译外文资料 1 篇 。 四、接受任务学生： 机械 94 班 姓名 吕金勇 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签
4、名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日III 摘 要 本文所设计的模具为冲压模具， 冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将轴承保持架作为所要设计模具的零件，将冷冲模具的 相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 如今模具都是用来大批量生产零件，市场对模具的要求也越来越高，随着要求的不断变高其所能涉入的行业也越来越多。近年来多数机械加工、铸件、压铸品及锻造品已逐渐被冲压制品所取代。 本设计对指定工件进行的模具设计，利用 Auto CAD 软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体
5、部分进行了详细的计算。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知 识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键字： 轴承保持架，冲压模具，冲压工艺。 IV Abstract Nowadays the molds are used for large batch of spare production, and the market demand for molds is also more and more high.In recent years, these methods li
6、ke machining, casting, die casting and forgings have been gradually replaced by stamping. In this paper, the mold is the stamping die,and stamping forming is one of the important methods of metal forming. It is mainly suitable for relatively soft metal, in which method,a precision work of complex sh
7、ape can be formed at once. This subject is to use bearing cage as the part of mold,based on the related knowledge about cold punching mold,to demonstrate the design progress of the cold punching die at last. The mold design of the formulate artifacts uses Auto CAD software to draw. Clear design idea
8、s, determine the process of stamping and calculate each specific part in detail.The structure designed in this way can ensure the using reliability of mold,and also ensure the coordination with other parts. The mold assembly drawings and part drawings are also drawn. Through the stamping die design
9、of the artifacts, this subject consolidates and deepens the knowledge which has been learned before, and achieves satisfactory results and expected design intent. Keywords: Bearing retainer stamping die stamping process V 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 Abstract . IV 目 录 . V 1 绪论 . 1 1.1 冲压模具制造技术的现状及其发展方向 . 1
10、1.1.1 冲压模 具的现状 . 1 1.1.2 冲压模具的发展方向 . 1 1.2 冲压及模具的概念、特点及应用 . 2 1.2.1 冲压的概念 . 2 1.2.2 冲压的特点 . 2 1.2.3 冲压加工的应用 . 2 1.2.4 冲压常用材料及选用 . 3 1.2.5 模具的概念及其作用和分类 . 4 1.3 冲压工序分类 . 5 1.4 冲压变形的理论基础 . 5 1.4.1 塑性变形、塑性与变形抗力的概念 . 5 1.4.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 . 6 1.4.3 影响金属塑性及变形抗力的因素 . 6 1.5 冲压模具的设计流程及要点 . 6 1.6 本文研究的目的及其意
11、义 . 7 2 冲压模具设计基础 . 8 2.1 零件的工艺分析 . 8 2.2 模具的总体工艺方案和结构设计 . 8 3 冲压工艺设计的计算 . 10 3.1 修边余量的确定 . 10 3.2 毛坯尺寸的计算 . 10 3.3 落料模排样设计 .11 3.4 落料模冲裁间隙的计算 . 12 3.5 拉伸模拉深次数和单面间隙确定 . 13 3.6 凹凸模圆角半径及粗糙度的确定 . 13 4 落料和拉深模具设计 . 15 4.1 凹凸模尺寸的确定 . 15 4.2 落料模装配图及其零件图 . 15 4.2.1 落料模装配图 . 15 4.2.2 落料模零件的设计 . 16 4.3 拉深含义及计算
12、 . 19 4.4 拉深模的装配图和零件设计 . 21 VI 4.4.1 装备图的确定 . 21 4.4.2 零件设计 . 21 5 冲压力和压力中心 . 25 5.1 压力中心 . 25 5.2 落料模的冲裁工序力的压力中心 . 25 5.3 拉深模的拉深工序力和压力中心 . 26 6 结 论和展望 . 27 6.1 结论 . 27 6.2 展望 . 27 致 谢 . 27 参考文献 . 29 附 录 . 30 轴承保持架冲压模具设计 1 1 绪论 1.1 冲压模具制造技术的现状及其发展方向 1.1.1冲压模具的现状 冲压技术是目前具有悠久历史的制造技术和加工方法。根据文献记载和各种考古文物
13、证明，中国古代的冲压加工技术是走在世界之前的，对人类早期的文明社会的进步发挥了非常重要的作用，作出了重要贡献。目前，到本世纪 10年代，冲压加工技术已经从一种从属于机械加工或压力加工艺的地位，发展成为一门具有自己的理论基础的应用技术科学。俄罗斯（从前苏联时期开始）就有各类 关于冲压技术的学校。日本也有冲压工学之说。中国以前也有冲工艺学、薄板成形理论方面的教材及专著等。可以认为这一学科现现在已形成了比较系统的知识结构系统了。进入八九十年代，由于世界的各国经济飞速发展和国民生活水平大大提高，人们对家用电器、汽车、住宿条件等的需求的与日俱增，促进了冲压技术的快速发展，同时也就对模具技术提出了更高的要
14、求。且由于电子计算机技术的广泛应用，让冲压技术理论得到了充分发展，也使冲压机械、模具设计及操作的自动化程度等，都迈上了一个更高的阶段。由此我们不难看出，计算机技术在当今模具设计制造技术中 起着尤为关键的作用。 改革开放以来随着国民经济不断的高速发展，冷冲压技术从最初的作坊式生产到现在的专业化模具工业生产，从无到有发展非常迅速。从我国的近 20年发展来看，模具及模具加工设备市场需求潜力是巨大的，发展前景也是非常广阔的，市场对模具的需求量也在不断的变大。近年来我国的模具工业每年以 15%左右的增长速度不断的增大。模具工业企业的一切制成分也发生了宏达的变化，除了国有专业模具厂以外、个人、合资、独资和
15、私营企业也渐渐发展起来，随着与国际接轨的脚步日益放慢，市场竞争的日益加剧，人们对模具的各种要求也不断的加 大。可以说模具制造技术是用来衡量一个国家工业发展水平的重要标志。工业发达国家对冷冲压生产工艺的发展是很重视的，很多国家（包括英、美）已经将模具工业放在第一位其重要程度已经超过机床工业 31 。 1.1.2冲压模具的发展方向 随着计算机技术的发展和普及，冲压模具也基本实现了计算机化，在计算机辅助设计方面如今国内冲模企业也几乎甩掉了传统绘图板丢弃了落后的手工绘图。其中使用最多的是 cad软件。抽高压模具的计算机化也是日益发展趋势下不 可避免的 4 。 中国冲压模具产品的质量和生产工艺水平，总体
16、上比国际先进水平低许多， 而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。所以冲压模具加工工艺和装备也是非常重要的。其对提高加工效率，确保模具精度，缩短交货周期有这重要的影响。则近些年来各种多轴数控机床，激光切割机床数控雕刻机床等等纷纷面世，这些设备在提高模具的数量，规模和制造能力上的作用是不可估量的 5 。 近些年来先进的制造技术也越来越广泛的应用于模具行业，其中快速成形技术能够快速的制造出模具模型，其是依靠计算机的控制与管理由零件实物或模型直接驱动， 采用材料精确堆积成复杂三维实体的原型或零件制造技术。还有快速模具技术，其利用 RP 技术成型功能零件尤其是金属模具或零件的一种方法。可以克服传统模具
17、制作过程复杂、耗无锡太湖学院学士学位论文 2 时长、费用高等缺点。应用 RP技术制造快速经济模具成为 RP技术发展的主要推动力之一。这两种技术的采用将大大的推动模具行业的发展 6 。 我国的模具产量位居世界第三，虽然其数量甚多但其质量与美德日这些模具大国相差是非常大的，其寿命只有他们的一半。可以说一般的工业大国也是模具制造大国。所以今年来我国的模具工业会更大的倾向于加大精密加工设备在模具中的应用的比重，扩大计算机辅助在模具设计中的普及率，还有扩大先进技术的使用范围。 现今，冲压加工技术已发展成为了一种先进制造技术。当然冲压技术 (分为分离加工和成形加工两大类 )无论从理论上或实践上仍会不断向前
18、发展。 1.2 冲压及模具的概念、特点及应用 1.2.1冲压的概念 冲压成形是指在压 力机上通过模具对板料（金属或非金属）加压，使其产生分离或发生塑性变形从而得到一定形状，达到尺寸和性能要求的零件加工方法。其属于塑性加工方法之一，又称之为冷冲压或者板料冲压。其模具设计是冲压工艺的核心内容。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将其材料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很难以进行 7 。 1.2.2冲压的特点 冲压成形那个是一种先进的加工方法，其优点有 : (1)模具使用寿命长，生产成本低。 (2)可以获得其他加工方法所不能加工或者难以加
19、工的形状复杂的零件。 (3)节约材料，一般冲压成形没有切屑碎料，通常情况下材料的 650k一 800k都可以充分利用到生产中，甚至加工大型零件的废料还可以被用来加工某些小型制件，故其成本低。 (4)冲压加工的生产效率高，具体操作方便，易于实现机械化与自动化，其对操作人员的技能要求不高。 (5)生产工件的尺寸较精确，其产品还具有高刚度，轻质量和低表面粗糙度等优点。 (6)冲压加工的能耗较低，由于冲压加工是不需要加热的所以具有节能的优 点。 综上所述冲压的优点其实有很多，但其也有不足之处。比如由于模具设计成本高结构复杂，周期性长不益于工件的小批量生产。其冲压加工时噪音打振动大也是属于两种公害，还有
20、操作的安全事故也时有发生，不过这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科技的进步这些问题也将会一一解决的 8 。 1.2.3冲压加工的应用 综合冲压所具有的优越性其应用也是非常广泛的，列如汽车中、航天 、航空、电子、交通、化工、医疗等等。其深入到制造业的方方面面。其范围还在伴随着越来越先进的冲压技术越来越大，几乎整个行业都可以看到其身影。在生活中我们每个人与冲压工件也是形影不离的，我们所用到手的手表里面有三分之二的都是冲压件就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件 。综述上一节对冲压特点的描述我们不防把冲压的应用归述为以下五点： (1）以拉深为主。现如今大部分主要集中在汽车厂、拖拉机厂、飞机制造厂等大型厂，独立的大型冲压拉深厂还很少见。汽车行业零部件类冲压，主要是指冲剪成形。这些企业
