1、齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） 本 科 毕 业 设 计 (论文 ) 题目 耳机外壳成型工艺分析及模具设计 学院名称 机械与汽车工程学院 专业班级 机械（高职） 09-2 班 学生姓名 李 文 导师姓名 何 冰 清 2013 年 6 月 1 日 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） 耳机外壳成型工艺分析及模具设计 作 者 姓 名 李 文 专 业 机械与汽车工程学院 指导教师姓名 何 冰 清 专业技术职务 副 教 授 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） 目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 第一章 前言 3 1.1 平面零件图 3 1.2 立体零件图
2、 3 第二章 工艺分析与计算 3 2.1 工艺性分析 4 2.2 计算毛坯直径 4 2.3 计算模具的刃口尺寸 5 第三章 压力、压力中心计算及压力机选择 6 3.1 落料拉深工序 6 3.1.1工艺力的计算 6 3.1.2压力机的选择 7 第四章 工艺分析与计算 8 4.1 落料拉深复合工序 8 4.1.2模具的总体设计 8 4.2 主要零部件的设计和选用 12 4.2.1凸凹模 12 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） 4.2.2落料凹模 14 4.2.3拉深凸模 15 4.2.4固定板和垫板 17 4.2.5卸料装置 21 4.2.6压力圈 23 4.2.7推杆装置 24
3、4.2.8 模架 25 参考文献 31 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） - 1 - 摘 要 模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证；模具制造技术的 发展对提高模具质量、精度以及缩短制造模具的周期具有重要的意义；模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺；模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益；模具工作零件的精度决定制件的精度；模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关；模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全；而模具的标准化是模具设计与制造的基础，对大规模、专业化
4、生产模具具有极重要的作用，模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。 外壳是耳机的基本组成部分， 其质量优劣对整个耳机性能的影响十分明显。外壳为精密冲压件，虽然一般具有比较规则的外部形状，但尺寸较小而精度要求较高，各部位结构分布很紧凑，与内部部件相互配合；并且外壳应能承受一定的外力，因而需通过合理的工艺方案和模具结构来保证。 本课题研究的主要内容是通过对工件进行工艺分析与工艺计算，并结合数值模拟方法，只是确定了该模具的落料拉深复合工艺。利用二维绘图软件 CAD 进行模具的二维装配图及零件图的设计 ,用通用三维造型软件 Proe 对部分零件进行三维设计。并利用 Proe 中的装配模块将零件装
5、配起来，以检验其具体 配合情况，最终得出的是合理的模具装配图及所有零部件的零件图。 关键词 ：模具 冲压 复合模 拉深复合 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） - 2 - ABSTRACT Mold design is the foundation which the mold makes, the reasonable correct design is correctly makes the mold the guarantee; The mold manufacture technology development to improves the mold quality,
6、 the precision as well as reduces makes mold the cycle to have the vital significance; The mold quality, the service life, the manufacture precision and the qualified rate are decided in the very great degree to makes the mold the material and the heat treatment craft; The mold cost directly relates
7、 the work-piece the cost as well as the mold production enterprises economic efficiency; The mold work components precision decides the work-piece the precision; The mold life with the mold material and the heat treatment, the mold structure as well as processes the manufacture material related and
8、so on many factors; The mold installment and the use directly relates the mold the operational performance and the security; But the mold standardization is the mold design and the manufacture foundation, to large-scale, the specialized production mold has the extremely vital role, the mold standard
9、ization degreeheight is the mold industrial development level symbol . The shell is an the basic component of earphone, the impact of whose quality is very obvious to the performance of the entire earphone. Although generally having regular profile, the shell as a precision stamping part, has small
10、dimensions and calls for high accuracy, the distribution of whose structure , is close. Because it should be fitted with the inner structure and bore some external forces, thus its very important to design a reasonable process and die structure to ensure that. The research was major in analyzing of
11、the forming process and calculating the technology of the shell, and combined with numerical simulation, developing an reasonable process and die structure, and determining the working process is : blanking-ironing. In this paper, the writer designs two-dimensional assembly drawing and part drawing
12、by using CAD,and three-dimensional part drawing by using the common 3D modeling software Proe, which are assembled by using assembly plat to test fitting situation. Finally we rerceive the reasonable assembly drawing and all parts part drawings. Keywords: mold design; stamping, compound die, ironing
13、, blanking-ironing 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） - 3 - 第一章 前言 1.1 平面零件图 外壳是耳机的重要组成部分，主要起着支撑内部结构，稳定内部结构的作用。采用金属外壳，不但使耳机外形美观，而且金属的刚性对降低腔体的谐振起到抑制作用，对提升音质有着积极的影响。结合它的使用特征及材料特点，通过正确的工艺分 析和工艺计算，制定出合理的加工工艺过程和模具结构，有助于提高工件的质量、延长工件的使用寿命、提高生产效率、降低生产成本，从而可以创造出好的生产效益。本次设计的主要任务是：对外壳（图 1.1）成形过程进行研究，通过工艺分析与工艺计算，并结合数值模拟方
14、法，确定合理的工艺路线和模具结构，用二维或三维设计软件设计外壳成形模具，画出模具装配图与主要零件零件图。工件材料为 08F，材料厚度为 mm7.0 ，本次设计对工件进行了详细的工艺性分析，采用落料拉伸复合工艺成形工件。模具结构简单，生产 效率高，成本低廉，产品质量稳定，操作方便。 1 3 1 2 . 20 . 7R 1 . 14.8图 1.1 1.2 立体零件图 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） - 4 - 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） - 5 - 第二章 工艺分析与计算 2.1 工艺性分析 该零件为圆筒形零件，零件的材料为冷压薄钢板 08F，价格低廉，表面
15、质量好，但偏析比较严重。其化学成分主要是 C、 Si、 Mn、 P、 S、 Al、 Ni、 Cr、 Cu 等。其中 C 可增加碳化铁的数量，提高钢板的屈服强度和抗拉强度，降低塑性，使冲压性能恶化，特别是当 CFe3出现于晶界时，对冲压性能的不利影响更大；硅溶于铁素体中，强化铁素体的作用很大，增加强度，降低塑性，故含硅量越低越好，深冲压钢板不能用硅脱氧， 08 钢中硅的质量分数 %03.0 ；锰的直接影响不大，锰和硫形成锰化硫夹杂物，其数量和形态对冲压性能有影响，为了保证 08钢的拉深性能，其锰的质量分数不应超过 %35.0 ；磷显著的增高钢板的强度，增加脆性，并有偏析倾向，会形成较多的带状组织
16、，这些都对冲压性能不利；硫形成硫化物，对板料的冲压性能无疑是有害的 ，它是影响最大的一种元素；铝是钢中最终脱氧剂，与碳形成碳化铝，显著的降低“应变时效”的倾向，容易获得“饼形”铁素体晶粒，能改善冲压性能， 08 钢中铝的质量分数一般为 %07.0%02.0 ，最佳值为 %05.0%03.0 。 材料的力学性能如下：抗拉强度 Mp a/390280 MPa，屈服点 Mpa/175 ，断后伸长率 %35 ，断面收缩率 %60 ，具有很好的拉深性能。 零件为圆筒形件，不变薄部分：底部厚度为 0.7mm；。变薄部分：侧壁厚度为 0.4mm；高度为 4.8mm。 由以上对零件形状的分析可知该件结构复杂程
17、度一般，材料厚度变化较大。其主要尺寸可由落料、变薄拉深冲压工序获得。由于变薄拉深只改变筒壁的厚度，所以应将变薄部分作为筒壁，进行变薄拉深。 2.2 计算毛坯直径 （ 1）计算制件体积 1V 按制件图（图 1.1）上基本尺寸进行计算： 9.1 6 88 2 8 3 8.1 6 88.42.1245.5134 221 V 齐鲁工业大学 2013 届本科生毕业设计（论文） - 6 - 2.3 计算模具 的刃口尺寸 1）落料模具刃口尺寸： 圆形凸模和凹模，可采用分开加工，按式 19.1-3、 19.1-4 计算工作部分尺寸。所落下的料（即为拉深件的坯料）按 IT12 级取得极限偏差，故落料件的尺寸取为
18、 mm0 18.05.17 。 首先根据表 19.1-32确定拟采用的间隙类别为：类（中等间隙），然后按表 19.1-42中，选取类（中等间隙类）比值为 7.010.0。则双面间隙为： mmmmZ 098.01007.00.72m i n mmmmZ 1 4 0.01 0 07.00.102m a x mmmmZZ 042.0098.0140.0m i nm a x 查表 19.1-92，根据落料件的基本尺寸为 17.5mm，得 凸模极限下偏差 mmp 020.0 ；凹模极限上偏差 mmd 020.0 。 由 m inm a x04.00 2 0.00 2 0.0 zzmmmmdp ，满足条件
19、。 由表 19.1-102，由工件制造公差为 mm18.0 ， 得：系数 75.0x ，因此，据式 19.1-32及 19.1-42得： 落料凹模刃口尺寸为： mmmmxDD dd 020.00020.000 3 6 5.1718.075.05.17 落料凸模刃口尺寸为： mmmmZDD pdP 0 020.00 020.00m i n 267.17098.0365.17 2）变薄拉深 首次拉深件按 IT12 级的极限偏差考虑，且零件标注外形尺寸，故拉深件的外形尺寸取为 mm0 18.013 。 凸凹模圆角半径前面已经确定： mmrd 5.1 ， mmrp 1.1 间隙取 mmc 4.0 （因为变薄后，筒壁厚度为 mm4.0 ） 由表 19.4-402查出凸凹模的制造公差，当料厚为 mm7.0 ，制件直径为 mm13时， mmd 06.0 ， mmp 035.0 制件标注外形尺寸，由表 19.4-392公式进行计算：
