1、 本科毕业论文（20 届）热水器封盖冲压工艺分析及模具设计所在学院专业班级 材料成型及控制工程学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 热水器封盖冲压工艺分析及模具设计 1课题意义及目标通过本次毕业设计，培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，独立分析和解决冲压产品开发及模具设计等工程领域实际问题的能力，为毕业后从事相关技术工作打好基础。2主要内容（1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案。 （2）进行冲压工艺设计：工艺性质、工
2、序数目、工序顺序、工序尺寸确定。（3）模具的总体设计：冲模类型、结构形式等。（4）模具的结构设计：模具工作部分尺寸计算，材料选用、结构尺寸确定等。（5）绘制模具装配图及零件图，完成设计说明书一本。3主要参考资料1王孝培.冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，2000.2李天佑.冲模图册 M.北京:机械工业出版社,2005. 3丁松聚.冷冲模设计 M. 北京:机械工业出版社,2010.4杨海良.不锈钢支架狭长孔冲裁工艺研究J.模具工业， 2014,08:33-36.5冲模设计手册编写组编. 冲模设计手册（4）北京:机械工业出版社,2001. 4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，
3、完成开题报告 2014.12.012014.12.312 完成工艺计算、确定工艺方案 2015.01.012015.03.203 确定模具结构方案，中期检查 2015.03.212015.04.304 模具总体设计、结构设计 2015.05.012015.05.155 完善设计内容、完成设计说明书及答辩工作2015.05.162015.06.10审核人： 年 月 日热水器封盖冲压工艺分析及模具设计摘 要：本文根据热水器封盖产品的零件图，分析零件的冲压工艺性，确定零件的冲压工艺方案，设计了落料拉深冲孔模、翻边模和内壁冲孔模三副模具来完成该零件产品的生产，并简略分析了这三副模具的结构特点和工作过程
4、。文中详细的介绍了模具主要零件尺寸和各工艺力的计算，选择了各个模具使用的压力机，分析了模具各个零件的结构特点，介绍了各个模具的设计思路，绘制了模具的零件图和装配图，完成了落料拉深冲孔模、翻边模和内壁冲孔模三副模具的整体设计。关键词：落料拉深冲孔，翻边，冲孔，模具设计Stamping process analysis and die design for water heater sealingAbstract:This paper analysis parts stamping process, make the stamping process scheme according to the
5、 water heater sealing product drawings. In order to produce the product,I design blanking drawing punching die, flanging die and punching die, simply analysis the structural characteristies and working process. The paper make detail introduction about the component demension of main parts, caculatio
6、n of force and chose the press for different dies, analysis the structual characteristic of each part, describe the design thought of each die, finish the part drawing and assembly drawing, complete the whole design of blanking drawing punching die, flanging die and punching die.Keywords: Blanking d
7、rawing punching Flanging Punching Die design目 录1 前言 -12 零件的工艺性分析 -32.1 热水器封盖零件结构分析 -32.2 零件工艺性分析 -32.3 制件材料分析 -43 确定工艺方案 -53.1 计算拉深次数 -53.2 制定工艺方案 -54 主要设计尺寸和工艺力的计算 -74.1 毛坯尺寸的计算 -74.1.1 确定修边余量 -74.1.2 毛坯直径的计算 -74.2 排样计算 -74.2.1 送料步距和条料宽度 -84.2.2 材料利用率的计算 -84.2.3 排样图 -84.3 拉深模压边圈的确定 -94.4 冲孔翻边尺寸的确定
8、-94.5 冲压力的计算及设备的选择 -104.5.1 落料工序 -104.5.2 拉深工序 -114.5.3 预冲孔力的计算 -114.5.4 翻边力 -114.5.5 压边力 -124.5.6 推件力、卸料力、顶件力 -124.5.7 复合模总的冲压力 -134.5.8 冲压设备的选择 -134.6 模具压力中心的确定 -144.7 模具凸模和凹模工作部分尺寸计算 -144.7.1 落料刃口尺寸 -144.7.2 预冲孔刃口尺寸 -154.7.3 拉深工序部分尺寸与间隙 -154.7.4 翻边凹模和凸模刃口尺寸计算 -165 落料拉深冲孔复合模具结构设计 -175.1 模具类型的选择 -1
9、75.2 模具工作零件的设计 -175.3 定位方式的选择 -215.4 卸料零件和推件零件 -215.5 模架的选择、闭合高度和总体尺寸的确定 -225.6 连接件与紧固件 -225.7 复合模总装配图 -236 翻边模具的结构设计 -246.1 模具工作零件的设计 -246.2 卸料与推件装置 -256.3 压力机、模架和导柱导套 -256.4 翻边模装配图 -267 冲侧孔模具的工艺计算及其结构设计 -287.1 工作部分尺寸及工艺力计算 -287.2 工作零件的设计 -287.2.1 凸模组件及其结构设计 -287.2.2 凹模设计 -307.3 压料装置的设计 -307.4 斜楔与滑
10、块机构 -307.5 压力机的选用 -327.6 模架、模柄和导柱导套的选择 -337.7 冲侧孔模具装配图 -33总结 -35参考文献 -36致谢 -3711 前言近年来，随着国家经济的快速发展，各个行业发展迅速，对模具产品需求越来越高，带动了模具行业，模具技术变得越来越好。改革开放以后，我国工业发展得很快，特别是模具行业，发展规模越来越大，模具市场范围现在已经变得很大。虽然中国的模具巿场范围很大，模具产业成长速度很快，模具工艺也获得了较大的提升，但是，国内依然面临着高级模具缺少的难题，很多高级的模具还得从海外进口。冷冲压模具方面，汽车覆盖件模具是现在使用最广泛的模具，得到很好的发展。其他冲
11、压制品在机械、电子、航空、家电和轻工等在生活中也已广泛应用。现在社会对冷冲模具的需求越来越大，冲压模具在国民经济中的地位已经变得越来越高。（1）中国模具行业发展现状国内的冲压模具技术研究，大概开始于上世纪六十年代，经过几十年的研究和发展，模具技术水平已经有了很大的进步，特别是最近十几年，大型复杂的模具和精密模具的研究有了很大的突破。国内的模具行业发展的速度很快，每年的增长速度大约达到了 15%，十五期间，国内的模具行业年增长速度更是高达 20，尤其是汽车产业的发展，对汽车覆盖件模具的需求越来越高，国内的冲压模具技术因而得到很大的提高。随着模具技术的发展，模具市场的竞争越来越激烈，据统计，200
12、5年我国的模具产品出口规模已经达到了 7 亿美元，比上一年增长了 50%。到现在，我国的模具生产厂家已有三万多家，从事模具行业的工作人员更是达到上百万人，模具全年产值达到了 534 亿元。现在有些公司模具产业发展的很好，比如一汽公司的汽车覆盖件模具和海尔公司的塑料模具等。现在由于不少地方出台了扶持模具行业的政策，模具的发展状况越来越好，特别是东南沿海一带，都在建立模具工业区，改善发展环境。大力推展模具产业。虽然我国的模具生产总量已居世界前列， ，但模具的设计与制造水平还不算是最顶尖的，与美国、日本、德国等发达国家相比还落后很多，尤其在复杂的大型模具和精密模具方面，每年都需要大量的进口来弥补国内
13、市场的空白。国内的模具市场上，中低档的模具比较多，市场竞争非常激烈，而在高档模具方面，高端模具技术人才比较缺少，模具的自主创新开发受到限制，在一定程度上也限制了中国模具产业的发展。2（2）国外的发展由于模具在西方发达国家起步比较早，特别是日韩和欧美发达地区，他们掌握了模具先进的生产技术，积累了很丰富的管理经验，许多新技术在模具的设计生产中得到应用。（3）冲压模具未来的发展趋势现在，我国模具产业的特点是：模具产品种类多、产品的更新速度较快以及市场的竞争比较争烈。在这种情况下，人们对模具产品的要求是，模具生产工艺性要好、使用寿命周期要长、价格要低且精度要高。所以，冲压模具的发展趋势已变为：1）模具
14、产品精密化、大型化和多功能化发展；2）高速加工将会得到广泛应用；3）模具标准件应用程度提高，这样可以缩短模具的制造周期，降低生产成本；4)CAD/CAM/CAE 和 CAPP、CAT、KBE 技术得到广泛应用；5)模具向智能化、自动化发展；6)快速成型得到普遍应用。随着中国经济形势越来越好，中国的制造业的发展也日趋蓬勃，模具工业技术现在已经成为衡量一个国家制造业发展水平的重要标志之一。为了满足人们对模具制造的高精度、低成本和交货周期短的要求，模具企业正在研发模具高新技术来提升竞争力，来满足各个行业对模具的需求。另外，模具 CAD/CAM/CAE 技术的全面发展，使模具检测设备向多功能、高效和精
15、密等方向发展。32 零件的工艺性分析2.1 热水器封盖零件结构分析产品零件为热水器封盖，该零件有两个圆筒形，一个直径为 130mm，高为25mm，另一个直径为 66mm，高为 15mm，零件内壁有六个直径为 3.2mm 的小孔，零件壁厚为 1mm，拉深时注意起皱和拉裂。该零件图如图 2-1 所示，制件材料为1Cr13，材厚 t=1mm，中批量生产。图 2-1 工件图2.2 零件工艺性分析该零件是由 1Cr13 加工而成的，材料属于马氏体不锈钢，具有较高的硬度、韧度和较好的耐腐蚀性。零件属于圆筒形件，结构相对比较对称。零件采用公差等级为 IT14 级，零件精度要求不高，可以用冷冲压加工成形。42.3 制件材料分析零件材料选用 1Cr13，属于马氏体不锈钢，具有较大的抗拉强度，拉深性能好，冲压时冲压力比较大，会增大对凹模和凸模侧壁部分的磨损，因而使模具寿命降低。在冲压不锈钢零件时，凹模和凸模材料一般多选择高铬工具钢，比如 Cr12，Cr12MoV等，使模具零件的抗磨损能力增加。马氏体不锈钢 1Cr13 力学性能具体如下：抗拉强度 :400470MPa抗剪强度 :320380MPa屈服强度 :420MPa伸长率 :21
