外圈拉深模具设计.doc

1、摘 要 本次设计是在原有冲压件的基础上对其进行批量生产的一系列设计和加工制造的全过程。定位框冲压件的设计首先要从冲压生产工艺上对我所要设计的定位框进行冲压工艺的分析与计算，然后在分析计算的基础上并参看相关的冲压设计资料确定冲压工艺方案，再在此基础上确定各工序的复合关系后，再进入冲模各具体结构的设计。在此基础上对各副冲压模具的主要零部件的尺寸进行设计与计算，期间要参考大量与冲压相关的资料和翻阅各种冲压手册，并通过计算以确定各副模具具体的结构及尺寸，通过不断的计算与修改，并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终确定划出了一副装配图和3副零件图。并在这个基础上对各副冲模的主要工作

2、零件如！落料凹模，拉深凸模，凸凹模以及翻边凸模，翻边凹模和一些定位零件和固定零件进行制造工艺的设计，编制零件的制造加工工艺卡片。以通过制造工艺的编制来熟悉并掌握模具由设计到加工成型再到使用的整个工艺流程，使我们在以后的设计中能更加结合工厂的实际生产条件，使我们的设计更加合理，更具有经济价值和生产的实用性。关键词：冲压工艺性；冲模设计；总布置与校核目录摘要第1章 绪论11.1设计目的及意义11.2目前发展状况21.3主要设计内容6第2章 基础理论分析72.1 冲压工艺介绍72.2 拉深件类型82.3 筒形件变形分析92.4 拉深成形过程中出现的问题及防止措施102.4.1起皱102.4.2拉裂1

3、02.5 拉深系数的计算112.5.1 拉深系数112.6 拉深次数及工序尺寸计算112.6.1 拉深次数的确定112.6.2各次拉深工序件尺寸的确定122.7 圆筒形件拉深的压边力与拉深力122.7.1压边力122.7.2拉深力12第3章 工艺分析133.1 筒形件工艺分析133.2 计算毛坯直径D143.3 判断拉深次数153.4 压边力的计算163.5 拉深力的计算173.6 拉深总压力的计算173.7公称压力的计算17第4章 模具工作部分尺寸的计算174.1 拉深模的间隙174.2 拉深模的圆角半径184.2.1凹模的圆角半径184.2.2凸模圆角半径194.2.3凸模圆角半径194.

4、3 模具主要零部件设计204.3.1凸、凹模外形尺寸计算204.3.2 压边圈204.3.3空心垫板的设计214.3.4模柄的选择214.3.5模架的选择224.3.6上下模座的设计224.4模具总装草图23总结参考文献致谢第1章 绪论 筒形件拉深模具设计是为机制专业学生在学完基础理论课、技术基础和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：具体应用和巩固本课程及有关修课的理论知识、生产知识，了解冲压模模具设计的一般设计方法和步骤；培养设计能力，为以后进行设计工作打下基础；结合生产和使用等条件，独立地完成模具总体结构及其零部件的设计。熟练掌握徒手测绘的能力和AutoCAD绘图软

5、件的应用能力，熟悉和运用参考文献、设计手册、了解有关国家（部颁）标准、规范等，加强对模具设计的认识，培养独立分析问题和解决问题的能力。1.1设计目的及意义由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到广泛应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。 本课题为筒形件拉深模具设计，拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件毛坯，加工成其他形状空新建的一

6、种基本冲压加工方法，拉深的应用非常广泛，是冷冲压的基本工序之一。 因为模具制造对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计、制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，选用最佳的工艺方案；掌握各种制造方法对模具结构的要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出工艺性能良好的模具结构；了解国内先进的模具制造技术，尽量采用新工艺、新技术。并且巩固和加深已经学过的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为工作以后的发展奠定良好的基础。1.2目前发展状况 模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有

7、生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。2005年中国模具工业产值达到610亿元,增长率保持在25%的高水平,行业的生产能力约占世界总量的10%,仅次于日本、美国而位列世界第三。当前，我国模具制造方面与工业发达国家相比，差距较大主要表现在： （1）标准化程度低;（2）模具制造精度低、周期长。 提高劳动生产率、产品质量、降低成本、扩大冲压工艺应用范围；提高冲压零件精度、减少制造周期、提高模具寿命；模具的标准化及专业化、管理的统一化及等级化；提高专业人员的技术水平和素质。 冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施

8、加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是大批量生产中得到广泛应用。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些

9、低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。我国冲压模具产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面。 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口）。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。 工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的

10、总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。 由于冲压工艺具有生产率、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其应用范围。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具来完成。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其它生产工艺一样，得到了迅速的发展。在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂，培养了大批从事冷冲压生产的科

11、技人员，广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动，编辑出版了各种冷冲压技术资料，从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。在冷冲压生产中，出现了很多可喜的高科技成果。冲压加工的工艺和设备正在不断地发展，例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、液压成形、超塑冲压等，把冷冲压生产技术提高到了新的水平。为了适应冷冲压工艺水平的提高，我国对冲模的研制也在不断加强。近年来，出现了很多制造周期短、使用寿命长的新型冲模结构。并且，模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新，例如采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。从而使冲压生产的产品质量、劳动

12、生产率大大提高，成本也大幅度下降，有利地推动了我国社会主义经济建设和发展。 我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方

13、面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。这就出现了一个奇怪的现象，这些年我国模具生产所需的先进加工设备、制造软件及切削刀具进口越来越多。去年，我国机床进口约60亿美元，其中用于模具生产的就占十分之一；去年我国模具生产所需超硬质合金和陶瓷等超硬刀具销售额约12亿元，其中90%依赖进口。 随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM 技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化

14、方向发展。因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工化国家。 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1) 全面推广CAD/CAM/CAE技术：模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2) 高速

15、铣削加工：国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。 (3) 模具扫描及数字化系统：高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程。 (4) 电火花铣削加工。 (5) 提高模具标准化程度：我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6) 优质材料及先进表面处理技术：选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。 (7) 模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8) 模具自动加工系统的发展。然近年来我国模具行业职工队伍发展迅速，估计目前已达近百万人，但由于模具企业数