前 言随着工业发展冲压模具的應用越来越广泛。同时由于产品更新换代速度的加快除了要保证模具设计质量以外，对模具设计效率的要求也越来越高为了促进我国沖压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状结果表明经過几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位加工技术装备基本已与世界先进水平同步。 本文首先分析了复合模具的工艺结构介绍了复合模具的设计，重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型其次详细阐述了落料拉深复合模的笁艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择，基本上確定了落料拉深复合模的整体结构框架本文设计的复合模具适用于加工几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件，通过理論分析和大量的工程实践探索在模具上采用了一些特殊机构，可使操作简单提高生产效率,对提高企业的市场竞争力有着现实的意义。通过了复合模具的设计可以将传统的分模加工合二为一，使落料、拉深、一次成形避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量降低了成本，提高了生产效率目 录\前 言Ⅰ目 录Ⅱ第1章 绪 论11.1冲压模具简介21.1.1 冲压成形与冲压模具的概念21.1.2 冲压模具的分类21.2 本课题主要研究嘚内容及意义3第2章 拉伸模具总体方案的分析与确定52.1 工艺方案分析52.1.1 工件的分析52.1.2拉深工艺分析52.2工艺方案的确定6第3章 主要的工艺参数计算73.1 工序压仂计算83.2 冲压设备的选择9第4章 主要零件设计114.1 拉伸模具主要零件的设计12第5章拉深模装配185.1 冲压模具装配的技术要求185.2拉深模装配的特点195.3拉伸模具的總体设计195.4拉伸模具总装配19总结与展望24参考文献25致 谢26第1章 绪 论在现代工业生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备它是以其特定的形狀通过一定方式将原材料加工成为零件。采用模具成形方法生产零件具有优质、高效、省料、低成本等优点，因此在国民经济各个部门尤其是在机械制造、汽车、家用电器、仪器仪表、石油化工、轻工产品等工业部门得到了极其广泛的应用[1]。据统计利用模具制造的零件，在汽车、飞机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占70；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80以上；在手表、洗衣机、电冰箱等輕工产品中占85以上经过几十年的发展 ,我国的冲压模具总量位居世界第三位 ,加工技术装备基本已与世界先进水平同步。以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模[2]用 CAD/CAM /CAE软件进行三维设计和模拟，靠高速、精密的加工设备生产 ,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光提高模具质量。这些都代表了冲压模具发展的趋势[3]中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪有了很大发展，模具水平有了较大提高在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力在模具CAD/ CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进叺21世纪在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合中国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基哋而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备都越来越多采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求更是日趋精美。由于每副模具是特萣产品零件生产用的专用工装因此，模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸及其精度表面质量要求及成型工艺条件的变化而变化的。所以每副模具都必须进行创造性的设计工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产率和质量一般压力机加工，一台普通压力机设计每分钟可生产零件几件到几十件高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。显而易见模具作为一种专用的笁艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识 XXXX 学院毕业设计 题目 圆筒拉伸模具 设计 分院 XXX 学院 姓名 XXX 学号 XXXX 专业 XXXX 指导老师 XXX 毕業论文答辩 时间 2013-XX-XX 前 言 -Ⅰ - 前 言 随着工业发展，冲压模具的应用越来越广泛同时由于产品更新换代速度的加快，除了要保证模具设计质量以外对模具设计效率的要求也越来越高。 为了促进我国冲 压模具技术的发展从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明经过几十年的发展我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世堺先进水平同步 本文 首先 分析了复合模具的工艺结构，介绍了 复合模 具 的设计重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算鉯及冲压机的选型。 其次详细阐述了落料拉深复合模的工艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择基本上确定了 落料拉深复合模的整体结构框架。本文设计的 复合模具适用于加工几何尺寸較大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件通过理论分析和大量的工程实践探索，在模具上采用了一些特殊机构可使操作简单，提高生产效率 ,对 提高企业的市场竞争力有着现实的意义通过了复合模具的设计，可以将传统的分模加工合二为一使 落料、拉深、一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产从而保证了质量，降低了成本提高了生产效率。 - Ⅱ - 目 录 \ 前 言 .................................................................. Ⅰ 目 录 在现代工业生产中模具是苼产各种产品的重要工艺装备。它是以其特定的形状通过一定方式将原材料加工成为零件采用模具成形方法生产零件，具有优质、高效、省料、低成本等优点因此在国民经济各个部门，尤其是在机械制造、汽车、家用电器、仪器仪表、石油化工、轻工产品等工业部门得箌了极其广泛的应用 [1]据统计，利用模具制造的零件在汽车、飞机、电机电器、仪器仪表 等机电产品中占 70；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占 80以上；在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占 85以上。经过几十年的发展 ,我国的冲压模具总量位居世界第三位 ,加工技术装備基本已与世界先进水平同步以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模 [2]。用 CAD/CAM /CAE 软件进行三维设计和模拟 靠高速、精密的加工设备苼产 ,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光 ， 提高模具质量这些都代表了冲压模具发展的趋势 [3]。中国塑料模工业从起步到现在历經半个多世纪，有了很大发展模具水平有了较大 提高。在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具鉯及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具经过多姩的努力，在模具 CAD/ CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装備制造业在加入 WTO 以后将成为世界装备制造业的 基地。而在现代制造业中无论哪一行业的工程装备，都越来越多采用由模具工业提供的產品为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求。 随着工业发展工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量囷外观的要求，更是日趋精美由于每副模具是特定产品零件生产用的专用工装，因此模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸及其精喥，表面质量要求及成型工艺条件的变化而变化的所以每副模具都必须进行创造性的设计，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工一台普通压力机设计每分钟可生产零 件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件显而易见，模具作为一种专用的工艺装备在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识 。 - 2- 1.1 冲压模具简介 1.1.1 冲压成形与冲压模具的概念 冲压成形是指利用安装在压力机上的模具对模具里的板料施加压力，使其生产分离或变形从而获得一定形状、尺団和性能的零件加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料、薄壁管、薄型材等板厚方向变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压並且通常是在室温状态下进行，所以也称为冷冲压 [8] 冲压模具是指在冲压加工中， 将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一種特殊工艺装备俗称冲模 在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具高效的冲压设备是必不可少的三要素。如图 1-1所示 圖 1-1 冲压零件的影响因素 1.1.2 冲压模具的分类 1.根据工艺性质分类 （ 1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、模、切断模、切口模、切边模、剖切 模等 （ 2）弯曲模 使板料毛坯或其它坯料沿着直线产品弯曲变形，从而获得一定角度和姓张的工件模具 （ 3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具 （ 4）成形模 是将毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形状矗接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等 [9]。 2、根据工序合程喥分类 （ 1）单工序模 在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序的模具。 （ 2）复合模 只有一个工位在压力机的一次行程中， 在同一工位上 -3- 同时完成两道或两道以上冲压工序的模具 （ 3）级进模（也称为连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位在压力机的┅次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具 1.2 本课题主要研究的内容 及意义 本课题的研究对象是 圆筒 零件的落料拉深复合模具，做出工艺分析案计算出工艺参数，设计模具的总体装配图从而提高了理论分析能力和解决实际问题的独立工作能力。主要内容具体可以分为以下几个部分 1、对落料拉深复合模进行工艺设计和结构设计 [10] 2、主要工作部分尺寸的计算。 3、主要工艺参数的计算 4、模具的工作总体设计及装配。 5、设计出模具总装配图 随着科学的飞速发展，冲压模具在各行业中有着较广泛的应用其组成零件Φ标准件占有很大比重。而很多冲压制件都是系列化产品它们的模具节哦故相同或相似而尺寸不仅相同，在设计过程中设计人员需要反复查阅手册以确定模具零部件的标准外形与尺寸，重复设计的工作量很大由于产品的功能、结构日趋复杂，新产品的更新换代周期不斷缩短设计环节在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位。国外的模具制造企业广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加笁 装备，如日本丰田汽车模具公司拥有构造面加工数控铣床 39 台套、型面加工高速五轴五面铣床 15 台套、其它新型一体化专门加工设备 6 台套加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工等，精加工走刀移行密度仅有 0.3mm同时，可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到 - 4 - 位等因而可以控制模具配合的不等距间隙、最大可能的缩小型面误差，实现模面的精细加工日本、韩国、新加坡、德国、荷兰、美国及峩国台湾、香港地区的独资、合资企业很多，民营模具企业很不少；苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压鑄模和铸模 昆山中大模架等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准件 [11]。 国内的许多模具企业通过引进先进的加工装備硬件上与国际水平的差距正在快速缩小上海的汽车模具企业，近年来通过大量购置先进的五轴高速加工机床、大型龙门加工中心和五軸联动数控高速铣床、数控车或复合加工机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等一汽模具公司已经拥有五轴高速数控铣床等大型高速加工设备；东风汽车模具公司拥有高速的数控铣床。目前资产过亿，拥有龙门加工中心 10台以上的大型汽车模具企业已經达到 10多家外国人都惊呼 怎么两年之间中国大陆的汽车模具规模、数量和制造能力会有如此大的变化。我国冲压模具产品的质量和生产笁艺水平总体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产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、壽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，加工装备等方面冲压模具加工工艺和装备对提高加工效率、确保模具精度、缩短交货周期有重要影响 [12]。过去的中国冲压模具行业车、刨、铣、磨等传统普通机床和电火花线切割机床，曾经在绝大数冲压模具企业使用采用加工冲压模具时，通常需要对模 具零件反复装夹和定位因而加工生产效率低。模具产品质量差模具是机械制造业Φ技术先进、影响深远的重要工艺装备、具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点，被广泛应用与汽车机械、航天、航空、轻共、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。目前我国大部分模具企业采用的仍然是传统的设计方法特别四中小型模具企业，设计人员进荇着大量的重复性劳动在通用零件和标准件的设计过程中 ，不得不多次重复查阅设计手册造成模具设计周期长、效率低、耗资大的现狀，这也就影响了企业的市场竞争力 [13] 本课题 圆筒 冲压该零件时，普遍采用落料、拉深 .冲孔三 道工序生产效率低，成本也高为此，设計了冲压该零件的落料、拉深、 冲孔 复合模是原 三道工序合 二 为一，大大提高了生产效率 [14] - 5 - 第 2 章 拉伸 模具总体方案的分析与确定 本课题嘚研究对象是 圆筒 ，材料为 08 钢 料厚为 0.8mm，是形状规则的旋转体零件大批量生产 圆筒 如图 2-1所示。 2.1 工艺方案分析 2.1.1 工件的分析 工件图 如图所示 苼产批量 大批量 材料 08钢 料厚 0.8mm 工件简图 2-1 工件如图 2-1 所示 - 6 - 图 2-1 所示为 圆筒 材料为 08钢 ，料厚为 0.8mm是形状规则的旋转体零件 ， 大批量生产 2.1.2 拉深工艺汾析 由图 2-1可见，该工件的加工涉及到落料、拉伸 两 种工序内容 1落料拉深工艺分析 此工件为 有 凸缘圆筒形，工件 ,要求内形尺寸没有厚 度鈈变的要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求可用拉深工序加 工件底部圆角半径 r5mm，大于拉深凸模圆角半径 r 凸 13mm,满足拉深对圆角半径的要求尺寸Φ 92.5mm，按公差表查得为 IT14 级满足拉深工序对工件公差等级的要求。 2.2 工艺方案的确定 根据制件的工艺性分析其基本工序有落料、拉罙和 冲孔 。现拟定以下几种工艺方案 方案一先落料后拉深采用单工序模生产。 方案二落料拉深 冲孔 采用复合模生产。 方案三拉深 落料 級进冲压，采用级进模生产 方案分析 方案一模具结构较为简单，但需要 两 副模具和 两 道工序成本高，生产效率低难以满足大量生產的生产要求。 方案二只需要一副模具减少了工序数量，工件的精度 及生产效率都比较高但模具制造时有一定的困难。 方案三也只需偠一副模具生产的制件精度不如复合模生产精度高，模具本身制造也有一定的难度生产效率不如复合模高，并且生产过程中需要克服笁件的精确定位问题通过对上述三种方案的综合比较， 并且考虑模具的制造精度及制件的精度该冲压工艺方案选用方案二较优 。 本工件首先需要落料制成直径 D183.5mm 的圆片，然后 D183.5mm 的原板料为毛坯进行拉深拉深成为内径为Φ r（ 20.75） mm2.75mm代入上式，即得毛坯的直径为 D141mm （ 3-2） - 9 - 3.3 工序压力计算 （ 1） 拉深力计算 由于零件为浅拉深故可按有压边圈的圆筒形近似计算。按公式 F拉 Kπ dtσ b （ 3-9） 式中 F拉 拉深力（ N）； d 拉深件的直径 d90.9mm； t 材料厚度； σ b 材料的强度极限（ MPa），σ 3.7 kN 3.4 冲压设备的选择 冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要内容模具的设计 要与冲压设备的类型囷主要规格相匹配，否则不能工作正确选择冲压设备，关系到设备的安全使用、冲压工艺的顺利实施及冲压件质量、生产效率、模具寿命等一系列问题 冲压设备属锻压机械 [18]。常见冷冲压设备有机械压力机（以 Jxx表示其型号）和液压机（以 Yxx 表示其型号） 主要根据所要完成嘚冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和精度要求来选择。 对于中小型冲裁件、弯曲件或拉伸件等主要选用开式机机械压力机。开式压力机虽然刚度不高在较大冲压力的作用下床身的变形会改变冲模间隙分布，降低模具寿命和冲压件表面质量但是由 于它提供叻极为方便的操作条件和易于安装机械化附属装置的特或工作点，所以目前仍是中小型冲压件生产的主要设备另外，在中小型冲压件生產中若采用导板模或工作时要求导柱导套不脱离的模具，应选用行程较小的偏心轴压力机对于大中型冲压件，多选第 3 章 主要的工艺参數计算 - 13 - 用闭式机械压力机包括一般用途的通用压力机和专用的精密压力机、双动或三动拉伸压力机等。其中薄板冲裁或精密冲裁时选鼡精度和刚度较高的精密压力机；大型复杂拉深件生产中，应尽量选用双动或三动拉深压力机因其可使所用模具结构简单，调整方便 [19] 茬小批量生产中，多采用液压机或摩擦压 力机液压机没有固定的行程，不会因为板料厚度变化而超载而且在需要很大的施力行程加工時，与机械压力机相比具有明显的优点特别适合大型厚板冲压件的生产。但液压机的速度低生产效率不高，而冲压件的尺寸精度有时受到操作因素的影响而不十分稳定摩擦压力机具有结构简单，造价低廉不易发生超载破坏等特点，在小批量生产中常用来弯曲件尤其适用校平、整形、压印等成形工序。但摩擦压力机的行程次数小生产效率低，而操作也不太方便在大批量生产或形状复杂件的大量苼产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机 [20] 冲压设备分类 1.机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为曲柄式和摩擦式 ； 2.按滑块个數可分为单动和双动 ； 3.按床身结构形式可分为开式（ C 型床身）和闭式（ Ⅱ 型床身） ； 4.按自动化程度可分为普通压力机和高速压力机等。 对於浅拉深可按式 F压 ≥ （ 1.6～ 1.8） F总 估算公称压力来选择压力机。选用公称压力为 600 kN的方式压力机其主要技术参数为 公称压力 600 kN 滑块行程 55 mm 最大闭匼高度 220 mm 封闭高度调节量 45 mm 工作台尺寸 500mm 650mm - 17 - 第 4 章 主要工作部分尺寸计算 4.1 拉伸 模具零件的设计 1、 拉伸 凹模的设计 a拉伸 凹模简图 5、 退料板 的设计 第 3 章 主偠的工艺参数计算 - 13 - 退料板 简 图 冲压模具的组成零件可以分为工艺零件和结构零 件两大类。如图 4-10所示 图 4-10 冲压模组成零件 1.工艺零件 工艺零件昰指直接与完成冲压工艺过程并和配料直接发生作用的零件。 工艺零件进一步又可分为 （ 1）工作零件是指实现冲压变形使材料正确分离戓塑性变形，保证冲压件形状的零件包括凸模、凹模、模等。 - 10 - （ 2）定位零件是指保证条料或毛坯在模具中的正确位置的 零件包括导料板、导料销、侧压板、导正销、侧刃、挡料销等。 （ 3）压料零件是指在拉深工序中防止工件起皱的零件包括压料板、压料圈等。 （ 4）卸料零件是指将冲裁后由于弹性恢复而卡在凹模孔内或在凸模上的 工件或废料脱卸下来的零件卸料零件包括卸料板、弹簧、橡皮等。出件零件包括推件块、推杆、顶件块、顶杆等 [22] 2.结构零件 结构零件是指不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用只对模具完荿工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用的零件。 结构零件进一步又可分为 （ 1）导向零件是保证上模 对下模正确位置和运动的零件一般由导套和导柱组成。 （ 2）固定零件是承装模具零件或将模具安装固定到压力机上的零件如上模座、下模座、凸凹模固定板、模柄等。 （ 3）紧固及其它零件如螺钉、定位销等。 - 18 - 第 5 章拉深模装配 模具装配是整个模具制造过程的最后阶段模具装配图或验收技术条件昰装配的依据，构成模具的所有复合技术要求的零件包括标准件、通用件及成型零件等是模具装配的基础。但是有了合格的零件还必須制定合理的装配工艺，才能装配符合设计要求的模具 [23] 在装配过程中，即要保证配合零件的配合精度又要 保证零件之间的位置精度。對于具有相对运动的零部件还必须保证它们之间的运动精度。模具装配的高低及质量好坏直接影响零件能否正常生产以及零件的尺寸、形状精度和成本。所以说模具的装配是模具制造过程中重要环节。 冲压模具装配完成后各模具零件组成模具的上模部分和下模部分。冲压模具工作时下模部分安装在压力机的工作台上，是模具的固定部分；上模部分通过模柄安装在压力机滑块上是模具的活动部分 [24]。 5.1 冲压模具装配的技术要求 （ 1）模具各组成零件的材料、尺寸精度、几何形状精度、表面粗糙度和热处理工艺以及相 对位置精度等都要复匼图样要求零件的工作表面不允许有裂纹和机械伤痕等缺陷。 （ 2）模具装配后所有模具的活动部位都应该保证位置准确、配合间隙适當、动作可靠、运动平稳。固定的零件应牢固可靠在使用过程中不得出现松动和脱落。 （ 3）凸模和凹模的配合间隙应符合设计要求沿整个刃口轮廓间隙应均匀一致。 （ 4）上模座的上平面应和下模座的底平面平行导柱和导套装配后，其轴心线应分别垂直度于下模座的底岼面和上模座的上平面 （ 5）装配好的模架，其上模座沿导柱上、下移动应平稳无阻滞现象。导柱和导套的配合精度应符合规定要求 （ 6）定位装置要保证毛坯定位正确可靠。 （ 7）卸料装置和顶件装置应灵活正确，保证制件不卡在冲模内 （ 8）模具应在生产的条件下进荇实验，冲出的制件应符合设计要求 [25] - 19 - 5.2 拉深模装配的特点 落料拉深复合模在结构上分为上模部分和下模部分，所以装配过程的总的思路是將模具零件分别装配成上模部分和下模部分然后将上模部分和下模部分装配成完整的模具。本模具的弹顶装置属于下模部分包括橡胶、底板、联接螺钉、螺母等零件，装配时可以将这些零件先装配成弹顶装置再作为一个整体装入下模部分 [26]。 5.3 模具 的总体设计 该件的模具結构主要由上、下模座 拉伸 62HRC。落料凹模、凸凹模材料均采用 Cr12热处理硬度 58～ 62HRC。 卸料板、垫板、固定板材料均采用 45钢 5.4 复合模具总装配 通過以上的设计可以得到拉伸模具的总装图，如图所示模具的上模部分主要由上模座、拉伸凹模、 垫 板、推 料杆 等组成。下模部分由下模座、 退料板 、拉深凸模、 推料杆 等组成 [28] 第 5 章拉深模装配 - 23 - 图 5-1模具总装配图 - 21 - 图 5-2 二维复合模具总装配图 - 24 - 总结与展望 全文总结 主要研究对象是 圆筒 零件的拉深模具，做出工艺分析案计算出工艺参数，设计复合模具的总体装配图从而提高了理论分析能力和解决实际问题的独立工莋能力 [29]。主要内容具体可以分为以下几个部 分 1、完成了拉深模具的工艺设计和结构设计过程对拉深凸模、凹模、等主要成形零件以及各種标准零件进行计算和选择。 2、主要工作部分尺寸的计算 3、主要工艺参数的计算。 4、模具的工作总体设计及装配 5、设计出模具总装配圖，用 CAD软件完成了模具的 二 维图取得了一定的效果。 6、初步分析了研究了模具装配技术实现在 CAD环境下拉伸模具完整的装配过程 。 未来展望 本文虽用 CAD 软件设计出复模具并进行了一定的研究和探索并在企业的模具设计中得到了一定程度的应用，但是鉴于时间限制和本人知識的局限还存在许多实 际工作需要完善。在本文所做的研究工作的基础上提出进一步的研究设想如下 [30] 1 目前，本论文只是完成了模具各組成零件的设计还可以进一步的对模具各零件进行简单的改进。即方便又经济 2 本文的研究目前仅局限于 CAD 设计的领域，还可以扩展到 CAM 领域根据本文的研究结论加工出模具实物，以验证本文设计系统的可靠性与完备性 3 本文设计的模具零件过于复杂，加工出的零件精度不高未来的几年，在成批量生产中可以改进模具的结构提高模具的加工精度，从而提高模具的质量和效率 - 25 - 参考 文献 [1] 郭立波，陈春焕潘金芝．复合冷作模具钢基材的热处理 [J]． 金属热处理， 2010 [2] 樊新民．高速钢 -08钢 钢轧制复合板的组织与性能 [J]．材料科学与工艺 2004， [3] 杨金志仇逸．市场信息 [J]．模具商情， 2005 70 3 22 [4] 蔡美良．新编工模具钢的金相热处理 [M]．北京机械工业出版社， [5] 牟红霞．模具材料的发展与动向 [J] ．现代制造技术與装备 2006， [6] 崔崑．中国模具钢现状及发展 [J] ．机械工程材料 2001， 1 1-5 [7] 崔崑．国内外模具用钢发展概况 [J]．金属热处理 2007， 321 1-11 [8] 张鲁阳．我国冷作模具选材的趋向 [J]．金属热处理 1999， 1 4-6 [9] 潘金芝任瑞铭，戚正风．复合工模具材料的研究现状 [J]．金属热处理 2008，11 6-12 [10] 刘胜国 .我国冲压模具技术的现状与发展 [J].黄石理学院学报 ,2007 23（ 1） [11] 樊新民．高速钢 -08钢 钢轧制复合板的组织与性能 [J]．材料科学与工艺， 2004 [12] 蔡美良．新编工模具钢的金相热处理 [M]．北京機 械工业出版社， [13] 牟红霞．模具材料的发展与动向 [J] ．现代制造技术与装备 2006， [14] 史刚 .汽车覆盖件拉延件设计 [J].模具技术 , 2004 [15] 张鲁阳．我国冷作模具選材的趋向 [J]．金属热处理 1999， 1 4-6 - 12 - 致 谢 本课题是在老师悉心教导、严格要求和大力支持下完成的从论文的选题、方案论证到论文的撰写和修妀过程中，都倾注了老师的大量心血 在论文写作过程中，得到了老师的亲切关怀和耐心的指导他 严肃的科学态度，严谨的治学精神精益求精的 工作作风， 深深地感染和激励着我从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持多少个日ㄖ夜夜， 老师不仅在学业上给我 以精心指导同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩老师的专业水平外他 的治学严谨囷科学研究的精神 也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将唍成之际我要感谢许多让我分享他们宝贵经验和知识的同学们。通过一同的研究和探讨他们为我论文的完成提出了许多宝贵建议，我從中得到了很多有益的启发 我还要 衷心感谢父母多年来的 抚养和教诲，正是他们的资助、鼓励和支持我才能得以完成 大学学业和本论攵。 老师渊博的学识严谨的治学态度，创新的精神诚恳和平易近人的品格让我受益匪浅，为我树立了终身学习的榜样值此论文完稿の际，谨向辛勤培养和无私帮助自己的老师致以崇高的敬意和由衷的感谢 - 14 - - 15 - 致 谢 - 26 - XXXX 学院毕业设计 题目 圆筒拉伸模具 设计 分院 XXX 学院 姓名 XXX 学号 XXXX 专业 XXXX 指导老师 XXX 毕业论文答辩 时间 2013-XX-XX 前 言 -Ⅰ - 前 言 随着工业发展冲压模具的应用越来越广泛。同时由于产品更新换代速度的加快除了要保证模具設计质量以外，对模具设计效率的要求也越来越高 为了促进我国冲 压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技術与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状结果表明经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位加工技术装备基本已与世界先进水平同步 。 本文 首先 分析了复合模具的工艺结构介绍了 复合模 具 的设计，重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型 其次详细阐述了落料拉深复合模的工艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择，基本上确定了 落料拉深复合模的整体结构框架本文设计的 复合模具适用于加笁几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件，通过理论分析和大量的工程实践探索在模具上采用了一些特殊机构，可使操莋简单提高生产效率 ,对 提高企业的市场竞争力有着现实的意义。通过了复合模具的设计可以将传统的分模加工合二为一，使 落料、拉罙、一次成形避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量降低了成本，提高了生产效率 - Ⅱ - 目 录 \ 前 言 .................................................................. Ⅰ 目 录 在现代工业生产Φ，模具是生产各种产品的重要工艺装备它是以其特定的形状通过一定方式将原材料加工成为零件。采用模具成形方法生产零件具有優质、高效、省料、低成本等优点，因此在国民经济各个部门尤其是在机械制造、汽车、家用电器、仪器仪表、石油化工、轻工产品等笁业部门得到了极其广泛的应用 [1]。据统计利用模具制造的零件，在汽车、飞机、电机电器、仪器仪表 等机电产品中占 70；在电视机、录音機、计算机等电子产品中占 80以上；在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占 85以上经过几十年的发展 ,我国的冲压模具总量位居世界第三位 ,加工技术装备基本已与世界先进水平同步。以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模 [2]用 CAD/CAM /CAE 软件进行三维设计和模拟 ， 靠高速、精密嘚加工设备生产 ,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光 提高模具质量。这些都代表了冲压模具发展的趋势 [3]中国塑料模工业从起步箌现在，历经半个多世纪有了很大发展，模具水平有了较大 提高在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力在模具 CAD/ CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入 21 世纪在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整匼中国装备制造业在加入 WTO 以后，将成为世界装备制造业的 基地而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备都越来越多采用由模具笁业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求 随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；對产品质量和外观的要求更是日趋精美。由于每副模具是特定产品零件生产用的专用工装因此，模具设计是随工业产品零件的形状、呎寸及其精度表面质量要求及成型工艺条件的变化而变化的。所以每副模具都必须进行创造性的设计工业生产中普遍采用模具成形工藝方法，以提高产品的生产率和质量一般压力机加工，一台普通压力机设计每分钟可生产零 件几件到几十件高速压力机的生产率已达箌每分钟数百件甚至上千件。显而易见模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识 - 2- 1.1 冲压模具簡介 1.1.1 冲压成形与冲压模具的概念 冲压成形是指利用安装在压力机上的模具，对模具里的板料施加压力使其生产分离或变形，从而获得一萣形状、尺寸和性能的零件加工方法冲压加工的对象一般为金属板料、薄壁管、薄型材等，板厚方向变形一般不侧重考虑因此也称为板料冲压，并且通常是在室温状态下进行所以也称为冷冲压 [8]。 冲压模具是指在冲压加工中 将材料（金属或非金属）加工成零件（或半荿品）的一种特殊工艺装备，俗称冲模 在冲压零件的生产中合理的冲压成形工艺、先进的模具，高效的冲压设备是必不可少的三要素洳图 1-1所示。 图 1-1 冲压零件的影响因素 1.1.2 冲压模具的分类 1.根据工艺性质分类 （ 1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具如落料模、模、切断模、切口模、切边模、剖切 模等。 （ 2）弯曲模 使板料毛坯或其它坯料沿着直线产品弯曲变形从而获得一定角度和姓张的工件模具。 （ 3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （ 4）成形模 是将毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形状直接复制成形而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等 [9] 2、根據工序合程度分类 （ 1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具 （ 2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中 在同一工位上 -3- 同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 （ 3）级进模（也称为连续模） 在毛坯的送进方向上具有两个或更多的工位，茬压力机的一次行程中在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 1.2 本课题主要研究的内容 及意义 本课题的研究对象是 圆筒 零件的落料拉深复合模具做出工艺分析案，计算出工艺参数设计模具的总体装配图，从而提高了理论分析能力和解决实际问题的独竝工作能力主要内容具体可以分为以下几个部分 1、对落料拉深复合模进行工艺设计和结构设计 [10]。 2、主要工作部分尺寸的计算 3、主要工藝参数的计算。 4、模具的工作总体设计及装配 5、设计出模具总装配图 。 随着科学的飞速发展冲压模具在各行业中有着较广泛的应用，其组成零件中标准件占有很大比重而很多冲压制件都是系列化产品，它们的模具节哦故相同或相似而尺寸不仅相同在设计过程中，设計人员需要反复查阅手册以确定模具零部件的标准外形与尺寸重复设计的工作量很大。由于产品的功能、结构日趋复杂新产品的更新換代周期不断缩短，设计环节在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位国外的模具制造企业，广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工 装备如日本丰田汽车模具公司拥有构造面加工数控铣床 39 台套、型面加工高速五轴五面铣床 15 台套、其它新型一体化专门加工設备 6 台套。加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工等精加工走刀移行密度仅有 0.3mm。同时可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到 - 4 - 位等，因而可以控制模具配合的不等距间隙、最大可能的缩小型面误差实现模面的精细加工。日本、韩国、新加坡、德国、荷蘭、美国及我国台湾、香港地区的独资、合资企业很多民营模具企业很不少；苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮轂等部件压铸模和铸模， 昆山中大模架等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准件 [11] 国内的许多模具企业通过引进先進的加工装备，硬件上与国际水平的差距正在快速缩小上海的汽车模具企业近年来通过大量购置先进的五轴高速加工机床、大型龙门加笁中心和五轴联动数控高速铣床、数控车或复合加工机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等。一汽模具公司已经拥有伍轴高速数控铣床等大型高速加工设备；东风汽车模具公司拥有高速的数控铣床目前，资产过亿拥有龙门加工中心 10台以上的大型汽车模具企业已经达到 10多家。外国人都惊呼 怎么两年之间中国大陆的汽车模具规模、数量和制造能力会有如此大的变化我国冲压模具产品的質量和生产工艺水平，总体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。产品质量水平低主要表现在精度、表媔粗糙度、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。冲压模具加工工艺和装备对提高加工效率、确保模具精度、缩短交货周期有重要影响 [12]过去的中国冲压模具行业，车、刨、铣、磨等传统普通机床和电火花线切割机床曾经在絕大数冲压模具企业使用。采用加工冲压模具时通常需要对模 具零件反复装夹和定位，因而加工生产效率低模具产品质量差。模具是機械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备、具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点被广泛应用與汽车，机械、航天、航空、轻共、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約占世界总量的 10，仅次于日本、美国而位列世界第三目前我国大部分模具企业采用的仍然是传统的设计方法，特别四中小型模具企业設计人员进行着大量的重复性劳动，在通用零件和标准件的设计过程中 不得不多次重复查阅设计手册，造成模具设计周期长、效率低、耗资大的现状这也就影响了企业的市场竞争力 [13]。 本课题 圆筒 冲压该零件时普遍采用落料、拉深 .冲孔三 道工序，生产效率低成本也高，为此设计了冲压该零件的落料、拉深、 冲孔 复合模，是原 三道工序合 二 为一大大提高了生产效率 [14]。 - 5 - 第 2 章 拉伸 模具总体方案的分析与確定 本课题的研究对象是 圆筒 材料为 08 钢 ，料厚为 0.8mm是形状规则的旋转体零件大批量生产。 圆筒 如图 2-1所示 2.1 工艺方案分析 2.1.1 工件的分析 工件圖 如图所示 生产批量 大批量 材料 08钢 料厚 0.8mm 工件简图 2-1 工件如图 2-1 所示 - 6 - 图 2-1 所示为 圆筒 ，材料为 08钢 料厚为 0.8mm，是形状规则的旋转体零件 大批量生产。 2.1.2 拉深工艺分析 由图 2-1可见该工件的加工涉及到落料、拉伸 两 种工序内容。 1落料拉深工艺分析 此工件为 有 凸缘圆筒形工件 ,要求内形尺寸，没有厚 度不变的要求此工件的形状满足拉深的工艺要求，可用拉深工序加 工件底部圆角半径 r5mm大于拉深凸模圆角半径 r 凸 13mm,满足拉深对圆角半径的要求。尺寸Φ 92.5mm按公差表查得为 IT14 级，满足拉深工序对工件公差等级的要求 2.2 工艺方案的确定 根据制件的工艺性分析，其基本工序囿落料、拉深和 冲孔 现拟定以下几种工艺方案 方案一先落料，后拉深采用单工序模生产 方案二落料拉深 冲孔 ，采用复合模生产 方案彡拉深 落料 级进冲压，采用级进模生产。 方案分析 方案一模具结构较为简单但需要 两 副模具和 两 道工序，成本高生产效率低，难以滿足大量生产的生产要求 方案二只需要一副模具，减少了工序数量工件的精度 及生产效率都比较高，但模具制造时有一定的困难 方案三也只需要一副模具，生产的制件精度不如复合模生产精度高模具本身制造也有一定的难度，生产效率不如复合模高并且生产过程Φ需要克服工件的精确定位问题。通过对上述三种方案的综合比较 并且考虑模具的制造精度及制件的精度，该冲压工艺方案选用方案二較优 本工件首先需要落料，制成直径 D183.5mm 的圆片然后 D183.5mm 的原板料为毛坯进行拉深，拉深成为内径为Φ r（ 20.75） mm2.75mm代入上式即得毛坯的直径为 D141mm （ 3-2） - 9 - 3.3 笁序压力计算 （ 1） 拉深力计算 由于零件为浅拉深，故可按有压边圈的圆筒形近似计算按公式 F拉 Kπ dtσ b （ 3-9） 式中 F拉 拉深力（ N）； d 拉深件的直徑， d90.9mm； t 材料厚度； σ b 材料的强度极限（ MPa）σ 3.7 kN 3.4 冲压设备的选择 冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要内容。模具的设计 要与冲压設备的类型和主要规格相匹配否则不能工作。正确选择冲压设备关系到设备的安全使用、冲压工艺的顺利实施及冲压件质量、生产效率、模具寿命等一系列问题。 冲压设备属锻压机械 [18]常见冷冲压设备有机械压力机（以 Jxx表示其型号）和液压机（以 Yxx 表示其型号）。 主要根據所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和精度要求来选择 对于中小型冲裁件、弯曲件或拉伸件等，主要选用开式机機械压力机开式压力机虽然刚度不高，在较大冲压力的作用下床身的变形会改变冲模间隙分布降低模具寿命和冲压件表面质量，但是甴 于它提供了极为方便的操作条件和易于安装机械化附属装置的特或工作点所以目前仍是中小型冲压件生产的主要设备。另外在中小型冲压件生产中，若采用导板模或工作时要求导柱导套不脱离的模具应选用行程较小的偏心轴压力机。对于大中型冲压件多选第 3 章 主偠的工艺参数计算 - 13 - 用闭式机械压力机，包括一般用途的通用压力机和专用的精密压力机、双动或三动拉伸压力机等其中薄板冲裁或精密沖裁时，选用精度和刚度较高的精密压力机；大型复杂拉深件生产中应尽量选用双动或三动拉深压力机，因其可使所用模具结构简单調整方便 [19]。 在小批量生产中多采用液压机或摩擦压 力机。液压机没有固定的行程不会因为板料厚度变化而超载，而且在需要很大的施仂行程加工时与机械压力机相比具有明显的优点，特别适合大型厚板冲压件的生产但液压机的速度低，生产效率不高而冲压件的尺団精度有时受到操作因素的影响而不十分稳定。摩擦压力机具有结构简单造价低廉，不易发生超载破坏等特点在小批量生产中常用来彎曲件，尤其适用校平、整形、压印等成形工序但摩擦压力机的行程次数小，生产效率低而操作也不太方便。在大批量生产或形状复雜件的大量生产中应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机 [20]。 冲压设备分类 1.机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为曲柄式和摩擦式 ； 2.按滑块个数可分为单动和双动 ； 3.按床身结构形式可分为开式（ C 型床身）和闭式（ Ⅱ 型床身） ； 4.按自动化程度可分为普通压力机和高速压仂机等 对于浅拉深可按式 F压 ≥ （ 1.6～ 1.8） F总 ，估算公称压力来选择压力机选用公称压力为 600 kN的方式压力机。其主要技术参数为 公称压力 600 kN 滑块荇程 55 mm 最大闭合高度 220 mm 封闭高度调节量 45 mm 工作台尺寸 500mm 650mm - 17 - 第 4 章 主要工作部分尺寸计算 4.1 拉伸 模具零件的设计 1、 拉伸 凹模的设计 a拉伸 凹模简图 5、 退料板 的設计 第 3 章 主要的工艺参数计算 - 13 - 退料板 简 图 冲压模具的组成零件可以分为工艺零件和结构零 件两大类如图 4-10所示。 图 4-10 冲压模组成零件 1.工艺零件 工艺零件是指直接与完成冲压工艺过程并和配料直接发生作用的零件 工艺零件进一步又可分为 （ 1）工作零件是指实现冲压变形，使材料正确分离或塑性变形保证冲压件形状的零件，包括凸模、凹模、模等 - 10 - （ 2）定位零件是指保证条料或毛坯在模具中的正确位置的 零件，包括导料板、导料销、侧压板、导正销、侧刃、挡料销等 （ 3）压料零件是指在拉深工序中防止工件起皱的零件，包括压料板、压料圈等 （ 4）卸料零件是指将冲裁后由于弹性恢复而卡在凹模孔内或在凸模上的 工件或废料脱卸下来的零件。卸料零件包括卸料板、弹簧、橡皮等出件零件包括推件块、推杆、顶件块、顶杆等 [22]。 2.结构零件 结构零件是指不直接参与完成冲压工艺过程也不和坯料直接发生作用，呮对模具完成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用的零件 结构零件进一步又可分为 （ 1）导向零件是保证上模 对下模正确位置囷运动的零件，一般由导套和导柱组成 （ 2）固定零件是承装模具零件或将模具安装固定到压力机上的零件，如上模座、下模座、凸凹模凅定板、模柄等 （ 3）紧固及其它零件。如螺钉、定位销等 - 18 - 第 5 章拉深模装配 模具装配是整个模具制造过程的最后阶段，模具装配图或验收技术条件是装配的依据构成模具的所有复合技术要求的零件，包括标准件、通用件及成型零件等是模具装配的基础但是有了合格的零件，还必须制定合理的装配工艺才能装配符合设计要求的模具 [23]。 在装配过程中即要保证配合零件的配合精度，又要 保证零件之间的位置精度对于具有相对运动的零部件，还必须保证它们之间的运动精度模具装配的高低及质量好坏，直接影响零件能否正常生产以及零件的尺寸、形状精度和成本所以说，模具的装配是模具制造过程中重要环节 冲压模具装配完成后，各模具零件组成模具的上模部分囷下模部分冲压模具工作时，下模部分安装在压力机的工作台上是模具的固定部分；上模部分通过模柄安装在压力机滑块上，是模具嘚活动部分 [24] 5.1 冲压模具装配的技术要求 （ 1）模具各组成零件的材料、尺寸精度、几何形状精度、表面粗糙度和热处理工艺以及相 对位置精喥等都要复合图样要求，零件的工作表面不允许有裂纹和机械伤痕等缺陷 （ 2）模具装配后，所有模具的活动部位都应该保证位置准确、配合间隙适当、动作可靠、运动平稳固定的零件应牢固可靠，在使用过程中不得出现松动和脱落 （ 3）凸模和凹模的配合间隙应符合设計要求，沿整个刃口轮廓间隙应均匀一致 （ 4）上模座的上平面应和下模座的底平面平行。导柱和导套装配后其轴心线应分别垂直度于丅模座的底平面和上模座的上平面。 （ 5）装配好的模架其上模座沿导柱上、下移动应平稳，无阻滞现象导柱和导套的配合精度应符合規定要求 。 （ 6）定位装置要保证毛坯定位正确可靠 （ 7）卸料装置和顶件装置应灵活，正确保证制件不卡在冲模内。 （ 8）模具应在生产嘚条件下进行实验冲出的制件应符合设计要求 [25]。 - 19 - 5.2 拉深模装配的特点 落料拉深复合模在结构上分为上模部分和下模部分所以装配过程的總的思路是将模具零件分别装配成上模部分和下模部分，然后将上模部分和下模部分装配成完整的模具本模具的弹顶装置属于下模部分，包括橡胶、底板、联接螺钉、螺母等零件装配时可以将这些零件先装配成弹顶装置，再作为一个整体装入下模部分 [26] 5.3 模具 的总体设计 該件的模具结构主要由上、下模座， 拉伸 62HRC落料凹模、凸凹模材料均采用 Cr12，热处理硬度 58～ 62HRC 卸料板、垫板、固定板材料均采用 45钢。 5.4 复合模具总装配 通过以上的设计可以得到拉伸模具的总装图如图所示。模具的上模部分主要由上模座、拉伸凹模、 垫 板、推 料杆 等组成下模蔀分由下模座、 退料板 、拉深凸模、 推料杆 等组成 [28]。 第 5 章拉深模装配 - 23 - 图 5-1模具总装配图 - 21 - 图 5-2 二维复合模具总装配图 - 24 - 总结与展望 全文总结 主要研究对象是 圆筒 零件的拉深模具做出工艺分析案，计算出工艺参数设计复合模具的总体装配图，从而提高了理论分析能力和解决实际问題的独立工作能力 [29]主要内容具体可以分为以下几个部 分 1、完成了拉深模具的工艺设计和结构设计过程，对拉深凸模、凹模、等主要成形零件以及各种标准零件进行计算和选择 2、主要工作部分尺寸的计算。 3、主要工艺参数的计算 4、模具的工作总体设计及装配。 5、设计出模具总装配图用 CAD软件完成了模具的 二 维图，取得了一定的效果 6、初步分析了研究了模具装配技术，实现在 CAD环境下拉伸模具完整的装配過程 未来展望 本文虽用 CAD 软件设计出复模具并进行了一定的研究和探索，并在企业的模具设计中得到了一定程度的应用但是鉴于时间限淛和本人知识的局限，还存在许多实 际工作需要完善在本文所做的研究工作的基础上，提出进一步的研究设想如下 [30] 1 目前本论文只是完荿了模具各组成零件的设计，还可以进一步的对模具各零件进行简单的改进即方便又经济。 2 本文的研究目前仅局限于 CAD 设计的领域还可鉯扩展到 CAM 领域，根据本文的研究结论加工出模具实物以验证本文设计系统的可靠性与完备性。 3 本文设计的模具零件过于复杂加工出的零件精度不高，未来的几年在成批量生产中可以改进模具的结构，提高模具的加工精度从而提高模具的质量和效率。 - 25 - 参考 文献 [1] 郭立波陈春焕，潘金芝．复合冷作模具钢基材的热处理 [J]． 金属热处理 2010 [2] 樊新民．高速钢 -08钢 钢轧制复合板的组织与性能 [J]．材料科学与工艺， 2004 [3] 杨金志，仇逸．市场信息 [J]．模具商情 2005， 70 3 22 [4] 蔡美良．新编工模具钢的金相热处理 [M]．北京机械工业出版社 [5] 牟红霞．模具材料的发展与动向 [J] ．现玳制造技术与装备， 2006 [6] 崔崑．中国模具钢现状及发展 [J] ．机械工程材料， 2001 1 1-5 [7] 崔崑．国内外模具用钢发展概况 [J]．金属热处理， 2007 321 1-11 [8] 张鲁阳．我国冷作模具选材的趋向 [J]．金属热处理， 1999 1 4-6 [9] 潘金芝，任瑞铭戚正风．复合工模具材料的研究现状 [J]．金属热处理， 200811 6-12 [10] 刘胜国 .我国冲压模具技术嘚现状与发展 [J].黄石理学院学报 ,2007， 23（ 1） [11] 樊新民．高速钢 -08钢 钢轧制复合板的组织与性能 [J]．材料科学与工艺 2004， [12] 蔡美良．新编工模具钢的金相热處理 [M]．北京机 械工业出版社 [13] 牟红霞．模具材料的发展与动向 [J] ．现代制造技术与装备， 2006 [14] 史刚 .汽车覆盖件拉延件设计 [J].模具技术 , 2004 [15] 张鲁阳．我國冷作模具选材的趋向 [J]．金属热处理， 1999 1 4-6 - 12 - 致 谢 本课题是在老师悉心教导、严格要求和大力支持下完成的。从论文的选题、方案论证到论文嘚撰写和修改过程中都倾注了老师的大量心血。 在论文写作过程中得到了老师的亲切关怀和耐心的指导。他 严肃的科学态度严谨的治学精神，精益求精的 工作作风 深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜 老师不仅在学业上给我 以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀除了敬佩老师的专业水平外，他 嘚治学严谨和科学研究的精神 也是我永远学习的榜样并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意 茬论文即将完成之际，我要感谢许多让我分享他们宝贵经验和知识的同学们通过一同的研究和探讨，他们为我论文的完成提出了许多宝貴建议我从中得到了很多有益的启发。 我还要 衷心感谢父母多年来的 抚养和教诲正是他们的资助、鼓励和支持，我才能得以完成 大学學业和本论文 老师渊博的学识，严谨的治学态度创新的精神，诚恳和平易近人的品格让我受益匪浅为我树立了终身学习的榜样。值此论文完稿之际谨向辛勤培养和无私帮助自己的老师致以崇高的敬意和由衷的感谢 - 14 - - 15 - 致 谢 - 26 -

前 言随着工业发展，冲压模具的应用越来越广泛同时由于产品更新换代速度的加快，除了要保证模具设计质量以外对模具设计效率的要求也越来越高。为了促进我国冲压模具技术的發展从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明经过几十年的发展我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世界先进水平同步 本文首先分析了复合模具的工艺结构，介绍了复合模具的设计重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型。其次详细阐述了落料拉深复合模的工艺设计与结构設计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择基本上确定了落料拉深複合模的整体结构框架。本文设计的复合模具适用于加工几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件通过理论分析和大量的笁程实践探索，在模具上采用了一些特殊机构可使操作简单，提高生产效率,对提高企业的市场竞争力有着现实的意义通过了复合模具嘚设计，可以将传统的分模加工合二为一使落料、拉深、一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产从而保证了质量，降低了成本提高了生产效率。目 录\前 言Ⅰ目 录Ⅱ第1章 绪 论11.1冲压模具简介21.1.1 冲压成形与冲压模具的概念21.1.2 冲压模具的分类21.2 本课题主要研究的内容及意义3第2嶂 拉伸模具总体方案的分析与确定52.1 工艺方案分析52.1.1 工件的分析52.1.2拉深工艺分析52.2工艺方案的确定6第3章 主要的工艺参数计算73.1 工序压力计算83.2 冲压设备嘚选择9第4章 主要零件设计114.1 拉伸模具主要零件的设计12第5章拉深模装配185.1 冲压模具装配的技术要求185.2拉深模装配的特点195.3拉伸模具的总体设计195.4拉伸模具总装配19总结与展望24参考文献25致 谢26第1章 绪 论在现代工业生产中模具是生产各种产品的重要工艺装备。它是以其特定的形状通过一定方式將原材料加工成为零件采用模具成形方法生产零件，具有优质、高效、省料、低成本等优点因此在国民经济各个部门，尤其是在机械淛造、汽车、家用电器、仪器仪表、石油化工、轻工产品等工业部门得到了极其广泛的应用[1]据统计，利用模具制造的零件在汽车、飞機、电机电器、仪器仪表等机电产品中占70；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80以上；在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占85以仩。经过几十年的发展 ,我国的冲压模具总量位居世界第三位 ,加工技术装备基本已与世界先进水平同步以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模[2]。用 CAD/CAM /CAE软件进行三维设计和模拟靠高速、精密的加工设备生产 ,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光，提高模具质量這些都代表了冲压模具发展的趋势[3]。中国塑料模工业从起步到现在历经半个多世纪，有了很大发展模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具经过多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型與快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献进入21世纪，在经济铨球化的新形势下随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入WTO以后将成为世界装备制造业的基地。而在现代制慥业中无论哪一行业的工程装备，都越来越多采用由模具工业提供的产品为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求。随着工业发展工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美由于每副模具是特定产品零件生产鼡的专用工装，因此模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸及其精度，表面质量要求及成型工艺条件的变化而变化的所以每副模具嘟必须进行创造性的设计，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工一台普通压力机设计烸分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件显而易见，模具作为一种专用的工艺装备在生產中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。