湖南工學院（籌）畢業(yè)設計（論文）任務書題 目 電閥罩殼落料拉深模設計 起 止 時 間 學 生 姓 名 專 業(yè) 班 級 學 號 指 導 老 師 湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 前 言 此設計為一個電阻罩殼的設計，采用的是沖壓模中的落料拉深復合模，其中包括的零件有:（標準件除外）、上模座、下模座、模柄、墊板、推板、凸模、凸凹模、固定斜料板、凹模、壓邊圈、墊塊。在設計該課題時，首先對該模具進行了審核和研究，主要包括以下方面：工作原理的分析，工藝路線的分析，及工藝參數(shù)的分析，然后再著手做以下工作，包括：工藝方案的選擇，工藝參數(shù)的確定，設備的選擇，及模具零件的選用、設計、計算等. 共 28 頁 第 1 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明目 錄一、 設計任務書-4二、 設計任務及產品圖-5三、 工藝分析-6四、 工藝方案的選擇-7五、 工作原理-9六、 工藝參數(shù)的計算-11 1、毛坯尺寸的確定-11 2、排樣方式及材料的利用率-15 3、搭邊值的確定-16七、沖壓設備的選擇-17八、落料、拉深先后的確定-19九、模具零件的選用設計及計算-20 1、凹模的設計-20 2、拉深凸模的設計-23 3、凸凹模的設計-26 4、斜料的設計-27 5、拉桿的長度-28 共 28 頁 第 2 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明6、壓邊裝置的設計-28 7、頂桿的長度-29 8、橡皮墊的設計-29 9、模座的選擇-32 十、參考資料-33 十一、總結-34 共 28 頁 第 3 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明一 設計任務書1、罩殼零件圖；2、落料拉深復合模裝配圖；3、全體模具零件圖；4、設計說明書；5、AUTOCAD繪圖多張（其中包括裝配圖一張，零件圖多張，總裝配圖用A1圖紙打印，零件圖用A4圖紙打印。） 共 26 頁 第 4 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 二、設計任務及產品圖1、設計任務 要求利用條料制成罩殼，工件材料為08號鋼，厚度1.2mm，大批量生產，擬定工藝方案設計罩殼的模具。2、產品圖如下 共 28 頁 第 5 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明三、工藝分析 該產品的基本工序為落料、沖孔、底部有兩孔，它對零件尺寸公差無特殊要求，選用IT12級，利用普通加工方式可達到圖樣要求。 工藝毛坯的極限偏差 凹模偏差 凸模偏差58 -0.020 +0.03088 -0.025 +0.025 共 28 頁 第 6頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 四、工藝方案的選擇 完成罩殼的設計，需要的基本工序有：1、 落料拉深2、 沖6的孔1個3、 切邊4、 翻邊 工藝方案1、 落料拉深2、 切邊3、 沖6的孔1個4、 翻邊 該零件采用三副模具即可成形：1、 落料拉深復合模2、 切邊3、 沖孔翻邊模這里采用的是落料拉深復合模。 共 28 頁 第 7頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明工作原理首先由壓力機帶動模柄，模柄再帶動上模座下行，上模座帶著凸凹模下行，凸凹模與落料凹模完成落料的動作，凸凹模繼續(xù)下行，拉深凹將條料拉入凸凹模，完成拉深動作過程，再由頂桿帶動壓邊圈拉制件頂出。 共 28 頁 第 8 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明工藝計算1、尺寸的確定已知b1=88 b=58 t=1.2 r底=6 r1=3.8 r2=7.3 h0=28 r1/b=3.8/58=0.066 h0/b=28/58=0.483由圖472查得該件屬 區(qū)的低矩形件，又根據t/bx100=1.2/58x100=2.172 ，可按表433所得的第一種方法計算。1） 選取修邊余量h，確定矩形件的計算高度。當h0/r1=28/3.8=7.368h=0.5h0/r1=0.5x7.368=3.684(mm)h=h0+h=28+3.684=31.684(mm)2） 假想毛坯尺寸直徑。D=1.13 =112.418mm 共 28頁 第 9頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 3） 毛坯長度 r=D+(b1-b)=112.418+(88-58)=142.418(mm)4） 毛坯寬度K=D-(b-2r1)+【b-2x（h-0.43xr底）】（b1-b）/（b1-2r）=112.418x(58-2x3.8)+【58+2x（31.684-0.43X6）】（88-58）/（88-2x3.8） =113.832mm5） 毛坯直徑 R=0.5K=0.5x113.832=56.916(mm) 圓整毛坯直徑為11.25mm。毛坯長度為142.5mm,毛坯寬度為114mm。毛坯半徑為57mm。 湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明6） 毛坯尺寸如下圖示： 由h0/b=28/58=0.483<0.70.8這屬于低盒件拉深。 M=r/R=3.8/57=0.067毛坯相對厚度t/bx100=1.2/58x100=2.1查表相4-27得m1=0.050m>m1 所以屬于一次拉深成形。 共 28 頁 第11 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明2、確定排樣方式和計算材料利用率。上圖的毛坯形狀和尺寸較大，為便于手工送料，選用單排沖壓，有兩種排樣方式如圖示。 經過分析計算：（a）的排樣方式，材料利用率最高。 共 28 頁 第12頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 3、搭邊值的確定由于工藝所采用的送料方式為手工送料，且為非圖形，查表2-17得 a=2.5mm a1=2mm4、沖壓設備的選擇由于本套模具為落料拉伸模，計算參數(shù)如下：1） 落料力 F落=1.3Lz 將t=1.2mm及08鋼材料的搞剪強度=260Mpa代入上式，得F落=1.3x(2xx57+30x2)x260 =122849.99N2） 推件力 F推=nF落k1 n=1,k1查表2-10得k1=0.035代入得：F推=1x122849.99x0.035 =4299.750NF總=F落+F推=127149.74N根據壓力，可選用160的開式雙柱可傾壓力機。 共 28 頁 第 13頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明根據資料得其主要參數(shù)及大小如下：最大沖壓力 160KN滑塊行程 70mm滑塊行程次數(shù) 120次/min最大封閉高度 220mm封閉高度調節(jié)量 45mm工作臺尺寸 300mmx450mm模柄尺寸 直徑40x605、落料拉深先后的確定F0=127149.7 4拉深力F拉=(2b1+2b-1.72r)tbk4查表4-23得k4=0.7b=420Mpa代入公式得F拉=(2x88+2x58-1.72x6)x1.2x420x0.7 =104376.704所以F總>F拉所以本復合模為先沖裁后拉深 共 28 頁 第 15 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明模具結構設計1凹模的設計1） 模的材料選Cr12，凹模是在強壓連續(xù)使用和有很大沖壓力的條件下工作臺的，且伴有溫度的升高，工作條件惡劣，要求凹模材料有好的耐磨性，耐沖擊性，淬透性和切耐性。2） 凹模的硬度要求較高，一般應進行淬為熱處理，使其硬度達到期HRC58-62。3） 凹模設計的結構如下圖所示： 共 28 頁 第 16 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 4）刃口尺寸的確定由表尺寸2-23表得 Zmax=0.180 Zmin=0.126 Zmax-Zmin=0.180-0.126=0.054根據表2-32表得 A凹=（A-x）+0凹根據表2-30得 x=0.75 =0.4則： A凹1=（58-0.75x0.4） 0+0.030=57.70+0.030 A凹2=（88-0.75x0.4）+00.035=87.70+0.035 共28 頁 第 17頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明5）、強度的校核凹模強度校核主要是栓查高度h，因為凹模下面的模座或墊板一的洞口較凹模洞口大，合凹模工作時彎曲，若凹高度不夠便會產生彎曲變形，以致?lián)p壞。查表2-45得彎=1.5F/h2【彎】h最小=凹模厚度 H=K6 查表2-24得K=0 .2H=142.5x0.2=28.5mm考慮到工件及凸凹模的影響取取H=0.32mm【彎】=490Mpa彎=1.5X122849.99/322=179.956Mpa<【彎】 經校核，凹模強度足夠。 共 28 頁 第 18 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明2、凸模的設計1） 凸模的材料為Cr12mov2） 凸模硬度要求低于凹模硬度，但其硬度還是較高的，要經過回火的熱處理方法，使其硬度達到HRC56-60。 該凸模為拉深模具，且凸模的長度，寬度應根據拉深件具體結構確定。3） 圓角半徑 rprd=8trp=（0.61）rd4） 所以該凸模圓角半徑rp為rp=0.6x8t =0.6x8x1.2 =6mm5) 凸模刃口的尺寸B凸=（B-X-Z）0-P查表2-30得x=0.75 =0.4 Z=（1.01.1）tB凸1=（58-0.75x0.4-1.2x2）0-0.020B凸2=（88-0.75x0.4-1.2x2）0-0.025=85.30-0.025 共 28 頁 第 19頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明6) 拉深凸模出氣口的尺寸查表4-35得：通孔直徑 d=6.5mm 7) 凸模強度校核p=F/A【p】沖裁時，凸模承受的壓力，必須小于凸模材料強度允許的壓應力【p】p=F/A122849.99/55.3x85.3=260Mpap【p】=9801569所以凸模強度足夠。 共 28頁 第 20 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明3凸凹模具的設計1） 材料選用Cr12。2） 熱處理硬度達到HRC58-62，尾部回火HRC40-45。3） 凸凹模的尺寸如圖所示：凸凹模的最小壁厚一般由經驗數(shù)據確定，倒裝復合凸凹模最小壁厚：對于黑色金屬和硬材料約為工件的料厚的1.5倍，但不小于0.7mm；對于有色金屬用軟材料約等于工件壁厚，但不小于0.5mm正裝復合模凸凹模的最小可參考表2-27 t=1.2 最小壁厚 3.2 最小直徑 18 共 28頁 第21 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明4、卸料板的設計1） 材料為45號鋼。2） 裝置形式如下圖所示。 5、打桿的長度 考慮到墊板的高度是10mm，推板的高度是12mm，模柄的尺寸是40 x100。螺母的寬度為8mm。且需2個螺母，還需留一定的余量。所以打桿的長度L=10+12+100+2x8+10=148mm 共 28頁 第 22 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明6、壓邊裝置的設計 在拉深過程中，壓邊圈的作用是用來防止工件邊壁或凸緣起皺的。隨著拉深增加還需要減少的壓邊力應減少。t/D=1.2/112.418=1.1% m1=0.050查表4-11 t/D<1.5% m10.60應采用壓邊圈裝置。壓邊力Fy=AP查表4-27得P=2.5-3MPa根據設計時壓邊圈的面積為：A=R2+30x114=x572+3420=13627(mm2)Fy=22.5x13627=34067.5N一般情況下采用彈簧墊或橡皮墊，本設計選擇橡皮墊。采用平面壓邊圈，一般拉深模中采用平面壓邊圈。 共 28 頁 第 23頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明7、頂桿的長度 頂桿的長度取決于工件的高度，在保證制件頂出的情況下，頂桿的長度為：L=32+45+10=87mm取L=90mm8、橡皮墊的設計1）、選用的原則為保證橡皮不致于過早失去彈性損壞，其允許最大壓縮量應不超過其自由高度的45%一般取h總=（0.35-0.45）h自由 故工作行程 h工作= h總- h預=（0.25-0.30）h自由2)橡皮高度 h自由=h工作/0.25-0.30 共28 頁 第 24 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 3)橡皮的結構形式如下圖： D=132mm 共 28 頁 第 25 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明根據工件的厚度1.2mm，拉深時凸模進入凸凹模深度為35mm，考慮模具維修時刃磨留量2mm，則總的工作行程。H工作=1.2+35+2=38.2mmH自由=38.2/0.25-0.30=127.3152.8mm 取自由高度為150h預期=(10%15%)h自由 =1522.5mm 取h預=22mm模具中橡皮高度為128mm 共 28 頁 第 26 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明9、模具的選擇 根據制件的毛坯尺寸可選凹模周界為250mm，B為125mm，H為160220mm，的后側導柱模深 根據模架可知上模座 250X125X40 GB2855.5-81下模座 250X125X45 GB2855.6-81導柱 28X150 GB2861.1-81導套 28X100X38 GB2861.6-81 共 28 頁 第 27 頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明參考資料1、 肖景容 姜奎華編的沖壓工藝學北京：機械加工出版社會性 1999。2王孝培主編沖壓手冊第二版 北京 機械工業(yè)出版社。3王芳主編冷沖壓模具設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社。 共28 頁 第 27頁湖南工學院畢業(yè)設計計 算 內 容說 明 總 結畢業(yè)設計是每位大學生畢業(yè)之前必經之路， 經過了此次畢業(yè)設計，我初步了解了設計模具的各道工序，清楚了模具的各個結構，了解了各個設計過程中的重要環(huán)節(jié)，具備了一定的設計能力，學到了真正的實踐知識，但這還不夠，在以后的工作中，還要繼續(xù)努力的為中國的模具設計與制造水平上升而努力。這次畢業(yè)設計可以說是大學三年所學之結晶，在此，我真誠的感謝老師們三年來對我的教誨。 覃 玉 萍 2006年5月28日 共 28 頁 第 28 頁