1、1 序言目錄21.1 中國模具行業的發展現狀.2.1.2 中國模具行業的發展前景.2.1.3 本模具設計的目的和意義.3.2沖壓件的工藝分析4.2.1 零件的加工說明.4.2.2 零件的加工工藝分析.4.3 毛坯的尺寸計算5.3.1 鉆孔工序的設計.5.3.2 彎曲工序的設計.5.3.3 拉深和第二次落料工序的設計.6.4毛坯的下料方式，排樣設計及材料利用率計算.6.4.1 下料方式和排樣設計.6.4.2 材料的利用率7.5 拉深工序的工藝設計7.5.1 零件的拉深次數.7.5.2 拉深模的壓料裝置和壓料力的計算.9.1.05.3 拉深力和落料力的計算5.4 壓力中心的確定及壓力機的選擇1.

2、01.16第三次拉深的拉深模的設計計算6.1 拉深模工作部件的設計1.16.2 壓料機構和定位機構1.36.3 推出機構1.3.6.4 下模固定的其他機構.1.46.5 上模固定的其他機構1.46.6 模架部分的選擇1.47 壓力機的技術參數校核.1.5.8模具工作原理與使用注意事項1.68.1 模具的裝配圖1.6.8.2 模具的工作原理1.78.3 模具使用時的注意事項1.89.參考文獻1871序言1.1中國模具行業的發展現狀模具是工業生產的基礎工藝裝備， 被稱為“工業之母”。75%的粗加工工業 產品零件、50%的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。 作 為國民經濟的基礎行業

3、，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材 等各個行業，應用范圍十分廣泛。近10年來，我國模具行業一直以每年15%的增長速度快速發展。十五期間, 我國模具行業年增長速度達到 20%。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25%，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據海關統計，2005年模具出口 7. 4億美元，同比增長50%以上；模具產品結構更趨 高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30%。目前，國內約有模具生產廠商3萬余家，從業人員有80多萬人，全年模具產值達534億元人民幣。涌現 出一批模具行業領頭羊，如在汽車覆蓋件領域的一汽模具，輪胎領域的巨輪模具

4、, 塑料模具領域的海爾，模塊標準件領域的圣都等；不少地方出臺了扶持當地模具 行業發展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業園區，改善 發展環境，完善模具生產的配套體系。中國經濟的高速發展對模具行業提出了越 來越高的要求，也為其發展提供了巨大了的動力。目前我國模具生產總量雖然已位居世界第三，但設計制造水平在總體上要比 德、美等國家落后許多，也比韓國、新加坡等國落后而且國內模具市場過早陷入 了價格戰的誤區，還缺乏自主創新的能力，尤其缺乏誠信可靠的市場體系。 據報 道，約有65%的歐洲客戶認為中國模具價格雖低但質量存在問題。1.2中國模具行業的發展前景中國廉價勞動力成本的優勢和整體經濟

5、持續快速發展的良好勢頭，給中國模 具行業帶來了美好的發展前景，預計到 2018年，中國將一躍成為全球最大的模具制造業基地之一。多年來年模具產業不斷進步，促使我國涌現出一大批龍頭企業，如汽車覆蓋 件模具有“四大家”，模具行業已有100多家企業被授予“中國重點骨干模具企 業”稱號；在產業布局上，我國模具業正在從較發達的珠三角、長三角地區向內地和北方擴展，出現了一些新的模具生產較集中的地區。更為重要的是， 我國模具產業不僅規模龐大， 而且檔次也越來越豐富， 大型、 精密、復雜、長壽命模具為代表的高水平模具比例達到了 35%以上。國際模協秘書長羅百輝表示， 目前我國模具工業的總體水平依然落后于國際先進

6、水平， 模具產出依然滿足不了模具市場需求，國產模具對市場的滿足率不到80%，尤其是模具技術含量高的中高檔模具，滿足率不到 60%.我國模具產業就要大力發展先進的科學技術， 擴寬技術的適用范圍， 及時的將先進的技術轉化為模具生產力， 適應我國日益增長的模具需求市場，促進我國經濟的快速發展與增長。然而隨著時代的發展，傳統產業需要與時俱進，進行產業轉型謀求新發展， 沒有落后的產業， 只有落后的生產方式。 五金模具企業應增強創新意識， 培養組 建專業研發團隊，大力發展高端產品的研發技術，早日實現高端產品國產化 ; 優 化產業結構，推動產業升級 ;發展產業集群，增強行業群體競爭優勢 ;穩固國內市場，積極

7、開拓國外市場。五金模具行業發展日漸成熟的今天， 如何使行業擁有可持續的生產力和競爭 力，是行業發展、企業生存所必須思考的問題。在激烈的國內外市場競爭中，五 金模具行業應該保持自身優勢， 不斷突破發展瓶頸， 從而把握住市場的話語權和 主動權，實現可持續發展。1.3 本模具設計的目的和意義沖壓模具在實際工業生產中應用廣泛。 隨著當今科技的發展， 工業生產中模 具的使用已經越來越引起人們的重視， 而被大量應用到工業生產中來。 沖壓模具 的自動送料技術也投入到實際的生產中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經濟價值。本模具是為了加工焊片底部的圓筒而設計的， 該零

8、件的底部圓筒的沖制是個 關鍵問題， 因此在設計模具時既要保證底部圓筒的精度， 又必須考慮提高生產效 率和操作安全。 本模具的設計具有非常重要的現實意義， 因為他大大提高了生產 的效率和提高了產品的質量， 從而起到縮短周期， 降低成本， 增加經濟效益的目 的。2沖壓件的工藝分析2.1零件的加工說明生產批量：大批量；材料：黃銅帶H68;材料厚度：t 0.5mm;制件精度：按上圖所示的公差制造，而未注公差尺寸按IT14級精度制造） 2.2零件的加工工藝分析加工該零件最為主要的就是加工零件底部的圓筒，由于該部位的孔是通孔, 所以可以是拉深后鉆孔，也可以是拉深后翻邊。假設是后面方案，則有：（經查資料的，

9、黃銅H68的翻邊系數為K 0.68。）翻邊后孔中徑：D 3.5 0.5mm 3mm ；取翻邊與工件平面的圓角半徑：r 1 1.5t 1.75mm ;即2r D ;也就是說該部位只能是拉深后鉆孔。所以該零件的基本加工工藝路線有三種，分別為: 第一次落料一一拉深、第二次落料和沖孔一一鉆孔一一彎曲 第一次落料一一彎曲一一拉深、第二次落料和沖孔一一鉆孔; 第一次落料一一拉深、第二次落料和沖孔一一彎曲一一鉆孔。如果彎曲工序在拉深工藝之前時，彎曲出來的兩邊的垂直度可能會受拉深工 序的影響；同時，鉆孔后再彎曲的話，彎曲時，圓筒壁可能會被出現裂縫。因此 選擇第條工藝路線。該工藝路線需要四個模具，分別是沖孔和落

10、料的級進模, 拉深和第二次落料的復合模、彎曲和鉆孔的復合模；工件的精度及生產效率都較 高，工件精度也能滿足要求，操作方便，成本較低。3毛坯的尺寸計算按照反方向路線設計計算，可得到 毛坯圖。3.1鉆孔工序的設計如圖2所示，此時零件應該加工通孔，其加工直徑為 d；mm。則有：d 3.5mm 2t 2.5mm；即卩 d 2.500.3所以，此工序的鉆孔直徑為d 2.5 00.3m m；由如題法則得，鉆孔直徑為d 2.2mm，以中心軸線為參照。3.2彎曲工序的設計根據圖1和圖2所示，彎曲前的零件圖的縱向長度:L 2 (124oo.30.5)(80.450.5)0.6 0.5mm23.8 O.Ofmm。

11、3.3拉深和第二次落料工序的設計此處拉深為有凸緣圓筒拉深，由圖1可知，該工序的凸緣的最小相對直徑50min(dt/d) m0空)1.42 1.5 ;查得該工序工件的修邊余量為 1.6mm。3 0.3由圖 2 得：R 1.25mm ； r 0.75mm； d1 1.5mm ； d2 3mm ； d3 5.5mm ；h 2mm。由圖 1 得：d423.8mm 1.6mm25.4mm ； d4' 5mm 1.6mm 6.6mm。所以拉深前工件的最大直徑為:D max Jd：6.28rd1 8r2 4hd26.28Rd24.56R2 d： d；26.14mm；故取最長邊D 26.2mm。所以拉

12、深前工件的最小直徑為:Dmax/d2 6.28rd1 8r2 4hd2 6.28Rd2 4.56R2 d4'2 d32 9.04mm ；故取最 長邊 D' 9.1mm。4毛坯的下料方式，排樣設計及材料利用率計算4.1下料方式和排樣設計由于毛坯的形狀是薄板形，所以可以采用沖裁的方式下料。由于毛坯的輪廓線是曲線，所以采用有廢料排樣。而他的形狀近似于矩形, 所以采用直排的排樣方式。由于毛坯的長邊Lmax50mm，t 0.5mm0.5,0.8 ;經查表得:工件間搭邊值311.5mm ；側面搭邊值a 1.8mm。1 ；3384.2材料的利用率由圖4可得:送料步距S 10.6mm，條料寬度

13、B29.8mm。經測量計算,有效的材料面積 A 99.21mm2。所以材料的利用率為:ABS100% 幾100% 31.41%。5拉深工序的工藝設計5.1零件的拉深次數拉深系數：m26.2'9.10.115,0.330 ；相對拉深高度:凸緣的相對直徑：號6.6625462.22,8.4932，即該拉深工序是寬凸緣拉深;毛坯的相對厚度：100 竺 100,05 1001.91,5.491.5。D26.29.1經查表得，該拉深屬于不可一次性拉深成型。由圖2看出，凸緣的形狀不是圓環，所以按凸緣的最小直徑計算，再驗證其他的。所以有：拉深系數：md30.330 ；D9.1相對拉深高度：h41.3

14、3 ；d3凸緣的相對直徑:df6.66 2.22 ；d3毛坯的相對厚度:t 100 0.5 1009.15.49。D由于毛坯材料是黃銅H68,所以經查表得，第一次拉深的拉深系數是0.5,即蟲 0.5 ;后續各次均是0.7，即生色Dd1 d20.7。所以:d3'0.7d2所以,did1'0.5D4.55mm d ； d2'0.7*、2.2295mm d。該工序是由三次拉深形成。因此取兩次拉深系數分別為m1、0.55，m2'模圓角半徑均為R 1mm，凸模圓角半徑均為r所以:3.185mm d ；0.7，m2'0.86。各次拉深的凹0.5mm。25d1d2d3

15、hih2h3m1Dm2d1msd?0.25d10.25d20.25d35mm3.5mm3.0mm(D2d2)0.43(rRt)0d14(r d1t/2)2(Rt/2)22.75mm(D2d2)0.43(rRt)0.14“ d (r d2t/2)2(Rt/2)23.57mm(D2d2)0.43(rRt)0.14“.(rt/2)2(Rt/2)24.02mm所以該工序的工序圖如圖5所示df而相對于長邊，即DCd 廠di圖5:拉深工序的工序圖26.2mm，第一次拉深系數是吋詈2b0.191。所以，該零件的第一次拉深系數為m10.191,0.55。由于各工序的定位條件和各工序前的毛坯的尺寸，把第二次落料

16、和沖孔安排在第二次和第三次拉深之間。5.2拉深模的壓料裝置和壓料力的計算5.2.1第一次拉深由上面得m10.191,0.550.6，所以，第一次拉深時必須使用壓邊裝置。所以，壓料力為：Fy1 Ap 149.05 1 0 6 1.75 1 06 N 260.84 N。(其中，A為壓料圈下坯料的投影面積，經計算得A 149.05mm2 ; p為單位面積壓邊力,經查表取P 1.75MPa。）m20.7、5.2.2第二次拉深由于此次拉深的定位是用上次拉深的拉深孔定位，且由上面得1005 10010，所以，查圖得第二次拉深時不須使用壓邊裝置）d155.2.3第三次拉深由于此次拉深的定位是用凸緣部分的兩個

17、通孔來定位， 所以，第三次拉深時 也不須使用壓邊裝置）所以，壓料力為：Fy3 Ap 18.18 10 6 1.75 106N 31.82N)(其中，A為壓料圈下坯料的投影面積，經計算得 A 18.18mm2。）5.3拉深力和落料力的計算查表得，黃銅H68的抗拉強度b 294 392MPa ；取b 350MPa）5.3.1第一次拉深由于此次拉深采用了壓料裝置，所以此時拉深力為：F1d1t b K15 10 3 0.5 10 3 350 1060.98N2693.9N (其中經查表并用插值法得寬凸緣筒形件第一次拉深時的系數K10.98)5.3.2第二次拉深由于此次拉深不采用了壓料裝置，所以此時拉深

18、力為：10 3 350 106N 1072.1N)F2 1.3 (d1 d2)t b 1.3(5 3.5) 10 3 0.55.3.3第三次拉深由于此次拉深也不采用了壓料裝置，所以此時拉深力為：357.4N)F31.3 (d2 d3)t b 1.3(3.5 3) 10 3 0.5 10 3 350 106N5.4壓力中心的確定及壓力機的選擇由于此工序是拉深工藝且工件的受力面是中心對稱的， 所以每次拉深或落料時的壓力中心是毛坯或上一道工序后的零件的中心圓圓心。5.4.1第一次拉深工藝總壓力為 Fz1F1FY1 2954.74N ；由于此拉深后 H1 /d1(h1 t)/d1 (2.75 0.5)

19、/5 0.65 0.5，是深拉深；所以壓力機的公稱壓力Fg1 (1.8 2.0)Fz1 5318.55909.5N 。所以該工序所設計的模具初取安裝在 J23-6.3 沖床上。5.4.2第二次拉深第二次拉深工藝總壓力為 Fz2 F2 FY2 1072.1N ；由于此拉深后 H2 /d2 (h2 t)/d2 (3.57 0.5) / 3.5 1.16 0.5 ,是深拉深；所以壓力機的公稱壓力 Fg1 (1.8 2.0)Fz1 1929.82144.2N 。所以該工序所設計的模具初取安裝在 J23-6.3 沖床上。5.4.3第三次拉深第三次拉深工藝總壓力為 Fz3 F3 FY3 389.22N ；

20、由于此拉深后 H3 /d3 (h3 t)/d3 (4.02 0.5)/3 1.51 0.5,是深拉深；所以壓力機的公稱壓力 Fg3 (1.8 2.0)Fz3 700.6 778.4N 。所以該工序所設計的模具均可安裝在 J23-6.3 沖床上，該沖床的主要參數為：公稱壓力63KN，最大封閉高度170mm,封閉高度調節量40mm,工作臺尺寸（左右X前后）315mmx200mm,模柄孔尺寸：© 30X 50。6第三次拉深的拉深模的設計計算6.1 拉深模工作部件的設計由上面可得：凹模的圓角半徑為 rd 1mm ；凸模的圓角半徑為 rd 0.5mm 。查表得： 凸模和凹模的單邊間隙為：Z (

21、1 1.1)t 0.5 0.55mm ,Z 0.52mm。所以凸模工作部分的尺0.52)00.0152.23 0Zmm (由圖dp (D 0.752Z)0(3.5 0.75 0.3 2得 D 3.5mm,0.3mm;查表得 p 0.015mm )。Dd(D 0.75 )0 d (3.50.75 0.3)00.0303.27 0.035mmd 0.030mm )。所以，凸模形狀如圖6所示:圖6:凸模形狀凹模形狀如圖7所示:圖7:凹模形狀毛坯的形狀如圖8所示:圖&毛坯形狀6.2壓料機構和定位機構由于此次拉深的拉深模是倒裝模，且拉深前后的的拉深孔的直徑相差不大,無法使用內孔定位，所以用凸緣部

22、位的邊緣來定位。所以把定位元件設置在壓料板上，其定位曲線和壓料板形狀如圖 9所示。圖9：定位曲線和壓料板形狀6.3推出機構所以，壓由于此次拉深的拉深模是倒裝模， 且拉深前后的的高度出現變化, 料圈要做成可上下滑動且能會彈的。所以選擇橡膠圈作為推出機構。由上面得，壓料圈的工作行程為L 0.45m ,所以取橡膠圈的外徑為D 10mm，高度H 0.5D 5mm，倒圓角為r 0.2mm。查表得95A號橡膠的彈性模量為E 45MPa，而計算得橡膠的承受面積為F 23.59mm2。所以橡膠的承受壓力極限為P 里 95.54N 2Fy3，所以該橡膠圈合格。H而凹模部分的推出機構是一個臺階狀的推板和彈簧組成，

23、彈簧選擇65Mn制 成的圓柱螺旋壓縮彈簧，其節距為t 1.8mm，自由高度Ho 10.5mm，彈簧線材料直徑d 1mm，彈簧外徑D 6mm。6.4下模固定的其他機構為了限制壓料圈的水平滑動，該模具使用了凸模限位塊。為了固定凸模，該模具使用了凸模固定板和下模墊板。凸模限位塊和下模墊板之間的連接使用兩個圓柱頭螺釘，型號為：螺釘GB/T 65 M4 X 12。下模部分和下模座的連接使用四個圓柱頭螺釘， 型號為：螺釘GB/T 65 M8X 16。6.5上模固定的其他機構上模墊板和凹模則限制了彈簧和推板的滑動。為了固定凹模，該模具直接把凹模固定在上模墊板，它們之間的連接使用兩 個圓柱頭螺釘，型號為：螺釘

24、 GB/T 65 M4 X 12。上模部分和上模座的連接也使用四個圓柱頭螺釘，型號為：螺釘GB/T 65M8 X 16。6.6模架部分的選擇由上面選擇的壓力機J23-6.3沖床，該沖床的主要參數為：公稱壓力63KN，最大封閉高度170mm,封閉高度調節量40mm,工作臺尺寸（左右X前 后）315mmX200mm，模柄孔尺寸：© 30X 50。因此選擇后傾導柱式模架：模架 160X 125X 140170 I GB/T 2851.3;上模架選擇為：上模座160X 125X 35 GB/T 2855.5; 下模架選擇為：下模座 160X 125X 40 GB/T 2855.6; 導柱選擇

25、為：導柱 A25h5X 150 GB/T 2861.1; 導套選擇為：導套 A25H6 X 80 X 33 GB/T 2861.6;模柄選擇為：模柄 A30 X 78 JB/T 7646.1而模柄固定在上模座上面則是用上模墊板和開槽緊定螺釘：螺釘 GB/T 75M6X 10，來固定的。7 壓力機的技術參數校核由上面的凸模和凹模及其相關的零件的此寸可知單個凸凹模的占地尺寸為48X 16,所以在所設定的壓力機和模架下, 可一次同時加工多個零件, 根據模架 的尺寸及形狀,進行合理的排版,得一次可加工 16 零件。此時該模具所需的壓力機的公稱壓力Fg總16 (1.8 2.0)Fz3 11.21 12.

26、45KN。壓力機 J23-6.3符合條件。模座外形尺寸為241 mm X 191 mm，閉合高度為150mm,而JG23-6.3型壓力機工作臺尺寸為315X 200,最大閉合高度為170mm,連桿長度調節量為40mm, 只要調節連桿即可安裝。所以選擇 JG23-6.3型壓力機是正確的。所以凸模部分或凹模部分在下模座或上模座的排版如圖 10所示：8模具工作原理與使用注意事項8.1模具的裝配圖有proe5.0建模后，得到的三維裝配圖如圖11所示:圖11：三維裝配圖£ n*艮二維裝配圖如圖12所示:40259i r ' iLV UiV JOI 4三-罰更n1110鞘245 S8丄JJ17il91516'jariJifJL'- PRn圖12:二維裝配圖1、下模板；2、導柱；3、導套；4、上模板；5、螺釘M4;6、凹模；7、模柄、8、緊定螺釘