1、模具課程設計說明書目 錄一 前言2二 沖壓件進行工藝分析7三 工藝方案的分析和確定7四 模具壓力中心的確定10五 模具主要零件尺寸的確定10六 模具凸凹模的校核141.凹模高度的校核142.凸模的長度校核15七 選擇沖壓設備15八 沖壓工藝單17九 設計小節18十 參考資料19摘要隨著中國工業不斷地發展，模具行業也顯得越來越重要。本文針對筒形零件的拉深工藝性，確定用一幅復合模完成落料和拉深的工序過程。介紹了筒形零件冷沖壓成形過程，經過對筒形零件的批量生產、零件質量、零件結構以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能為前提，將其確定為沖壓件，用沖壓方法完成零件的加工，且簡要分析了坯料形狀、尺寸

2、，排樣、裁板方案，拉深次數，沖壓工序性質、數目和順序的確定。進行了工藝力、壓力中心、模具工作部分尺寸及公差的計算，并設計出模具。同時具體分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料裝置、拉深凸模、墊板、凸模固定板等）的設計與制造，沖壓設備的選用，凸凹模間隙調整和編制一個重要零件的加工工藝過程。列出了模具所需零件的詳細清單，并給出了合理的裝配圖。 關鍵詞：拉深、正裝、沖壓1.前言1.1模具在國民經濟中的地位模具是制造業的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態或液態）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業中。模具工業是國民經

3、濟的基礎工業，是國際上公認的關鍵工業。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發能力。振興和發展我國的模具工業，正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的關于當前產業政策要點的決定中，將模具列為機械工業技術改造序列的第一位。模具工業既是高新技術產業的一個組成部分，又是高新技術產業化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業領域中6090的產品的零件，組件和部件的生產加工。模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業的

4、模具市場為例。汽車，摩托車行業是模具最大的市場，在工業發達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業是我國國民經濟五大支柱產業之一，汽車工業重點是發展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發展重點，已在汽車工業產業政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80的模具需要更換。中國摩托車產量位居世界第一，據統計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產。一個型號的摩托車生產需1000

5、副模具，總價值為1000多萬元。其他行業，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發展。研究和發展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發展有著特別重要的意義。1.2 各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是

6、材料成型。（1）沖模：沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產品的工具。沖模占模具總數的50以上。按工藝性質的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復合模，連續模。（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態或冷態下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機用鍛模，輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛模可分為預鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料

7、模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數的35，而且有繼續上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發泡成型模，低發泡注射成型模，吹塑模等。（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機械設計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯

8、而易見。1.3 我國模具工業的現狀自20世紀80年代以來，我國的經濟逐漸起飛，也為模具產業的發展提供了巨大的動力。20世紀90年代以后，大陸的工業發展十分迅速，模具工業的總產值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達到245億元人民幣，2000年增至260270億元人民幣。今后預計每年仍會以1015的速度快速增長。目前，我國17000多個模具生產廠點，從業人數五十多萬。除了國有的專業模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業，合資企業，獨資企業和私營企業等，都得到了快速發展。其中，集體和私營的模具企業在廣東和浙江等省發展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃

9、巖地區，從事模具制造的集體企業和私營企業多達數千家，成為我國國內知名的“模具之鄉”和最具發展活力的地區之一。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業，為了提高其產品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業則多集中于沿海工業發達地區，現已有幾千家。 在模具工業的總產值中，企業自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50（中國臺灣：40），塑料模具約占33（中國臺灣：48），壓鑄模具約占6（中國臺灣：5），其他各類模具約占11（中國臺灣：7）。中國臺灣模具產業的成長，分

10、為萌芽期（19611981），成長期（19811991），成熟期（19912001）三個階段。萌芽期，工業產品生產設備與技術的不斷改進。由于紡織，電子，電氣，電機和機械業等產品外銷表現暢旺，連帶使得模具制造，維修業者和周邊廠商（如熱處理產業等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981年1991年是臺灣模具產業發展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產業對工業發展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺灣地區就將模具產業納入“策略性工業適用范圍”，大力推動模具工業的發展，以配合相關工業產品的外銷策略，全力發展整體經濟。隨

11、著民生工業，機械五金業，汽機車及家電業發展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業兩大主流。從1985年起，模具產業已在推行計算機輔助模具設計和制造等CAD/CAM技術，所以臺灣模具業接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術的時間相當早。成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺灣地區政府委托金屬中心執行“工業用模具技術研究與發展五年計劃”與“工業用模具技術應用與發展計劃”，以協助業界突破發展瓶頸，并支持產業升級，朝向開發高附加值與進口依賴高的模具。1997年11月間臺灣憑借模具產業的實力，獲得世界模具協會（ISTMA）認同獲準入會，正式成為世界模具協會會員，。整

12、體而言，臺灣模具產業在這一階段的發展，隨著機械性能，加工技術，檢測能力的提升，以及計算機輔助設計，臺灣模具廠商供應對象已由傳統的民用家電，五金業和汽機車運輸工具業，提升到計算機與電子，通信與光電等精密模具，并發展出汽機車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。1.4 我國模具技術的現狀及發展趨勢20世紀80年代開始，發達工業國家的模具工業已從機床工業中分離出來，并發展成為獨立的工業部門，其產值已超過機床工業的產值。改革開放以來，我國的模具工業發展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長速度快速發展。許多模具企業十分重視技術發展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業發展的重要動力

13、。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發。模具行業的快速發展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業的快速發展，成為模具制造強國。盡管我國模具工業有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數量還是質量仍滿足不了國內市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發達國家的模具工業相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業應在以下幾方面進行不斷的技術創新，以縮小與國際先進水平的距離。（1）注重開發大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業的快速發展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高

14、，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術；模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。（4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。第一章 零件圖及工藝方案的

15、擬訂制件如圖1所示，材料為08F-S，料厚為2.5mm，制件精度為IT14，中批量生產，形狀簡單，尺寸也不大，屬于普通沖壓件。 工件圖如下所示：1.1沖壓件進行工藝分析根據制件的材料、厚度、形狀及尺寸，在進行沖壓工藝設計和模具設計時，應特別注意以下幾點：1該制件為圓形拉深件，因此在設計時，毛坯尺寸的計算是一個重點。2要確定落料、拉深各工序的順序。3制件不大，可能需要經過多次拉深。如果需要經過多次拉深，則拉深工序的確定以及拉深工序件尺寸的計算是正確進行工藝和模具設計的關鍵。4沖裁間隙、拉深凸凹模間隙以及每道拉深工序的高度的確定，應符合制件的要求。5各工序凸凹模動作行程的確定應保證各工序運動穩妥、

16、連貫。1.2 工藝方案的分析和確定1.2.1工藝方案分析 根據該零件的形狀特征，該產品屬于拉伸件，需要進行落料、拉伸二道工序。根據落料、拉深各工序二道基本工序，可以對它們作不同的組合，排出順序，即得出工藝方案，具體可排出一下五中方案：方案一：選擇圓形毛坯，直接拉深成型。方案二：先落料，再拉伸 。方案三：先拉伸，再落料。方案一中，形位精度相對較底，但是模具結構較簡單，制造周期較短，生產成本不高，對精度要求不太高，中小批量生產比較合適，對于模具的磨損修復也比較容易。方案二中，形位精度相對方案二高，但是模具結構較復雜，制造周期較長，生產成本較高 。方案三中，由于是單工序模，模具結構簡單，生產成本底，

17、但是生產效率底，生產批量不大，產品的形位精度不高 。根據現有條件和技術水平，產量及經濟方面考慮，選擇方案一。1.2.2主要工藝參數計算計算拉深工序間尺寸：為了計算拉深工序間尺寸必須先確定拉深次數從而確定計算方法。 圖 21毛坯尺寸的確定零件的相對高度H/d(30-1.25)/(72-2.5)0.425，而拉深高度20mmH50mm，根據文獻1查表41可知，修邊余量2，毛坯直徑按等面積法計算：（1） 圓筒部分面積為：A1=d(h+) 式中 d為圓筒部分的中徑。（2） 圓角球臺部分的表面積為：A2=2(do/2+2r/)r/2 式中do為底部平板部分的直徑； r為工件中線在圓角處的圓角半徑。（3）

18、 底部表面積為：A3=/4 do²工件的表面積A為A1 、A2、A3部之和，即A=d(h+)+ 2(do/2+2r/)r/2+/4 do²又A=/4 D²求出D=109.78mm 取D為110mm2 確定是否用壓邊圈毛坯的相對厚度t/D2.50/110=0.0227 經查表，得不需要壓邊圈。3 確定拉伸次數拉伸系數m總=d/D=0.633當毛坯相對厚度t/D=2.5/110=2.27%時，采用查表法,得m=0.6因為m總> m,所以一次拉深就可完成。1.3拉伸力的計算拉伸力F=dtbk查表，得b=300Mb ，k=0.78F=××

19、5;×=3模具壓力中心的確定由于該制件的毛坯及各工序件均為軸對稱圖形，而且只有一個工位，因此壓力中心必定與制件的幾何中心重合。4模具主要零件尺寸的確定1） 模架的選擇選擇中間導柱圓形模架為使凹模能放在下模座內，模架凹模周界尺寸D0應大于凹模直徑1，根據標GB2855.11-81，取D0為160mm并查得相應的模座和導柱導套的標準如下：上模座GB2855.11-81.HT200，下模座GB2855.12-81. HT200，導柱GB2861.2尺寸28150，導套GB2861.6-81尺寸4290。2）凸凹模固定板的選擇外形尺寸與凹模相對應，由國標JB/T7643.5-1994,選擇為

20、16020，材料為Q235-A·F。3)磨柄的選擇按JB/T7646.1-1994 選擇壓入式50100,材料Q235-A·F。4）卸料裝置 由于凹模下面開有圓環，如下圖所示，當凸模下行到圓環下面時，由于工件的回彈作用，在凸模上行時，工件會被凹模刮落。所以，不需要另外安裝卸料裝置。5)銷、釘的選擇定位銷的選擇定位銷尺寸選用M10。螺釘的選擇為使凸凹模固定板安裝在上模架和凹模安裝在下模架上時不影響模具在壓力機上的安裝，應采用內六角圓柱頭螺釘，其直徑和長度應根據強度和所需連接高度選擇，參考標準GB70-85。7）模具閉合高度的校核 上模座高度40mm，墊板厚度20mm，模具閉合

21、時凸凹模高82.5mm， 下模座高度45mm，模具閉合高度H=40+20+82.54+45=187.5mm 。在壓力機最大封閉高度250mm范圍內，符合要求。（1）模具工作部分的尺寸和公差的確定1計算拉深凸、凹模尺寸本制件為簡單軸對稱圖形，故按配合法計算凸、凹模刃口尺寸。根據文獻1查表2-11得：x1=0.5由公式得凹模尺寸：Dd=（72-0.75×0.4）=79.76根據文獻1查表2-6得則凸模尺寸為Dp=（D-0.75）=66.35模具凸凹模的校核凹模高度的校核根據文獻3查表20.1-18凹模的強度計算公式：H根據文獻2查表4-12得s353Mpa，d70mm， d090mm，F

22、=78000NH=12.6mm凹模的厚度20mm>H，符合要求。凸模的長度校核根據文獻3查表20.1-10凸模的穩定能力校核計算公式：LmaxC(f)查表20.1-11得C=0.1根據文獻2查表4-12得=450MPa，E=200×103MPad090mm，t=1.2mmLmax0.193mm凸模的高度為H85Lmax，符合要求。其它尺寸及銷釘、螺釘等的確定都是事先按照強度計算來選擇的。 6 壓力機的選擇由于該制件是一件小型制件，且精度要求不高，因此選用開式可傾壓力機。它具有工作臺面三面敞開，操作方便，成本低廉的優點。由于沖裁、拉深復合模的壓力行程的特點是在開始階段即需要很大的

23、壓力，而在拉深階段所需的反而要小的多。因此若按總的壓力來選取壓力機，很可能出現雖然總的壓力滿足要求，但是在開始階段沖裁時已經超載。同時，選用拉深壓力機還應該對拉深功進行校核，否則會出現壓力機在力的大小滿足要求，但是功率有可能過載，飛輪轉速降低，從而引起電動機轉速降低過大，損壞電動機。因此精確確定壓力機壓力應該根據壓力機說明書中給出的允許工作負荷曲線，并校核功率。但是在一般條件下，可以根據生產車間的實際情況，在現有壓力機中選取選擇壓力機公稱壓力時，應該使落料力和拉深力分別在壓力機的許用公稱壓力范圍內，而不是簡單的將落料力與拉深力相加后去選擇壓力機。落料時，欲使壓力機的精度高保持良好的工作狀態，最

24、好在公稱壓力的80%以下使用F公稱 >= F總 /80%=177.78KN。根據沖壓模具簡明設計手冊表13.9，可預選選擇公稱壓力為 250kN開式雙柱可傾壓力機，其參數如下：表 1-2 壓力機參數型號J23-35公稱壓力/KN250最大閉合高度/mm270滑塊行程/mm250閉合高度調節量/mm55滑塊行程次數/ mm-160滑塊中心線至床身距離/mm200立柱距離/mm270工作臺尺寸/mm前后370左右560工作臺孔尺寸/mm前后200左右290直徑260墊板尺寸/mm厚度50直徑-模柄孔尺寸/mm直徑50深度70滑塊底面尺寸/mm前后190左右210208設計小結通過本次畢業設計，使我清楚了自己這三年來收獲了什么、收獲了多少，從而給自己一個全新的、正確的定位，為以后更好的學習指明了方向，更為以后的工作奠定了基礎。總體上來說在開始的設計時，感覺一切都是那么陌生和生疏，根本就無從下手。這與我覺得所學的知識都掌握得很好形成了一個鮮明的對比。無奈之下，只有把借來的資料全部翻看了一遍，這樣才對設計的切入點有了一個準確的定位。在毛坯尺寸計算時，把數據代入公式的時候，沒有弄清公式中字母所代表的含義和具體意義，就自以為是的把數據代了里面，結果后面設計了很大的一部分的內容偶然