拉伸模具毕业设计说明书

前言
三年的大学生活即将结束。

最后的这次毕业设计是对以前所学知识的一个很好的学习和总结，
是对所学专业知识的一个综合运用，对我们即将走上工作岗位上能交好地适应本职工作有着重
要意义，是一个必不可少的环节。

要意义，是一个必不可少的环节。

本次的实习内容大概可分为三个阶段：第一阶段是在发课题后进行分析和消化，进行一些必
要的计算工作，确定零件的成型工艺方案，搜集并整理有关资料，为毕业设计工作准备；第二
阶段是去实训楼了解模具的工作原理和零件的加工工艺。

通过几次对试模现场的观察，使我对
模具在设计与加工过程中可能产生的缺陷和本质问题有了一定的了解和进一不的掌握。

大大地
丰收了我的实践经验，第三阶段在设计室进行毕业设计，将前两个阶段搜集的资料和实践知识
运用到实际当中去，在设计中更能善于发现问题，解决问题，学以至用，从而达到实习的真正
目的。

目的。

在这次实习当中得到了学校老师的大力支持，尽能之所及地为我们提供条件，尤其是几位指
导老师对我们的悉心指导，耐心答疑。

才使我们在规定的时间里，丰富了理论知识，增长了实
践经验，圆满的完成了设计工作。

在此，一并表示真挚的感谢，谢谢老师所教予的一切，不仅
仅是课内的，还有课外的，还有最重要的一点是无论做什么都要踏踏实实。

仅是课内的，还有课外的，还有最重要的一点是无论做什么都要踏踏实实。

目录
………………………………………………………………………………..1..1
1 零件图分析………………………………………………………………………………
1．1零件的功用及使用要求
零件的功用及使用要求 (1)
(3)
..3 1．2零件的工艺性分析…………………………………………………………………
………………………………………………………………….. ..
1．3零件的经济性分析…………………………………………………………………
2 冲压工艺过程的确定……………………………………………………………
2．1确定毛坯形状/尺寸和下料方式……………………………………………………
2．2冲压工艺方案的确定……………………………………………………………
2．3材料利用率的计算……………………………………………………………
2．4冲压力的计算/压力机的确定……………………………………………………………
及工作尺寸和技术参数……………………………………………………………
3 模具总体结构的确定……………………………………………………………
4 冲模零件的选用及设计……………………………………………………………
4．1成形零件……………………………………………………………
4．1．1刃口尺寸的计算……………………………………………………………
4．1．2成形零件的结构形式及固定方式………………………………………………
4．1．3成形零件的强度与刚度校核…………………………………………………
4．1．4凸模/嵌入块长度计算……………………………………………………………
4．2分度装置……………………………………………………………
4．3定距/定位装置……………………………………………………………
4．4支承固定装置……………………………………………………………
4．5弹顶装置……………………………………………………………
4．6弹压装置……………………………………………………………
4．7模架/模具零件……………………………………………………………
5 冲压闭合高度/压力机有关参数的校核……………………………………………
6 绘出模具总装配图……………………………………………………………
7 模具动作原理过程……………………………………………………………
8 参考文献……………………………………………………………
1.零件图分析
图 1 1 零件零件
1.1 零件图的功用及使用要求
该零件为三相变交流器上的端罩该零件为三相变交流器上的端罩,,它和其它零件没有重要配合要求它和其它零件没有重要配合要求..在端罩上冲有通风孔在端罩上冲有通风孔,,是便于端罩里的热量散失于端罩里的热量散失,,不致使内部因温度过高而影响整个交流器的正常工作不致使内部因温度过高而影响整个交流器的正常工作. .
零件的工艺性分析零件的工艺性分析
(1)(1) 公差公差::零件尺寸公差除ø98接进于IT11级以外级以外,,其余尺寸均低于IT14级,亦无其他特殊要
求.利用普通冲孔方式可达到图纸要求利用普通冲孔方式可达到图纸要求. .
(2)(2) 结构结构::零件外型简单对称零件外型简单对称,,尺寸符合成型工艺性要求尺寸符合成型工艺性要求,,所以该零件冲压工艺性较好所以该零件冲压工艺性较好. .
(3)(3) 材料材料:L4-M :L4-M 条料条料,,抗剪切强度a MP 80=t .抗拉强度a b MP 110~75=s .延伸率
%2510=d
厚度t=1mm. 1.3 该零件的工艺性分析
该零件属于大批量生产该零件属于大批量生产,,适宜冲压成型适宜冲压成型..其外型简单对称其外型简单对称,,材料退火状态的L4,L4,所以采用冲压加所以采用冲压加工经济性良好工经济性良好. .
2. 冲压工艺过程的确定
从零件结构形状可知从零件结构形状可知,,所需基本工序为冲孔所需基本工序为冲孔,,落料落料,,拉深拉深,,切舌成形切舌成形,,其中切舌成形的方式有两种其中切舌成形的方式有两种::一种是只设计单个一种是只设计单个,,两个两个,,或三个凹凸模依次冲通风孔或三个凹凸模依次冲通风孔;;另一种是利用斜契一次胀开冲压成型另一种是利用斜契一次胀开冲压成型. .
(1)(1) 下料下料,,落料落料,,拉深拉深,,冲孔冲孔,,依次切舌成形依次切舌成形((工件轴线与冲压方向垂直工件轴线与冲压方向垂直) )
(2)(2) 下料下料,,落料落料,,拉深拉深,,冲孔冲孔,,依次性胀开式切舌成形依次性胀开式切舌成形. .
(3)(3) 下料下料,,落料落料,,拉深拉深,,冲孔冲孔,,依次胀开式切舌成形依次胀开式切舌成形((工件轴线与冲压方向平行工件轴线与冲压方向平行). ).
方案方案(2)(2)(2)生产效率高生产效率高生产效率高,,但模具结构复杂但模具结构复杂,,制造周期长制造周期长,,成本高成本高,,且所需冲床设备要求高且所需冲床设备要求高,,不经济不经济;;方案方案(3)(3)(3)生产效率底生产效率底生产效率底,,模具结构相对简单模具结构相对简单,,制造周期较短制造周期较短,,成本也较底成本也较底,,但保证通风孔均布但保证通风孔均布,,需设置相应的分度装置置相应的分度装置,,工件轴线与冲压方向平行工件轴线与冲压方向平行,,分度传动机构复杂分度传动机构复杂,,或用人工控制分度或用人工控制分度,,均匀性不好不好,,且对所需设备要求高且对所需设备要求高,,所以此方案也不佳所以此方案也不佳..方案方案(1)(1)(1)较之方案较之方案较之方案(2)(2)(2)生产效率较底生产效率较底生产效率较底,,但模具结构简单制造周期短构简单制造周期短,,成本底成本底,,所需成形力小所需成形力小,,对设备要求不高对设备要求不高,,经济性好所以此方案较方案经济性好所以此方案较方案(2)(3)(2)(3)合理合理. .
2.1 确定毛坯形状,尺寸和下料方式
根据工件高度h=63.5mm 和工件的相对高度h/d=63.5/99=0.64查表5-25-2《冷冲压与塑料成型《冷冲压与塑料成型《冷冲压与塑料成型--工艺及模具设计》①得拉深件的修边余量为△得拉深件的修边余量为△h=3mm h=3mm 根据公式根据公式
D=288.62212r rd h d d +++ (1)
得毛坯料直径D=187.5D=187.5（（mm mm））（d1=90,d2=99,h=61.5,r=4.5,H=66d1=90,d2=99,h=61.5,r=4.5,H=66）根据坯料相对厚度）根据坯料相对厚度t/D t/D。

查。

查表5-8得各自极限拉深系数m1=0.54,m2=0.76
公式（公式（11）可得：）可得：d1=0.54d1=0.54d1=0.54××187.5=101.25mm
d2=0.76×101.25=76.95mm
101.25101.25＞＞ 98
＞76.95 所以应两次拉深所以应两次拉深
调整各次拉深系数调整各次拉深系数:m1=0.55,m2=0.96:m1=0.55,m2=0.96各工序件直径为各工序件直径为: :
d1=103.125
d2=99
各次工序件底部圆角半径取以下数值各次工序件底部圆角半径取以下数值: :
r1=7.5mm, r2=4.5mm
把各次拉深工序件的直径和底部圆角半径代入工序件高度公式把各次拉深工序件的直径和底部圆角半径代入工序件高度公式,,得:
1h =0.25(11
2
d d D -)+0.4311d r (1132.0r d +)=62.681(mm) )(66)32.0(43.0)(25.0222
1222
2mm r d d r d d D h =++-= 冲压工艺方案的确定
根据上述的分析与计算根据上述的分析与计算,,该零件的基本工序有该零件的基本工序有::落料落料,,受次拉深受次拉深,,二次拉深二次拉深,,修边修边,,冲二型孔冲二型孔,,切成形.将这些工序作各种方式的组合与顺序安排将这些工序作各种方式的组合与顺序安排,,如:
方案一方案一::落料兼拉深→二次拉深→车端面→冲二型孔→切舌成形落料兼拉深→二次拉深→车端面→冲二型孔→切舌成形
方案二方案二: : 落料兼拉深→二次拉深→冲二型孔→切舌成形→车端面落料兼拉深→二次拉深→冲二型孔→切舌成形→车端面
方案三方案三: : 落料兼拉深→二次拉深→冲二型孔兼切舌成形→车端面落料兼拉深→二次拉深→冲二型孔兼切舌成形→车端面
方案四方案四: : 落料兼拉深→二次拉深→冲二型孔兼切舌成形落料兼拉深→二次拉深→冲二型孔兼切舌成形
图2 2 首次拉深首次拉深
图3 3 二次拉深二次拉深
上述比较各方案可以看出上述比较各方案可以看出::方案二中方案二中,,没有统一的基准没有统一的基准,,不能保证加工出的工件符合样图不能保证加工出的工件符合样图;;方案三的不仅具有方案二的缺点而且不便加工不仅具有方案二的缺点而且不便加工;;方案四虽克服可基准不统一方案四虽克服可基准不统一,,但仍具有不便加工的缺点但仍具有不便加工的缺点..方案一,没有上述各方案具有的缺点没有上述各方案具有的缺点,,虽然工序分散虽然工序分散,,但模具结构简单制造方便但模具结构简单制造方便,,零件质量容易保证零件质量容易保证,,所以采用这一方案采用这一方案. .
2.3材料利用率的计算
材料为4L -M,-M,属软材料属软材料属软材料,,故搭边值要取大些故搭边值要取大些,,查文献11
表3-14,3-14,得
得:
工件间搭边值1a =1.5,
侧边搭边值a =1.75,
材料利用率公式材料利用率公式::100´=BS A
h % (2)
由公式由公式(2)(2)(2)得得:h =10019118975.15.35.187)2
5.187(22´´-´-p p p %
=71.54%
2-4 冲压力的计算冲压力的计算冲压力的计算,,压力机的确定及其工作尺寸和技术参数压力机的确定及其工作尺寸和技术参数
b lt F s =冲
(3) 2Akt F =胀
(4) F=胀冲F F + (5)
由公式由公式(3)(3)(3)可得可得可得::N F
3744=冲
由公式由公式(4)(4)(4)可得可得可得::36720=胀
F N 由公式由公式(5)(5)(5)可得可得可得:F=40464N :F=40464N :F=40464N≈≈4吨
压力机的压力必须大于冲压零件所需冲压力压力机的压力必须大于冲压零件所需冲压力..但只从压力方面去考虑冲压设备是否符合要求是不对的.还应从闭合高度工作台尺寸及电机功率等一系列系数出发去选择冲压设备,还要根据厂矿企业提供的技术装备去选择提供的技术装备去选择. .
3 模具总体结构的确定
此模具是冲制均布在端罩周围上的46个孔个孔..采用依次切舌成形采用依次切舌成形,,所以要设计分度机构所以要设计分度机构..为提高生产率产率,,在不影响制品质量的前提下(因通风孔本身尺寸要求不高因通风孔本身尺寸要求不高),),),可一次实行两个或多个切舌可一次实行两个或多个切舌可一次实行两个或多个切舌,,但又不能够太多但又不能够太多,,一次切舌太多一次切舌太多,,给模具制造带来一些困难给模具制造带来一些困难,,成本较高成本较高,,且切舌成形精度难以保证.所以决定设计成一次冲两孔的模具所以决定设计成一次冲两孔的模具..那个零件完全成形就需23次冲压次冲压..可利用冲床的开启可利用冲床的开启,,闭合带动模具自身实行分度闭合带动模具自身实行分度..因工件材料较软因工件材料较软,,为防止冲压时使工件产生变形,所以工件应套在轴类零件上加工轴类零件上加工..轴类零件既起到可防止工件变形的作用轴类零件既起到可防止工件变形的作用,,又可用来安装成形零件—凸模又可用来安装成形零件—凸模..因工件成形需要件成形需要,,凸模设置在工件里面凸模设置在工件里面,,从里向外冲压从里向外冲压,,所以凸模设计成浮动凸模所以凸模设计成浮动凸模,,故凸模与支承工件的轴类零件也产生相对运动件的轴类零件也产生相对运动..凸模支承在凸模座上凸模支承在凸模座上,,凸模座固定在支座上支座固定在下模板上,凸模座凸模座,,支座及下模板相对冲压设备不动支座及下模板相对冲压设备不动,,以防止凸模座产生扭矩,使固定在凸模座上的凸模发生折断或相对凹模产生错移模发生折断或相对凹模产生错移,,出现啃口现象出现啃口现象,,所以凸模座用一支体支承所以凸模座用一支体支承,,工件冲压一次工件冲压一次,,要分度一次分度一次..分度盘带动工件旋转分度盘带动工件旋转,,相对定位零件转动相对定位零件转动,,分度盘在勾带动下实现分度分度盘在勾带动下实现分度. .
4 冲压零件的选用及设计
成形零件
4.1.1 刃口尺寸的计算
此模具的凹凸模外形规则简单此模具的凹凸模外形规则简单,,凹凸模具有互换性凹凸模具有互换性,,制造周期短制造周期短,,所以采用分别加工法所以采用分别加工法: :
A A x D D s +-=0
max )( (6) 由公式由公式(6):(6):02.00)18.05.02/23180sin
5.98(+´-´=A D =02.00
8.6+ 查表3-6得:02.0,02.0==T A d d ,
查表△查表△=0.18,=0.18,=0.18,由表由表3-11查得查得
T A T Z D D d --=0min )( (7)
由公式由公式(7):(7):002.08.6-=T D
成形零件的结构形式及固定方法此模具是为了在工件周缘均切46个通风孔个通风孔,,具有一定斜度具有一定斜度,,所以刃口形式采用斜刃以刃口形式采用斜刃,,因通风孔为非圆形型因通风孔为非圆形型,,所以成型零件的断面形状也应与成形截面一样所以成型零件的断面形状也应与成形截面一样,,为非圆形.其成形尺寸较小其成形尺寸较小,,相应成形零件尺寸也较小相应成形零件尺寸也较小,,为便于加工为便于加工,,设计成直通式结构设计成直通式结构,,其固定方法采用铆接法接法. .
成形零件的强度与刚度校核
承压能力的校核承压能力的校核: :
min
`
A F =s (8) min `
A F =s =410M a P ＜[s ]=1a MP 3
10´ s —凸模最小断面的压应力。

—凸模最小断面的压应力。

`
Z F —凸模纵向所承受的压力。

—凸模纵向所承受的压力。

min A —凸模最小断面积。

—凸模最小断面积。

[s ]—凸模材料的许用压应力。

—凸模材料的许用压应力。

因为：s ＜[s ]，所以凸模承压能力足够。

，所以凸模承压能力足够。

同样，嵌入块承压能力也足够。

同样，嵌入块承压能力也足够。

失稳弯曲应力的校核：失稳弯曲应力的校核：
公式：`2
max 270Z F d l £ （9）
其中N F Z 40464=，mm d
7.6min =；
由公式（由公式（88）： L=52mm 25.6040464
7.6270
7.2
=£ 4．2 分度装置。

此模具的主要结构特点就是设有分度装置，利用分度盘对工件进行分度，使冲制的通风孔均布在端罩周围，达到工件要求。

分度盘利用23个孔8F 的9090°锥孔及均布在周围的°锥孔及均布在周围的23个齿实行定位分度，工件与分度盘间无相对转动，才能保证在工件周围冲制出46个通风孔，应此分度盘与工件间采用定位销连接。

分度盘具体外形尺寸结构见零件图。

件间采用定位销连接。

分度盘具体外形尺寸结构见零件图。

图3 3 分度盘分度盘
4．3 定距/定位装置。

通风孔对称开设在距离端罩端面48MM 处，设计模具应保证这一尺寸，设计模具应保证这一尺寸，所以设置有定位，所以设置有定位，所以设置有定位，定定距装置，保证距离尺寸2.048±符合尺寸要求，首先，工件套在分度装置—分度盘上，与分度盘用定位销连接，保证了一定的定位要求。

分度盘与工件同运动，利用固定不动的凸模，嵌入块冲制通风孔。

要保证凸模固定不动，要保证凸模固定不动，所以不能用分度盘实行全部定位，所以不能用分度盘实行全部定位，所以不能用分度盘实行全部定位，需增加置一固定不动的定位件—定需增加置一固定不动的定位件—定位圈。

与分度盘的定位部分合成一定的定距，定位装置保证工件距离尺寸2.048±，件11定位块也起了一定的定位作用。

也起了一定的定位作用。

它的定位距离与分度盘，它的定位距离与分度盘，它的定位距离与分度盘，定位圈的组合尺寸保持一致，定位圈的组合尺寸保持一致，定位圈的组合尺寸保持一致，否则致使分度不均否则致使分度不均或者定位距离2.048±不能保证。

不能保证。

4．4 支承固定装置。

凸模固定在凸模座上，因凸模安装在工件腔内，从里往外冲，其长度相应受到工件内径限
制，为节省空间，其中间附近位置加工一台阶面，靠凸模座及与凸模座相连接的压板支承固定，为防止凸模座产生扭距，影响成形质量，在凸模座下安装一支体，一体固定在下模板及支座上，凸模座安装在支体41上，其中间部分也加工出一台阶面，距离固定凸模端面102MM 102MM，保证装配要求，，保证装配要求，即使工件尺寸2.048±得到保证，嵌入块固定在凹模座内，嵌入块固定在凹模座内，为减小嵌入块对模板的单位压力在其上为减小嵌入块对模板的单位压力在其上加一块垫板，增大单位面积压力，同时也固定在上模板上。

为便于工人操作，减少劳动强度，利用冲床带动模具开启闭合的同时实现自动分度，即利用了上模部分上行带动勾件46勾上行，勾勾在分度盘齿内，从而带动分度盘旋转，实现分度。

勾46固定在支座2上。

支座2固定在上模板引上。

图4 4 定位圈定位圈
4.54.5 弹顶装置。

凸模相对座16浮动，即座16能在下模板型孔内滑动，座16冲压后恢复到至未冲压前位置，靠橡胶实现复位及卸料，分度盘相对座16转动分度，其定位靠弹簧顶压滚珠实行分度。

转动分度，其定位靠弹簧顶压滚珠实行分度。

4.64.6 弹压装置。

勾带动分度盘分度。

完成一次分度后，勾脱离齿，至下一次分度前，勾回复到勾齿状态，即要靠弹压自动复位，此复位机构即板簧。

工件与分度盘间用定位销连接，靠弹簧压紧定位，此弹簧特点是它的周缘长大于半圆弹簧。

此弹簧特点是它的周缘长大于半圆弹簧。

4.7 模架及模具零件。

模架系自行设计的中间导柱模架，其结构特点是便于加工，工人操作方便，上件出件顺利，利用导柱导套导向，为保证嵌入块与凸模的准确位置关系，附加镶块2 7实行导向定位实行导向定位 上模板：上模板：340340´200´35
下模板：下模板：340340´220´40
导柱：导柱：A28h5A28h5´200 GB2861.1-81
导套：导套：A28H6A28H6´85´30 GB2861.6-81
镶块：保证F 42孔径中心与件16相对位置尺寸35 衬套衬套: : 内径F 28,28,与导柱与导柱24成间隙配合成间隙配合((
56h H )衬套与导柱产生相对滑动衬套与导柱产生相对滑动..外径周圈与镶块
F 42孔用环氧树脂浇注孔用环氧树脂浇注.
. 模架结构个各零件要求件具体尺寸见零件图及装配图模架结构个各零件要求件具体尺寸见零件图及装配图. . 模柄模柄: A30: A30´73. GB2862.2-81 A3 垫板垫板: 70: 70´60´5
支座支座: 50: 50
´39´22 橡皮橡皮: 40: 40´50´22 销钉10: 6´20 GB119-86 一个一个 销钉22: 12´70 GB119-86
二个二个 销钉32: B6´18 GB119-86 二个二个
销钉33: B8´50 GB119-86 二个二个 销钉36: B5´40 GB119-86 二个二个 销钉42: A6´24 GB119-86 一个一个 销钉13: 12´70 GB119-86 二个二个 螺钉19: M8´15 GB68-85 三个三个 螺钉29: M5´10 GB68-85 一个一个 螺钉34: M6´20 GB71-85 一个一个 螺钉40: M4´5 GB67-85 二个二个 螺栓47: M16´30 GB5782-86 一个一个 内六角螺钉14: M12´55 GB70-85 一个一个 内六角螺钉20: M12´25 GB70-85 二个二个 内六角螺钉35: M8´35 GB70-85 四个四个 内六角螺钉37: M5´30 GB70-85 三个三个 螺 塞43: M8´10 GB2250-91
一个一个 弹 簧44: 0.8´6´28 HB362-71 一个一个
滚 球45: 刚球6 GB308-84 一个一个 其余非标准件具体结构其余非标准件具体结构,,尺寸见零件图尺寸见零件图. .
5. 冲模闭合高度和压力机有关参数的校核. 冲模闭合高度的校核冲模闭合高度的校核: :
(
h H -max )-510)(min +-££h H H max H — 冲床最大闭合高度冲床最大闭合高度
冲床最大闭合高度. . min H —
冲床最小闭合高度冲床最小闭合高度冲床最小闭合高度. . h — 垫板厚度垫板厚度. .
选用冲床选用冲床 JB21 JB21
—100 公称压力公称压力: 100: 100吨＞吨＞4.0464.046吨
最大闭合高度：最大闭合高度： 390 390
连杆调节量：连杆调节量： 85 85
工作台尺寸（前后前后
左右）600900 390-100-5390-100-5＜＜220.4220.4＜＜390-85-100+10
根据上叙数据可得所选设备合格。

根据上叙数据可得所选设备合格。

6．绘出模具总装配图。

7．模具动作原理过程。

零件在弹簧及定位销的配合作用下固定在分度盘上，闭合冲床设备，随着滑块的下行，上模部分一起下移，至凹模座接触零件，随着上模部分的继续下行，支承座的橡胶产生压缩变形，零件和支承零件的分度盘，定位圈，压板及定位块也一起下移。

凸模相对定位圈，定位块，及压板产生滑动，至露出刃口部分，开始对零件进行剪切成形，先是在剪切处产生裂纹，而后随着模具闭合。

在嵌入块及凸模斜面作用下，产生局部成形，完成冲压，一次成形两个通风孔。

开启冲床设备，滑块上行，带动上模板部分一起上移，座及固定在座上的定位块，分度盘，定位圈及与之连接的压板在橡胶的回弹作用下一起上移，橡胶的回弹作用下一起上移，回复至末冲压位置。

回复至末冲压位置。

回复至末冲压位置。

同时钩在板簧回弹作用下，同时钩在板簧回弹作用下，同时钩在板簧回弹作用下，沿着上斜面复位勾住沿着上斜面复位勾住齿，继续开启模具，勾带动分度盘旋转，弹顶装置上的滚珠滑出分度盘锥孔，继续开模，分度盘继续转动，至滚珠滑入下一个锥孔，同时勾在销钉42作用下沿下斜面向外脱离齿，达到同时分度完成，既工件旋转相应角度，既工件旋转相应角度，准备下一次冲压成形，准备下一次冲压成形，准备下一次冲压成形，而后，而后，冲压设备又开始闭合，冲压设备又开始闭合，重复上述动作过程，重复上述动作过程，连续冲压23次后，零件全部成形结束。

次后，零件全部成形结束。

参考文献
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翁其金主编，冷冲压与塑料成型--工艺及模具设计（上）
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王孝培，中华人民共和国国家标准冷冲模..北京：中国标准出版社，。