模具毕业设计101油杯落料、拉深、成型、修边复合模设计及典型工作零件的工艺分析

系别: 机械工程系

专业: 模具设计与制造班级:

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设计题: 油杯

指导老师:

提交日期:

设计说明书

1.1 原始资料

一、设计题目

油杯落料、拉深、成型、修边复合模设计及典型工作零件的工艺分析

二、原始数据

1、冲压件零件图（包括零件尺寸、精度、材料等）。

2、生产批量为大批大量。

三、设计要求

1、保证规定的生产率和高质量的冲压件的同时，力求成本低、模具寿命长。

2、设计的冷冲模必须保证操作安全、方便。

3、冲模零件必须具有良好的工艺性，即制造装配容易、便于管理。

4、便于搬运、安装、紧固到冲床上并且方便、可靠。

5、保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。

四、设计图纸

模具总装图一张

全部模具零件图纸（其中至少有一张电脑绘图）

所有图纸折合成0号图不得少于3张。

五、设计说明书

1、资料数据充分，并标明数据出处。

2、计算过程详细、完全。

3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。

4、内容条理清楚，按步骤书写。

5、说明书要求有计算机打印出来。

六、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工艺卡和工序卡。

1.零件的工艺性

1.2 零件材料及其冲压工艺性分析

1.2.1 零件材料的分析

冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组成的复合模、级进模等各种模具。设计这些模具时，首先要了解被加工材料的力学性能。材料的力学性能是进行模具设计时各种计算的主要依据。故在分析零件冲压成形工艺，设计冲压模具前，必须要了解和掌握材料的一些力学性能，以便设计。现将油杯零件材料为10号钢的力学性能主要参数及其概念叙述如下：

（1）应力：材料单位面积上所受的内力，单位是N/mm2，用Pa表示。106 Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm2 ；109Pa = 1GPa。

（2）屈服点σs：材料开始产生塑性变形时的应力值，单位是N/mm2。弯曲、拉深、成形等工序中，材料都是在达到屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。经查表取σs = 206 MPa。

（3）抗拉强度σb。材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。σb = 294～432MPa。

（4）抗剪强度τb。材料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。取τ b = 255～333MPa。

（5）弹性模量E。材料在弹性范围内，表示受力与变形的指标，弹性模量大，表示材料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需要较大的力。E = 194 x 103MPa。（6）屈服比σs/σb。是材料的屈服强度与抗拉强度之比，其值越小，表示材料允许的塑性变形区越大，在拉深工序中，材料的屈服比较小时，所需的压边力和所需克服的摩擦力相应的减小，有利于提高成形极限。

（7）伸长率δ。在材料性能实验时，试件由拉伸试验机拉断后，对接起来测量长度，其伸长量与原长度之比称为伸长率，其数值用“％”表示，其数值越大表示材料的塑性越好。经查表可得，材料为10号钢的伸长率δ=29％。

综上所述，对油杯零件材料10号钢的力学性能分析，主要是为了便于模具设计中各参数的计算，故在后序的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。

1.2.2零件工艺性的分析

冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工艺过程包括备料—冲压加工工序—必要的辅助工序—质量检验—组合、包装的全过程，但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构工艺性。

该零件为油杯，结构简单，对称，是典型的拉深件。在拉深过程中要注意控制拉深程度，加工时，根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点：

（1）拉深件圆角半径：拉深件的圆角半径要适合，应尽量大些，以便于成形和减少拉深次数，避免在拉深过程中出现失稳现象即拉裂。拉深件底与壁的圆角半径应满足r1≥t。而在此设计中圆角半径R2＞t，故满足设计要求。

（2）考虑拉深件厚度不均匀的现象：在拉深过程中，一般为不变薄拉深，从理论分析上说是不符合的，在拉深过程中壁厚应有少量的变化，如果在拉深件精度要求不高时，一般可以忽略不计，而在此设计当中我们应该考虑壁厚不均匀现象问题，加工出符合图样要求的零件。

（3）拉深件的孔位布置：根据示图所示，该零件的孔位布置合理，处于中心部位。在冲孔时，要注意孔与拉深件的同心度的问题，孔到拉深底部边缘的距离d≤d1-2r1-t。

根据零件图，初步分析可以知道油杯零件的冲压成形需要多道工序才能完成，首先进行正拉深，形成外形尺寸形状，其次底部要成型。

综上所述，油杯由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲裁（落料、成型）、拉深等，由于是多道工序，多套模具成形，还要特别注意各工序间的定位。

1.3 确定工艺方案和模具形式

在冲压分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质，工序数目，工序顺序及组合方式等，有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的方案，通常每种方案各有优缺点，应从产品质量生产效率，设备占用情况，模具制造的难易程度和模具的使用寿命的高低，生产成本，操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较，确定出适合于现有生产条件的最佳方案，故在一定的条件下，以最简单的方法，最快的速度，最少的劳动量，最少的费用，可靠的加工出符合图样各项要求的零件，在保证加工质量的前提下，选择经济合理的工艺方案。

确定工艺方案及模具形式：

1、根据对冲压零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定冲压所需的基本的工序，如落料、冲孔、拉深、整形等。