内外缘翻边模具设计概论

2016届分类号:

单位代码:10452

毕业论文（设计）

内外缘翻边模具设计

姓名刘维琢

学号 201203110222

年级 2012

专业机械设计制造及其自动化

系（院）机械工程学院

指导教师刘中奎

2016年4月15日

摘要

随着我国模具技术的迅速发展，模具技术在工厂生产中得到越来越普遍的运用，模具创新设计是模具技术发展的一个必然趋势，模具的设计是模具行业的核心部分，这次设计通过对冲裁工件的工艺的分析，经过调查研究和到工厂实践设计了一套内外缘翻边模具。这个设计逐一介绍了模具成型的各个零件其中包括凹凸模及其他零件如固定板、垫板、紧固零件、模具定位件、模柄等重要零件的计算与设计，以及各个零件之间的相互配合，通过分析计算设计的结果选择最优方案，并且对内外缘翻边模具的冲压部分进行了详细的设计，然后对模具进行了总体设计，而且分析我国模具行业的发展状况及面临的问题以及解决方案。

关键词：翻边模具模具设计冲压模具

ABSTRACT

With the rapid development of China's Die & mold technology and die & Mould Technology in factory production are more and more widely applied, the innovation and mold design is an inevitable trend of the development of die and mould technology and die design is the core part of the mold industry, the design through the analysis of the blanking workpiece craft, after investigation and study and the practice factory design a set of internal and external edge flanging die. This design introduced one by one between the various parts of the mold which includes concave convex mold and other components, such as the calculation and design of the important components of fixed plate, plate, fastening parts, mold positioning device, a die shank, and various parts cooperate with each other, through the analysis and calculation of the design of the optimal solution, and detailed design of inner and outer edge flanging die stamping part, and then the mold design, and analysis of the development of industry of our country mould and facing the problems and their solutions.

Keywords: Flanging die Mold design Stamping die

目录

第1章绪论 (1)

1．1本课题的意义、目的、研究范围及要达到的要求 (1)

1．2本课题在国内外的发展概况及存在的问题 (2)

1．3本课题的指导思想及应解决的主要问题 (3)

第2章模具设计程序及步骤 (4)

2．1冲件工艺分析 (4)

2.1.1翻边工件的形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系分析 (4)

2.1.2模具的结构形式、材料选用 (5)

2．2模具工艺计算 (6)

2.2.1计算毛坯尺寸，合理排样并绘制排样图，计算出材料利用率 (6)

2.2.2翻边工序的计算 (12)

2.2.3确定压力机公称压力 (13)

2.3.选定定位元件 (15)

2.3.1.4固定板、垫板设计与标准 (16)

2.3.1.5导向零件的种类和标准的确定 (18)

2.3.1.6紧固件与模具定位件的标准与确定 (20)

2.3.1.7模柄与标准 (22)

2.3.1绘制模具总体结构草图，初步计算并确定模具闭合高度，概算模具外形尺寸. 24第3章结论 (25)

第4章结束语 (25)

参考文献 (26)

致谢 (27)

1 绪论

时光荏苒大学的本科学习即将结束了，现在离毕业只有一步之遥了，毕业设计是最后一步也是最重要的一步，他能够检测我们对我们所学知识的综合运用能力。

随着我国经济的飞速发展生产的产品越来越多样化，模具技术由于它的优越性的得到了空前的发展，模具技术的发展越来越受到人们的重视在汽车、家电、仪表等产品中，60%—80%的零件要通过模具成型，越来越多的企业采用模具生产，模具技术对企业的发展起着至关重要的作用。

不知不觉大学四年的本科学习就要结束了，在这四年中我们学习了画法几何、理论力学、机械设计、液压与气压传动等基础和专业知识的学习对我学的这个专业有了一个比较系统较全面的认识，对于内外缘翻边模具这个课题的设计我也进行了实习，我在南山轻合金有限公司进行了三个月的实习而这个公司主要生产易拉罐料铝箔等产品，这让我对冲压模具有一个很好的理解，进一步了解模具各个零件之间的关系，对我做毕业设计是有很大帮助的。在导师的帮助及工厂培训员的讲解下在工厂检修的时候我们对于模具设备进行了拆装特别是对冲压模具一个更加全新的认识，在指导老师的协助下和同时查阅了很多相关冲压模具的资料亲自动手拆装了一些经典模具实体，了解了其中结构及工艺。在我们图书馆借阅了一些关于模具的书籍及设计手册，在毕业设计中，将充分利用好各种书籍资料，并与导师进行了探讨，努力尽善尽美做好毕业设计。

在毕业设计的过程中，并不是一帆风顺的，多亏指导老师的细心指导及同学间的相互帮助才会使我在短时间内完成毕业设计。因为我本人水平有限知识能力且缺乏实战经验所以难免在设计中有不妥之处，敬请老师指出。

1．1 本课题的意义、目的、研究范围及要达到的要求

在当今产品生产中，模具由于他的互换性好，加工效率高，节约材料，所以能够得到广泛的运用。随着现代科技的飞速前进，模具技术能够借助现代科技发展的越来越快，模具的适应性也会越来越强。模具技术现在已经成为国家工业总体水平的重要标志。并且采用模具进行成形加工能够节约材料节省时间提高效率，在大批大量的加工中，可使材料的利用率能够达95%或以上。

内外缘翻边模具的设计根据工件的尺寸及工艺要求，最后选择后导柱模架式单工序落料交叉排样的模，设计和制造没有特殊基本要求，一律按GB/T 2850.1～2850.7—1991、GB/T 2852.1～2852.4—1991、JB/T 8085—1990，和JB/T 7643～

7654（冷冲模）选用标准件和基本模架，而且符合相关的技术要求。冷冲压模具零件中不允许有裂痕，工件表面上不允许有氧化、划痕、锈蚀、损伤等缺陷。要视零件的大小，倒角尺寸应该为。。452~450.5??，倒圆角尺寸为1mm ~0.5。经磁性吸力磨削后的冲压模件应消磁。冲模各零件的材料和热处理硬度应该优先按《实用模具设计手册》中表22.1-3、表22.2-3选用，允许采用性能高于表22.3-4、表22.2-4所规定的钢号。零件图中普通螺纹的基本尺寸要符合GB/T 197的相关规定，选用的极限公差与配合公差要符合GB/T 196的标准。零件图如有没有注明尺寸的倒角，除刃口外所有锐边均应倒角或倒圆。成形工作零件的口部圆角及拉伸筋应该用圆滑过渡，符合设计要求并允许在试模时给予修正，以便达到冲压零件的基本要求。冲裁模之凸、凹模刃口及侧刃等必须无锈蚀缺陷，不要有崩刃、划痕和机械损伤。

冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度用冲压压加工的零件不要有过热、过烧的内部组织和机械加工不能去掉的裂纹、夹层及凹坑。零件上销钉孔的配合长度要小于销钉直径的5.1倍。固定板、导向零件、紧固件的形状和位置公差按GB/T 1181-1996等的规定。固定卸料的导料板应磨成等高。内外缘翻边模具的零部件的形状、公差、表面粗糙度等应符合设计的基本。冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度用锻压加工的零件不应有过热、过烧的内部组织和机械加工不能去掉的裂纹、夹层及凹坑。

冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度，用锻压加工的零件不应有过热、的组织结构以及经加工处理不能去掉的裂纹、夹层及凹坑等。经过热处理后的冲压模具硬度要均匀，不允许有脱碳区和软点，并能够清除氧化物。

1．2 本课题在国内外的发展概况及存在的问题

模具是大工业生产的重要组成部分。由于在国外，特别是工业发达国家，起

步早，底子厚，其研发水平高，生产能力强，处于成熟稳定的发展状态。在我国，虽然很早就开始制造使用模具，但是由于各种原因模具没能得到长久有效的发展。直到20世纪90年代初期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，我国除了在技术与设备的国外引进外，自主研发与制造能力也在突飞猛进地发展，年增长率能够达到20%。

虽然近年来我国模具不断发展但总体来说大而不强，整体水平的设计和制造

落后于德，美国，日本，法国，意大利等工业发达国家。在这里只有对国内模具行业，存在的问题和差距进行了简要分析，主要表现在以下几个方面：高精尖模具大部分依赖进口，经济效益差，人才严重短缺，供需错位缺乏对市场对客户的调查，模具技术的发展在地域上发展不均。我觉得以后要注重产业结构的调整和定位，通过技术创新来提升模具的制造水平来占领高精尖高档模具市场。

1．3 本课题的指导思想及应解决的主要问题

本设计旨在通过分析计算所给待生产工件的各项工艺及要求和数据，根据模具设计生产的工作流程，并按照模具设计的各项标准进行设计及调整，达到符合工业生产所需的要求。在设计过程，解决模具设计中材料的选择、尺寸的计算、标准件的选择、各装配零件的配合等各项问题，以期所设计模具能低成本加工及模具成品能加工出符合要求的工件。

2 模具设计程序及步骤

2．1 冲件工艺分析

2.1.1 翻边工件的形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系分析

图1工件图（材料Q235 t=1.0）

根据所提供的产品图样可知，图示结构中需要对零件的内外缘进行翻边加工，首次冲压时用初始挡料销和固定挡料销定位，条料顺序送进一条料长度后，需使条料反转后再顺序送进，用两个挡料销和固定挡料销定位。

条料尺寸不大，结构简单，所以模具属于小型的单工序落料模，为降低生产成本，使用手工送料的方式。

图样中有未注圆角，根据相关要求，选择圆角尺寸为mm

R。冲裁件内外形90

2

R的圆角以便避免有尖锐清角，提高模具寿命。

度清角改为1

工件图中的精度及其断面质量都没有特别的技术要求。工件图上的所有的尺寸都没有标注公差，均属于自由尺寸，可按照18

IT—IT取公差值,按IT14级

12

IT

来确定工件尺寸的公差。可查《互换性与测量技术基础》公差表，各尺寸公差为：1200 -0.30 440 -0.22 450 -0.22 200 -0.22 R60 -0.18

断面质量按一般标准处理。根据生产实践可知其装配关系大致为一般的普通落料模形式的改进。

2.1.2 模具的结构形式、材料选用

由图样及相关说明可知，该模具属于精度要求不高，冲击负荷较低，要求批量生产的单工序落料模，其由手动进料即可。则有四种结构形式可选择：有导向固定卸料式落料模、弹压式落料模、顺装上出件落料模和倒装式落料模。

由于条料需要间隔反转，考虑到生产成本的控制，本设计选择弹压式落料模。

这个毕业设计为冷冲压模具，在材料选择上选用性价比较高的冷作模具钢：08钢）

G B。08的强度、硬度很低，而塑性韧性很高，具有良好的冷变

（1988

—

形性。退火之后导磁率比较高，但有一个时间敏感，硬化和极低渗透性。冷轧或冷轧带钢，使其易于形成，深或深拉伸，覆盖件和焊接件的低强度。

2．2 模具工艺计算

2.2.1 计算毛坯的尺寸，绘制排样图，求出材料的利用率

由零件图可知，该零件需要对外缘何内孔进行同时的翻边加工，因此需要对零件的翻边进行逐一的分析，首先对内孔翻边进行分析。

（一）内孔的翻边

（1.）圆孔翻边得工艺性（图2-2）要求如下：

凸缘宽度h

B≥

圆角半径r≥1+1.5t

翻边高度 1.5r

h>

这样能都保证翻边不易破裂

（2）翻边系数在圆孔翻边的时候，毛坯预制孔直径与翻边直径之比，即翻边系数K能够影响变形程度图2。

图2

K=（2-1）

D

d

各种材料允许的翻边系数为一次翻边系数，一次翻边能达到一定的翻边的高度，见表2-1，表2-2。

表1 低碳钢的极限翻边系数K

表2 其他一些材料的翻边系数

第二次以后圆孔翻边工序的翻边系数

K

j

K=（1.15~1.2）K （2-1）

j

式中K为表2-1中查出的翻边系数。

（3）翻边的工艺计算

1）尺寸的计算：在翻边之，首先在毛坯件上先加工一个预制孔，这个孔大小应按翻边直径和翻边高度来计算。

预制孔直径：

d=D-2(h-0.43r-0.72t) （2-2）翻边高度：

(1)0.430.72(1)0.430.7222

D d D

h r t K r t D =

-++=-++ （2-3） 式中各符号见图2-1。

最大翻边高度： max min (1)0.430.722

D

h K r t =

-++ （2-4） 当制件要求高度h> max h 时，不能一次直接翻边成形，可采用加热翻边，多次翻边，或拉深后冲底孔再翻边的方法，如图2-3所示

图 3

在拉深件底部冲孔翻边时，应先决定翻边所能达到的最大高度，然后求出拉深高度，翻边高度（图2-2）

2(1/)0.572

D

h d D r =

-+ （2-5） 或 2max min (1)0.572

D

h K r =

-+ （2-6） 预制孔直径d 为

21.142d D r h =+- (2-7) 或 min d K D = （2-8） 拉深高度

12h h h r t =-++ （2-9）