【CM097】高档不锈钢保温杯过滤盘切边冲孔模具设计【C】【复合】
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【CM097】高档不锈钢保温杯过滤盘切边冲孔模具设计【C】【复合】,cm097,高档,高级,不锈钢,保温杯,过滤,切边,冲孔,模具设计,复合
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韶 关 学 院 毕 业 设 计 题 目： 高档不锈钢保温杯过滤盘切边冲孔模具设计 学生姓名： 董南林 学 号： 0212111041 系（院）： 韶关学院机电系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 02 级本科班 指导教师姓名及职称： 张高萍 高级工程师 起止时间： 2006 年 2 月 2006 年 5 月 目录 1 工件工艺分析 （ 1） 析零件的冲压工艺性 （ 1） 2 工艺方案的 分析 比较与确定 （ 4） 艺方案分析比较 （ 4） 艺方案的确定 （ 4） 坯尺寸的确定 （ 4） 件切口尺寸的计算 （ 5） 序的组合和顺序确定 （ 5） 边冲孔工序的分析 （ 5） 3 设计计算 （ 6） 算冲压力 （ 6） 裁力的计算 （ 6） 料力的计算 （ 7） 确定模具的压力中心 （ 8） 计算凸、凹模刃口尺寸 （ 8） 孔刃口尺寸计算 （ 9） 模和凹模的结构设计 （ 9） 4 模具设计 （ 11） 4 1 模具结构型式选择 （ 11） 架规格 （ 12） 柱为 （ 12） 套为 （ 13） 凹模的设计 （ 13） 模的设计 （ 14） 模长度 （ 14） 模强度校核 （ 14） 模的设计 （ 16） 具闭合高度 （ 17） 具材料的选 （ 18） 具其它结构尺寸 （ 19） 钉与销钉的选用 （ 19） 性卸料板 （ 20） 料块 （ 20） 凹模垫板 （ 21） 柄 （ 21） 皮 （ 21） 5 选择冲压设备 （ 21） 6 编写冲压工艺过程卡片 （ 24） 7 毕业设计心得 （ 26） 致谢 （ 26） 参考文献 （ 27） 高档不锈钢保温杯过滤盘的切边冲孔模具设计 机电系 02 级机械设计制造及其自动化本科班 董南林 指导老师 : 张高萍 高级工程师 第一章 工件工艺性分析 分析零件的冲压工艺性 高档不锈钢保温杯过滤盘 ,是高档不锈保温杯中的一个零件，作用是在杯中起隔离茶渣的作用。其工作环境是耐 100的高温，能在碱性的茶水里长时间的浸泡。工件材料为不锈钢板 1厚 t=批量生产，采用冲压工艺。 不锈钢的特点： 通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容 性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。 奥氏体不锈钢 在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含 18%、%10%、 C 约 ，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的 18和在此基础上增加 量并加入 i 等元素发展起来的高 列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入 S， 元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有 元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于 含 可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。 铁素体不锈钢 以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在 11%30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的 到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗 氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。因此使这类钢获得广泛应用。 奥氏体 是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含 C 较低的情况下， 量在 18%28%， 量在 3%10%。有些钢还含有 N 等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁 素体不锈钢的 475脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 1属于 奥氏体不锈钢，具有无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。 由于 过滤盘的 刚度和精度要求不高，定位是利用 48 的凸缘（ 高档杯内壁的阶梯相配合 ,其定位要求也不高。 该冲压件采用厚度为 不锈 钢板冲压而成，能保证其有足够的强度和刚度。最大尺寸为 48，公差等级为 。其深度为 15一个自由尺寸，圆筒直径为 4627 个环形排列的 的小孔。公差等级为 。底部圆角半径为 此零件为轴对称件 ,材料厚度仅为 裁性能好。 其形状特征表明 它是一个带凸缘的圆筒形件，其主要的形状、尺寸可以由拉深、冲孔、切边等冲压工序 获得。 作为拉深成形尺寸，其拉深工艺的参数值深工艺性比较好 , 46 的公差要求不大，凸缘的圆角半径为 底部圆角半径 中，所以拉深后能成型。而且能用制造精度不高，间隙一般的模具来进行加工。冲底孔因为孔较小，较密，但分布均匀，最边的圆孔离直壁的距离较近 ,为 对于所冲小孔 ,按 冲模设计应用实例表 2得，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径，所选材料为不锈钢板 1抗剪强度为 4 3 0 5 5 0 ， d=,t=而 符合尺寸精度工艺要求。按冲压工艺与模具设计图 知 ,零件的孔边距为 3大于最小孔边距。孔的 公差等级为 以上各项分析，均符合冲裁工艺要求，故可以采用多孔冲裁模进行加工。 因孔多且小，所以难度较大，采用精度较高，材料强度、硬度较好的模具。切 48 边，精度较高，采用间隙较小的模具来进行加工。 零件图如下： 图 零件图 第六章 冲压工艺规程卡 零件图 标记 产品名称 冲压工艺规程卡 工件名称 高档不锈钢保温杯过滤盘 年产量 第 1 页 产品图号 工件图号 共 2 页 材料牌号及技术条件 不锈钢1坯形状及尺寸 D=序号 工序名称 工序草图 工艺装备 设备 检验要求 备注 1 剪床下料 剪床 2 落料与拉深 料拉深复合模。 无裂纹，无压痕。 3 切边与冲 孔 孔切边复合模。 毛刺孔后平整无变形。 原底图总号 日期 更改标记 编制 校对 文件号 姓名 董南林 底图 总号 签字 签名 签字 日期 第 2 页 日期 高档不锈钢保温杯过滤盘的切边冲孔模具设计 摘 要 ： 高档不锈钢保温杯过滤盘 ,是高档不锈保温杯中的一个零件，作用是在杯中起隔离茶渣的作用。其工作环境是耐 100的高温，能在碱性的茶水里长时间的浸泡。 如果采用单工序分步加工， 不适合用于大批量生产， 成本较高，加工时间较长， 生产效率较低，质量也不太稳定。 本设计采用了复合模，这样能提高生产效率，降低成本，而 且 采用复合模，不仅提高了生产效率，质量也比较稳定，模具寿命也较长。 可以提高工作效率和产品质量，满足设计目的和技术要求。 关健词： 冲压；工艺；模具设计；冲孔；切边 ；复合模 to a of a is of Its is in of It in 00 s it in If its to in its so it be It of of to 机电系 02 级机械设计制造及其自动化：蒋锡均 指导老师：张高萍高级工程师 第一章 工件工艺性分析 本次设计是高档杯的 漏网 ,材料为不锈钢板 1厚t=大 批量生产，要采用冲压生产。 一、 冲压件的工艺分析： 高档杯漏网 ，在杯中起一个隔离茶渣的作用，其刚度和精度的要求不高，定位是利用 48 凸缘 高档杯内的垫环相配合 ,其定位要求也不高。 46 该冲压件采用 不锈 钢板冲压而 成，可保证其足够的强度和刚度。外壳主要配合尺 寸为 48，为 。 其深度为 15筒直径 此零件为一旋转体， 其形状特征表明 它是一个带凸缘的圆筒形件， 其主要的形状、尺寸可可以由拉深、冲孔、切边等冲压工序获得。 作 为拉深成形尺寸，其拉深工艺的参数值深工艺性比较好 , 46 的公差要求不大 ，拉深件底部及口部的圆角半径 以应 该拉深后能成型。并用制造精度不高，间隙一般的模具来进行加工。 零件图如下： 第二章 工艺方案的 分析 比较与确定 1、 工艺方案的分析比较 该零件外壳的形状表明它为拉深件，所以拉深为基本工序，底孔可用冲孔的方法完成。多余的凸缘可用切边的方法切去。 对于该零件的加工，可以采用单工序模，复合模和级进模。然而单工序模不 适合用于大批量生产，生产效率较低，质量也不太稳定。所以我们决定用落 料拉深复合模。生产效率比复合 模高。复合模可以采用自动送料装置，易于 实现自动化大生产，满足大批量加工的需要。使用复合模还可以减少占用压 力机的数量，减少占用地的面积，减少半成品件的周转。但在本设计中，由 于时间有限，所以采用手动送料装置，利用复合模实现了从下料到 半 成品全 部工序的自动化生产，不仅提高了生产效率，质量也比较稳定，模具寿命也 较长。 2 工艺方案的确定 (1) 计算毛坯尺寸 由于零件图不能直接求出，现先求如图 1 面积再反求其面积。 由 零件图可知： H=15d=46821 1 2 1 2 12 2 26 . 2 8 8 4 6 . 2 8 4 . 5 64 2 . 1 6 . 2 8 1 . 6 5 4 2 . 1 8 5 . 1 5 4 4 5 . 7 9 . 7 2 6 . 2 8 1 . 6 5 4 5 . 7 4 . 5 6 5 . 1 5D d r d r d h r d r 70于所求的面积为图 1 面积 ,要比零件大得多 ,为了减少材料的浪费 又由实用冲压模具设计手册取修边余量为 D=66 (2) 工件切口尺寸的计算。 因为送料步距 A= 坯再由表 9n=其中 所以得出： A= (3)计算拉深次数 0 . 51 0 0 1 0 0 0 . 4 566t D % 53 1 4646 0 . 766 总 查实用冲压模具设计手册表 3相同的情况下极限拉深系数为 3=此可知，只有缩小 凹、 凸，提高制造精度，才能保证间隙的合理范围， 此时可取 凹=凸=以 0 . 0 0 606 5 . 6 3D m m凹00 . 0 1 26 5 . 5D m m凸落料凹模模壁 C，由冲压表 2=28际取 C=30 拉深模： 因为拉深件能一次拉深成型，故拉深件的尺寸公差为 46 1 0 . 0 3 0 . 0 300( 0 . 4 2 ) ( 4 5 . 4 0 . 4 0 . 2 2 0 . 3 ) 4 6 . 0 8D d c m m 凹凹 式中 c=t=00 . 0 2 0 . 0 2( 0 . 4 ) ( 4 5 . 4 0 . 4 0 . 2 ) 4 5 . 4 8d d m m 凸凸 凹 =+凸 =冲压手册表 4得 4、 模具其它零件的结构尺寸计算 (1)、 模架和卸料板： 导柱导套的配合精度，可以根据冲裁模的精度、模具寿命、间隙大小来选择。当冲裁的板料较薄，而模具精度、寿命都有较高要求时，选 H6/精度模架，当板厚较大时可以选用级精 度的模架。工件的材料厚度为 裁间隙取为 单边间隙值为 以对模架精度要求不高，采用H6/ 模具的卸料板装置不仅有良好的稳定性、刚性，而且要有很好的工艺性。厚度 为 8 （ 2） 闭合高度（见复合模图） h模 下模座厚 +上模座厚 +凹凸模高 +凹模高 -（凹模与凸模的刃面高度差 +拉深件高 =40+35+60+35-(1+据设备负荷情况，拟选用 压力机最大闭合高度为 205 最小闭合高度为 130模具闭合高度满足m a x m i 0h h h 模，故度为是合适的。 （ 3）上模座弹簧沉孔深度15预压量 料板上的弹簧沉孔深拟取 4上模座的弹簧沉孔深为 1h（ 75-（ 60+4=中 卸
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