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含CAD图纸、文档所见所得 滤网冲压成形工艺及模具设计-地漏 花瓣形孔盘形件【含CAD图纸、文档所见所得】 滤网 冲压 成形 工艺 模具设计 地漏 花瓣 形孔盘形件 CAD 图纸 文档 所得

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河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生毕业设计中期检查表学生姓名邓 权学 号111304236指导教师韩艳艳课题名称滤网冲压成形工艺及模具设计难易程度偏难适中偏易选题情况工作量较大合理较小任务书有无开题报告有无符合规范化的要求外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：所在专业意见： 负责人： 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系系 部：部： 材料工程系 专专 业：业： 模具设计与制造 学学生生姓姓名名 : : 邓 权 学学 号号: 111304236 设设计计题题目目： 滤网冲压成形工艺及模具设计 起迄日期起迄日期: 2013 年 11 月 2 日2014 年 4 月 13 日 指导教师指导教师: 韩艳艳 2013 年 11 月 2 日重要提示：各类电子文档标准格式中的说明（用蓝色或红色字体表示） ，在参阅后请自行删除（包括本提示） ，黑色字体的内容全部保留！毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书1本毕业设计课题来源及应达到的目的： 本题目是来源于生活实际。通过该题目的毕业设计，将使学生达到理论知识与模具设计和制造的实践相结合，提高学生对所学专业知识的掌握和综合和应用能力。培养学生综合分析和解决实际问题的能力，强调专业知识的综合应用。2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：材料为 08，料厚 1.0mm 属于大批量生产。形状与尺寸如上图：工作要求: (1)模具设计,编写设计说明书一份； (2)绘制模具装配图以及全套的模具零件图； (3)编写主要零件的机械加工工艺过程卡。所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 工序名称粗铣工序号02零件名称凸凹模零件号00-10零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 号重 量Cr12设 备名 称型 号夹 具名 称辅 助工 具 铣床虎钳游标卡尺安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时一次1铣上平面35 面铣刀游标卡尺0.520.5200/ min800r/min一次1铣下平面35 面铣刀游标卡尺0.520.5200/ min800r/min一次2铣两端面10 立铣刀游标卡尺0.51160/ min1400r/mi一次2铣两端面10 立铣刀游标卡尺0.51160/ 400r/mimin1设 计 者邓权指 导 教 师韩艳艳共 1 页第 1 页机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 工序名称粗车工序号02零件名称凹模零件号00-05零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 号重 量Cr12设 备名 称型 号夹 具名 称辅 助工 具车床三爪卡盘游标卡尺，螺旋测微器安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时一次1车端面45车刀游标卡尺，螺旋测微器0.522200/ min800r/min一次2车外圆45车刀游标卡尺，螺旋测微器0.540.560/ min1400r/mi设 计 者邓权指 导 教 师韩艳艳共 1 页第 1 页零件号零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00-10凸凹模设 备夹 具刀 具量 具工序号工 序 名 称名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格工 时01下料（80mmx76mm)锯床直尺02粗铣六面铣床虎钳标准面铣刀游标卡尺03磨削磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺04钳工钻床虎钳钻刀、铰刀、攻丝刀高度尺、游标卡尺05热处理（淬火、回火）电热炉火钳06磨削磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺07线切割线切割机床复式支撑夹具铜丝游标卡尺08钳工研磨工具游标卡尺 编制 邓权 校对 审核 批准 零件号零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00-05凹模设 备夹 具刀 具量 具工序号工 序 名 称名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格工 时01下料(60mmx55mm)锯床直尺02车削车床三爪卡盘标准车刀游标卡尺，螺旋测微器 03磨削磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺04钳工虎钳划针刚尺、游标卡尺05热处理（淬火、回火）电热炉火钳06磨削磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺07线切割线切割机床复式支撑夹具铜丝游标卡尺08钳工研磨工具游标卡尺 编制 邓权 校对 审核 批准 滤网冲压成形工艺及模具设计滤网冲压成形工艺及模具设计摘要：摘要：本设计进行了落料拉伸复合模和冲孔模具的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。模具的冲孔和落料凸模分别用不同的固定板固定，便于调整间隙；落料凹模则采用整体固定板固定。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。关键词：关键词：复合模；冲压模具；标准模架；冲压设备；校核；落料Mesh stamping forming technology and die designAbstract: The design of the loading material, tensile modulus and single composite processes Piercing Die Design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. Identify the product of a detailed analysis and the process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as: Terrace die、Cavity die、Punch-holder、Dunn age、Die holder、Stripper、 Jig、Pin stop、Pilot and so on. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. Punch and Die blanking punch were different plate fixed to facilitate adjustment gap; Punch and Die blanking die is used overall fixed plate. Blanking punch contents is a derivative sales, and guarantee the work piece and the shape of the holes in the relative position accurately, improve processing accuracy. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and the requirements of large-scale production.Keywords: Combination die；Stamping die tool；Standard die set；Stamping Equipment；Check；Blanking.目目 录录1 1 绪论绪论.11.1 冲压加工的作用和地位冲压加工的作用和地位.11.2 研究设计的目的和任务研究设计的目的和任务.21.3 资料及工具准备资料及工具准备.62 分析零件的工艺性分析零件的工艺性.73 确定工艺方案确定工艺方案.93.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸.93.2 确定工艺方案确定工艺方案.124 主要工艺参数的计算主要工艺参数的计算.134.1 确定排样、裁板方案确定排样、裁板方案.134.2 落料拉深复合模工艺参数计算落料拉深复合模工艺参数计算.154.2.1 落料拉深工艺落料拉深工艺.154.2.2 初选压力机初选压力机.184.2.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差计算凸、凹模刃口尺寸及公差.184.3 冲孔模工艺参数计算冲孔模工艺参数计算.214.3.1 冲压力的计算冲压力的计算.214.3.2 模具压力中心的确定模具压力中心的确定.225 落料拉深模具的结构设计落料拉深模具的结构设计.235.1 模具工作部分尺寸计算模具工作部分尺寸计算.235.1.1 落料凹模落料凹模.235.1.2 拉深凸模拉深凸模.235.1.3 凸凹模凸凹模.245.2 落料拉深模具结构设计落料拉深模具结构设计.245.2.1 模架的选用模架的选用.245.2.2 模具的闭合高度模具的闭合高度.255.2.3 压力机技术参数的校核压力机技术参数的校核.256 冲孔模主要零件的设计冲孔模主要零件的设计.256.1 定位方式的选择定位方式的选择.256.2 推件装置的选取推件装置的选取.266.3 导向方式的选择导向方式的选择.266.4 冲孔凸模的设计冲孔凸模的设计.266.5 模架及其它零部件的设计模架及其它零部件的设计.266.6 闭模高度的计算闭模高度的计算.27结结 论论.28致致 谢谢.29参考文献参考文献.30 河南机电高等专科学校毕业设计评语学生姓名： 邓权 班级: 模具 112 学号： 111304236 题 目： 滤网冲压成形工艺及模具设计 综合成绩： 指导者评语： 指导者(签字)： 年 月 日毕业设计评语评阅者评语： 评阅者(签字)： 年 月 日答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人(签字)： 年 月 日滤网冲压工艺及模具设计11 1 绪论绪论1.1 冲压加工的作用和地位冲压加工的作用和地位 本课题设计的目的就是综合利用所学的知识，有一个全面的了解來提高应用能力水平，给以后工作打下一个良好的基础。本课题所涉及问题的研究和发展现状。首先，良好的冲裁工艺性能保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命长，产品质量稳定，操作简单等。冲裁件的精度为 IT12 级，可采用一般冲裁，冲裁件的外形为方形，形状简单、对称，以便于模具加工，有利于排样时材料的经济利用。单工序模结构简单，重量较轻，制造简单，成本低廉，冲裁件精度差，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大。连续模一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，设有许多工位，模具尺寸比较大，应有足够的刚性及与模具相适应的精度，从而免去了周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。采用复合模，冲压工件尺寸精度较高，工件平整，同轴度、对称度及位置度误差小，在一次行程内可完成两个以上工序，大大提高了生产率，但对模具制造精度要求较高，由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，结构一般要比单工序模复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降。而且各零部件在动作时要求相互不干涉，准确可靠。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修也不如单工序模简便。从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高，选择复合模会比较好 。目前，国内模具工业发展很快，其产值已超过机床工业的产值。我国模具工业作为一个独立的新型的工业，正处于飞速发展阶段，已成为国民经济的基础工业之一，其发展前景十分广阔。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇和空间。但由于我国模具工业起步较河南机电高等专科学校毕业设计说明书2晚，底子薄“九五”期间虽有较快发展，但与发达国家相比，差距还相当大。许多模具还需要进口，模具制造高级 人才也供不应求。为进一步加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养，普及先进的模具设计与制造技术，培养模具专业的高级人才。 为满足模具制造业对技术工人的需求，很多职业技能培训学校都开设了模具制造相关专业，而目前我国模具制造工还没有成为独立的专业工种，还没有统一的模具制造专业教学大纲和教材，也没有统一的技能鉴定标准，各学校和企业都只能在摸索中自行组织安排，这种状况显然不利于该专业的发展和人才培养的规范性。1.2 研究设计的目的和任务研究设计的目的和任务 1本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。 弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，滤网冲压工艺及模具设计3否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。2冲压过程中机械运动的概述 冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。 既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。3冲裁模具中机械运动的控制和运用 冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度河南机电高等专科学校毕业设计说明书4低，平面度不良，甚至模具寿命减少。 按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。 有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的 24 批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。4弯曲模具中机械运动的控制和运用 弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，滤网冲压工艺及模具设计5应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。 有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完成小于 90 度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头 R 角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。 充分研究设计任务书，了解产品用途，并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师的意见后进行改进。在初明确设计要求的基础上，可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。第一步，酝酿冲压工序安排的初步方案，并画出各步的冲压工序草图；第二步，通过工序安排计算及冷冲压模具结构图册等技术资料，验证各步的冲压成型方案是否可行，构画该道工序的模具结构草图。第三步，构画其它模具的结构草图，进一步推敲上述冲压工序安排方案是否合理可行。第四步，冲压工序安排方案经指导教师过目后，即可正式绘制各步的冲压工序图，并着手按照“设计任务书”上的要求进行课程设计。河南机电高等专科学校毕业设计说明书61.3 资料及工具准备资料及工具准备 毕业设计开始前必须预先准备好冷冲模国家标准 、 模具设计与制造简明手册 、 冷冲压模具结构图册 、 模具设计与制造 、 现代模具制造等技术资料，及图板、图纸、绘图仪器等工具。也可将课程设计全部或部分工作安排在计算机上用 Auto CAD 等软件来完成，相应地需事前调试设备及软件、准备好打印用纸及墨盒等材料。设计步骤：冲压模毕业设计按以下几个步骤进行。(1)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图(2)计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等，初选压力机吨位；(3)确定压力机吨位；(4)设计及绘制模具装配图；(5)设计及绘制模具零件图；(6)按规定格式编制设计说明书；(7)毕业设计面批后或答辩。滤网冲压成形工艺与模具设计72 分析零件的工艺性分析零件的工艺性 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。 该工件是带凸缘圆筒件，如图 2-1，料厚 t=1mm，拉深后厚度不变；零件底部圆角半径 r=1mm；未注尺寸公差都为 IT14，满足拉深工艺对精度等级的要求。工图工图 2-12-1 工件图工件图 河南机电高等专科学校毕业设计说明书8 艺性对精度的要求是一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 IT14 级以下，不宜高于 IT11 级；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向异性的影响，拉深件的口部一般是不整齐的，为了获得所需要的圆筒外形，需要增加修边工序。 影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。 工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比值越小，一次拉深允许的bs/极限变形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系数 r 和板平面方向性系数反映了材料的各向异性性能，当 r 较大或较小时，材料宽度的变形比厚度rr方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。 该零件结构较简单、形状对称，属于圆筒形拉深件。零件尺寸公差为IT14，工件材料为 08，材料的抗剪强度为 260-360MPa，抗拉强度为 330-470MPa，伸长率为 32，屈服极限为 200。滤网冲压成形工艺与模具设计93 确定工艺方案确定工艺方案3.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸拉深毛坯展开尺寸计算：坯料尺寸计算根据面积相等的原则：图图 3-13-1 工件图工件图 工件为锥形，近似为圆筒形，工件的近似直径为 43。根据拉深件尺寸，其零件高度为 h=5，则查表可知切边余量=2，则 d=43mm，d 凸=64mm, 121 0.5 11.5rrmm 根据公式：河南机电高等专科学校毕业设计说明书10如下图代入数据 2644 43 5 1.72 43 368.8mmmm 取 D=69mm查相关表格，可用也可不用压料圈，但为了安全起见，拉深/1/691.5%,t D 时采用压料圈。图图 3-23-2 毛坯图毛坯图 通过分析，得出工件的工序图为如图所示：222122141.720.56-Dddhd rrrr凸（）（）滤网冲压成形工艺与模具设计11图图 3-33-3 落料拉深工序图落料拉深工序图 图图 3-43-4 冲孔工序图冲孔工序图 河南机电高等专科学校毕业设计说明书123.2 确定工艺方案确定工艺方案 根据以上分析和计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下基本工序:落料、拉深、冲孔。根据这些基本工序，可以拟出如下几种工艺方案：方案一 以上工序过程都采用单工序模加工。用此方案，模具的结构都比较简单，制造很容易，成本低廉，但由于结构简单定位误差很大，而且单工序模一般无导向装置，安装和调整不方便，费时间，生产效率低。方案二 落料与拉深在复合模中加工成半成品，再在单工序模上进行其他工序。采用了落料与拉深的复合模，提高了生产率。对落料以及拉深的精度也有很大的提高。方案三 采用带料级进多工位自动压力机冲压，可以获得较高的生产效率，而且操作安全，但这一方案需要专用的压力机或自动的送料装置。模具的结构比较复杂，制造周期长，生产成本高。 根据设计需要和生产批量，综合考虑以上方案，方案二最适合。即落料、拉深在同一复合模中完成，后面采用冲孔模，这样既能保证大批量生产的高效率又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。 滤网冲压成形工艺与模具设计134 主要工艺参数的计算主要工艺参数的计算4.1 确定排样、裁板方案确定排样、裁板方案 加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的 60%80%之多。因此，材料利用率每提高 1%，则可以使冲件的成本降低 0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。 由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。 同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸通过查表取:搭边值为 1amm进距方向 11.2amm从视测方面来讲，该零件的排样应该采用直排最合理。排样图如图 4-1 所示。河南机电高等专科学校毕业设计说明书14图图 4-14-1 排样图排样图 从图 4-1 上可知：进距 S=68+1=69mm 条料宽度 b=68+21.2=70.4mm板料规格拟用 1mm1400mm4000mm 不锈钢板。查冲压模具设计GB708-88，为了操作方便采用横裁。裁板条数 条140005670.4Anb每条个数 个121400 12069BanS每板总个数 1256 201120nnn材料利用率 (4-1)%100BASn面滤网冲压成形工艺与模具设计151120 3631.7100%1400 4000 72.6%4.2 落料拉深复合模工艺参数计算落料拉深复合模工艺参数计算4.2.1 落料拉深工艺落料拉深工艺（1）落料力平刃凸模落料力的计算公式为 (4-2)kLtP 式中 P 冲裁力（N） ； L 冲件的周边长度（mm） ，可通过 cad 测量。 t 板料厚度（mm） ； 材料的抗冲剪强度（MPa） ； K 修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（1.01.3）P 的范围内，一般 k 取为 1.251.3。 在实际应用中，抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度的 0.70.85。为b便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度的 80%。查表取。b=470b落料的周长通过 cad 测量得：212.63mm。因此，该冲件的落料力的计算公式为 bLtF8 . 03 . 1落 =1.30.8 212.63 1 470 =103934N河南机电高等专科学校毕业设计说明书16（2）卸料力 一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算：卸料力 (4-3)FKF1卸式中 F 冲裁力(N) 顶件力及卸料力系数，其值可查教材表 1-7。 1K这里取为 0.04。1K因此 0.04 1039144157FN卸（3）拉深力 一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变，其变化曲线如图 3.1。从图中可以看出，在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得的拉深力并不大；从初期到中期，材料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。滤网冲压成形工艺与模具设计17oFmax拉深力凸模行程图图 4-24-2 拉深力变化曲线拉深力变化曲线 由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是笔尖困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度为依据，采用经验公式进行计算。对于带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式为： (4-4)bKltF拉 式中 拉深零件的凸模周边长度（mm） ；l 系数，这里取 1；K 材料的抗拉强度（MPa） ；b 材料厚度。t通过 CAD 测量，l=135.1mm。因此 1 135.1 1 47063497FN 拉（4）压边力由于材料较薄，而且表明要求质量较高，所以需要使用压边圈。压边力为： (4-5)APF压 式中 A压边圈下的材料面积； P 单位压边力，查表取为 4MPA。河南机电高等专科学校毕业设计说明书18带入数据：NF7152压4.2.2 初选压力机初选压力机 压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。因，故总冲压力拉落FF (4-6)压拉卸落FFFFF =1039344157634977152 N 178.7KN因此初选压力机 J23-25。4.2.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差计算凸、凹模刃口尺寸及公差 冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，任能冲出合格的零件。在确定模具刃口制造公差时，滤网冲压成形工艺与模具设计19要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数值。 采用凸凹模分别加工，凸凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸凹模设计图样上，这样加工方法具有互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（图形，方法或矩形）的冲件。落料时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，又因为落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，为了保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应该取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。 (4-7)dXDDd0)( (4-8)0min)2(pCDDdp 式中 落料凸模最大直径（mm）pD 落料凹模最大直径（mm）dD D 工件允许最大尺寸（mm） 冲裁工件要求的公差X 系数，为避免多数冲裁件尺寸都偏向于极限尺寸，此处可取 X=0.5。对于未标注公差可按 IT14 级计算，根据教材上表查得，冲裁模刃口双面间隙：minmax0.10,0.14Zmm Zmm、凹、凸模制造偏差，这里可以按 IT10 来选取：dp落料刃口尺寸：68mm工件尺寸公差按 IT14 级精度选取，得工件尺寸偏差，查表得00.7468mm 0.025,0.035mmmm凸凹河南机电高等专科学校毕业设计说明书20校核间隙：不满足+条件，可作如下调整： 凸凹minmaxZZ)(4 . 0minmaxZZ凸 =0.4 0.04 0.016mm )(6 . 0minmaxZZ凹 0.6 0.04 0.024mm则 dXDDd0)( =0.0240(680.5 0.74) =67.630.0240 0min)(pZDDdp =00.016(67.630.1) =67.5300.016拉深时，拉深模直径尺寸的确定的原则，与冲裁模刃口尺寸的确定基本相同，只是具体内容不同，这里不在复述。拉深凸模和凹模的单边间隙 Z=1.1t=1.1mm 计算凸凹模制造公差，按 IT8 级精度选取，由附录表 4 查得，对于拉深尺寸，。0.52040mm0.03mm凸凹 因拉深件注内形尺寸，按凸模进行配作： (4-9)0p(0.5 )dd凸 式中 d拉深件内形尺寸： d 凸模尺寸：p 拉深件尺寸公差。即有 =40.260p0.0340(400.5 0.52)00.03 拉深凹模则按凸模的基本尺寸,并要求按单面（或双面）拉深间隙配作：滤网冲压成形工艺与模具设计21 （双面间隙）0.030.030040(40.262 1.1)42.46d 4.3 冲孔模工艺参数计算冲孔模工艺参数计算4.3.1 冲压力的计算冲压力的计算冲孔力 4-11=tFKL孔1.3 158 1 36074KN 其中 L 为冲裁的总的长度：约 158mm表 4.1 卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料K卸K推K顶纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.070.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.05钢材料厚度mm6.50.020.030.0250.03查表 3.1 0.05,K推0.045,K卸序号 1 的凹模刃口形式，则 ，取 5 个5hmm故 河南机电高等专科学校毕业设计说明书22 （4-12）FnK F孔推推0.05 5 7418.5N 0.045 74F 卸=3.33N则最大冲压力： 4-13743.33 18.595.83FFFFKN总冲卸推查表选取国产 160开式压力机 J23-16KN4.3.2 模具压力中心的确定模具压力中心的确定 对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。 一切对称冲裁件的压力中心，均位于其轮廓图形的几何中心点上。对于该工件，由工件形状可知压力中心位于圆心上。根据图形分析，因为工件图形基本对称， 所以该工件的压力中心为该工件的中心。滤网冲压成形工艺与模具设计235 落料拉深模具的结构设计落料拉深模具的结构设计5.1 模具工作部分尺寸计算模具工作部分尺寸计算5.1.1 落料凹模落料凹模 落料凹模采用矩形板结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因生产的批量大，考虑凹模的磨损和保证零件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（为便于加工，落料凹mmh6模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的形状，如凹模图） 。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度 0.3 6820.4Hkbmm 凹模壁厚 1.51.5 20.430.6CHmm 选取时应根据实际情况选取尺寸，只要保证大于计算值即可，由于模具有拉深工序，最终选取凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近的凹模板，选择圆形凹模，其尺寸为。160 30DHmm 凹模的材料选用，工作部分热处理淬硬。12CrHRC64605.1.2 拉深凸模拉深凸模 拉深凸模刃口部分为圆柱形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯形结构，通过凹模固定板和下模连接在一起，凹模固定板用螺钉和销紧固定位。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用，工作部分热处理淬硬。12CrHRC6056 对于拉深凸模的工作深度，必须从几何形状上做的正确。为了使零件容易河南机电高等专科学校毕业设计说明书24在拉深后被脱下，在凸模的工作深度可以作成一定锥度525.1.3 凸凹模凸凹模 该复合模中的凸凹模是主要工作零件，其外形作为落料凸模内形又作为拉深凹模，内、外形刃口部分都为圆形，为便于凸凹模与上模的固定，凸凹模的安装部分设计成便于加工的圆柱形，通过台阶固定在凸模固定板上。5.2 落料拉深模具结构设计落料拉深模具结构设计5.2.1 模架的选用模架的选用 模具采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件，另外还设有弹性卸料装置的弹性顶件装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产效率高，缺点是弹性卸料板使模具的结构变复杂,要简化可以采用刚性卸料板，其缺点是拉深件留在刚性卸料板中不易取出，带来操作上的不便，结合本次设计综合考虑，采用固定卸料板。 从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择滑动导向中间圆形导柱模架，由凹模外形尺寸直径， （GB/T28551990）在按其标准选择具体结构160尺寸如下上模板 HT200160 160 45下模板 HT200160 160 55导 柱 20 钢 28 200导 套 20 钢28 110 42压入式模柄 Q235 40 60滤网冲压成形工艺与模具设计255.2.2 模具的闭合高度模具的闭合高度 所谓的模具的闭合高度 H 是指模具在最低工作位置时，上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应。模具的实际闭合高度，一般为：冲头进入凹模深度下模板厚度下垫板厚度下固定板的厚度凹模厚度冲头长度上垫板厚度上模板厚度模H235.8mmH模5.2.3 压力机技术参数的校核压力机技术参数的校核1.模具闭合高度的校核：模具闭合高度为：H=235.5mm。冲压机最大装模高度 270mm，闭合高度调节为55，使用垫板可以满足要求。105minmaxHHH模2.冲压过程中落料力（F=178.7KN）最大，压力机的公称压力，250PkN公，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足FP3 . 1公生产要求。3.模具最大安装尺寸为 254mm240mm，压力机工作台台面尺寸为450mm300mm，能满足模具的正确安装。河南机电高等专科学校毕业设计说明书266 冲孔模主要零件的设计冲孔模主要零件的设计6.1 定位方式的选择定位方式的选择 定位零件是用来保证工件的正确送进及在模具中的正确位置，模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进成为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离（步距） 。本次设计中由于工件为圆筒形，只需要依靠工件内形进行定位即可。在本次设计中，凹模起到定位的作用。6.2 推件装置的选取推件装置的选取 推件装置选取刚性推件装置，它有打杆、推板组成。6.3 导向方式的选择导向方式的选择 为了工作方便，安装调整简单，同时根据工件尺寸，该复合模采用后侧导柱模架。6.4 冲孔凸模的设计冲孔凸模的设计 因为所冲的孔为圆形或长圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，为了方便推