0244-某型锥口罩零件冲压成形工艺及模具设计【全套8张CAD图+说明书】
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某型锥
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模具设计
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某型锥口罩冲压工艺及其模具设计
摘 要：冷冲模是广泛运用的模具之一，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，近年来冷冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低，产品质量稳定，能加工多种性能，状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。
我从工艺的合理性出发，分析了“锥口罩”的结构，精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了“锥口罩”最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。
关键词：冲孔模 落料模 弯曲模 排样 冲压压力 压力机
- 内容简介：
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毕业设计（论文）开题报告 题目 某型 锥 口罩 冲压工艺及其模具设计 一、国内外 冲压行业 研究现状及发展趋势 1、现状 目前 ，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。 1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 鉴于模具作为包括机床工具、 汽车 制造、食品包装等在内的 机械 行业中机械基 础件产业，以及电工电器、 电子 及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 1 2亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生 产 48 英寸电视的塑壳模具、 及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模 1 具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为 衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心 等。经过多年的努力，在模具 术、模具的电加工和 数控 加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低， 术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能 满足国内需求，因而需要大量从国外进口。 2、未来冲压模具制造技术发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元，今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。 汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。 1999 年，国内汽车年产量为 183 万辆，。保有量为 1500 万辆，预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大 推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件 36 万吨，而目前的生产能力仅为 20 多万吨，因此发展空间十分广阔。 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过 3200 万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。 2 其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。 模具是工业生产中使 用极为广泛的基础工艺装备。模具在机械，电子，轻工，纺织，航空，航天等工业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60%品零件，组件和部件的加工生产。 “ 模具就是产品质量 ” ， “ 模具就是经济效益 ” 的观念已被越来越多的人所认识和接受。模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。 现代模具的产生和发展与现代工业的发展基本上是同步的，是现代制造业的重要组成部分。它的发展大体经历了以下几个阶段：最先是手工技术为主，辅之以机械化、半机械化的加工工具生产。此时 ，人们依靠人工的锯、锉、凿和车床、刨床等设备生产模具；当用铣床、磨床等精加工设备制造模具时，模具进入了工业化生产阶段。 综上所述，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。 二 、 选题的依据和意义 模具 是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、 电子 和计算机产品、仪表、家用电器、 汽车 、军械、通用 机械 等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 冲压模具是 冲压生产 必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。 冲压件 的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。 模具设计与制造 技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定 着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 三、 本课题研究内容 本课题研究的是 “锥口罩”的冲压工艺与设计相应的冲压模具 。 3 1、 分析冲 压 件工艺性 ，提出几种可供选择的工艺方案，并分析各自的优缺点 。 2、 确定冲裁工艺方案 3、 进行必要的工艺计算 4、 选择模具的结构形式 5、 选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸 6、 校核模具闭合高度及压力机有关参数 7、 绘制模具总装图及零件图 四 、 本课题研究方案 由于“锥口罩”零件冲压成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产率效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。根据叶轮零件实际情况，可能复合的工序有：落料与第一次拉深；最后一次拉深和整形；冲孔。 根据“锥口罩”零件形状，可以确定成形顺序是先拉深中间的锥形圆筒，然后成形外圈圆筒。这样能保持已成形部位尺寸的稳定，同时模具结构也相对简单。 冲孔在最后成形外圈圆筒进行。为保证 3 个 圆孔均匀，冲孔不要逐冲裁。 因此“锥口罩”零件的冲压成形主要有以下几种工艺方案： 方案一： 1) 落料； 2) 第一次拉 深； 3) 整形； 4 4) 后续拉深 ; 5) 切边； 6) 冲孔。 方案二： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 整形； 3) 后续拉深； 4) 切边； 5) 冲孔。 方案三： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 冲孔； 3) 整形； 4) 后续拉深； 5) 切边。 方案四： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 后续拉深； 3) 冲孔； 4) 整形； 5) 切边。 方案一复合程度低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道次多，效率低，不 适合大批量生产。 方案二至四将落料、拉深复合，主要区别在于整形、后续拉深、冲孔的组合方式以及顺序不同。 冲小孔此工序提前进行，使之在最后完成所有工序时容易造成孔的精度要求降低，达不到要求，且在其他工序在进行加工时，小孔易变形，另外，这也加大了工人的劳动时间，易造成较多废料，不经济。 需要注意的是，只有当拉深件高度较高，才有可能采用落料、拉深复合模结构形式，因为浅拉深件若采用落料、拉深复合模具结构，落料凸模（同时又是拉深凹模）的壁厚太薄，强度不够。 综上所述，从制造、投产、操作和经济效益等各方面考虑，采 用最终的方案 如下： 1) 落料； 2) 首次拉深 ; 3) 整形； 4) 后续拉深； 5) 切边； 6) 冲孔。 5 具体 方案 如下： 工序 1： 落料； 工序 2： 首次拉深 的圆筒； 工序 3： 首次拉深锥口为 的锥形圆筒； 6 工序 4： 整形； 工序 5 ：第二次拉深 的圆筒； 工序 6： 第二次拉深锥口为 的锥形圆筒； 7 工序 7： 第三次拉深 的圆筒； 工序 8： 第三次拉深锥口为 的锥形圆筒； 工序 9： 切边； 8 工序 10：冲孔。 五 、 研究目标，主要特色及工作进度 本课题研究的冲压模具能够完成“锥口罩”的冲压工艺，同时保证质量，提高材料的利用率，减少生产时间，提高效率，减少人工操作。我需要完成以下工作： （ 1） 工艺编制： 1冲孔件的工艺分析； 2冲孔件的尺寸计算； 3 压力机的选择； 4工序卡编制。 （ 2） 9 1凹、凸模刃口尺寸的计算； 2标准模架的选择； 3非标准零件的设计。 （ 3） 1 冲孔件工艺的分析和编制； 2 冲孔模的设计； （ 1） . 材料的利用率高。 . （ 2） （ 3） （ 4） 3 月 1 号 3 月 14 号：毕业实习，写实习报告。 3 月 15 号 3 月 23 号： 分析设计任务书，写开题报告。 3 月 24 号 3 月 28 号：制订工艺方案。 3 月 29 号 4 月 4 号：计算工 艺参数。 4 月 5 号 5 月 5 号：设计模具，绘制图纸。 5 月 6 号 5 月 20 号：写毕业设计说明书。 5 月 21 号 5 月 23 号：准备答辩。 六参考文献 压工艺及模具设计 机械工业出版社 冲压工艺及模具设计清华大学 出版社 3.冲模设计手册 机械工业出版社 冲模结构设计要领与规范 机械工业出版社 2006. 海 实用冲压设计技术 机械工业出版社 m m m m is im er er 0%m m pt m e e m S. . S. 5%5%ed m m %00,000U. S. im S. m u m s , m m m At m s m e m m m m m m im m m im m e ) m be im m ) m )im im ) 50%, ) m im )im m 5) e m s m e 80% At %. m 0000rm ps m 0000rm p m in )3m S. m m s of ay am 500m itm o ,of of m e m , es 8m m in 80m /m in bs ic ( m 00m /m in m m m m im ic ay m im m 0%,m m 0%. m m m is m m e e m m m m m e m m of m m is es ic m 2)m m ) Or )im )m m m m m ）) ）ic m 3） ) ic 3of 2）) m m m m im ic m e e am e am m m m 2000, (2)4,m 000,(6)5,e 2000, (11) 1 高速加工和现代模具制造 一、概述 1目前模具制造的发展现状和趋势 模具作为重要的工艺装备，在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门中，占有举足轻重的地位。工业产品零件粗加工的 75%，精加工的 50%及塑料零件的 90%将由模具完成。目前中国模具市场需求已达 500 亿元之规模。汽车模具、特别是覆盖件模具年增长速度将超过 20 %；建材模具也迅速发展，各种异型材模具、墙面和地面模具成为模具的新增长点，今后几年塑料门窗和塑料排水管增长将超过 30 %；家电模具年增长速度将 超过 10 %； 业年均增长速度超过 20 % ，对模具的需求占模具市场的 20 %。 2004 年中国机床工具工业产值将继续增长。我国模具制造市场潜力巨大。根据资料统计，近年来，我国模具的年总产值达到 30亿美元，进口超过 10 亿美元，出口超过 1 亿美元。增长从 1995年的 25% 增加到 2005年的 50%。国外专家预言：亚洲在全球模具制造中占据的份额，将从 1995年的 25%增加至 2005年的 50%。 中国模具工业发展迅速，形成了华东和华南两大基地，并且逐渐扩大到其他省份。 (山东 ,安徽 ,四川 ) 1996 年 2002年，模具制造业产值年平均增长 14%， 2003年增长 25%。 2003年我国模具产值为 450 亿人民币。总产量位居世界第 3，出口模具 美元，比上年增长 但是，我国技术含量低的模具已供过于求，精密、复杂的高档模具很大部分依靠进口。每年进口模具超过 10 亿美元。出口超过 1 亿美元 精密模具精度要求在 2 3 m,大型模具需要满足8000小型模具需满足直径 1前，采用高速切削生产模具已经成为模具制造的大趋势，在国外一些模具生产 厂家，高速机床大面积取代电火花机床，高速切削大大提高了模具生产效率。机床企业瞄准模具生产企业，有的加工中心生产厂机床的60%以上卖给模具加工企业。高速切削逐渐取代电火花精加工模具在国外的模具制造企业已经普遍采用，高速切削生产模具已经成为逐渐模具制造的大趋势，大大提高了模具生产效率和质量。采用高速切削替代电火花生产模具，可以明显提高效率、提高模具精度、使用寿命长。 2高速加工在模具制造中的应用 2 1高速切削的优点： 1） 刀具的高转速和机床的高进给以及高加速度，大大提高金属切除率； 2） 高速切削减小切削力； 3） 高速切削热大部分由切屑带走，工件发热少； 4） 高速切削减少振动，提高加工质量； 2 2高速加工应用于模具加工的效益 1） 快速粗加工和半精加工，提高加工效率； 2） 高速高精度精加工硬切削代替光整加工，表明质量高，形状精度提高，比 0%，减少手工修磨； 3） 硬切削加工最后成型表面，提高表面质量、形状精度， (不仅是表面粗糙度低，而且表面光亮度高 )，用于复杂表面的加工更具优势； 4） 避免 高模具寿命 20%； 5） 结合 别是形状复杂、薄壁类电极。 3 采用高速切削加工模具需要解决的问题 在国内，由于资金、技术等方面的原因，应用高速切削生产模具还处于初期阶段。 还存在机床、刀具、工艺以及其他方面的一些问题需要逐步解决。 缺点是加工成本高，对刀具的使用 2 有较高的要求，不能使用过大的刀具，要有复杂的计算机编程技术做支持，设备运行成本高。 二、加工模具的高速加工机床 模具精加工和硬切削 加工需要数控高速机床 ,模板、模架加工需要精密、高效数控机床等。许多机床企业瞄准模具生产，有的加工中心生产厂机床的 60%以上卖给模具企业。模具行业今后几年年均有 50亿元的固定资产投入，其中 80%是购买模具加工设备，也就是说每年有 40亿元人民币要购买金切机床。目前我国数控机床的平均利用率大约 20%，高速机床的利用率 3 5%。模具企业也有相当的单位购买高速机床，从 6000 40000 1高速机床的技术参数要求 加工中心主轴大功率、高转速，满足粗精加工；精加工模具要用小直径刀具，机床 一般要达到 15000 20000常主轴转速在 10000下的机床可以进行粗加工和半精加工，达不到精加工的精度；无法达到 400m/ 2 五轴机床的应用增加趋势 1）加工路线灵活，表面形状复杂； 2）加工范围大，适合多种类型模具加工； 3）切削条件好，减少刀具磨损，提高刀具寿命； 3 购买 据统计，每年有几十亿美元用于进口机床，大部分电加工机床和高速机床需要进口。 三、高速切削模 具的刀具技术 高速切削加工还需配备适宜高速切削的刀具。高速加工刀具材料的进展促使了高速加工的发展。硬质合金涂层刀具、聚晶增强陶瓷刀具使得兼顾高硬度的刀刃部和高韧性的基体成为可能。聚晶立方氮化硼 (片 ,其硬度可达 3500 4500晶金刚石 (硬度可达 600010000年来德国 本三菱 (神钢 )及住友、瑞士山特维克、美国肯纳飞硕等国外著名刀具公司都先后推出了各自的高速切削刀具，不仅有高速切削普通结构钢的刀具 ,还有能直接高速切削淬硬钢的陶瓷刀具等超硬刀具 ,尤其是涂 层刀具异军突起 ,在淬硬钢的半精加工和精加工中发挥着巨大作用。新刀具材料和刀具技术的出现已经使高速加工上的瓶颈问题不再会出现在刀具上。 但是，进口刀具的昂贵价格也阻碍高速切削模具的重要因素。 一般来说 ,刀具以及刀夹的加速度达到 3具的径向跳动要小于 刀的长度不能大于 4倍的刀具直径。根据 使用碳氮化钛 (层的整体硬质合金立铣刀 (58行高速铣削时 ,粗加工刀具线速度约为 100m/精加工和超精加工时 ,其线速度超过了 280m/样对刀具的材料 (包括硬度、韧性、红硬性 (高温状态下保持切削性能 )、刀具的形状 (包括排屑性能、表面精度、动平衡性等 )以及刀具寿命都有很高的要求。根据国内模具高速精加工的经验，采用小直径球头铣刀进行模具精加工时，线速度超过了 400800m/择足够高速度的机床硬切削模具精加工。 采用 径的刀具加工窄槽，转速 40000给速度 30m/. 1 选择刀具参数，如负前角刀具等。刀具要求比普通加工要求抗冲击韧性更高，还要求抗 热冲击能力强； 2 采取多种方法提高刀具寿命，降低刀具成本。 3 采用高速刀柄，目前应用最多的是 压装夹刀具。注意刀具装夹后的整体动平衡； 4 当前的刀具企业在解决高速切削刀具技术方面已经做了很多工作，面向加工的刀具服务会帮助解决很多问题，刀具生产厂家成为主体，参考刀具生产厂家提供的技术参数。 四、 提高高速切削模具效率的工艺技术 1 刀具直径和长度的选择 3 2 3 干切削和润滑冷却 4 进给选择： 通常进给量 铣刀直径 10%，进给宽度 铣刀直径 40%。 根据材料情况合理选择加工工艺参数 国外高速铣削加工零 件材料质量较 ，材料质量标准相同 ,加工性能比较稳定；而国外公司生产的刀具也是以他们的材料标准做试验；推荐的加工参数一般比较适合他们的标准，如果使用他们的刀具，与国内的零件材质有一定的区别 ,在高速铣削时 ,这种差别表现得较为明显，有些参数可以直接应用，但有些效果就比较差。而国内企业一般选用零件材质有一定的标准 ,所使用的零件材料，特别是能用高速加工的零件材质，一般会局限在某些零件材料范围内 ,这对我们应用高速加工技术也提供了有利的条件，会在较少的加工材料范围内应用。这里要强调的是，一定要在这些材料上选取优化出一套适合本企业的加工工艺参数，并且纳入企业标准。选用国产刀具 ,很少有推荐高速铣削的技术参数的 ,有必要做试验 ,取得比较满意的参数 ,最好选用固定的刀具生产厂家 ,减少试验的次数 ,形成加工技术标准 ,这样可以提高设备有效利用率 ,降低生产成本 ,可以取得较好的经济效益。 五、高速切削的加工刀具路径和编程 1） 平面进给路径选择 2） 轮廓加工路径选择 3） 保持切削 载荷平稳 4） 保持相对平稳的进给量和进给速度 5） 在平面切削中保持园拐角 6） 合理选择精加工余量 1）尽量避免拐角的铣削运动； 2）尽量避免工件外的进刀与退刀运动，直接从轮廓进入下一个深度。或者采用螺旋线或斜向进给切入； 3）恒定每刃进给，提高质量，延长刀具寿命； 4）轮廓加工保持在水平面上等。高速切削件： 公司几年前就开始了高速切削加工编程技术的研究，开发了高速切削自动编程软件模块；最近， 司也开发了高速切削自动编程软件模块；国内北航海尔也在开发高速切削自动编程软件模块； 六、 高速机床数控系统的特点 1） 高速数据处理 2） 拐角预测处理 3） 七、 高速切削模具的安全问题 1） 刀具磨损和破坏的监测； 2） 刀片连接的强度； 3） 和普通机床加工不同，安全防护和开机前对机床和刀具的严格检查非常重要。 八、 目前我国在采用高速加工模具技术中存在的问题 1 机床 1） 国产高速机床整体性能尚有差距，功能部件性能还不能满足要求。包括电主轴的功率和转速，进口机床价格高； 2） 机床的高速下动态特性研究还不够，因而影响整机的性能； 3） 五轴机床还不够成熟，进口机床价格太高； 4） 配套技术和设备还不完全。 2 刀具： 1） 国产刀具还不能够适应高速切削的应用，特别是高速硬切削光整加工。进口刀具价格 4 高。刀具技术是影响高速切削加工模具的一个重要因素。 2） 配套技术还不够，包括刀柄、成套在线动平衡 等。 3 高速模具加工工艺技术及实验 1） 由于高速加工模具的历史比较短，缺乏应用经验积累； 2） 对高速切削工艺研究比较少，投入不够，立项比较困难； 3） 缺少高速切削数据库或手册，目前还是空白； 4） 模具生产厂家对高速切削的认识不够，缺乏长期效益的分析对比； 4 缺乏高速切削自动编程软件； 5 缺乏五轴联动高速切削自动编程 结束语 ： 模具市场对高速加工有强烈需求，但是技术跟不上。起步晚，基础较差， 整体技术水平不高，发展缓慢。需要各个方面协调发展，产学研结合，加大投入，综合利用各个方面力量推动高速切削在模具制造中的应用。我们希望，通过各方面的努力，在市场需求的推动下，通过技术进步，像汽车、机床、家电一样，在不远的将来，我国不但要成为模具生产大国，而且要成为模具生产强国。 参考文献 1、金涤尘，宋放之 京：机械工业出版社， 2001. 2、许鹤峰，数字化模具制造技术，北京：化学工业出版社， 2001. 3、赵波 高速加工 2000， (2) 4、张海鸥 模具技术， 2000， (6) 5、郭东明 面向快速制造的特种加工技术 2000， (11) 某型 锥 口罩 冲压工艺及其模具设计 摘 要 ： 冷冲模是广泛运用的模具之一，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，近年来冷冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低，产品质量稳定，能加工多种性能，状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。 我从工艺的合理性出发，分析了“锥口罩”的结构，精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了“锥口罩”最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样 、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。 关键词 ： 冲孔模 落料模 弯曲模 排样 冲压压力 压力机 is of is in It is is is of of in of at of of up of in of on of of of on in to of of of on of I 目 录 第一章 零件的分析及供需方案的确定 错误 !未定义书签。 分析零件的冲压工艺性 错误 !未定义书签。 定工艺方案 错误 !未定义书签。 第二章 主要工艺参数计算 错误 !未定义书签。 算毛坯尺寸 错误 !未定义书签。 定拉深次数 ，拉深系数和各次拉深直径 错误 !未定义书签。 第三章 计算各工序凹凸模工艺参数 错误 !未定义书签。 算落料工序凹凸模参数 错误 !未定义书签。 计算首次拉深的凸凹模工艺参数 错误 !未定义书签。 计算第二 、三、四次拉深的凸凹模工艺参数 错误 !未定义书签。 计算冲 孔的凸凹模工艺参数 错误 !未定义书签。 第四章 毛坯排样 、利用率、冲裁力、拉深力等计算及压机选用 错误 !未定义书签。 毛坯排样 错误 !未定义书签。 计算材料利用率 错误 !未定义书签。 计算各冲裁工 序的冲裁力 、卸料力、推件力、顶件力及公称压力 错误 ! 未定义书签。 计算各拉深工序的压边力 、拉深力及确定压力机公称压力 错误 !未定义书签。 压力机选用 错误 !未定义书签。 第五章 各工序的模具设计 错误 !未定义书签。 落料模 错误 !未定义书签。 冲孔 3- 错误 !未定义书签。 总 结 错误 !未定义书签。 参考文献 错误 !未定义书签。 致 谢 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 某 型 锥 口罩 冲压工艺及其模具设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求 给定某 锥 形盖零件图（如右图），要求根据该图完成以下工作： （ 1）分析锥 形盖 的冲压工艺性，提出 并分析几种 可行 工艺方案 。 （ 2）确定锥 形盖的 冲 压 工艺方案 ； （ 3）进行必要的 冲压 工艺计算 ； （ 4）选 定 冲 模的结构 型 式 ； （ 5）选择与确定 冲 模 主要零部件结构与尺寸 ； （ 6）校核 冲 模 闭合高度及压力机有关参数 ； （ 7）绘制 冲 模 总装图及 零件 工作 图 ； （ 8）撰写 毕业设计计算说明书 。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： （ 1）查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告； 第 1周 第 2周 （ 2）相关外文文献阅读与翻译（ 6000字符以上）； 第 3周 第 4周 （ 3） 接 锥 形盖 冲压工艺 分析及 冲压 工艺方案确定 ； 第 5周 第 6周 （ 4） 必要的 冲压 工艺计算 ； 第 7周 第 9周 （ 5） 冲 模 的 结构 型 式及其 主要零部件结构尺寸 确定 ； 第 10周 第 11 周 1周 （ 6） 冲 模 的 总装图 设计 第 12周 第 14周 （ 7） 冲 模 的 主要零件 的工作 图 设计 第 15周 第 16周 （ 8）答辩准备 第 17周 、主 要参考资料： 1 杨关全 ， 匡余华 . 冷冲压工艺与模具设计 M. 大连 :大连理工大学出版社 ,2007. 2 陈炎嗣 ， 郭景仪 . 冲压模具设计与制造技术 M. 北京 :北京出版社 ,1991. 3 齐卫东 , 余林 . 冷冲压模具图集 M. 北京 :北京理工大学出版社 ,2007. 4冲压设计手册编写组 . 冲模设计手册 A. 北京：机械工业出版社， 1988. 5 杨玉英 . 实用冲压工艺及模具设计手册 A. 北京：机械工业出版社， 2004. 6 王伯平 . 互换性与技术测量基础 M. 北京：机械工业出版社， 2004. 7 W. Y. S. B. G. A. A J. 前 言 模具 是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、 电子 和计算机产品、仪表、家用电器、 汽车 、军械、通用 机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 冲压模具是 冲压生产 必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。 冲压件 的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。 模具设计与制造 技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力 。 在近几个月的冲压工艺模具毕业设计中，我完成了以下任务 :口罩”的冲压工艺性，提出了几种可供选择的工艺方案并进行比较； 定选出了最优的工艺方案，并制定了详细的工艺路线 数，确定毛坯尺寸、各工序的制件尺寸及总工序图； 通过此次毕业设计，让我懂得如何去提出问题、分析问题以及解决问题，让我对模具的结构和原理有了更深层次的认识。 关键词 ： 落料、拉深、冲孔、切边、整形、模具设计、冲裁 1 第一章 零件的分析及供需方案的确定 分析零件的冲压工艺性 图 01 所示“锥口罩”零件，材料 10 钢，大批量生产。“锥口罩”零件， 形状对称，形状复杂程度中等，高度比较高， 以 3 个 圆孔定位在机架上，圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属于盖子，外观上要求不高，只需平整，该零件可以用冷冲压加工成形 。 材料为 10 优质碳素结构钢，其剪切、拉深等工艺性较好。料厚 1量为大批量生产，零件尺寸适中，未标注公差等级为 ，其拉深需作修边处理。 图 01 “锥口罩”零件示意图 初步分析可以知道 “锥口罩”零件 的冲压成形需要多道工序。首先，零件中部是有凸缘的锥形拉深件；其次，零件外圈为有凸缘的圆筒拉深件，最后是 3 个 由于拉深圆角半径比较小 （ 1），因此还需要整形。 对拉深工序，按料厚中心线计算有 以属于宽凸缘拉深。另外，零件拉深度大（如最小价梯直径的相对高度，远大于一般带凸缘筒形件第一次拉深许可的最大相对拉深高度），所以拉深成形比较困难，要多次拉深。对于冲裁边工序，考虑到零件总体尺寸较，另外拉深后零件的底部还要冲的孔，所 以模具结构设计与模具制造有一定难度，要特别注意模具的强度和刚度。 综上所述， “锥口罩”零件 由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有：冲裁（落料、冲孔、修边）、拉深（多次拉深）、 整形 等。由于是多工序、多套模具成形，还5 5 . 50 / 84 / d D 中径 外径 5 2 要特别注意各工序间的定位。 定工艺方案 由于 “锥口罩”零件 冲压成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产率效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模 具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。根据叶轮零件实际情况，可能复合的工序有：落料与第一次拉深；最后一次拉深和整形；冲孔。 根据 “锥口罩”零件 形状，可以确定成形顺序是先拉深中间的锥形圆筒，然后成形外圈圆筒。这样能保持已成形部位尺寸的稳定，同时模具结构也相对简单。 冲孔在最后成形外圈圆筒进行。为保证 3个 匀，冲孔不要逐冲裁。 因此 “锥口罩”零件 的冲压成形主要有以下几种工艺方案： 方案一： 1) 落料； 2) 第一次拉深； 3) 整形； 4) 后续拉深 ; 5) 切边 ； 6) 冲孔。 方案二： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 整形； 3) 后续拉深； 4) 切边 ； 5) 冲孔。 方案三： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 冲孔； 3) 整形； 4) 后续拉深； 5) 切边 。 方案四： 1) 落料与第一次拉深复合； 2) 后续拉深； 3) 冲孔； 4) 整形； 5) 切边 。 5 3 方案一复合程度低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道次 多，效率低，不适合大批量生产。 方案二至四将落料、拉深复合，主要区别在于整形、后续拉深、冲孔的组合方式以及顺序不同。 冲小孔此工序提前进行，使之在最后完成所有工序时容易造成孔的精度要求降低，达不到要求，且在其他工序在进行加工时，小孔易变形，另外，这也加大了工人的劳动时间，易造成较多废料，不经济。 需要注意的是，只有当拉深件高度较高，才有可能采用落料、拉深复合模结构形式，因为浅拉深件若采用落料、拉深复合模具结构，落料凸模（同时又是拉深凹模）的壁厚太薄，强度不够。 综上所述，从制造、投产、操作和经济效益等 各方面考虑，采用最终的 方案 如下： 1) 落料； 2) 首次拉深 ; 3) 整形； 4) 后续拉深； 5) 切边 ； 6) 冲孔。 具体 方案 如下： 工序 1： 落料； 工序 2： 首次拉深 的圆筒； 工序 3： 首次拉深锥口为 的锥形圆筒 ； 4 工序 4： 整形； 工序 5 ：第二次拉深 的圆筒； 工序 6： 第二次拉深锥口为 的锥形圆筒； 5 工序 7： 第三次拉深 的圆筒； 工序 8： 第三次拉深锥口为 的 锥形圆筒； 工序 9： 切边 ； 6 工序 10： 冲孔。 7 第二章 主要工艺参数计算 算毛坯尺寸 1 落料尺寸 落料尺寸即零件平面展开尺寸， “锥口罩”零件 基本形状为圆形，因此落料形状也应该为圆形，需确定的落料尺寸为圆的直径。带有凸缘的筒形拉深成形件，展开尺寸可按有关公式计算。 （ 1） 修边余量 制件的相对高度 h/d=37/49=表 4取修边余量为 2。 （ 2）毛坯尺寸 根据冲件 毛坯尺寸计算简图见图 2，利用久里金公式计算毛坯尺寸 : )(88 2211L iX ni 首先将母线分成 8段，并计算出各线段的长度 L，再计算出各线段重心与回转轴线的距离 X，最后计算出 8 图 02 毛坯尺寸计算简图 线段 1: ;34438;18216 11 ;61 2341811 线段 2: ;2 ;03 线段 3: ;25;3443833 5 0253433 : ;4 ;线段 5: ;21;655 2 662155 : ; : ;13; : ;4;888 24888 ni 81 取整得 25 。 9 定拉深次数，拉深系数和各次拉深直径 (1) 估算拉深系数 根据 h/d=38/50= t/D=1/125 100%=手册得，拉深系数 n=3。 (2) 确定各次拉深系数 查手册，初选 ; 0/ 而 故需要调整初选各次拉深系数， 使之与总拉深系数相等。取整后;21 而 3） 各次拉深直径 ; ; ;底部锥形 圆筒的锥口各次拉深直径 ; ;底部锥形圆筒底部的各次拉深直径 ;（ 4） 确定各次拉深高度 计算毛坯相对厚度图 t/D%=1/125 100%= ; 查得 ) m 查表冷冲模设计 0084/125%/ dd t 6/ 查表冷冲模设计 出第一次拉深许可相对高度 ); 11 于许可范围，所以可以一次拉出，同理，底部锥形圆筒的高度： 11/ 于许可范围（ ) 11 ，也可以一次拉出。 10 第三章 计算各工序凹凸模工艺参数 计算落料工序凹凸模参数 查表 3 ;4.0 m i nm a x （工件精度在 校核间隙满足以下关系： 2 m a d|p| ； 而 | m i nm a x ;故不符合条件。 所以，需要调整，调整后 ;2.0 而 | m i nm a x 故符合条件。 凹模尺寸： ;125()( a x 凸模尺寸： ;0 5 p 计算首次拉深的凸凹模工艺参数 1. 计算凹、凸模圆角半径11 2. 计算凸凹模单边间隙 Z 不用压边圈时：拉深 )(（ 材料的最大厚度）； 使用压边圈时：查表 7压模具手册）得间隙系数 );k 取 ;即： ;a 3. 计算凸凹模工作部分尺寸及公差 因本次拉深件尺寸标注在内形，其查表 6凸凹模制造公差： ;8.0 所以，首次拉深： ;30. 557) . 0 500 0 . 0 5 ）（ 11 ; 底部锥形圆筒的锥口首次拉深 ;7.0 ;4 5 . 10 . 30 . 545)0 . 0 50 . 0 10 0 . 0 4 ）（； ; 锥形圆筒底部的首次拉深 ;4 1 30 0 . 0 50 . 0 10 0 . 0 4 ）（; 计算第二、三、四次拉深的凸凹模工艺参数 1. 计算凹、凸模圆角半径 ;)1 232 取 ;1;143 ;)22 取 ;12 同理可得： ;23 2. 计算凸凹模单边间隙 Z 不用压边圈时，三次拉深 a ( 使用压边圈时，查表（ 5间隙系数 ; 即 ;3)m a a x2 3. 计算凸凹模工作部分尺寸及公差 因拉深件尺寸标注在内形，查表 6 ;8.0 所以，第二次拉深 的圆筒： ;0 . 561)0 . 0 2 50 . 0 2 5 . 0 5 ）（;1 0 底部锥形圆筒的锥口第二次拉深 ； ;7.0 ;0 . 563)0 . 0 2 50 . 0 1 5 . 0 4 ）（； 12 ; 锥形圆筒底部的第二次拉深： ;30 0 . 0 2 50 . 0 1 5 . 0 4 ）（ ;0 9 2 第三次拉深 的圆筒： ;0 . 550)0 . 0 2 50 . 0 2 5 . 0 5 ）（ ;1 0 2 锥形圆筒底部的第三次拉深： ;0 0 . 0 2 50 . 0 1 5 . 0 4 ）（;0 9 2 计算冲 孔的凸凹模工艺参数 查表 3 4.0 m i nm a x 校核间隙： ;|m i nm a x 故不合条件，所以，需要调整， 调整后 ;2.0 而 | m i nm a x ，故符合条件。 将已知条件和查得的数据代入得： 凸模尺寸： ;5()( i n 凹模尺寸： ;( 1 0 i n 凹模孔心距尺寸： ;( m i n d 13 第四章 毛坯排样、利用率、冲裁力、拉深力等计算及压机选用 毛坯排样 本 工 序 的 落 料 冲 裁 件 只 是 简 单 的 图 形 ， 查 表 3搭边数值; 故条料宽度： ,128) 步距： ; 图 03 排样图 计算材料利用率 %002000128128415%10021 式中 n 为条料上实际冲裁的零件个数， 1A 为一个零件的实际面积 。 计算各冲裁工序的冲裁力、卸料力、推件力、顶件力及公称压力 1. 冲裁力的计算：（ b 取 k= 落料： ;1 5 3 0 7 5)6330 冲 孔： ;6 1 2 3)6330 14 2. 卸料力（ 、推件力（ 及顶件力（ 的计算 查表 3 别为 落料：5 30 7 5 30 7 5 30 7 冲 孔： 3. 压力机公称压力的确定 落料： ;冲 孔： ;计算各拉 深工序的压边力、拉深力及确定压力机公称压力 1. 压边力、拉深力的计算 （ 1）首次拉深：（拉深 ） 对于同形件压边圈时： ；（ ,拉深 时 ;1k ;70650)1030010110751( 63311 b ( b 1k 表 6 压边力： ；（ s q 表6 对于同形件，第一次拉深时的压边力： ;0310)9275(1254)2(466222121(2) 第二次拉深：（拉深 ） 因为 ;0 6 2 8 3 3 )(1)(016 拉深力： ;633 15 压边力： ;0310)54)2(466222221 22（ 3）第三次拉深： 拉深力：;4 2 3 9 0)633133b 压边力：; 9510310)54q)2R(d-32. 确定压力机公称压力 在实际 生产中，一般按总的拉深力小于或等于压力机公称压力的 %60%50 来选择，根据以上计算的各次拉深拉深力，故选择： 第一次拉深的工称压力为： ;413001)5010006507(F 取 01F 第二次拉深的公称压力为： 1 0 9 1 7 6 N;)5 4 5 8 8 . 9F 取 160 第三次拉深的公称压力为： N;4 7 8 08) 0( 4 2 3 9 0F 取 100 压力机选用 1. 落料 因为落料的压力机工称压力计算为 表 13艺模具设计手册 )，选择公称压力为 300开式可倾工作台压力机，滑块行程： 100程次数： 80次 1;公称压力时，滑块离下死点距离： 7大封闭高度： 300作台尺寸： 630右）、 420后）。 2. 冲 孔 冲 孔的压力机公称压力计算为 表 13择公称压力：40块行程： 40程次数： 200次 1；公称压力时，滑块离下死点距离： 3大封闭高度： 160作台尺寸： 280右）、180后）。 3. 第一次拉深 查表选择公称压力为 160开式可倾工作台压力机，滑块行程： 80程次数： 100次 ；1 公称压力时，滑块离下死点距离： 6大封闭高度： 250作台尺寸： 560右）、 300后） 。 4. 第二次拉深 16 查表 13择公称压力为 160块行程： 70程次数： 115次 ；1 公称压力时，滑块离下死点距离： 5大封闭高度： 220作台尺寸： 450右）、 300后）。 5. 第三次拉深 查表 13择公称压力为 100块行程： 70程次数： 115次 ；1 公称压力时，滑块离下死点距离： 5大封闭高度： 220作台尺寸： 450右）、 300后）。 17 第五章 各工序的模具设计 落料模 （ 1）模架的选用 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查（冲压工艺与模具设计实用技术表 2 65）得模架规格为： 模架： ， 22080H ， ， ， S=280R=45 （
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