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1、精品迁学院院 毕毕业业设设计计任任务务书书机电工程 系 模具设计与制造 专业设 计 题 目 过滤罩模具设计与制造 学 生 姓 名 班 级 模具一 起 止 日 期 设 计 地 点 指 导 教 师 教研室主任 发任务书日期 年 月 日精品目 录前 言 .1第一章 冷冲压模具设计绪论及典型结构21.1 冷冲压定义、特点及优缺点 .21.2 冷冲压模的典型结构 3第二章 冲压工艺方案拟订.42.1 零件冲压工艺分析 4 2.2 产品零件冲压工序 4 2.3 冲裁工艺方案拟定 5 2.3.1 模具结构形式的确定.5 2.3.2 复合模结构形式的确定.7第三章 毛坯展开尺寸的计算 .93.1 毛坯展开 9
2、第四章 排样设计 114.1 排样方法 11 4.2 排样的形式 11 4.3 搭边 11 4.4 条料的宽度 .12 4.5 裁板的方法 .12 4.6 材料利用率 12第五章 冲裁工艺设计 145.1 冲裁力的计算 14 5.2 卸料力及推件力的计算 .14 5.3 压力机的选用 15 5.4 复合模的设计 15 5.4.1 模架结构的设计15 5.4.2 工作零部件的结构设计16 5.4.3 复合模工作部分尺寸计算17 5.4.4 定位零件的设计20 5.4.5 卸料部件的设计20 5.4.6 垫板的设计20 5.4.7 固定板的设计20 5.4.8 模具总体结构21第六章 拉深工艺设计
3、 226.1 确定拉深次数 .22 6.2 压边装置的选择 .23 6.3 拉深力及压边力的计算23精品6.4 压力机的选用 .24 6.5 拉深模间隙的确定 .24 6.6 拉深凸模通气孔选择 .25 6.7 拉深模结构 .25第七章 结论 .26参考文献 .27致谢 .28精品前 言当今社会，工业产品技术不断发展，冲压工艺在工业生产中起着重要的作用。冲压技术在各工业部门中得到广泛应用，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命
4、模具。本次毕业设计的课题是 过滤罩模具设计与制造 ,主要用 SolidWorks 软件来绘制三维图；利用 CAD 软件绘制二维图。此课题属于冲压工艺， 冲压是金属塑性成形的基本方法之一，它是利用冲模在压床上对金属板料施加压力使其分离或变形，从而得到一定的形状，并且满足一定使用要求零件的加工方法。设计模具前需要对所给产品进行工艺分析和计算。工艺方案确定为冲孔落料、拉深、翻边、冲孔。主要用到的模具为简单模和复合模。从零件的工艺分析到加工方案的拟定，再到复合模的零件设计以及压力机的选择，整个设计过程综合运用所学专业课知识，以工厂的实际设计要求为标准， 在王鑫老师的悉心指导下有条不紊的进行。本论文介绍
5、了冲裁工艺设计，拉深工艺设计，零件的排样图设计，复合模的主要零件设计等内容。由于编者水平有限，文中缺点或错误在所难免，恳请各位老师批评指正。精品第一章 冷冲压模具设计绪论及典型结构1.1 冷冲压定义、特点及优缺点1定义 是金属塑性成形的基本方法之一，它是利用冲模在压床上对金属（或非金属）板料施加压力使其分离或变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求零件的加工方法。2特点 它是无屑加工：被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形，不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。所用设备是冲床：冲床供给变形所需的力。所用的工具是各种形式的冲模：冲模对材料塑性变形加以约束，并直接使材料变成所需的零件。所用的原
6、材料多为金属和非金属的板料。3.优缺点1）优点在压床简单冲压下，能得到形状复杂的零件，而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有一定精度，具有互换性。在耗料不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件。材料利用率高，一般为 70-85%。生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次。同时，毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化。冲压零件的质量主要靠冲模保证，所以操作方便，要求的工人技术等级不高，便于组织生产。在大量生产的条件下，产品的成本低。2)缺点：模具要求高、制造复杂、周期长、制造
7、费昂贵，因而在小批量生产中受到限制。另外，冲压件的精度取决于模具精度，如零件的精度要求过高，用冷冲精品压生产就难以达到。二、基本工序冷冲压工艺有两大类：分离工序及成形工序1、分离工序：被加工的材料在外力作用下，使材料（板料）沿一定的轮廓线剪切破裂而分离，从而制得零件的冲压工序，通常称为冲裁。2、成形工序：指毛坯在不外力作用下，在破坏的条件下发生塑性变形而得到所需的零件，这时应力超过材料的屈服极限。三、冲压成型设备冲压成型设备的类型很多，以适应不同的冲压工艺要求，在我国锻压机械的八大类中，它就占了一半以上。并向大型化（美国 Clearing 公司的 60000kN 闭式双点压力机，液压机很多10
8、0000 kN 以上） 、高速化、数控化（CNC） 、精密化和宜人化（低噪声）等方向发展。在实际生产中，应用最广泛的是曲柄压力机、摩擦压力机和液压机，其选用主要是确定冲床的类型和吨位。1.2 冷冲压模的典型结构一、冷冲压模的分类1） 按工序性质分有冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模及冷挤压模等。2）按工序的组合方式分有单工序模、连续模及复合模等。3）按模具使用的通用程度分有专用模、通用模及组合模等。二、冷冲模的组成 1） 工作部分 2） 定位及挡料部分3） 卸料及推件装置4） 导向装置5） 连接固定部分精品第二章 冲压工艺方案拟订工艺方案设计就是根据冲压件的形状尺寸、材料、生产批量等特点，初步确定
9、出冲压加工内容，并制定出几种可行的加工工艺方案，通过对产品质量、生产效益、设备条件、模具制造和寿命、操作的方便性和安全性、经济性等方面的综合比较，确定出适合具体生产条件的最佳工艺方案。2.1 零件冲压工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压加工的适应性，即是否能用最简单的模具结构、最少的工序、最低的成本加工出符合要求的工件。着重从产品的几何形状、尺寸大小、精度高低、原材料性能等多个方面进行考虑。(1)冲压件的几何形状 :比较简单、规则符合冲压条件。而且冲压件的材料为 08，塑性好，能够进行冲压加工，市场上也很容易买到这种材料，价格适中。(2)零件尺寸 :均为未注公差的一般尺寸，按惯例取为IT10
10、 级，符合一般复合模冲压的经济精度要求，模具精度冲裁模取IT8 级，拉深模取 IT10。(3)外形落料的工艺性：此零件外形较简单，冲裁件上孔的尺寸不能过小，否则会导致凸模折断。查表可得本材料的冲裁极限孔径为0.35t=0.35X1=0.35mm，工序中最小孔径为 2.7mm。所以符合工艺性要求。冲孔边缘离外形的距离过小时，会影响冲件的质量甚至模具的寿命，查表可得本材料的最小孔边距是 1t=1mm=3040mm）取凹模高度 H=32mm ,壁厚 C 取 36mm.凹模宽度 B=b+2c=178+2 36=250 mm(送料方向 )根据工件图样 ,凹模为圆型，在分析受力情况及保证壁厚强度的前提下,
11、取凹模直径为 250mm。 (2)冲孔凸模根据图样：先冲圆筒拉深件上的孔，需要两种形状不一样的凸模，并且都精品采用阶梯式。凸模长度 L=67mm(3)凸凹模当采用正装复合模时 ,凸凹模尺寸计算如下 :H凸凹=h1+h2+h+h3=10+30+20+2=62mm上式中: h1为卸料板厚度 ,取 10mm; h2为凸凹模固定板厚度 30mm;h 为卸料板与固定板之间的橡皮高度20mm；h3为进入凹模的高度 3.因凸凹模为模具设计中的配作件 ,所以应保证其与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙 Zmin 即可。5.4.3 复合模工作部分尺寸计算 （1）加工方法的确定结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜
12、采用配做法，落料时，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求配作；冲孔时，则只需计算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模实际尺寸按要求配作；只是需要在配作时保证最小双面合理间隙 zmin=0.04mm(查4表 2-1)凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸结合完成。（2）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算a）冲孔凸模 1图 5.1精品由上述分析知以凸模为基准件配做凹模具，凸模刃口尺寸如图。尺寸为变小尺寸。其计算公式为：Ap=（A+x）-p0式中 Ap凸模刃口尺寸（ mm） ；A工件公称尺寸（ mm） ；X磨损系数，由 4表 2-4 查得 x=
13、0.75；零件公差；p凸模公差（ mm） ，当标注形式为 +p 或-p时，p=/4 当标注形式为-+p时，p =/8。故 Ap=（12+0.750.02）-0。020mm=12.015-0.020 mm冲孔凹模按凸模刃口实际尺寸并保证最小合理间隙Zmin配做凹模，由参考文献4表 2-1 查得刃口始用间隙为： Zmin=0.10mm，Zmax=0.13mm。b）冲孔凸模 2精品图 5.2 刃口计算方法同上（3）落料凸、凹模刃口尺寸计算由上述可知，以凹模为基准件，配做凸模。凹模刃口尺寸如下图。精品图 5.3 落料凹模5.4.4 定位零件的设计结合本套模具的具体结构 ,考虑到工件的形状 ,设置一个
14、8的 挡料销起定的作用；一个 8 的固定导料销。5.4.5 卸料部件的设计 （1）卸料板设计 卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同 ,厚度为 10mm,材料为45#钢,淬火硬度为 4348HRC。 （2）卸料螺钉的选用卸料板采用 2 个 M10 的螺钉固定。其长度为： L=91mm5.4.6 垫板的设计垫板主要是防止凹模在冲压过程中，由于冲压力集中而把模座的接触面压坏。在高速冲压时，最容易损伤凹模，所以在本次模具设计中，固定板与模座之间增设了垫板，采用 T8 钢制造，成一整体，淬火硬度为4852HRC，且两平面光滑。垫板的另一个功用是安装传动结构零件，它主要是起支撑这段空间。模中其高度一般为 4
15、12mm。5.4.7 固定板的设计模具中的固定板，有称安装板，它的主要任务是对凸模固定，并通过它安装精品在模座上。在两副模具中，凸模固定板采用整体式结构，安装凸模，凹模固定板亦采用整体结构。 固定板由慢走丝线切割加工，制造比较简单，容易达到精度要求。固定板为了使安装之零件能正常稳定工作，就要求有足够的强度和刚度即可，参照经济性，选用45 钢制造，淬火硬度为 4348HRC。5.4.8 模具总体结构图 5.5 冲孔落料复合模总装配图模具上模部分主要由上模座、垫板、凸凹模固定板、凸凹模、卸料板等组成。下模由下模座板、凸模固定板、垫板、凹模等组成。出件由顶杆、推件块组成的刚性顶件装置及推杆、推件块组成的刚性推件装置，利用开模力取出工件。卸料是在开模时，橡皮恢复弹力，推动卸料板向下运动，从而推出条料。精品第六章 拉深工艺设计61 确定拉深次数1)判断工件能否一次拉成功，只需比较工件实际所需的总拉深系数与凸缘件第一次拉深的极限拉深系数即可。当m总m1，则一次拉成，否则，应多次拉深。由前面计算可知，毛坯展开尺寸为177.579mm。所以毛坯的相对厚度为：（t/D）100=（1/177.579）100=0.563凸缘相对直径为：df/d=129.42/80=1.6由参考文献 4查表 4-6 得：第一次拉深系数 m1=0.51总拉深系数为： m总=d/D=80/177.
