【保溫杯過濾網(wǎng)的沖壓工藝及模具設計10000字（論文）】

長春師范大學本科畢業(yè)論文[20]。模具尺寸及公差的計算方法主要由以下兩種：1.凸模與凹模分開加工在設計制作結構簡單的沖壓件的時候，經(jīng)常采用分別設計加工凸模與凹模，在設計過程中為保證沖裁間隙比最小合理沖裁間隙小，需要對分別設計的凹模、凸模各自進行公差設計標注，在制造過程也需要高精度制作，來滿足以下使用條件：δd+或取制造的模具在使用前需要滿足，使得再磨損后得模具仍然滿足重載間隙在~范圍內(nèi)。2.制造結構復雜，形狀不規(guī)則的沖壓模具時，先對凹模進行設計加工加工完成后，在與凸模一定距離的位置處，根據(jù)工件的形狀、尺寸進行凹模設計制作。根據(jù)實際要求，也可以將凹模作為基準模具進行先設計加工。這種方法能減少公差受到凸凹模間隙大小控制。由于零件的復雜程度不一致，零件的加工工序以及使用特性有差別，所用的材料有影響，所以模具基準件刃口尺寸設計的方法也有很多。3.3落料-拉深復合模的結構設計1.正裝與倒裝結構的選用分析落料拉深復合模的加工工序，這個復合膜有兩個工序，落料工序無論是正裝還是倒裝，都一樣沒多大優(yōu)缺區(qū)別。而拉深工序在沖壓過程中，需要壓邊圈，正裝復合模要比倒裝復合模的壓料效果更好一些，所以選擇正裝復合模。從加工精度要求角度分析，本次加工的加工材料厚度為1.5毫米，材料為Q235硬度較軟，工件表面平整度要求較高，所以才用正裝復合模沖壓加工。因此選擇用正裝復合模合適。2.導向裝置導向裝置的目的就是能夠使凸模能夠精準的進入的凹模，還要保障間隙配合分布均勻。這次設計選擇的可以拆卸的滑動導柱導套，雖然沒有滾動導柱導套的精度高，但精度符合加工要求，它和滾動導柱導套相比拆卸更方便。需要注意的是導柱導套的選用，必須在選好標準模架的前提下選用。3.卸料裝置這次選用的卸料裝備時彈性卸料裝置。因為剛性卸料板的卸料原理是是將加工工件根據(jù)運動方向推出模具，而本次加工工件采用的工序是用剛性卸料板卸料。需要很大的運動導程。彈性卸料裝置的首先確定卸料板的外形尺寸，沖壓工件的加工厚度和卸料板的外形尺寸，其中卸料板的外形尺寸與落料凹模的外形尺寸一致再沖壓加工參考工具書選擇卸料板的厚度。其次根據(jù)卸料螺釘固定的長度，選擇卸料螺釘?shù)拇笮?。再根?jù)卸料螺釘?shù)膹较虺叽绲拇笮?，選擇合適的彈性組件，本文的彈性裝置選用的是塑料橡膠。3.4零件的結構1.選擇擋料銷擋料銷是定位材料的位置，是為了保證沖壓模具在每次沖壓過程中材料能夠有相同的搭邊值。為了使擋料銷的定位能夠更緊固，所以擋料銷的配合采用過盈配合。根據(jù)沖壓模具設計的外形結構，下模座只有落料凹模一個零件，所以選擇固定擋料銷最為合適。2.壓邊圈的設計沖壓模具在加工過程中保溫杯過濾網(wǎng)工件凸緣部分會因為受力不均出現(xiàn)起皺現(xiàn)象，因此，為平衡工件表面的力，設計采用壓邊圈來平衡工件表面的力，同時壓邊圈在沖壓模具打開時也會起到一個卸料作用.3.模柄的選擇將上摸安裝固定在沖床的滑塊上，進行復合膜加工，凹模根據(jù)所需圖狀進行加工出來的，模柄和上托成過盈配合，模柄和上托使用騎縫螺栓進行連接。在選用壓入式模柄時選則止轉銷來固定。在實際加工生產(chǎn)過程中，外形輪廓大的模具用凸緣式模柄。旋入式模柄在模具生產(chǎn)加工過程中拆卸比較方便，但是是用于加工精度要求較低的模具。所以這次的模具設計選擇用壓入式模柄。3.5沖裁間隙對模具的影響模具的使用壽命不僅取決于沖壓力的大小、模具的保養(yǎng)與模具的材料、加工精度、同時取決去模具之間的沖裁間隙。模具磨損一般在模具斷在沖裁過程中有比較大的垂直力和側面壓力，而這些壓力主要作用于刃口處，高壓力作用下刃口和板材之間的滑移會導致附著現(xiàn)象的嚴重現(xiàn)象，從而導致附著磨損。隨著加工材料屈服強度的增加和相對滑動位移的增加，附著磨損會隨之增大，模具的沖裁間隙小時，模具與板材之間的垂直里、側壓力和摩擦力會隨之增加，相會滑動位移增加，附著磨損效果顯著，間隙為2毫米時，凹凸面均磨損。因此為減少附著磨損增大沖裁間隙。為6毫米時，模具磨損要大于沖裁間隙為4mm時，是因為如果間隙過大，非常容易造成崩刃或者模具變型，會導致模具刃面的正壓力增大，因為間隙設計的較大時，需要的卸料力也會增加，還是會影響模具的使用期限。3.5.1沖裁間隙對卸料力的影響當沖裁間隙過小板材會出現(xiàn)裂縫，此時正壓力增大，可以得出所需剪裁力增大。當間隙過大時，由于拉應力的增大同時板材產(chǎn)生裂痕，由于板材正壓力減小，需要的裁力也會減小。由于沖裁間隙大凸模和凹模之間的刃口就會不重合在一起發(fā)生二次斷裂，導致零件不合格。間隙變大沖裁件質量高，模具尺寸小于沖孔尺寸，更加方便零件在模具中卸除，所需要的卸料力更小，當間隙過大時，零件表明會產(chǎn)生毛刺，毛刺會增大零件與模具之間的摩擦，則導致所需卸料力增大見圖3-10。3.5.2Cr12鋼的性能本次模具設計選用Cr12鋼，其主要成分如表3-1所示：熱處理一般流程為：淬火溫度差為850℃，水冷，回火溫度差150℃，保溫時間30min，隨得到的材料的滲透性、強度以及耐磨性均滿足要求。3.6落料-拉深復合?？傃b圖過濾網(wǎng)落料-拉深復合?？傃b配圖如圖所示。1.導套2.襯鐵3.上模座4.螺栓5.墊鐵6.打桿7.模柄8.圓銷9.圓銷10.頂桿11.墊板12.凸模固定板13.沖孔凸模14.打料版15.切邊凹模16.卸料板17.橡皮18.下模座19.定位銷20.下模座21.連接螺栓22.圓銷23.凹凸模24.卸料螺釘25.導柱4沖孔-切邊復合模結構設計4.1沖裁力計算與力機選用1.沖裁力計算（1）切邊力：（4-1）L——沖裁件的周邊長度；t——材料厚度；——材料抗剪強度；K——系數(shù)，取K=1.3。所以，一般情況下，上式也可以寫成F=（2）沖孔力：F沖=1.3Ltτ（L：周邊尺寸(mm)。t：壁厚(mm)。：通過《沖壓模具指導手冊》表1-1可知Q235，取345MPa。F=（3）卸料力：推件力：F（4）總沖壓力：4.2計算刃口尺寸和設計結構1.沖孔-切邊復合模切邊刃口尺寸計算凹模：D凸模：D2.切邊-沖孔模具的計算查《沖壓模具指導手冊》表6.3-1，可得（1）查閱《沖壓模具指導手冊》得得：驗證：合理。查閱《沖壓模具指導手冊》得：x=0.5凸模：凹模：孔心距4.2.1切邊-沖孔模具的凹模結構切邊沖孔凹凸模的是指沖孔凸模與沖孔凹模徑向尺寸之間的距離。間隙的作用是為了調整模具在加工過程中出現(xiàn)的偏差。查閱模具相關的工具資料書，經(jīng)分析保溫杯過濾網(wǎng)的材料性質組織等，可得當間隙過小時，模具加工的工件邊緣容易發(fā)生卷曲，甚至于邊緣有拉斷現(xiàn)象出現(xiàn)，且由于間隙過小，這種缺陷無法彌補。而就降低了模具產(chǎn)品的加工效率。當間隙過大時，就會出現(xiàn)材料浪費，進而降低了板料的利用率，也增加了模具的加工成本，并且加工工件達不到尺寸要求。切邊凸凹模單側間隙值的計算方法如下：高度H、壁厚c為：H=Kb=0.22×60=3.2mm（4-3）c=（1.5~2）H=（1.5~2）×13.2=19.8mm~26.4mmK：0.22。b：外形直徑。凹模直徑D大小為D=Db+2c=60+2×查閱《沖壓模具指導手冊》得，凹模周界尺寸L×B×H=100mm×100mm×15mm。4.2.2沖孔-切邊復合模與凸凹模結構設計復合模具加工切邊沖孔凸凹模壁厚應大于4.9毫米，根據(jù)保溫杯過濾網(wǎng)的切邊沖孔復合凸凹模的二維圖可知，其最窄處的壁厚為22毫米，符合模具加工的設計要求。高度：H=4.3切邊-沖孔復合模的結構設計1.正裝與倒裝結構的選用模具的結構的選擇主要取決于凹模的位置，凹模的位置在下就是正裝，凹模的在就是上是倒裝。對于工件表面的平整度，無論是哪種結構的復合膜表面平整度都很不錯；對于沖壓工件沖孔位置距離邊界的距離，正裝復合模沖壓工件的沖孔位置距邊界較小，倒裝復合模的沖壓工件的沖孔位置巨變界較大，而沖壓工件的沖孔位置距邊界距離的大小，決定了沖壓工件的出件難易度，沖壓工件的沖孔位置距邊界距離越大越容易出件；正裝和倒裝都適用于沖壓材料厚度較薄的工件和硬度較軟的工件，并且對工件的表面平整度的要求也較高。2.卸料方案落料后產(chǎn)生的廢棄材料和沖孔加工完成的產(chǎn)品都是采用卸料板取下的，如果結構是正裝的話，那么就是上托和凸模的固定板連一起，而模柄與上托連一起，這樣的話卸料板是套在凸模上的，是去除凸模上產(chǎn)生的工件廢料的。將底板放在工作臺上然后把凹模在上面加工。凹模與凸模的間隙是依據(jù)工件材料的的性質和薄厚度等來確定的，卸料板的作用不同，它的間隙配合值也不同如表4-1所示。表4-1作用與凸模的間隙配合值的關系4.4選擇與設計其他零部件1.固定板設計用沖孔落料加工首先要將切邊沖孔固定板中的模具和沖床滑塊連一起，加工前要使用底板將模具和工作臺連一起進行加工，如圖4-3。圖4-3切邊沖孔凸凹模固定板2.卸料板設計將加工后所產(chǎn)生的廢棄材料與加工后的工件是使用卸料板從模具上拿下來的。設計如圖4-4所示。圖4-4彈性卸料板3.推件塊設計推件塊是沒有壓料作用的，因為壓力機滑塊的鋼性力將加工的工件與廢棄的材料從模具中延沖壓的方向推出，如圖4-5所示。圖4-5推件塊4.5模具的固定這幾個零件是這次設計的模具中需要安裝固定的：1.上下模座：主要是用導柱導套固定的。2.固定模柄：使用銷釘來固定壓入式模柄。3.固定固定板：固定板主要分為倆種，分別是切邊沖孔凸凹模固定板與沖孔凸模固定板，這倆個零件都用的是銷釘定位與螺栓固定。4.固定墊板：上模座和固定板的中間是墊板，它的作用是對模架的保護，還有就是調節(jié)的高度。固定墊板主要也是用螺栓和銷釘定位。4.6壓力機的確定壓力機的選則要根據(jù)模具的使用壽命以及產(chǎn)品的質量和成本的價格高低等很多問題。選擇設備時要時要了解產(chǎn)品的特點以及，生產(chǎn)量的大小和工件的尺寸和幾何形狀。更要了解各類的沖壓裝置的特點，包括功率的大小，壓力的大小，速度大小等。要使所選用的裝置的性能與產(chǎn)品的加工達到最好的適應。盡量不產(chǎn)生白費的工件。然后再確定設備的規(guī)格。曲柄壓力機的應用范疇非常廣泛，幾乎所有的沖壓加工都可以用得上，但是效率比專用壓力機低，而且通用性差。通用壓力機：生產(chǎn)加工產(chǎn)量不咋大時但工序多；選專用壓力機：生產(chǎn)加工產(chǎn)量大，工序不多的時候選用。5結論本次畢業(yè)設計已經(jīng)全部完成，對設計做出如下總結：采用的工藝方案是兩套復合模具對工件進行加工，在精度滿足的情況下會有更高的效率。操作相比于簡單模具也更方便，加工成本相比于級進模具較低。倆套模具：一個是落料-拉伸復合模，另一個是切邊-沖孔復合模。落料-拉伸復合模通過圓的周長計算公式，可得落料毛坯件的周界尺寸L=285.125mm，根據(jù)公式計算落料力，拉深力，壓邊力和總壓力等。落料工序工作的刃口尺寸通過查相關資料得出凹模尺寸為90.825mm，凸模為90.725mm。滿足加工要求。但在實際生產(chǎn)中，上模座和卸料板給落料凹模的附加壓力的影響因素很復雜，所以很難計算，因而落料凹模的厚度一般，根據(jù)公式所得即拉深凸凹模壁厚應大于4.9mm，其最窄處的壁厚為22mm，符合模具加工的設計要求。切邊-沖孔復合模的計算主要是根據(jù)公式分別計算出凹模尺寸為59.85mm，復合模模具進行加工切邊沖孔凸凹模的時候壁厚應該大于4.9mm才可以，凸模的刃口尺寸是59.78mm，依據(jù)保溫杯過濾網(wǎng)的切邊沖孔復合模的二維圖可以得出最窄的地方壁厚為22mm，符合這次的模具加工的設計要求。在選題到設計結束，此次畢業(yè)設計完成的過程中遇到了很多問題，感謝我的指導教師對我的指導，通過畢業(yè)設計知道自己的專業(yè)知識掌握不是很好，專業(yè)知識在實際設計生產(chǎn)中應用的能力明顯不足、在實際應用中難以將學過的知識綜合運用。但是于此同時，我自身也有所成長，通過實際設計，讓我對學過的理論知識掌握得更加充實，對模具沖壓行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、具體工藝要求也有更多的了解，對以后進入到工作崗位會有非常大的幫助。參考文獻[1]李風雪，等.軸頭端蓋沖壓工藝與模具設計[M].2020.[2]姜麗,程俊明,李勝君,孫曉莉,趙娜娜,于程,劉寧.鋁合金鑄件油分殼金屬型模具設計[J].中國鑄造裝備與技術,2022,57(02):92-94.[3]楊慶波,董向坤,陳雪元,劉健,王騰飛,牟少志,周育.汽車沖壓模具智能化發(fā)展趨勢[J].模具制造,2022,22(02):21-23.[4]金朝暉,吳雅俊,吳曾龍.球面銷鍛造模具設計及冷鍛技術應用[J].鍛造與沖壓,2022(03):57-60[5]雷云進.模具制造業(yè)的發(fā)展方向[J].當代農(nóng)機,2022(01):60-61.[6]李玉霞.機械模具加工精度控制探析[J].內(nèi)燃機與配件,2022(03):211-213.DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2022.03.068.[7]崔衛(wèi)則,呂躍飛,崔慶波,黃愛斌,董鑫,吳洪喜.環(huán)形凸筋模具設計及參數(shù)化建模[J].模具制造,2022,22(01):17-20.[8]齊婧妍,白小茗,劉超.3D打印技術在模具設計實訓