微耕机的模具设计说明书.doc

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前言

毕业设计是对大学三年多的综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。

毕业计也是我们专业在学完基础理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。

本次设计的目的：

一、综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冲压模设计的实际训练，从而提高我们独立工作能力。

二、巩固复习三年以来所学的各门学科的知识，以致能融贯通，进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。

三、掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。

由于本人设计水平有限，经验不足，错误难免，敬请老师批评、指导，不胜感激。

1绪论

1.1冲压技术介绍

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。

冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。

冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。

全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。

汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。

仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。

冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。

冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。

由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。

冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。

热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。

冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。

生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。

模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业”;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。

日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。

如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。

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%

随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，冲压加工技术的应用愈来愈广泛，模具成形已成为当代工业生产的重要手段。

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。

冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素。

冲压是一种先进的金属加工方法，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。

与机械加工及塑性加工和其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点，主要表现如下[1]：

（1）冲压一般没有切削碎料产生，材料的消耗较少利用率高，一般为70%～85%，易实现机械化和自动化；

（2）在形状和尺寸精度方面的互换性较好。

一般情况下可直接满足装配和使用要求；

（3）冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件，而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的，如薄壳件；

（4）被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以冲压件刚度强度较好；

（5）冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征；

（6）在大量生产的条件下，产品的成本低，经济效益较高；

（7）冲裁过程能耗较低。

由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。

所以冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。

相当多的工业部门越来越多的采用冲压方法加工产品零件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工业等行业。

在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当的大，少则60%以上，多则90%以上。

不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻刚度好的冲压件所代替。

有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一[2]。

冲压技术的发展特征是：

（1）冲压成形科学化、数字化和可控化；

（2）突出“精、省、净“三大优势；

（3）冲压成形可以实现全过程控制；

（4）产品从设计开始即进入控制，考虑工艺；

（5）冲压生产的灵活性和柔性。

1.2本课题的来源及主要任务

本课题主要任务就是设计一落料拉深冲孔翻边复合模，绘制出模具装配图和大部分零件图，熟悉复合模设计步骤，并与课程设计过的级进模和单工序模作比较，了解复合模的结构特点。

本课题任务主要有两个特点：

（1）涉及冲压模具方面的知识；

（2）涉及机械制造方面的知识。

从上述任务特点可以知道，本课题知识的综合性较强，涉及的知识面较广。

冷冲压:

是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。

冲压可分为五个基本工序：

冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制。

冲压模具:

在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。

冲压模按照工序组合分为三类：

单工序模、复合模和级进模。

复合模与单工序模相比减少了冲压工艺，其结构紧凑，面积较小；冲出的制件精度高，工件表面较平直，特别是孔与制件的外形同步精度容易保证；适于冲薄料，可充分利用短料和边角余料；适合大批量生产，生产率高，所以得到广泛应用，但模具结构复杂，制造困难。

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。

冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。

近年来，冲压成型工艺有了很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的成形精度日趋精确，生产率有了极大的提高，正把冲压加工提高到高品质、新的发展水平。

由于引入了计算机辅助工程（CAE）冲压成形已从原来对应力应变进行有限元分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化分析设计。

计算机在模具领域，包括设计、制造、管理等领域发挥着越来越重要的作用。

2零件工艺分析及确定工艺方案和模具结构类型

2.1工件零件

材料为08，板厚1mm，制件精度为IT12级.，形状简单，尺寸较大，大批量生产，属普通冲压件。

通过一模两件，抵消弯曲产生的变形。

工件如图2.1所示：

图2.1工件图

本次设计工件材料为08，该件外形简单，形状规则，适于冲压加工。

由图2.1分析知：

为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而且韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。

但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。

大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。

Q235的机械性能:

1.极软，良好的拉延性能，塑性好。

2.抗拉强度324Mpa。

3.屈服强度196Mpa。

4.伸长率δ5（％）：

≥33。

5.断面收缩率ψ（％）：

≥60。

此工件材料采用08，生产批量为大批量生产，需要用模具进行生产。

分析；工件图得知模具包含有落料、拉深、冲孔、翻边再冲孔的工序。

由于有涉及拉深，所以要考虑是否需要多次拉深。

从材质上看，冲裁材料为08钢，属低强度、高延伸性、高延伸率、塑性及流动性好的软材料，有利于成型，总体来说，强度硬度不高，塑性韧性很好。

2.2工艺分析

根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：

（1）该制件为落料拉深翻边冲孔件，在设计时，毛坯尺寸要计算准确；

（2）冲裁间隙、拉深凸凹模间隙应符合制件的要求；

（3）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序工作稳妥、连贯。

冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。

主要用于加工板料零件。

冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力，当内力的作用达到一定程度时，板料就会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。

冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸大小及偏差等是否符合冲裁加工的工艺要求。

这对冲裁件的质量、模具寿命和生产率都有很大影响。

冲裁组合方式要根据生产批量，工件尺寸公差等级，对工件尺寸、形状的适应性，模具制造、安装调整和成本，操作方便与安全来决定。

综上分析，要选取在满足工件质量与生产率的要求下，模具制造成本低、寿命长、操作方便又安全的工艺方案。

其具体要求为：

对冲裁件形状与尺寸的要求

1.冲裁件的形状应尽可能简单、对称、最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些基本形状所组成。

在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状。

2.冲裁件的外形或内孔的转角处、应尽量避免有过尖的锐角，宜采用圆角连接。

3.冲裁件的孔径太小时，凸模易折断或压弯。

冲孔的最小尺寸取决于材料的机械性能、凸模强度和模具结构。

冲小孔的凸模宜采用保护套。

4.冲裁件上局部凸出或凹入部分应避免有窄长的切口和狭长的槽、否则会降低模具寿命和工件质量。

5.冲裁件上孔与孔之间，孔至边缘之间的距离不宜过小，否则会产生孔与孔间材料的扭曲或使边缘材料变形。

也会影响冲模的强度及工件的质量都不易保证。

冲裁件对尺寸精度的要求

一般普通冲裁所得到冲裁件的尺寸精度在IT10～IT11级以内。

根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深、冲孔、翻边四种。

本工件材料为08，厚度为1mm。

具有良好的冲压性能,且冲裁件结构形状简单，所有精度按照IT12级制造。

取磨损系数X=0.5。

结论

（1）材料：

Q235具有良好的可冲压性能。

（2）工件结构形状：

冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角，为提高模具寿命，建议将所有90°清角改为R1的圆角。

（3）尺寸精度：

零件图上所有尺寸均按IT10级确定工件尺寸的公差。

2.3确定工艺方案模具结构类型

因该工件属大批量生产，通过一模两件，抵消弯曲产生的变形。

根据零件的生产批量，尺寸精度和材料种类与厚度，选择模具的导向方式与精度，定距方式及卸料方式等，现有如下四种模具结构方案：

方案一：

落料、拉深—冲孔—翻边—冲孔、切断，复合模冲压。

即：

工序集中、生产效率有所提高，需要模具、压力机、操作人员较少、劳动强度较低，并且适用于大批量的生产、精度较易得到保证；但模具结构较复杂、生产周期长、维修比较困难；

方案二：

落料—拉深—冲孔—翻边—冲孔—切断，单工序模冲压。

即：

其模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快、但是适用于小、中批量生产，并且精度难以保证，生产效率低；

方案三：

落料、拉深、冲孔—翻边—冲孔—切断，复合模冲压。

即：

工序集中、生产效率有所提高，需要模具、压力机、操作人员较少、劳动强度较低，并且适用于大批量的生产、精度较易得到保证；但模具结构较复杂、生产周