饭盒的冲压成型工艺与模具设计
饭盒的冲压成型工艺与模具设计[20200123184341]
日期： 【摘要】
饭盒的冲压成型工艺与模具设计。本次毕业设计是对饭盒的落料拉深复合模具设计的要求，分别对模具的工作零件部件等几大类零件做详细设计，设计的主要内容包括工件的工艺分析及方案的确定，工艺计算、落料拉深复合模具的设计，模具的安装于调整等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】复合模、落料拉深、排样,尺寸计算。
引言 1
一、 零件的工艺分析及冲压方案的确定 2
（一）零件工艺性分析 2
（二）冲压工艺方案的确定 2
二、 设备的选择 2
（一） 落料所需要的力的计算 3
（二） 拉深所需要的力的计算 3
（三）选择压力机 3
三、 模具的结构设计 5
（一）选用模架、确定闭合高度及总体尺寸 5
（二） 辅助零件的设计及选用 5
（三）模具其他零件 6
四、 落料工序排样图的设计 7
（一） 排样图的设计 7
（二） 材料利用率的计算 7
五、 工作零件的设计及加工 8
（一）工作尺寸的计算 8
（二）拉深工序的计算 8
（三）复合模的设计及加工 9
（四）模具的加工 10
（五）落料拉深凸凹模的设计及加工 10
六、 装配图的绘制及工作过程和模具结构的分析 10
七、零件主要成型工艺问题及解决措施 11
（一）拉深件起皱分析及解决措施 11
（二）拉深件拉裂分析及解决措施 12
参考文献 13
致谢 14
引言
冲压是利用在安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加的压力，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）的一种压力的加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，是一种材料成形工程技术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备以及冲压材料构成冲压加工的三要素，他们相交形成冲压件。
拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平面柸料或空心件制成开口空心件的冲压工序，也可以在专用的双动机、三动拉深压力机或液压机上岗进行。
一、 零件的工艺分析及冲压方案的确定
（一）零件工艺性分析
图1-1饭盒
从图1-1可知，零件是一个饭盒，外形类似为矩形拉深，成型工艺为落料、拉深，该零件为零件为拉深翻边件，料厚t=2mm；零件的形状简单、对称，满足拉深工艺对形状的要求；零件所用材料10钢的拉深性能较好，易于拉深成形；从零件还可以看出 落料和拉深的设计。所以整个过程为落料、拉深。
（二）冲压工艺方案的确定
由上述工艺分析可以确定此零件可以用单工序模依次按步骤加工成形，也可以用复合模一次成形。我们必须从工艺性和经济性两个方面来选择
（1）由于生产的是落料拉深零件，所以应该是大批量生产的，对于以上两种模具类型，复合模更适合一些。
（2）复合模生产率较高，压力机在一次行程内可完成两道以上工序，而单工序模一次行程只能完成一道工序，所以生产效率较复合模要高一些。
（3）复合模冲压精度较单工序模要高。
（4）复合模对原材料要求比单工序模要低一些。
（5）复合模安装，调整与操作简单，单工序模有导向时安装与调整方便。
综上所述更适合用落料拉深复合模进行加工
二、 设备的选择
由于该零件的生产过程要经过落料，拉深，还有翻边等工序，且是先落料，再拉深，最后翻边，其模具类型选择复合模形式。所以在选设备的时候要先计算哪个工序需要的力大些，其次还需考虑最大的力是否在压力机安全范围内等等，以下是压力机选择要考虑的基本因素：
（1） 冲压设备的类型和工作形式是否使用于应完成的的工序；是否适合安全生产和环保的要求；
（2） 冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要；
（3） 冲压设备的装模高度，台面尺寸，行程等是否适合完成工序所用的模具；
(4） 冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。
以下分别计算各个工序所需的力：
（一） 落料所需要的力的计算
(1) 冲裁力的计算 =Ltτ
其中 --------冲裁力，单位为N；
t---------材料厚度，单位为mm；
τ---------材料抗剪强度，单位为MPa；对10钢 取296MPa；
L---------冲裁周长，单位为mm。
考虑到模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度的偏差等因素，实际所需冲裁力还必须增加30%，即 F=1.3 =1.3Ltτ
所以 =98204.62N F=127666.02N
(2) 顶件力：
卸料力：
因为材料为10钢，查得： ， （取0.05）
所以： ，
(3) 总冲裁力 =F+ + =1384.69KN
（二） 拉深所需要的力的计算
(1) 拉深力的计算
=1021.9KN
------工件直径
------材料抗拉强度极限在(300----440)Mpa之间，取最大值440Mpa
-------拉深系数
t -------材料厚度
(2) 压边力的计算
式中：拉深比：k=D/d
最大拉伸力： （近似计算）
(3) 拉深总工艺力
=P+ =1024.4KN
（三）选择压力机
根据以上几个工序所计算的结果，落料的冲裁力最大，且该冲压件选择的模具类型为复合模，这类模具在工作的时候是一道工序一道工序完成，在受力的时候各个工序所受的力不和其他的工序重叠，就是说在选设备的时候根据在各个工序里的最大力来选，且所受的力在安全范围内。所以此副模具就是根据落料工序的总工艺力来初选压力机。
(1) 对于落料冲裁工序,压力机的公称力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.1-1.3倍 P≥(1.1-1.3)
其中P-------压力机的公称力
F-------冲裁力的总冲压力
P ≥ 1800.11KN
(2) 冲压设备的选择
冲压设备选择的要求：
1) 压力机的行程大小，应能保证成型零件的取出与毛坯的放入。
2) 压力机的工作台面尺寸应大于冲模的平面尺寸，还需留有安装固定的余地，但是在过大的工作台上安装很小尺寸的冲模时，工作台的受力条件也是不理想的。所选的压力机的工作台面尺寸应与冲模的平面尺寸相适应。
日期： 【摘要】
饭盒的冲压成型工艺与模具设计。本次毕业设计是对饭盒的落料拉深复合模具设计的要求，分别对模具的工作零件部件等几大类零件做详细设计，设计的主要内容包括工件的工艺分析及方案的确定，工艺计算、落料拉深复合模具的设计，模具的安装于调整等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】复合模、落料拉深、排样,尺寸计算。
引言 1
一、 零件的工艺分析及冲压方案的确定 2
（一）零件工艺性分析 2
（二）冲压工艺方案的确定 2
二、 设备的选择 2
（一） 落料所需要的力的计算 3
（二） 拉深所需要的力的计算 3
（三）选择压力机 3
三、 模具的结构设计 5
（一）选用模架、确定闭合高度及总体尺寸 5
（二） 辅助零件的设计及选用 5
（三）模具其他零件 6
四、 落料工序排样图的设计 7
（一） 排样图的设计 7
（二） 材料利用率的计算 7
五、 工作零件的设计及加工 8
（一）工作尺寸的计算 8
（二）拉深工序的计算 8
（三）复合模的设计及加工 9
（四）模具的加工 10
（五）落料拉深凸凹模的设计及加工 10
六、 装配图的绘制及工作过程和模具结构的分析 10
七、零件主要成型工艺问题及解决措施 11
（一）拉深件起皱分析及解决措施 11
（二）拉深件拉裂分析及解决措施 12
参考文献 13
致谢 14
引言
冲压是利用在安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加的压力，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）的一种压力的加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，是一种材料成形工程技术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备以及冲压材料构成冲压加工的三要素，他们相交形成冲压件。
拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平面柸料或空心件制成开口空心件的冲压工序，也可以在专用的双动机、三动拉深压力机或液压机上岗进行。
一、 零件的工艺分析及冲压方案的确定
（一）零件工艺性分析
图1-1饭盒
从图1-1可知，零件是一个饭盒，外形类似为矩形拉深，成型工艺为落料、拉深，该零件为零件为拉深翻边件，料厚t=2mm；零件的形状简单、对称，满足拉深工艺对形状的要求；零件所用材料10钢的拉深性能较好，易于拉深成形；从零件还可以看出 落料和拉深的设计。所以整个过程为落料、拉深。
（二）冲压工艺方案的确定
由上述工艺分析可以确定此零件可以用单工序模依次按步骤加工成形，也可以用复合模一次成形。我们必须从工艺性和经济性两个方面来选择
（1）由于生产的是落料拉深零件，所以应该是大批量生产的，对于以上两种模具类型，复合模更适合一些。
（2）复合模生产率较高，压力机在一次行程内可完成两道以上工序，而单工序模一次行程只能完成一道工序，所以生产效率较复合模要高一些。
（3）复合模冲压精度较单工序模要高。
（4）复合模对原材料要求比单工序模要低一些。
（5）复合模安装，调整与操作简单，单工序模有导向时安装与调整方便。
综上所述更适合用落料拉深复合模进行加工
二、 设备的选择
由于该零件的生产过程要经过落料，拉深，还有翻边等工序，且是先落料，再拉深，最后翻边，其模具类型选择复合模形式。所以在选设备的时候要先计算哪个工序需要的力大些，其次还需考虑最大的力是否在压力机安全范围内等等，以下是压力机选择要考虑的基本因素：
（1） 冲压设备的类型和工作形式是否使用于应完成的的工序；是否适合安全生产和环保的要求；
（2） 冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要；
（3） 冲压设备的装模高度，台面尺寸，行程等是否适合完成工序所用的模具；
(4） 冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。
以下分别计算各个工序所需的力：
（一） 落料所需要的力的计算
(1) 冲裁力的计算 =Ltτ
其中 --------冲裁力，单位为N；
t---------材料厚度，单位为mm；
τ---------材料抗剪强度，单位为MPa；对10钢 取296MPa；
L---------冲裁周长，单位为mm。
考虑到模具刃口的磨损，凸凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度的偏差等因素，实际所需冲裁力还必须增加30%，即 F=1.3 =1.3Ltτ
所以 =98204.62N F=127666.02N
(2) 顶件力：
卸料力：
因为材料为10钢，查得： ， （取0.05）
所以： ，
(3) 总冲裁力 =F+ + =1384.69KN
（二） 拉深所需要的力的计算
(1) 拉深力的计算
=1021.9KN
------工件直径
------材料抗拉强度极限在(300----440)Mpa之间，取最大值440Mpa
-------拉深系数
t -------材料厚度
(2) 压边力的计算
式中：拉深比：k=D/d
最大拉伸力： （近似计算）
(3) 拉深总工艺力
=P+ =1024.4KN
（三）选择压力机
根据以上几个工序所计算的结果，落料的冲裁力最大，且该冲压件选择的模具类型为复合模，这类模具在工作的时候是一道工序一道工序完成，在受力的时候各个工序所受的力不和其他的工序重叠，就是说在选设备的时候根据在各个工序里的最大力来选，且所受的力在安全范围内。所以此副模具就是根据落料工序的总工艺力来初选压力机。
(1) 对于落料冲裁工序,压力机的公称力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.1-1.3倍 P≥(1.1-1.3)
其中P-------压力机的公称力
F-------冲裁力的总冲压力
P ≥ 1800.11KN
(2) 冲压设备的选择
冲压设备选择的要求：
1) 压力机的行程大小，应能保证成型零件的取出与毛坯的放入。
2) 压力机的工作台面尺寸应大于冲模的平面尺寸，还需留有安装固定的余地，但是在过大的工作台上安装很小尺寸的冲模时，工作台的受力条件也是不理想的。所选的压力机的工作台面尺寸应与冲模的平面尺寸相适应。
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