PAGE ⅠⅠ摘 要，本次毕业设计课题是气缸外壳模具设计。毕业设计要求是，运用冲压模具将壁厚 1mm 的 08F 转变为气缸外壳零件。这看似极为简单。经对零件作简单分析，能初步分析出加工工艺含冲孔、落料、拉深三种。开展设计时，必须对零件进行工艺分析，且至少要提出三套可行的模具设计方案，通常情况下是单工序模、复合模以及级进模。将各方面予以参照比较，由此去挑选适宜的模架，据此构思并塑造出凸凹模、定位以及卸料装置，同时对必备的尺寸记性核验，历经这些流程后，最终促使图纸得以进行准确绘制的完成，还要完成其他标准零件以及非标准零件的设计工作，而且着手开展设计说明书的编纂工作，冲压工艺于当下的社会制造业阶段，正展现出越发关键的作用，它渗透到人们所处的各种各样的生活场景之中，特别是置身于汽车制造业范畴时，能够带来非常卓然非凡宛如无法伦比的效果，我坚信冲压工艺以及模具设计会为我们呈上更多更好的变革与转变。伴随着计算机持续不断地发展，我们借助更为优良的画图技术，为模具设计创设出更为便捷且迅速的设计方案。于经济社会体系里，在短时间之内产出更多具备实用价值的设计，这不但会给我们带来更为丰厚的财富，而且还能够更为有效地推动社会的发展进步。结构简单的气缸外壳制件，所涉及冲裁工序包含冲孔、落料、拉深这三类，针对此为设计该工件合理的模具结构查阅了相关资料，在1.2冲压与弯曲技术模具方案设计里，设计者凭借自身模具专业知识，寻觅各类书籍资料，设计出多套可行的模具，之后鉴于模具成本、批量生产效率、生产条件等因素挑选最佳方案 。
此次设计，其外形尽管简易，然成型工艺繁杂，制成此制件需历经冲孔，再弯曲，接着拍平，而后切断等这一系列的成型工艺，经由多方面予以审慎思考，依照特定成型工艺安置于工位之上，鉴于要减少回弹，故而在历经多次弯曲之后，还 requisite进行拍平操作，与此同时还要开展空工位的设计工作。有关产品形态质量以及数量之要求亦渐次提升，变得越发高效，越发大型，越发精细，越发智能，越发自动，这般种种特性成了塑料模具加工工艺发展的一种必然趋向。而伴随社会不断发展，模具的需求量呈递增态势，精度方面的要求愈发凸显偏高趋势，如今主要借助CAD/CAE/CAM等技术来开展模具设计工作、绘制设计图样，运用被智能化、现代化所取代的传统且单一的设计方式及工具。CAD、CAM、CAE技术是促使塑料模具走向工业化生产的关键推动技术，即便让计算机设计、编程以及数控机床制造加工等成为塑料模具加工的主要手段。1.3国内发展现状当下，我国的冲压模具在数量、质量以及能力等层面发展速度较快。但是，在技术方面跟发达国家作比较时，我国落后了十五至二十年，特别是针对一些精密、复杂、大型高档的模具，在很大程度上依靠进口，由此能够看出我国模具的水平需要提升。我国冷冲压从最初的作坊模样到如今的专业生产样式，达成了从没有到有的快速发展。然而，还得尽力扩展各种冲压新工艺的运用，持续提高产品质量以及劳动生产率，降低制造成本。随着精密冲压、软模成形、无模多点成形的出现，我国的冲压技术收获了很好的技术经济成效。当下，精密冲裁能够应用于厚度为12mm的板料，且可达成IT6至IT7的精度，对于形状繁杂的零件，能够采用软模成形或者运用无模多点成形设备进行快速经济成形，这在国防工业、航天等领域具备极大价值，在冲模的设计与制造方面，主要存有两种趋向，其一，冲模正朝着多功能、精密、高效的方向演进并着重快速成形方法的发展，我国多工位级进模生产出的工件精度已然实现2至5μm。第一点是二者将信息技术和计算机技术予以相结合，还同模具技术相融合，从而显著提升模具设计以及制造的水平。二十世纪八十 年代起始，发达工业国家的模具工业已然从机床工业当中分离出来，进而形成并发展成为独立的工业部门，其产值已然超过机床工业的产值。自改革开放之后，我国的模具工业发展状况也甚是可观。近些年来，每年均以此种15％的增长速率迅速推进。众多模具企业极其注重技术发展。增添了用于技术进步的投入规模，把技术进步当作企业发展的关键动力 。除此以外，诸多科研机构以及大专院校也都开展了模具技术的研究跟开发。模具行业的迅速发展是致使我国成为世界超级制造大国的关键缘由。往后，我国若要迈进成为世界制造强国之列，肯定更是要依靠模具工业的迅疾发展，进而成为模具制造强国。1.4 影响工件的因素以及工件材料，每当金属进行成型之际，都会存在塑性变形的情况，简言之就是金属板料在消除外力之后，弹性变形即会消失不见，随之就会涌现出回弹现象。为预防回弹，可改进冲压件局部结构，采用热冲压，增加整形校正工艺，于模具上增添回弹补偿。为降低回弹，在其他条件具备时，要选屈服应力较小的材料，也能进行多次弯曲。若不减少回弹，后果是后续工序会出问题，无法保证零件尺寸精度，故而需研究回弹零件效果。本次设计材料为 08F，材料厚度属较校部分，回弹大小受材料本身厚度及模具几何尺寸影响。在第2章里，有着气缸外壳成形工艺分析，其中2.1是课题内容，此课题是关于气缸外壳冲压工艺以及模具设计，其年产量情况一般，主要的设计内容是这样的：首先，要去查阅跟气缸外壳成形相关的文献资料；其次，在熟悉冲压工艺的前提条件下，去着手设计气缸外壳的成形工艺；然后，依据成形工艺，进行气缸外壳成形模具的设计；再者，要编制成形模具中关键零部件的加工工艺卡；接着，绘制成形模具的装配图以及零部件图；随后，编制设计说明书；最后，参与答辩。产品的制用部件称做气缸外壳，其选用的材料是08F，厚度为t等于1mm 。针对于未标注公差的要求是按照IT14级标准，具体的尺寸以及形状等情况如图2.1所示 。图2.1是工件图，图2.2为气缸外壳成形工艺分析，其中2.2.1是材料结构分析，在这当中，首先是材料分析，材料是08F ，厚度是t等于1mm 。08F的抗拉强度处于300到500MPa之间，是大批量进行生产的情况 。该材料比较薄，厚度为1mm ，适合用做冲压 。对于产品结构进行分析可知，零件所使用的材料是08F ，厚度为1mm ，另外有一处进行了冲孔操作 。零件有着表面不能有机械损伤且没有毛刺的要求 。2.2.2关于冲孔工艺进行详细剖析，其中，最小冲孔直径方面，冲裁件其上孔的尺寸会因凸模强度以及刚度的限定，而不可以过小。针对这个工件来讲，有着最小冲孔尺寸是Φ6.5mm，去查阅相关文献里冲孔的最小尺寸相关叙述，针对硬钢这种材质，是可行的。2.2.3关乎尺寸精度， 其一为尺寸精度，零件图之上未标注尺寸时候的工差设置，全部是按照公差等级IT14来进行制造，如此尺寸精度较易于达成。其二是冲压件断面质量，该零件于断面粗糙度层面并未给出相应要求，只要模具制造精度能够达到相应要求，便能够确保冲压件的断面质量。2.2.4 冲裁件的外形，应尽可能去避免出现那种过长的凸出悬臂以及过窄的凹槽，而此工件并不存在过长的凸出悬臂和过窄的凹槽，因而满足冲裁要求，是可行的。第3章 关于设计方案的确定与进行排样设计，3.1 设计 方案的确定，3.1.1 研究思路，拿到零件图之后，首先呢，应当针对所设计的零件开展一定的工艺分析，依据零件所需要的加工工序，提出相应的方案并加以比较从而选出最优的方案。接着设计排样图以及各类参数。再去设计模具，卸料装置，定位装置以及主要参数等等。最终，挑选模架，对凸模以及凹模还有冲压设备加以校核，进而完成装配图。于设计之际，我们能够借助CAD、PROE开展仿真、模拟，如此一来，设计的精确程度相对较高。3.1.2研究方案鉴于该工件关联落料、冲孔、拉深。所以能够思索以下几种方案:方案一：采取单工序模，①把工件外形冲出来就算落料。②进行拉深操作。③实施冲孔工作。方案二：运用复合模以及单工序模，①设计落料、拉深复合模。②打造冲2 - Φ6.5mm孔、Φ20mm孔的单工序模。第一句：方案三：采用级进模，其模具结构为直排结构，通过导料板以及浮顶销来实现定位，落料与冲孔这两项操作全部在同一模具上完成。 第二句：运用所学知识为该工件进行排样，具体步骤如下：首先是冲外形，接着进行拉深，然后冲孔，最后落料。 第三句：3.1.3方案的分析及确定，方案一：单工序方案，此方案模具结构简单，然而要完成制件加工需多道工序以及多副模具，生产效率较低，因而难以满足制件大批量生产的需求。方案二，复合模的加工以及装配方面所提出的要求是比较高的，于实际的生产进程当中，只有在所制造的零件的外形跟内孔的同心度或者同轴度要求高的冲裁情形之下，才会较多地将其纳入考虑范围，这个制件的同心度或者同轴度是非常高的，因而适合采用复合模。方案三，级进模具备的特点是生产效率高，生产周期短，所占用的操作人员数量少，极为适合进行大批量生产。这个零件是属于大批量生产类型的，按照设计要求：应当选择方案二设计模具。针对3.2进行拉深工艺分析，其中3.2.1要确定修边余量δ，依据零件的相对高度、直径，通过查表可以知道，修边余量δ等于4.3㎜。3.2.2要计算板料直径，因为t为1mm，修边余量是3.5mm，所以按照中性层进行计算：D等于 QUOTE 51.52+4×54×（9.5+2）+6.28×3×54+8×32 。3.2.3要确定是否使用压边圈，是毛坯相对厚度：t/D×100%为0.63，查考《中国模具设计大典》表19.4-42能够知道，在这个地方需要采用压边圈。3.2.4判断能不能一次拉深成形运用查表法，当t/D乘以100等于1/157乘以100等于0.63时，查《中国模具设计大典》得到极限拉深系数是0.50，鉴于此工件大于0.50。所以，一次拉深就能够成形。3.2.5明确工序内容以及工序顺序，冲压件的工序性质是指冲压件成形所需要的各类工序种类像冲孔、落料、拉深等，凭借冲压件的几何形状能够直观确定，当工序较多时，不容易确定。将该零件的形状加以剖析，能够明确其基本冲压工序是落料、拉深、冲孔，切边整修运用垂直切边的方式，于这一模具结构图里并不予以显示。把零件的工艺性以及生产规模等具体情形进行综合探讨，加工此零件选用冲孔落料拉伸复合模。3.3排样设计3.3.1对冲压零件展开工艺分析，那个零件有着落料、冲孔、拉深等系列工序。该产品的形状很是简易，不存在狭槽、尖角。孔的尺寸较为巨大，而且孔和工件边缘的距离符合c1.5t的规定要求。对于 3.3.2 中利用率和步距的计算，为确保能充分利用板料且所选择的排样比其他的要好，就得计算一块板料的利用率，其公式为：式中，——一个制件的有效面积，单位是；——一根条料所冲的制件个数；——条料的宽度，单位是；——步距，单位是。（1）结构方面的废料：鉴于工件的外形结构，好似因工件冲孔而产生的废料，这就被称作结构方面的废料，一般情况下是没法消除的。（2）工艺方面的废料，那是因达成某种工艺而产生的废料，像冲裁件之间，还有工艺切口、工艺孔等，这些排样过程里要用的料头或板料尾处的废弃板料，比如工件和条料之间需有搭边值。这种废料能够改变，所以要改变排样方法，减小工艺方面的废料，如此便能优化所采用的排样方式，进而实现提高利用率的目的。所以，利用率是：等于式子当中：横线处为，整个板材所冲压出的工件总的个数；横线处为，沿着条料送进方向的搭边的值，注意此处有标点。（1）排样以及搭边值的计算，工件的厚度是1毫米 。
