模具传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计(机械专业设计含cad图纸).zip

- 1 -摘 要本设计中介绍了传动盖冲孔的冲压工艺分析，工艺方案的分析和制定，排样图的设计，总的冲压力计算及压力中心的计算，刃口尺寸的计算，弹簧的计算和选用，凸模、凹模或凸凹模结构设计以及其他冲模零件的结构设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡和工作零件机械加工工艺过程卡，注意凸、凹模的配合加工。有关工艺参数的计算，如：冲裁力、卸料力的计算。冲孔模具结构设计中有关于非标准件的计算与设计等等。关键词：凸模； 凹模；工艺;装配图 AbstractIn this design introduced the transmission covers the punch holes the ramming craft analysis, the craft plan formulation, arranges the specimen map design, the always ramming strength computation and the center of pressure computation, the cutting edge size computation, the spring, the rubber computation and selects, the raised mold, the concave mold or the convex-concave mold structural design and all that die the components structural design, draws up the mold assembly drawing and the work detail drawing, the compilation design instruction booklet, fills in the ramming craft card and the work components machine-finishing technological process card, raised pays attention to, the concave mold coordinate processing. The calculation concerning craft parameter, such as: Hurtle to cut the dint and unload the calculation of anticipate the dint. The blunt bore molding tool structure designs the medium calculation and the design etc. concerning not standard piece.Key words: Raised mold; Concave mold; Plan; Installation; 毕业设计（论文）报告纸第 1 页目录1、绪论 ...................................................................................................................................................... 12、 工艺编制 ............................................................................................................................................ 42.1 工艺分析 .................................................................................................................................. 42.2 工艺方案的分析和确定 ..................................................................................................... 42.3 确定各工序模具种类及型式 ............................................................................................ 52.4 主要工艺参数计算 .............................................................................................................. 52.5 计算各工序压力、压力中心、初选压力机 .................................................................62.6 确定冲压设备 ....................................................................................................................... 62.7 填写冲压工序卡 .................................................................................................................... 63、模具结构设计 ...................................................................................................................................... 73.1 选择模架及确定其它冲模零件尺寸 ...............................................................................73.2 计算凸凹模刃口尺寸 .......................................................................................................... 73.3 凹模设计 ................................................................................................................................. 73.4 凸模设计 .................................................................................................................................. 83.5 设计非标准零件 .................................................................................................................... 83.6 压力机的选择 ......................................................................................................................... 84、附表 ...................................................................................................................................................... 95、结论 ...................................................................................................................................................... 96、参考文献： ........................................................................................................................................ 10毕业设计（论文）报告纸- 1 -1、绪论模具是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。中国模具行业发展现状目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。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%。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 1～2 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5Kｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已毕业设计（论文）报告纸- 2 -达 30 余家，从事模 1具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 CAD 国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元，今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999 年，国内汽车年产量为 183 万辆， 。保有量为 1500 万辆，预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件36 万吨，而目前的生产能力仅为 20 多万吨，因此发展空间十分广阔。 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过 3200 万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。模具在机械，电子，轻工，纺织，航空，航天等工业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60%--80%产品零件，组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。现代模具的产生和发展与现代工业的发展基本上是同步的，是现代制造业的重要组成部分。它的发展大体经历了以下几个阶段：最先是手工技术为主，辅之以机毕业设计（论文）报告纸- 3 -械化、半机械化的加工工具生产。此时，人们依靠人工的锯、锉、凿和车床、刨床等设备生产模具；当用铣床、磨床等精加工设备制造模具时，模具进入了工业化生产阶段。综上所述，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。毕业设计（论文）报告纸- 4 -2、 工艺编制2.1 工艺分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：2.1.1 该制件为圆形拉深件，因此，在设计时，毛坯尺寸的计算是一个特点。2.1.2 制件不大，且深度尺寸也较小，可能只需一次经过一 次拉深。如果需要经过多次拉深，则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算是正确进行工艺和模具设计的关键。2.1.3 冲裁间隙、拉深凸凹模间隙以及每道拉深的高度的确定，应符合制件的要求。2.1.4 各工序凸、凹模动作行程的确定应保证各工序动作的稳妥、连贯。 2.2 工艺方案的分析和确定2.2.1 工艺方案分析 根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深、冲孔、切边四种。其先后顺序组合，可得到以下几种方案：2.1.1.1 落料—拉深—整形—冲孔—切边 单工序冲压2.1.1.2 落料—拉深—整形—切边—冲孔 单工序冲压2.1.1.3 落料、拉深复合—整形—冲孔—切边 复合冲压2.1.1.4 落料、拉深复合—整形—冲孔、切边复合 复合冲压2.1.1.5 落料—拉深—整形—冲孔—切边采用级进模 方案 1.1.1 和 1.1.2 都属于单工序冲压，其模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快，而且对于刚刚设计模具的新手都是比较合适的。方案 1.1.1 与方案1.1.2 相比而言，先冲孔后切边，可以保证制件的精确度；方案 1.1.3、1.1.4 都为复合冲压，虽然减少了工序数量，提高了效率，但由于制件结构尺寸不大，壁厚小，复合模装配较困难、强度也会受到影响，方案 1.1.5 其生产力高，可实行自动化生产，劳动强度低。但此类模具结构复杂，设计困难，在安装、调试、维修时较困难制造周期较长，适合于大型企业生产。考虑到制件的精度要求不高，生产批量不是毕业设计（论文）报告纸- 5 -很大，而且适合刚刚起步设计模具的新手，因此方案 1.1.1 与其它方案相比最为合适。在本制件中有一个两孔的同轴度要求，在本设计冲孔中不予考虑，在切边时保证它的同轴度要求。2.3 确定各工序模具种类及型式冲压工艺方案确定后，各工序的模具种类也就自然确定。如传动盖选用的冲模有：落料模、拉深模、冲孔模、切边模、整形模。2.4 主要工艺参数计算2.4.1 计算毛坯直径 D［1］D= 2244.3rdHd= 5.580=95.25mm≈95mm2.4.2 确定拉深次数 ［1］判断能否一次拉出零件所要求的拉深系数（即总拉深系数） 总m：d 52总m= D= 952=0.551=0.48可见 总 > 1∴只需一次拉深2.4.3 确定排样图、裁板方案 ［1］这里的毛坯为简单的圆形，而且尺寸也不算小，考虑到操作方便，宜采用单排。a=1.2mm, a1=1.5mm条料宽度 B=（D+2a1+△）0△查文献［1］表 3-11 为 1B=(95+2×1.5+1)0B=99 10mm送料步距 A=D+a=95+1.2=96.2mmη= ×100％ABS1毕业设计（论文）报告纸- 6 -3.14×47.52= .965471.3×100%=74.4%2.5 计算各工序压力、压力中心、初选压力机 2.5.1 冲裁力计算 ［1］F=Ltσь σь=275～383 MPa σь 取 350 MPaF=3.14×D×tσь=3.14×30×2×350=65940 N=65.94 KN2.5.2 卸料力计算 ［1］F 卸=K 卸×FK 卸=0.025～0.06 K 卸取 0.04F 卸=0.04×65.94=2.64 KN2.5.3 总压力计算F 总=F+F 卸=65.94+2.64 =68.58 KN2.5.4 初选压力机 由于该制件是小型制件，且精度要求不高，因此选用开式可倾压力机。它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的特点。在这里根据总压力为78.47KN，选取 100KN 型号为 J23-10A。2.5.5 确定压力中心由于该制件的毛坯及各工序件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力中心必定与制件的几何中心重合。2.6 确定冲压设备根据有关计算冲压力的公式和计算方法，分别确定各工序所需总压力，然后根据工厂冲压设备的实际情况，确定各工序用的冲压设备类型和规格。2.7 填写冲压工序卡（见工序卡）毕业设计（论文）报告纸- 7 -3、模具结构设计3.1 选择模架及确定其它冲模零件尺寸［2］ 选用滑动导向中间导柱圆形模架规格。由凹模周界尺寸及模架闭合高度在 140～165 之间。模架 100×140～165 I GB/T2851.6-19903.2 计算凸凹模刃口尺寸［1］ minZ=0.12 mmax=0.16 mmax- in=0.04 mm凸模和凹模的制造偏差：冲孔部分： 凹=+0.025 mm 凸=-0.02 mm凸凹 =0.045 > maxZ- in∴不能采用分别加工法。采用凸模和凹模单配加工的尺寸计算：Φ21.03x=0.5021.5.××）（凸d=30.105052.= 47.13x=0.5.26084.25.98. ××）（凸d=26021.冲孔凸模的基本尺寸和凹模相同，不必注公差，注明以 0.10～0.14mm 间隙与冲孔凹模配制。根据确定的冲压工艺方案和制件的形状特点、要求等因素确定冲模的类型及结构形式。3.3 凹模设计 ［3］因制件形状简单，总体尺寸不大，选用整体式凹模，洞口形式为直壁式。冲压模一般零件的材料及热处理要求，选用 T10A 为凹模材料。凹模厚度 ［1］ H=Kb K=0.28H=0.28×80=22.4 mm凹模壁厚 C=（1.5～2）H毕业设计（论文）报告纸- 8 -=1.6×22.4=35.84 mm 取整 C=35 mm凹模周界尺寸 D ［2］ D=100 3.4 凸模设计L= 1H+ 2+ 3+Y 1为凸模固定板厚度2为卸料板厚度3为导料板厚度Y 取 20～25L=12+20+24=56 mm3.5 设计非标准零件根据模架的整体结构和凸凹模的尺寸计算设计非标准零件，详见图纸。3.6 压力机的选择模具闭合高度为 172mm,初选压力机为 J23-10A，最大闭合高度为 180mm,因此符合要求。1毕业设计(论文)开题报告题目名称： 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计 学生姓名： 学 号： 系/专业： 机械工程系 / 精密模具设计与制造 班 级： 指导教师： 2006 年 3 月 20 日2毕 业 设 计（论文）开 题 报 告1．本课题的背景及意义本课题研究的题目是传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计.模具是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。中国模具行业发展现状目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。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%。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 1～2 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5Kｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资3助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 CAD 国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元，今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999 年，国内汽车年产量为 183 万辆， 。保有量为 1500 万辆，预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件 36 万吨，而目前的生产能力仅为 20 多万吨，因此发展空间十分广阔。 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过 3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。42．本课题的基本内容及关键问题一.工艺编制：1．冲孔件的工艺分析；2．冲孔件的尺寸计算；3．压力机的选择；4．工序卡编制。二.冲孔模结构设计：1．凹、凸模刃口尺寸的计算；2．标准模架的选择；3．非标准零件的设计。三.解决主要关键问题：1 冲孔件工艺的分析和编制；2 冲孔模的设计；3 要保证制件的同轴度要求和平面度要求。5毕 业 设 计（论文）开 题 报 告3．本课题调研情况综述冷冲压是一种先进的金属加工方法，它具有生产效率高，加工成本低，材料利用率高，产品尺寸精度稳定，操作简单易于实现机械化和自动化等一系列优点，因而在批量生产中得到了广泛的应用，在现代化工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。 传动盖是洗衣机中的一个必备零件，生产批量较大，在经过在无锡冲压厂的参观和实习我了解到在生产中效率是首先考虑的，在最少的时间用最快的速度制造出最多的零件，同时又要保证质量，这就需要设计者在设计时注意很多的问题，譬如制造模具的成本，模具的寿命，生产出制件的质量等等。冲压是靠压力机和模具对板材施加外力，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，可以冲压出孔窝、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。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。64．本课题的方案论证根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深、冲孔、切边四种。按其先后顺序组合，可得以下几种方案：（1）落料—拉深—整形—冲孔—切边 单工序冲压（2）落料—拉深—整形—切边—冲孔 单工序冲压（3）落料、拉深复合—整形—冲孔—切边 复合冲压（4）落料、拉深复合—整形—冲孔、切边复合 复合冲压（5）落料—拉深—整形—冲孔—切边采用级进模 分析：方案（1） 、 （2） 、均属于单工序冲压，其模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快，而且对于刚刚设计模具的新手都是比较合适的。方案（3） 、 （4）均采用不同的复合，优点是：工序集中，生产效率有所提高，需要模具、压力机和操作人员较少，劳动强度较低。但由于制件尺寸不大，壁厚小，强度会受到影响，而且模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，制造周期长。方案（5）其生产力高，可实行自动化生产，劳动强度低。但此类模具结构复杂，设计困难，在安装、调试、维修较困难，制造周期较长，适合于大型企业生产。考虑到零件的精度要求不高，生产批量不是很大，而且适合刚刚起步设计模具的新手，故采用第一种方案。参考文献：1 丁松聚 《冷冲模设计》 机械工业出版社 2 史铁梁 《模具设计指导》 机械工业出版社 3 付宏生 《冷冲压成形工艺与模具设计制造 》 化学工业出版社 4 冯小明 《 冷冲压工艺及模具设计》 重庆大学出版社 5 许发樾 《模具标准应用手册》 机械工业出版社6 彭建声 《简明模具工实用技术手册》 机械工业出版社7 孟少农 《机械加工工艺手册》 机械工业出版社8 黄毅宏 李明辉 《模具制造工艺》 机械工业出版社9 许发樾 《模具材料与热处理》 机械工业出版社10 姜奎华 《冲压工艺与模具设计》 机械工业出版社7毕 业 设 计（论文）开 题 报 告指导教师意见：（对本课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日37毕业设计（论文）报告纸第 1 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目 录第 1 章 绪论与概述1.1 模具国内外发展现状及意义…………………………………………………… 31.2 模具工艺发展的几个阶段 …………………………………………………… 41.3 冲压模具的发展方向…………………………………………………………… 5第 2 章 冲裁理论与主要计算 2.1 主要问题及技术要求…………………………………………………………… 82.2 普通冲裁的基本概述…………………………………………………………… 82.2.1 冷冲压的概念………………………………………………………………… 82.2.2 关键问题……………………………………………………………………… 92.3 主要设计计算…………………………………………………………………… 102.3.1 冲裁力理论与计算…………………………………………………………… 102.3.2 凹、凸模的双面间隙………………………………………………………… 112.3.3 凹、凸模的刃口尺寸………………………………………………………… 122.3.4 冲裁孔周长计算……………………………………………………………… 142.3.5 冲裁力的计算………………………………………………………………… 142.3.6 压力中心的确定……………………………………………………………… 152.3.7 凹模的外形尺寸确定………………………………………………………… 152.3.8 凸模固定板的厚度…………………………………………………………… 162.3.9 卸料板的选用与厚度………………………………………………………… 172.3.10 凸模的选择，长度确定……………………………………………………… 182.3.11 冲模闭合高度计算…………………………………………………………… 192.3.12 选择压力机…………………………………………………………………… 19第 3 章 模具设计3.1 零部件的设计…………………………………………………………………… 203.1.1 凸模组件及其结构设计……………………………………………………… 203.1.2 凹模组件及其结构设计……………………………………………………… 2237毕业设计（论文）报告纸第 2 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.1.3 定位零件的设计……………………………………………………………… 243.1.4 压料与卸料零件的设计……………………………………………………… 253.1.5 弹簧的选用…………………………………………………………………… 253.2 模具整体结构的设计………………………………………………………… 273.2.1 对模架的基本要求…………………………………………………………… 273.2.2 模架形式的选择（GB/T 2851.3）…………………………………………… 273.2.3 上模板的尺寸选择（GB/T 2855.5-1990）………………………………… 283.2.4 下模板的尺寸选择（GB/T 2855.5-1990）………………………………… 303.2.5 导柱与导套的选择（JB/T 7645.1-1994）………………………………… 303.2.6 模柄的选择（JB/T 7646.1-1994）………………………………………… 323.2.7 螺钉与定位削的选择（GB/T 65-2000,GB/T 119.1-2000）……………… 333.3 绘制模具总装图及各非标的准零件图……………………………………… 附第四章 结 论1.1 计算方面的总结……………………………………………………………… 341.2 关于零件设计的总结………………………………………………………… 341.3 关于模具的原理和结构设计的总结………………………………………… 35第五章 参考文献37毕业设计（论文）报告纸第 3 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章 绪论与概述一：模具国内外发展现状及意义改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer 、I-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM 、Optris 和 MAGMASOFT 等CAE 软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 KMAS 软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM 软件，上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 CAD 软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具37毕业设计（论文）报告纸第 4 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。我国模具标准化工作起步较晚，模具标准件生产、销售、推广和应用工作也比较落后，因此，模具标准件品种规格少、供应不及时、配套性差等问题长期存在，从而使模具标准件使用覆盖率一直较低。近年来虽然由于外资企业的介入，比例已有较大提高，但总的来说还很低。据初步估计，目前这一比例大致为 40％～45％之间。而国际上一般在 70％以上，其中中小模具在 80％以上。由于我国模具企业的性质和所在的地区不同，模具标准件使用覆盖率存在很大差异。三资企业要比其他企业高，南方的企业要比北方的企业高。这在广东表现得最明显。广东集中了大量的三资企业，他们带动了其他企业观念的转变和市场的发展，因而广东模具企业的模具标准件使用覆盖率要远远高于其他地区。国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求，促使模具技术迅速发展，作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备，模具已发展成为一门产业。20 世纪 80 年代以来，中国模具工业的发展十分迅速。近 20 年来，产值以每年 15%左右的迅速增长。2000 年我国模具工业总产值已达 280 亿元人民币。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%，其他各类模具约占 11%。在冷冲模具方面，代表当代模具技术水平的汽车覆盖件模具，我国东风汽车公司模具厂、第一汽车厂模具中心等都能制造。他们在 CAD/CAM/CAE 的运用、加工工艺手段、冲压件质量及模具性能方面，均以达到或接近国际先进水平。多工位连续模和多功能模具是我国重点发展的精密、高效模具品种。目前，国内以可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁心扭斜和安全保护等功能的铁心精密自动叠压多功能模具。生产电动机定、转子双回转叠片的硬质合金连续模的步距精度可大 2μm，寿命达到 1 亿次以上。用于生产集成电路引线匡架的 20-30 工位生产电子枪零件的硬质合金连续模和生产空调器散热片的连续模也已达到较高的水平。二、模具工业发展的几个阶段37毕业设计（论文）报告纸第 5 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊模具工业是随着改革开放，在快速发展的经济浪潮推动下得以发展壮大的。20世纪 80 年代初至今，模具工业整整走过了 20 个年头。在这期间模具工业的发展大体可以分为三个阶段。1、从 20 世纪的年代初期到中期，北京模具工业处于封闭或半封闭状态模具生产力比较低，技术水平也比较落后。2、从 20 世纪 80 年代中期到 90 年代中期，模具工业处于改革开放机制转变的大好时期，随着改革开放不断深人，模具工业也发生了巨大变化。3、从 20 世纪 90 年代中期到 2003 年，企业进人调整、重组、改制阶段。我国“十五”模具行业发展规划提出：模具标准件要扩大品种、提高精度，达到互换。其中主要品种，如模架、导向件、推杆、弹性元件等，要实现按经济规模大批量生产。2005 年模具标准件使用覆盖率达到 60％，2010 年达到 70％以上（其中大型模具 60％零件实现标准化） 。基本满足市场需要。模架、导向件、推杆、推管、弹性元件、标准组件、小型标准件（如标准凸凹模、浇口套、定位圈、拉钩等）和热流道元件是发展重点。由此可见模具标准化及模具标准件方面的任务艰巨。中国模具工业协会标准件委员会提出：标准化是基础，专业化是方向，商品化是关键。这是模具标准化工作的指导思想。三、冲压模具的发展方向模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣37毕业设计（论文）报告纸第 6 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、 TiC 等 )、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展37毕业设计（论文）报告纸第 7 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。必须满足产品开发在 T（Time） 、Q（Quality） 、C（Cost） 、S（Service） 、E（Environment）的要求。加强冲压成型理论及冲压工艺的理论研究，开展 CAE 技术的应用；开发和应用冲压新工艺。才用模具先进制造工艺及设备，往数控化、高速化、复合化加工技术方向走，先进特种加工技术的应用，精密磨削、微细加工技术的应用，可以说效率和质量是制造业的永恒主题。在模具新材料及热、表处理方面必须提高使用性能，改善加工性能，提高寿命。模具 CAD/CAM 的技术方面，必须采用二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术，模具行业是最早应用 CAD/CAM 技术的行业之一。快速经济制模技术，加快模具的制造速度，降低模具生产成本，适应小批量试制。提高先进的管理模式，并行工程思想、标准化、专业化生产。模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水品的高低，是衡量一个国际产品制造水平高低的重要标志之一。国外把模具称为“进入富裕社会的原动力” 、 “金属加工中的帝王” 。我国模具工业发展十分迅速，平均每年持续增长 14%左右。综上所述，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。37毕业设计（论文）报告纸第 8 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二章 冲裁理论与主要计算一、主要问题及技术要求（1） 、基本内容是利用垂直复合冲裁模冲裁技术完成定子冲片成型，保证图中所示的尺寸正确。完成此零件的相关配件的设计和各个配件的绘图任务，最后完成该零件的模具的设计。1、冲裁的工艺分析分析冲裁件的结构形状，尺寸精度，材料是否符合，冲压力工艺要求，从而确定冲裁的可能性。2、确定冲裁工艺方案及模具结构形式工序数目，工序性质，工序顺序，工序组合及模具结构形式。3、冲压模具的设计计算。排样冲压力压力中心模具刃口尺寸计算确定各主要零件的外形尺寸计算模具的闭合高度确定所用冲床4、绘制冲模总装图5、从冷冲模标准中选取标准件，将标准编号写入详细表。6、绘制非标准零件图 （2） 、技术要求：该零件材料为 08 钢，材料厚度为 0.5mm，本次设计主要完成的冲孔，落料任务，其中所以未注公差都按照 IT15 来要求。任务书中未提及其他技术要求。凹、凸模的制造，技术要求也相对比较简单材料将会选用 Crl2MoV，热处37毕业设计（论文）报告纸第 9 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊理大概在 58～62HRC 之间。二、普通冲裁的基本概述1、冷冲压的概念：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，是机械制造中先进的加工方法之一。冲裁工艺的种类很多，常用的有切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。所以冲裁是分离工序的总称，其中尤以落料、冲孔应用最多。在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）成为冲孔。根据冲裁变形机理的不同，冲裁工艺可以分为普通冲裁和精密冲裁两大类。所谓普通冲裁是有凹、凸模刃口之间产生剪裂缝的形式实现板料分离。而精密冲裁则是以变形的形式实现板料的分离。本次设计，所涉及到的是精密复合冲裁模，相对比较复杂，精度较高。2、关键问题： （1、 ）冲压工序：对零件进行冲孔，落料；（2） 、材料：为 T08 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；（3、 ）结构：相对简单，由 圆 弧 和 直 线 组 成 。 孔与孔、孔与边缘之间的距离也能满足要求。如图所示37毕业设计（论文）报告纸第 10 页 共 37 页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4、精度： ， ， ， 精度较高，m035.7035.17m035.104.9其 余 全部为自由公差，要求为 IT15 级，尺寸精度较低，精密复合冲裁完全能满足要求。 5、冲压工艺方案的确定方案：用复合模具冲出的工件精度高于连续模，而连续模又高于单工序模。这是因为用单工序模冲压多工序的冲裁件时，要经过多次定位和变形，产生积累误差大，冲裁件精度较低。复合模是在同一位置一次冲出，不存在定位误差。因此，对于精度较高的冲裁件宜用复合工序进行冲裁。综上所述初步选定模具结构为复合模具。6、压力中心的确定及相关计算因 为 此 冲 裁 件 为 类 似 圆 形 的 对 称 零 件 ， 所 以 模 具 压 力 中 心 以 117 的 圆心 为 压 力 中 心 。7、工作零件刃口尺寸计算