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螺母盒零件冲压工艺与冲模设计【11CAD图/15100字】【优秀机械毕业设计论文】

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螺母盒零件冲压工艺与冲模设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A1-装配图.dwg

A3-凹模.dwg

A4-冲孔凸模.dwg

A4-切边凸模.dwg

A4-切边凸模2.dwg

A4-卸料螺钉.dwg

A4-弯曲凸模2.dwg

A4-模柄.dwg

A4-止转销.dwg

A4-落料凸模.dwg

A4-螺母盒工件.dwg

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关键词：: 螺母零件冲压工艺冲模设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,37页,15100字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
翻译一份.

图纸共11张:
A1-装配图.dwg
A3-凹模.dwg
A4-冲孔凸模.dwg
A4-螺母盒工件.dwg
A4-落料凸模.dwg
A4-模柄.dwg
A4-切边凸模.dwg
A4-切边凸模2.dwg
A4-弯曲凸模2.dwg
A4-卸料螺钉.dwg
A4-止转销.dwg

目录
1 绪论.......................................................3
1.1 模具行业的发展现状及市场前景 3
1.2 冲压工艺介绍 3
1.3 冲压工艺的种类 4
1.4 冲压行业阻力和障碍与突破 5
2 冲裁件的工艺分析 7
2.1 工件尺寸精度 8
2.2 工件展开长度计算 8
3 冲裁工艺方案的确定 10
4 模具结构形式的确定 11
5 模具总体设计 12
5.1 模具类型的选择 12
5.2 操作方式 12
5.3 卸料、出件方式 12
5.4 确定送料方式 13
5.5 确定导向方式 13
6 模具设计计算 14
6.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 14
6.2 冲压力的计算 18
6.3 压力中心的确定 20
6.4 模具刃口尺寸的计算 21
6.5 模具弯曲部分工作尺寸计算 23
7 主要零部件设计 27
7.1 工作零部件的结构设计 27
8 校核模具闭合高度及压力机有关参数 33
8.1 校核模具闭合高度 33
8.2 冲压设备的选定 33
9 设计并绘制模具总装图及选取标准件 34
10 模具的安装调试 35
10.1 模具的安装调试 35
参考文献 36

螺母盒零件冲压工艺与冲模设计

摘要：近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求，2004年，冷冲模具在整个模具行业中所占比例已大大上升，据有关专家预测，在未来几年中，中国冷冲模具工业还将持续保持年均增长速度达到15%左右的较高速度的发展。
冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。
本设计对螺母盒进行的级进模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。
本课题通过对螺母盒的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。
关键词：冲压模具冲压成型模具设计金属成型

Nut box parts stamping process and die design
Student：Zou Wu Class：0781052
Supervisor：Chen Weiguo
Abstract：In recent years,the rapid development of China's household electrical appliance industry of mold industry,especially Die with the increasing demands put forward in 2004,Die in the proportion of the proportion of the entire mold industry has been greatly increased,experts predict,In the next few years, China will continue to maintain industrial Die average annual growth rate reached 15% of the high rate of development. In the next few years, China will continue to maintain industrial Die average annual growth rate reached 15% of the high rate of development. In the next few years, China will continue to maintain industrial Die average annual growth rate reached 15% of the high rate of development.
Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries gasket flange structure as a design model, Die related knowledge will be used as the basis to explain Die design process.
The design of the nut box for the progressive die design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliable, to ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings.
The topic box on the nut stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.
Keywords: Stamping die Stamping Molding Die Diesign Metal Forming

Signature of supervisor：

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计(论文)题目：螺母盒零件冲压工艺与冲模设计

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

1. 螺母盒零件图
2.生产纲领：中等批量
3.要求完成零件的冲压工艺分析和冲压工艺规程的编制。
1) 分析冲件成形工艺及坯料展开
2）编制螺母盒零件冲压工艺
3）完成螺母盒冲裁模设计

III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：
1. 查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告。
第1周—第2周
3.绘制螺母盒冲件图，分析冲件成形工艺及坯料展开第3周—第6周
4.编制螺母盒冲压成形工艺规程；第7周—第8周
5.绘制螺母盒冲裁模总装图及零件图；第9周—第13周
6.撰写毕业设计说明书（论文）第14周—第16周
7.毕业设计审查，毕业答辩。第17周

Ⅳ 、主要参考资料：
1.《冲模设计手册》编写组.冲模设计手册.北京：冲模设计手册，1995
2. 陈为国.螺母盒弯曲成形模具设计.模具技术，2000.1
3.王新华，袁联富编.冲模结构图册.北京：机械工业出版社，2003
4.罗益旋.冲压新工艺新技术及模具设计实用手册. 银声音像出版社，2004
5. GB2851～2875《冷冲模》国家标准

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目：螺母盒零件冲压工艺与冲模设计业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 1. 螺母盒零件图等批量 1) 分析冲件成形工艺及坯料展开 2）编制螺母盒零件冲压工艺 3）完成螺母盒冲裁模设计业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1. 查阅相关资料，外文资料翻译（ 6000 字符以上），撰写开题报告。第 1 周第 2 周母盒冲件图，分析冲件成形工艺及坯料展开第 3 周第 6 周母盒冲压成形工艺规程；第 7 周第 8 周母盒冲裁模总装图及零件图；第 9 周第 13 周文）第 14 周第 16 周业答辩。第 17 周、主要参考资料： 1.冲模设计手册编写组北京：冲模设计手册， 1995 2. 陈为国模具技术，袁联富编北京：机械工业出版社， 2003 冲压新工艺新技术及模具设计实用手册 . 银声音像出版社， 2004 5. 2875冷冲模国家标准航空与机械工程系机械设计制造及其自动化专业类 0781052 班学生（签名）：邹武填写日期： 2011 年 01 月 03 日指导教师（签名）：陈为国助理指导教师 (并指出所负责的部分 )：机械设计制造及其自动化系主任（签名）：附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。附录：螺母盒零件图学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：邹武日期： 2011 年 5 月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：邹武日期： 2011 年 5 月导师签名：日期：毕业设计（论文）题目：螺母盒零件冲压工艺与冲模设计系别航空与机械工程系专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105238 学生姓名邹武指导教师陈为国二 O 一一年五月毕业设计（论文）开题报告题目螺母盒零件冲压工艺与冲模设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105238 学生姓名邹武指导教师陈为国填表日期 2011 年 5 月 20 日一、选题的依据及意义：目的：以社会实际产品为课题，真题假做，设计一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具，能熟练使用图软件。使学生在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为缩短工作适应期奠定坚实的基础。意义：随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行业广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经成为一个国家制造业水平的重要标志之一。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 1、国内方面：一、我国模具工业的研究现状 80 年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%， 1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星具有限公司制造多腔轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达面粗糙度模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10 30 万次，淬火钢模达 50 1000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 50% 80%相比，差距较大。在制造技术方面，术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的统，如美国、美国司的国司的国司的本司的色列公司的国司的澳大利亚司的模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了集成，并能支持术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的统、华中理工大学开发的注塑模统及件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如： 3、等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。二我国模具工业的发展趋势目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外，随着近年来工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此，只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。有专家认为，伴随着世界经济的一体化浪潮，全球制造业加速向中国大陆地区转移已是大势所趋，中国也将逐步发展成为世界级的制造业基地。广东珠江三角地区将在十年之内发展成为世界模具生产中心。上海市模具工业协会秘书长刘德普认为，未来我国的模具将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化。这是由于模具成型的零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的一模多腔所造成的。二是模具的精度越来越高。 10 年前，精密模具的精度一般为 5 微米，现在已达到 23 微米，不久 1 微米精度的模具将上市。这要求超精加工。三是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。四是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，因此热流道技术的应用在外国发展很快，许多塑料模具厂生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术，有的厂家使用率达到 80%以上，效果十分明显。热流道模具在我国也已生产，有些企业使用率上升到 20%30%。五是随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很严。六是标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用在十五期间必将得到较大的发展。七是快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产时代， 21 世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到 75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好。因此开发快速经济模具将越来越引起人们的关注。八是随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。十是模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。 2、国外方面：我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达 60%左右，而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是 “ 大而全 ” 、 “ 小而全 ” 的组织形式，而国外大多是 “ 小而专 ” 、 “ 小而精 ” 。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。 2004 年，模具进出口之比为 1，进出口相抵后的净进口额达美元，为世界模具净进口量最大的国家。三、研究内容及实验方案： 1、内容：塑件测绘图、模具装配图、模具零件图、说明书。 2、拟解决的关键问题：模具浇口、抽心机构的设计、分型面的选择、型腔与型芯的尺寸配合和精度问题。四、研究方法、手段： 1、方法：使用件将设计完成的塑料制品调入到模具设计模组当中，进行装配和型腔排布，再进行注射塑料模具、型腔、型芯滑块等成型零件的设计，最后完成二维工程三视图。 2、所用软件和工具：手工绘图工具、测量工具。四、目标、主要特色及工作进度 1. 查阅相关资料，外文资料翻译（ 6000字符以上），撰写开题报告。第 1周第 2周母盒冲件图，分析冲件成形工艺及坯料展开第 3周第 6周母盒冲压成形工艺规程；第 7周第 8周母盒冲裁模总装图及零件图；第 9周第 13周文）第 14周第 16周业答辩。第 17周五、参考文献 1.冲模设计手册编写组北京：冲模设计手册， 1995 螺母盒弯曲成形模具设计联富编北京：机械工业出版社， 2003 冲压新工艺新技术及模具设计实用手册 . 银声音像出版社， 2004 2875冷冲模国家标准南昌航空大学科技学院螺母盒零件冲压工艺与冲模设计学生姓名：邹武班级： 0781052 指导老师：陈为国摘要：近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求， 2004 年，冷冲模具在整个模具行业中所占比例已大大上升，据有关专家预测，在未来几年中，中国冷冲模具工业还将持续保持年均增长速度达到 15%左右的较高速度的发展。冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。本设计对螺母盒进行的级进模设计，利用件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。本课题通过对螺母盒的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。关键词：冲压模具冲压成型模具设计金属成型指导老师签名：南昌航空大学科技学院 u 0781052 In s of ie 004,in of of n to ie 5% of of In to ie 5% of of In to ie 5% of of is an of it is to be a of of is to as a be as to ie of AD to of of of of a is to to of on to of of of in or or of a is at in to on to a or to of a in of to 1. to 1) or If (2) to or a to a of in (3) is of or of to of (4) or is to of of as 2. to 1) in a a (2) is in a at at to or (3) as of in or of at of a in on of or is in Pr is of to a of by of by by of is of in of is no ie is on if of of to or in a to (A) of . is a to it is to it (1) be of be or (2) be to to 2. 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(3) in of of 6. n of to we of a is in of to of 冷冲模具使用寿命的影响及对策冲压模具概述冲压模具材料（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）。冲压用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：根据工艺性质分（ 1）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（ 2）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（ 3）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（ 4）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。根据工序组合程度分类（ 1）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（ 2）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（ 3）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。冲冷冲模全称为冷冲压模具。冷冲压模具是一种应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化锆、氧化钇粉中加铝、镨元素构成，制备工艺是将氧化锆溶液、氧化钇溶液、氧化镨溶液、氧化铝溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、干燥，煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以替代传统高速钢、钨钢材料。冷冲模具主要零件冷冲模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。（一）模具的主要零件、作用及安全要求 1工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的关键零件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求：（ 1）应有足够的强度，不能在冲压过程中断裂或破坏（ 2）对其材料及热处理应有适当要求，防止硬度太高而脆裂。 2定位零件定位零件是确定坯件安装位置的零件，有定位销（板）、挡料销（板）、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位零件时应考虑操作方便，不应有过定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。 3压料、卸料及出料零件压料零件有压边圈、压料板等。压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸入或异物进入，外露表面棱角应倒钝。 4导向零件导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少 5至 10毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。 5支承及夹持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、垫板、限位器等。上下模板是冷冲模具的基础零件，其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。有些模具（落料、冲孔类模具）为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。 6紧固零件它包括螺钉、螺母、弹簧、柱销、垫圈等，一般都采用标准件。冷冲模具的标准件用量较多，设计选用时应保证紧固和弹性顶出的需要，避免紧固件暴露在表面操作位置上，防止碰伤人手和妨碍操作。冷冲模具的发展改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对冷冲模具的需求量不断增长。近年来，冷冲模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，冷冲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。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。而冷冲模具制造是整个链条中最基础的要素之一，冷冲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。近年许多冷冲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陆续开始使用国际通用软件，个别厂家还引进了件，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南昌航空大学科技学院学士学位论文第 1 页目录 1 绪论 .具行业的发展现状及市场前景 . 3 压工艺介绍 . 3 压工艺的种类 . 4 压行业阻力和障碍与突破 . 5 2 冲裁件的工艺分析 . 7 件尺寸精度 . 8 件展开长度计算 . 8 3 冲裁工艺方案的确定 . 10 4 模具结构形式的确定 . 11 5 模具总体设计 . 12 具类型的选择 . 12 作方式 . 12 料、出件方式 . 12 定送料方式 . 13 定导向方式 . 13 6 模具设计计算 . 14 样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 . 14 压力的计算 . 18 力中心的确定 . 20 具刃口尺寸的计算 . 21 具弯曲部分工作尺寸计算 . 23 7 主要零部件设计 . 27 作零部件的结构设计 . 27 8 校核模具闭合高度及压力机有关参数 . 33 核模具闭合高度 . 33 压设备的选定 . 33 9 设计并绘制模具总装图及选取标准件 . 34 10 模具的安装调试 . 35 具的安装调试 . 35 南昌航空大学科技学院学士学位论文第 2 页参考文献 . 36 南昌航空大学科技学院学士学位论文第 3 页绪论具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有 “ 不衰亡工业 ” 之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 600亿至 650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 13%的年增长率（据不完全统计， 2004年国内模具进口总值达到 600多亿，同时，有近 200个亿的出口），到 2005年模具产值预计为 600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000多万美元增长到 2005年的 2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。 2003年我国汽车产销量均突破 400万辆，预计2004年产销量各突破 500万辆，轿车产量将达到 260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。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%。压工艺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，南昌航空大学科技学院学士学位论文第 4 页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。压工艺的种类冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。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。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一南昌航空大学科技学院学士学位论文第 5 页个非常重要的问题。压行业阻力和障碍与突破阻力一：机械化、自动化程度低美国 680 条冲压线中有 70%为多工位压力机，日本国内 250 条生产线有 32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的 510 倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力二：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于 “ 优而不胜，劣而不汰 ” 的状态；封头制造企业小而散，集中度仅突破点：走专业化道路迅速改变目前 “ 大而全 ” 、 “ 散乱差 ” 的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足 60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金南昌航空大学科技学院学士学位论文第 6 页化镀锌板、超宽板 (1650等都依赖进口。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。阻力五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为 40%45%，而国际上一般在 70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术 (加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争 2005 年模具标准件使用覆盖率达到 60%， 2010 年达到 70%以上基本满足市场需求。阻力六：专业人才缺乏业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。南昌航空大学科技学院学士学位论文第 7 页突破点：提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。 2 冲裁件的工艺分析本次设计冲压工件如下图：图 2件图件材料由图 1件材料采用 0808般用作南昌航空大学科技学院学士学位论文第 8 页冷冲压薄板钢中的其命名规则类同碳素结构钢，其两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍，即“ 08”表示钢中平均碳质量分数为 “ A”表示质量等级，“ L”为“拉”字的汉语拼音首字母，表示其拉伸性能好。主要力学性能(试件尺寸 25正火 930、 s=185 b=325 5/% 33、硬度 (未热处理 )131 主要用于制造 4下的各种冷冲压构件，如车身、驾驶室、各种仪表及机器外壳等。件结构形状工件结构形状相对简单， 2 个弯曲，有 2个异形孔，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。件展开长度计算中性层的确定由于中性层的长度在弯曲变形前后不变，其长度就是弯曲件坯料展开尺寸的长度。而欲求中性层长度就必须找到其位置，用曲率半径 0 表示。中性层位置与板料厚度 t、弯曲半径 r、变薄系数等因素有关，在实际生产中为了使用方便，通常采用下面的经验公式来确定中性层的位置： 0 r 式中： 0 中性层半径； r 弯曲件内弯半径；值件下表：表昌航空大学科技学院学士学位论文第 9 页 r/t 1.2 x r/t 4 5 6 7 8 x 弯曲件图可以看到：圆角半径都为 r=2料厚度 t=表 x=中性层半径为： =+=+= 2、毛坯展开尺寸的计算由于圆角半径 r以毛坯展开长度等于弯曲件直线部分长度与弯曲部分中性层展开长度的总和，即 0 ()180 ii i iL l r x t 。弯曲件有 2 个弯曲，分别为别计算为： += =+= =以工件展开长度画出工件展开图如图图件展开图南昌航空大学科技学院学士学位论文第 10 页 3 冲裁工艺方案的确定方案一：先冲孔，再弯曲，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔落料级进冲压。级进模生产。方案三：落料冲孔复合模冲压。复合模生产。表 3各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达可达零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度 6宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达 3件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中南昌航空大学科技学院学士学位论文第 11 页生产小型制件的大批量生产根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳。 4 模具结构形式的确定级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。南昌航空大学科技学院学士学位论文第 12 页 5 模具总体设计具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。作方式零件的生产批量为大批量，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。料、出件方式料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（ t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（ t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。工件平直度较高，料厚为对较薄，卸料力较大，虽然弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，但设计力求简单，可采用刚性卸料。南昌航空大学科技学院学士学位论文第 13 页件方式因采用连续模生产，故采用向下落料出件。定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B 小于送料方向的凹模长度由右向左（或由左向右）送料。定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级复合模采用对角侧导柱模架的导向方式，即方案一最佳。南昌航空大学科技学院学士学位论文第 14 页 6 模具设计计算样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率样方式的选择方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值通常由表 4所列搭边值和侧搭边值确定。根据零件形状，查表 4，并考虑到工件的切边，工件之间搭边值 a=3由于采用侧刃定距，工件之间的桥连接放在工件中间，所以工件与侧边之间不取搭边值。条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 =（ 20 公式（ 5 式中条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；其值查表 6）可得 = 板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得 = 南昌航空大学科技学院学士学位论文第 15 页 =2 1 =条料宽度为表 6搭边值和侧边值的数值材料厚度t（圆件及类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度 50 矩形或类似矩形制件长度 50 工件间 a 侧边工件间 a 侧边件间 a 侧边 1 6通剪床用带料宽度偏差（条料厚度 t(条料宽度 b(50 50 100 100 200 200 2 2 3 3 5 6刃冲切得料边定距宽度条料厚度 t(条料宽度 b(南昌航空大学科技学院学士学位论文第 16 页金属材料非金属材料确定步距送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。级进模送料步距 S S= 公式（ 5 S 3 样图如图 5 图 6样图南昌航空大学科技学院学士学位论文第 17 页算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率 /100% 公式（ 5 式中 A 一个步距内冲裁件的实际面积； B 条料宽度； S 步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则： 1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。 2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3) 、模具结构简单、寿命高。 4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。一个步距内冲裁件的实际面积，根据工具面积： A=以一个步距内的材料利用率 = 100% 公式（ 5 =100% =根据计算结果知道选用直排材料利用率可达满足要求。南昌航空大学科技学院学士学位论文第 18 页压力的计算裁力和弯曲力的计算在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F=b 公式（ 5 式中 F 冲裁力； L 冲裁周边长度； t 材料厚度； b 材料抗剪强度；系数； L=2+2=数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取 = 为 310380 b=380以 F=b =380 =据计算，模具冲裁力为弯曲力是指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的压力，是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关，理论分析方法很难精确计算，在实际生产中常按经验公式进行计算。 1）自由弯曲时的弯曲力公式南昌航空大学科技学院学士学位论文第 19 页 0 .6 tF ； 20 .7 tF ；式中：自由弯曲力； B 弯曲件的宽度； t 弯曲件厚度； r 内圆弯曲半径； b 弯曲材料的抗拉强度； K 安全系数，一般取 2）、校正弯曲力公式 A 式中：校

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