图纸共17张,如下所示
A0-落料拉深复合模.dwg
A1-上模架.dwg
A1-下模架.dwg
A3-落料凹模.dwg
A3-凸凹模压模板.dwg
A3-凸模垫板.dwg
A3-凸模压模板.dwg
A4-冲压工艺卡.dwg
A4-打杆.dwg
A4-导套.dwg
A4-电饭煲传感器外壳.dwg
A4-拉深凸模.dwg
A4-模柄.dwg
A4-凸凹模.dwg
A4-推件块.dwg
A4-托杆.dwg
A4-压边圈.dwg

1 引言 1
1.1背景 1
1.2冷冲模成形特点 1
1.2.1冲裁模 2
1.2.2弯曲模 2
1.2.3拉深模 2
1.2.4多工位级进模 3
1.3冷冲模具的发展趋势 3
1.3.1有限元分析商业软件简介 4
1.3.2 DYNAFORM软件简介 5
1.4复合模 6
1.4.1 概述 6
1.4.2 复合模的种类 7
1.4.3选择复合模的原则 8
1.4.4 复合模的设计要点 8
1.5冲压加工的经济性 10
1.5.1冲压件的制造成本 10
1.5.2降低成本的措施 10
2 冲压件工艺性分析 11
2.1制件的工艺分析 11
2.2拉深次数 11
3模具设计 13
3.1毛坯尺寸的确定 13
3.2工艺方案的选择 13
3.2.1模具的结构形式 13
3.2.2冲裁力 14
3.2.3卸料力、推件力和顶件力 14
3.3排样 15
3.4 压边力与拉深力 16
3.4.1 压边力 16
3.4.2 拉深力 16
3.5 模具压力中心和闭合高度的确定 16
3.6 压力机的选择 16
3.7 模具主要零部件的设计 17
3.7.1 落料凹模的结构设计 17
3.7.2 冲孔凸模的结构设计 19
3.7.3凸凹模的结构设计 20
3.8模具标准件的选择 21
3.8.1 模架的选择 21
3.8.2挡料销 22
3.8.3卸料装置 23
3.8.4推件装置 24
3.8.5导向零件设计与标准 24
3.8.6模柄的选用 25
3.8.7凸模固定板与垫板 25
3.8.8压缩橡皮的选用 25
3.9拉深模结构设计 27
3.9.1凸、凹模间隙 27
3.9.2凸、凹模制造公差 27
4 DYNAFORM仿真验证 29
结论 32
参考文献 33
鸣谢 34

电饭煲传感器外壳的工艺分析与模具设计

摘要：学习、研究和发展冷冲压技术，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。本文主要是对电饭煲传感器外壳的工艺分析及模具设计。首先，对电饭煲传感器的外壳进行了工艺分析，电饭煲传感器外壳的外形是圆柱形，确定了毛坯尺寸、拉深次数、模具的结构形式及排样方式；然后选择了合适的压力机，把凹模、凸模的尺寸设计出来、选择了合适的模架、卸料装置、推件装置、导向零件、模柄、凸模和凹模的固定板及垫板；最后用dynaform对设计的模具进行了纺真验证，用CAD软件绘制了本模具的工程图。

关键词：冷冲压圆柱形工艺分析

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计(论文)题目：

电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具设计
与制造

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

设计原始资料：1．零件图；
2．零件材料牌号及厚度：Q235，δ0.6；
设计技术要求：1．年生产纲领：80000件；
2. 要求外文资料翻译忠实原文；
3. 要求编制的冲压工艺规程合理；
4. 要求设计的冲压模具满足加工要求；
5. 要求图纸设计规范，符合制图标准；
6. 要求毕业论文叙述条理清楚，设计计算正确，论文格式规范。

III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：
1．绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译(6000字符)，撰写开题报告；
2.28 －3.18 3周
2．对零件进行冲压工艺分析，确定工艺方案； 3.21－3.25 1周
3．计算、确定冲压力模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构；
3.28－4.8 2周
4．设计专用模具一套，绘制装配图，拆绘主要零件图；（折合A1图4张）
4.11－5.13 5周
5．任选模具一个主要工作零件，进行机加工艺规程设计； 5.16－5.27 2周
6．撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。 5.30－6.24 4周

Ⅳ 、主要参考资料：
[1]．姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社，2003.6
[2]．解汝升. 冲压模具设计与制造技术. 北京：中国标准出版社，1997
[3]．许发樾主编. 实用模具设计与制造手册. 北京：机械工业出版社，2001.2
[4]．廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，2011.2?第5版
[5]. Wilson，F.W.Die design handbook MaGraw Hill 1990.6
论文题目：电饭煲传感器外壳冲压工艺及其模具设计
一、选题的依据及课题的意义
模具是现代工业发展的标志, 反映一个国家的工业发展的水平和地位。模具的使用性能, 特别是使用寿命反映了工业装备的现代化程度, 且直接影响到产品的更新换代和市场竞争力。因此世界各国都非常重视模具工业的发展, 采取了最现代的设计方法, 提高模具的质量。在我国, 模具行业成为新的支柱产业, 但精度不高、寿命短一直是影响模具发展的重要因素, 模具寿命的提高是一个十分迫切的任务。
模具设计的特点：(1) 设计过程复杂,信息含量大。(2) 设计因素众多,专业分工细致。(3) 计算、分析过程烦琐。(4) 制造资源要求高。
现代模具的设计手段(如CAD/ CAE/ CAM集成化技术) 、制造精度( 如激光技术) 和表面处理技术(如化学渗透处理) 的应用, 大大提高了模具的使用寿命, 同时也改善了模具表面的摩擦学特性, 使模具行业得到了快速的发展, 但目前模具使用寿命偏短仍是研究的前沿问题。
提高模具使用寿命的方法有：(一)合理选用模具材料。1. 合理的模具材料的选用；2. 合理的模具结构。(二)模具的热处理工艺。从模具失效分析得知, 45%的模具失效是由于热处理不当造成的。采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度,减少断裂和变形。(三)模具的机械加工工艺。
模具的可靠性是模具的四大质量指标(性能、可靠性、经济性和安全性)之一, 是反映模具动态质量的指标,也是模具质量的核心。一副模具的可靠性是通过设计、制造直至使用的各个阶段的共同努力才得以保证的。“设计”奠定模具可靠性的基础,“制造”实现模具的可靠性设计目标,“使用”则是验证和维持模具可靠性目标。
模具的机械加工工艺是直接影响模具使用寿命和产品质量的重要环节。加工实践证明:采用正确的加工工艺,使高精度模具的型腔表面粗糙度改善一倍,就可使模具使用寿命提高50%。这一点对塑料模具尤为重要。
CAE 技术可以使模具设计人员在模具加工之前,就能在计算机上通过仿真模拟来准确评价不同的设计方案,观察产品在模具中的成形以及是否产生内部或外部的缺陷,进而修改模具直接到最优。CAE 技术为模具设计提供了可靠的验证优化工具,特别在模具设计的试验阶段。模具设计的试验阶段是设计完成后的关键阶段,传统上都是先制造物理样模,再投入试验。如果某些地方试验失败, 则重新设计- 制造- 试验, 如此反复直到完全通过,既耗费时间又极为昂贵。若采用CAE 技术,则可在模具加工之前,在计算机上通过过程模拟来准确评价不同的设计方案,帮助模具设计者分析模具形状、工艺参数等与产品性能之间的关系,使模具设计者在模具制造之前就能观察到成型时的应力分布、分子和纤维取向分布以及是否会产生内部或外部的缺陷,进而修改模具直到满意状态,而不是等到试模以后再返修模具。
通过建立有限元模型,运用成形缺陷模拟和虚拟修模,解决由于不规则的形状而导致塑性流动的不均匀性所产生的拉裂和起皱，并运用在有限元分析过程中得到的工艺参考参数，如板料应力应变分布、成形力和压边力变化曲线等，缩短冲压模具设计周期。
模具协同设计是以任务为核心,以设计组织者为主体,联系和控制所有设计小组成员,共同完成产品设计的协同过程。其工作环境是一个典型的CSCW(Computer Supported Cooperative Work)。
二、研究概况及发展趋势综述
中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。
虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。
中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。
近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。

三、研究内容及实验方案
差距和问题及解决的办法
a.总量供不应求：国内模具自配率只有70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右。
b.企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理
c.模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。
d.研发能力较差，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。
鉴于以上我国模具存在的问题，在以后模具生产中应用信息技术等高新技术改造传统的模具企业进一步提升模具工业的设计制造水平。在另一方面加快模具产品的结构调整，针对当前低档模具供过于求，高精密模具供不应求的情况不断增加高档模具的比重。发挥我国模具工业劳动力价格较低的优势，积极参与国际竞争扩大模具出口。另外注重模具技术人才的培养和改善模具制造的工艺装备也是当务之急。

四、目标、主要特色及工作进度
本课题是《电饭煲传感器外壳工艺分析和模具设计》主要研究的是电饭煲传感器外壳的工艺和设计出合适的模具，模具的使用寿命是模具设计要综合考虑的关键因素, 若能把摩擦学设计加入到现代设计中将大大提高模具的服务寿命, 提高生产效率, 降低加工成本。为了达到目的拟采用以下的方法
1）工艺分析
由工件可知，该工件的形状，尺寸，精度和材料等均符合冲压工艺性要求，冲压的主要工序有：落料，拉深，冲孔和切边等，工艺较简单，生产批量大，适宜用复合模冲制。
2）排样图设计
由所给零件图画出零件展开图，合理安排工位。
3）冲压工艺参数计算
①坯料的展开长度及料宽计算
②进距计算
③冲材间隙值的确定
④凸凹模刃口尺寸的确定
⑤冲压力及压力中心的计算
⑥翻边力计算
⑦弯曲力计算
4）模具结构的设计
①凹模设计
②凸模设计
成果预测：
根据生产需要和技术经济要求，实现对电饭煲传感器外壳的模具设计。能够实现所设计的模具结构紧凑，动作准确，连续性生产，可靠，生产出来的冲压件尺寸、精度、表面质量都达到要求。生产效率高，生产成本低。
设计图纸：冲压模具CAD装配图，三维装配图，模具主要部分（凹模，凸模等）零件图共3张A0图纸。
设计说明书一份（约15000字）；外文翻译一篇（约3000字）。
时间进度计划：
1．绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译(6000字符)，撰写开题报告；
第1周~第4周
2．对零件进行冲压工艺分析，确定工艺方案；
第5周~第6周
3．计算、确定冲压力模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构；
第7周~第9周
4．设计专用模具一套，绘制装配图，拆绘主要零件图；（折合A1图4张）
第10周~第13周
5．撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。
第14周~第17周
五、主要参考文献
[1] 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社，2003.6
[2] 解汝升. 冲压模具设计与制造技术. 北京：中国标准出版社，1997
[3] 许发樾主编. 实用模具设计与制造手册. 北京：机械工业出版社，2001.2
[4] 廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，2011.2?第5版
[5] Wilson，F.W.Die design handbook MaGraw Hill 1990.6

指导老师签名：

craft analysis and molding tool design which spreads a feeling machine outer shell to the rice cooker
Student name:xiong yong class:0781053
Supervisor:luo hai quan
Abstract:The study， research and development are cold to hurtle to press a technique， to development our country national economy and acceleration modernize industrial construction to have important meaning.This text is mainly craft analysis and molding tool design which spreads a feeling machine outer shell to the rice cooker.Spread the outer shell of feeling machine to carry on a craft analysis to the rice cooker first， made sure semi-finished product size and pull structure form and the row kind method of deep number of times， molding tool;Then chose suitable pressure machine， come out， chose the size design of cave and convex mold a suitable mold， unload to anticipate device and push a device， the direction spare parts， mold handle， convex mold with fixed plank and plastic sheet of cave mold;Finally drew the engineering diagram of this molding tool with the CAD software.

Keywords: cold to hurtle Cylinder form Craft analysis
Signature of Supervisor:

电饭煲传感器外壳工件图

电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具设计[复合]

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目：电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具设计与制造业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求：设计原始资料： 1零件图； 2 零件材料牌号及厚度：设计技术要求： 1 年生产纲领： 80000 件； 2. 要求外文资料翻译忠实原文； 3. 要求编制的冲压工艺规程合理； 4. 要求设计的冲压模具满足加工要求； 5. 要求图纸设计规范，符合制图标准； 6. 要求毕业论文叙述条理清楚，设计计算正确，论文格式规范。业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译 (6000 字符 )，撰写开题报告； 3 周 2对零件进行冲压工艺分析，确定工艺方案； 1 周 3计算、确定冲压力模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构； 2 周 4设计专用模具一套，绘制装配图，拆绘主要零件图；（折合 4 张） 5 周 5任选模具一个主要工作零件，进行机加工艺规程设计； 2 周 6撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。 4 周、主要参考资料： 1姜奎华主编 . 冲压工艺与模具设计 . 北京：机械工业出版社， 2解汝升 . 冲压模具设计与制造技术 . 北京：中国标准出版社， 1997 3许发樾主编 . 实用模具设计与制造手册 . 北京：机械工业出版社， 4廖念钊等主编 . 互换性与技术测量 . 北京：中国计量出版社， 5 版 5. 空工程系（教研室）机械设计制造及其自动化专业类 0781053 班学生（签名）：熊勇日期：自 2011 年 2 月 28 日至 2011 年 6 月 24 日指导教师（签名）：罗海泉助理指导教师 (并指出所负责的部分 )：航空工程系（室）主任（签名）：姚坤弟附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 1 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：日期：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。本人授权南昌航空工业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：日期：导师签名：日期：图纸清单代码图纸代码名称图号备注 1 饭煲传感器外壳模具装配图图 2 饭煲传感器外壳零件图图 3 杆图 4 模垫板图 5 模压模板图 6 凹模压模板图 7 杆图 8 件块图 9 凹模图 10 料凹模图 11 边圈图 12 深凸模图 13 模架图 14 模架图 15 柄图 16 套图南昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译 : of of to to of to to in an a to a to A to an to on an to of an is by of is by is by of is by of in is to of of to as In or is of is (to be in of of to be as is in is a of a in to in to in of a of is A , . a 2 V in 00 m to a is to a 昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译 a is to of to be If is to to or on a in of be as a in of A is to To a of by is at as is to a to is no in is no or an of of is to an as a of a in A V/0.1 .1 mm of in V. is of is A s is is or is of a is as a of a of a is to of is be is in of of is is of a To to is of at on is is in 昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译 of of %/. If at mm of in It is a of of of A be of It is of in is by at to is as s , a mm in . is as at 3 a is A 3 dB in is an 0% a 15 a 1 V at a 5 to in to or is as a of a be If to a m, of be m. of is in in is of 昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译 of to is is in be If a an a 0 V/1 it an m). at in an m. of in is to is a of If is , 9). it is to at : of on to of to s he is a a a is by it a is a of is 30% of of is he in a is is a of of a of at a be to to of In at a is is 0% of to a is a to of a is by a be or If be to 昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译 be a be as or in he is a is a by or as at of 昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译中文翻译电容式传感器操作第一部分：基础这篇文章的第一部分回顾了电容式传感器的概念和理论来帮助我们优化电容式传感器的性能。第二部分讨论了怎样使这些概念去工作。非接触式电容传感器测量的电特性变化称为电容。电容描述了有一定距离的两个导电物体怎样产生一个电压差。电压施加到导体上并产生电场，造成正负电荷聚集到每个导体上。如果电压的极性是相反的，那么电荷也是相反的。电容式传感器使用交流电压就会引起电子不断反转他们的位置。传感器就能检测出电子移动所产生的交流电流。电流的流量是由电容决定的，而电容是有导体的表面积和导体之间的距离决定的。表面积更大，距离更近的导体比小面积远距离导体能够引起更大的电流。导体之间介质的材料也影响电容。从技术上讲，电容是与导体的表面积和在导体之间介质的介电常数成正比的，与导体之间的距离成反比。公式如下：距离介电常数面积电容 *在典型的电容式传感应用，探针或传感器是导体中的一个，另一个则是测量对象。（利用电容式传感器来感应塑料和其他绝缘体将在本文的第二部分讨论。）传感器和被测对象的大小假定不变，这是由他们之间的材料确定。因此，电容的任何改变都是探针和目标之间的距离变化产生的。被校准的电子产生特定的电压变化电容也产生相应变化。这些电压变化是与距离变化成比例的。在给定距离上产生的电压变化叫做灵敏度。一个常见的灵敏度设置时。这就意味着每改变 100出就会变化 1V。有了这个校准，一个 2 关于电场当电压应用于导体，电场从每个表面产生。在电容传感器中，感应电压应用到探头的感应区为了准确测量，感应区的电场需包含在探针与目标的空间内。如果电场可以传播到其他项目，或者目标的其他地区种名为 “ 守卫 ” 的技术是用来防止这种情况发生。要创建一个守卫，感应区背部和四周都是被另一个导体包围，以使这个感应区本身为同一电压。当电压施加到感应区，一个单独的电路应用于完全相同的电压给守卫。因为在感应区和守卫之间没有电压差，所以在他们之间就没有电场。在探针周围或后面的导体能与守卫形成电场，而不是和感应区。只有无守卫的感应区允许和目标形成电场。南昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译定义灵敏度表示在目标和探头之间的差距变化时，输出电压的变化。一个常用灵敏度单位是 1 V/0.1 意味着距离每改变出电压改变 1V。以距离为行坐标输出电压为纵坐标描点，这条线的斜率就是灵敏度。在校准时，就设置系统的灵敏度。当灵敏度偏离理想值，这是所谓的灵敏度误差，增益误差，缩放错误。由于灵敏度是一个直线的斜率，灵敏度错误通常是表现为一个百分比的斜坡，一对理想与实际斜率的比较。偏移误差发生时，常值被添加到系统的输出电压。在设置期间电容测量系统通常是 “ 零 ” ，从原来的校准中解决了偏移误差。但是在系统清零后，偏移误差应当改变，误差将被引入到测量。温度的变化是偏移误差的主要因素。灵敏度能够在数据的任何两点之间变化。这一变化的累积效应被称为线性误差。线性度规范是测量输出结果偏离直线多远。为了计算线性误差，标定数据与最适合这些点的直线相比。这参考线是采用最小二乘拟合数据计算出的。校准线上的误差点中离基准线最远的点是线性误差。线性误差通常在百分之方面表示满量程（ / 。如果在最低点误差为面的校准范围为 1毫米，线性误差为。请注意，线性误差不算到灵敏度误差中。这仅仅是该行的直线度测量，而不是直线的斜率。一个有着严重灵敏度错误的系统仍然可以非常好的线性的。误差带是线性和灵敏度误差的组合。这是在校准测量范围内最坏的情况下测量的绝对误差。该误差带的计算方法是比较在输出电压和他们的预期值的具体差距。从这个比较最坏情况的错误被列为该系统的误差带。在图 7中，最坏的情况下误差为体）是间隔 (预期值 (实际指标 (误差 ( 7：误差值带宽的定义是，当输出频率下降至频率，这也是所谓的截止频率。一个在信号水平近 30的跌幅。与 15 1V 的低频率的变化，南昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译只会在 15千赫变化。宽的带宽传感器可以感知高频移动，并提供快速响应，在使用反馈的伺服控制系统中以最大限度地输出相位裕度；但是，低带宽的传感器会减少输出噪声，这意味着更高的分辨率。有些传感器提供可选择的带宽，以最大限度地提高或分辨率或响应时间。分辨率是定义为一个系统可以做到最小的可靠的测量。一个测量系统的分辨率必须大于最终精确度的测量要求。如果您需要知道在的尺寸，则该测量系统的分辨率必须比。分辨率的主要决定因素是电气噪声。电噪声出现在输出电压引起很小的输出误差。即使当探针 /目标距离是完全不变，驱动器的输出电压具有小但可测量的噪音，似乎就表明，这一距离在改变。这种噪声是电子元器件固有的，可以最小化，但从来没有消除。如果一个驱动程序有一个为 10V/1毫米的灵敏度为的输出噪声，那么它的输出噪声毫米（这意味着，在经过一段时间后的任何瞬间，输出能有差。对噪声的输出量对带宽有直接关系。一般来说，噪声的频率分布广泛。如果更高频率的输出前过滤，其结果是减少噪音和高分辨率（图 8,9）。在检查分辨率时，关键是知道规格适用在什么带宽。电容式传感器操作第二部分：系统优化这部分分为这篇文章的第二部分着重就如何优化您的电容式传感器的性能，并了解靶材料，形状和大小如何影响传感器的响应。目标大小的影响当选择一个探测器进行特定的应用时，目标的大小是一个主要的考虑因素。当守卫关注感应电场时，它创建一个轻微的锥形场这是一个敏感领域的投影。最低目标的直径通常是感应区直径 130。探头离目标越远，最小目标的大小越大。测量范围该范围是在其中一个探测器是一种有用的感应区大小的函数。面积越大，范围越大。由于电子产品的驱动程序在探头中被设计成有固定的电容，探头越小越应当靠近目标；来获得设计的电容量。一般来说，在其中一个有用的探测器中最大的距离大约是感应区域面积直径的 40%。典型的校准通常保持对一个值大大低于这一标准的间距。虽然电子产品在校准时可调节的，但是有一个对调整范围的限制。多通道遥感通常情况下，目标是同时被多个探头测量。由于系统测量不断变化的电场，每个南昌航空大学科技学院学士学位（论文）外文翻译探头激励电压必须同步或探针会互相干扰。如果他们不同步，一个探头将努力增加电场，另一个则试图减少它，其结果将是一个错误的读数。电子驱动器可以被配置为主或副，主系统为副系统设置了多通道同步系统。目标材料的影响该感应电场正在寻求一个导电表面。只要目标是一个导体，电容传感器不会受到目标材料影响，他们会衡量所有导线，如黄铜，钢，铝，或咸水作为相同。由于感应电场在导体表面停止，目标厚度不影响测量。测量非导体电容式传感器是最经常被用来衡量在导电目标位置的变化。但电容式传感器可以有效测量存在，密度，厚度以及非导体的位置。非导电材料，如塑料比空气有不同的电介质常数。介电常数决定两个导体之间不导电材料如何影响电容。当一个非导体插入探头和一个固定的参考指标之间，感应场穿过材料到接地目标。该非导电材料的出现改变介电常数，因此改变电容。电容会鉴于材料的密度或厚度而改变。毕业设计（论文）题目：电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具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 078105330 学生姓名熊勇指导教师罗海泉二 O 一一年六月毕业设计（论文）开题报告题目电饭煲传感器外壳冲压工艺与模具设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105330 学生姓名熊勇指导教师罗海泉填表日期 2011 年 3 月 10 日说明开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。论文题目：电饭煲传感器外壳冲压工艺及其模具设计一、选题的依据及课题的意义模具是现代工业发展的标志 , 反映一个国家的工业发展的水平和地位。模具的使用性能 , 特别是使用寿命反映了工业装备的现代化程度 , 且直接影响到产品的更新换代和市场竞争力。因此世界各国都非常重视模具工业的发展 , 采取了最现代的设计方法 , 提高模具的质量。在我国 , 模具行业成为新的支柱产业 , 但精度不高、寿命短一直是影响模具发展的重要因素 , 模具寿命的提高是一个十分迫切的任务。模具设计的特点： (1) 设计过程复杂 ,信息含量大。 (2) 设计因素众多 ,专业分工细致。 (3) 计算、分析过程烦琐。 (4) 制造资源要求高。现代模具的设计手段 (如成化技术 ) 、制造精度 ( 如激光技术 ) 和表面处理技术 (如化学渗透处理 ) 的应用 , 大大提高了模具的使用寿命 , 同时也改善了模具表面的摩擦学特性 , 使模具行业得到了快速的发展 , 但目前模具使用寿命偏短仍是研究的前沿问题。提高模具使用寿命的方法有： (一 )合理选用模具材料。 1. 合理的模具材料的选用； 2. 合理的模具结构。 (二 )模具的热处理工艺。从模具失效分析得知 , 45%的模具失效是由于热处理不当造成的。采用热处理新技术是提高模具性能的经济而有效的重要措施。表面强化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理。基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度 ,减少断裂和变形。 (三 )模具的机械加工工艺。模具的可靠性是模具的四大质量指标 (性能、可靠性、经济性和安全性 )之一 , 是反映模具动态质量的指标 ,也是模具质量的核心。一副模具的可靠性是通过设计、制造直至使用的各个阶段的共同努力才得以保证的。“设计”奠定模具可靠性的基础 ,“制造”实现模具的可靠性设计目标 ,“使用”则是验证和维持模具可靠性目标。模具的机械加工工艺是直接影响模具使用寿命和产品质量的重要环节。加工实践证明 :采用正确的加工工艺 ,使高精度模具的型腔表面粗糙度改善一倍 ,就可使模具使用寿命提高 50%。这一点对塑料模具尤为重要。术可以使模具设计人员在模具加工之前 ,就能在计算机上通过仿真模拟来准确评价不同的设计方案 ,观察产品在模具中的成形以及是否产生内部或外部的缺陷 ,进而修改模具直接到最优。术为模具设计提供了可靠的验证优化工具 ,特别在模具设计的试验阶段。模具设计的试验阶段是设计完成后的关键阶段 ,传统上都是先制造物理样模 ,再投入试验。如果某些地方试验失败 , 则重新设计 - 制造 - 试验 , 如此反复直到完全通过 ,既耗费时间又极为昂贵。若采用术 ,则可在模具加工之前 ,在计算机上通过过程模拟来准确评价不同的设计方案 ,帮助模具设计者分析模具形状、工艺参数等与产品性能之间的关系 ,使模具设计者在模具制造之前就能观察到成型时的应力分布、分子和纤维取向分布以及是否会产生内部或外部的缺陷 ,进而修改模具直到满意状态 ,而不是等到试模以后再返修模具。通过建立有限元模型 ,运用成形缺陷模拟和虚拟修模 ,解决由于不规则的形状而导致塑性流动的不均匀性所产生的拉裂和起皱，并运用在有限元分析过程中得到的工艺参考参数，如板料应力应变分布、成形力和压边力变化曲线等，缩短冲压模具设计周期。模具协同设计是以任务为核心 ,以设计组织者为主体 ,联系和控制所有设计小组成员 ,共同完成产品设计的协同过程。其工作环境是一个典型的二、研究概况及发展趋势综述中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20世纪 80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加； “ 三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。三、研究内容及实验方案差距和问题及解决的办法内模具自配率只有 70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有 50%左右。品结构、技术结构和进出口结构均不合理产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。鉴于以上我国模具存在的问题，在以后模具生产中应用信息技术等高新技术改造传统的模具企业进一步提升模具工业的设计制造水平。在另一方面加快模具产品的结构调整，针对当前低档模具供过于求，高精密模具供不应求的情况不断增加高档模具的比重。发挥我国模具工业劳动力价格较低的优势，积极参与国际竞争扩大模具出口。另外注重模具技术人才的培养和改善模具制造的工艺装备也是当务之急。四、目标、主要特色及工作进度本课题是电饭煲传感器外壳工艺分析和模具设计主要研究的是电饭煲传感器外壳的工艺和设计出合适的模具，模具的使用寿命是模具设计要综合考虑的关键因素 , 若能把摩擦学设计加入到现代设计中将大大提高模具的服务寿命 , 提高生产效率 , 降低加工成本。为了达到目的拟采用以下的方法 1）工艺分析由工件可知，该工件的形状，尺寸，精度和材料等均符合冲压工艺性要求，冲压的主要工序有：落料，拉深，冲孔和切边等，工艺较简单，生产批量大，适宜用复合模冲制。 2）排样图设计由所给零件图画出零件展开图，合理安排工位。 3）冲压工艺参数计算坯料的展开长度及料宽计算进距计算冲材间隙值的确定凸凹模刃口尺寸的确定冲压力及压力中心的计算翻边力计算弯曲力计算 4）模具结构的设计凹模设计凸模设计成果预测：根据生产需要和技术经济要求，实现对电饭煲传感器外壳的模具设计。能够实现所设计的模具结构紧凑，动作准确，连续性生产，可靠，生产出来的冲压件尺寸、精度、表面质量都达到要求。生产效率高，生产成本低。设计图纸：冲压模具三维装配图，模具主要部分（凹模，凸模等）零件图共 3张设计说明书一份（约 15000 字）；外文翻译一篇（约 3000 字）。时间进度计划： 1绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译 (6000 字符 )，撰写开题报告；第 1 周第 4 周 2对零件进行冲压工艺分析，确定工艺方案；第 5 周第 6 周 3计算、确定冲压力模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构；第 7 周第 9 周 4设计专用模具一套，绘制装配图，拆绘主要零件图；（折合 4 张）第 10 周第 13 周 5撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。第 14 周第 17 周五、主要参考文献 1 姜奎华主编 . 冲压工艺与模具设计 . 北京：机械工业出版社， 2 解汝升 . 冲压模具设计与制造技术 . 北京：中国标准出版社， 1997 3 许发樾主编 . 实用模具设计与制造手册 . 北京：机械工业出版社， 4 廖念钊等主编 . 互换性与技术测量 . 北京：中国计量出版社，第 5版 5 1990.6 电饭煲传感器外壳的工艺分析与模具设计学生姓名：熊勇班级： 0781053 指导老师：罗海泉摘要：学习、研究和发展冷冲压技术，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。本文主要是对电饭煲传感器外壳的工艺分析及模具设计。首先，对电饭煲传感器的外壳进行了工艺分析，电饭煲传感器外壳的外形是圆柱形，确定了毛坯尺寸、拉深次数、模具的结构形式及排样方式；然后选择了合适的压力机，把凹模、凸模的尺寸设计出来、选择了合适的模架、卸料装置、推件装置、导向零件、模柄、凸模和凹模的固定板及垫板；最后用设计的模具进行了纺真验证，用件绘制了本模具的工程图。关键词：冷冲压圆柱形工艺分析指导老师签名： a to 781053 he to to a to to is a to of to on a to of of of a to a of of AD to 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 1 引言目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 “十一五 ”期间，中国模具工业水平不仅在质和量的方面有很大提高，而且在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。随着我国工业的迅速发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变的越来越复杂，而产品的制造离不开模具，利用计算机辅助软件进行模具设计不但提高模具的制造精度而且还缩短了设计及加工的时间。冷冲压成形是一种历史悠久的金属加工工艺，随着工业水平的不断进步，冷冲压技术和设备日益完善，在汽车、机械制造、电子电器等行业中，冲压加工得到了广泛的应用。大到汽车的覆盖件，小到钟表以及仪器仪表元件，大多是由冷冲压方法制成的。学习、研究和发展冷冲压技术，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。传统的冲压工艺及模具设计只能在众多简化和假设的基础上进行初步的设计计算，然后依靠大量的经验，反复试模、修模来保证冲压件的成形品质。从而拖延新产品的开发，造成研发成本过高，在市场竞争中处于被动的地位。 70 年代起，有限元法开始应用于板料成形过程的模拟，各种成熟的真软件应用于模具工业中，有效地用来解决模具制造中的难题如拉裂、起皱、回弹的预测。伴随冲压成形的计算机仿真技术日渐成熟，并在冲压工艺与模具设计中发挥出越来越大的作用，成熟的仿真技术可以减少试模次数，在一定条件下还可使模具和工艺设计一次合格从而避免修模。这就可以大大缩短新产品开发周期，降低开发成本，提高产品品质和市场竞争力。冷冲模是在温室下把金属或非金属板料放在模具内，通过压力机和模具对板料施加压力，使板料发生分离或变形制成所需零件的模具。各类冷冲压模成形特点如下：裁模冲裁模的成形特点是：将一部分材料与另一部分材料分离。如图裁模分为落料模和冲孔模。落料模的成形特点是将材料封闭的轮廓分开，而最终得到的是一个平整的零件；冲孔模是将零件的材料与封闭的南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 轮廓分离，使零件得到孔。图 1裁模成形过程曲模弯曲模的成形特点是：将板料或冲裁后的坯料通过压力在模具内弯曲成一定的角度和形状。如图将平直的板料压成带有一定角度的弯曲形状。图 1曲模成形过程深模拉深模的成形特点是：将经过冲裁得到的平板坯料，压制成开口的空心零件。如图将平板的坯料拉深成筒形零件。南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 图 1深模成形过程工位级进模多工位级进模的成形特点是：可以完成多道冲压工序，局部分离与连续成形结合；配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置；模具结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，制造和装调难度大。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越意识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维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。南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 目前，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。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发，在模具如，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件，上海交通大学模具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件等。而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。有限元法作为一个具有牢固理论基础和广泛应用价值的数值分析工具，在工程应用中起着越来越重要的作用。一些发达国家投入了大量的人力，物力和财力，开发了一系列的商业化软件，如早期出现的 l 多文献及 9国际会议标准考题 (研究者采用上述程序对薄板金属成形过程进行了模拟。析公司 ( 1971 年推出第一个版本后，成为世界上第一家非线性有限元公司。件中采用了述、欧拉描述和更新欧拉表述。瞬态问题可用包括牛顿法、拟牛顿法、直线搜索、弧长搜索、隐式动力学和显式动力学在内的不同时间积分求解器求解。件中包含丰富的材料库，可对金属塑性加 1过程进行数值模拟。模具和工件的接触和摩擦、厚度的变化、回弹、拉伸破坏、残余应力等。该软件已成功应用于汽车前挡泥板冲压成形过程的模拟。一个采用显式时间积分有限元技术的用于薄板金属冲压成形过程仿真的专业软件包，由法国发研制。该软件着重考虑了拉延筋的作用，建立了一个与拉延筋作用等价的分析模型。软件中包括了多种材料模型，分别考虑了非应变率敏感和应变率敏感的不同情况，还考虑了曲面压料面的压边圈在压边过程中与毛坏初接触及毛坯弯曲等顶成形过程，并且采川了简便的有限元网格生成技术高了处理接触问题的效率。德国慕尼黑技术大学的北京航空航天大学的张晓京等人利用拟了 9 会议给出的奥迪轿车前门内板多步冲压成形的标准考题。南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 在基础上， 1990 用显式时间积分，可允许网格细化，计算精度高，除继承了特点外，大的特点是允许有限单元个数超过 100000 个。美国家实验室的授主持开发的几何大变形、非线性材料和接触摩擦滑动边界二重非线性动力分析程序。由 976年，早期主要应用于重型固体的低速碰撞问题，从 1987年版本开始已经可以进行薄板成形模拟了，在这个版本中包含了单元厚度变化、壳单元，近年来成功而广泛地应用于薄板成形的分析中，它具有弹塑性本构材料模型和各向异性材料模型，可考虑薄板的各向异性性质。所用的库仑摩擦算法和丰富的接触算法可用来处理任意复杂的三维接触问题。为了分析薄板成形问题，含了多种函数和特性来满足数值分析的需要，如网格自适应、多种规模并行机 (法等。，它将计算机技术和有限元方法的最新进展迅速地应用于程序中，目前最新的版本是 950. 一个开放式的软件系统，它具有五个用户开发接口，为用户进行二次开发提供了极为便利的条件。当今许多软件，如是在本具有 12 种单元、 90 种材料模型 (其中包括 5 种用户可开发材料接口 )、 10种状态方程、 28种接触美国的兵器、宇肮、汽车、和工业部门得到了广泛的应用。利用隐式算法来解决需要进行面与面接触算法的静态、准静态载荷条件的结构分析问题。它具有平面和轴对称元素，用线接触来解决二维或薄板成形截面分析。这一点对于弯曲过程、法兰边成形过程以及冲压成形过程中工件局部区域的计算十分有效。现在，被应用于冲压成形过程的回弹问题。由于隐式算法的限制，慢得多。件简介本文的仿真工作是通过件完成的。件是用来计算模拟的软件，而件则是用来建立零件有限元模烈，设置各种材料参数和边界条件，生成读入计算结果文件件是由美国工程技术联合公司 (制的基于南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 薄板金属冲压仿真计算软件包，目前的最新版本是个专业计算机辅助工程 (件把 63 版的强大分析能力，与些分析程序和交互功能被合成来在薄板金属冲压工业中服务于模具设计和研制。此软件也最大利用了传统的析引擎的主要部件是两个软件都是由加利福尼亚州利弗莫尔市的利弗莫尔软件技术公司 (制的，这两个程序也都是通用的非线性动态有限元分析程序，别利用显示和隐式计算方法来解决流体和固体结构问题。这些程序己被成功地研制应用于汽车防撞性、乘员安全性、水下爆破、薄板金属冲压等方面。薄板金属冲压研究周期的瓶颈是模具设计先导时间。件模拟了这个建模过程，从而缩短建模试验时间、降低制造高品质嵌镶板和模具部件所需的费用。尤其是单有效地研究了建模过程中的四个重要设计关系 :压边、拉伸、回弹和多步模具。这些模拟使得工程师可在设计周期的早期进行产品设计的可行性研究。用户也可利用定义好的模具曲面数据来预测覆盖件在成形过程中的冲压性能 :开裂、起皱和变薄，还可预测滑痕和回弹效果。合模述在实际生产中常常将几个单工序冲压过程集中与一套模具来完成，这种在一副模具上、在冲床的一次行程中，在同一工位上完成两种或两种以上冲压工序的模具称为复合模。复合模的特点有：生产效率成倍提高。例如原来由两副模具分别完成的落料，冲孔工序，若使用落料、冲孔复合模时，则可以由一副模具在一次冲压行程中完成，生产效率提高了一倍。若原来由四副单工序模完成的落了、冲孔、拉深、切边的冲压工序，在采用了四合一复合模后，生产效率可提高四倍。而且还节省了人力、电力和工序间的搬运工作。提高冲压件的质量。在复合模具中几道冲压工序是在同一工位上完成的，无需重新定位，因此在完成几道冲压工序过程中冲压件的定位基准不动，从而使冲压工件的位置精度得到提高。例如当冲压件的外缘与内孔的同心度要求较高时，采用复合模就较容易满足要求。另外，对于那些尺寸较小的冲压工件或形状比较南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 复杂而重新定位又比较困难的冲压工件，采用复合模就可以避免重新定位的困难及在重新定位时产生的误差。复合模的同心度误差在 : 0 . 0 2 0 . 0 4 : 以内。对模具制造精度要求比较高。由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，因此模具结构一般要比单工序模具复杂，而且个零部件在动作时要求相互不干涉、准确可靠。这就要求模具的制造应有比较高的精度。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修也不如单工序模简单。合模的种类按复合工序的性质分类，复合模可分为以下几种：冲裁类复合模。如落料、冲孔复合模，切断、冲孔复合模等。成形类复合模。如弯曲复合模，挤压复合模等。冲裁与成形复合模。如落料、拉深复合模，冲孔、翻边复合模，拉深切边复合模，落料、拉深、冲孔、翻边复合模等。确定是否采用复合模要考虑以下几个方面：生产批量。复合模可以成倍地提高生产效率，生产批量越大，提高生产效率就越显得重要。因此，在大批量生产时更适合使用复合模。在单间小批量生产中应采用单工序模，这样由于模具结喉简单，几个单工序模可能比一套复合模的成本还低。冲压工件的精度。当冲压工件的尺寸精度或同轴度、对称度等位置精度要求比较高时，应考虑采用复合模具，对于形状比较复杂，重新定位可能产生比较大加工误差的冲压工件，也可采用复合模。复合工序的数量。一般复合模的复合工序数量在四工序以下，更多的工序将导致模具结构过于复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性、也将随之下降，制造及维修更加困难。在分析冲压工件的特点，确定是否采用复合模时，可参照以上原则及表 1 1合进行考虑。表 1 冲压生产批量与合理模具形式批量项目单件小批中批大批大量大件 300 南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 中件 1000 小件 5000 模具形式简单模单工序模单工序模级进模，复合模，单工序模级进模，复合模级进模，复合模设备形式通用压机通用压机高速压机，自动和半自动通用压机机械化高速压机，自动机专用压机与自动机表 1 单工序模、级进模和复合模的比较比较项目单工序级进模复合模工件尺寸精度比较低一般，比较高，工件形位公差工件不平整，同轴度、对称度及位置度误差大不太平整，有时要校平，同轴度、对称度及位置度误差比较大工件平整，同轴度、对称度及位置度误差小冲压生产率低，冲床一次行程内只能完成一个工序高，冲床一次行程内能完成多个工序比较高，冲床一次行程内可完成两个以上工序实现错做机械化、自动化的可能性比较容易，尤其适合多工位冲床上实现自动化容易，尤其适合与单机上实现自动化难，工件与废料排除比较复杂，只能在单机上实现部分机械化操作对材料的要求对条料宽度要求不严，可用边角料对条料或带料宽度要求严格对条料要求不严，可用边角料生产安全性安全性比较差比较安全安全性比较差模具制造的难易程度比较易，结构简单，制造周期段，价格低形状简单件，比用复合模制造难度低形状复杂件，比用级进模的制造难度低应用通用性好，适于中、小批量生产和大型件的大量生产通用性差，适与形状简单，尺寸不大，精度要求不高的大批量生产通用性差，适与形状复杂、尺寸不大、精度要求比较高的大批量生产合模的设计要点复合模的设计从本质上讲，与单工序模没有什么区别，但根据实际经验，在设计复合模时需要注意以下几个方面的问题南昌航空大学科技学院学士学位论文 9 曲柄压力机的许用压力曲线与复合模压力曲线的关系。对于单工序加工来说，冲压力曲线不能超过曲柄压力机许用压力曲线每否则设备将因超载而损坏。对复合模冲压加工也应满足这一要求。但对于复合模冲压时所用压力机的行程中有各个大比例的工作行程，这样就容易造成超载。尤其是对落料、拉深复合模，落料在先，拉深在后，落料力一般比较大，拉深力比较小，而设备压力曲线的变化趋势则相反，所用极易产生超载，因此在选择设备时要特别注意。复合模中凹凸模的设计。在复合模中最具有特点的模具零件就是凹凸模。由于凹凸模的壁厚从强度上要求不能过薄，否则模具寿命太短。因此凹凸模的壁厚在设计时必须进行校核，使之大于最小壁厚值。而最小壁厚值现在一般是根据经验数据而定。并且，当凹凸模装与上模时（该结构称为正装复合模），内孔不积存废料，凹凸模受到的胀力小，此时最小壁厚可小些。当凹凸模装与下模时（该结构称为倒装复合模），凹凸模孔口中积存有废料，孔口受胀力大，此时最小壁厚要大些。其值见表 1 表 1 凹凸模最小壁厚 (料厚 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 2 1 5 1 75 最小壁厚 1 4 1 6 1 8 2 0 2 3 2 5 2 7 3 2 3 6 4 0 最小直径 15 18 21 复合模中的卸料、推件装置。在复合模中由于有较多的动作要在冲床的一次形成中完成，为简化模具结构，通常将一些辅助动作，如卸料及推件动作，采用弹性装置来完成。同时弹性装置也可使冲压工件在整个冲压加工过程中始终受到压力，而使冲压工件的平整度更好。复合模选用的模架。由于复合模的精度比较高，因此复合模的模架也应选用精度比较高的模架。滚珠式模架相对于滑动式模架具有导向精度高，寿命长的优点，因此长选用滚珠式模架。模架中的模座也常选用钢板模座，一代替普通的铸铁模座，因为钢质模座强度更高，加工工艺性好。对要求精度比较高的符合模，可采用球面浮动模柄，以减小冲压设备或模具安装时的误差对模具的不利影响。应当注意的是，当采用浮动式模柄时，导柱不能离开导套，否则可能产生严重的机床和人身事故。复合模工作部分零件的材料选用。复合模的工作部分零件应选用加工性比较好的材质。耐磨性好、淬透性高、热处理变形小的材料，是复合模工作部分零南昌航空大学科技学院学士学位论文 10件的理想材料。压加工的经济性所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大”原则。在冲压生产中，保证产品质量，完成产品数量、品种计划的前提下，产品成本越低，说明企业经济效果越大。冲压件的制造成本为： C 工 +式中制造成本；材料费，包括原材料、外购件费；加工费，包括工人工资、设备折旧费、车间经费；模具费。产品成本受产量的影响较大，特别是冲压生产尤为突出。产品成本分为固定费用和变动费用两部分。固定费用是指在一定时期和一定产量范围内，它的总额不随产量的变动而变化，它是维持生产能力而基本不变的费用。变动费用是指它的总额随产量的增减而成比例的增减。低成本的措施降低产品成本，包括增产、节约两方面。增产可减低产品成本中的固定费用，相对地减少消耗，节约便能，直接降低消耗，它们都是降低成本的重要途径。冲压件的成本包括材料费用、加工费、模具费等。因此，降低成本就是要降低以上各项费用。降低成本的措施有： 1）试制和小批量冲压生产中，降低成本中的固定费能取得较好的经济效果，其中降低模具费上降低成本的有措施。 2）冲压生产中，工艺合理化是降低成本的有力手段，一般在制定新产品工艺时进行。由于工艺的合理化能降低模具费、节约加工工时、降低材料费等，所以必然降低零件总成本。 3）产量较大时，采用多件同时冲压，可使模具费、材料费、和加工费降低，同时有利于成形表面拉力均匀化。 4）自动化生产，从安全和降低成本两个方面来看，将成为冲压加工的发展方向。 5）提高材料利用率是降低冲压件制造成本的重要措施之一。南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 2 冲压件工艺性分析本制件为圆柱形零件，工程图如图圆角及直边和底面型孔三部分组成。从技术要求和使用条件来看，零件具的精度要求不是很高。在拉深加工成形时，其圆角部分相当于圆筒型件得拉深，而直边部分相当于简单得弯曲变形。但是这两者之间是相互关联而不是相互分开的。因此，在拉深这类零件时，它们之间是相互影响的，这给拉深工艺带来复杂性。根据冲压件的成形特点，该外壳零件的冲压生产要用到的冲压加工基本工序有：落料，拉深（可能多次），冲孔，切边等。件图次数圆形零件的拉深次数主要与它的相对高度 H/t/相对高度计算值小于或等于许用数值时，可一次拉深成形，否则须采用多次拉深成形，其拉深次数可根据对于本制件，其相对高度 H/d 23/40= 南昌航空大学科技学院学士学位论文 12相对厚度： (t/D) 100 ( 100 相对直径 : /以上数据查表 4 21【 1】可得该制件的拉深次数 n 1，本制件属于浅圆柱形零件。对于一次拉深即能成形的圆柱形件，其凸模工作部分的形状尺寸应该取未等于圆柱形件的形状和尺寸。而凹模工作部分的尺寸和形状，基本上与圆筒形件选择原则相似，即（ 4 10） t 式中 R 凹凹模圆角半径（ t 板料厚度（本设计中 R 凹 10t，满足工艺性要求。 R 凹 =4(昌航空大学科技学院毕业设计论文 13 3 模具设计计算带凸缘筒形拉深件的工序尺寸有两个原则： 1）对于窄凸缘拉身件，可在前几次拉深中不留凸缘，先拉成圆桶件，而在以后的拉深中形成锥形的凸缘（由于爱锥形的压边圈下拉进的结果），最后将起校成平面。 2）对于宽凸缘拉深件，则应在第一次拉深时，就拉成零件所需要的凸缘直径，而在以后各次拉深中，凸缘直径保持不变。本工件毛坯材料选择是不锈钢，形状是形状简单的带凸缘的圆桶形拉深件，查表 4公式得零件尺寸 24 2 24 3 . 4 4d d d h r d =77.1(在拉深过程中，常因材料机械性能的方向性，模具间隙不均匀，板厚变化，摩擦阻力不等及定位不准等影响，而使拉深件口部或凸缘周边不齐，必须进行修边，故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。因为此零件是带凸缘圆桶形拉深件， /得修边余量 =以毛坯尺寸为 2 =82.1(具的结构形式冷冲模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模、复合模等。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。由于本制件结构简单，精度要求不高，经分析由落料、拉深、冲孔三道工序组成。如果使用单工序模则会使制造周期增长，不利于提高生产率；经分析可知：材料：该冲裁件的材料是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。零件结构：该冲裁件结构简单，比较适合冲裁。零件精度：该零件精度要求不高可以了。结论：适合冲裁。该零件包括落料、冲孔和拉深三个基本工序，可以才用以下几种工艺方案： 1）先落料，然后拉深再冲孔，最后切边。采用单工序模生产。 2）落料拉深复合冲压模具，再冲孔，最后切边。采用复合模与单工序模相结合生产。 3）落料冲孔复合冲压模具，再拉深，最后切边。采用复合模与单工序模相南昌航空大学科技学院毕业设计论文 14 结合生产。 4）先落料，然后冲孔，再拉深最后切变，采用单工序模生产。分析和比较上述四种工艺方案可以看出：方案 1）模具结构简单，但需要三道工序，三套模具才能完成连件的加工，生产效率较低难以满足零件批量生产的需求；方案 3）模具虽然结构合理，采用了复合模具，但先冲孔在拉深就没办法保证底面型孔的精度要求，有可能会在拉深时造成孔的变形。方案 4）和方案 1）一样也是模具结构简单，但需要的工序太多生产效率太低。由于零件结构简单，为提高生产效率，该制件也不适合级进模。故采用在压力机一次行程内，完成落料、拉深两道工序的复合模。因此，本制件在技术和经济上都较为合理的工艺方案为复合模冲压。由于零件底面有 4 个孔，要保证孔的加工精度和公差要求，最后选定用方案（ 2）进行生产。裁力理论冲裁力（ N）可按下式计算： t 式中 L冲裁件周长（ t材料厚度；材料抗剪强度（选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取 F= b 式中 F最大可能冲裁力（称冲裁力）； b材料抗拉强度（。本制件中， F b=3 . 1 4 8 2 . 1 0 . 6 4 4 0 ) 料力、推件力和顶件力 1)卸料力： F 卸 K 卸 F 式中 F 卸卸料力（ N）； K 卸卸料系数； F冲裁力（ N）。查表 26 得 K 卸所以 F 卸 =N) 2）顶件力： F 顶 K 顶 F 南昌航空大学科技学院毕业设计论文 15 式中 F 顶顶件力（ N）； K 顶顶件系数（ N）； F冲裁力（ N）。查表 26 得 K 顶所以 F 顶 =N） 3）推件力： F 推 K 推 F 式中 F 推推件力（ N）； K 推推件系数（ N）； F冲裁力（ N）。查表 26得 K 推所以 F 推 N）排样是指工件在条料、带料后板料上布置的方法。工件的合理布置（即材料的经济利用）与零件的形状有密切关系。本零件排样方式采用单排即可。查表2，确实搭边值：两工件间的搭边： a=1(工件边缘的搭边：1a=1.2( 步距为： 83.1(条料宽度是： B=凹 2=84.1(确定后排样图如图所示。图 3排样图南昌航空大学科技学院毕业设计论文 16 边力与拉深力为防止在拉深过冲中，工件的边壁后凸缘起皱，应使毛坯（或半成品）被拉入凸模周角以前，保持稳定状态，起稳定程度主要取决与毛坯的相对厚度( / ) 100或以后个次拉深半成品的相对厚度 1( / ) 100 。所以查表 4需采用压边圈。边力压边力公式： p 式中压边力（ N）； A压边圈面积（ p单位压边力（。查表得 p p ； A 所以 ) 深力在确定拉深件所需压力机吨位时，必须先求得拉深力。由拉深力公式得： 3bd t k 3 . 1 4 4 1 0 . 6 1 4 4 0 ) 具压力中心和闭合高度的确定由于本件是对称件，所以模具压力中心在制件的几何中心。如图力机的选择压力机的吨位应当等于或大于冲压时的总力。 F 压 F 总式中 F 压所选压力机的吨位； F 总冲压时的总力。图3图 3力中心 F 总 N）南昌航空大学科技学院毕业设计论文 17 由于本模具中有打料杆，故选择带有打料杆的压力机。根据以上数据，查冷冲模具设计手册选定压力机为：压力机型号 : 称压力 / 160 滑块行程 / 70 滑块行程次数 / 120 最大闭合高度 / 225 闭合高度调节量 / 45 滑块中心线到床身距离 / 160 垫板尺寸 / 50 具主要零部件的设计凸凹模刃口尺寸计算原则 : (1)落料时，落料件的外径尺寸等于凹模的内径尺寸 ;冲孔时，冲孔件的内径等于凸模的外径尺寸。所以落料时应以凹模为设计尺寸，然后按间隙值确定凸模尺寸 ;冲孔模应以凸模为设计基准，然后按间隙值确定尺寸。 (2)凸、凹模应考虑磨损规律。凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大，故设计落料模时，制造模具时凹模刃口尺寸应趋向于工件的最小极限尺寸 ;设计冲孔模时，其刃口基本尺寸应趋向于工件的最大极限尺寸。 (3)凸、凹模之间应保证合理的间隙值以在设计凸、凹模时均取最小合理间隙。一般冲模精度较工件精度高 2 3 级。若零件没有标准公差，则对于非园件按形件一般按料凹模的结构设计 1)落料间隙的确定普通落料其经济精度为定冲裁间隙主要有理论法和经验公式法。经验公式 : C=中 C合理冲裁间隙 ( m系数，与板厚及材料有关 ; t板料厚度 . 查表得 : m=25% 所以： C=5% 冲孔凹模应以凸模为设计基准，然后按间隙值确定其尺寸 . 南昌航空大学科技学院毕业设计论文 18 2)落料凸模刃口尺寸计算模具刃口尺寸及其公差的计算与加工方法有关，基本上可以分为两类：一种是分开加工，一种是配合加工。本模具零件采用配合加工的方法。配合加工就是用凸模与凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后，凸模与凹模必须对号入座，不能互换。一般情况下，落料件以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准。作为基准的模具零件图纸上标注尺寸及公差，在相配合的非基准的模具零件图纸上标注相同的基本尺寸，但不标注公差，在技术要求中要说明非基准的模具零件要按作为基准的模具零件的实际尺寸配做，保证间隙在落料凹模刃口尺寸计算公式： D 凹 =（）0凹查表 2得凸凹模的制造偏差 m 查表 2 得凸凹模的极限偏差凹=表 2得： x= 凸 =（ = 凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配做，保证双面间隙值在 3)承压应力校核冲裁时，凸模承受的压应力 p ，必须小于凸模材料强度允许的压应力 p: p = p 对于圆形凸模，由上式可得 p 即 4t p 式中 p 凸模承受的压应力（ F 冲裁力； A 凸模最小截面积； p 凸模材料的许用压应力（ d 凸模最小直径（南昌航空大学科技学院毕业设计论文 19 t 毛坯厚度（毛坯材料的抗剪强度（对于本凸模带入数值得： 4t p d 制件满足应力校核的条件。孔凸模的结构设计如图料为：图 3孔凸模 1)冲裁间隙的确定普通冲裁件，其经济精度为定冲裁间隙主要有理论法和经验公式法。查表 2 得冲孔凹模应以凸模为设计基准，然后按间隙值确定其尺寸 . 2)冲孔凸模刃口尺寸计算此零件底面有两种孔要冲出来，一个是底面中心处的中心圆孔，另外就是排在中心孔周围的三个非规则的孔。对于底面的中心圆孔，本模具零件采用配合加工的方法。冲孔凸模刃口尺寸计算公式： d 凸 =（ d+x ）凸查表 4 616得凸凹模的制造偏差 m 查表 2凸=查表 4 1616得： x=昌航空大学科技学院毕业设计论文 20 d 凸 =（模刃口尺寸按凸模实际尺寸配做，保证双面间隙值在对于那三个非规则的型孔，本模具也采用配合加工的方法。凹凸模的尺寸计算，冲孔见按凸模磨损都尺寸变小（ A 类尺寸），变大（ B 类尺寸），不变（ C 类尺寸）的规律分为三种，计算公式查表 2冲孔凸模刃口尺寸计算公式： A=（ A+凸B=（凸 9+2=（ =()承压应力校核冲裁时，凸模承受的压应力 p ，必须小于凸模材料强度允许的压应力 p: p = p 对于圆形凸模，由上式可得 p 即 4t p 式中 p 凸模承受的压应力（ F 冲裁力； A 凸模最小截面积； p 凸模材料的许用压应力（ d 凸模最小直径（ t 毛坯厚度（毛坯材料的抗剪强度（对于本凸模带入数值得： 4t p d 22 制件满足应力校核的条件。凹模的结构设计凹凸模厚度 :从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受模具结构的影响。由于本模具结构采用倒装式，内孔会积存废料，所以最小壁厚要大些。南昌航空大学科技学院毕业设计论文 21 倒装式复合模的凸凹模最小壁厚 :对于黑金属和硬材料约为壁厚的，但不小于查表 2c=32(h=22(由以上数据可知 :本凸凹模符合要求。由以上数据可知 :本凸凹模符合要求。图 3凹模标准件的选择架的选择根据合模具闭合高度 H=262定模架为中间导柱模架，查模具标准手册得 : 上模架如图示。下模架如图示。南昌航空大学科技学院毕业设计论文 22 图 3模架图 3模架料销挡料销用于限定条料送进距离、挡住条料的搭边或工件轮廓，起定位作用。南昌航空大学科技学院毕业设计论文 23 挡料销有固定挡料销和活动挡料销两类。固定挡料销分圆形与钩形两种，一般装在凹模上。圆形挡料销结构简单，制造容易，但销孔离凹模刃口较近，会削弱凹模的强度。钩形挡料销远离凹模刃口，不会削弱凹模强度。为防止形状不对称的钩头转动，需要加定向销，因此增加了制造的工作量。综合以上两种挡料销选用固定挡料销。查表 10用如下图所示的图 3料销料装置卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹压卸料板和废料切刀等几种。卸料板除把材料从凸模上卸下外，有时也起压料或为凸模导向的作用。因此，在大批量生产用的模具上，要用淬硬得的卸料板。固定卸料板适用于冲制材料厚度大于和等于压卸料板主要用于冲制薄件和要求平整的冲件。此卸料板常用于复合冲裁模。其弹力来源于弹簧或橡皮。本模具采用橡皮作为弹性装置，选用橡皮有以下几种原则（ 1）为保证橡皮不至过早失去弹性而损坏，起允许最大压缩量不应超过起自由高度 45%，一般取 : =（皮的预压缩量一般取起自由高低的 10: 15%。 (2)橡皮所产生的压力 F=中 (3)对橡皮高

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