模具设计与制造综合实训项目技术报告(格式)

模具设计与制造综合实训项目技术报告姓名张鹏学号1001483222指导教师周梅芳智旭鸽课题名称脚踏外板提交日期2012年11月16日摘要改革开放以来，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。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、IDEAS、EUCLIDIS等国际通用软件。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。导柱式冲裁模的导向比导板模的准确可靠,并能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。尤其是在我国加入WTO之后，在全球化经济竞争的市场的环境下，为生产符合“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”等要求服务的模具产品，研究、开发、改进模具生产设备与模具设计方式更具有深远的现实意义和紧迫性。目录第一章绪论4第二章冲压工艺设计5（一）冲压工艺分析5（二）冲压工艺方案确定6（三）工艺计算7（四）冲压设备的选定9（五）冲压工艺卡10第三章模具设计10（一）模具结构选择10（二）定位方式选择10（三）卸料、出件方式选择10（四）导向方式选择10（五）主要零部件结构设计10（六）模具总装图12第四章模具制造12（一）确定毛坯12（二）零件加工工艺12（三）加工程序13第五章装配调试13（一）组件装配13（2）确定装配基准14（3）总装配14第六章总结15参考文献16第一章绪论工业、农业、国防以及生活中许多日用品都是冲压生产而来的。据统计，全世界的钢材中，有6070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。图11为一些典型的冲压件。我国已成为世界制制业的中心。图11典型冲压件产品在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。图12为轿车覆盖件模具。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。图13为轿车覆盖件模具。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。12汽车模具图13级进模掌握模具设计和制造技能是模具专业毕业生的必备素质，对提高我国整体制造水平有重要意义。第二章一冲压工艺设计（一）冲压件（脚踏外板）工艺性分析一、零件冲压加工工艺性分析1材料10钢，优质碳素结构钢，具有良好的冲压性能；零件结构该制件为半球形有凸缘浅拉深件，需要对毛坯进行计算，且间隙、落料拉伸凸凹模及拉深高度的确定应符合制件要求。模具设计方面凹凸模的设计应保证各工序间动作稳定。尺寸精度零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT10级确定工件尺寸的公差。GB/T1800320092工件结构零件结构形状简单；3尺寸精度IT94无毛刺。（二）冲压工艺方案的确定1方案一先落料，后冲孔，采用单工序模生产；2方案二落料冲孔复合冲压，复合模生产；3方案三冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。分析方案一模具结构简单，但需要两道工序，两副模具，生产效率低，难以满足零件质量要求；方案二孔边距小于凸凹模允许的最小壁厚，因此不考虑复合冲压；采用方案三级进模。（3）工艺计算1、凸、凹模刃口尺寸计算原则（1）设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。（2）根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。（3）冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Z）。MIN（4）选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高24级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按级来选取；对于形状复杂的刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（）。（5）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。（6）加工方法在冲压工艺性分析的基础上，拟定出可能的几套冲压工艺方案，然后根据生产批量和企业现有生产条件，通过对各种方案的综合分析和比较，确定一个技术经济性最佳的工艺方案。一般说来，制定冲压工艺方案主要包括以下内容通过分析和计算，确定冲压加工的工序性质、数量、排列顺序和工序组合方式、定位方式；确定各工序件的形状及尺寸；安排其他非冲压辅助工序等。1工序性质的确定冲压件的工序性质是指该零件所需的冲压工序种类。冲压工序性质应根据冲压件的结构形状、尺寸和精度要求，各工序的变形规律及某些具体条件的限制予以确定。通常说来，在确定工序性质时，可从以下三方面考虑。一般情况下，可以从零件图上直观地确定工序性质如图812所示平板件冲压加工时，常采用剪裁、落料、冲孔等冲裁工序。当零件的平面度要求较高时，还需在最后采用校平工序进行精压；当零件的断面质量和尺寸精度要求较高时，则需在冲裁工序后增加修整工序，或直接用精密冲裁工艺进行加工。如图813所示弯曲件冲压加工时，常采用剪裁、落料、弯曲工序。当弯曲件上有孔时，还需增加冲孔工序；当弯曲件弯曲半径小于允许值时，常需在弯曲后增加一道整形工序。各类空心件多采用剪裁、落料、拉深和切边等工序。对于带孔的拉深件，还需采用冲孔工序。当拉深件径向尺寸精度要求较高或圆角半径较小时，则需在拉深工序后增加一道精整或整形工序。当拉深件底部厚度大于壁厚时，可以采用变薄拉深。在某些情况下，需对零件图进行计算、分析比较后，确定工序性质如图814A）所示的零件，材料为Q235，料厚为15MM，从形状上初步判断可用落料、冲孔与翻边三道工序或落料冲孔与翻边两道工序完成。但经过计算分析后发现，由于翻边系数小于极限翻边系数，使翻边高度达不到零件的要求，因而应改用落料、拉深、图814内孔翻边件冲孔、翻边工序，如图814B）所示。又如图815所示的零件，材料为08钢，料厚为08008MM，图A）所示零件采用落料、拉深和冲孔三道工序，若图（B）所示零件也采用这样的冲压工艺，则经计算拉深前的坯料直径应为81MM，其拉深系数为33/8104，小于极限拉深系数，而且零件根部的圆角半径较小R2，形成了对拉深变形很不利的条件。生产中采用图B所示的工艺过程，即经过落料冲孔复合、拉深、冲底孔与切边、冲六个6MM孔等四道工序制成。有时为了改善冲压变形条件或方便工序定位，需增加附加工序如图815B所示的零件冲压工艺中增加预冲孔108MM的工序，是根据变形需要而增加的附加工序，此孔并非零件上的一部分，生产中叫做变形减轻孔，其作用是使拉深时坯料内部小于33MM的部分金属向外扩展；因而就能减少外部大于33MM的部分金属向内收缩，使变形区发生变化，变形方式增加，从而一次拉深即可得到要求。因此，生产中经常采用这类变形减轻孔或者工艺切口，达到改善冲压变形条件、提高成形质量的目的。分开加工具有互换性、制造周期短，但Z不易保证，需提MIN高加工精度，增加制造难度。适用于圆形或简单刃口。配合加工Z易保证，无互换性、制造周期长。适用于异形或MIN复杂刃口。2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法（1）按凸模与凹模图样分别加工法落料。设工件的尺寸为D，根据计算原则，落料时以凹模为设0计基准。首先确定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减去最小合理间隙值，即得到凸模尺寸，即D（DX）；AMAX0AD（DZ）（DXZ）；INMAXIN0工件50落料，凹模D4994MM；凸模D4984062A025。10校准0025001601400100，所以取04（ZZ）MAXIN0016，06（ZZ）0024，最终AMAXIND4994MM，D4984。024016冲孔设冲孔尺寸为D，根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准。0首先确定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸；将凸模尺寸增大最小合理间隙值，即得到凸模尺寸，即D（DX）；D（DZ）（DXZ）TMIN0ATMIN0AINMI。0A工件18MM,凸模D1804，凹模043T013D1814MM；A21R225MM凸模D2255MM，凹模D2265MM；05T013A021R175MM凸模D1754MM，凹模D1764MM；438R25MM凸模D252MM，凹模D262MM。025T06A01校准均合理。式中D落料凹模基本尺寸（MM）；D落料凸模基本尺寸A（MM）；D落料件最大极限尺寸（MM）；D冲孔凸模基本尺寸MAXT（MM）；D冲孔凹模基本尺寸（MM）；D冲孔件孔的基本尺寸AMIN（MM）；冲件公差（MM）；Z凸凹模最小初始双面间隙（MM）IN（查表得0100MM）；凸模下偏差（MM），按IT6选用；A凹模上偏差（MM），按IT7选用。X磨损系数（制件公差IT9，选X1）。3工件的材料利用率工件的材料利用率的计算冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比称为材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。一个步距内的材料利用率可用下式表示A/（BS）100式中材料利用率；A一个冲裁件的实际面积；S送料进距；B条料宽度。工件A139416MM，B52MM，S51MM；52574冲裁力的计算，用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力FFLTB或FKLT。式中K系数，K13L冲裁周边长度（MM）。材料的抗剪强度（MPA）B材料的抗拉强度（MPA）得B255333（MPA）（为方便计算，取350（MPA）F131350340155KN模具采用刚性卸料装置，卸料力FKF00615593KN；推料力QFNKF4155007434KN1Q顶件力FKF008155124KN25计算压力中心对称冲裁件的压力中心，位于冲裁件轮廓图形的几何中心上。（4）冲压设备的选定公称压力FFF200KNZ1Q初选压力机查文献，开式双柱可倾压力机参数，型号规格为J2搭边值的确定工件间A11MM,侧面A1MM，步距51MM条料宽度的确定有侧压装置BDMAX2AABCDMAX2AC00B条料宽度（MM）52MMDMAX条料宽度方向冲裁件的最大尺寸（MM）A侧搭边值（MM）1MM条料宽度的单向偏差（MM）A导料板间距离（MM）C导料板与最宽条料之间的间隙（MM）（5）冲压工艺卡制定标记产品名称零件名称油封垫片年产量第页产品图号冷冲压工艺卡片零件图号大批量共页材料牌号及技术条件10毛坯形状及尺寸条料规格序号工序名称检验要求备注2落料工序草图模具名称及图号设备第三章（一）模具结构的选择级进模结构（2）定位方式的选择1导料板设在条料两侧，与卸料板（或导板）分开制造2侧压装置采用簧片式侧压装置3挡料销固定挡料销和始用挡料销4导正销（3）卸料、出件方式的选择固定卸料板，规格160MMX125MMX16MM，材料45（4）导向方式的选择导柱和导套导向，导柱导套均采用标准件（5）主要零部件结构设计编制校对审核批准底图总号异形凸模凸模凹模板（6）模具总装图第四章模具制造（一）根据凸模、凹模零件图纸分析其加工工艺，确定毛坯异形凸模毛坯材料T10A，51MMX20MMX20MM，凸模1毛坯材料T10A,55X30MM，凸模2毛坯材料T10A,55X60MM，凹模板毛坯材料T10A,165MMX130X20MM（2）制定凸模、凹模零件加工卡凸模1备料粗车半精车精车研磨凸模1备料粗车精车研磨凹模板下料锻造刨六面铣平面钳工划线钻孔加工型腔热处理研磨（3）编制加工程序异形凸模和凹模板采用线切割加工，凸模2凸模3采用数控车床加工凸模1程序01T0101S600M03G0X56Z1G71U1R1P1Q2X03Z005F60G00X100Z100M05M00T0101S800M03G0X19Z1N1G01X18F30Z295G03X22Z255G01X22Z45X26Z51N2X30G0X100Z100M05M30（四）加工出凸模、凹模第五章模具装配调试模具装配流程（一）组件装配1将模柄装配于上模座内，并磨平端面，配作骑缝圆柱销2将异形凸模、凸模、凸模装入凸模固定板并磨平端面（二）确定装配基准件选择凹模为基准件（三）总装配1将凹模板放在下模座上，找正位置；按照凹模上螺钉孔和销钉孔的位置配作下模座上的螺钉孔和销钉孔，装入螺钉和销钉。2将凸模组件装入凹模，配作上模座和凸模固定板上的螺钉孔，装入螺钉。3松开凸模固定板上的螺钉，调整凸、凹模间隙使其均匀，拧紧螺钉后配作上模座和凸模固定板上的销钉孔、装入销钉4装配其他零件，包括卸料板、导料板、挡料销、承料板和导正销5检验、试冲。第五章总结经过四个周的模具设计与制造综合实训，我们基本上完成了预期的教学目标。在这四个周里，我们经历模具设计、制造和产品试制的完整过程，不仅培养了自己正确的零件设计理念，还提高了动手操作能力，让我们对自己以后的就业也充满了信心，从多个