托板冲压成型级进模设计[级进]【5CAD图/18000字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份,45页,18000字左右.
开题报告一份.
设计进度一份.
实习报告一份.
外文翻译一份.

图纸共5张,如下所示
A0-总装图.dwg
A0-联系尺寸图.dwg
A1-凹模.dwg
A1-凸模.dwg
A2-托板.dwg

目录

引言………………………………………………………………………………1
1 设计初始资料…………………………………………………………………4
1.1 技术要求……………………………………………………………………4
1.2 工件生产批量………………………………………………………………4
1.3 原材料规格及毛坯情况……………………………………………………4
2 分析冲压零件（托板）的工艺性……………………………………………5
2.1 冲压件经济性分析…………………………………………………………5
2.2 冲压件的工艺性分析………………………………………………………5
2.3 冲模制造精度的选择………………………………………………………5
2.4 其他方面……………………………………………………………………6
3 确定工艺方案及模具形式……………………………………………………7
3.1 排样…………………………………………………………………………7
3.2 工序的确定…………………………………………………………………7
3.3 搭边类型的确定……………………………………………………………7
3.4 卸料板的选择………………………………………………………………8
4 工艺计算………………………………………………………………………9
4.1 毛坯工艺计算………………………………………………………………9
4.1.1 排样及搭边值的计算……………………………………………………9
4.1.2 步距的计算………………………………………………………………9
4.1.3 条料宽度的确定…………………………………………………………10
4.1.4 材料利用率的计算………………………………………………………10
4.1.5 板料的裁剪………………………………………………………………11
4.2 冲压力的计算………………………………………………………………12
4.2.1 冲裁力计算………………………………………………………………12
4.2.2 卸料力，推件力和顶件力计算…………………………………………13
4.2.3 计算总冲压力……………………………………………………………14
4.3 确定压力中心………………………………………………………………15
4.3.1 压力中心…………………………………………………………………15
4.3.2 压力中心的计算…………………………………………………………15
4.4 凸、凹模工作部分尺寸计算………………………………………………16
4.4.1 尺寸计算原则……………………………………………………………16
4.4.2 冲裁间隙的选择…………………………………………………………17
4.4.3 凸，凹模刃口尺寸………………………………………………………18
4.5 确定各主要零件结构尺寸（凹、凸模的设计）…………………………21
4.5.1 凹模的结构设计与标准化………………………………………………21
4.5.2 凸模的结构设计与标准化………………………………………………24
4.6 初选冲压设备………………………………………………………………26
5 模具强度校核…………………………………………………………………27
5.1 模具失效形式………………………………………………………………27
5.2 对冲裁部分的模具零件进行校核计算……………………………………27
6 压力机的选用…………………………………………………………………29
6.1 压力机的校核………………………………………………………………29
7 模具零部件设计………………………………………………………………31
7.1 模具标准件的选择…………………………………………………………31
7.1.1 模架的选用………………………………………………………………31
7.1.2 导向装置的确定…………………………………………………………31
7.1.3 模柄的选择………………………………………………………………33
7.1.4 冲压加工时定位部分的设计……………………………………………33
7.1.5 卸料形式的确定…………………………………………………………33
7.1.6 导料装置的确定…………………………………………………………34
7.2 模具材料的选用……………………………………………………………34
8 模具的装配……………………………………………………………………35
8.1 模具的装配过程……………………………………………………………35
9 技术经济性分析………………………………………………………………36
9.1 冲裁件的经济性分析………………………………………………………36
9.2 模具的经济性分析…………………………………………………………36
10 结论…………………………………………………………………………37
致谢………………………………………………………………………………38
参考文献…………………………………………………………………………39
附录A……………………………………………………………………………40
附录B……………………………………………………………………………43

摘要

模具冲压生产是一种先进的机械加工制造方法之一。冲压加工生产出的零件具有质量高，使用性能好的特点。因此在生产中得到了广泛的应用。
托板是机器中的常用零件，现在已大批量生产。主要作用是托起机械设备中各个元件，起到固定和增加散热的作用！具有制造简单，成本低，耐腐蚀等特点。并且能根据具体情况具体设计形状。方法是分两道工序完成，一个冲孔，一个落料。设计一个安全，高效，高精度，低成本的模具具有很现实的意义。
在这次设计中，选用了级进模具，将以往简单分散低效率的冲压转变为一次加工成型的自动生产过程，从而使得劳动生产率大幅度提到。
关键词：模具；冲压；托板；级进模具；劳动生产率

Abstract
It is one of the kind of advanced machining manufacturing approaches that the mould is stamping. Having quality high to process the part stamping, the characteristic with good serviceability. So has gotten extensive application during production.
Supporting the commonly used parts of machinery is now mass production. The main role is picks up in the mechanical device each part, plays function which fixed and the increase heat release! Supporting has the manufacture simply, cost low, is anti-corrosive and so on the characteristic. And it can act according to the specific　situation design shape. Work processes completed in two ways, one is piercing, the other one is shearing. Design a safe, efficient, high-precision, low-cost instrument with a very realistic sense. Here I would like to design a class into modules to complete the production of spare parts.
During this design, have been selected for compound mould very much, will disperse the inefficient punching automatic production process of changing processing shaping into briefly in the past. This make the labor productivity improve by a large margin. 
Key words: mould ；stamping；supporting plate；die and mould；labor productivity

大学本科毕业设计（论文）开 题 报 告

题 目 托板冲压成型级进模设计

教务处印制

一、选题的目的、意义和研究现状
目前我国模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面。[1] 
托板是机器中的常用零件，主要作用是托起机械设备中各个元件，起到固定和增加散热的作用！具有制造简单，成本低，耐腐蚀等特点。并且能根据具体情况具体设计形状。现在已大批量生产。方法是分两道工序完成，一个冲孔，一个落料。设计一个安全，高效，高精度，低成本的模具具有很现实的意义。这里我要设计一个级进模来完成这个零件的生产。[2]
级进模的优缺点：
（1）在一副级进模内，可以包括冲裁，弯曲，成型，拉深等多道工序，故用一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。有些复杂的小型零件，若不采用级进模几乎是不能生产的。
（2）级进模的设计和制造都比较费事，与其他模具相比，好象是成本高，但如果用许多单工序模倒替一副级进模，其许多单工序模的总造价比一副级进模要高得多，因此在条件允许的情况下采用级进模往往是减低模具成本的交好措施。采用级进模可以用一台冲床取代数台甚至几十台冲床的工作。对提高生产效率，降低产品成本十分有利。另外，级进模自动化程度高，操作者可在冲床危险区以外操作，具有操作安全的显著特点。对于工序复杂的工作应首先考虑采用级进模。
（3）采用级进模也受到一些限制。首先是工件的大小，太大的工件，工位数较多，模具自然也就比较大，这时要考虑模具与冲床工作台面的匹配性。其二是级进模要采用条料，对某些形状复杂的工件产生的废料较多，在选用级进模的时候要注意材料利用率。一般级进模的材料利用率偏低。其三是级进模由于连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形，一般来说级进模生产的工件精度偏低。[3] 
另外将CAD技术引入模具设计是现代科技的必然趋势，模具CAD是人和计算机相结合，各尽所长的新型设计方法。可以利用CAD来绘制零件图和装配图。采用CAD/CAM促进了设计制造一体化进程。[4]

二、研究方案及预期结果
模具设计的整体步骤：
一 取得必要资料，分析零件的冲压工艺性
1 零件尺寸，形状，精度均已要求，零件材料为08F钢板，具体请看零件图。
2 分析图纸，零件各方面（如小孔直径的要求，冲裁件中孔与边缘距离的要求等等）均满足冲裁工艺性要求。
3 工件为大批量生产。
4 工件原料为08F钢板，条料。
5 考虑车间的设备资料和情况。
6 根据工具车间制造模具的技术能力和设备条件，以及可采用的模具标准情况来设计模具。
7研究上述材料，必要时提出修改意见，使产品设计，工艺工程和工装设计与制造之间有很好的结合，取得完善的效果。
二 确定工艺方案及模具形式
经过零件图的分析。确定基本冲压工序的方案为：冲孔—落料。分析零件后初步确定：零件的4个孔由一道工序完成，落料一道工序完成。确定采用级进模完成此零件的生产。
三 进行工艺计算
1 毛坯排样我们可以采用单排和双排等，经分析计算，我们决定采用双排工序排样。
2 计算冲压力
冲裁力计算：F0=Ltτ
F0—冲裁力（N）
L—冲裁件的周长(mm)
t—材料厚度(mm)
τ—材料抗剪强度(MPa)[5]
3 计算模具压力中心
压力中心c到x轴和y轴的距离公式：
xc=l1x1+l2x2+......+l6x6/l1+l2+......l6
yc=l1y1+l2y2+......+l6y6/l1+l2+......l6[6]
4 计算或估算模具各主要零件的厚度，如凹模，凸模固定板，垫板的厚度以及卸料橡胶或弹簧的自由高度等。
5 决定凸，凹模间隙，计算凸，凹模工作部分尺寸。
6对于某些工艺，如拉深等，还要进行专门的工艺计算，这里我们没有用到。
四 模具总体设计
在上述分析计算的基础上，进行模具结构的总体设计，勾画草图即可，并初步算出模具的闭合高度，概略的定出模具的外形尺寸。
五 模具主要零部件的设计
1 工件部分零件，如凸模，凹模等的结构形式的设计和固定形式的选择，
2 定位零件，在模具中常用的定位装置有很多形式，要根据具体情况进行选用及设计。在级进模中还要考虑是否采用初始挡料销。
3 卸料和推件装置，这里我们选用刚性卸料，并进一步进行计算。
4 导向零件，这里我选用导料板。
5 安装，紧固零件，如模柄，上下模板的结构形式的选择等。
六 选定冲压设备
所有冲压的最终目的是：高生产率、高质量、低成本。床身、顶部结构、机身框架的的设计、构造都会对这一目标起决定性作用。而如果要提高模具寿命，提高产品质量，考虑设备的运动，设备的冲击相当重要。[7]
冲压设备的选择是工序设计和模具设计的一项重要内容，根据具体情况。
1 压床的公称压力必须大于冲压的工艺力，即P压>∑P
2 压床的装模高度必须符合模具闭合高度的要求，其关系式为：
H最大-5毫米>=H模>=H最小+10毫米
式中 H最大，H最小—压床的最到和最小装模高度；
H模—模具的闭合高度。[8]
3 压床的形成要满足工件成型的要求。
4 压床的台面尺寸必须大于模具下模板的外形尺寸，并要留有固定模具的位置，每边应大于50-70毫米以上，压床台面上的漏料孔尺寸必须大于工件尺寸。[9]

5 根据所选J23-25开式双柱可倾压力机，其最大闭合高度270mm。选中间导柱模架（GB/T2851.5-1990),凹模周界L=160mm,B=125mm，闭合高度H=160～190mm，I级精度的中间导柱模架。标记为：模架160*125*190～225 I GB/T 2851.5-1990。[10]
七 用CAD绘制模具总图
包括主视图，俯视图，侧视图，工件图，排样图等等，并列出零件明细，注明材质及数量，凡标准件都要选定规格。以及技术要求和说明。
八 绘制各非标准零件图
零件图上应注明全部尺寸，公差与配合，形位公差，表面光洁度，所用材料，热处理要求以及其他各项技术要求。
三、研究进度
预计用16周完成毕业论文，具体时间安排如下 
第1-4周：毕业实习。3月28日，在于老师带领下去阜新封闭母线厂参观，了解模具设备的相关知识，为以后自己的设计打好基础。
第5周：查找资料。我来到校图书管和机械学院图书室借阅关于模具设计的书籍，查找相关的论文，结合托板的级进模设计，整理资料。
级进模设计，送料采用条形送料，零件的尺寸也满足冲裁工艺分析。采用导正钉进行定位，刚性卸料装置，自然落料方式。完成开题后交老师审阅，合格后完成开题报告。
第7-8周：根据论文题目进一步查找资料。设计排样，计算条料宽度及确定步距。计算总冲压力，确定压力中心。进行冲模刃口尺寸计算。并确定个主要零件的结构尺寸。
第9-11周：模具总装图设计，选取标准件。按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。根据所选J23-25开式双柱可倾压力机，其最大闭合高度270mm。选中间导柱模架（GB/T 2851.5-1990),凹模周界L=160mm,B=125mm，闭合高度H=160～190mm，I级精度的中间导柱模架。标记为：模架160*125*190～225 I GB/T 2851.5-1990。
第12周：联系尺寸图设计。根据模具总装图，设计联系尺寸图。
第13周：绘制模具零件图。根据生产条件，托板的级进模设计将设计非标准模具零件图：凸模，凹模，凸模固定板，卸料板和垫钣，选择标准模具零件并在其上设计装配尺寸。较核冲压设备基本参数，检查是否满足模具的正确安装。
第14周：绘制零件图设计。零件尺寸在设计前已给定，根据给定的尺寸绘制即可。
第15周：书写产品说明书。根据之前的模具设计方案和图纸设计，编写产品说明书，说明该设计的目的和现实意义，并详细说明模具的整个设计过程。
第16周：图纸的进一步完善，查漏补缺。输出图纸，打印说明书。
四、主要参考文献
[1] 洪慎章．模具工业的发展趋势及塑性成形技术的研究方向[J]．模具制造，2002，12：1～3．
[2] 王俊彪．多工位级进模设计[M]．第1版．西安：西北工业大学出版社，1999．
[3] 甘永立．几何量公差与检测[M]．第5版．上海：上海科学技术出版社，2003．
[4] 丁松聚．冷冲模设计[M]．第1版．北京：机械工业出版社，2005．
[5] 涂光祺．冲模技术[M]．第1版．北京：机械工业出版社，2002．
[6] 许树勤．模具设计与制造[M]．第1版．北京：北京大学出版社，2005．
[7] 郝滨海．冲压模具简明设计手册[M]．第1版．北京：化学工业出版社，2005．
[8] 陈建鹤．模具设计基础[M]．第1版．北京：机械工业出版社，2003．
[9] 许发樾．模具结构设计[M]．第1版．北京：机械工业出版社，2004．
[10] 许发樾．冲模设计应用实例[M]．第1版．北京：机械工业出版社，2000．
[11] 屈振生．机械图学[M]．沈阳：东北大学出版社，2000．
[12] 周敬恩．模具材料选用，热处理与使用寿命[J]．1999，05：3～11+15．
[13] 李学锋．模具设计与制造实训教程[M]．第1版．北京：化学工业出版社,2005．
[14] 张树森．机械制造工程学［Ｍ］．第１板．沈阳：东北大学出版社，2001．
[15] 秦珂．我国模具工业特点与基本状况[A]．见：佳工机电网 /，佳工机电网模具论文集[C]．中国模具工业协会，2005．
[16] James Landowski．延长冲压模具寿命[D]．佳工机电网，2004．
[17] Steven J. Bales．Heat Treatment of Die and Mould Oriented Concurrent Design［Ｄ］．Switzerland：IUCN，2005． 
五、指导教师意见

指导教师签字