汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计【复合】【4张图纸/14500字】【优秀机械毕业设计论文】
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汽车配件
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模具设计
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机械
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文档包括:
说明书一份，45页，14500字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。
图纸共4张，如下所示
A0-冲孔模具.dwg
A0-落料拉深复合模.dwg
A0-裁边模具.dwg
A3-冲孔凸模.dwg
汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计
摘要
本设计是汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计，分析工件结构，其主要包括落料；拉深；冲孔；修边。首先确定工艺方案，选择一个比较合理的设计方案。其次，根据设计方案确定一共需要多少副模具来完成轮边防尘罩的生产。在本次设计中，采用三副模具来生产该工件。第一副是落料拉深，第二副是冲孔，第三副是修边。每副模具的设计中都包括凸凹模刃口尺寸的确定和结构形式，定位零件的设计，卸料与推件装置的设计，以及其它辅助零件的设计。在模具的设计过程中首先要考虑零件工作的合理性，然后考虑零件的经济性。
关键词：工艺分析；方案确定；落料拉深；修边冲孔
Blanking Die Design of Dust Cover of The Wheel Rim
Abstract
This design is blanking die design of dust cover of the automobile wheel rim, including blank; deep drawing; punch; modification, through the structure analysis of work piece. First, determination of technological arrangement is for choosing the best alternatives in this design. Second, according to the proposal of this design, we should decide that how many moulds are used to complete production of dust cover of the automobile wheel rim. In this design, three moulds are applied in this process. The compound for blanking and deep drawing is used in the first process. Punch are practiced in second process. Similarly, the third mould is used for modification in the last process. One each of these moulds design is consisted of the sizes of punch and die cutting edge, location components, tripping and ejection equipment, and assistant structure parts. In the process of mould design, we should consider the reasonableness of working parts, and then take the cost of parts production.
Key words: Technological analysis; Determination of arrangements; Blank and deep drawing; Modification and punch
目 录
1 绪 论 1
1.1冲压与冷冲模概念 1
1.2模具工业在当今市场的发展状况和前景 1
1.3 模具在现代工业中的地位 2
1.4 冲压工艺的种类 2
1.5 冲压行业阻力和障碍与突破 3
2 冲压件的工艺过程 5
2.1 分析零件的冲压工艺性 5
2.1.1 分析其冲裁的工艺性 5
2.1.2 分析其拉深的工艺性 6
2.1.3 材料的性能 9
2.2 冲压件的工艺方案的拟定 9
2.3 毛坯尺寸的确定 10
3 排样和搭边 11
3.1冲裁件的材料利用率 11
3.2 排样和搭边 12
4 压力机的选择 14
4.1 落料拉深 14
4.1.1 压力中心 14
4.1.2压边力、拉深力的计算 15
4.1.3 压力机的选择 16
4.2 修边冲孔 17
4.2.1冲裁力 17
4.2.2 推件力 18
4.2.3 卸料力 18
4.2.4 压力机的选择 18
5 落料拉深模具设计 19
5.1 模具类型 19
5.2 模具结构和工作原理 19
5.3 主要零件的结构与设计 20
5.3.1 工作零件 20
5.3.2 定位零件 24
5.3.3 压料、卸料及出件零件 25
5.3.4 辅助结构零件 25
5.3.5工作零件的设计 26
5.3.6其他零件的设计 28
6 冲孔模的设计 29
6.1 模具基本结构与工作原理 29
6.2 模具的主要零件设计 29
6.2.1 工作零件的设计 29
6.2.2 其它零件的设计 32
7 裁边模设计 34
7.1 模具基本结构和工作原理 34
7.2 模具主要零件的设计 34
7.2.1 工作零件的设计 34
7.2.2 其它零件的设计 35
8 模具加工工艺分析 37
8.1 模具材料 37
8.2 模具加工工艺 37
总 结 38
参考文献 39
致 谢 40
毕业设计（论文）知识产权声明 41
毕业设计（论文）独创性声明 42
1、毕业设计（论文）综述
1.1、冲压模具的发展现状
冲压模冲压作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。
近几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。
模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。
我国从上世纪90年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CAD/CAM系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD软件平台上开发出基于特征的级进模CAD/CAM系统HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程5个模块。
上海交通大学为瑞士法因托（Finetool）精冲公司开发成功精密冲裁级进模CAC/CAM系统，西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等。展望国内外模具CAD/CAE/CAM技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。
目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。
1.2、设计的基本目的
冲压模具设计在设计之前，要具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、工件成型工艺及模具设计等方面和专业知识。初步了解零件的成型工艺和生产过程，熟悉各种冲压模具的典型结构。
2.1.1综合运用和巩固机械设计相关课程的基本理论和专业知识，培养从事模具设计与机械设计的初步能力，为实际工作打下良好的基础。
2.1.2培养分析问题和解决问题的能力。经过该设计环节，应该能全面理解
掌握冲压工艺，模具设计模具制造等相关机械设计的内容；掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤，模具零件的常用加工方法及工艺规程编制，模具装配工艺制定；独立解决在制定冲压工艺规程，设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题。
2.1.3通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，基本掌握冲压模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力；
2、本设计研究内容与研究方法
2.1、研究内容
2.1.1根据给定的产品材料零件图及零件材料，进行冲压工艺性分析。进行工艺方案比较，确定合理的方案，选定合理的模具结构形式。
2.1.2确定毛胚的形状、尺寸及排样图和模具的技术要求及材料选用。
2.1.3冲裁模刃口尺寸的计算。
2.1.4冲裁力计算、工序尺寸计算及设计。
2.1.5模具零部件结构、组成、固定方法的选择。
2.1.6进行模具强度和压力机的计算校核。
2.1.7绘制模具装配图及零件图。
2.1.8编写设计计算说明书。
2.2、研究方法
2.1.1利用图书馆和网络等资源进行相关资料的搜集；
2.1.2学校现有模具实验室，可进行参观学习，进行模具的拆装等；
2.1.3利用计算机及绘图软件，可实现计算机设计及绘制模具图；
2.1.4分析被冲压零件特性确定对应方案。
3、设计重点难点及进展工作
3.1、设计重难点
重点难点在于对冲压模具结构分析与设计及模具主要零件设计及有关尺寸计算必要的基础知识，模具主要零件设计计算包括工作零件，定位零件，压料、卸料及出件零件，导向零件，固定零件，紧固及其他零件。
3.2、进展工作
初步了解了被冲压工件轮边防尘罩的结构形状特点及具体尺寸参数，使用PROE 5.0制作了该零件的三维模型并生成了二维图形，同时分别存档了prt.与dwg.文件为后期设计使用。
4、工作方案及后期进度计划
4.1、工作方案
4.1.1制件分析和工艺方案制定
冲裁件的工艺分析：本次毕业设计的零件(如下图1）主体属于桶状零件，边缘有冲裁切边的部分，并有等径的六个圆孔。
图1 外形
工艺方案制定：通过对冲压件的分析， 选用拉伸落料的冲压工艺，经后期计算后确定是否需要多次拉伸。
4.1.2必要的工艺计算
对冲裁件的尺寸大小，精度要求进行相关计算。
4.1.3模具结构分析与设计
模具的结构分析与设计包括工作部分，模架，冲模的辅助装置与辅助机构，横向冲压机构。
4.1.4模具主要零件设计及有关尺寸计算
模具主要零件设计计算包括工作零件，定位零件，压料、卸料及出件零件，导向零件，固定零件，紧固及其他零件。
4.1.5按规定的幅面大小，绘制模具装配图一张，模具主要工作零件图若干
4.1.6撰写设计说明书，设计说明书必须符合学校制定的规范和要求
4.1.7列出的参考文献不少于15篇，其中外文文献不少于3篇
4.1.8按规定完成设计工作周记，并定期交老师检查
4.1.9进度要求：按工作进度计划表（附后）进行
4.2、进度计划
第1-2周： 消化课题题目，了解冲压工艺的相关资料，完成开题报告，明确设计的任务及要求；
第 3 周： 撰写开题报告；
第4-5周： 熟悉AutoCAD软件和确定设计方案；
第6-8周： 理论计算和分析阶段，准备中期答辩, 翻译外文资料；
第10周： 熟悉相关软件；
第11-13周：撰写毕业设计说明书，进行毕业设计总结，应用AutoCAD软件绘制总装配图和零件图；
第15周：编写毕业设计论文，并作好答辩的准备。
- 内容简介：
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在模具自由曲面中磁力研磨加工的机制和技术 关键词： 模具；自由曲面；磁力研磨加工；路径生成 摘要 ：为了解决当下自由曲面技工的问题。根据模具曲面抛光的需求，结合电磁领域的专业理论，运用磁性磨料，在磁力下完成模具曲面表面的抛光。带来电磁领域抛光过程的新工艺。磁力加工过程特点包括，抛光工艺过程的主要参数分析，开展讨论确定和编写磁性磨料研磨运动轨迹，得出通过磁性研磨抛光获得的平整光滑自由曲面的过程方法。 介绍 当下，模具的形状的越来越复杂，自由曲面在模具中所占的比例持续增加，为了保证生产精度更高，表面质 量正好，表明更富有美感，便提出了高要求的模具加工技术。由于数字控制，电火花加工和电脑辅助设计 /电脑辅助制造以及自动化等技术的应用，所以能够基本上进行于模具曲面抛光。但是当下的模具加工过程主要依赖于有经验的加工操作人员。抛光时间占用加工时间的 3050%，这便成了模具制造的瓶颈。这意味着高效的工人是不可缺少的，同时加工费时又费力，加工后表面质量的稳定性同样难以保证。尤其是在最后阶段的抛光，如果出现任何小裂痕都会造成整个模具的报废，进而带来很大的经济损失。 自由曲面是复杂的，不规则的，非回转体曲面，而且 通常这些曲面是很难用准确的数学轨迹公式，机械运动法则等描述的。由于磁力抛光具备优势，比如好的灵活性，自我适应性，易于控制性等等。所以它可以是复杂的工作表面产生更小的粗糙度。根据本文中磁性研磨加工的特点，分析影响磁性研磨抛光的主要参数和磁性研磨磨头的运动轨迹，得到在磨具磁性研磨技术中获得平整光滑表面的方法。 磁力研磨加工的机制和技术 磁力研磨加工是通过采用磁性磨料，运用磁场下磁力的作用，磁力磨料（可以被吸附在磁铁上同时磨成粉末来加工工作表面）保持在工作表面，同时保持加工表面和磁极之间有一定间隔。所以 这些磁性颗粒在磁场力的作用下在制造间隙中沿着磁场线有序排列，形成了一个磁性刷，在磁场力的作用下附着包裹着工作面。由于磁场或者工作面的旋转，在磁性刷和工作表面产生了相对运动，从而使磁性磨料抛光工作表面。在抛光过程中通常运用例如数控铣床或者加工中心等设备。这些基本方法在图 1【 1,5】中展示。 磨料运动和表面技术的优势 磁性研磨加工的特点是： （ 1） 在该工作的间隙中打磨粒子在磁性的作用下包裹打磨刷，随着模具腔型曲面的工作接触位置的移动，围绕，滚动，分离等形式的改变而改变，不收磨具型腔表面的形式的限制。（ 2）由于保持 工作面和磁极一定的距离，而得到加工的灵活性，进而使磨具设备可以加工任意的轮廓表面。 （ 3）因为磁感线可以向 以磁性粒子可以进入任意的内部型腔表面，而一般的切割打磨工具不能做到，比如像铸模型腔，弯曲环形管内部，容器的小径孔内等等。（ 4）通过改变磁场而改变磁感线的方向，根据设定好的曲面轨迹能够控制磁性研磨加工，就可以完成以往不能制造加工的曲面【 1】 1. 工具的磁极 图示 1 模具磁力研磨加工示范图 1. 数控铣床 图示 2 磁力研磨加工示意图 分析机构原理和磁力研磨加工的过程 曲面的磁力研磨加工 抛光曲面表面的设备通常有三部分组成，作为磁极的工具，磁性磨料和磁感线圈。磁性磨料是在电磁头的吸引下，根据磁场的形式配置在磁性刷的外形轮廓。之所以这样的磁性刷具有灵活性是因为这样的抛光工具可以更好地接触在曲面表面，相对更适合于曲面表面的抛光。磁头更多的用在像图示 2中的曲面表面抛光，该磁头是一个球体，而工作面是自由曲面【 再该方法中保持磁极的磁芯和旋转的车床顶尖稳定，磁极尾部和工作面保持一定距离（通常是 13毫米），这个距离是为了在磨具和工作表面包裹磁性磨料。既是工作表面有许多凹面和图面，磁性磨料仍然可以根据表面的凹凸而改变适应之。即使工作模块的表面是复杂的自由曲面，在一定程度上控制车床的运动轨迹，仍然可以是复杂的自由曲面表面得到更好的打磨抛光效果，一些通常的打磨方法是不能得到这样细腻的加工表面。【 分析磁力 根据磁力研磨加工的原则，把磁性磨料放入磁场中，磁性磨料变沿着磁感线在磁力的作用下在磁场中有序的排列成上文所说的“磁力刷”。把加工件放在南北两磁极中间，保持加工件和南北两磁 极一定距离，在磁极和加工件保持相对运动，磁性研磨加工便像图示 3所示在加工表面进行。该例子 到两个力，一个是 磁铁放置方向同线，另一个力 两个力形成合力 性磨料集中在磁场中，当磁极旋转时，由于离心力的作用，阻止了粒子向外运动，同时，产生了向工作表面的鸭梨。在磁场中，磁性磨料接受了磁场力 F。 图示 3磁性研磨加工力学分析示意图 磁力研磨加工机构的分析 磁力研磨加工基本上和其他的机械研磨抛光类似，光学抛光工艺 的数学模型可以根据普雷斯顿经验公式描述，通常的机械抛光的相对压力是在活动的磨头和工作表面之间，但是磁力研磨加工是磁力或者磁场作用力，也就是说 : R(x,y)=KP(x,y)V(x,y) R(x,y)是在磁性磨料和工作面之间的接触区域中，单位时间内一点力上的材料去除量， P(x,y)是磁性磨料在工作表面上产生的磁力， V（ x,y）是工作表面和磁极之间的相对运动速度， 我们或许通过上面的公式可以看到，模具表面和磁性磨料接触区域产生的研磨去除量和和磁力区域的强度分 布有着密切关系。在研磨过程中研磨工具抛光自由曲面表面时，产生研磨的力往往沿着和自由曲面接触点的法线方向，在这种力的作用下的同时，磁性磨刷和模具表面形成了一个小的磁力区，磨具表面的材料就在这个区域里被去除。 综合上面的分析，假定保持磁性磨料规律的转速，当转速达到某个速度时，进而模具表面和某一个粒子 持磁力作用下 么 用双重积分等式，就可以表达 中： R=K P(u,v) (2) W=KP(x,y) R(u,v)P(x,y) (3) 在公示中， R(u,v) 是分布特征函数，它代表在单位压力下，接触接触区域中的材料取出量； P(研磨时的压力变化函数，是为了研磨的区域。假定研磨区域相对工作工件通常小很多，利用 压力控制压力控制模型，便可以思考这样的问题：研磨工具接触粒子A(x,y)的区域非常小，压力接近等于 A(x,y),也就是公式 3。 从公式 3或许可以得到，如果使用稳定的磁力模型，研磨去除量是由磁力工具在该工作过程中的磁场力决定的。所以，使用确定了磁场力的大小，在该研磨工程中使用稳定的压力模型，就可以控制去除量的值。 磁力研磨加工的影响参数 影响磁力研磨加工过程的效率和质量的因素有很多，比如磁力的大小，磨头的转动速度，去除材料的质地和工作时间等等，磁力的大小主要是有磁场的强度，磁场强度的变化率， 磁性磨头的直径大小，磁性磨头的磁化率决定。现在在这介绍一些主要的因素。 磁性磨头 在磁力研磨加工过程中，磁性磨头是非常主要的影响因素，他的大直接影响到加工零件的质量，稳定性和和工作效率，所以磁性磨头的准备工艺主要受中外专家的影响。通过大量的实验证明，增加粒子的大小，磁力变大大增加，离子间的打滑便可以相对减小，而磁力刷是有磁性磨料构成，这样一来，磁性磨刷变可以更好地跟着磁极转动，粒子间的打滑同样是减小了。但是加工空间有限，在粒子增大的同时，参与加工的工件的切削研磨的边缘质量就会随之下降，从而导致研磨 的效率降低。换句话说，粒子的大小要合适的控制在最佳尺寸。 磁场的强度。 虑到加工材料没有磁性，一方面，我们可以通过改变磁极的方向来改变来改变产生的磁场力，从而达到提高研磨的工作效率的目标，另一方面，磁场强度的改变率同样不可被忽视，我们可以通过改变磁极大大小来达到该效果。这影响到了磁场的分布，同样影响到了磁感线的方向，也影响到了磁性研磨砂砾在磁场中的压力条件。通常使用在磁极上切槽的方法来得到磁场强度的大的变化，因为通过在磁极上切槽，使工作间隙发生变化，得到的磁场也不同，也就有了磁场强弱的变化。通常磁 性颗粒会流向磁场强的一方，这就产生了磁性磨料的流动性，很大程度上提高了磁力研磨加工的效率。 毕业设计（论文）中期报告 题目： 汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 3 月 18 日 1、 设计（论文）进展状况 本阶段的主要任务是完成外文文献的翻译；对被冲压件的分析进而确定冲压方案并画出磨具装配草图，待老师审核后，为后期准确完成计算绘制装配图做准备。 文文献翻译 翻译内容属模具表面处理内容，下面是该翻译摘要部分： 为了解决当下自由曲面加工的问题。根据模具曲面抛光的需求，结合电磁领域的专业理论，运用磁性磨料，在磁力下完成模具曲面表面的抛光。带来电磁领域抛光过程的新工艺。磁力加工过程特点包括，抛光工艺过程的主要参数分析，开展讨论确定和编写磁性磨料研磨运动轨迹，得出通 过磁性研磨抛光获得的平整光滑自由曲面的过程方法。 通过翻译外文文献，复习了部分专业词汇，锻炼了英语翻译能力，并达到了翻译后字数 3205 的合格要求字数。 案部分，通过对被冲压件（如图 1）分析，料厚 2边形 60 孔，深腔 200料 有良好的冲压性能。使用：落料 伸，冲孔裁边（根据计算如有需要可三次以上拉伸）。 图 1 料拉伸过程如装配 草图 2 所示： 草图 2 料拉伸复合模，同时完成落料和第一次拉伸，效率较高，结构比较复杂。 再次拉伸过程如草图 3 所示： 草图 3 拉伸模，结构较简单，但分多次降低效率。 2、 存在问题及解决措施 首先，长时间没有使用 件，导致操作生疏，浪费大量时间。需要通过定期练习保持对该软件的熟悉操作。 其次，对模具的有些原理分析存在问题，尤其对卸料的过程分析不能准确形象的想象。主要问题根源是没有彻底的通读参考书目，同时没有一定的经验及实体经历，需要反复翻阅参考书目熟悉模具结构。 对计算及查表不够熟练，需要加强练习。 3、 后期工作安排 第 5 周：完 成冲孔修边的模具装配图，计算装配体各个零件尺寸，并制定满足要求的加工方法，并熟悉 件； 第 6：完善没有完成的计算，绘制标准的零件图和装配图； 第 9 周：撰写毕业设计说明书； 第 10 周：进行毕业设计总结，编写毕业设计论文，并做好答辩工作准备。 4指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 附录 1 冲压模具装配工序卡片 工号 工序 工艺说明 1 凸、凹模凸凹模预配 1、装配前仔细检查各凸模、凹模、凸凹模的形状及尺寸，是否符合图纸要求和尺寸精度，形状 ； 2、将凸模分别于相应的凹模孔配合，检查间隙是否加工均匀，不合适者应重新修磨或更换。 2 凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的孔中，并挤紧牢固。 3 装配下模 1、在下模座 1 上画中心线，按中心线装配下垫板凸凹模和卸料板； 2、在下模座、卸料板上，用机加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝； 3、将下模、卸 料板、下垫板、凸凹模、活动当料销，弹簧装在一起，打入销钉，用螺钉钉紧。 4 装配上模 1、在已装好的下模上放等高垫铁，并在凹模中放入 纸片，装上落料凹模，空心垫板，然后将凸模与固定板组合并转入凹模中； 2、预装上模，画出与凸模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻绞螺孔销孔 ； 3、用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧； 4、复查凸、凹模间隙并调整合适，紧固螺钉； 5、 切纸检查，合适打入销钉，宁静螺钉。 5 试冲与调整 装机试冲并根据试冲结果作相应调整。 附录 2 非 标准零件的加工工艺过程 落料凹模加工工艺过程 材料： 硬度： 56 60号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件（退火状态）： 120 100 20 粗洗 洗六面到尺寸 100 80 19 意两大平面与相邻侧面用标准角尺测量达到基本垂直 3 平面磨 磨光两大平面厚度达到 两相邻侧面达到四面垂直，垂直度 钳 划线 画出各孔径中心线并画出凹模洞口轮 廓尺寸 钻孔 钻螺纹底孔、销钉底孔和凹模洞口穿线孔 绞孔 绞销孔到要求 攻丝 攻螺纹到要求 5 热处理 淬火 使硬度达到 56 60 磨平面 磨光两大平面，使厚度达到 线切割 割凹模洞口，并留有 研磨量 8 钳 研磨洞口内壁侧面达到 钳 用垫片层保证凹模与凸凹模间隙均匀后，凹模与上模座配做销钉孔 10 平磨 研磨凹模板上面达到厚度尺寸要 求 附录 3 冲孔凸模加工工艺过程 冲孔凸模加工工艺过程 材料： 硬度： 56 60 序号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件（退火状态）： 5 60 热处理 退火 硬度达到 180 220 车 车一端面，打顶尖孔，车外圆至 4头车另一端，长度至尺寸50顶尖孔 双顶尖顶，车外圆 尺寸到要求 4 检验 检验 5 热处理 淬火 硬度至 60 6 磨削 磨削外圆尺寸达到要求 7 线切割 切除工件端面顶尖，长度尺寸至 45 磨削 磨削端面尺寸到表面粗糙的要求 9 检验 检验 10 钳 装配（钳修并装配、检修） 附录 4 凸凹模加工工艺卡片 凸凹模加工工艺卡片 材料： 硬度： 56 60号 工序名称 工序内容 1 备 料 锻件（退火状态）： 40 30 50 粗洗 洗六面见光 3 平磨 磨上下平面到尺寸 47曲圆弧到 4 钳 划线 在长度方一侧留出线切割 6，分别画凸模轮廓线并画出四个凹模的中心线和弯曲凹模的中心线 钻孔 按凹模洞口中心线切割中心孔 锪扩凹模落料孔到要求。 5 洗 按照尺寸粗洗弯曲凹模 精洗弯曲凹模纸至尺寸要求 6 热处理 淬火 硬度达到 64 7 磨平 磨下平面，使高度尺寸达到 线切割 割凹模，并留出单边 研磨余量 9 钳 研配 研凸凹模并配如凸凹模固定板 研 研各侧面达到便面粗糙度的要求 10 平磨 平磨高度到要求 11 钳 总装配 附录 5 空心垫板的加工工艺过程 空心垫板的加工工艺过程 材料 ： 硬度： 24 28号 工序名称 工序内容 1 备料 气割下料 130 100 10 热处理 调质 硬度为 28 3 粗洗 洗六面达到 102 82 9使两大平面的相邻两侧面基本垂直 4 平磨 磨光两大平面，厚度达到 8磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度为 钳 划线 螺钉孔、销钉孔和过孔中心线 钻孔 钻螺纹孔、销钉孔和过孔到要求 6 洗 洗过孔到要求 7 平磨 磨两大 平面厚度到要求 8 钳 总装配 附录 6 拉伸 凸模加工工艺过程 拉伸 凸模加工工艺过程 材料： 硬度： 56 60号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件（退火状态）： 30 20 60 粗洗 粗洗凸模外形 3 磨 磨下平面至尺寸，并留有 1 毫米的余量 磨四周的平面，使相邻两侧面的垂直度达到 热处 理 淬火 使表面硬度达到 64 5 磨 磨凸模表面的所有平面至尺寸精度要求 6 钳 总装配 毕业设计 (论文 )开题报告 汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 24 日 1、毕业设计（论文）综述 冲压模具的发展现状 冲压模 冲压 作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件 ,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 近几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广 泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。 模具 改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具 术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。 我国从上世纪 90 年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交 通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模 统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在 件平台上开发出基于特征的级进模 统括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程 5 个模块。 上海交通大学为瑞士法因托（ 冲公司开发成功精密冲裁级进模统，西安交通大学开发出多工位弯曲级进模 统等。展望国内外模具术的发展，本世纪的科学技术正处于日新 月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的 40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定 的差距。 设计的基本目的 冲压模具设计在设计之前，要具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、工件成型工艺及模具设计等方面 和专业知识。初 步了解零件的成型工艺和生产过程，熟悉各种冲压模具的典型结构。 合运用和巩固机械设计相关课程的基本理论和专业知识，培养从事模具设计与机械设计的初步能力，为实际工作打下良好的基础。 养分析问题和解决问题的能力。经过该设计环节，应该能全面理解 掌握冲压工艺，模具设计模具制造等相关机械设计的内容；掌握冲压工 艺与模具设计的基本方法和步骤，模具零件的常用加工方法及工艺规程编制，模具装配工艺制定；独立解决在制定冲压工艺规程，设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题。 过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，基本掌握冲压模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力； 2、本设计研究内容与研究方法 究内容 据给定的产品材料零件图及零件材料，进行冲压工艺性分析。进行工艺方案比较，确定合理的方案，选定合理的模具结构形式。 定毛胚 的形状、尺寸及排样图和模具的技术要求及材料选用。 裁模刃口尺寸的计算。 裁力计算、工序尺寸计算及设计。 具零部件结构、组成、固定方法的选择。 行模具强度和压力机的计算校核。 制模具装配图及零件图。 写设计计算说明书。 究方法 用图书馆和网络等资源进行相关资料的搜集； 校现有模具实验室，可进行参观学习，进行模具的拆装等； 用计算机及绘图软件，可实现计算机设计及绘制模具图； 析被冲压零件特性确定对应方案。 3、设计重点难点及进展工作 计重难点 重点难点在于对冲压模具结构分析与设计及模具主要零件设计及有关尺寸计算 必要的基础知识 ，模具主要零件设计计算包括工作零件，定位零件，压料、卸料及出件零件，导向零件，固定零件，紧固及其他零件。 展工作 初步了解了被冲压工件轮边防尘罩的结构形状特点及具体尺寸参数，使用 作了该零件的三维模型并生成了二维图形，同时分 别存档了 4、工作方案及后期进度计划 作方案 件分析和工艺方案制定 冲裁件的工艺分析：本次毕业设计的零件 (如下图 1）主体属于桶状零件，边缘有冲裁切边的部分，并有等径的六个圆孔。 图 1 外形 工艺方案制定：通过对冲压件的分析， 选用拉伸落料的冲压工艺，经后期计算后确定是否需要多次拉伸。 要的工艺计算 对冲裁件的尺寸大小，精度要求进行相关计算。 具结构分析与设计 模具的结构分析与设计包括工作部分，模架，冲模的辅助装置与辅助 机构，横向冲压机构。 具主要零件设计及有关尺寸计算 模具主要零件设计计算包括工作零件，定位零件，压料、卸料及出件零件，导向零件，固定零件，紧固及其他零件。 规定的幅面大小，绘制模具装配图一张，模具主要工作零件图若干 写设计说明书，设计说明书必须符合学校制定的规范和要求 出的参考文献不少于 15 篇，其中外文文献不少于 3 篇 规定完成设计工作周记，并定期交老师检查 度要求：按工作进度计划表（附后）进行 度计划 第 1： 消 化课题题目， 了解冲压工艺的相关资料，完成开题报告 ，明确设计的任务及要求； 第 3 周： 撰写开题报告； 第 4： 熟悉 件和确定设计方案； 第 6： 理论计算和分析阶段， 准备中期答辩 , 翻译外文资料； 第 10 周： 熟悉相关软件； 第 11： 撰写毕业设计说明书， 进行毕业设计总结，应用 件 绘制总装配图和零件图 ； 第 15 周：编写毕业设计论文，并作好答辩的准备。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献 1 杜继涛，甘屹 J2005（ 9）： 152 姜奎华主编 M械工业出版社， 3 薛啓翔等编著 点与窍门 M械工业出版社， 4 模具实用技术丛书编委会编 用实例 M械工业出版社， 5 郑家贤遍著 M械工业出版社， 6 冲模设计手册 冲模设计手册 M械工业出版社， 7 姜奎华主编 北京：机械工业出版社， 8 郑家贤遍著 北京：机械工业出版社， 9 冲模设计手册编写组编著 北京：机械工业出版社， 10王秀凤、万良辉主编，冷冲 压模具设计与制造，北京：北京航空航天大学出版社， 2005. 11宛强主编，冲压模具设计及实例精解，北京：化学工业出版社， 2008. 12阎亚林主编，冲压与塑压成形设备，北京：高等教育出版社， 2010. 13周玲主编，冲模设计实例详解，北京：化学工业出版社， 2007. 14 v 79, n 2, 2008, p 85 15 K. 985. 16 980. I 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计 系 别： 机电信息 系 专 业： 机械设计制造及其自 动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 05 月 车配件轮边防尘罩冲压模具设计 摘要 本设计是 汽车配件轮边防尘罩 冲压模具设计，分析工件结构，其主要包括落料 ； 拉深 ； 冲孔 ； 修边。首先确定工艺方案，选择一个比较合理的设计方案。其次，根据设计方案确定一共需要多少副模具来完 成轮边防尘罩 的生产。在本次设计中，采用 三 副模具来生产该工件。第一副是落料拉深，第 二 副是冲孔，第 三 副是修边。每副模具的设计中都包括凸凹模刃口尺寸的确定和结构形式，定位零件的设计，卸料与推件装置的设计，以及其它辅助零件的设计 。 在模具的设计过程中首先要考虑零件工作的合理性，然后考虑零件的经济性。 关键词： 工艺分析 ； 方案确定 ； 落料拉深 ； 修边冲孔 is of of of of is in to of we to of of In in is in in is in of is of of In of we of of of 录 1 绪 论 . 1 压与冷冲模概念 . 1 具工业在当今市场的发展状况和前景 . 1 具在现代工业中的地位 . 2 压工艺的种类 . 2 压行业阻力和障碍与 突破 . 3 2 冲压件的工艺过程 . 5 析零件的冲压工艺性 . 5 析其冲裁的工艺性 . 5 析 其拉深的工艺性 . 6 料的性能 . 9 压件的工艺方案的拟定 . 9 坯尺寸的确定 . 10 3 排样和搭边 . 11 裁件的材料利用率 . 11 样和搭边 . 12 4 压力机的选择 . 14 料拉深 . 14 力中心 . 14 边力、拉深力的计算 . 15 力机的选择 . 16 边冲孔 . 17 裁力 . 17 件力 . 18 料力 . 18 力机的选择 . 18 5 落料拉深模具设计 . 19 具类型 . 19 具结构和工作原理 . 19 主要零件的结构与设计 . 20 作零件 . 20 位零件 . 24 料、卸料及出件零件 . 25 辅助结构零件 . 25 作零件的设计 . 26 他零件的设计 . 28 V 6 冲孔模的设计 . 29 具基本结构与工作原理 . 29 具的主要零件设计 . 29 作零件的设计 . 29 它零件的设计 . 32 7 裁边模设计 . 34 具基本结构和工作原理 . 34 具主要零件的设计 . 34 作零件的设计 . 34 它零件的 设计 . 35 8 模具加工工艺分析 . 37 具材料 . 37 具加工工艺 . 37 总 结 . 38 参考文献 . 39 致 谢 . 40 毕业设计（论文）知识产权声明 .未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声明 .未定义书签。 1 绪论 1 1 绪 论 压与冷冲模概念 冲压是在室温下，利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。 在冲压加工中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在现实冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件“一摸一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲模在种类繁多的模 具中占有十分重要的地位，是工业生产中应用最为广泛的模具，从产量上看，它占了模具总产量的 30%以上，从产值上看，它占了模具总产值的 50%左右。 冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高（占产品成本的10% 30%）等特点。所 以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。 具工业在当今市场的发展状况和前景 模具工业作为现代社会的一种新兴工业，它能够节约能源、节约原材料以及较高的生产效率，它能够保证比较高的加工精度等特点。模具市场在世界上大部分都是供不应求的，它的市场需求量大致 580 亿至 660 亿美元之间，与此同时，模具工业在我国也迎来了一轮新的发展前景。模具工业在我国最近几年总产值保持 年增长率，截止至 2006 年底模具产值预计超过 550 亿元。毕业设计（论文） 2 具在现代工业中 的地位 在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。据国际技术协会统计， 2011年产品零件粗加工的80%，精加工的 60%都由模具加工完成。 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毕业设计（论文） 3 个非常重要的问题。 压行业阻力和障碍与突破 阻力一：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。 阻力二：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 5，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。 阻力三：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毕业设计（论文） 4 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。 阻力四：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 体化技术，特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。 2 冲压件的工艺过程 5 2 冲压件的工艺过程 析零件的冲压工艺性 零件的名称 轮边防尘罩 ，其材料为 厚 t=2析其形状，主要由等六边形包含 6个小孔以及 200成此零件的生产，其主要有拉深和 冲孔组成。如下图 图 析其冲裁的工艺性 冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度有关。由零件图知，其孔的直径为 20于孔的最小要求尺寸（ 所以 显然 满足冲孔要求。 工件冲孔边缘离外形的最小距离不应小于 壁与拉伸直壁满足距离 R+显然满足。如下 图 毕业设计（论文） 6 图 该零件端部六角为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装配使用情况，为了改善落料的工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为 20下图 图 析其拉深的工艺性 此工件的拉深 属于筒形 件拉深， 筒形 形件是由圆角和 筒形柱面 两部分组成 拉深件侧壁与底面或凸缘连接处的圆角 R， 如图 应取 R 2t,为使拉伸顺利进行， 实际 取 R=4t=8然满足。 毕业设计（论文） 7 图 深 件 由拉深的高度为 200析计算其拉深次数以及尺寸， 如图 则拉深时尺寸的计算如下 图 a. 修边余量的考 虑 拉伸过程中，由于材料的各向异性，模具间隙不均，摩擦力不均及定位不准确等因素影响，使拉伸口不齐，为保证制件的高度方向的尺寸精度，须进行修边，在计算毛坯尺寸后需要计入修边余量。 b. 毛坯直径计算 毛坯直径 D=（ 1/2 式中 d=458, h=200, 单位 代入相应数值得 D=829 c. 确定能否一次拉深成形 相对凸缘直径： d0/d=58= 相对毛坯厚度： (t/ D)100= （ 2/829） 100= 业设计（论文） 8 由相对凸缘直径和相对毛坯厚度查表 ： h/d=实际零件 h/d=200/458= d. 计算与选取 选取 计算 一次拉深成形，由 d0/d=(t/ D)100 =合使用压边圈 则 ： d1=56 凸缘相对直径 d0/d 毛坯相对厚度（ t/d） 2 2 250 6 5 4 3 修边余量 = 6 则毛坯的 直径 +2 =841以 毛坯为直径为 8413 排样和搭边 11 3 排样和搭边 裁件的材料利用率 在大批量生产中，原材料费用占 生产成本的 60% 80%。节省材料对降低成本有着重要的作用。生产中，通常利用材料的利用率作为衡量材料经济利用程度的指标。根据原材料供应情况生产实际的不同需求，材料利用率有着不同含义和计算方法。单个零件的利用率、条料的利用率和板料的利用率的含义和计算公式见式 个零件的材料利用率 1 ： 1=(h)100% 条料的材料利用率 2 ： 2=()100% 板料的材料利用率 3 ： 3=(0100% 式中： A 冲裁件面积（ ； B 条料宽度（ H 送料进距（ ； 一个进距内冲件数； 一个条料上的冲件总数； L 条料 长 度（ 一张板料上的冲件总数； 板料 长 度 ( 板料宽度（ ； 由式可见，若原材料以板料的形式供货，则板料的材料利用率 就是总的材料利用率。为了提高材料利用率，需选择板料裁成条料的合理裁板方法。 根据毛坯形状，选择的板料规格为 234001700形式如下图 图 裁板方法 毕业设计（论文） 12 材料的利用率还与条料宽度、送料进距、一个进距内的冲件个数、一条条料上的冲件总数和条料长度等多个参数有关。而这些参数取决于制件在条料上的布置方法和搭边。因此，选择合理的排样方法和搭边值是提高材料利用率的重要措施。 样和搭边 冲裁件在板料上的布置叫排样。排样的合理与否不仅影响材料的 经济利用，还影响模具结构与寿命，生产效率，工件精度，生产操作方便与安全等。 根据毛坯形状，使用的排样图如下图 图 排样图 排样中相邻两制件之间或制件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用之一是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料误差而冲出残缺的废品；搭边的作用之二是保持条料在冲裁过程中的强度和刚度，保证条料的顺利送进。此外，选取合理的搭边值还可以调整模具沿周边的受力状况，提高模具寿命和工件断面质量。 普通钢板冲裁件的搭边值（ a）和沿边搭边值（ b）见表 业设计（论文） 13 表 普通钢板冲裁件的搭边值（ a）和沿边搭边值（ b） 材料厚度 t（ 矩形件边长 L50.0 a 1.5 里我取 a=1.5 条料宽度 B=41+845h=841+为选用的板料规格为 234001700且裁板方式为横裁，所以每块板料可以裁成 4个条料，每块条料的长度为 3400度为 850 则：板料面积 400 1700=5780000 每个条料裁的零 件数为： 每个板料裁的零件数为： 个 每个零件的面积为 A= 4=所以总的材料利用率 K=（ 0） 100%= 4 压力机的选择 14 4 压力机的选择 料拉深 力中心 因为工件为 圆形 ，所以其压力中心与工件的几何中心重合 即其圆心 。即，工件的几何中心就是压力中心。 落料时的力的计算： 冲裁力： 冲裁力是指冲裁过程中的最大抗力，也就是力 行程曲线的峰值。它是合理选用冲压设备和校核模具强度的重要依据。影响冲裁力的因素很多，主要有材料的 力学性能、厚度、冲裁件的周边长度、模具间隙以及刃口锋利程度等。 平刃口的模具冲裁力可按 F= (式中： F 冲裁力 ； N L 冲裁件周长 ； mm t 材料厚度 ； k 抗剪强度 ； 虑到冲裁与剪切、拉深的不同及速度的影响，以及刃口的磨损，凸凹模间隙的不均匀，材料的性能波动和厚度偏差等因素，实际所需的冲裁力还需要增加30%，如下式 F= (式中： b 材料的抗拉强度，由表 1 370n/ 工件的周长，等于 t 材料厚度为 2以 F=2 370=1823434N=料力、推件力和顶件力 当冲裁件工作完成后，冲下的制件（或废料）沿径向发生弹性变形而扩张，废料（或制件）上的孔则沿径向发生弹性收缩。同时，制件与废料还要力图恢复弹性穹弯。这两种弹性恢复的结果，导致制件（或废料）梗塞在凹模内或抱紧在凸模上。 所以从凸模上将制件（或废料）卸下来的力叫卸料力；从凹模内顺着冲毕业设计（论文） 15 裁力方向将制件（或废料）推出的力叫推件力；逆冲裁方向将制件（或废料）从凹模洞口顶出的力叫顶件力。这些力在选择压力机或设计模具时都必须加以考虑。 生产中常用式（ （ （ 计算卸料力、推件力和顶件力。 (Ft= ( (式中： 分别是卸料力、推件力和顶件力的系数，其值可以查表4n 梗塞在凹模内的工件数。 在此副模具设计中，采用刚性卸料板，总冲裁力按下式计算： +t=1823440=91172N=以： 卸料力、推件力和顶件力系数 材料及料厚（ t 压边力、拉深力的计算 落料拉深后的工件图如下图 图 落料拉深后的工件图 压边力： 毕业设计（论文） 16 采用压边圈的条件：除破裂外，拉深中常出现的问题还有压缩失稳起皱。为了防止起皱，有效措施是设置压边圈。分析可见，起皱取决于两个因素，一个是法兰处压应力的大小，另一个是板料的相对厚度。 分析电炉引线盒的板料相对厚度和拉深系数，查表 代冲压技术手册）可知，要用压边圈。 压边力的计算： 压边圈的压力必须适当，压边力过大会增加拉深变形阻力使制件拉裂， 压边力过小会使工件的边壁或法兰失稳起皱。压边力的计算公式如下： F= （ 式中： A 压边圈的面积； p 单位压边力；查表 5代冲压技术手册知 p=以 深力： 在选用压力机时，必须先求得拉深力。拉深力的计算公式如下： F= (式中： L 凸模周边长度 ； mm t 材料厚度 ； b 材料抗拉强度 ； N/k 系数，由表 表 任意形状拉深件的系数 制件复杂程度 难加工件 普通加工件 易加工件 为，电炉引线盒的加工属于普通件的加工，取 k=的值由模具设计知： L= d= 56= L tb k=2 450 压力机的选择 冷冲压设备的选择是冲压工艺及其模具设 计中的一项重要内容，它直接影响到设备的安全和合理利用， 也关系到冲压生产中产品质量、生产效率及成本，已经模具寿命等一系列问题。冲压设备的选择包括两个方面：类型和规格。 毕业设计（论文） 17 选择的压力机的类型为 闭式单点 压力机， 由以上计算得：总的压力 F=压 +F=称压力：公称压力定义为在下死点附近压力机所能承受的最大变形抗力。机架、滑块、连杆等的强度都是基于工程压力而设计的。为了使压力机的精度高、保持良好工作状态，最好在工程压力的 80%以下使用。 公称压力发生的位置：表示公称压力在死点上的某一点可以发生的位置。 离合器、齿轮、曲轴的主要尺寸都是以此位置计算其转矩而决定的。 公称压力是加工中能量大小的一种表示和度量。在加工中消耗的功和能是由电动机提供，飞轮的大小决定使用能量的多少。 经以上论述 ， 应选择公称压力为 4000闭式单点压力机。 边冲孔 修边冲孔后的工件图如下图 图 修边冲孔后的工件图 裁力 修边的冲裁力：由式 3F= 所以 6 2 370=孔时的冲裁力： f1+业设计（论文） 18 式中： 冲小孔的冲裁力 ； 所以 20 2 370=冲大孔的冲裁力 ； 所以 456 2 370=： 推件力 由式 Ft=模具的设计知道：最多梗塞在凹模内的冲孔废料为 7个，所以 n=7 由表 t=7以总的压力为 F=2+ 卸料力 因为采用的是弹性卸料。卸料力由式 d= 压力机的选择 压力机的最小压力为 688以选择公称压力为 6300 5 落料拉深模具设计 19 5 落料拉深模具设计 具类型 本模具完成的工序是落料拉深，分析后决定采用顺装复合模。 具结构和工作原理 凸凹模装在上模，落料凹模以及拉深凸模装在下模，顺装复合模具向上出件，其基本结 构如下图 图 落料拉深顺装复合模 其特点是压力机滑块一次行程，在同一工位，同时完成落料及一次拉深，模具的结构比较复杂，生产率较高。 工作原理：送料完成并通过定位销定位后开始冲压过程。上模板在压力机的作用下下行，凸凹模先与落料凹模接触进行落料，落料后紧接着进行凸模与凸凹模之间的拉伸。拉伸完成后冲压过程结束。上模板通过模柄在压力机的作用下向上运毕业设计（论文） 20 动，打杆相对凸凹模向下运动，将冲压好的工件从凸凹模中推出。手工送料，将沿着定位销的限制后的方向送料，并将上一次落料的孔卡在定位销上完成定位。 主要零件的结构与设计 冲模的设计程序与工艺方案的选择密切相关，同时，冲裁工艺方案的确定也受到模具结构形式的限制。所以应该根据冲裁件的结构特点、精度等级、尺寸和形状、材料种类和厚度、生产批量和经济性等因素综合
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