固定架冲压工艺分析与模具设计

任务书设计题目：固定架冲压工艺与模具设计1设计的主要任务及目标（1）任务：1)模具装配图及零件图2)设计说明书一本3)电子资料一份2设计的基本要求和内容（1）设计的基本要求：1)收集、学习和掌握有关资料，熟练使用有关没计手册；2)同学间互相讨论，按时向老师汇报和讨论，独立完成设计任务；3)模具图纸符合机械制图规范，使用计算机绘制；4)设计说明书内容充实、语句通顺，计算准确、论点和公式有据可查。5附图制件材料：Q235钢，板料厚度t=3mm，生产批量：大批量固定架冲压工艺分析与模具设计摘要：本设计主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。然后是弯曲工艺的设计和和计算，算出了毛坯的展开尺寸，为后续工艺的设计提供了送料步距的依据，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。之后进行了冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，为选择冲压设备提供了依据。最后是对一些零部件的设计和选择。通过前面的设计方案画出模具个零件图和装配图，本次设计阐述了冲压模具的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品的质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：冲压，工艺，弯曲，模具结构FixedframestampingformingprocessanalysisandmolddesignAbstract：Thisdesignhasdesignedaprogressivedie.Atthebeginningofapreamble,itdescribedthestampingdiedevelopment,explainstheimportanceofstampingdies,andthenstampingprocessisanalyzedtodeterminethecompletionoftheprocessplan.Thesecondpartiscurveddesignandcalculationprocess,arriveatthecommencementofblanksize,thedesignforthefollow-upprocessprovidesthebasisforfeedingstepdistance.Thenisthedesignofcomponentslayoutdiagram,completethecalculationofmaterialutilization.FollowedbyablankingtechnologyandblankingforcecalculationpartofthedesignandcalculationoftheDieforstampingdeviceprovidedthebasisforselection.Finally,teamsofsomepartsofthedesignandselection.Drawthedesignonthefrontmoldapartdrawingandassemblydrawing,thedesigndescribedinthisstampingdiestructuredesignandworkingprocess.Themoldreliable,smoothrunning,improvedproductqualityandproductionefficiency,reducelaborintensityandproductioncosts.Keywords：stamping；technology；bending；Distruction目录1前言.12概述.22.1国内冲压模具企业的发展趋势和技术现状.22.1.1现在的情况.22.1.2发展趋势：未来冲压模具制造和技术.32.2设计的主要课题.52.3对零件的工艺性分析.52.4工艺方案的确定.62.5模具结构形式的确定.73主要工艺的设计与计算.73.1排样设计.73.1.1排样方法及搭边的设计.73.1.2材料利用率.83.2弯曲工艺设计及计.83.2.1中性层位置计算.83.2.2对弯曲工件的毛坯进行尺寸计算.83.2.3对回弹现象的表述和模具相关尺寸进行修正.93.2.4弯曲凸、凹模设计.93.2.5对弯曲力进行计算.103.3对条料的宽度以及导料板间距离计算.113.3.1条料的宽度.113.3.2导料板间的距离计算.113.4步距计算.123.5对冲裁工艺力的计算.123.5.1冲裁力的计算.123.5.2对卸料力、推件力进行计算.133.5.3对压力机公称压力的进行确定.132.6压力中心的计算.133.7冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸的计算.153.7.1冲裁间隙.15I3.7.2凸凹模刃口尺寸的计算.153.8闭模高度的计算.183.9压力机的选择.183.10闭模高度校核.184模具主要零部件的设计.194.1工作零件设计.194.1.1凸模长度计算.194.1.2冲孔凸模强度校核.194.1.3凹模的设计.194.2连接与固定零件的设计.204.2.1固定板.204.2.2垫板.204.3定位零件设计.214.4卸料装置.214.5模架.215.模具的经济性分析.22总结.23致谢.24参考文献.25附录.2601前言随着现代化大工业的飞速发展，加上用模具加工成型产品具有生产效率高、产品质量稳定、互换性好、材料利用率高、操作简单、安全性好、工人劳动强度低、适用范围大、产品成本低等诸多优点，在电子、电器，仪表、仪器，航空、航天，汽车、摩托车、船舶制造，家用电器，文化用品、娱乐用品，医疗器械，日常生活用品及各种产品包装等生产行业中，均得到了非常广泛的应用。很多产品中，有很多组成零件是用模具或经过模具制作出来的，其比例有的竟达到80%以上。所以，模具已成为制造业不可缺少的重要组成部分1。模具生产因技术含量和精度要求高、生产数量少、制作难度大，所以，造价比较高。这在一定程度上影响和加重了产品的成本费用。所以，模具主要适用与批量很大的产品生产。在欧美、日本等发达国家，模具工业得到迅速的发展，并成为一种独立的产业，其模具生产的总产值有的已超过本国的机床制造业总产值。他们生产的模具大量出口到发展中国家，得到丰厚的利润回报。制造大型、精密、复杂、长寿命模具，已成为衡量一个国家机械加工水平的重要标志。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的多年来，我国大多是以生产企业自行设计、制作模具，为本企业产品服务。模具制作水平的高低，在一定程度上代表了这些企业自身的机械加工水平。但由于受多种因素的影响，技术水平和生产能力受到约束，发展缓慢，很多用于产品生产的模具不得不从国外进口选用为模具制造的进步创造了良好的条件。本毕业设计是固定架模具设计，涉及冲孔，弯曲，切断的级进模。条料放入模具后，上模座随着滑块下行，进行冲孔，冲孔结束后，随着条料的前行，进行弯曲和切断工序2。12概述2.1国内冲压模具企业的发展趋势和技术现状2.1.1现在的情况邓小平时代以来，随着快速发展的中国经济，模具越来越被市场需求。最近的这几年，模具产业高速发展，了国有专业模具厂发展很快，与此同时其他各种类型的企业也高速发展。浙江一些优秀地区的“模具之乡”，东南沿海好多大的集团公司，还有许多发展特别快的国有企业，等集团都造成了了自己的模具制造中心；国内模具企业已有几千家甚至包括中外合资和外商独资。我国越来越快速的与国际接轨生产，日益加剧的市场竞争，产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性人们被逐渐了解。其中最基本也最重要的因素之一是模具制造，一个国家制造水平高低的重要标志一定程度上通过模具制造技术来衡量，企业的生存空间也在很大程度被模具的水平决定。最近这些年许多模具企业更多的投资与模具的技术开发中，技术的发展成为了企业发展的重要源动力。很多企业都运用了二维CAD技术，有的还使用UG、Pro/engineer、I-DEAS等国际上常用的原件，甚至一些有实力厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、等CAE软件，非常成功的使用在生产中。中国模具工业取得了令人瞩目成就，但与发达国家的差距仍然存在与方方面面。比如：模具加工设备中精密加工设备很少；CAD/CAE/CAM技术的使用率低；很多企业没有运用到先进的加工技术，很多高要求的模具都需要进口。国内模具工业现在的技术水平高高低低，悬殊非常大。大体看来，比欧美日本和台湾香港等地生产技术水平差距还很大。技术设计与制造模具方面采用CAD/CAM/CAE/CAPP等，依旧有着很大的差距。只有一成的模具设计制造生产中采用了CAD技术，需要提高很多很多才能抛开绘图板的使用设计；模具方案设计和分析计算在应用CAE方面，非常的生疏刚刚开始，基本处于试用期；在使用CAM技术制造模具时，没有先进合适的制造设备，现在使用的工艺设备（10多年来引进的设备也算在其中）或因计算机制式不同，字节的不同、运算速度不同、不相同的抗电磁干扰能力，较低的联网率，开展这项工作的模具制造设备不到百分之五；一片空白在使用CAPP等技术进行工艺设计时，还有大量的基础工作需要标准化；模具的共性工艺技术，比如快速成型、抛光、电铸2成型、表面处理等技术方面的CAD/CAM设备应用我国才刚开始非常的不成熟。较低水平的计算机辅助技术和软件开发，知识和经验的积累非常欠缺。我国很多的模具厂和车间的模具加工设备非常陈旧，使用时间长精度低效率不高，缓慢的设备更换时间，技术进步非常小改造进度非常缓慢。但过于分散的引进了一些先进的模具加工设备但作用不大，有点不配套，低至百分之二十五的利用率，很多设备的先进功能不能充分发挥。技术工人素质不够模具设计水平还不太行，知识结构层次高的突出综合性强的人才非常少非常短缺。技术人员总体技术比较低而且技术人员占从业人数是有不到百分之十五。80年代以后的技术人员从业水平低3。2.1.2发展趋势：未来冲压模具制造和技术模具技术的发展为达到模具产品“质量好”“价格低”“交货期短”“精度高”的要求服务急需发展如下几个内容要求：(1)广泛的应用CAD/CAM/CAE技术模具设计制造的发展方向是CAD/CAM/CAE技术的应用。微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM/CAE培训的技术服务的力度提高；CAE技术的应用范围必须进一步扩大。为使虚拟成为可能，计算机和网络的发展尤其重要，才能使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、地在整个行业中推广，技术资源的重新整合才能实现。(2)有关高速铣削加工高速铣削加工在国外发展迅速，加工效率被大幅度提高，甚至可以获得非常高的表面光洁度。高硬度模块也可加工，而且具有有温升低、热变形小的突出优点。高速铣削加工技术对汽车、家电行业，以及中大型型腔模具制造产生了巨大的影响。更高更好的的敏捷化、智能化、集成化发展是它目前的发展方向(3)数字化系统和模具扫描从模型和实物扫描以及加工出期望的模型，其中诸多功能由高速扫描机和模具扫描系统提供，模具的研制制造周期被大大缩短。一些快速扫描系统，可以快速的安装在已有的数控铣床上，自动生成各种不同数控系统所需的的加工程序、快速数据采集、各种格式的CAD数据，由此快速实现，“逆向工程”。模具扫描系统成功应用在汽车、家电等行业，相信在以后的发展中会起到更加重要的作用。(4)电火花的铣削加工3这是一种可以替代传统的型电极加工型腔的新型技术，具有高速旋转的简单的管状电极作三维和二维轮廓加工，所以不需要制造其他的成型电极，这明显是电火花成形加工领域的巨大的突破与发展。世界上已有使用这种技术的机床在模具。预这一技术定将得到长足的发展与突破。(5)模具标准化程度继续升级欲破我国模具标准化程度正持续进步变好，大概我国目前的模具标准件使用覆盖率已达到30%。80%左右为发达国家比我国高出去很多。(6)更好的表面处理技术和优质的材料提高模具的寿命通过选择质量好的钢材和相应的表面处理技术来就是十分必要的。发挥模具钢材料性能的关键一步是模具热处理和表面处理能否充分完成。真空热处理是模具热处理的发展趋势。气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术的熟练应用是模具表面处理除完善的前提。(7)自动化、智能化的模具研磨抛光模具使用寿命、制件外观质量等方面受模具表面的质量影响，所以研究自动化、智能化的研磨与抛光方法取代现在进行的手工操作，目前很重要的发展趋势是提高模具表面质量(8)发展模具的自动加工系统多台机床合理组合形成了模具自动加工系统；包含随行定位夹具和定位盘；完整的机具、刀具数控库；数控柔性同步系统；完整的质量监测控制系统3。42.2设计的主要课题工件简图：如图1-1所示图1-1工件图Fig.1-1Workplans工件名称：固定架；生产批量：大批量生产；材料：Q235；厚度：t=3mm；抗剪强度)/(MPa：304-373；抗拉强度b：432-461；伸长率强度%)/(：21-25；2.3对零件的工艺性分析从工件图分析，铸造、焊接、车削等方法加工不合适，最好使用模具冲压。冲裁件对冲压工艺的适合程度就是冲裁件的工艺性，就是说冲裁件的形状、结构、尺寸和公差等技术要求能不能符合冲裁加工的工艺要求。裁件质量、模具寿命和生产效率受5冲裁件工艺性优劣影响很大。普通来看，在能够满足工件使用要求的情况下，可以用最简单最经济的方法将工件制做出来，则该件的冲压工艺性好，不然的话，该件的工艺性就不满足要求非常差。当然工艺性的好坏直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件还坏的影响。上面的要求是为了确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性影响巨大。进行工艺分析时一定要一句这一要求这次设计的是固定架，因此用的材料为Q235，应为冲压性能优良，料厚为3mm，无悬臂，按照冲裁件的工艺规定进行。37MPa-04为抗剪强度，MPab461-372为抗拉强度，%25-1为伸长率，此种材料的强度非常好，冲压生产非常合适。该工件是形状不复杂，外形为矩形的工件。精度要求低，工件上有1个冲孔、一处弯曲。没有标出零件尺寸公差，所以公差按IT13级选用。孔的直径是20mm，不使用凸模护套。主体工序有冲裁、弯曲，切断，无特殊处理。通过我上面的分析，冲压工艺性较好是次产品的优点。应为大批量生产固定架，取得良好的经济效益应采用冲压模具进行生产，与此同时可以降低零件的制造成本。2.4工艺方案的确定由工件的工艺性分析，其工序有落料、冲孔、弯曲。依照他的先后顺序进行配合，得到以下二种方案：方案一落料冲孔弯曲，使用单工序模具生产。此方案使用模具结构简单，可是三道工序麻烦、完成零件的加工需要两套模具，较低的生产效率，不能满足零件大批量生产。由于零件结构简单，采用复合冲裁或级进冲裁方式可以提高生产效率。方案二冲孔弯曲切断，使用级进模生产。这种方法生产效率高，大批量生产中应用广泛，即使它受送料误差的影响，低要求的尺寸精度，对于工件本身精度要求不高，故选用这一种方案。对以上二种方案的分析比较，我决定方案二各方面都是应用的最好办法，所以我的设计方案是方案二。2.5模具结构形式的确定a大致结构为级进模连续冲压。b卸料装置使用弹性卸料装置，制造与操作非常方便。6c选择导柱、导套导向的模具结构可使模具具有良好的导向精度。d定位装双侧刃控制送料步距与定位来进行定位。3主要工艺的设计与计算3.1排样设计排样图如图2-1：图2-1排样图Fig.2-1Layoutplan3.1.1排样方法及搭边的设计条料的排样方法为有废料直排的方式，侧搭边a=3mm，工件间搭边a=2.5mm。13.1.2材料利用率冲裁件的面积与所用板料面积的比率用材料利用率表示，值越大，材料利用率就越大，它是权衡合理利用材料的指标，根据他来确定够买多少原材料。它的计算用一个进距以内冲裁件的实积与毛坯面积的比率来显示。钢板的材料利用率为7%81.204.692357%10BSA式中：材料利用率；A一个步距内工件的实际面积)(2m；S送料步距)(m；B条料宽度。3.2弯曲工艺设计及计3.2.1中性层位置计算0=xtr=3+0.353=4.05式中：x中性层位移系数，查得：x=0.35；r弯曲件的内圆角半径，mm；t弯曲板料的厚度，mm。3.2.2对弯曲工件的毛坯进行尺寸计算查得：，取整为104.5mmmxtrL36.1045.274)(21公式中字母含义见图2-1。图2-2Fig.2-283.2.3对回弹现象的表述和模具相关尺寸进行修正应为弯曲时外切向力和内向切力方向相反，所以弹性回复方向相反，内区弹性伸长，外区弹性缩短，这样的反向的弹性回复增加了工件形状以及尺寸的改变，使弯曲工件的尺寸和形状与模具尺寸大小不一，这种情况叫弯曲回弹。当对弯曲半径r/t0.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故=32.79mm；=33.43mmd0.240.36（3.5）0.18=（3.5+0.750.18）=3.635mm；=（3.635+0.64）=4.275mmpd0.750.48d0.120.75校核：校核：p+d=0.1230.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故=3.635mm；=4.275mmd0.240.362直径20的孔（20）0.3d=（20+0.750.33）=20.248mm；d=（20.248+0.64）=20.888mmp0.130.840.210.13校核：+d=0.2140.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故d=20.248mm；d=20.888mm0.240.363切口（30.539.0）d=（30.5+0.750.39）016.=30.79mm；d=（30.79+0.64）=31.43mmp0.10.160.16校核：+d=0.260.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，16提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故d=30.79mm；d=31.43mm024.036.（2.5）0.14d=（2.5+0.750.14）=2.605mm；d=（2.605+0.64）=3.245mmp0.60.40.10.6校核：+d=0.10.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故d=2.605mm；d=3.245mm024.036.4切断（74）0.6d=（74+0.750.46）=74.345mm；d=（74.345+0.64）=74.985mmp0.120.120.190.19校核：+d=0.310.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故d=74.345mm；d=74.985mm0.240.36（2.5）0.14d=（2.5+0.750.14）=2.605mm；d=（2.605+0.64）=3.245mmp0.60.40.10.6校核：+d=0.10.06(不满足间隙公差条件)，由此可知，只有缩小p、d，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取p=0.40.06=0.024mm；d=0.60.06=0.036mm故d=2.605mm；d=3.245mm0.240.363.8闭模高度的计算模具闭模高度H=H+H+L+H+H-h闭上模垫下模2=55+10+62+40+70-2=235mm式中：H为上模座高度，mm；上模H为卸料板厚，mm；垫L为凸模长度，mm；17H为凹模厚度，mm；H为下模座高度，mm；下模h为凸模冲裁后进入凹模的深度，h=2mm223.9压力机的选择根据F=F+F+F+F=710.3KN，一般选用压力机的公称压力大于等于所需压力总冲卸推弯的1.1到1.3倍，初选开式压力机型号：JS31-110。其参数如下公称压力/KN：1100滑块行程/mm：110行程次数/次/分：50最大闭合高度/mm：350最小闭合高度/mm：260工作台尺寸/前后左右/mm：10706803.10闭模高度校核前面由冲压力首先选择1100KN的压力机，最大闭合高度为350mm，最小闭合高度260mm。模具的闭合高度首先与压力机的闭合高度相适应，随后介于压力机最大和最小闭合高度之间，通常可按如下关系式确定，即：5101maxminHH式中：H模具闭合高度；in压力机最小闭合高度；max压力机最大闭合高度；1垫板厚度；所以模具在安装时加上垫板可满足要求。经过综合分析所选压力机可以满足模具工作要求。184模具主要零部件的设计4.1工作零件设计4.1.1凸模长度计算L=62mmh21式中：h凸模固定板厚度)(m；h2卸料板厚度)(；t材料厚度；h附加长度，它包括凸模固定板与卸料板之间的安全距离，凸模进入凹模的深度以及凸模的休磨量)(；4.1.2冲孔凸模强度校核对直径为20mm孔的圆形凸模压应力校核，凸模最小直径应该满足：mmmin43.8td压经计算，凸模的直径为20.248mm大于3.84mm，满足条件。4.1.3凹模的设计(1)整体式凹模外形尺寸的确定冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用，由于凹模结构形式和固定方法不同，受力情况又比较复杂，理论方法还不能确定凹模外形尺寸，通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃避间距离，按经验公式来确定。凹模厚度：H=Kb(15mm)H=0.24163.75=39.3mm取H=40mm凹模壁厚：c=(1.52)H=608019取c=65mm式中：b冲裁件的最大外形尺寸，(mm)；K系数，查得：取K=0.24算得：凹模的总长度为293.75mm凹模的总宽度为241.5mm取标准值31525040mm(2)凹模刃口形式凹模刃口设计为直筒形式的。特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作不分尺寸不变。但因废料（或制件）的聚集而增大了推间力和凹模的胀裂力，给凸凹模的强度都带来了不利的影响，凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。取凹模的洞口高度h=9mm4.2连接与固定零件的设计4.2.1固定板将凸模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座上。固定板外形尺寸与凹模外形尺寸基本一致，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板的外形尺寸：长为315mmmm宽为250mm厚为20mm4.2.2垫板垫板可以起到将凸模承受的压力均布到模座上，避免凸模直接和模座接触，从而避免压强过高而压塌模面。垫板的作用是直接承受和分散凸模传递的压力，以降低模座说承受的单位压力，保护模座不被凸模断面压陷。且垫板必须热处理，旨在增加抗压强度。垫板尺寸为：长为315mm20宽为250mm厚度为10mm4.3定位零件设计板料在模具中必须放在正确的位置，以保证冲裁出外形完整的标准的零件，板料在模具送料平面中应当有两个方向的限位：1在与板料方向垂直的方向上的位置限定，确保条料沿对的方向送进，叫做送进导向；二是在送料方向上的位置限定，控制板料每次送进的距离（步距）叫做送料定距。本设计中，凡是送进导向的定位零件叫做导料板；凡是送料定距的定位零件叫做侧刃。导料板通过螺钉，销与凹模紧密连接在一起，厚度大致为条料厚度的2倍为6mm。4.4卸料装置弹性卸料板可以承担模具的卸料工作，还能对放置在模具内的条料产生压平和压住的效用，使工件平整和而且防止工件的位置移动。由于与凸模的优良搭配配合，冲切时凸模伸出长度小，使凸模很好的被保护。应为于板料较厚，卸料力很大，弹性卸料板使用4个卸料螺钉来定位，而且设有4个卸料板弹簧。卸料板的外形尺寸长、宽、厚度分别为325mm,250mm,14mm。4.5模架模架由上模座、下模座、导柱和导套组成。模架是模具的基础，模具用通过紧固件安装到模架上形成完整的模具的工艺结构。设计的工件尺寸较大，所以查不到标准模架，我选择模架为自制：选用滑动的对角导柱模架，其特点是：导向装置安装在模具的对角线上的，因此滑动平稳，导向准确非常实用。查表得：级为模架的精度等级，7级为上模座上平面对下模座下平面的平行度的公差等级，6级为导柱轴心线对与下模座下平面的垂直度的公差等级。导柱、导套的布置：上下模正确的相对运动是导柱导套来保证的。查表得：导柱，导套配合后的间隙值0.025mm，采用H7/h6的间隙配合在导柱与导套之间，前提必须小于冲裁间隙。导柱和导套通常采用过盈配合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中。215.模具的经济性分析模具的经济性是指制作成本的高低供应能否满足要求，加工过程复杂与否、成品率的高低和同一产品中利用的金属或钢材型号等。在我国目前的情况来看，用铁代替钢和以铸造代替锻造很符合很经济，所以选择通常弹钢和铸铁是最好的，尽量不选用合金钢。要求表面性能的零件有很多，对待这类零件，推荐用廉价钢种，对进行表面强化处理来就可以使用。还有，在研究材料经济性时，不能仅仅以价格来考虑材料的好坏，必须以综合效益来评价材料的经济性。冷冲压也称板料冲压，是塑性加工的一种最常用的方法。冷冲压有许多优点，技术上a在材料消耗不大时的前提下，做出的零件刚度好、重量轻、精度高。应为在冲压过程中材料的表面收到良好的保护，所以制作出的零件表面质量不错，外观光滑好看。经过塑性变形后也有很多好处，例如金属内部的组织得到改良，机械强度一定程度上有提高。b当压力机简单冲击时产生的作用，使得一次工序即可完成很多工序，而且其他加工方法所不能或难以制造完成的零件的加工都可以更见轻松地完成。c制件的精度较很高，使得零件尺寸的均一性和互换性非常好。即使没有进一步的机械加工就能满足一般的装配和使用的需求。因此这种加工方法是非常经济的：a原材料是指，在冶金厂大量生产的而且廉价的轧制板材。b采用合理的冲压工艺后，能够大量节约金属材料，使得少切屑和无切屑的加工方法得以实现。材料利用率通常高达75%-85%，由此可见制件成本非常便宜。c同时可以节约能源。冲压时可不需加热，也不需要讲金属切碎所以不会消耗很大的能量。d生产率高。每台设备可生产最多几十件零件每分钟。甚至有些高速床每分钟生产上千件零件e操作简单，有利于组织生产。需要大批量生产时，机械做自动化机械化容易实现，由此更进一步提高生产效率模具的作用有两个：一是把压力机的工作力通过模具专递给金属板料，产生使其变形的内力。当内力的作用高达某一的数值时，板料毛坯的某个部分就会产生与内力的作用相对应的变形，从而制作满足要求的形状的产品；第二个方面方面，通过使用模具，22能确保上下模之间的正确方向，并使胚料稳固的压紧，使丕料精确地定位精确的定位，然后冲制出达到一定精度要求的零件。在生产时，模具应达具有造精度高，操作性能良好，使用寿命长，制造周期短，模具成本低等优点。23总结在本课题的设计中，运用了大学本科四年中学习的机械设计，模具设计及工艺分析，互换性及检测技术基础等一系列课程知识，从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。不仅对以前学习的东西起到温故的作业，而且在此过程中还学到了许多知识。同时，我也要感谢评审老师给予我的论文指导，正是老师们认真严谨的教学态度，帮助我完善毕业设计并提高了我的专业理论水平，在这里，我要向他们表示深深的谢意。另外，我还要感谢在完成论文过程中给予我帮助的同学和朋友，也特别感谢对我的启迪。总之，我在论文过程中得到很多帮助，感谢所有帮助过我的人。在设计过程中要考虑工件定位的问题，若定位不确定，就不能加工出所需要的产品。设计一套模具确实不是一件容易的事情，自己不动手永远不知道其中的难点，期间碰到各种各样的难题，感谢我们的指导老师赵跃文老师,他从一开始耐心细致的讲解,以及给我们提供一些相关的材料。才使设计能够一步一步进行下去。24参考文献1杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册M.北京:机械工业出版社,2004.72宛强主编.冲模设计及实例精解M.北京:化学工业出版社,2008.33李奇涵主编.冲压成形工艺与模具设计M.北京:科学出版社,20074钟翔山主编.冷冲模设计应知应会M.北京:机械工业出版社,2008.85王孝培主编.冲压手册（第二版）M.北京:机械工业出版社,2000.106王树勋、廖红宜主编.冷冲压工艺与模具设计M.北京:电子工业出版社,2009.67薛啟翔主编.冲压模具设计结构图册M.北京:化学工业出版社,2005.425致谢通过一学期工作，我做完了毕业设计。十分感谢我的赵跃文老师。在本次毕业设计中，常常会遇到很多难题，赵老师一点一点的帮我，给我提供了很多建议和参考内容，使我优秀的的完成了毕业设计，他的孜孜不倦教导和严谨的思路给予我很大的感染。老师这样教导我，还使我学到了很多不是课本上的知识以及实际中能应用到的知识。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向太原工业学院，机械工程系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们四年来的辛勤栽培。26附录A：外文资料翻译译文机械产品方案的现代设计方法及发展趋势摘要：根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能四种类型。指出四种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的努力方向。关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势引言科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。1.系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信27息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。1.1设计元素法用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。1.2图形建模法研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。1.3“构思”“设计”法将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图28论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2：“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3：“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。1.4、矩阵设计法在方案设计过程中采用“要求功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求功能”逻辑树建立“要求功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。1.5键合图法将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。2、结构模块化设计方法29从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，