【冲压模具设计】玻璃升降器外壳冲压模设计【6张图纸】
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【冲压模具设计】玻璃升降器外壳冲压模设计【6张图纸】,冲压,模具设计,玻璃,升降,外壳,设计,图纸
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哈尔滨工业大学华德应用技术院 毕业设计（论文）中期报告 题 目： 玻璃升降器外壳冲压模设计 系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 赵彦欣 学 号 1069360125 班 号 0693601 指导教师 刘颖辉 中 题报告日期 2009 年 11 月 27 日 哈工大华德学院 说 明 一、中期报告应包括下列主要内容： 1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行； 2目前已完成的研究工作及成果； 3后期拟完成的研究工作及进度安排； 4存在的困难与问题； 5如期完成全部论文工作的可能性。 二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行 1、论文工作按开题报告 预定 的内容及进度正常进行 二、目前已完成的研究工作及成果 1、零件 成型工艺性分析 2、模具总体方案设计 3、工艺力计算 4、压力机 选择 5、压力机的校核 6、刃口尺寸确定 7、凸凹模结构确定 8、弹簧与橡胶的选用及计算 9、标准模架的选择 10、总装图的绘制 三、后期拟完成的研究工作及进度安排 1、 11 月 27 日 18 日 完成部装图及零件图设计 2、 12 月 21 日 31 日 撰写毕业设计论文及准备答辩 3、 2010 年 1 月 6 日 8 日 毕业答辩 四、 存在的困难与问题 1、冲压工序的排列顺序 2、凸凹模结构的设计 3、 卸料与出件方式 五、如期完成全部论文工作的可能性 1、根据进度安排可如期完成全部论文工作 一、毕业设计（论文）任务书 1、零件图（二维） 材料 :08 钢 壁厚 :产批量；大批量 图 1 玻璃升降器外壳 2、设计任务 (1)压圈落料、冲孔、拉深、多工位级进 模 具总装图、部装图设计，需零件图各1 张； (2)导柱、导套、凸模、凹模等零件图设计； (3)撰写毕业设计论文： 10000 字。 二、选题目的和意义 压圈冲压件为带法兰的 圆筒拉深件，底部带孔的回转体。该冲压件拉深高度较浅，材料为 08 钢 。 08 钢的化学成分有 碳 C ： 硅 锰 硫 S ： 磷 P ： 铬 镍 铜 该零件的冲压生产要用到的冲压加工基本工序有：落料 拉伸 冲孔 翻边 冲孔 切边 等 。 落料：用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零件。用于制造各种形状的平板零件。 拉深：把板料毛坯成形制成各种空心的零件。 冲孔：用冲模按封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是废料。 翻边 : 是指在毛坯的平面部分或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法 。 通过压圈冲压模毕业设计，掌握冲压模的 设计步骤，以及利用落料、拉深、冲孔 、 翻边 成型压圈的设计方法，了解和熟悉模具主要零件的加工制造方法及工艺。 三、 论文综述 模具工业在国民经济中的地位 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中， 60 80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产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。模具又是 “效益放大器 ”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十 倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。 第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。 第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。 第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。 第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石化 、建筑，都 要求模具工业的发展与之相适应。 冲压模 的分类和占有量 冲压模具的形式很多， 根据工艺性质分类： (1)冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 (2)弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 (3)拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 (4)成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、 扩口模、整形模等。 根据工序组合程度分类： (1)单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 (2)复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道以上冲压工序的模具。 (3)级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 冲压模具设计是冲压生产准备工作的基础，是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压设计水平标志着冲压生产工艺的先进性、合理性以及生产成本的经济性，它 在很大程度上反映了生产技术水平。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与冲压模具设计和制造有直接关系。 我国模具工业的现状 我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计， 2009 年我国模具生产厂点约有 3 万家左右，从业人员约 100 多万人，近年来，模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，增长在 20%以上。 2008 年模具销售额为 720 亿元。 2009 年进口模具 美元，与上年基本持平，比 2005 年减少 出口总量为 美元，比 2005 年增长 出口首次突破 10 亿美元。 从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具规模已占全国总量的 70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。 2009年模具进口按地区分，进口最多的是江苏，其次为广东，上海和天津，都超过了2 亿美元。江苏进口量 美元，占总进口比例为 上海进口量 总进口比例为 长三角地区的江苏。上海、浙江、山东进口量就有 美元，占总进口比例为 2006 年在模具出口最多的 10 个省市中，广东、天津、浙江、江苏、上海、 山东、福建、辽宁、北京、安徽。浙江、江苏、上海、山东、安徽分居第三位，四位、五位、六位、十位。 我国模具技术的现状及发展趋势 1 我国模具技术的现状 20 世纪 80 年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以 15% 左右的增长速 度快速发展。 “模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%， 铸 造 模具约占 6%，其他各类模具约占 11%。 中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。经过多年的努力，在模具 术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料 等方面取得了 显著 成就。 2. 我国模具技术的发展趋势 ：大型化、高精度。 国外模具工业的发展情况 1、 国外相继开发的新型热作模具钢包括： (1)高淬 透性特大型锻压模具钢，如国际标准 的 40国 准中的 40； (2)高热强性模具钢，如美国 本日立金属公司的 及特殊钢公司的 5等； (3)高温热作模具钢，如美国 本的 。 2、 为了满足冷作模具的特殊要求，各国发展的新型冷作模具钢有： (1)高韧性、高耐磨性模具钢，如美国钒合金钢公司的 ，日本大同特殊钢公司的 等； (2)低合金空淬微变形 钢，如美国 准钢号 本的 (3)火焰淬火模具钢，如日本爱知 本日立 钢； (4)粉末冶金冷作模具钢，如美国 国 。 总之，国外模具制造业正在向通用化、标准化、系列化、高效率、短制造周期发展， 应用日益普及。 模具钢的质量有了较大提高。为了加强竞争力量，适应经济全球化的发展趋势，国外模具钢的生产从分散趋向于集中，并多家公司进行跨国合并。为了更好地进行竞争，这些公司都建 成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地，形成几个世界著名的工 业 模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工业。 四、模具设计方案 1、零件三维造型图 图 2 工件三维实体图 2、 模具总体设计方案及可行性分析 （ 1）零件的材料分析 材料： 08 钢 特性及使用范围：为机软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的冲深、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。 （ 2）零件的工艺分析 图所示的为玻璃升降器外壳， 该零件外形简单对称 ,利 于合理排样、减小废料，直线、曲线的连接处为圆角过渡。材料为 08 钢 ,采用冲压加工 ， 经济性良好。从图一可以看出： 零件上方有缩口；底端有小孔；根据以上分析，模具在设计中应重点解决：外形如何确定，拉深凸凹模的确定；两件上部缩口的成型；翻边 及切边工序的完成。 （ 3）设计方案 拟定 玻璃升降器外壳冲压工序安排方案、画出冲压工序图及 排样图； 计算冲裁力、 拉深力 、 翻边力 、 确定模具压力中心、计算凹模周界、确定玻璃升降器外壳多工位级进 模具的有关结构要素、选用模具典型组合等，初选压力机吨位； 确定压力机吨位 ； 设计及绘制 玻璃升降器外壳级进 模装配图 ； 设计及绘制 玻璃升降器级进模 零件图； 按规定格式编制设计论文； 准备答辩 。 （ 4）可行性分析 本模具采用了 多工位级进模 ,为了充分发挥现有设备的作用 ,将落料、拉深、冲孔、 缩口 、 翻边 等工序中的 工位 采取 合理的布局形式 ,并将 工位 尽可能 减少，以缩小模具的体积 。 在设计凹模和凸模时 ,既考虑了成型后尺寸公差的正确性，又考虑了各工步工作过程中的刚性及稳定性和重复使用的耐磨性 ,避免使用期内成形尺寸变化。只有较为全面的考虑各因素 ,方能顺利完成零件的落料 ,拉深 ,冲孔及翻边工作。 五、进度安排 (1) 10 月 19 日 10 月 30 日 查阅文献资料，书写开题报告； (2) 11 月 2 日 11 月 9 日 总体方案设计与模具结构布局； (3) 11 月 9 日 11 月 24 日 完成总装图设计； (4) 11 月 24 日 12 月 18 日 完成部装图及零件图设计； (5) 12 月 21 日 12 月 30 日 撰写毕业设计论文； (6) 12 月 30 日 2010 年 1 月 6 日 自我检查、总结和准备答辩； (7) 2010 年 1 月 6 日 1 月 8 日 毕业答辩 参考文献： 1、李硕本 华德学院自印 . 2、肖祥芷，王孝培 第 3 卷 )2003 3、 邓明等 化学工业出 版社， 2005， 1、 肖祥芷，李德群等 . 模具设计中的应用 科学出版社， 1993， 51、 李德群等 . 对开展模具 认识 . 模具工业， 1992,9(7):58 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - I - 摘要 本文对冷冲压技术的分类、特点及发展方向作了简略概述；论述了冲压零件的形成原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理；对典型的冲压件模具进行了设计。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。 本设计的主要内容是，对零件进行工艺性分析，冲裁力的计算和压力机的选择，以及刃口尺寸的确定，凸凹模结构的确定，标准件的选择。 关键词 模具；冲压；凸模 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - n of of a on of of of of of of of in of of is to to of is of of of of of to of 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 目录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 压的特点、概念及应用 . 1 压的基本工序及模具 . 2 压技术的现状及发展方向 . 3 第 2 章 零件的工艺性分析 . 7 件的工艺性分析 . 7 裁工艺方案的拟定 . 7 工工序的拟定 . 7 合模具正装与倒装的比较 . 7 具基本方案的拟定 . 8 具类型 . 10 作与定位方式 . 10 料与出件方式 . 10 架类型及精度 . 10 章小结 . 10 第 3 章 冲裁力的计算、压力机的选择 . 11 念 . 11 本工序 . 11 裁力的计算 . 11 坯尺寸的确定 . 11 裁力的计算 . 14 力机的校核 . 18 章小结 . 18 第 4 章 刃口尺寸确定 . 19 裁间隙 . 19 本概念 . 19 隙的确定 . 19 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 凹模刃口尺寸计算 . 21 口尺寸计算原则 . 21 口尺寸计算 . 22 章小结 . 26 第 5 章 凸、凹模结构确定 . 27 、凹模设计原则 . 27 模结构计算 . 27 章小结 . 28 第 6 章 弹簧、橡胶的选用与计算 . 29 簧的选用与计算 . 29 料弹簧选用原则及步骤 . 29 料弹簧的计算 . 29 胶的选用与计算 . 30 胶选用原则 . 30 胶的计算 . 31 章小结 . 31 第 7 章 标准件的选择 . 32 模标准化的意义 . 32 模标准模架及其标准零件 . 32 模座的选择 . 32 模座的选择 . 33 柱导套的选择 . 34 柄的选择 . 35 架的选择 . 36 章小结 . 37 结论 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 附录 . 41 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 1 - 第 1章 绪论 压的特点、概念及应用 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机上的模具）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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批 量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下： 操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 2. 冲压时由于模具保证了 冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ,具有 “ 一模一样 ” 的特征。 状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高， 是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 2 - 分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率 和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的 。 压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压件（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序 还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难以达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，根据组合的方法不同，可将其分为复合、级进和复合 复合冲压 在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 级进冲压 在压力机的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式 。 复合 在一副冲模上包含复合模和级进模两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多，通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 3 - 件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹 模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。 冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上， 还是在质量、技术、和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍需大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求 ，市场竞争激烈。 据中国模具工业协会发布的统计材料， 2004 年我国冲压模具总产出约为220 亿元，其中出口 美元，约合 元。 根据我国海关统计资料， 2004 年我国共进口冲压模具 美元，元。从上述数字可以得出 2004 年我国冲压模具市场总规模约为 中国内市 场总需求为 元，总供应约为 元，市场满足率为 82%。上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此 技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场价格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好， 2005 年冲压模具出口达到 美元，比 2004 年增长 可以说明这一点；三是近年来港资、台资外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 冲压模具水平情况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提 高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多 t 的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 1 2 m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 m 的精冲模，大尺寸（ 300冲模及中厚板精冲模，国内也已达到相当高的水平。 模具 术状况 我国模具 术的发展已有 20 多年历史，由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984 年共同完成的精冲模 统，由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同完成的冷冲模 统是我国自行开发的第一个冲裁模 统。上海交通大学的冷冲模 统也于同年完成。 20世纪 90 年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 4 - 术。国家科委 863 计划将东风汽车公司作为 用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具 成系统于 1996 年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。 1997 年一 汽引进了板料成型过程计算机模拟 件并开始用于生产。 21 世纪开始 术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 术， 其中部分骨干重点企业还具备 力。 模具 术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的 统，如美国 国 司的 国 司的 国 司的 本 司的 色列公司的 引进了 软件及法国 司用于汽车及覆盖件模具的 专用软件。国内汽车覆盖件，模具生产企业普遍采用了 术。 的设计和模具结构图的设计均已实现二维 数企业已经向三维过度，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在 冲压成型 件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 冲压模具的发展重点与展望 发展重点的选取应根据市场要求，发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述： 冲压模共有 7 小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技 术要求高的中高档轿车，大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模和大型精冲模，并不断提高其精度。 模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于 术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具 术应向宜人化、 集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具 统专用 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 5 - 化程度。 为了提高 术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专用系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度 1 a m 的各种精密加工。提高模具标准化程度，提高好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬 处理等技术也是发展重点。 对于模具数字化制造系统集成逆向工程、快速原型模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全方面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压 生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250高速压力机的滑块行程次数已达 2000 次 /上。在多功能压力机方面，日本本田公司生产的 2000压中心”采用 制，只需 5间就可完成自动换模、换料和调整 工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的 属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的 4 10 倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、 能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（ 和冲压柔性制造系统（ 表了冲压生产新的发展趋势。 统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24 小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 6 - 模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具有一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使 冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达 70% 80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有 扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在 40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 设计要求 :设计该零件的冲裁模 冲压技术要求： 1 材料： 08 钢 2 材料厚度： 生产批量：年产 10 万件 4 公差为 注公差按 确定 图 1品图 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 7 - 第 2章 零件的工艺性分析 件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件的结构，形状，尺寸等对冲裁工 艺的适应性。在设计冲裁件模之前，首要对冲裁件的工艺性进行分析，冲裁件的工艺性主要取决于模具的精度和加工方法 。 冲裁件的工艺性包括以下几个方面： 冲裁件的精度等级： 具精度 冲裁件的形状应该力求简单，对称，圆角过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象，同时也能防止尖角部位刃口的过快磨损，还应该尽可能避免过长的悬臂和切口，还应该有利于排样时材料的经济利用。 裁工艺方案的拟定 工工序的拟定 落料 拉深 冲底孔 翻边 冲小孔 合模具正装与倒装的比较 表 2具正装与倒装的比较 序号 正 装 倒 装 1 对薄冲裁件能达到平整要求 不能达到平整要求。 2 装凹模的面积较大，有利于复杂制件可选用拼块结构。 凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板。 3 操作不方便，不安全，孔的废料用打棒打出，便于制件的取出。 操作 方便，能装自动拨料 装置，自动拨料装置能提高生产率又能保证安全。孔的废料通过凸凹模的孔向下漏掉。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 8 - 4 废料不会在凸凹模孔内积聚，每次打棒打出减少孔内废料胀力有利于凸凹模减小最小壁厚。 废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要有较大的壁厚以增加强度。 具基本方案的拟定 此零件可用多种方案来完成，多种方案的拟定可以更好的确定加工方案，确定操作流程，保证操作安全，确保制件结构尺寸的精确。保证进料，定料，出料和废料处理的方便。模具上各种零件有足够的强度，防止使用过程中损坏和变形。加工时保证不使废料或制件产生飞弹现象 。 拟订第一套方案 采用单工序模来完成这个零件的冲压。 方案分析： 优点：模具结构简单，模具制造成本低。 缺点：采用多套模具产品精度不能保证，占地面积大。 拟订第二套方案 采用简单复合模来完成 （ a）落料拉深模 （ b）冲底孔模 （ c）翻边模 （ d）冲小孔模 图 方案二的结构简图 方案分析： 优点：采用常用的简单复合模来完成一部分的工序加工，可以提高精度、生 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 9 - 产效率，减小占地面积。 缺点：采用复合模会增加成本，因为由多套模具来完成，会影响产品精度。 拟订第三套方案 采用两套复合模 具来完成，零件加工。 方案分析： 优点：增加产品精度，提高生产效率，减少人工操作。 缺点：模具结构较为复杂，增加了产品的生产成本，因为由两套模具来完成所以拉深和翻边的同轴度不易保证。 拟订第四套方案 采用综合式级进模加工零件 结构分析： 优点：可以保证零件的尺寸精度，生产效率较高。 缺点：模具较大，形状复杂，而且具有多种冲压过程，不易计算冲压中心。 拟订第五套方案 采用综合式复合模生产零件 图 方案五的结构图 方案分析： 优点：此方案可满足成型件的结构和精度要求，而且一 次开模行程便可生产出一个零件，生产效率较高。 缺点：模具结构复杂，制造精度较高，增加了成本。 经过几套方案的综合对比，考虑到冲孔废料和制件的取出，模具的强 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 10 - 度 ，使用寿命，安全性等因素，决定使用此方案。 具类型 根据零件的冲裁工艺方案 ,采用综合式复合冲裁模。 作与定位方式 零件为批量生产 ,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产 ,且能降低模具成本 ,因此采用手工送料方式。零件尺寸较大，保证孔的精度及较好的定位，为了提高材料利用率采用固定挡料销。 料与出件方式 考虑零件尺寸较大，形状较复杂采用固定卸料方式 ，为了便于操作，提高生产率，废料采用凸模直接从凹模洞口推下的方式。因为使用的是倒装式，所以出件方式为上出件。 架类型及精度 由于零件尺寸较大，冲裁间隙较小，工序较复杂又是复合模，因此采用导向平稳的对角导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。 章小结 本章对零件的工艺进行分析，对模具的总体结构进行设计，拟订了一系列的方案，对各个方案进行了具体的优、缺点分析，最终决定采用的方案。对操作方式，卸料，模架类型及精度做了简要的介绍。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 11 - 第 3章 冲裁力的计算、压力机的选择 念 卸料力 冲裁时工件或废料从冲凸模上取下来的力叫卸料力。 推件力 从凹模内将工件或废料顺着冲裁方向推出的力叫顶件力。 顶件力 逆冲裁方向将工件顶出的力叫顶件力。 本工序 冲孔：用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部份是废料。 落料：用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部份是零件。 拉深：利用模具合冲后得到的平面毛坯变成为开中的空心零件的冲压工艺方法。 翻边：是在成形毛坯的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲线翻成竖立边缘的冲压方法。 裁力的计算 坯尺寸的确定 深毛坯尺寸的确定（ 如图 3 （ 3 经计算 50 d =h = R = 0D 62边值的确定 搭边是指排样时冲件之间以及冲件与条料边缘之间留下的工艺废料，搭边具有以下作用：补偿定位误差和送料误差，保证冲出合格的零件，增加条料刚度，方便条料送进，提高生产效率，避免冲裁时边缘的毛刺被接入模具间隙，提高模具寿命等。 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 12 - 图 3带法兰边的拉深件与毛坯 表 3工件的合理搭边值 单位： 料厚度 圆形冲裁 非圆形冲裁 往复送料冲裁 自动送料冲裁 200 l200 300 大于 至 a b a b a b a b a b a b 普通钢板冲裁件 0 5 2 2 3 3 4 5 6 8 哈尔滨工业大学 华德应用技术学院 毕业设计（论文） - 13 - 搭边值的大小要合理，搭边值过大时，材料利用率低；搭边值过小时，达不到其在冲裁工艺中所起的作用。因此在实际确定搭边值时，应考虑以下因素。 材料的机械性能 冲件的形状与尺寸 材料的厚度 送料及挡料方式 卸料方式 搭边值一般根据经验来定，推荐的合理搭边值（见表 3 取 a = b = 料宽度与倒料板间距 条料
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