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冲压 模具设计 模具 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： 端盖冲压模具设计 系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型与控制工程 学 生 王晓峰 学 号 1069360127 班 号 0693601 指导教师 晁红颍 中期 报告日期 2009 年 11 月 30 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、零件的工艺性分析 (1)零件的工艺性 ； (2)零件的形状 ； (3)材料性能 ； 2、工艺计算 (1)力的计算 ； (2)排样方式、搭边值、利用率、毛坯展开长度 ； (3)压力中心 ； (4)选择压力机 ； (5)冲裁间隙以及凸 、 凹模 刃口 的 尺寸计算 ； (6)最小弯曲半径 ； 3、 凸凹模的确定 (1)凸模的结构形式 ； (2)落料凹模的确定 ； (3)弯曲凹模的确定 ； (4)冲孔凸模与凹模的配合 ； 4、 模架的确定 5、 定位和固定装置 (1)定位零件 ； (2)固定零件 ； (3)卸料零件的计算 ； (4)导向零件 ； 6、 非标准件的设计 (1)活动凸滑块 ； (2)滑块与转动板 ； 7、 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 模具的装配与部装图的设计； 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、 主要上艺难点在于 4 个凸台的成形，其相对高度较人，凸台之间距离又相对小，因此，在成形过程中，材料变形复杂，尤其足凸台内侧及两凸台之间圆弧部分，材料补充困难，仅靠变薄拉仲难以达到要求，且易出现拉裂， 2、 开始工作的顺序为：冲中心预孔 个凸台 落料凹模 、件 冲孔成形凹模 上平面下齐时， 冲孔凸模 下下作面最低， 落料成形凸模 部分次之，落料凸模最高压、卸料部分经试模调整应保 证压边及卸料力适当，动作顺畅，功能满足模具工作要求。 五、如期完成全部论文工作的可能性 根据进度安排可如期完成全部论文工作 哈尔滨工业大学华德应用技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题 目： 系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 王晓峰 学 号 1069360102 班 号 0693601 指导教师 晁红颍 开题报告日期 哈工大华德学院 说 明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2进度计划是否切实可行； 3是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题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、设计的内容、技术要求 利用 设计软件，完成该塑件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该塑件注射成型工艺性基础上进行模具的总体的方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用 计软件完成模具的总装配图、脱模机构部装图及有关的零件图设计；最后完成设计计算说明书的编写。 该毕业设计所要冲压的零件，如下图。材料为 08F，厚度为 1 08F 中 F 表示是沸腾钢， 08 表示为含碳量为万分之八 。 08F 钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。 因为 08F 钢的塑性很好， 所以主要用来制造冷冲压件 技术要求： 1、中心孔尺寸精度要求较高。 2、外圆尺寸精度要保证。 零件二维图 二、选题的目的和意义 端盖是某种通用机械上的一种零件，使用数量较多（每台 6，原为铸铁件，为了节约工序、降低生产成本，同时还能保证零件性能，对其进行了改善，如下图。改进设计后冲压工艺要点： 1，采取预冲中心孔，以改善 4 个凸台内侧及凸台之间的材料流动； 2 将毛坯下成方形，一边四角从外侧补充 4 个凸台用料； 3，采取先将 4 个凸台拉伸到一定高度时在落制件外园料的方法，使得在拉伸过程中材料易于得到补充且外圆相对准确（后一工序进行前，不必在修整圆边）。这种设计既让学生巩固了所学的知识，又锻炼了实战的能力。同时，该工艺可行性好，效率高，成本低，经济效益显著。 三、论文综述 （一） 模具工业在现代工业生产中的地位和作用 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。 在现代机械制造业中 ,许多 新产品的开发和生产 ,在很大程度上依赖于模具制造技术 , 产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。 特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低 ,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一 ,直接影响着国民经济中许多部门的发展。 我国对模具工业的发展十分重视，国务院于 1989 年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。 模具在现代工业生产中 的重要作用主要表现在以下几个方面： 1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。 2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此 避免了切削加工。 3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占 60%70%，家电产品占 80%以上，手表、自行车等轻工产品占 85%以上。 （二） 模具的分类和占有量 按通常的分类方法如下 ： 塑料模具 、 橡胶模具 、 冲压模具 、 压铸模具 、 铸造模具 、锻造模具 、 合金模具 、 拉丝模具 、 玻璃模具 、 陶瓷模具 和 汽车模具 。但是从模具的设计角度看，总体结构特征分类更加的方便， 注射磨具按结构特征可分为：单分型面 注射模具、双分型面注射模具、带有活动镶件的注射模具、带侧向分型抽芯的注射模具、自动卸螺纹的注射模具、推出机构在定模的注射模具和无流道凝料的注射模具等。 据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占 60%70%，家电产品占 80%以上，手表、自行车等轻工产品占 85%以上。 （三） 我国模具工业的现状 近年来，我国的模具工业发展较快，已能够满足国内对中、低档模具的需求。少量模具已开始向日本、美国、新加坡、泰国等地出口。模具工业逐渐发展成为国民经济的基础工业。我国的模具工业虽然在十多年 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例较低 ;许多先进的模具技术应用不够广泛，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依靠进口。据统计我国目前的模具生产只能满足需要的 60%，其余 40%需要进口；术的普及率不高等。 我国的模具制造与国外相比，落后之处主要表现为以下 5 个方面： 1、标准化程度较低。国内标准化程度为 30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。 2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采 用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如 标磨床、 火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低 12 级，制造周期长 12 倍。 3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。 4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较 低，模具材料利用率仅为 60%。 5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占 7%8%，这一比例不但低于国外的 30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。 以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造 (专 )专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现 代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。 （四）国外模具工业的发展情况 据中国工业报报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用 ,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。 1、高新技术应用于模具的设计与制造 （ 1） 广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性 在欧美， 成为模具企业普遍应用的 技术。在 应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 3D 设计已达到了 70% 89%。 、 软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成 2D 设计，同时可获得 3D 模型，为 程和 集成提供了保证。应用 3D 设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。 30 50 人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。 术在欧美已经逐渐 成熟。在注射模设计中应用 析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用 件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。 术在模具设计中的作用越来越大，意大利 术后，试模时间减少了 50%以上。 （ 2）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产 中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在 3 万r/用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为 4 5 年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。 （ 3）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用 由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快 速制模技术占据了十分突出的位置，有 各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。 在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。 2、欧美模具企业的管理经验值得借鉴 （ 1）人员精简， “ 瘦 ” 型管理 欧美模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，所考察的模具企业人数一般都 在 20 50 人。企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。精益生产、 “ 瘦 ” 型管理的思想得到了较好的体现。 （ 2）采用专业化，产品定位准 所考察的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系，有的已持续了 30 40 年。 （ 3）采用先进的管理信息系统，实现集成化管理 欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。 （ 4）工艺管理先进，标准化程度高 与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同，欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图，包括每个零件的详细设计，并且都制定了详细的加工工艺。我国模具要走向世界，必须深化改革、扩大出口 。 欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业，人均年销售额在 20 万美元左右；意大利人均年销售额也在 10 万美元以上。与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高 应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时，要学习和借鉴国外的先进 管理经验，进一步深化企业改革。目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。 通过以上介绍可以看出，模具专业是一个发展前景十分广阔的专业，又是一个大有作为的专业。模具工业的发展，要求我们许许多多有志青年勤奋努力、刻苦钻研，为缩小我国模具工业与工业发达国家间的差距作出贡献。 四、模具设 （一）三维图形： （二） 工艺分析及工 艺方案的确定 ： 可行性分析 ： 该工艺如要可行，须具备如下条件： 1,制品改进后需不降低原先的使用性能要求； 2，制品须有相当的生产批量（每月 2000 件）； 3，改进后的制件应具有良好的冲压工艺性。经对原来制件进行认真分析认为可行。改为图 2 结构，分析其冲压工艺性，主要工艺难点在于 4 个凸台的成型，其相对高度大，凸台之间的距离又相对小，因此在成型过程中，材料成型变形复杂，尤其是凸台内侧及两凸台之间的圆弧部分，材料补充困难，仅靠变薄拉伸难以达到要求，且易于出现拉裂，经充分考虑成型条件和冲压工艺难点分析，提出改进后冲压工艺要 点： 1 将毛坯下成方形，以便四角从外侧补充四个凸台用料； 2，采取将四个凸台拉伸到一定高度时再落制件外圆料的方法，使得在拉伸过程中材料易于得到补充且外圆相对准确（后一工序进行前，不必再修外圆边）。 综上分析确定冲压工序过程如下：用两个复合工序（两副模具）完成该制件的加工。 第