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湖南农业大学东方科技学院 毕业论文（设计）任务书 学生姓名 周挺 学 号 200841914432 年级专业及班级 2008 级机械设计制造及其自动化 (4)班 指导教师及职称 汤兴初 副教授 学 部 理工学部 20 11 年 9 月 20 日 毕业论文（设计）题 目 多功能开瓶器冲压工艺及模具设计 主要内容和要求： 目前，市场上销售的开瓶器各式各样，开瓶件各类比较单一，特别是在开启旋盖时，因没有相应的开瓶件，用于放开要有一定的力量，小孩和女同志根本无法开启，男同志开启时稍不注意会伤及手指。 为了方便开启啤酒瓶揭盖及白酒类、饮料类旋盖和罐装类拉盖，我们设计了一种同时具有以上功能的简单便携易于加工生产的开瓶器。 本课题主要是多功能开瓶器冲压工艺及模具设计： 主要技术参数： 1. 材料不锈钢 、料厚 2. 生产效率： 1 万件 /班； 3. 模具设计应满足冲压加工技术要求，操作方便 、安全； 要求： 1. 冲压件的工艺性分析，进行设计计算； 2. 绘制模具总装配，绘制全部制作零件的工程图； 3. 编制典型零件的加工工艺规程卡片； 4. 设计计算说明书一份（ 1， 5000 字） 5. 绘制 样 3 张以上零号图纸； 6. 查阅参考文献 、工具书等 20 篇以上。 主要参考资料 （具体格式以规范化要求规定为准 ） ： 1. 模具设计与制造 谢昱北 主编 ,北京大学出版社， 2005. 2. 冲压成型技术康俊远主编 ,北京理工大学出版社， 2008. 3. 冲压模具设计实用手册郑家贤主编 ,机械工业出版社， 2005. 4. 冲压工艺与模具设计钟毓斌主编 ,华北航天工业学院， 2005. 5. 实用冲压模具设计手册郑可锽主编 ,北京宇航出版社， 1990. 6. 冷冲压模具图集齐卫东主编 ,北京理工大学出版社， 2007. 7. 机械制图郭纪林 余贵英主编 ,大连理工大学出版社， 2005. 8. 互换性与技术测量韩进宏主编 ,机械工业出版社 ， 2006. 9. 模具制造工艺学胡彦辉主编 ,重庆大学出版社， 2006. 10. 机械设计手册成大先主编 ,北京化学工业出版社， 1994. 11. 冷冲压模具设计与制造（第 2 版）王秀凤 主编 ，张永春，北京航空航天大学出版社 ,2008. 12. 冲模设计应用实例许发樾主编，机械工业出版社， 1999 年 6 月出版 . 13. 冲模设计手册冲模设计手册编写组编，机械工业出版社， 1999 年 6 月出版 . 14. 中华人民共和国国家标准冷冲模国家标准局编，中国标准出版社， 1981. 15. 模具制造手册 模具手册编写组编，机械工业出版社， 1982. 16. 冲压手册王孝培编，机械工业出版社， 1990. 17. 中国知网 ， 达任务书 24 查阅文献、收集资料 成开题报告 体方案设计 装图和零件图的绘制 写设计计算说明书 交毕业设计正稿 备答辩并修改 要求完成日期： 20 12 年 5 月 15 日 指导教师签名： 接受任务日期： 20 11 年 9 月 20 日； 学生本人签名： 注：签名 栏必须 由相应责任人亲笔签名 。 2 1 前言 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 1 。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术。冲压的基本工序分为分离工序和成形工序两大类 2 。 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 3 。 1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，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。 3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，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。 4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，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分体现，从而获得较好的经济效益。 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 4 。 冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机 、电机、仪表以及在国防工业中。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到投入成本低，模具成本高，不适应中小生产规模的特点。但是总的说来，随着我国经济实力的进一步加强， 3 模具行业，包括冲模一定会得到更普及地应用。 随着冲压工艺的广泛应用于国民经济中，再加上随着数控技术和机械 模的发展更加迅速。它 以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。外国的冲压模发展水平相当高，无论是设计还是制造，都达到较高的水平。以精确的定位，合理的工艺，连续加工精度很高的薄臂零件。而国内模具行业的起步较晚，基本上以单模为主，因此，加工精度还不够高。 冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科 5 。 落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是 从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模 6 。简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位 冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因此说制造成本高。复合模是指在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。复合模同连续模一样，也是在简单模的基础上发展的一种较先进的模具。与连续模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件 7 。 本次设计零件的材料是不锈钢，适用于冷冲压加工。如何安排合理的加工工艺，确保生产的效率最高，同时也能满足零件的加工要求。这是整个设计的重点。在该零件的加工中，包括了冲孔，落料。冲孔属于冲裁加工的一种。冲裁模的结构比较简单，冲裁过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏，一般的，断面分为四个特征区，即圆角带，光亮带，断裂带，和毛刺。我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布 。冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的确定。在设计本零件的冲孔和落料加工时，须首先确定其力学性能，然后设计主要零件，完成结构草图，最后完成装配图。 在冲压模的设计过程中，还必须考虑到模具的成本，因此在进行选材，结构设计时，必须尽量不设计形状复杂的结构，同时采用镶嵌式代替整体式的结构。针对模具的定位要求高的特点，在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。总的一句话，必须在有高的模具寿命和 4 满足加工精度要求的基础上，尽量降低模具材料的成本，简化模具的结构，这样才能有利于这个行业在我国的发展。 2 设计任务与分 析 设计任务 本次所设计产品如图 1所示： 图 1 工件图 术要求： 1）材料：不锈钢； 2）材料厚度： 3）生产批量：大量生产； 4）生产效率： 1万件 /班； 5）未标注公差：按 零件的工艺性分析 该零件形状简单，有直线和圆弧组成，由冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 、表 裁件内外形所能达到的经济精度为 中心与边缘距离尺寸公差为 以上精度与工件图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该工件的精度能够在冲裁加工过程中得到保证。故决定采用冲孔落料复合模进行加工，且一次才冲压成形。 3 零件工艺计算 5 排样计算 根据的冲压件的形状，本冲裁件采用有废料直排，模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都有搭边。这种排样既能保证冲裁件的质量，又能保证冲模的寿命。排样图如图 2。 图 2 排样图 据冲压件的尺寸，由冷冲压模具设计与制造（第 2 版）表 出， 最小搭边值 3a , 21a 。 本次模具采用同侧导料销装置进行导料的模具看，条料在导料销装置的引导下始终沿同一侧运行，故条料的宽度为 1 83282 因冲裁件外形复杂，故冲压件毛胚面积采用估值计算 222 12411021201021341020204042 6 进距： 2240 一个进距的材料利用率 %1002 %40%1004288 8521 冲裁工艺力计算 该模具采用弹性卸料和上出料方式 , 由冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 得，50 周长的计算 冲裁件外轮廓周长 i 1冲裁件孔 周长 落料力 11 3 4 0 9 4 0 4 5 11 冲孔力 22 4 1580 落料时卸料力 15 由冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 7 卸 冲孔时推件力 2推 6 取冷冲压模具设计与制造（第 2版）图 a）的凹模洞口形式，如图 3所示。取 5h ，则 图 3 凹模洞口类型 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 1 64 1 5 8 推 冲裁时总工艺力 推卸总 217 总 确定模具的压力中心 按比例画出零件的形状，选定坐标系 图 11工件冲裁周边分成 1321 , 基本线段，分别求出各线段长度及各段的中心位置。 01 02 23 3 13 84 34 54 55 26 06 46 8 图 4 压力中心 力中心到 X、 Y 轴的距离为 112111112211 c 8 112111112211 c 9 以模具的压力中心为： （ x,y） =（ 4 凸、凹模的设计 凸、凹模刃口尺寸计算 查冷冲压模具设计与制造（第 2 版）表 9 零件的冲孔形状较为复杂，并且零件厚度较为薄，为了保证凸、凹模之间一定的间隙值，必须采用配合加工。用该方法加工凸模或凹模时，在图纸上只需要标注作为基准件的落料凹模或冲孔凸模的尺寸和公差。这种加工方法的特点是模具间隙在配制中保证，因此不需要校核p+d。 当以凸模为基准时，凸模磨损后，刃口尺寸都减小，因此属于 寸。 零件图中未标注公差的尺寸，查 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 表 极限偏差分别为 : ;4;7;12 R。 查 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 表 当 时， x= 时， x=1 按 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 表 p 10 0 6 6 0 0 4 4 0 3 3 冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，保证其双面间隙 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模的刃口尺寸计算 如下。 当以凹模为基准时，凹模磨损后，刃口尺寸都增大，因此属于 零件图中未标注公差的尺寸，查 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 表 极限偏差分别为 : ;42;10;20 查 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 表 x 为： 当 时， x= 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 表 a x 11 10 落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，保证其双面间隙 模、凹模、凸凹模的结构设计 冲孔的凸模，由于需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形状。尺寸标注如图5所示。 凹模的 刃口形式，考虑到本次生产批量较大，所以采 用刃口强度较高的凹模，即冷冲压模具设计与制造 （第 2版）图 a）所示的刃口形式。凹模的外形尺 寸得 凹模厚度： 12 凹模壁厚： 13 查冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 = 因此可得 H =2=16.4 取 H =18 C =8=39 图 5 凸模 得垂直于送料方向的凹模宽度 14 因工件边界形状复杂，且具有尖角，所以系数去 垂直于送料方向的凹模宽度 B 为 B =82+8=154 取 B =160 料方向的凹模长度 11 2 15 式中： 1L 沿送料方向凹模型孔壁间最大距离， 1l 沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离， 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 5。所以，得送料方向的凹 模长度 A 为 A =40+236=112 取 A =125 模的尺寸标注如图 6所示。 本模具为复合冲裁模，因此除了冲孔凸模和落料凹模以外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图 7所示。 校核凸凹模的强度：校核凸凹模的强度：按冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 11 图 6 凹模 .2 实际最小壁厚为 8 符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙 凹模上孔中心与边缘距离尺寸 公差，应比零件图所标精度高 3 4级，即定位 20 5 模具总体设计及主要零部件设计 模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等。这些模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等这些零件大多有国家准，设计时可按国家标准选用。 上模座、 下模座的设计 通常所说的模架是由上模座、下模座、导柱、导套四个部分组成，一般标准模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体。模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模架的上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱，导套的导向来实现 8 。 12 图 7 凸凹模 据模架的导向机构摩擦性质的不同，模架分为滑动和滚动导向模 架两大类。每类模架中，由于导柱的安装位置和导柱数量不同，又分为多种模架形式。冲模滑动导向模架有对角导柱模架、后侧导柱模架、后侧导柱窄型模架、中间导柱模架、中间导柱圆形模架、四导柱模架；冲模滚动导向模架有对角导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架、后侧导柱模架。滑动导向模架的导柱、导套结构简单，加工、装配方便，应用最广泛。各类模架的主要特点和应用场合见表 1。 本次模架选用中等精度，中、小尺寸冲压件的中间导柱模架，从前往后送料，操作方便。 根据最大轮廓尺寸选项进行规格标准模板 ,查 冷冲压模具设计与制造（第 2版） 13 表 1 滑动导向模架的主要形式、特点及应用 of 架形式 主要特点 应用场合 滑动导向对角导柱模架 在凹模面积的对角线上，装有一个前导柱和一个后导柱，其有效区在毛坯进给方向导套间。受力平衡，上模座在导柱上运动平稳。 适用纵向和横向送料用面宽，常用于级进模和复合模。 滑动导向后置导柱模架 两导柱、导套分别装于上、下模座后侧，凹模面积是导套前的有效区域 。可用于冲较宽条料。送料及操作方便。由于导柱、装在一侧，会因偏心载荷产生力矩，上模座在导柱上运动不够平稳。 可纵向、横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不适于大型模具。 滑动导向中间导柱模架 在模架的左、右中心线上装有两个不同尺寸的导柱，其凹模面积是导套间的有效区域，有导向精度高，上模座在导柱上运动平稳等特点。 仅能纵向送料，常用于弯曲模和复合模。 动导向四角导柱模架 模架的四个角上分别装有导柱。模架受力平衡，导向精度高。 用于大型冲件，精度很高冲模，以及大批量生产的 自动冲压线上的冲模 表 择标准模座： 上（下）模座 160 125 40 81（ 81）凹模周界为 L =160B =125度 H =40够符合工件对模具的加工要求。 模座材料：铸铁 度要求：模座上、下表面的平行度应达要求，常用公差等级为 4级。 上模座导套孔的轴线垂直于上模座的上表面，下模座导柱孔的轴线垂直于下模座的下表面，且垂直度公差等级一般为 4级。 上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在 0. 02 查冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 在保证平行度的前提下， 得 模座的上、下面表粗糙度为 m 。取 模座的上、下面表粗糙度为 座尺寸标注分别如图 8、图 9所示。 导柱、导套 14 图 8 上模座 On 向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。考虑到方便加工，装配容易， 根据设计选取 用基轴制配合。由 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 得：在冲压材料为 4柱与导套的配合宜选用间隙配合 H7/模座与导套配合宜选用过盈配合 H7/模座与导柱配合宜选用过盈配合 R6/ 选择常用准件，故根据 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 取 :直径 d =28差为 度 L =160 的 导柱 160 81. 20 钢； 故根据 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 取 :直径 d=40差为 度 H =53 B 型导套： 导套 10038 81. 20 钢。 15 图 9 下模座 模柄 类型及应用场合： 旋入式：图 10a）所示， 通过螺纹与上模座连接，为防止松动，常用防转螺钉紧固。这种模柄装拆方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于有导柱的小型冲模。 压入式： 图 10b）所示， 它与模座孔采用过渡配合 H7/加销钉防转这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常用。 凸缘式： 图 10c）所示， 用 3 4个螺钉固定在上模座的窝孔 内，模柄的凸缘与上模座的窝孔采用 H7/用于较大型的模具。 槽型模柄和通用模柄： 图 10d）、 e）所示， 均用于直接固定凸模，也称为带模座的模柄，它更换凸模方便，主要用于简单模。 模柄的选用： 首先应根据模具的大小及零件精度等方面的要求，确定模柄的类型，然 后根据所选压力机的模柄孔尺寸确定模柄的规格。选择模柄时模柄安装直径 16 图 10 模柄 与滑块模柄孔尺寸相适应。模柄直径取 与模柄孔相等，采用间隙配合 H7/柄长度不得大于压力机滑块里模柄孔的 深度。根据选择的压力机型号尺寸，模柄选择为凸缘模85 81. 凸模固定板 将凸模或凹模按一定相对位置压人固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座的板件上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。 固定板的设计主要有以下几点： 1)凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 凸模固定板厚度为 15平面尺寸与相应的整体凹模、卸料板外形尺寸一致，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置 。 2)固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合 H8/模压装后端面要与固定板一起磨平。 17 3)固定板的上、下表面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。固定板基面和压装配合面的表面粗糙度为 一非基准面可适当降低要求。 4)固定板材料一般采用 235钢制造，无需热处理淬硬。 垫板 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷。模具中最为常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板与模座之间。模具是否加装垫板，要根据模座所受压力 的大小进行判断，若模座所受单位压力大于模座材料的许用压应力，则需加垫板。 垫板外形尺寸可与凸模固定板相同，其厚度一般取 4板材料为 45钢，淬火硬度为 8。垫板上、下表面应磨平，表面粗糙度为 Ra 保证平行度要求。另外为了便于模具装配，垫板上销钉通过孔直径可比销钉直径增大 钉通过孔也类似。 螺钉与销钉 螺钉与销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，而销钉则起定位作用。模具中广泛应用的是内六角螺钉和圆柱销钉，其中 12 10 在模具设计中，选用螺钉、销钉应注意以下几点： 1)螺钉要均匀布置，尽量置于被固定件的外形轮廓附近。当被固定件为圆形时，一般采用 34个螺钉，当为矩形时，一般采用 46个，根据 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 用螺钉 小间距 60大间距 115 钉一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。螺钉的大小应根据凹模厚度选用。 2)螺钉之间、螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距刃口及外边缘的距离，均不应过小，以防 降低强度。 3)内六角螺钉通过孔及其螺钉装配尺寸应合理，其具体数值可由相关资料查得。 4)圆柱销孔形式及其装配尺寸可参考相关资料。连接件的销孔应配合加工，以保证位置精度，销钉孔与销钉采用 H7/7/ 5)弹压卸料板上的卸料螺钉，用于连接卸料板，主要承受拉应力。根据卸料螺钉的头部形状，也可分为内六角和圆柱头两种。圆形卸料板常用 3 个卸料螺钉，矩形卸料板一般用 4 或 6 个卸料螺钉。由于弹压卸料板在装配后应保持水平，故卸料螺钉的长度应控制在 18 一定的公差范围内，装配时选用同一长度的螺钉 9 。 卸料板 弹压卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致；固定卸料板一般与 凹模外形一致。本次设计采用带小导柱的弹压卸料板，这种卸料板可兼作凸模导向用。查 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 H =16 成形孔基本与 凹模刃口的形状相同。 弹性元件的设计 弹簧是模具中广泛应用的弹性零件，主要用于卸料、推件、和压边等工作。 模具设计时，弹簧一般是按标准选用的。选择的弹簧要满足两个条件。 1） 压力要足够。即 预16 式中：预F 弹簧的预压力， N； F 卸料力、推件力或压边力， N； n 弹簧根数。 2）压缩量要足够。即 修模工作预总 17 式中： h 弹簧允许的最大压缩量， 总h 弹簧需要的总压缩量， 预h 弹簧的预压缩量， 工作h 卸料版 、推件块或压边圈的工作行程， 修模h 模具的修模量或调整量， 般取 46 卸料力卸228作行程为 8根的卸F=705N。 预选弹簧 ，由 冷冲压模具设计与制造（第 2 版）表 得弹簧的工作极限负荷 86 705N， 工作极限负荷下变形量 弹簧每圈最大压缩量 簧每圈预压缩量 6/7 0 5/ 簧每圈剩余压缩量 簧的预压缩量 簧的剩余压缩量 19 弹簧的总压缩量 修模工作预总 核 以选取的弹簧尺寸合适。 弹簧的安装长度 预自由安 =取整安h=52模具总图 本次设计的模具总图如图 11所示。 1导套； 2上模座； 3螺钉； 4推杆； 5凸缘模柄； 6推板； 7推销； 8螺钉； 9销钉； 10垫板； 11凸模固定板； 12 推件块； 13 落料凹模； 14 卸料版； 15 凸模； 16 导柱； 17 下模座； 18 凸凹模； 19 卸料弹簧； 20 销钉； 21 螺钉； 22 卸料螺钉； 23导料销； 24 挡料销 图 11 倒装复合模 20 该复合冲裁模将凹模及凸模装在上模座上，是典型的倒装结构。两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹簧组成。 冲制的工件由推杆、推板、推销和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过图凹模的内孔从压力机台面孔漏下。 模具的闭合高度与压力机的选用： 上模座： L/ H/5016040 下模座： L/ H/6012550 导 柱： d/200 导 套： d/L/D/401 4053 垫板厚度取： 12 模固定板厚度： 15 模的厚度已定为： 18 料板的厚度取： 16 具 的闭合高度： 模H=（ 40+12+15+18+6+57+50） 09.2 冲压设备的选择 总F=195 压力机的吨位必须大于所计算的冲裁总工艺力，以适应冲裁间隙的要求。且考虑到压力机的使用安全，选择压力机的吨位时，总工艺力总0%， 参照 冷冲压模具设计与制造（第 2版）表 选开式可倾压力机 技术参数如表 2。 表 2 开式可倾压力机 术参数 23目 尺寸 项目 尺寸 公称压力 /50 工作台尺寸 /后 370 左右 560 滑块行程 /65 工作台孔尺寸 /后 200 左右 290 直径 260 21 续表 2 项目 尺寸 项目 尺寸 滑块行程次数 /（次 /） 55 垫板尺寸 /度 50 直径 最大封闭高度 /60 模柄孔尺寸 /径 40 深度 60 封闭高度调节量 /5 滑块底面尺寸 /后 左右 滑块中心线至床身距离 /00 床身最大可倾角 /（ ） 30 立柱距离 /70 凸模 的长度及校核 凸模的的 过对模具的总体设计，采用弹性卸料板，凸模的长度为 321 式中： 1H 固定板厚度， 2H 凹模厚度， 3H附加长度， 要考虑凸模进入凹模的深度（ 0总修模量（ 1015模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（ 1020因素的影响，取3H=24 可取凸模的长度 L=（ 15+18+26） 7 冲压设备校核 1）公称压力的校核，根据初选的压力机 得其技术参数为 250本套模具的总冲压力前面已算出总F=195 故公称压力得以校核。 2）做工校核：设备在设计时所依据的工件变形为 计算不同的类型的压 力机有不同的算法，如通用曲柄压力机是以一个典型冲载力为依据，而冷压机则是以一个 典型挤压力为依据。如果我们选择的压力机类型是与所进行的冲压工艺相对应，则设备做 22 功可不校核，如在通用曲柄压力机上进行冲载，在拉深压力机上进行拉深；若在通用曲柄 压力机上进行拉深，挤压复合工序等，则 需进行设备做功校核 10 。 3） 行程次数：工效为 20件 /是手工送料且为大批量所以行程次数不能太大。 参见曲柄压力机技术参数表可得以校核。 4）工作台面尺寸的校核：查得所选模架底座 L B=160 台面尺寸为 L B=370 560，可知符合要求。 5）滑块模柄孔尺寸：滑块上模柄孔直径是 40 柄孔深为 60 所选的模 柄夹持部分长度为 18以符合要求。 6）闭合高度的校核 ：由压力机技术参数可知：最大封闭高度 260 大调节量 55 以压力机闭合高度范围是 205 260模具的闭合高度（参见复合膜装配图）为 以安装到压力机上，符合要求。 6 冲压模具零件加工工艺的编制 凹模加工工艺过程 表 3 凹模加工工艺过程 序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成 16012518 2 热处理 退火 铣床 3 铣 铣六面 ,厚度留单边磨量 面磨床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸 ,磨侧基面保证互相垂直 5 线切割 按图切割各型孔 ,留 线切割机床 6 钳工 划各型孔 ,螺孔 ,销孔位置划漏孔轮廓线 7 钳工 型孔半精加工 铣床 8 铣 型孔精加工 钻床 9 热处理 淬火 ,回火 ,保证 4 10 钳工 研光各型孔达要求 11 检验 凸模加工工艺过程 23 表 4 落料凸模加工工 艺过程 of 序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 按图纸备毛胚 2 热处理 退火 3 铣 厚度留单边磨量 床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸 ,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工 划刃口轮廓尺寸及孔位置尺寸 6 钳工 加工好凹模 ,配作落料凸模达要求 线切割机床 7 热处理 淬火 ,回火 ,保证 2 钻床 8 钳工 磨各配合面达要求，修研 9 检验 卸料板加工工艺过程 表 5 卸料版加工工艺过程 of 序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 将毛坯锻成 16012516 2 热处理 退火 3 铣 铣六面 ,厚度留单边磨量 床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸 ,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工 划各型孔 ,螺孔 ,销孔位置划漏孔轮廓线 6 线切割 按图切割各型孔 ,保证双面间隙 切割机床 7 钳工 钻铰 6 8,攻丝 钻床 8 平磨 磨厚度及基面见光 平面磨床 9 钳工 研光各型孔达要求 10 检验 凸模固定板加工工艺过程 24 表 6 凸模固定板加工工艺过程 序号 工序名称 工序内容 设备 1 工序名称 将毛坯锻成 16012515 2 工序名称 退火 3 工序名称 铣六面 ,厚度留单边磨量 床 4 工序名称 磨厚度到上限尺寸 ,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床 5 钳工 划各型孔 ,螺孔 ,销孔位置划漏孔轮廓线 6 线切割 按图切割各型孔 ,保证配合尺寸 线切割机床 7 钳工 钻铰 4 6,钻共攻 4 钉孔 钻床 8 钳工 铆接处倒角 9 钳工 研光各型孔达要求 10 检验 上模座加工工艺过程 表 7 上模座加工工艺过程 on 序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 取标准上模座 2 热处理 退火 3 平磨 平磨上下平面达要求 平面磨床 4 钳工 划螺孔 ,销孔位置划模柄孔轮廓线 5 线切割 按图切割各型孔 ,保证配合尺寸 线切割机 6 钳工 钻铰 4 6,钻攻 4 钻模柄防转孔 钻床 7 钳工 研光各型孔达要求 8 检验 下模座加工工艺过程 25 表 8 下模座加工工艺过程 序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 取标准下模座 2 热处理 退火 3 平磨 平磨上下平面达要求 平面磨床 4 钳工 划螺孔，销孔位置；划模柄孔轮廓线 5 线切割 按图切割各型孔 线切割机 7 钳工 钻铰 2 12,6 8,4 6钻沉孔 钻床 8 钳工 研光各型孔达要求 9 检验 磨齿 利用 磨齿 机对齿轮的轮齿进行磨削加工的过程叫做 磨齿。把冲压出来的工件进行磨齿，使得多功能开瓶器弯钩处在工作时能卡主瓶盖，使得上力，保证瓶盖能轻易简单的打开。在此，把齿磨成直角，最小锐角对向里对着工件本身。磨好齿后，即是一件有效用的产品了，能够突入市场，进入日常生活、帮人们解决生活中开瓶的麻烦。 7 总结 毕业设计即将结束，在老师的指导和同学的帮助之下，学生对于道路设计有了更多新的认知，对模具设计有了更深一步的认识，对模具综合设计的整体脉络了解得更加的清晰透彻。通过毕业设计，学生对自己大学四年以来所学的知识有更多的认识。 毕业设计，从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确 定方案，再到着手开始进行凸模、凹模和零件的设计，每一步都是环环相扣，衔接紧密，其中任何一个步骤产生遗漏或者疏忽，就会对以后的设计带来很多的不便。在设计过程中遇到问题是难免的，曾经一个参数就能够困住好几天，还有一些小问题，平时都不打关注，但是当设计的一个环节要成功时，去因为这一环节二前功尽弃；设计时往往一坐就是几个小时，把心投入到设计中时，总是感觉时间过得额很快，往往一个问题就可以纠结大半天；这次设计由于题目比较新，很难找到资料获得帮助，很多问题都要自己去解决，一步一个脚印，锻炼了我独自解决问题的能力。 26 通过 设计，学生深刻领会到基础的重要性，毕业设计不仅仅能帮助学生检验大学四年的学习成果，更多的是毕业设计可以帮助我们更加清楚的认识自我，磨练学生的意志与耐性，这会为学生日后的工作和生活带来很大的帮助。 参考文献 1 王秀凤 冷冲压模具设计与制造（第 2 版） M京航天大学出版社，042 薛启翔 M学工业出版社， 53 杨玉英 M械工业出版社， 2005:1364 翁其金 M械工业出版社， 055 李莎本 M械工业出版社， 246 李明辉 M械工业出版社， 357 谢昱北 M京大学出版社， 68 万战胜 M国铁道出版社， 139 郑家贤 M械工业出版社， 710 张君 M北工业大学出版社， 9211 徐学林 M南大学出版社， 712 张淑娟 画法几何与机械制图 M国农业出版社， 4513 肖祥芷 中国模具工程大典（第 4 卷冲压模具设计） M，北京：电子工业出版社，0314 李志刚 辅助设计 M中理工大学出版社， 4415 王晓培 M械工业出版社， 816 黄建求 M械工业出版社， 717 李竹 M械工业出版社， 3118 孔庆华 M械工业出版社， 5719 李德群 M械工业出版社， 8320 S： W： D of 36721 A . 27 997： 11122 康俊远 M京理工大学出版社， 823 齐卫东 M京理工大学出版社， 5524 韩进宏 M械工业出版社， 37致 谢 本论文是在汤兴初老师的悉心指导和热情关怀下完成的。从选题、撰写到定稿，遇到的困难很多，有的很容易，有的也很棘手，但是汤老师都无私、热诚的给予了 我很大的帮助，指导我撰写毕业设计，解决设计过程中遇到的得各种问题。还有各位学工组老师、答辩组老师，感谢你们在百忙之中来对我们的毕业答辩进行指导，助我们合格的完成毕业设计，同时巩固在大学四年所学的知识，在进入社会工作前，最后一次加强自己的能力。在此，向汤老师以及其他各位老师致以深深的感谢和崇高的敬意。 附录 附录 1：零件图 33：零件图 32A 附录 3：零件图 21A 附录 4：零件图 10A 湖南农业大学东方科技学院 全日制普通本科生毕业论文 多功能开瓶器冲压工艺及模具设计 F 学生姓名 ： 周 挺 学 号： 200841914432 年级专业及班级： 2008 级 机械设计制造及 其自动化（ 4）班 指导老师及职称： 汤兴初 副教授 学 部： 理工学部 湖南长沙 提交日期 ： 2012 年 5 月 湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计）开题报告 学 生 姓 名 周 挺 学 号 200841914432 年级专业及班级 2008 级机械设计制造及其自动化(4)班 指导教师及职称 汤兴初 副教授 学 院 工学院 2011 年 12月 20 日 毕业论文（设计）题目 多功能开瓶器冲压工艺及模具设计 文献综述 （ 选题研究意义、 国内外研究现状 、 主要参考文献 等，不少于 1000字 ） 一 . 研究的目的及意义 通过此课题的研究了解 多功能开瓶器 成形的模具设计的研发 过程，得到材料力学、机械原理、机械零件设计、冲压模具设计及机械制造技术基础的综合训练。同时，获得 多功能开瓶器 成形的工艺优化及模具设计的流程、工艺重要参数选择及优化，并加深对计算机辅助绘图软件的了解以及加强查阅运用资料、手册的等主要方面能力的训练。在这个过程中也可以加强自身对所学 知识的运用以及分析问题和解决实际问题的能力、探求真理的创新精神和 创新能力 ，并受到工程设计与科学理论结合的初步训练 。 模具设计和制造是我国经济建设中的一项重要产业，起着振兴和发展我国模具工业的重要作用，正日益受到人们的重视和关注。以 多功 能开瓶器 为例，通过计算机设计模具结构及模拟冲压过程并对其中的工艺和模具进行优化，可以大大缩短模具设计周期，提高产品设计的准确性，降低产品开发和模具成本。尤其是在冲压技术相对落后的中国，制造出优质的模具以及生产出高质量的冲压产品势在必行。 二 国内外研究现状 我国于 20世纪 60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了 300多亿元各类冲压模具的生产能力。 （一） 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。 （二） 冲压模具水平状况 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多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 12 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。 有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但 总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。其它精度要求不高 、小型的模具在我国已有相当庞大的规模，发展状况喜人，在国民生日常活中起着重要作用。 (三 )我国 冲压模具的发展重点与展望 发展重点的选取应根据市场需求、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。 1） 冲压模具产品发展重点。冲压模具共有 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。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大型精冲模，并不断提高其精度 ；小型模具发展的重点是高效 ； 2） 冲压模具技术发展重点。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，发展重点在于大力推广 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 成化、智能化和网络化方向发展，并提高 模具