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毕业设计（论文）中期检查表 （指导教师） 指导教师姓名： 填表日期： 年 月 日 学生学号 学生姓名 题目名称 已完成内容 （请根据任务书进度计划认真检查） 检查日期： 完成情况 全部完成 按进度完成 滞后进度安排 存在困难 解决办法 预期成绩 优 秀 良 好 中 等 及 格 不及格 建 议 教师签名： 教务处实践教学科制表 说明： 1、 本表由检查毕业设计的指导教师如实填写； 2、 此表 要放入毕业设计（论文）档案袋中 ； 3、 各 院 (系 )分类汇总后报教务处 实践教学科 备 编号： 毕业设计 (论文 )任务书 题 目： 柜门缓冲支架 冲孔弯曲级进模设计 学 院： 国防生 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 李卓霖 学 号： 1000110106 指导教师单 位： 机电工程学院 姓 名： 曹泰山 职 称： 讲师 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013 年 12 月 13 日 一、毕业设计（论文）的内容 毕业设计的内容 1、根据题目给的实物零件，画出零件图。在充分分析 柜门缓冲支架冲孔弯曲 级进模设计的工件结构、工艺性的基础上，根据冲裁、弯曲整形特 点 ,拟定工艺方案 . 2、查阅资料，进行市场调查，了解现有冲压复合模具设计的结构与工作原理，做好设计前的准备工作；查找相关的资料并阅读消化，明确设计要求，分析复合冲压装置的设计可能性和经济性等因素。对零件图纸进行结构和工艺分析，设计成型工艺； 3、通过必要的计算，确定基本参数、确定加工工序，设计计算冲孔排料、凸凹模尺寸及公差的计算、冲裁力的计算校核、冲压机的计算选择等。进行模具主体结构、工步排样图、模具工作零件、送料及卸料装置、导料及定位装置等设计。完成结构的总体尺寸设计和结构草图的绘制，模具结构总装图和零件 工作图的设计绘制等； 4、画出装配图、零件图，完成本课题设计；并编制主要零件加工工艺规程及撰写设计说明书。编制主要零件的制造工艺；合理选用零件的材料，绘制零件图，标注技术要求； 5、合理选择相关组件，进行传动系统的设计。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 1、保证冲压级进模具设计达到预期的要求，要求结构紧凑、合理。完成装配图的绘制。进行相关的理论计算； 2、完成装配图的绘制。进行相关的理论计算。确定冲压复合模具设计的形状特点并对其进行经济分析； 3、尽量选用标准件，常用件、降低成本。 三 、毕业设计（论文）应 完成的工作 1、完成装置的结构总体方案设计； 2、合理选用标准件，完成零件间的配给选用及相关的设计计算； 3、用 纸绘制装配图，采用 件绘制零件图， 绘图工作量折合 纸 3张以上，其中必须包含两张 上的计算机绘图图纸 。 4、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括 300单词 详细的英文摘要； 5、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）； 6、完成导师所指定的其它工作。并附有开题报告一份。 四、应收集的资料及主要参考文献 1 杨玉英 ,崔令江 M005. 2 中国机械工业标准汇编 . 冲压模具卷（上、下） M 机械工业出版社， 2000. 3 刘建超 ,张宝忠冲压模具设计与制造 M北京：高等教育出版社 ， 2004. 4 陈锡栋 周小玉 实用模具技术手册 M 北京：机械工业出版社， 2002 5 薛启翔 冲压模具与制造 M北京： 化学工业 出版社 ， 2004. 6 牟林、胡建华 M北京大学出版社， 2002. 7 王敏杰 宋满仓 . 模具制造技术 M北京：电子工业出版社 , 2004 8 傅建军 . 模具总之工艺 M. 北京：机械工业出版社， 2010. 9 李晓辉 ,薛欣计算机辅助设计与绘图 M北京：清华大学出版社， 2006. 10 in 007. 五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件 计算机 一台 计软件 任务下达时间： 2013 年 12 月 17 日 毕业设计开始与完成时间： 2013 年 12 月 17 日至 2014 年 05 月 26 日 组织实施单位： 教研室主任意见： 签字： 2013 年 12 月 14 日 院领导小组意见： 签字： 2013 年 12 月 16 日 编号： 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目： 柜门缓冲支架冲孔 弯曲级进模设计 院 （系）： 国防生 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 李卓霖 学 号： 1000110106 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 曹 泰 山 职 称： 讲 师 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013 年 12 月 27 日 1本课题的研究内容、重点及难点 研究内容 模具工业是工业经济的基础，模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。 此次设计主要是围绕柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计，其主要内容如下： 1、 对 工件的结构工艺性进行 分析 ，运用多工位级进模工作原理 ，经过分析零件参数 确定合理的冲 压工艺 方案 及模具类型； 2、 进行必要的 冲压工艺 计算 及设计（ 计算冲孔排料、凸凹模尺寸及公差的计算、冲裁力的计算校核、冲压机的计算选择、 工步 排样、 材料 利用率计算，刃口尺寸计算，冲压力、压 力 中心 等 ） ； 同时做出 理论依据及较详细的推导计算 ； 3、 确 定模具设计的基本参数，设计模具的主体结构、工作零件、 送料及 卸料装置、导料 及多工位定距机构 等； 4、 根据国家制图标准绘制 模具总装配图、零件图，完成工件的 冲压级进模结构设计 ； 5、根据零件结构，相应的技术参数要求，拟定工艺加工路线，编制主要零件制造加工工艺规程，合理选用零件的材料，绘制零件图，标注技术要求。 研究重点及难点 1、零件的结构工艺性 分析 ，拟定 冲压工艺方案及模具结构方案设计； 2、对冲孔落料级进模模具及零部件有关工艺参数进行参数设计及验算； 3、根据冲裁、弯曲整形特点的模具结构的设计； 4、柜门缓冲 支架冲孔弯曲级进模设计； 5、主要的冲压工艺参数的设计计算； 6、 模具结构及主要零部件结构的设计 ； 7、模具的冲孔定位结构设计及其工作原理 ； 8、 传动系统的设计； 9、排样设计。 2准备情况（已查阅的参考文献或进行的调研） 研究概况及发展趋势 1、调研情况 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业，工业发达国家称之为 “ 工业之母 ” 。模具成型具有效率高，质量好，节省原材料，降低产品成本等 优点。采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要工艺手段。模具在机械，电子，轻工，纺织，航空，航天等工 业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60 80%产品零件，组件和部件的加工生产。 “ 模具就是产品质量 ” ， “ 模具就是经济效益 ” 的观念已被越来越多的人所认识和接受。在中国，人们已经认识到模具在制造业中的重要基础地位，认识更新换代的速度，新产品的开发能力，进而决定企业的应变能力和市场竞争能力。目前，模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 冲压模具制造技术发展 要求 应该为适应模具产品 “ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ” 的要求服务。达到这一要 求急需发展如下几项： (1)、 全面推广 术 ： 模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业将加大 术培训和技术服务的力度；进一步扩大 术的应用范围 ； (2)、 高速铣削加工 ： 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造 注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展 ； (3)、 模具扫描及数字化系统 ： 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在 “ 十 二 五 ” 期间将发挥更大的作用 ； (4)、 电火花铣削加工 ： 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工 (像数控铣一样 )，因此不再需要 制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展 ； (5)、 提高模具标准化程度 ： 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右 ； (6)、 优质材料及先进表面处理技术 ： 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展 工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术 ； (7)、 模具研磨抛光将自动化、智能化 ： 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外 观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势 ； (8)、 模具自动加工系统的发展 ： 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统 应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数 控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 2、柜门铰链加强板冲孔弯曲级进模设计 （ 1） 、表面没有明显的缺陷，能满足使用要求； （ 2）、表没有明显的毛刺； （ 3）、用软件做出其三维图； （ 4）、画出所需的工程图。 3、冲压模具的设计过程 （ 1）、根据零件的性能选择合适的材料； （ 2）、选择合适的冲压板料，并将其合理分割成冲压的条料，同时确定排样方式、送料方式； 将板料剪裁成合适的条料，合理的排样方式，能够在保证冲压件性能的同时充分使用材料，以达到节约原材料的成本的目的；合理的排样和送料方式能够提高冲压效率、降低劳动量。 （ 3）、确定加工方案； 在众 多方案中选用最优方案，旨在提高生产效率，节约成本，尽量不影响模具寿命。 （ 4）、根据方案设计合适模具； 在确定零件落料、冲孔后，废料、零件的取出方式时，尽量采用自动取出、自动掉落、或者机械顶出后自动下落等方式，以提高效率；如果由人工取出，会对工人的操作有一点的危险。 （ 5）、设计凹凸模； 计算凹凸模的具体尺寸、公差，并校核其强度和刚度。 （ 6）、设计模具的结构； 设计出模具个部分的结构，并计算其具体尺寸和公差，并校核其强度和刚度。 （ 7）、选用标准件； 在模具 能够使用标准件的地方，尽量使用标准件，以减少模具的设计工作量，同时也增加模具的适用性。 （ 8）、选用合适的压力机； 根据压力、冲裁力来选用合适的压力机，校核压力机的公称压力，计算压力机的压力死点，使其在冲压零件的时候，有足够的压力；如果压力机的公称压力比计算值小， 则不能达到使用要求；如果选用压力机的公称压力太大，会造成成本浪费。 （ 9）、选用标准模架； 根据所设计的模具和选用的压力机选用合适的模架。 （ 10）、绘制模具的草图； 在以上工作的基础上，绘制模具完整的结构草图，绘制模具结 构图是模具设计十分重要的工作，为先画俯视图，再画出主视图。 （ 11）、绘制模具的装配图； 装配图是模具装配的主要依据，因此应清楚地表明注视模的各个零件的装配关系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直径、安装尺寸、活动零件的极限尺寸等）、序号、明细表、标题栏及技术要求。 （ 12）、绘制模具的零件图； 由模具装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，成型零件后结构零件。 （ 13）、复核设计图样； 本次毕业设计需要运用机械、材料成形、冲压工艺与模具设计、 图软件 和 维实体设计软件和模具制造工艺等多学科的知识， 需要相当广阔的知识面和较高的专业水平。以课本为基础，结合生产实际，在满足零件要求的前提下尽量使模具结构简单化。 4、现有设备及试验情况 计算机一台、 图软件和参考资料及文献等。 研究意义和创新点 （ 1）、 冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用 模 具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸 ； （ 2） 冲压件与铸件、锻件相比 ， 具有薄、匀、轻、强的特点 ， 冲压可制出其他难以制造的带有加 强筋、肋、起伏或翻边的工件 ， 以提高其刚性。由于采用精密模具 , 工件精度可达微米级 ， 且重复精度高、规格一致 ， 可以冲压出孔窝、凸台等 ； （ 3） 冲压是高效的生产方法 ， 尤其是多工位级进模 , 可在一台压力机上完成多道冲压工序 ,实现由带料开卷、矫平 、 冲裁到成形、精整的全自动生产。 参考文献： 1 中国机械工业标准汇编 、下） M 机械工业出版 2000. 2 王芳冷冲压模设计指导 M北京：机械工业出版社， 2002. 3 张荣清模具设计与制造 M 北京 ： 机械工业出版社， 2008. 4 冯炳尧，韩泰荣，蒋文森 M海科学技术出版社， 2005. 5 刘建超、张宝忠冲压模具设计与制造 M北京：高等教育出版社 ， 2004. 6 牟林、胡建华 M北京：北京大学出版社 ,2002 7 薛启翔 冲压模具与制造 M北京： 化学工业 出版社 ， 2004. 8 傅 建军 . 模具总之工艺 M. 北京：机械工业出版社， 2010. 9 李晓辉 薛欣计算机辅助设计与绘图 M北京：清华大学出版社， 2006. 10 in 007. 3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料 一、 2013 年 12 月 25 日至 2014 年 1 月 6 日，理解消化课题，收集资料文献，根据课题内容完成开题报告； 二、 2 月 20 日至 2 月 27 日，开展调研，了解零件结构，对原材料进行分析，考虑冲压件的工艺方法、模具结构的形式，初步完成 译文翻译； 三、 2 月 28 日至 3 月 21 日，查阅资料，熟悉拉伸膜、落料模的结构及有关计算，拟定模具的方案设计、总体设计及主要零件设计，查阅有关手册确定适宜的工艺参数，选择冲压设备； 四、 3 月 22 日至 4 月 1 日，完成设计计算任务，总体结构设计及总装配图草图设计任务； 五、 4 月 1 日至 4 月 24 日，完成设计，图纸绘制任务，工艺规程说明书的编写； 六、 4 月 25 日至 5 月 19 日，完善设计，完成论文撰写； 七、 5 月 20 日至 5 月 23 日，修改并打印论文 八、 5 月 24 日至 5 月 26 日，整理打印毕业论文及相关资料， 交指导老师评阅，准备论文答辩。 指导教师意见 指导教师（签字）： 2013 年 12 月 日 开题小组意见 开题小组组长（签字）： 2014 年 1 月 日 院系审核意见 主管院长（系、部主任）签字： 2014 年 1 月 日 编号： 毕业设计 (论文 )说明书 题 目： 柜门缓冲支架冲孔 弯曲级进模设计 学 院： 国防生学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 讲师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014年 05月 04日 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 摘 要 冲压模具技术是模具制造业中最重要的组成部分，机械、电子、轻工业等制造生产中大量使用了冲压零件。冲压模具技术水平的高低，发展前景的好坏直接影响到整个制造业的发展。随着产品竞争日益激烈，产品更新加速，促使了冲压技术的发展更加快速、更加完善。 多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的精密、高效、高寿命的先进模具。多工位级进模在不同的工位可以连 续完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深、翻孔、翻边及其它成形等工序。主要用于生产批量大、材料厚度较薄、形状复杂、精度要求较高的中小型冲压件的生产。 本毕业设计以柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计为题，内容包括产品的工艺分析和设计模具的整个冲压模设计的流程。首先，从该产品的特点入手，通过进行工艺分析，确定该制件的加工流程，用一套级进模一次性依次完成冲孔、冲裁外形、弯曲、成形。阐述了冲孔弯曲级进模的整体结构特点及工作过程，应注意的问题和装配工艺性。重点分析了级进模具的结构的工作原理。冲孔弯曲模是本次毕业设计的难点和创新 点，它在未来的模具发展中具有重要的实用性。 关键词 ：冲压；级进模；冲孔；弯曲 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 is of of of of a on to in on of in of is of to of of s of of a of a on of of is it in an 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 目 录 引 言 . 1 1 冲裁件的工艺性分析 . 3 裁件的结构工艺性 . 3 裁件的形状 . 3 裁件的尺寸精度 . 4 2 制件冲压工艺方案的确定 . 5 压工序的组合 . 5 压顺序的安排 . 5 3 制件排样图的设计及材料利用率的计算 . 6 开尺寸的计算 . 6 件排样图的设计 . 7 边与料宽 . 8 料利用率的计算 . 10 4 确定总冲压力和选用 压力机及计算压力中心 . 11 压力 . 11 裁力的计算 . 11 料力、推件力及顶件力的计算 . 11 曲力的计算 . 11 力中心的计算 . 13 力机的选用 . 14 5 凸、凹模刃口尺寸计算 . 16 、凹模刃口尺寸计算原则 . 16 、凹模刃口尺寸计算方法 . 17 模和凹模分开加工 . 17 曲部分刃口尺寸的计算 . 19 6 模具整体结构形式设计 . 24 7 模具零件的结构设计 . 25 模的设计 . 25 模的设计 . 25 模固定板的设计 . 27 料板的设计 . 27 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 板的设计 . 28 架和模柄的确定 . 28 8 模具的总装配 . 32 具的安装与装配 . 32 具的安装 . 32 具安装 . 32 具的试冲与调整 . 33 冲过程的调整 . 33 结 论 . 34 致 谢 . 35 参考文献 . 36 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 36 页 引 言 模具行业的发展现状及市场前景。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 700亿至 850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模 具产业总产值保持 15%的年增长率（据不完全统计， 2005年国内模具进口总值达到 700 多亿，同时，有近 250个亿的出口），到2007 年模具产值预计为 700 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。 2005 年我国汽车产销量均突破 550万辆，预计 2007年产销量各突破 700万辆，轿车产量将达到 300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到 模具市场总量的 20%之多。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。 1999 年中国模具工业总产值已达 245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进 口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（ 术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具 术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是 和 软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的 广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。 冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定 的形状、尺寸和性能的零件。 冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。 利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 36 页 冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可以使用。 冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。 因此，冲压工艺是一种产 品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。 冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面： （ 1）工艺分析计算方法的现代化 （ 2）模具设计及制造技术的现代化 （ 3）冲压生产的机械化和自动化 （ 4）新的成型工艺以 及技术的出现 （ 5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。 级进模是冲压模具的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具。它又称为跳步模、连续模和多工位级进模。被冲材料在模具上沿直线方向送料，在压力机一次行程中，在多个不同工位完成不同的加工工序。级进模在过去，由于技术水平的限制（主要是制造精度的限制），工位相对很少，一般为 3至 5个工位， 10个工位就算很多了，而且也比较少见。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用和进步。多工位级进模 的工位数量可以达到几十个，多的以有 70 多个。多工位级进模作为现代冲压生产的先进模具，它具有冲压生产效率高；操作安全，自动化程度高；冲件质量高；模具寿命长；设计制作难度大，但冲压生产的总成本较低。 多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的先进模具。它的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 36 页 1 冲裁件的工艺性分析 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个非常重要的问题。 冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此， 冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。 裁件的结构工艺性 裁件的形状 工件名称：柜门缓冲支架 生产批量：大批量 材 料： 度： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 36 页 图 件图及尺寸 此制件的形状简单，尺寸完整，材质为 厚为 构一般，柜门缓冲支架零件，容易实现冲裁。 裁件的尺寸精度 冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标 来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为 经济级普通冲裁。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 36 页 2 制件冲压工艺方案的确定 压工序的组合 冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。 冲裁方式根据下列因素确定： （ 1） 根据生产批量来确定 对于年产量需求 100万件的产品来说采用复合模或级进模较合适。 （ 2） 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。 （ 3） 根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定，产品的尺寸较小，考虑到单工序送 料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。 （ 4） 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 , 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。 （ 5） 根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁取出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。 综上所述分析，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择级进模冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。 压顺序的安排 经分析，本设计 分侧刃定位，冲孔，下料共三道工序。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 36 页 3 制件排样图的设计及材料利用率的计算 开尺寸的计算 产品展开尺寸的计算，如表 表 曲展开的基本公式 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 36 页 该制件弯曲端展开后的长度 计算按表 计算： 取 L=108 考图纸 该毛坯的展开图如图 此制件材料厚度为 质是 于此产品尺寸不大，结构一般，精度要求不高，年产 量比较大，所以采用级进冲压模可以实现。 图 坯的展开图 件排样图的设计 冲裁件在条料或板料上的布置方法称为排样，其设计的内容包括选择排样方法、是否设置工艺切口确定搭边数值、计算条料宽和步距、画出排样图。 排样方法选择 级进模的排样是指制件在条料上分几个工位冲制的布置方法。排样不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生产率、模具结构与制造复杂程度、模具使用寿命长短等都不同。所以排样作为级进模设计的重要步骤，它是多工位级进模设计时的重要依据。排样可以分为有废料排样和少、无废料排样。 （ 1） 有废料排样法 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 36 页 有废料排样法是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间都有工艺预料的存在，冲裁件分离轮廓封闭，冲裁件质量还、模具寿命长，但是材料的利用率较低。 （ 2）少、无废料排样法 少废料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或冲裁件与条料之间留有搭边，这种方法的冲裁件只沿着冲裁件的部分轮廓进行。材料的利用率可达到 70 90。 无废料排样翻是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间均无搭边存在，这种怕有的冲裁件时间上是支接切断获得，多以材料的利用率可达 85 95。 因为本次设计采用冲孔落料弯曲级进模，分析 零件的形状特点及精度要求，并且条料是连续送进，确保压力机对板料加工时冲压力平衡，所以必须选择有废料排样。 为了降低模具的复杂程度，本次设计采用有废料直排方式。 排样时需考虑如下原则： 1) 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状） 2) 合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。 3) 模具结构简单、寿命长。 4) 保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。 边与料宽 1) 搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。 搭边的作用的作用有下几点： 补偿条料的剪裁误差、送料步距误 差，补偿由于条料与导料板之间由间隙所造成的送料歪斜误差。若没有搭边则可能出现制件缺角、缺边或尺寸超差等废品。 使凸、凹模刃口能沿着封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易被破坏。模具寿命和制件断面都能提高。 对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，一保证条料的连续送进。 搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到搭边作用。过小的搭边还可能被拉入凸、凹模之间的缝隙中，使模具刃口破坏。合理的搭边值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命，保证自动送料时不被拉弯、拉断条件下允许的最小值。 因此，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。 搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度 =定搭边工作间 品靠双边侧刃定位，侧刃最小宽度为 体可见排样图如图 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 36 页 图 样图 2送料步距和条料宽度的确定 1) 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距 1 (3 式中 D 平行于送料方向的冲裁宽度； 冲裁之间的搭边值。 2) 条料宽度的确定条料宽度的确定与模具的结构有关 ,确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利地在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 采用无测压装置的模具，其条料宽 度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减小。为了补偿侧面搭边的减小部分，条料宽度应增加一个可能的摆动量。故条料宽度为（参考冲压工艺与模具设计 57页）： 条料宽度 )2(m a x 3 . 5 1 . 6 0 . 5- 2 1 . 8 )( 10 8 式中 B 条料的宽度（ D 冲 裁件垂直于送料方向的最大尺寸（ a 侧搭边值； 条料宽度的单向（负向）公差； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 36 页 剪切条料宽度偏差 , 因此 。 此产品要靠双边侧刃定位，且侧刃宽度为 3 0 . 5 7 . 60 . 5 1 . 6B 导料板间距离： 1 8 . 10 . 51 1 7 . 6C m 料利用率的计算 一个步距内的材料利用率 为 10 0% （ 3 % 1 3 )35( 1 1 7 . 63 4 0 6 . 8 2 5 8 /1 式中 F 一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）； n 一个步距内冲裁件数目； B 条料宽度（ s 步距； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 11 页 共 36 页 4 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 压力 冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。 裁力的计算 在本次设计当中，冲裁部分有冲孔和落料。所以总冲裁力是两个工位的的冲裁力的合力。计算每个工位的冲裁力公式是一样的，唯一变化的参数是冲裁剪切周边的长度。 由于冲裁加工复杂性和变形过程的瞬间性，使得建立十分精确的冲裁力理论计算公式相对困难。通常说的冲裁力是指工作于凸模的最大抗力。如果视冲裁力为纯剪切变形，（参考 冲压工艺与 模具设 计 60 页） 冲裁力可按以下公式计算： (41 1 0 1 1 6 . 5 01 2 1 =中： F 冲裁力（ N）； L 冲裁件周边长度（ 材料抗剪强度（ 查得 剪强度为 310 =300 材料厚度 ； (K 系数，通常 K= 冲孔力计算 ,查阅 (46 7 2 01 5 81 料力、推件力及顶件力的计算 生产中常用下列公式计算 卸 (4 5 K 1 31 1 0 0 4 5 式中： F 冲裁力； 卸K 卸料系数 综上所述，冲压过程的总工艺力为 1 2 1 K 2 36 1 1 0 曲力的计算 弯曲力是设计弯曲 模和选择压力机吨位的重要依据。特别是在弯曲板料较厚、弯曲变形程度较大，材料强度较大时，必须对弯曲力进行计算。在凸、凹模隔着材料吻合以前的弯曲过程称为自由弯曲。为了提高弯曲件的精度，减小回弹，在弯曲的终了阶段对弯曲件的圆角及直边进行精压，凸模继续下压，弯曲力急剧上升，称为校正性弯曲。此制件存在四处弯曲，它们的合力就是要求的自由弯曲力或校正性弯曲力。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 12 页 共 36 页 影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验 公式进行概略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。 1） 自由弯曲力的计算 形弯曲件的经验公式为： t B (4 自由弯曲力； B 弯曲件的宽度（ t 弯曲件材料的厚度（ 内弯曲半径（等于凸模圆角半径）（ b 弯曲件的抗拉强度 (查机械手 册 b=335( K 安全系数，一般取 根据公式 4 7 K B 123 3 51501 7 2 N) 2） 校正弯曲的弯曲力计算 为了提高弯曲件精度，减小回弹，在弯曲的终了阶段对弯曲件的圆角及 直边进行精压，称为校正弯曲。校正弯曲的弯曲力计算公式为： (4式中 校正弯曲力（ N）； q 单位面积上的校正力（ 按表 q=30400 ； A 工件被校正部分的投影面积（ 。 表 材 料 材料厚度 t/1 12 25 510 铝 1015 1520 2030 3040 黄铜 1520 2030 3040 4060 10、 15、 20 2030 3040 4060 6080 25、 30、 35 3040 4050 5070 70100 根据公式 4 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 13 页 共 36 页 N) 3)对于有顶件或压料装置的弯曲模，顶件力或压料力可近似取弯曲力的 30% 80%。 80%F 弯曲力 : 压F F F F 10 N) 力中心的计算 模具压力中心是指冲压时诸 冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可按下述原则来确定： （ 1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 （ 2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 （ 3）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。 解析法的计算依据是：各分力对 某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置 x=0， y=0），即为所求模具的压力中心。 单个零件的压力中心计算如下： )X （ 4 )Y （ 4 式中：0 0 L X Y 分析本制件可知， 由于 该零件采用直排排方式，经公式 44算，其压力中心可近似如图 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 14 页 共 36 页 图 力中心分析 力机的选用 选用压力机，首先应根据所要完成的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等选定其类型。然后，进一步根据变形力的大小、制件尺寸和模具尺寸来确定设备的规格。具体应注意以下事项： 1)根据控件的尺寸形状和压力机的技术参数，考虑冲压时需要的冲压力、控件的拉深深度和行程。注意取出控件时，不能与模发生干涉； 2)应考虑必要的工序数和压力机台数与布置的关系； 3)根据产量，考虑每一台压力机的负荷时 间； 4)根据生产量和控件形状，考虑究竟应该采用压力机还是多工位自动压力机。 初步确定压力机的型号： 因此选择压力机的型号为： 25压力机 ,型号为 25压力机的基本参数如表 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 15 页 共 36 页 表 23 25压力机主要参数 公称压力 /50 垫板尺寸 /0 滑块行程 /5 滑块行程次数 /（次/ 125 模柄孔尺寸 /径 40 深度 60 最小封闭高度 /20 滑块底面积尺寸 /封闭高度调节量 45 滑块 中心线至床身距离 /60 床身最大可倾角 30 立柱距离 / 工作台尺寸 /后 180 左右 200 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 16 页 共 36 页 5 凸、凹模刃口尺寸计算 、凹模刃口尺寸计算原则 设计落料模先