【冲压模具设计】空调零部件（导流板）的冲压工艺设计【13张图纸】
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【冲压模具设计】空调零部件（导流板）的冲压工艺设计【13张图纸】,冲压,模具设计,空调,零部件,导流,工艺,设计,13,图纸
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南京工程 学院 毕业设计任务书 江苏财经 学院 数控加工与 模具设计 专业 设 计 题 目 空调 零部件（ 导流板 ） 的 冲 压工艺 与 模具设计 学 生 姓 名 王文超 班 级 10 模具（本） 起 止 日 期 指 导 教 师 符学龙 教研室主任 赫英岐 发任务书日期 2012 年 2 月 6 日 (1)产品图及其技术要求； (2)生产批量： 大 批量 。 论文 )的内容和要求 (包括技术要求、图表要求以及工作要求等 )： (1)绘制产品零件图； (2)查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告（严格按统一格式）； (3)完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图； (4)按规定格式和要求用 印 设计说明书一份； (5)用 其它软件制作答辩提纲一份 。 (1)产品零件图； (2)开题报告（格式见校园网）； (3)模具装配图及各零件图； (4)设计计算说明书； (5)上述所有文档的刻录光盘一张。 (1) 王孝培主编 . 冲压手册 M. 北京 :机械工业出版社， 1990、 202) 姜奎华主编 . 冲压工艺与模具设计 M. 北京 :机械工业出版社， 1997、 603) 冲模设计手册编写组 . 冲 模设计手册 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 1998、1504) 钣金冲压工艺手册编委会编著 . 钣金冲压工艺手册 M. 北京 :国防工业出版 社 ， 1989、 1675) 冲压工艺及模具设计编写委员 会 . 冲压工艺及模具设计 M. 北京 :国防工业出版 社 ， 1993、 546) 候义馨 . 冲压工艺及模具设计 M. 北京 :兵器工业出版社， 1994、 627) 卢险 峰 . 冲压工艺模具学 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 1999、 44论文 )进度计划 (以周为单位 )： 起 止 日 期 工 作 内 容 备 注 第 1 （ 1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备； 2、绘制产品零件图； 3 完成工艺性分析，提出设计方案； 检查 零件图 和方案 第 2 （ 1、 写出开题报告 初稿 。 2、 完成工艺计算； 3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备。 检查开题报告 第 5 （ 1、第 8 周完成开题报告的最后定稿； 2、 绘制模具 草 图 检查开题报告 与 模具结构草图 第 7 （ 绘制模具装配图及各设计件零件图 检查 图（电子版） 第 10 （ 编写设计说明书 检查 设计说明书 第 12 周 （ 打印毕业设计资料并准备答辩 检查 答辩研室审查意见： 室主任 2012 年 2 月 8 日 学院审查意见： 教学院长 2012 年 2 月 12 日 南京工程学院 毕业设计开题报告 课 题 名 称： 空调 零部件（ 导流板 ） 的 冲压工艺 与 模具设计 学 生 姓 名： 王文超 指 导 教 师： 符学龙 所 在 学 院 ： 江苏财经职业技术 学院 专 业 名 称： 数控加工与 模具设计 南京工程学院 2012 年 2 月 28 日 说 明 1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标 准，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见 解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5开题报告检查原则上在第 8 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 学士学位毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 王文超 学 号 088810202015 专 业 数控加工与模具设计 指导教师 姓 名 符学龙 职 称 讲师 所在 系部 机械与电子工程学院 课题来源 自拟课题 课题性质 工程设计 课题名称 空调零部件（导流板） 的 冲压工艺与 模具 设计 毕业设计的内容和意义 本次毕业设计主要是针对图 1 所示 的产品完成其成形工艺及模具设计，具体地说需要完成如下各项任务： （ 1）绘制产品零件图（二维和三维）； （ 2）查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告； （ 3）完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图； （ 4）按规定格式和要求用 印毕业设计（论文）一份； （ 5）用 其它软件制作答辩提纲一份； 图 1 空调导流板 的二维图 毕业设计是对即将步入社会的我们设计能力的一次全面考核 ，是从学习书本知识向实际操作 过渡的一个重要阶段，目的在于培养我们独立思考、动手以及解决问题的能力。从选定的课题入手，首先要仔细分析产品零件图，只有对产品结构、材料性能有了透彻的了解，才能进行初步设计，并逐层展开。最重要的我们能够独立思考与设计，在老师的指导与工具资料的帮助下，能够有更多的创造、更多属于自己的成果。四年中我们所学的一切专业知识都将在这里得到运用，这将是我们踏上工作道路的最后一次演练，更是理论与实际相结合的实战演练。 文献综述 中国冲压模具现状 根据考古发现，早在 2000 多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明 了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。 1953 年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于 1958 年开始制造汽车覆盖件模具。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（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具的生产能力。 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 12m ，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 精冲模，大尺寸（ 300精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 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 统是我国第一个自行开发的模具 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。上海交通大学开发的冷冲模 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 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 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 文献综述 维过渡，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、湖南大学等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。 快速原型 (传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具， 模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维 型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下， 经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国 产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。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。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。 以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（ 理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。 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 分为 产品重点、技术重点 两个方面来研究。 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。 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大型精冲模，并不断提高其精度 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 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家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 文献综述 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 1m 以下和表面粗糙度 各种精密加工。提高模具标准化程度，搞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 。 国冲压模具发展趋势 根据国内和国际模具市场的发 展状况，以及未来我国的模具行业做出调整后，将呈现出十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模具的比例将不断提高；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大。这就是我国模具行业未来的发展趋势。 参考文献 1王孝培主编 . 冲压手册 M. 北京 :机械工业出版社， 1990、 202姜奎华主编 . 冲压工艺与模具设计 M. 北京 :机械工业出版社， 1997、 603冲模设计手册编写组 . 冲模设计手册 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 1998、 1504钣金冲压工艺手册编委会编著 . 钣金冲压工艺手册 M. 北京 :国防工业出版 社 ，1989、 1675冲压工艺及模具设计编写委员 会 . 冲压工艺及模具设计 M. 北京 :国防工业出版 社 ， 1993、 546候义馨 . 冲压工艺及模具设计 M. 北京 :兵器工业出版社， 1994、 627卢险 峰 . 冲压工艺模具学 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 1999、 448胡亚民 . 材料成形技术基础 M. 重庆 :重庆大学出版社， 2000、 159刘湘云 . 邹金统主编 . 冷冲压工艺及模具设计 M. 北京 :航空工业出版社， 1994、1610陈尖嗣 . 郭景仪主编 . 冲压模具设计与制造技术 M. 北京 :北京出版 社 ， 1991、 6211张鼎承主 编 . 冲压机械化与自动化 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 1982、 9212张毅主 编 . 现代冲压技术 M. 北京 :国防工业出版社， 1994、 10213许发樾主 编 . 模具标准应用手册 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 1994、 16414of a . 997,15郭成等 . 冲压件 废次品的生产与防止 200 例 M. 北京 :机械工业出版 社 ， 120 研究内容 1设计、研究思路 本次设计按照工艺分析 工艺方案确定 模具结构设计的思路进行。 2课题研究的主要内容 该零件的材料为 08 钢， 为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。 且该零件形状简单，弯曲半径大于材料允许的最小弯曲半径，可以考虑采用复合冲压的形式。该零件尺寸较小，因此加工精度较高，但一般冲压都能满足其尺寸精度的要求。综合以上分析，得出的结论是：该零 件工艺性能较好，适于冲压。压盖零件图如图 2 所示：图 2 空调导流板的 零件图 1）方案对比 该工件包括 拉深、冲孔、 翻边 边、 落料四个基本工序可以采用以下三种工艺方案： 方案一：先冲孔，再弯曲，后落料。单工序模生产。 方案二：冲孔 落料级进冲压。级进模生产。 方案三：落料 冲孔复合模冲压。复合模生产。 2）方案分析 方案一模具结构简单， 制造周期短 ，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。 方案二只需一副模具，生产效率高 ，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。 方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。 通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳 研究内容 3解决的关键问题 本课题采用 行三维造型，用 行二维绘图，通过对零件结构、尺寸、材料性能的深入了解，确定了初步的工艺方案，通过计算得出该零件只需一次拉深 ，并考虑到翻边带来的影响，决定了不同位置的孔的冲裁顺序，由此确定了完整的工艺方案。在零件结构尺寸设计中，由产品结构决定了凸模、凹模、固定板垫板等零件形状均采用圆形，模架采用四角导柱模架。 4预期成果 （ 1）产品零件二维图、三维造型图； （ 2）开题报告一份；（毕业设计的内容和意义、文献综述、研究内容、研究计划、特色与创新） （ 3） 模具装配图及各零件图； （ 4）设计说明书一份及光盘。 研究计划 第 1 1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备； 2、绘制产品零件图； 3、完成工艺性分析，提出设计方案； 第 3 1、写出开题报告初稿； 2、完成工艺计算； 3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备； 第 7 1、第 4 周完成开题报告的最后定稿； 2、绘制模具草图； 第 9 绘制模具装配图及各设计件零件图 第 13 编写设计说明书，打印并准备答辩 第 16 周 打印毕业设计资料并准备答辩 特色与创新 模具设计中应用了大量的二维绘图软件 ,使产品更具直观性 ,便于设计和制造。由产品结构、尺寸及材料性能确定了工艺方案。 指导教师 意 见 指导教师签名： 2012 年 3 月 2 日 教研室 意 见 主任签名： 2012 年 3 月 5 日 学院意见 教学院长签名： 2012 年 3 月 5 日 设计题目 空调零部件（导流板） 的冲压工艺与模具设计 指导老师：符学龙 设 计 者：王文超 空调导流板 零件名称：空调导流板 工件材料： 材料厚度： 1生产批量：大批量 空调导流板的工艺分析 采用 3模具类型的确定 冲裁工艺方案的确定 排样方式的选择 材料利用率的提高 2 冲孔 1 拉深3 翻边4 落料模具工序先后的确定 模架的选择 送料导向方式的确定 模具结构形式的确定 产品工序确定 1 拉深2 冲孔 1 拉深冲孔 拉深冲孔 冲孔 冲孔 冲孔 落料 级进模具结构分析 工艺零件 工作零件 定位零件 卸料零件 结构零件 导向零件 固定零件 其它零件 模具结构设计 送料：导料板送进， 侧刃定距 冲裁：拉深 翻边 卸料：弹压卸料 谢谢各位老师 南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 王文超 学 号 088810202015 学 院： 江苏财经职业技术学院 专 业： 数控加工与模具设 计 题 目： 空调 零部件（ 导 流板 ） 的冲压工艺 与 模具设 计 指导者： 评阅者： 2012 年 4 月 南 京 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 I 页 毕业设计说明书（论文）中文摘要摘要 冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对空调导引板进行的级进模设计，利用 件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型 工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词 ：冲压模具； 级进模 ； 冲压成型 ；压力机； 模具设计； 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 I 页 业设计说明书（论文）外文摘要 is an of it is to be a of of is to in as a as a to of AD to of of of of a is to of to 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 冲压及冲压模具的概念、特点 . 1 冲压的基本工序及模具 . 1 冲压加工的优点 . 2 本课题的目的和意义 . 2 第 2 章 冲裁件的工艺分析 . 3 工件材料 . 3 件结构形状 . 4 工件尺寸精度 . 4 翻边孔尺寸计算 . 5 拉深展开长度计算 . 6 第 3 章 冲裁工艺方案及模具结构的确定 . 7 裁工艺方案的确定 . 7 模具结构形式的确定 . 8 第 4 章 模具总体设计 . 9 具类型 . 9 作与定位方式 . 9 料与出件方式 . 9 架类型及精度 . 9 第 5 章 模具设计计算 . 11 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 . 11 排样方式的选择 . 11 计算条料宽度 . 11 定步距和排样方式 . 13 计算材料利用率 . 14 冲压力的计算 . 15 冲裁力和弯曲力的计算 . 15 卸料力的计算 . 16 压力中心的确定 . 18 模具刃口尺寸的计算 . 19 冲裁间隙分析 . 19 落料尺寸 . 20 第 6 章 主要零部件设计 . 22 工作零部件的结构设计 . 22 凹模的尺寸 . 22 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 模具的其它零件 . 22 导向零件的设计 . 22 固定与联接零件的设计与选取 . 23 第 7 章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 . 26 核模具闭合高度 . 26 冲压设备的选定 . 26 第 8 章 设计并绘制模具总装图及选取标准件 . 27 第 9 章 模具制造要点 . 28 第 10 章 模具的装配与调试 . 30 模具的装配与调试 . 30 在压力机上安装与调试 . 30 总 结 . 32 致 谢 . 33 参考文献 . 34 附 录 . 35 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 1 页 第 1 章 绪 论 冲压及冲压模具的概念、特点 冲压工艺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。 冲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（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。 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。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 2 页 冲压加工的优点 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 ： (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。 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。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。 本课题的目的和意义 本课题的题目是，空调导引板成型工艺与成型模具进行设计。 本次设计零件 加工包括了 拉深、 冲孔、 翻边、 落料的加工。通过对冲孔模、落料模、弯曲模的学习，分析和比较了各加工工艺方案，完成了模具总体的结构分析，进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中 心、模具工作部分尺寸等工艺计算。绘制了装配草图并进行零部件初步选用设计 ,然后确定外形尺寸 ,选择冲压设备 ,绘制总的装配图和零件图。 该课题是通过空调导引板的成型工艺分析和成型模具设计，对冲压成型工艺进行分析并对冲压模具设计的一般步骤和方法进行研究和探讨。通过查阅相关资料和对生产实际进行调研，对冲压成形技术和模具设计的现状和发展趋势提出自己的认识和看法。该课题不仅具有实际意义并且也有很强的启发性，可以起到总结和考核作用。以下就是本文的详细论述。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 3 页 第 2 章 冲裁件的工艺分析 本次设计冲压工件为空调 导流板 如 图 图 件图 零件名称：空调导流板 生产批量：大批量 材料： 料厚度： 1工件材料 由图 件材料采用 面的 235，就是指这种材质的屈服值，在 235会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制 作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 4 页 抗拉强度（ b/ 375 伸长率（ 5/%）： 26（ a 25（ a 24（ a 23（ a 22（ a 21（ a 其中 a 为钢材厚度或直径。 件结构形状 图 工件三维 立体图 工件结构形状相对简单， 如图 有一个拉深，另外有 2 个非圆形孔和 3个圆孔，有 2个翻边，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为 1与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。 工件尺寸精度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用 通冲裁完全可以满足要求。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 5 页 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。 翻边孔尺寸计算 翻边孔尺寸计算 如图 图 边孔计算 在进行翻边之前，需要在坯料上加工出待翻边的孔，其孔径 d= 式中符号均表示图 代入数据： d=1) = 竖边高度则为： H=()+ H=D/2(1 如以极限翻边系数 K 入，便求出一次翻边可达到的极限高度为 (1 代入数据： （ + 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 6 页 所以经过验证，最大翻边高度 以可以一次翻边成形。 拉深展开长度计算 工件有拉深和翻边，需要计算展开长度，拉深方式如图 图 深简图 展开计算公式为： D= 22232121 2 + 代入数据： D= 222 1 2 . 327 + = 取 D= 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 7 页 第 3章 冲裁工艺方案 及模具结构 的确定 裁工艺方案的确定 该冲裁件包括落料、冲孔、翻边、拉深成形工序。可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种，但零件属于大批量生产，若采用单工序模需要模具数量较多，生产率低，费用较高，故不予采用。用复合模可以使冲件的精度和平值度得到保证，生产率也较高，但应零件的孔边距较小，模具强度不能保证。用级进模冲裁时，生产率高，操作方便，通过合理的设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。根据以上分析，该零件采用级进模 冲裁工艺方案。 方案种类 该工序包括落料、冲孔、翻边、拉深成形等工序，可有以下三种工艺方案 方案一：先 拉深 ，再 冲孔 ， 再翻边， 后落料。单工序模生产。 方案二： 拉深 翻边 进模生产。 方案三：落料 冲孔 合模冲压。复合模生产。 三种类型模具优缺点比较 如表 表 工序模 复合模 级进模 结构 简单 较复杂 复杂 成本、周期 小、短 小、短 高、长 制造精度 低 较高 高 材料利用率 高 高 低 生产效率 低 低 高 维修 不方便 不方便 方便 产品 精度 高 高 低 品质 低 低 高 安全性 不安全 不安全 安全 自动化 易于自动化 冲床性能要求 低 低 高 应用 小批量生产 大中型零件的冲大批量生产 内外形精度要求高 大批量生产 中小零件冲压 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 8 页 压试制 根 据分析结合表 方案一模具结构简单， 制造周期短 ，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。 方案二只需一副模具， 可以完成复杂零件的冲裁，虽然工位数量增加但是不影响生产效率。 方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模 许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。 通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳。 模具结构形式的确定 级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。 本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料 边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。 除定距外，条料送进时，需要定位，本设计采用 10个定位螺钉代替导料板对条料进行定位。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 9 页 第 4 章 模具总体设计 具类型 根据前面对零件的冲压工艺性分析，模具的类型采用级进模 见 析 。 加工工序依次为拉深、冲孔、翻边、落料。 作与定位方式 零件虽属于大批量生产，但在此安排手工送料方式能够达到批量生产，且能够降低模具的成本。 初次送料时为了便于顺利将 板材推进模具中安装一个承料板， 承料板是用于接长凹模上平面 。 由于零件轮廓复杂，厚度较高，为保证两孔的中心距，宜采用导尺导向，由自动挡料销进行初定位，导正销进行精确定位。 料与出件方式 考虑到零件结构较复杂，厚度较高等因素，在此采用刚性卸料装置。 另外为了安装采用自动挡料销安装 刚性卸料装置 是必要的 ，卸料板与各凸模没有配合的要求，卸料板上穿过凸模的孔一般制成与凸模仿形的，可有明显的间隙。 由于是大批量生产，为了便于操作，提高生产效率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推出的下出件方式。 架类型及 精度 模架 主要有以下几种用途和功能如 表 表 型 用途和功能 对角导柱模架 在凹模面积的对角中心线上，装有前、后导柱，其有效区在毛坯进给方向的导套间。受力平衡，上模座在导柱上运动平稳。适用于纵向或横向送料，使用面宽，常用于级进模或复合模。其凹模周界范围为 0 05 0 05063 。 后侧导柱模架 两导柱，导套分别装在上、下模座后侧，凹模面积是导套前的有效区域。可用于冲压较宽条料，且可用边角料。送料及操作方便，可纵向、横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜勇于大型 模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 10 页 稳。其凹模周界范围 5 04 0 05063 。 后侧导柱窄形模架 主要用于窄形零件盒特殊冲压工工艺的冲模。，起凹模周界范围为 0080080250 中间导柱圆形模架 常用于电机行业冲模，或用于冲压圆形制件的冲模。其凹模周界范围为 8063010063 。 中间导柱模架 其凹模面积是导套间的有效区域，仅适用于横向送料，常用于弯曲模或复合模。具有导向精度高、上模座在导柱上，运动平稳的特点。其凹模周界 范围为 0 05 0 05063 四导柱模架 模架受力平衡，导向精度高。适用于大型制件，精度很高的冲模，以及大批量生产地自动冲压生产线上的冲模。其凹模周界范围为 00630250160 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级复合模采用了四导柱导柱模架的导向方式，四导柱模架导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 11 页 第 5 章 模具设计计算 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 排样方式的选择 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 计算条料 宽度 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。 搭边值通常由表 根据零件形状，查表 考虑到工件的切边，工件之间搭边值 a=1工件与侧边之间搭边值取 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 =（ 220- 式（ 式中 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； 冲裁件之间的搭边值； 工件与侧边之间搭边值。 板料剪裁下的偏差；（其值查表 得 = =2 1 =条料宽度为 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 12 页 表 搭边值和侧边值的数值 材料厚度t（ 圆件及 类似圆形制件 矩形 或类似矩形制件 长 度 50 矩形 或类似矩形制件 长 度 50 工件间 a 侧边 工件间 a 侧边 件 间 a 侧边 1 通剪床用带料宽度偏差 （ 条料厚度 t(条料宽度 b(50 50 100 100 200 200 2 2 3 3 5 京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 13 页 表 刃冲切得料边定距宽度 条料厚度 t(条料宽度 b(金属材料 非金属材料 确定步距 和排样方式 排样设计的原则 提高材料的利用率：冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占总成本的 60以上，所以材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标，应合理的设计零件外形及排样，提高材料利用率。 改善操作性：冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。一般来说，在冲裁生产时应尽量减少条料的翻动次数，在材料利用率相近的情况下，应选用条料宽度及进距小的排样方式。 使模具结构简单合理，使用寿命高。 保证冲裁件的质量。 冲 裁件在板料、条 料或带料上的布置法称为排样法， 称为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率，零件质量，生产率，模具结构与寿命等。因此，在冲压工艺中和模具设计中，排样是一项极为重要的技术性很强的工作。 根据工件的形状，排样采用直排形式， 采用始用挡料销控制初始步距，采用活动挡料销控制冲压过程中的送料步距 。 根据材料的厚度 查模具实用技术设计综合手册表 录 3） 最小工艺搭边值，工件间距 距 a=料方式采用手动送料 。由于工件本身形状的限制，故菜用了有废料的排样方式，这虽然在材料利用率方面没有少废 料排样和无废料排样高但能够消除条料宽度误差和条料导向误差 的影响，并可以感受模具的受力状态提高模具的寿命。 排样图如图 送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 14 页 大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 级进模送料步距 S S= 式（ 零件横向最大尺寸， 边 值 S 1 样图如图 示。 1 拉 深2 冲 孔3 翻 边4 落 料拉 深冲 孔翻 边落 料拉 深冲 孔翻 边落 料图 样图 计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。 一个步距内的材料利用率 A/100% 式（ 式中 A 一个步距内冲裁件的实际面积； B 条料宽度； S 步距； 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分 为工艺废料和南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 15 页 结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则： 1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。 2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3) 、 模具结构简单、寿命高。 4) 、保证制件质 量和制件对板料纤维方向的要求。 一个步距内冲裁件的实际面积，根据 查询 A=721以一个步距内的材料利用率 ： H=A 100% 式（ 代入数值得： H=721 100% =根据计算结果知道选用直排材料利用率可达 满足要 求。 冲压力的计算 冲裁力和弯曲力的计算 在冲裁过程中，冲裁力是 随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。 用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F=b 式（ 式中 F 冲裁力； L 冲裁周边长度； t 材料厚度； b 材料抗剪强度； 系数； 工件周长 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 16 页 L= +2+ L=110 系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取 = 03 372 b=370以 F=b =110 1 370 =52910N 根据计算，模具冲裁力约为 53 翻边力计算： 查冷冲模设计，第 216页，翻边力公式为 F 翻 =t s 其中 翻边力 (N) D 翻边后中经 (d 翻边直径 (t 材料厚度 ( s 材料的屈服点 (这里 D=d=t=1 s=500是 2 ) 1 500 =) 卸料力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；一般按以下公式计算： 卸料力 式（ 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 17 页 53 料力系数，其值查表 所以总冲压力 +D 式（ =53力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为 10。 10 压力机技术参数表 称压力 0 称压力行程 Sg/ 块 固定行程 S/ 50 滑块 调节行程 S/ 50/6 标称压力行程次数 n/次 160 快速型 标称压力行程 Sg/ 1 快速型 滑块行程 S/ 20 快速型 标称行程 快速型 次数 (不小于 ) n/次 350 最大封闭高度 固定和可损 H/ 170 最大封闭高度 活动台最低 H2/ 最大封闭高度 活动台最高 H1/ 封闭高度调节量 H/ 40 标准型 滑块中心到机身距离 C/ 110 标准型 工作台尺寸左右 L/ 315 标准型 工作台尺寸前后 B/ 200 标准型 工作台孔尺寸左右 L1/ 150 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 18 页 标准型 工作台孔尺寸前后 B1/ 70 工作台孔尺寸直径 D1/ 110 磨柄孔尺寸（直径 *高度） 磨柄孔尺寸（直径 *高度） 30 50 表 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/X D 钢 、铝合金 纯铜，黄铜 压力中心的确定 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，可以按下述原则来确定： 1） 模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 2） 模的压力中心与零 件的对称中心相重合。 3） 孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。 ( 式（ /（ 式（ 由于该工件在 Y 方向上高度对称，所以代入数据计算得： 压力中心为（ 19）。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 19 页 模具刃口尺寸的计算 冲裁间隙分析 根据 271 86规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号 值可为 正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。 1）、间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 2）、间隙对模具寿命的影响 模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁 过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，
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