【冲压模具设计】拉钩的冷冲模设计【7张图纸】
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【冲压模具设计】拉钩的冷冲模设计【7张图纸】,冲压,模具设计,拉钩,冲模,设计,图纸
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1 嘉兴学院南湖学院毕业论文（设计）任务书 题 目： 冷冲模设计 拉钩 专业班级： 机械 学生姓名： 潘晓慧 学号 2006456790601 一、主要任务与目标： 图 1 为某电器元件 拉钩 。该零件的制造方法为冷冲压成型，本课题要求分析封盖冲压件的成形工艺，设计模具，画出模具装配图及所有零部件的工程图，写出毕业论文。 图 1 拉钩 二、主要内容与基本要求： （ 1）分析 垫片 的冲压成形工艺。 （ 2）模具设计。 此零件厚度小，形状简单，要求设计的模具具有高精度和高成型效率。 （ 3）打印图纸，写 出毕业论文。 （ 4） 要求学生熟悉冷冲模具设计工艺，具有较强的机械设计能力 。设计图纸的正确与否是评定本次设计水平的关键。 三、计划进度： 文献检索， 外文文献翻译， 写出开题报告。 冲压成形工艺分析 ，模具设计 。 整理图纸，写出毕业论文。 完成毕业论文，毕业答辩。 2 推荐参考文献： 1、 冷冲压模具设计与制造 手册。 2、冷冲模图册。 3、冲压工艺学 4、材料成型技术 5、模具计算机辅助设计 指导教师 年 月 日 专业负责人： 年 月 日 1 嘉兴学院南湖学院毕业论文（设计）开题报告 题 目： 拉钩的冷冲模设计 系 别 ： 机电工程系 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械 学 号 ： 2006456790601 学生姓名： 潘晓慧 一、课题意义 1、模具工业的分类 我国模具设计与制造技术的发展经历了手工作坊制造阶段、工业化生产阶段和现代化生产阶段。伴随着计算机技术的快速发展 , 数字化、信息化术和数控加工机床已普遍采用 , 模具产业正处于高速发展阶段。 模具是制造业的重要基础工艺装备。模具总体上可分为两大类 : 金属材料制件成形模具，如冲压模具、锻造模具、压铸模具、挤压模具、拉丝模具、粉末冶金模具等 ; 非金属材料制件成形模具 , 如塑料注射模具、压铸模具、挤出模具 , 橡胶制件、玻璃制件和陶瓷制件成形模具等。模具的具体分类方法很多 , 如按模具结构形式分 , 冲压模具可分为简单模、连续模和复合模 , 注塑模具可分为单分型面和双分型面注塑模具等 ; 按工艺性质分 , 冲压模具可分为冲孔模、落料模 、拉深模、弯曲模，塑模具可分为压塑模、传递模、注射模等。其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具、拉丝模具、无机材料成形模具等是最主要的八大类 , 用于制造业中的几乎所有产品的生产。 7 2、模具工业的地位 随着社会的发展和科技的进步， 模具行业越来越被重视，模具技术在国民经济各个部门都得到广泛的应用，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活密切相关。模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业水平及产品开发的能力。模具是生产各种工业产品的重要基础工艺 装备，国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石化、建筑等都要求模 2 具工业的发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、操作简单、生产过程易于实现机械化与自动化、生产成本低而获得广泛应用，利用模具可以加工出薄壁、重量轻、刚性好、形状复杂的零件；产品质量有模具保证，具有一模一样的的特点；这是其它加工制造业所无法完成的；模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通信、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机等电子产品中占 85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占 90%以上；在子弹、枪支等兵器产品中占 95%以上；在日用金属产品中占 95%以上。可见，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意 义。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 2 3、我国模具工业的现状 近年来，我国模具工业的迅速发展是大家有目共睹的，中国模具工业的现状大致可以从以下 3 个方面来讲： （ 1）模具的产值与出口量增长明显。从整体情况来看，我国已经步入模具工业大国之列，但是距模具强国还有相当差距。 （ 2）模具制造水平不断提高。近几年，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的、技术含量较高的中高档模具的比重进一步提高，现在中高档模具所占比重已经达到 35% 以上。模具的设计和制造水平也有了很大的发展，很多先进的模具设计与制造技术在我国的模具企业中得到应用，如 计算机辅助技术、高速加工技术、热流道技术、气辅技术、逆向工程等新技术得到广泛应用， E R P、 P D M 等信息化管理技术正得到积极推广，这些先进技术的应用和信息化管理的实施极大地提高了模具企业的生产效率，缩短了生产周期。 （ 3）我国模具行业已经形成了自己的骨干队伍。目前，我国约有模具生产厂点 3 万余家，从业人员 100 余万人，在各个模具行业的骨干企业队伍中也涌现出了本行业的龙头企业。他们的生产装备先进，生产达到了一定规模，技术水平较高，而且产品具有自己的特点。 10 3 目前，中国约有模具生产厂 2 万余家，从业人员 50 多万人，全年模具产值达 450 亿元人民币以上。近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快。随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的 2/3 以上。 5 二、 现代模具的发展前景 为了制造高精度、长寿命、高效的复杂腔结构的现代模具，需解决以下个方面的问题： 1、 模具材料及其表面处理技术。模 具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45%以上。在模具材料方面常用的冷作模具钢有 型冷作模具钢有 65；常用新型热作模具钢有美国 H 1 3、瑞典 0M、 0；常用塑料模具用钢有预硬钢(30)、时效硬化型钢 (本 )、热处理硬化型钢 (本 典胜 百 )、 粉末模具钢 (日本 );多工位精度冲模硬质合金 ( )以及钢结构硬质合金 ( T L M W 5 0 、 )。在模具表面处理方面，主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗 (如 )发展；由一般扩散向 P V D、 P C V D、离入渗入、离子注入等方向发展 ;可采用的镀膜有： 2C 等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，激光强化、辉光离子氮化技术也日益受到重视。 2、 提高设计制造技术水平。当代模具的设计与制造已广泛采用计算机辅助设计与制造 ( C A D /设计过程程序化和自动化，使用程序模拟成形过程，采用交互式设计方法，发挥人和计算机的各自特长。数据库和计算机网络技术使设计人员拥有大量资料和信息。设计与制造之间的直接信息传输便于设计的反复修改。 4 3、 专业化生产及标准化。专业化生产是现代化工业生产的重要特征之一，工业先进国家模具专业化生产已达到 75% 以上。标准化是实现模具专业化生产的基本前提，也是系统提高整个模具行业技术水平和经济效益的重要手段，这是机械制 造业向深层次发展的必由之路。国外企业都极为重视模具的标准化，我国的模具标准化程度不足 30%，而且标准品种少、质量低、交货期长，严重阻碍了模具的合理流向和效能的发挥，需尽快制订标准化规 范 户界面 。 3 目前 , 国内模具市场不断扩大 , 国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具国际采购的趋向十分明显。因此 ,展望未来 , 国际、国内模具市场总体发展前景美好。我国模具工业将会有一个继续高速发展的机遇期。只要我们把握这个机遇期 , 中国模具工业不但会在量和质的方面继续有一个很大的提高 , 而且一定会在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制的方方面面取得较大进展。 模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密检测和信息网络等诸多学科 , 是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速的方向发展 , 模具产品的技术含量不断提高 , 模具制造周期不断缩短 , 模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展 , 模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。 7 三、 课题研究方法与计划 课题的主要内容是冲压模具的设计，所以我首先应该深入学习机械设计、机械 冲压技术等相关知识。 冲压模具是模具类别中应用最广泛的一种，通过模具对金属的直接加压使其产生塑性变形，从而金属材料分离，以此来获得一定尺寸和性能的金属零件。模具的设计过程是和实际生产分不开的。 我们应该充分研究设计任务书，了解 产品 用途，并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析，对于一些冲压 件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师的意见后进行改进。在初步明确设计要求的基础上，可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。 1、 主要任务与目标 图 1 为某电器元件 拉钩。该零件的制造方法为冷冲压成型，本课题要求分析封盖冲压件的成形工艺，设计模具，画出模具装配图及所有零部件的工程图， 5 写出毕业论文。 图 1 挂钩 2、 主要内容与基本要求 （ 1）分析垫片的冲压成形工艺。 （ 2）模具设计。此零件厚度小，形状简单，要求设计的模具具有高精度和高成型效率。 （ 3）打印图纸，写出毕业论文。 （ 4）要求学生熟悉冷冲模具设 计工艺，具有较强的机械设计能力。设计图纸的正确与否是评定本次设计水平的关键。 四、参考文献 1刘国胜 007， 01 2蒋桂芝 J 2009， 05 3洪慎章 J 2006， 06 4袁崇磷 J 2006,06 5曹延安 J 2009， 03 6洪慎章 J 2006， 06 7周永泰 J 2007， 12 8机械工程师 J2006， 11 9林承全 J 2008， 06 10 1. K. S. J. Y. H, Y. F. A. Y. C. . 6 of n 3037, 46 997. 11 A. Y. C. . W. “of in 46(1),429432, 1997. 7 指导教师审核意见： 签字： 年 月 日 专业 意见： 签字： 年 月 日 院 （系） 意 见： 8 签字： 年 月 日 I 嘉兴学院南湖学院 （ 2010 届） 毕业论文（设计） 题 目： 拉 钩的冷冲模设计 姓 名： 潘晓慧 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械 学 号： 2006456790601 指导教师： 王殿梁 导师学科： 材料加工工程 导师职称： 副教授 嘉兴学院 南湖学院教学事务管理中心 年 月 日 要 首先分析了拉钩的冲压成形工艺，确定了拉钩的冲压成形工艺方案， 采用连续冲压的方式。 设计了模具的凸模，凹模及部分零部件， 对拉钩进行冲压后，选择采用下顶出件顶出落料的方式。 最终确定 了 模具的整体结构，再利用 制出装配图以及零件图 。 关键词 拉 钩 ， 连续模 ， 压力中心 he of of of by of a by of by of 录 摘 要 . . 一章 绪论 . 1 题意义 . 1 具工业的分类 . 1 具工业的地位 . 1 国模具工业的现状 . 2 代模具的发展前景 . 2 题研究方法与计划 . 3 要任务与目标 . 4 要内容与基本要求 . 4 第二章 冲裁件的工艺性分析 . 5 裁件形状和尺寸 . 5 裁件悬臂的最小尺寸 . 5 由凸模冲孔的最小尺寸 . 5 裁件的精度与 粗糙度 . 6 样 . 7 样方式 . 7 料的利用率 . 8 边 . 8 、凹模间隙 . 8 、凹模刃口尺寸及公差 . 9 裁模刃口尺寸计算的原则 . 9 裁模凸模、凹模刃口尺寸计算 . 9 裁力的计算公式 . 10 裁力的计算 . 10 件力合卸料力的计算 . 11 冲裁力计算 . 11 力中心的确定 . 11 模设计 . 12 形凸模的结构形式 . 12 模的固定方法 . 13 V 模设计 . 13 模刃口形式 . 13 模的外形尺寸 . 13 模的固定方式 . 14 料装置 . 15 接零件 . 15 柄 . 15 座 . 16 第三章 冲压模具的总体设计 . 17 装配图 . 17 压设备的选择 . 18 具的工作过程 . 19 总结 . 20 参 考 文 献 . 21 拉钩的冷冲模设计 1 第一章 绪论 题意义 具工业的分类 我国模具设计与制造技术的发展经历了手工作坊制造阶段、工业化生产阶段和现代化生产阶段。伴随着计算机技术的快速发展 , 数字化、信息化 术和数控加工机床已普遍采用 , 模具产业正处于高速发展阶段。 模具是制造业的重要基础工艺装备。模具总体上可分为两大类 : 金属材料制件成形模具，如冲压模具、锻造模具、压铸模具、挤压模具、拉丝模具、粉末冶金模具等 ; 非金属材料制件成形模具 , 如塑料注射模具、压铸模具、挤出模具 , 橡胶制件、玻璃制件和陶瓷制件成形模具等。模具的具体分类方法很多 , 如按模具结构形式分 , 冲压模具可分为简单模、连续模和复合模 , 注塑模具可分为单分型面和双分型面注塑模具等 ; 按工艺性质分 , 冲压模具可分 为冲孔模、落料模、拉深模、弯曲模，塑模具可分为压塑模、传递模、注射模等。其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具、拉丝模具、无机材料成形模具等是最主要的八大类 , 用于制造业中的几乎所有产品的生产。 7 具工业的地位 随着社会的发展和科技的进步， 模具行业越来越被重视，模具技术在国民经济各个部门都得到广泛的应用，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活密切相关。模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业水平及产品开发的能力。模具是生产各 种工业产品的重要基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石化、建筑等都要求模具工业的发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、操作简单、生产过程易于实现机械化与自动化、生产成本低而获得广泛应用，利用模具可以加工出薄壁、重量轻、刚性好、形状复杂的零件；产品质量有模具保证，具有一模一样的的特点；这是其它加工制造业所无法完成的；模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通信、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具 制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机等电子产品中占 85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占 90%以上；在子弹、枪支等兵器产品中占 95%以上；在日用金属产品中占 95%以上。嘉兴学院南湖学院毕业论文 2 可见，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 2 国模具工业的现状 近年来，我国模具工业的迅速发展是大家有目共睹的， 中国模具工业的现状大致可以从以下 3 个方面来讲： （ 1）模具的产值与出口量增长明显。从整体情况来看，我国已经步入模具工业大国之列，但是距模具强国还有相当差距。 （ 2）模具制造水平不断提高。近几年，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的、技术含量较高的中高档模具的比重进一步提高，现在中高档模具所占比重已经达到 35% 以上。模具的设计和制造水平也有了很大的发展，很多先进的模具设计与制造技术在我国的模具企业中得到应用，如 计算机辅助技术、高速加工技术、热流道技术、气辅技术、逆向工程等新技术得 到广泛应用， E R P、 P D M 等信息化管理技术正得到积极推广，这些先进技术的应用和信息化管理的实施极大地提高了模具企业的生产效率，缩短了生产周期。 （ 3）我国模具行业已经形成了自己的骨干队伍。目前，我国约有模具生产厂点 3 万余家，从业人员 100 余万人，在各个模具行业的骨干企业队伍中也涌现出了本行业的龙头企业。他们的生产装备先进，生产达到了一定规模，技术水平较高，而且产品具有自己的特点。 10 目前，中国约有模具生产厂 2 万余家，从业人员 50 多万人，全年模具产值达 450亿元人民币以上。近年来，模具行业结 构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快。随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的 2/3 以上。 5 代模具的发展前景 为了制造高精度、长寿命、高效的复杂腔结构的现代模具，需解决以下个方面的问题 ： （ 1） 模具材料及其表面处理技术。模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45%以上。在模具材料方面常用的冷作模具钢有 型冷作模具钢有 65用新型热作模具钢有美国 H 1 3、瑞典 0M、 0钩的冷冲模设计 3 等；常用塑料模具用钢有预硬钢 (30)、时效硬化型钢 (本、热处理硬化型钢 (本 典胜百 )、粉末模具钢 (日本 );多工位精度冲模硬质合金 ( )以及钢结构硬质合金 ( T L M W 5 0 、 )。在模具表面处理方面，主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗 (如 )发展；由一般扩散向 P V D、 P C V D、离入渗入、离子注入等方向发展 ;可采用的镀膜有： ，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，激光强化 、辉光离子氮化技术也日益受到重视。 （ 2） 提高设计制造技术水平。当代模具的设计与制造已广泛采用计算机辅助设计与制造 ( C A D /设计过程程序化和自动化，使用程序模拟成形过程，采用交互式设计方法，发挥人和计算机的各自特长。数据库和计算机网络技术使设计人员拥有大量资料和信息。设计与制造之间的直接信息传输便于设计的反复修改。 （ 3） 专业化生产及标准化。专业化生产是现代化工业生产的重要特征之一，工业先进国家模具专业化生产已达到 75% 以上。标准化是实现模具专业化生产的基本前提，也是系统提高整个模具行业 技术水平和经济效益的重要手段，这是机械制造业向深层次发展的必由之路。国外企业都极为重视模具的标准化，我国的模具标准化程度不足 30%，而且标准品种少、质量低、交货期长，严重阻碍了模具的合理流向和效能的发挥，需尽快制订标准化规范 户界面。 3 目前 , 国内模具市场不断扩大 , 国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具国际采购的趋向十分明显。因此 ,展望未来 , 国际、国内模具市场总体发展前景美好。我国模具工业将会有一个继续高速发展的机遇期。只要我们把握这个机遇期 , 中国模具工业不 但会在量和质的方面继续有一个很大的提高 , 而且一定会在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制的方方面面取得较大进展。 模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密检测和信息网络等诸多学科 , 是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速的方向发展 , 模具产品的技术含量不断提高 , 模具制造周期不断缩短 , 模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展 , 模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方 向发展。 7 题研究方法与计划 课题的主要内容是冲压模具的设计，所以我首先应该深入学习机械设计、机械冲压技术等相关知识。冲压模具是模具类别中应用最广泛的一种，通过模具对金属的直接加压使其产生塑性变形，从而金属材料分离，以此来获得一定尺寸和嘉兴学院南湖学院毕业论文 4 性能的金属零件。模具的设计过程是和实际生产分不开的。我们应该充分研究设计任务书，了解产品用途，并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析，对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师的意见后进行改进。在初步明确设计要求的基础上，可按以下 步骤进行冲压总体方案的论证。 要任务与目标 图 1某电器元件 拉钩。该零件的制造方法为冷冲压成型，本课题要求分析封盖冲压件的成形工艺，设计模具，画出模具装配图及所有零部件的工程图，写出毕业论文。 图 1钩 要内容与基本要求 （ 1）分析垫片的冲压成形工艺。 （ 2）模具设计。此零件厚度小，形状简单，要求设计的模具具有高精度和高成型效率。 （ 3）打印图纸，写出毕业论文。 （ 4）要求学生熟悉冷冲模具设计工艺，具有较强的机械设计能力。设计图纸的正确与否是评定本次设计水平的关 键。 拉钩的冷冲模设计 5 第二章 冲裁件的工艺性 分析 裁件形状和尺寸 工件名称：挂钩 工件简图：如 图 1示 生产批量：大批量 材料： 材料厚度： 2裁件悬臂的最小尺寸 冲裁件的 突出悬臂的宽度不宜太小，以免凸模折断 如图 2 图 2裁件悬臂 材料为 ，所以悬臂的最小宽度 B=(.2)t 图中 B=10t=2悬臂的最小宽度符合要求。 由凸模冲孔的最小尺寸 冲孔时，孔的尺寸不宜过小，以免 凸模折断。 凸模如图 2示 嘉兴学院南湖学院毕业论文 6 图 2孔凸模 查表 2据所选材料， d 图中 d=8t=2自由凸模冲孔的最小尺寸符合要求。 裁件的精度与 粗糙度 冲裁件的精度选取为 。 确定冲裁件外形与内孔尺寸公差 图 2件的分段 材料厚度为 2零件分段如图 4 所示，模具为普通冲裁模。查表 2定冲裁件外形与内孔尺寸公差。 拉钩的冷冲模设计 7 表 2裁件的公差 冲裁件外形 零件尺寸 公差 a 90 b 10 c 25 d 90 e 5 f g 13 h 16 i 15 j 15 k 8 样 样方式 排样方式如图 2示 图 2件的排样 嘉兴学院南湖学院毕业论文 8 料的利用率 采用材料冲压多个零件的材料利用率的计算 100 （ 2 式中： 材料利用率， %； 0F 单个冲裁件的实际面积， 2 n 该条料上所能冲制出的冲裁件个数； L 条料的长度， B 条料的宽度， 20 8 01015F =n=37 , L=1200 ， B=107 1071 2 00 69 边 选取搭边值要综合考虑以下因素。 （ 1） 材料的力学性能 硬材料的搭边值可取小一些。软材料、脆性材料的搭边值要取大一些。 （ 2） 制作的形状与尺寸 冲裁件的尺寸小或有尖凸的复杂形状，搭边值要取大一些。 （ 3） 材料厚度 材料越厚，所取的搭边值相应越大。 （ 4） 送料方式与挡料方式 若为手工送料，在有侧压板导向的情况下，搭边值可以适当取小一些。 确定冲裁材料的搭边值 根据表 2料厚度 12于是手动送料，冲裁件为非圆形， 故 取 a=b=2图 2示。 、凹模间隙 根据经验确定法，硬材料： 取 2K =3K= =卸 = 总冲裁力计算 由于本模具采用的是弹性卸料和上出件方式， 故冲裁力为：总P=P+卸Q+顶Q（ 2 代入数值计算得总P=力中心的确定 冲模的压力中心确定的原则： （ 1） 对称形状的单件冲裁，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的压力中心。 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0O(00,即为所求模具的压力中心。 因为冲裁力 P 与冲裁线段的长度 L 成正比，所以式中的各冲裁力 1P ， 2P ，3P，以分别用各冲裁的周边长度 1L ， 2L ，3L，： L （ 2 L （ 2 代入数据，计算得0x=y=如图 2示，为压力中心。 嘉兴学院南湖学院毕业论文 12 图 2压力中心 模设计 形凸模的结构形式 冲小孔的圆形凸模，直径 d=8形凸模如图 2 非圆形凸模如图 2 图 2孔凸模 图 2件凸模 拉钩的冷冲模设计 13 模的固定方法 为保证凸模工作可靠和良好的稳定性，还要使凸模在更换或维修时拆装方便，所以采用机械固定法，如图 2示。 1 销； 2 螺钉； 3 垫板； 4 凸模； 5 凸模固定板 图 2上模座 模设计 模刃口形式 图 2凹模刃口形式 凹模设计如图 9 所示，直壁型刃口的特点是： （ 1）刃口强度较高，修磨后尺寸不变；（ 2）凹模内积累废料或制作少，如果间隙小直壁部分磨损较快，加工简单；（ 3）用 于冲裁形状复杂，精度要求高的中小型件。该结构便于装顶出装置。 模的外形尺寸 凹模外形如图 2示。 嘉兴学院南湖学院毕业论文 14 图 2凹模外形 根据凹模厚度公式： H= （ 2 凹模壁厚为： C=()H （ 2 式中， b=102表 2K=入式中，计算得 H=C= 对其进行圆整，取 H=22C=35 模的固定方式 凹模的固定方式如图 2示：直接用螺钉，销固定凹模，坚固可靠，应用广泛。 1 螺钉； 2 销 图 2模座 拉钩的冷冲模设计 15 料装置 模具采用弹性卸料装置，结构如图 2示： 图 2料装置 采用弹性卸料装置， 弹压卸料板兼有压料和卸料两大作用，它可在冲压开始时起压料作用，结束后起卸料作用， 其弹力由弹簧获得 。 接零件 柄 模柄是将上模安装在压力机滑块上的一个重要零件，因此设计模具时应根据需要去选择结构形式合适的模柄。 模具所选用的模柄如图 2示 嘉兴学院南湖学院毕业论文 16 图 2柄 模柄为压入式模柄，中小型冲裁模通常使用压入式结构，模柄采用过渡配合 H7/7/模柄压入上模座，加有骑缝销防止转动，这种模柄的优点是易于保证与上模座的垂直度要求。 座 模具的上下模座用来安装整个模具的全部零部件，构成模具的总体，并传递冲压力。因此模座要有足够的强度和刚度，上下模座配以导向装置就称为模架。 上模座如图 2示 图 2模座 下模座如图 2示 图 2模座 模座采用铸钢 料 。 拉钩的冷冲模设计 17 第三章 冲压模具的总体设计 装配图 经过以上设计，绘出如图 3装配图。 图 3装配图 嘉兴学院南湖学院毕业论文 18 图中， 1 上模板， 2 弹簧， 3 销， 4 导柱， 5 螺钉， 6 垫板， 7 固定板， 8 凸模， 9 螺栓， 10 卸料板， 11 凹模， 12 销， 13 下模板， 14顶件器， 15 顶杆， 16 螺母， 17 托板， 18 橡胶， 19 螺钉， 20 导柱， 21 导套，22 螺钉， 23 挡料板 。 根据计算所得确定模架的尺寸规格，具体规格如表 3示 表 3 模架 尺寸规格 上模座 L/ B/ H/260 207 30 下模座 L/ B/ H/260 207 35 导 柱 d/ L/28 37 导 套 d/ L/ D/28 55 35 垫板厚度取 值 模固定板厚度取 模的厚度已定为 22卸料板厚度取 15 压设备的选择 根据设计出的模具的总体结构，选取合适的冲压设备。由计算所得的冲裁力，查表，选取开式双柱可倾压力机 力机的具体规格见表 3 拉钩的冷冲模设计 19 表 3冲压设备的选择 及规格 压力机 的 选用 开式 双柱可倾压力机 称压力 350块行程 80大闭合高度 280杆调节量 60作台尺寸 ( 前后 左右 380 610 垫板尺寸 ( 厚度 孔径 60 150 模柄孔尺寸 ( 直径 深度 50 70 最大倾斜角度 20 具的 工作过程 模具的工作过程为：板料 先在冲孔的位置冲孔，然后孔套在定位销上，对零件进行冲裁， 采用弹性卸料装置进行卸料，然后由下顶出装置将落料顶出 。 这样 的模具能够对所加工的零件进行较为准确的定位 ，进而加工出所需的零件。 。 嘉兴学院南湖学院毕业论文 20 总结 此次设计的是挂钩冷冲压模具，对板料进行连续冲裁，首先先对零件冲孔，在对板料进行定位后落料，这样来冲压出一个完整的零件来，再用顶出装置将成型的零件顶出，完成整个加工过程 通过本次的毕业 设计，使我对模具的设计过程有了清楚的了解，从模具的工艺分析，到各个部分的设计，尺寸的确定，再到最后的总体设计，一步步走来，通过查阅资料，使我学到了很多，也对自己所学到的专业知识有了更进一步的掌握。通过对装配图，零件图的绘制，也使我对 件的使用更熟练了。在对模具进行设计后，绘制出装配图也使我对模具的具体结构，以及模具的具体工作情况有了清楚的了解。 在对模具设计的整个过程中，通过阅读书籍，以及导师对我的指导，才使得我能够完成整个的模具设计，才有了最终的设计结果，在此感谢导师对我的细心的指导。 拉钩的冷冲模设计 21 参 考 文 献 1刘国胜 2007， 01 2蒋桂芝 J 2009， 05 3洪慎章 J 06 4袁崇磷 J2006， 06 5曹延安 J， 2009， 03 6洪慎章 展趋势 J， 2006 年第 6 期 . 7周永泰 J 2007， 12 8机械工程师 . 2006， 11 9林承全 . 论冲压模具设计制造与模具寿命的关系 J. 模具制造 ， 2008， 09 10 1. K. S. J. Y. H, Y. F. A. Y. C. . an of n 3037, 46 997. 11 A. Y. C. . W. “of in 46(1),429432, 1997. 1 嘉兴学院南湖学院毕业论文（设计）文献综述 题 目： 拉钩的冷冲模设计 系 别 ： 机电工程 系 专 业 ： 机械设计制造及其自 动化 班 级： 机械 学 号 ： 2006456790601 学生姓名： 潘晓慧 一、模具工业的分类 我国模具设计与制造技术的发展经历了手工作坊制造阶段、工业化生产阶段和现代化生产阶段。伴随着计算机技术的快速发展 , 数字化、信息化术和数控加工机床已普遍采用 , 模具产业正处于高速发展阶段。 模具是制造业的重要基础工艺装备。模具总体上可分为两大类 : 金属材料制件成形模具，如冲压模具、锻造模具、压铸模具、挤压模具、拉丝模具、粉末冶金模具等 ; 非金属材料制件成形模具 , 如塑料注射模具、压铸模具、挤出模具 , 橡胶制件、玻璃制件和陶瓷制件成形模具等。模具的具体分类方法很多 , 如按模具结构形式分 , 冲压模具可分为简单模、连续模和复合模 , 注塑模具可分为单分型面和双分型面注塑模具等 ; 按工艺性质分 , 冲压模具可分为冲孔模、落料模、拉深模、弯曲模，塑模具可分为压塑模、传递模、 注射模等。 1 其中冲压模具、塑料模具、铸造模具、锻压模具、橡胶模具、粉末冶金模具、拉丝模具、无机材料成形模具等是最主要的八大类 , 用于制造业中的几乎所有产品的生产。 7 二、模具工业的地位 模具是以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。随着社会的发展和科技的进步， 模具行业越来越被重视，模具技术在国民经济各个部门都得到广泛的应用，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活密切相关。模具工业是国民经济的基础产业， 是“ 百 业之母”， 是永不衰亡的行业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业水平 2 及产品开 发的能力。“十五” 规划指出，模具是生产各种工业产品的重要基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石化、建筑等都要求模具工业的发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、操作简单、生产过程易于实现机械化与自动化、生产成本低而获得广泛应用，利用模具可以加工出薄壁、重量轻、刚性好、形状复杂的零件；产品质量有模具保证，具有一模一样的的特点；这是其它加工制造业所无法完成的；模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通信、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工 业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机等电子产品中占 85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占 90%以上；在子弹、枪支等兵器产品中占 95%以上；在日用金属产品中占 95%以上。可见，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 2 起步到现在，我国模具工业经历了半个多世 纪的发展，已有了较大的提高，与国外的差距正在进一步缩小。而中国模具对世界的影响也在不断扩大 , 主要表现在以下几点 : 1、 其他国家的模协和有关国际组织已越来越重视中国模协 , 他们邀请中国模协出席国际会议和参加国际行业活动越来越多 , 他们到中国来考察和交流也越来越多 , 中国模具已经成为国际模具中的一个不可忽视的力量。 2、 随着国际交往的日益增多和外资 (包括港资、合资 ) 在中国模具行业的投入日渐增加 , 中国模具正表现得越来越融入世界 , 并已逐步与国际接轨 , 三资企业已对中国模具的发展作 出了很大贡献 ,中国模具和世界模具已越来越密不可分。 3、 无论是出口还是在中国国内使用 , 中国模具已经为境外企业和境内三资企业降低了不少生产成本 , 也就是说 , 为世界的进步 做出 了一些贡献 ,而且这一贡献将随着中国模具的进一步发展而不断增大。中国模具与世界正在实现共赢。 3 4、 由于中国的过去、现在和不久的将来一直有较为优秀且丰富和廉价的人力资源、庞大的市场及其他许多有利条件 , 外资在中国模具中已经并且将进一步占据越来越重要的地位 , 中国已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地 , 确实加速了世界模具产业的转移 , 从而也为通过这种转移而使工业发达国家向更高层次发展 做出 了贡献。 5、 中国庞大的模具市场促进了世界模具的发展。 从上述情况来看 , 中国模具确实已经与世界模具密不可分 , 而且中国模具在世界模具中的地位将会越来越重要 , 其影响也会越来越大。中国模具加速融入世界并实现国际共赢的局面将会进一步发展下去。在当今的信息社会和世界经济进一步全球化的发展过程中 ,世界在促进中国模具的发展 ,中国模具也正在并将进一步促进世界的发展。 9 三、我国模具工业的现状 模具属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热 处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。 从中国模具工业协会获悉 , 近年来在国民经济中占有重要地位的模具工业得到了迅速发展 。模具是工业生产的基础工艺装备在电子、汽车、电机电器、仪表、家电和通讯等产品中 , 一 般 的零部件都依靠模具成型。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 , 模具是“ 效益放大器” , 用模具生产的最终产品价值 , 往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产水平的高低 , 己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。因此 , 振兴和发展我国的模具工业 ,日益受到人们的重视和关注国务院颁布的关于当前产业政策要点的丸定也把模具列为机械工业改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。由于我国模具工业发展迅速 , 前景广阔 , 国内外模具及模具加工设备厂商已普遍看好中国市场。 纵观我国的模具工业，既有高速发展的良好势头，又存在精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。 3 近年来，我国模具工业的迅速发展是大家有目共睹的，中 国模具工业的现状 4 大致可以从以下 3 个方面来讲： 1、 模具的产值与出口量增长明显。从整体情况来看，我国已经步入模具工业大国之列，但是距模具强国还有相当差距。 2、 模具制造水平不断提高。近几年，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的、技术含量较高的中高档模具的比重进一步提高，现在中高档模具所占比重已经达到 35% 以上。模具的设计和制造水平也有了很大的发展，很多先进的模具设计与制造技术在我国的模具企业中得到应用，如 计算机辅助技术、高速加工技术、热流道技术、气辅技术、逆向工程等新技术得到广泛 应用， E R P、 P D M 等信息化管理技术正得到积极推广，这些先进技术的应用和信息化管理的实施极大地提高了模具企业的生产效率，缩短了生产周期。 3、 我国模具行业已经形成了自己的骨干队伍。目前，我国约有模具生产厂点 3 万余家，从业人员 100 余万人，在各个模具行业的骨干企业队伍中也涌现出了本行业的龙头企业。他们的生产装备先进，生产达到了一定规模，技术水平较高，而且产品具有自己的特点。 10 目前，中国约有模具生产厂 2 万余家，从业人员 50 多万人，全年模具产值达 450 亿元人民币以上。近年来，模具行业结构调整步 伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快。随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。 5 在模具产值产量和进出口迅速发展的同时 , 近年来中国在模具行业技术进步和模具水平的提高方面也取得了可喜的成绩。现在 , 我国已能生产精度达到详的多工位级进模 , 寿命可达亿冲次以上。个别企业生产的多工位级进模已可在次的高速冲床上使用 , 精度可达林。在大型塑料模具方面 , 我国已能生产英寸大屏幕彩电 和英寸背投式电视的塑壳模具、大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠、整体仪 表板塑料模具等。在精密塑料模具方面 , 我国已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及精度达林的腔塑封模具等 ,精度达到林的光盘模也已能够生产了。塑料模具的热流道和气辅等技术水平不断提高。在大型精密复杂压铸模方面 , 国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。在汽车覆盖件模具方面 ,国内已能 5 生产中档新型轿车的覆盖件模具 , 高档轿车的部分覆盖件模具也已能够生产了。子午线轮胎活络模具、铝 合金和塑料门窗异型材挤出成形模、精铸或树脂快速成型拉延模等 , 也已达到相当高的水平 , 制造出来的模具可与进口模具媲美。国内生产的最大模具单套重量已超过 100t 我国模具企业 数字、化信息化技术的使用面正在不断扩大 , 水平也在不断提高。 中国模具工业产值仅次于日本和美国 , 排在世界前三位。中国经济的高速发展同样对模具工业提出了越来越高的要求 , 也为其发展提供了巨大的空间。现今 , 国内的模具生产厂家已增至 2 万余家 , 模具制造从业人员已超过 50 多万人 , 模具的年产值达到 534 亿元人民币。 近 10 年来 , 国内模具在数量、质量、技术等方面有了很大的跨跃 ; 现正以每年 15 %左右的增长速度稳步发展。 4 四、现代模具设计与制造方法 现代模具制造业已成为技术密集型和资金密集型的产业 , 它与高新技术已形成相互依托的关系。一方面 , 模具是直 接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备另一方面 , 模具生产本身又大量采用高新技术及装备 , 因此 , 模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。模具成形零件时实现快速、优质、低耗是国家可持续发展战略的要求。 7 我国模具制造技术发展迅速，逐渐由单一、具体、细节的设计及各道工序的加工过程向设计、制造技术的系统化、集成化过程转变，已成为现代先进制造技术的重要组成部分。 1、 模具 术：以三维造型为主的模具设计、制造、工艺信息的数字化传递及转换所形成的 体化技术在我国已大量 推广应用。例如，汽车大型覆盖件模具已普遍应用 术，实现了模具设计、制造、冲压一体化、数控编程和数控加工实现了 算机软硬件配置已接近国际水平；在塑料模具方面也已广泛应用 术，多项国内自主开发的软件推广之中，如北航华正的 件系列和华中理工大学的 ；在压铸模方面， 样得到了广泛应用，并已开始应用 件进行浇道系统和工艺参数等方面的优化分析。 2、 模具先进制造工艺及装备：模具由功能件和支持件组成。在塑料模和压铸模中，功能件为型腔和型芯 ，在锻模中为型腔，在冲压模具中为型孔和冲头， 6 支持件一般为标准件，因此，模具加工的主要部件可分为两类，即型腔，型芯加工和型孔加工。 （ 1）高速铣削加工 高速铣削加工在模具制造中具有以下特点：高效，高速铣削加工的主轴转速一般为 15000高可达 100000r/削钢时，其切削速度约为400m/传统的铣削加工高 510 倍；在加工型腔模时与传统的加工方法相比起效率提高 4；与完全采用 工相比，其加工速度提高了 4；高精度，一般加工精度为 10 m，有的精度更高；高表面质量，由于高速铣削的工具温度小，姑表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度 R 小于1 m；可加工高硬材料，可铣削 5054 （ 2） 工 多轴联动控制、电极自动交换、 C 轴加工、数控摆动等功能能完成各种复杂型腔的精密加工，采用自适应控制、模糊控制、各种专家系统、新型脉冲电源灯优化加工状态，自动完成全部加工过程。 中小型腔模、复杂精密型腔模等加工方面发挥着越来越重要的作用 。 （ 3）虚拟轴数控加工 在模具复杂型腔铣削加工中采用五轴数控铣床可提高加工质量和效率。五
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