【冲压模具设计】汽车附件调角器低档SUV滑轨I支架冲压模具设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】
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its . 049,7663, 0 004; 3 004be of of a by be to of at s Ax be of to to In on s is of of in to of of or at be in In a or On be to be 004 in in a of 999 “is To is a on in it is to to in of 1in It is to is or to A IT in 950s to be as $ - q 2004 6 (2004) 1439 49R. 1by in 970s. of in a of be in 960s in in 0 D is by by is in a in 970s AD of be of to to or on to be to s an 1)AD is a of an is in Ax In 1. of 2. et (2004) 143914501440to to of as as of or is to is to In to to be as a in (at in it an of by an of or to be In a of is or of is a at in 970s or . in 970s of as or by an at by of in of 980s of In 990s is or be As 1): by or in is to to To a is orof In of to or of is in be in of of to is in on in in At is a a to of Ax of at EM et (2004) 14391450 1441 W in is a of in 0 in 3is or in is in is to of a to in a in it is to of be in of is a of a a as is by of be to In it a to at a in a by It be of o in ) to of of in to of to of in is it go of go on on to 3) 4. of to of a on a or a in of be to on in by of by on to of in to a No be 3. 2. of in an et (2004) 143914501442is a on to to of a is or to in to be of in of a an a in be of of of be of of of 2. of of a a or it is to of is in is to a in on It is to in of to to as of (is is in of as on an on of he 5,6) in he of of of on at to in to be in is a to Of of in on to or or in a of to LM of be of as is in is oft工程师的 训 . . 算机运用和工程设计研究小组，凯撒斯劳滕大学 概要 一般的产品研发可以分成三个阶段：创造性阶段、概念性阶段和工程学阶段。一种产品的全部生活周期，其所有阶段都是由各种各样 统所支持，这些系统经常被称为“ 统”。因此， 训应该拓展到“ 训”，并且把注意力集中到产品生活周期的各个阶段中。 通过观察当今的生产 加工链，许多与 关的工作都能鉴别出来。它们都要求与某些课题相关的不同的知识水平，这些课题诸如信息技术、设计程序或能性等等。 教授这些课题，从简单的自学，到计算机辅助支持培训，再到交互式人对人直接培养，培训方法是多种多样的。在工业中，培训方式主要取决于公司的规模和其下的部门。公司规模越大，其使用的培训方法就越综合化，并且 训就更加地专业深入。 训专业化和内部培训部门专门化的计划都受到关注。其他 训的可能性则存在于实习医师领域、技术学院和大学中。所有以上领域都会遭遇课题的复 杂性，从而经常导致培训变得宽泛却肤浅。 除了要掌握 统的知识和使用外，学生还必须了解 法的组成和包含计划间协作的结构。 伴随着这些经历，学生或雇员将首先进行基本的 面的培训。第二步，他们将接受特殊课程的学习，比如 据转换、 等。在更高级别中，设置了涉及 序和公司网络的课程，以及涉及未来趋势和技术的课程。在整个培训过程中，这方面的培训申请必须是有优势的。 来自“ 件公司的一份 1999 年时事通讯中，提出了如下的问题 ：“什么是最重要的学习目的？”给出的答案是：“教给人们设计是一个步骤！”稍候，这份时事通讯提出：工程学培训应该用于培养工程师，使他们懂得“如何在现代产品设计制造的世界中进行思考”。 在中学和大学里，工业中的“ 什么意思呢？当然，“ 是意味着只局限于教授“实体或表面建模”而已。这个工作是相当复杂的：学生或技术雇员必须在“计算机辅助产品制造”功能 的帮助下，掌握完整的发展程序。 现代 20 世纪 50 年代，由麻省理工学院的 发的 “全自动编程工具（ ，可以对机器进行数字控制，这可以被认为是 20 世纪 70 年代，早期的计算机辅助设计系统（类似于 过发展，替代了传统的作图板，从而缩减了时间和金钱。 最初用于雕刻表面成型的早期系统经过改进后，被汽车和直升飞机工业所使用。这个改进的目的并不是为了缩减时间，而是为了获得雕刻表面清楚的 3D 成像，使之在当时能用于数控磨床。这种 3D 成像不能通过传统的 2D 画图和分割区段的方法来形成。 20 世纪 60 年代， 创了基 于“有限 计算机辅助工程学，并为 20 世纪 70 年代的 沿用。 得益于这些根源，在最后的三十年里，越来越多包含设计步骤的工作都使用了 具。无论是手动起草、平面成型，又或者是经典的机械设计，都被 3D 网线结构、固体建模和以参数特征为基础的设计所取代。目前，包含生产准备在内的完整的产品制造，其全部流程都伴随着 术的应用。根据应用领域的不同，统得到不同的改进，并以各异的 法来命名：计算机辅助成型（ 计算机辅助审美设计（ 计算机辅助概念设计（ 所有这些技术都涵盖于计算机辅助设计（ 概念中。有两个非常重要的计算机辅助领域几乎独立地得到历史性的发展：分别是计算机辅助制造（ 计算机辅助工程学（ 后者主要运用于一些有限的模拟仿真和有限元的分析。虽然这些技术是独立起源的，但是为了满足 据输入和 需要，它们在 20 世纪 70 年代中期很快地发展起来，并在 间的联系中确立根本地位。 有关“计算机辅助产品制造”的培训仍然确实地反映着这样的历史：学生或工程师通常是以学习 2D 系统开始他们的培训的。后来，他们接触 了 3D 建模。进一步地，他们对参数设计和变分设计熟悉起来。相应地，他们必须接受有关 统内容的培训，以便能处理所有 据。 模拟的简化生产链（见图 1）显示出 是产品研发过程中的一部分而已。这个过程是以一个想法和产品的需求及规格为开端的，并以连续生产、客户售后服务、循环使用、扔弃和处理为结束的。 其他许多 术一起嵌入到整个产品研发过程中。为了避免产生不必要的循环，工程师必须掌握周围加工步骤的知识和数据的种类及质 量。有关先加工步骤的知识是为了维持设计意向，而有 关余下加工步骤的知识则是为了保证加工的可行性。除了这个经济因素外，描述产品质量的相关信息也必须在考虑范围内。 现代产品制造过程变得越来越象一个“虚拟产品”产生过程。请记住，这种加工的特点在于“同时工程学”（同一时间演示不同的加工步骤）和“并发事件工程”（并行地发展毗邻成分），显然，巨大数量的数据值必须依靠一个有效的产品数据管理系统（ 行处理。两种事实增加了以下情况的复杂性： 对于包含一种或各种不同加工步骤的不同任务，有时必须同时应用相当不同的 统和数据模型。 在现代工业中，同在一个网络 里的厂商经常是使用不同的系统，或者使用不同版本的相同系统。 所以，不只 据与数据变换的交换是，完整的厂商整合也是一项为获得成功的改进和生产过程的主要任务。 4.“ 各种不同职业的描述 回看 20世纪 70年代，首先使用 在被称为“ 。 20世纪70年代，表面已经被直接用在数控磨床的表面上，而 系统供应者和 /或一位内部 要培训。这些 火车司机和内部系统服务者。这些先锋使得新技术成型，并缩小由常规改进而引起的偏差。 20世纪 80年代的前五年里，伴随着 同“ 数目 也 随之增加。在 20世纪 90年代， 目前的 在， 而，各种不同的任务产生各种不同的职业。在下列的加工链中有（见图 1）： 这类人用手工作，使用泥土绘制草图和建立模型，但也有 越来越多的人使用 如 这类人将由 们使用特殊表面系统软件，例如 这类人使用 用 项工作是将外形从“虚拟世界”改变成“实体世界”。 为了填补手动式的优化实体模型与必需的 个特别工作是必不可少的：表面重建或“颠倒（外形）工程”。 培 训内容之外，有一些在强度和费用方面不同的培训方法。这些培训方法可以通过一个有效的方式联系起来。 基于计算机的培训 最便宜的 训是被称为“基于计算机的培训”（ 方式。一些 供自学者学习使用 是，也有些企业专门研究 些 教授自主独立的操作中经常存在着一个缺陷。对于解决设计问题的策略是不能标准化的。此外，这种培训方法只获得少许培训成功的反馈例子。例如，学生或工程师将无法被告之， 他 /她的培训部分是对是错以及为什么。鉴于这些缺陷，基于计算机的培训在最初并没有得到普遍推广。 实践性课程（“面对面”） 一个较好的但更昂贵的 接受一位指导老师的实践性课程。主要的优点是能直接地从 一个优点是，如果遇到问题、无法解决的设计难题或 够得到讲解。而缺点是，当该课程结束后，培训员就经常不再履行职责了。 跟随式指导 跟随式指导是解决上述问题的一种方式。如果公司有内部培训部门，或有一位外来培训员长期驻内，则指导式培训就能容易地与透彻 的定点跟随式指导结合起来。在特别部门里， 为了满足该部门需要而进行 训员依然提供更多的协助。 内部“热线” 许多较大规模的公司开辟了内部“热线”，使用者能够获得对具体问题的解答，这对由于极少使用软件功能而遇到问题的工程师是极为有帮 助的。 结论 现代产品的研发过程变得越来越复杂，而且成为产品生产链的一部分。 此，产品研发就不能被独立起来，就象 史上， 在，由各种不同 们正执行着有关产品研 制的相当不同的工作和专业性描绘。 因此， 可能在以下几个结论中得到总结： 在工业中并没有给工程师的任何有关工作的精确描述。机械工程学与许多不同的技术性 /科学性学科联系在一起。大多数的职业都与 考虑进行广泛的 学和自由工业企业。 大学因素： 大学必须将 所有学生。学生负有扩大一些相关领域知识面的责任。大学有义务为学生提供机会，使他们从大量的课题中获取专门知识。 工业因素： 雇员的培训是一个公司长期取胜的法宝。 不能期望通过给予雇员特别系统中的特殊工作使他们全面培训。 本科生毕业设计 (论文 )说明书 I 目 录 第 1 章 开题报告 . 1 . 1 . 1 . 1 提高其成形能力和使用效果 . 1 . 1 型化、复杂化 . 2 . 2 . 2 应高压注射成形等工艺的模具将积极发展 2 . 3 3 具设计制造中将全面推广 . 3 术得到更好的发展 . 4 . 5 . 5 向自动化、智能化方向发展 . 5 . 6 第 2 章 成型加工方案的确定 . 7 . 7 . 8 计与工艺计算 . 10 1排样、裁板方案 . 10 2压力中心计算 . 13 3压力计算及冲压设备选择 . 17 第 3 章 模具设计 . 20 . 20 1冲模零件的分类 . 20 . 20 1冲裁间隙的概念 . 20 2冲裁间隙对冲压的影响 . 21 . 23 确定凹模与凸模的尺寸 . 23 本科生毕业设计 (论文 )说明书 定位装置的确定 . 30 卸料装置的确定 . 30 第 4 章 模具的装配 . 32 . 32 . 32 . 33 落料模 . 33 弯曲模 . 33 冲孔模 . 34 第 5 章 安全技术 . 35 总结 . 36 参考文献 . 37 致谢 . 38 学院毕业设计 第 1 章 开题报告 冲压工艺与模具的发展方向 成形工艺与理论的研究 近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为 58下的中板或薄板进行加工，而现 在可以对厚度达 25厚板实现精密冲裁，并可对 b 900高强度合金材料进行精冲。 由于引入了 冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。 此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化 的发展道路。 为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势 发展了一些新的成形工艺 (如高能成形和旋压等 )、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。 不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果 例如 研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。 我国模具技术的发展趋势 当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期 短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。 学院毕业设计 模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化 模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔 (塑封模已达到一模几百腔 )使模具日趋大型化。 随着零件微型化，以及模具结构发展的要求 (如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高 )精密模具精度已由原来的 5 m 提高到 2 3 m，今后有些模具加工精度公差要求在 1 m 以下，这就要求发展超精加工。 多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位级进模基础上 开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达 80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体 还达不到 10%，个别企业已达到 20%制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高 质量的元器件，是发展热流道模具的关键。 气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展 气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成 形包括塑料熔体注射和气体 (一般均采用氮气 )注射成形两面部份，比传统的普 通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬 火，浇口密封性好，模具能准确控制。注射压学院毕业设计 缩成型技术，是在模具预先半开模状态或者在 锁模力保持中压或低压，模具在设定的打 开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行 压缩成型，其效果是： (1)成型件局部内应力小； (2)可得到缩孔少的厚壁成型件； (3)对于塑件狭窄的部件也可注入树脂； (4)用小注射力能得到优良制品。该类模具的理想结构是： (1) 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔； (2)充填完后能立即遮断浇口部； (3)压缩作用应仅限于型腔部。 模具标准件的应用将日渐广泛 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标 准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20% 30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解 决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。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普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术。 在模具设计制造中将全面推广 术 模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模学院毕业设计 具 术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及 于模具 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 术的硬件与软件 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普 及模具 术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。在普及推广模具 术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大 术的应用范围。对于已普及了 模具 术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具术的深化 应用工作，即开展企业信息化工程，可从 R，逐步深化和提高。 快速原型制造 (术得到更好的发展 快速原型制造 (术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散 /堆积 (即材料累加 )成形思想，根据零件 型、快速自动完成复杂的三维实体 (原型 )制造。 术是集精密机械制造、计算机、 术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继 术之后的一次技术革命。 术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立 体光固化 (层实体制造 (激光选区烧结 (三维打印 (3融沉积成形 (不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射 (热喷涂 )等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的 1/3 和成本的 1/4 左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。 术还可 以解决石墨电极压力振动 (研磨 )成形法中母模 (电极研具 )制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于 向工程技术 )/模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。 学院毕业设计 高速铣削加工将得到更广泛的应用 国外近年来发展的高速铣削加工，主轴转速可达到 40000 100000r/速进给速度可达到 30 40m/刀时间可提高到 1 3S。这样就大幅度提高了加工效率，如在加工压铸模时，可提高 7 8 倍，并可获得 10加工表面粗糙度。形状精 度可达 10 另外，还可加工硬度达 60模块，形成了对电火花成形加工的挑战。因此，高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用 英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国 200 多家模具厂点得到应用，取得良好效果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的的模型所需的诸多功能，大大缩短的研制制造周期。如 速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上， 用雷尼绍的 描测头实现快速数据采集，控制核心是雷尼绍 件，可自动 生成各种不同数控系统的加工等程序及不同格式的 据。用于模具制造业的“逆向工程”。该公司又推出了 速扫描机，这是一台独立工作的专门用来扫描的设备，不占用加工机床的工作时间。其扫描速度最高可达 3m/大缩短了模具制造周期，另外，其数据采集速度比，定时探针接触力小 ，因此可以用非常细的探针，用来扫 描细小的模具和细微的特征表面 ，扩大模具生产的品种范围。 由于模具扫描系统已在汽车、摩托 车、定电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大作用。 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。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，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率低 (约占整个模具制造周期的 1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具研磨抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本 已研制了数控研磨机，可实现三给曲面模具研磨抛光的自动化。另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展学院毕业设计 特种研磨与抛光、如挤压衍磨、电化学抛光、 超声抛光以及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量。 模具自动加工系统的研制和发展 随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展 的目标。模具自动加工系统应有如下特征：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。 学院毕业设计 第 2 章 成型加工方案的确定 制品零件图如下： 如图 （ 所示分别为低档 轨 I/支架的三维立体图和二维工程图。 图（ 图 （ 件的工艺分析 冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压 技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。 本零件是汽车附件 调角器中的一个零件，从技术要求和使用条件来看，零件学院毕业设计 的精度要求不是很高，但要求具有较高的刚度和强度。 零件尺寸公差无要求， 由零件所标注的尺寸未注公差 ，尺寸均选为 利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为 ，厚度为 件的落料毛坯图如 图 （ （厚 图 （ 工件的弯曲后毛坯图如图（ 图 （ 艺方案的确定 确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 学院毕业设计 表 1 简单模、复合模、连续模比较表 比较项目 简单模 复合模 连续模 冲压精度 低精度 高级和中级精度 中级和低级精度14级 工件尺寸及形状特点 适合形状简单工件尺寸不受限制 工件形状及尺寸大小受模具结构及强度限制 可以加工形状复杂要件，适合加工小的异形件 生产效率 因单工序加，生产效率低 需用手或机械排除废料和工件生产效率较低 工序间自动送料，可自动排除工件，生产效率高 使用高速自动冲床 操作困难，不便使用 出件排料困难，不作推荐 可以行程序 400次 /分或更高的冲床上工作 工作安全性 手需伸入冲模工作区，不安全，需采用安全措施 同简单模 可自动送料，手不进冲模工作区，较安全 多排冲压法的应用 很少采用 很少采用 广 泛应用，特别是尺寸较小的工件 冲模制造工作量和加工成本 简单工件模具制造工件量小，成本低，复杂工件需多套模具，成本高 冲裁复杂形状工件较简单，比连续模低 冲裁简单形状工件比复合模低，比简单模高 综合上述可以进一步表明 该零件属于大批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单 ,零件尺寸较大，不适合采用复合模 ,故采用单工序简单模， 因此，该零件的冲压生产要用到冲压加工的基本工序有：落料、变曲、打装配孔。则需落料模，弯曲模，冲孔模三副简单模具。 学院毕业设计 序设计与工艺计算 排样、裁板方案 在冲压零件的成本中，材料费用占 60%以上，因此材料的经济利用是一个重要问题，而材料的经济利用又与排样方式有关，排样是指冲裁件在条料或板料上的布置方法。衡量排样经济性的标准是材料的利用率，也就是工件上的实际面积与所占材料面积的比值。 图 （ 直排法 学院毕业设计 图（ 头直排法 其中条料的材料利用率 %1000式中 0A 冲件的实际面积（ 2； B 条料宽度（ L 条料长度（ 总n 条料上的冲件总数。 从上式可看出，若减少废料面积，则材料利用率高。所以只有设计合理的排样方案，减少工艺废料，才能提高材料的利用率。 这里的毛坯尺寸 105342算小，考虑到操作方便，工件较大 ,排样采用直排法。 排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件， 以及保证条料有一定刚度，便于送料。 搭边数值取决于以下因素： 、 工件的尺寸和形状； 、 材料的硬度和厚度 ； 学院毕业设计 、 排样的形式（直排、斜排、对排等）； 、 条料的送料方法（是否有侧压板）； 、 挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。 搭边值一般是由经验再经过简单计算和查表确定的。 查表 2 18得搭边值： a= （ 冷冲模具设计指导 ） 于是有： 进距 : 105+料宽度： 342+2 料规格拟选用： 11002300件的实际面积0A=图中测出 ) 若用纵裁： 1n =3 条（ 2300 7 22 3 0 012 h 2n =21 个工件； 每板个数21 总=3 21=63 个 材料利用率 %1000 n 总总%10011002300 2 4 3 7 1. 463 =若用横裁： 取 1n =6条（ 1100 7 21 1 0 012 h 取 2n =10个工件； 学院毕业设计 每板个数 21 10=60 个 由材料利用率 %1000，有纵裁总n横裁总n， 其它大小一样。 由此可见，纵裁有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向的考虑，故决定采用纵裁。 排样图如图 （ ： 图 （ 力中心计算 1、压力中心概念： 冲裁力合力的作用点称模具的压力中心。冲裁件的压中心与冲裁件的重心不同 ,它是指 冲裁力合力的作用中心与冲裁力的大小及作用位置有关。而工件的重心则决定于工件的形状及其质量分布。只有当工件具备中心对称形状时 ,其 压力中心才与重心学院毕业设计 相重合。 要求： 冲裁压力中心与机床滑块中心重合。 2、 压力中心的确 定： 简单形状工件的压力中心：具有中心对称的工件，其压力中心与重心重合。凡是质量分布均匀 ,具有中心 对称形状的冲栽件 ,其 压力中心与重心相重合。此时的压力中心均位于工件轮廓图形的几何中心如图 （ 。 图 （ 复 杂形状工件的压力中心： 其中： 压力中心到 压力中心到 各段 轮廓的长度； 各段 轮廓压力中心到 各段 轮廓压力中心到 的距离。 冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。为了保证冲模和压力机正常和平稳地工作，冲模的压力中心必须通过模柄轴线而与压力机滑块的中心线重合，如果中心不在模柄轴线上，滑块会承受偏心载荷，冲压时会使冲模与压力机滑块产生歪斜，从而导致滑块导轨和模具导向装置的不正常摩损。同时引起凸凹模间隙不均匀，使刃口迅速变钝，甚至造成刃口损坏，降低模具使用寿命。 学院毕业设计 3、 落料压力中心 压力中心如图 （ 所示 图 （ 压力中心 由于工件形状不对称，故压力中心： 7925811068125547534240 =0= 7925811068125547534240 =中： 40 0 20342 171 03=75 42 4 =54 320 90院毕业设计 5 056=81 48 27=106 71 98=81 4 29=25 0510=79 以上计算可知冲压件压力中心的坐标为 (4、 冲孔压力中心 压力中心如图 （ 所示 图（ 压力中心： = =200 学院毕业设计 = =中 ： 57 57 353= 86 4 = 295 34以上计算可知冲孔压力中 心的坐标为 (200,压力计算及冲压设备选择 1、 冲压设备的选用原则 压力机的行程大小，应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进，例如拉深所用压力机的行程，至少应大于成品零件高度的两倍以上。 压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还须留有安装固定的余地，但是过大的工作平面上安装小尺寸的冲模对工作台的受力是不利的。压力机工作台面的尺寸大于压力机滑块底面积 , 压力机滑块底面积必须大于模具的尺寸 ,所以只须考虑压力机滑块底面积的大小 . 2、 压力计算及其压力机的选择 设备类型的选择要求依据冲压 件的生产批量、工艺方法与性质及冲压件的尺寸、形状与精度等要求来进行。 、 根据冲件的大小进行选择 ； 、根据冲件的生产批量选择； 、 考虑精度与刚度； 、 考虑生产现场的实际可能 ； 、 考虑技术上的先进性。 计算冲裁力的目的是为了合理地选用冲床和设计模具，冲床的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 学院毕业设计 落料力 ： 料=340=N) 1卸料 N) 1卸料落料落 107(弯曲力： =N) 顶件力F=N) 弯F=弯曲F+顶件力F=N) 冲孔力： 450 (11+28)=N) 28 370+116 370=N) 冲孔右冲孔左冲孔 =N) 由上可知落F,弯F，冲孔F； 分别选取压力机。 选用压力机时，主要考虑冲压的工艺性、生产批量、冲压工序特点、制件形状、尺寸和精度，同时尽量采用现有设备，这样有利于安排生产。具体原则如下： 、 压力机的公称压力必须大于计算的总压力的 ； 、 压力机的装模高 度必须大于模具的闭合高度； 、 压力的行程应满足制件高度尺寸的要求； 、 压力机的行程次数应满足最高生产率和材料变形速度的要求； 、 工作台面尺寸、漏料孔大小、滑块底面尺寸等均应满足模具的正确安装和使用要求； 、应满足完成此加工工序所需要的总功率大小。 落料选取 1250力机 公称压力 1250生公称压力时滑 块离下死点距离 10块行程 126准行程次数 50/大封闭高度 430院毕业设计 封闭高度调节量 120作台尺寸（左右） 970作台尺寸（前后） 650曲选取 250力机 公称压力 250生公称压力时滑块离下死点距离 6块行程 70准行程次数 100/大封闭高度 360闭高度调节量 70作台尺寸（左右） 560作台尺寸（前后） 360孔选取 400力机 公称压力 400生公称压力时滑块离下死点距离 7块行程 90准行程次数 80/大封闭高度 400闭高度调节量 80作台尺寸（左右） 630作台尺寸（前后） 420院毕业设计 第 3 章 模具设计 具类型的选择 冲模零件的分类 尽管各类冲裁模的结构形式和复杂程度不 同，但组成模具的零件种类是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分成两类： （ 1） 、 工艺零件这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用，包括：工作零件、定位零件、卸料和压料零件。 （ 2）、 结构零件这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用，包括：导向零件、支撑零件、紧固零件和其他零件。 冲模零件的详细分类见下表。 表 2 冲模零件分类 工艺零件 结构零件 工作 零件 定位零件 卸料和压料零件 导向零件 支撑零件 紧固零件 其他 零件 凸模 凹模 凸凹模 挡料销 始用挡料装置 导正 销 定位销、定位板 导料销、导料板 侧刃、侧刃挡块 承料板 卸料装置 压料装置 顶件装置 推件装置 废料切刀 导柱 导套 导板 导筒 上、下模座 模柄 凸凹模固定板 垫板 限位支撑装置 螺钉 销钉 键 弹性件 传动零件 裁间隙的选用 冲裁间隙的概念 1、 冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。 ta 学院毕业设计 Z 冲裁间隙 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺 寸 Z 正常：上下微裂纹重合。 2、 有单边间隙与双边间隙之分。 冲裁间隙对冲压的影响 1、 对断面质量的影响 表 3 间隙 对断面质量的影响 正常 上下裂 纹重合，光亮带大，塌角、毛刺、锥度小，表面平整。 过大 上下裂 纹不重合，撕裂拉断，断面粗、光亮带小、塌角、刺锥度大。 过小 上下裂 纹不重合，发生二次剪切，形成第二光亮带，毛刺大。 不均 间隙小的一边出现小质量断面特征，间隙大的一边出现大间隙断面质量特征。 2、 间隙对尺寸精度的影响 由于 弹性变形的存在，冲裁结束后出现弹性恢复，使尺寸与凸凹模 刃口尺寸产生尺寸偏差，而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。 表 4 间隙变化 冲 孔 落 料 间隙增大 金 属受向内拉程度增大弹性回复使工件尺寸增大（孔尺寸） 金 属的拉伸度增大，弹性回复工件尺寸减小（下工件尺寸）。 间隙变小 金 属受压程度增大，孔尺寸减小 金 属受内压程度增大，工件尺寸增大。 学院毕业设计 3、 间隙对冲裁力的影响 冲裁间隙对冲裁力的影响规律是间隙越小 ,变形区内压应力成分越大 ,拉 应力成分越小 ,材料 变形抗力增加 ,冲裁力就越大。反之 ,间隙越大 ,变形区内拉应力成分就越大 ,变形抗力降低 ,冲裁力就小。间隙达材料厚的 5%，冲裁力下降不明显。 当单边间隙 Z 增大到材料厚度的 15%，卸料力为 0。 4、 间隙对模具寿命的影响 由于工件与凸、凹模 侧壁之间有磨擦的存在，间隙小，磨擦大，模具寿命短。冲裁过程中 ,凸模与被 冲孔之间 ,凹模与落料件之 间均有摩擦 ,而且 间隙越小 ,摩擦越 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与凹模的侧面与材料间的摩擦减小 ,并 能 减缓间隙不均匀的影响 ,从而提高模具的寿命。 5、合理 间隙值的确定 间隙的选取要使冲裁达到较好的断面质量、较高的尺寸精度，较小的冲裁力，较高的模具寿命。 合理 间隙指一个范围值，最大合理间隙，最小合理间隙。间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响 ,选择一个适当的间隙范围作为合理间隙。其上限为最大合理间隙 ,下限 ,根据工件和生 产上的具体要求可按下列原则进行选取： （ 1）、 当工件的断面质量没有严格要求时 ,为了提高模具寿命和减小冲裁力 ,可以 选择较大间隙值。 （ 2）、 当工件断面质量及制造公差要求较高时应选择较小间隙值。 （ 3） 、计算冲裁模刃口尺寸时 ,考 虑到模具在使用过程中的磨损会使刃口间隙增大 ,应当按 来计算。 确定合理 间隙的方法：计算法、经验法、查表法 . 6、 综合上述可知在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则： （ 1）、 落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 （ 2）、 考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工学院毕业设计 件尺寸公差范围内较小的尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围较大的尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。 （ 3）、 确定冲裁刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果刃口精度要求过低，则生产出来的零件可能不合格，或是使模具的寿命降低。若零件没有标注公差，则对于非圆形件可按 精度来处理，冲模则可以按 精度制造；对于圆形件，一般可按 制造模具。 具结构形式的确定 在设计模具时，为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足三个原则：精确定位；防止拔出；防止转动。 定凹模与凸模的尺寸 1、 落料 落料，一般应以凹模为基准，然后配做凸模。但落料凹模磨损后，由于其刃口形状复杂程度不同，刃口尺寸的实际变化也不一定都是增大，即凹模刃口磨损后尺寸有增大、减小、不变三种情况。 制件图如图 （ 所示： 图（ 该零件的落料凹模磨损后尺寸增大的有 342、 105、 40、 25、 75、 39 减小的有 46；不变的有 45。 学院毕业设计 表 5 非圆形落料凹模尺寸计算结果 凹模磨损后尺寸变化 制件尺寸 凹模计算公式 演 算 凹模尺寸/大 34204.1 ） 00062.005087.05052.05074.09062.0小 46 （ b+X ） 0 （ 46+ 不变 45 c 45模的尺寸按上表中的凹模尺寸配作，保证双面间隙。 凹模外形尺寸，一般按经验方法确定：该零件厚 大孔口尺寸为b=342模具实用技术设计综合手册表 1查得： 凹模厚度 ： H=35 凹模壁厚 ： c=52 凹模板板长： L=b+2c=446模板板宽： B=s+2c=件宽 s=取凹模板宽 B=210确定凹模板外形为： 446 210 35模长度一般是根据模具结构的需要而确定的，同时还要考虑修磨量。凸模的实际长度一般通过计算后靠用标准长度确定的： L= 1H + 2H +3H+Y 式中 1H 凸模固定板厚度（ 一般取 1H =（ 凹模厚度； 2H 固定卸料板厚度（ 对中小型冲模，常用厚度为 2H =620 学院毕业设计 3H 导料板厚度（ 常用厚度 4 Y 增长量，它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板之间安全距离等，一般取 Y=1520 则有凸模长： L=28+20+10+15=73、 弯曲 弯曲变形是将板料（包括棒料、丝料和管材）或经冲裁后的坯料在弯距的作用下沿弯曲线成一定角度和形状的成型方法。弯曲是冲压基本工序之一，而且是冲压成形加工中应用很广泛的一种工艺方法。 弯曲变形时应注意以下几点： 、 毛坯放置在模具上应有准确的位置； 、 在弯曲过程中，应防止滑动或偏移； 、 消除回弹； 、 防止弯曲过程中制件材料局部出现明显的变薄与划伤； 、弯曲不对称的弯曲件时会产生较大的侧向分力； 、毛坯放入到模具上和压弯后从模具中取出制件要方便。 (1)、 凸、凹模 间隙 的确定 该零件弯曲所用的模具为 L 形弯曲模。在弯曲 L 形件时，凸 、凹模之间的间隙是以调整对模深度来控制的，不需要计算间隙。 (2)、 凸 、 凹模圆角半径 、 模圆角半径弯曲件的内侧弯曲半径为 r，则取凸模的工作圆 角半径r，但不能小于弯曲件材料允许的最小弯曲半径，则取 、 模圆角半径模圆角半径免增加弯曲力，擦伤 工件表面， 当 t=24 23） t，则取 、 模的工作深度：凹模的工作深度0坯两边自由部分太长，弯曲件回弹大，也不平整，质量不好；0模的厚度要增大，消耗钢材多，冲压时压力机的行程要大。只有当制件的平直度要求较高，压力机的行程也足够时，也能采用比较大的凹模深度，弯曲时制件全部被压入凹模中。则查表可得学院毕业设计 0L=55 、凹模宽度尺寸计算与制造公差： 弯曲工件图如图 （ 工件图 （ 由工件的精度等级为 得 L=30062.0 凹模尺寸为 ） d0=(模尺寸 (pL=b)按凹模尺寸配制，可以不注公差，保证单边间隙为 其中 有模的固定板厚 30模进入凹模0L=55 凸模的长 H=100、 冲孔 工件图如 （ 所示 学院毕业设计 图 （ (1)、对于 d= 11孔按未注公差 , 则为 材料为 厚 模具实用技术设计综合手册表 1： 、凹模偏差查模具实 用技术设计综合手册表 1： 凸=+凹=由模具实用技术设计综合手册表 1 得： x=孔凸模的尺寸：凸d=(d+x )0凸=(11+孔凹模的尺寸：凹d=(d+x + 凹0=（ 11+2)、 对于 d= 28孔按未注公差 , 则为 上， 学院毕业设计 凸、凹模偏差查模具实用技术设计综合手册表 1 凸=+凹=由模具实用技术设计综合手册表 1x=孔凸模的尺寸：凸d=(d+x )0凸=(28+孔凹模的尺寸：凹d=(d+x + 凹0=（ 28+3)、 对于 R= S=3 L=11孔为非圆形，可采用配合加工
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