【冲压模具设计】锁壳冷冲压模具设计【冲压模】【15张CAD图纸】
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【冲压模具设计】锁壳冷冲压模具设计【冲压模】【15张CAD图纸】,冲压,模具设计,锁壳冷,15,cad,图纸
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2011 届毕业设计（论文）课题任务书 系：机械工程系 专业：材料成型与控制工程 指导教师 易大友 学生姓名 彭游军 课题名称 锁壳冷冲压模具设计 内容及任务 根据所给定的冲压零件产品（如右图所示），设计出冲压模具。主要内容如下： 1、绘制产品零件图。 2、绘制模具装配图。 3、绘制整套模具零件图，标准件除外。 4、编写设计说明书。 5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工艺卡和工序卡。 1绘制产品零件图。 拟达到的要求或技术指标 按照“湖南工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，本课题设计要求及技术指标如下： （一）模具 1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求成本低、寿命长。 2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。 3、操作安全、方便，易于维修，便于管理。 4、在保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。 （二）设计图纸 1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。 2、设计图纸应符合学校的要求，不少于 3 张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中 应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制。 （三）设计说明书 1、资料数据充分，并标明数据出处。 2、计算过程详细、完全。 3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。 4、内容条理清楚，按步骤书写。 5、说明书按照学校的有关规定，编写不少于 12000 字的设计说明书，同时上交电子文档。 （四）其他要求 1、查阅到 10 篇以上与题目相关的文献 2、翻译一篇本专业外文文献（ 10000 个以上印刷符号），并附译文。 进度安排 起止日期 工作内容 备 注 2011 年 2 月 5 月 1 周（ 2、 21 2、 28） 4 周（ 2、 28 3、 25） 2 周（ 3、 28 4、 10） 2 周（ 4、 11 4、 24） 1 周（ 4、 25 5、 1） 5 周（ 5、 2 6、 3） 1 周（ 6、 6 6、 10） 完成毕业设计的选题和开题报告； 进行毕业实习及调研； 进行工艺及结构设计； 绘制装配图和零件图； 对整个设计进行合理性检查； 撰写设计说明书及毕业答辩的准备； 毕业设计答辩。 主要参考资料 1 中国标准出版社 . 中国机械工业标准汇编冲压模具卷 M中国标准出版社 ,1998,12. 2 王立人 ,张辉 M. 北京 :北京理工大学出版社 , 2009,8. 3 牟林、魏峥 第 2版 )M清华大学出版社 ,2009,7. 4 肖景容 ,姜奎华 M机械工业出版社 ,2006,3. 5 王芳 M机械工业出版社 ,2009,1。 6 模具实用技术丛书编委会 M机械工业出版社 ,2005,1。 7 冯炳尧 ,韩泰荣 , 蒋文森 . 模具设计与制造简明手册 M上海出版社。 2008,6 8 郑家贤 M机械工业出版社 ,2005,1. 9 梁炳文 M机械工业出版社， 2003,8. 10 冲模设计手册编写组 M机械工业版社 ,2007,3. 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 湖南工学院毕业设计 (论文 )工作中期检查表 题目 锁壳冷冲压模具设计 学生姓名 彭游军 班级学号 212070410 专业 材料成型及控制工程 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 学生调研及查阅文献情况 事家 毕业设计（论文）原计划有无调整 学生是否按计划执行工作进度 学生是否能独立完成工作任务 学生的英文翻译情况 学生每周接受指导的次数及时间 毕业设计（论文）过程检查记录情况 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取 的措施： 指导教师签字： 年 月 日 系部意见： 负责人签字： 年 月 日 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）指导教师评阅表 系： 机械系 专业： 材料成型及控制工程 学生姓名 彭游军 学 号 212070410 班 级 成型 0704 专 业 材料成型及控制工程 指导教师姓名 易大友 课题名称 锁壳冷冲压模具设计 评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；） 是否同意参加答辩： 是 否 指导教师评定成绩 分值： 指导教师签字： 年 月 日 湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表 题 目 锁壳冷冲压模具设计 学生姓名 彭游军 班级学号 212070410 专业 材料成型及控制工程 评阅 教师姓名 职称 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符 合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范， 符合规定字数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格 审查表 题 目 锁壳冷冲压模具设计 学生姓名 彭游军 学 号 212070410 专 业 材料成型及控制工程 指导教师 易大友 内容综述 （对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请） ： 此次毕业设计的论文题目为 锁壳冷冲压模具设计 。在开始进行课题设计之前，我仔细的审读了课题材料，包括对工件的材料，精度，尺寸进行分析，判断可能应用的冲压工艺，然后仔细的查阅了相关的成功的设计案例，进行分析与总结，从中汲取经验，然后正式的进行课题设计。设计的内容包括了对工艺组 合分析，模具结构的总体设计，然后细分步骤，进行各个模具零件的结构与尺寸及形位公差的设计，在设计的过程，我翻阅了许多相关的参考资料，包括模具设计大典，教材，相关的国家标准，经过细致的分析与思考，反复的计算与校核，最终确定最优方案与设计，在确定凸凹模的各项结构中，不仅从强度方面考虑，还综合考虑了加工工艺性，经济性，最后确定出最佳结构与材料的组合方案。所以，此次课程设计是我细致认真设计的最终结果。 综上所述，在此我向学校提出答辩申请，请允许我进行毕业设计答辩。 申请人签名 : 日期： 年 月 日 资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文） 指导教师签名： 毕业设计（论文） 答辩资格审查小组意见： 符合答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩 审查小组成员签名： 年 月 日 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 锁壳冷冲压模具设计 学生姓名 班级学号 专业 材料成型及控制工程 一、 课题的目的和意义： 两千多年以前，地球上就有了“锁具”，但那时的锁具极简单，缺乏防盗能力，是一种象征性的物品。随着社会多元化的发展和进步，需要保护的财产和机密越来越广泛，锁具的重要地位也被确立，防盗性能也在逐步提高。但是，不法人员的开锁技术也在进步和提高，现代锁具发展了一百多年，人们对它的结构、机理也研究得很透彻，但是锁具的安全性在某些场所仍然保证不了。 锁是人们生活中的必需品，我国辞 海中将锁解释为“必须用钥匙方能开脱的封缄起”。可见，钥匙与锁的重要关系。锁在历史上可分为三个时代，即木制锁时代、铜制锁时代、机械弹子锁时代。尽管锁具结构与装饰千变万化，但锁具的控制系统仅有叶片式、号码式、弹子式、电子式四种，而且主要以弹子式为主。弹子锁是普通且实用的门锁。因此，本课题主要研究的是弹子门锁。弹子门锁为外装门锁（锁体在外），锁体安装在门表面上，由锁舌和锁扣盒配合实现闭锁。由于锁体和锁头都安装在门内，所以防撬力强。近几年，国民经济的发展和人民生活水平、消费水平的不断变化及房地产的不断升温，中、高档 门锁也在不断扩大。锁具产品与人们的生活息息相关，在维护社会稳定及促进社会经济发展中起到了举足轻重的作用。随着时代的进步、锁具是发展很快。无论是在形体上，表面处理上、结构上、功能上、材料应用上都有飞跃的发展。各种专业性用锁应运而生，款式、品种层出不穷。从而使锁具在五金产品、保安制品行业中占有极其重要的地位。 锁顾明思义是需要开启的，是忠实的守护者，也是现代家庭装潢中必不可少的商品。以前在居室中它在美观上的作用是微不足道的，也没引起使用者过多的注意。随着社会的不断发展，人们对装饰的美观的要求也与日俱增，人们对锁 的功能、款式、外观的要求也发生了质的变化。从我们知道的早期的挂锁、弹子门锁 (司别令锁 )，发展到现在高科技领域的插卡编码锁、磁卡锁、电子密码锁、 锁、电脑联网锁，尖端领域的指纹锁等等。在潮流派上，呈现欧、亚两大流派。在亚洲，以日本产的门锁为主，例如“美和”、“昭和”、“川口”、“长尺”“大发”、“阿尔法”等等，价格一般在 300 元 500 元左右，其主要特点是外表美观、性能良好、装饰精致，以轻巧、柔和为主。另一潮流以意大利、美国、德国为主，如意大利产的“哥伦布”、“玛端尼”大门锁。德国产的“好博”执手锁，美国 产的“希勒奇”门锁等等，价格在 700 元以上，其主要特点是质地结实、线条流畅、粗犷。 总的来说，虽然这些年随着社会经济的发展，锁具的功能、外观等各方面都得到了相对完善的发展，但是鉴于人们对于安全的强烈需求以及人们审美水平的不断提高，锁具不论在性能还是外观方面都有很大的发展空间和广阔的市场前景 。 二、 文献综述 模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，他它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压和锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件、粉末冶金零件 以及塑件、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制件，绝大多数也是通过模具成形的。由于模具成形具有优质、高产、省料、低成本等特点，现已在国民经济各部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。 现在，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，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具工业能促进工业产品生产的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，因此引起各个国家的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原 动力”，在德国则冠以“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，模具技术也会不断发展，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用 . 作为工业生产基础工艺装备 ， 模具在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 80 年代以来， 我 国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展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动力。这些年来，中国模具工业一直以 15%左右的增长速度快速 发展。 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。 中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 1 2 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、 及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小 模数齿轮模具及塑封模具等。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及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 针对不足和模具市场巨大的潜力，根据我国模具工业的现状，并联系国际先进水平，中国模具工业协会协助政府制定了我国模具行业 “十五 ”发展规划，确定模具工业重点发展领域有三方面：一是对整个模具行业发展有重要影响的主要模具标准件；二是技术含量高，反 映模具制造水平和发展方向的模具；三是目前大量进口的中高档模具。重点发展的模具产品主要有：模架，包括冷冲模架、塑料模架和压铸模架等；模具导向件，包括导柱、导套、导板及无油润滑 . 三、设计任务书 一，课题名称 锁壳冷冲压模具设计 锁壳材料为 8 号钢板 ,料厚为 批量生产 . 二 , 设计内容与步骤 1、冲压零件的工艺性分析：材料的冲压性能分析、精度的工艺性分析等。 2、 模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命 3、确定工艺方案及模具结构形式 4、工艺计算及排样方式的确定 5、冲压设备的选择 6、工作零件的设计 ,如凸凹模的设计等 三，绘图任务 1、绘制产品零件图。 2、绘制模具装配图。 3、绘制整套模具零件图，标准件除外。 四，设计过程进度 研究题目，查阅资料 定设计方案， 根据资料对模具进行总体的设计 编写说明书 绘制模具的总装图、拆分总装图 绘制所有零件图 设计进行修改 修改说明书，总装图，零件图 打印说明书和所有图纸，做好答辩准备 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 1 2011 届毕业设计说明书 锁壳冷冲压模具设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 教授 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 完成时间： 2011 年 5 月 25 日 2 摘 要 近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求，近些年，冷冲模具在整个模具行业中所占比例已上升到 50%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国冷冲模具工业还将持续保持年均增长速度达到 10%以上的较高速度的发展。国内冷冲模具市场以冷冲模具需求量最大，其中发展重点为工程冷冲模具。 冲裁成型是冷冲成型的一种重要方法，它主要适用于金属材料的成型，可以一次成型形状复杂的精密零件。本课题就是将锁壳冷冲压模作为设计模型，将冲裁模具的相关知识作为依据 ，阐述冷冲压模具的设计过程。 本设计对锁壳冷冲压模进行的冷冲压模的设计，对工件结构进行了工艺分析。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。最后用 本课题通过对锁壳冷冲压模的冷冲压模具设计，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；冲裁成型；模具设计 n s in of in ie in ie in a of to 0 to in ie to an 0 of ie on of a is a an to of a of 3 is to as a be of as on of of of of of of of So be to of to a of of by 4 目 录 前 言 . 6 1 工艺分析工艺方案的确定 . 10 冲裁件的工艺性分析 . 10 综合技术经济效益观念 . 10 件材料性能分析及工件工艺性分析 . 10 件工艺性的分析 . 12 视模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命。 . 13 定工艺方案及模具结构形式 . 13 2 工艺计算及排样方案 . 15 寸的确定 . 15 定排样方式和计算材料利用率 . 18 边值的确定 . 20 压设备的选择 . 20 3 工作零件设计 . 22 模的设计 . 22 模的设计 . 24 凹模具的设计 . 25 料板的设计 . 26 杆的长度 . 27 边装置的设计 . 27 杆的长度 . 28 据国标选用导向机构 . 28 柱加工工艺过程卡 . 29 皮垫的设计 . 30 具的选择 . 31 5 4 工作原理及装配图 . 32 参考文献 . 33 致谢 . 34 6 前 言 模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压和锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件、粉末冶金零件以及塑件、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制件，绝大多数也是通过模具成形的。由于模具成形具有优质、高产、省料、低成本等特点，现已在国民经济各部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。 现在，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，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具工业能促进工业产品生产的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，因此引起各个国家的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠以“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，模具技术也会不断发展，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。 模具是高科技含量的产品，是专门为工业生产服务，并用于特定产品生产而被 特殊制作的工艺装备 ， 随着工业产品向多样化发展，模具生产从形状、尺寸、数量、材料、结构、精度、使用条件及寿命等方面，向着多样化发展的倾向也日趋明显。模具基本上是按订货合同单件生产，因此，模具产品的多样性及单件生产的技术特点十分突出。所以，工厂的设计、工艺、工艺装备和管理等，都要适应这个技术特点。大部分精密复杂模具都需要高精度机床加工，检测设备要求精密度更高。模具加工技术集中了机械、电子乃至化学和光学等工业技术的精华。同时，模具对熟练技工的依赖程度远比其他加工业要大。因此，技术的先进性及对熟练技巧的依靠性也是模 具产品的技术特点。随着技术的快速发展，特别是信息技术等高新技术在模具设计制造上的应用日渐广泛和高新技术对模具提出的要求越来越高，模具的高新技术特点将日益明显，而对熟练技巧的依靠性将逐步淡化。 作为工业生产基础工艺装备 ， 模具在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 80 年代以来， 我 国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也 7 为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。 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%。 改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体 和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为国内知名的 “ 模具之乡 ” 和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入，例如科龙 、美的、康佳和威力等集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。例如，江苏无锡的微研有限公司为一日本独资企业，员工有 200 余人，拥有精密数控模具加工设备 60 余台， 1998年其模具产值超过 2亿元。 中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。目 前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 1 2 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、 及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。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及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较 高的水平，并可替代进口模具。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的 比重还比较低， 多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。 但是，由于我国的模具行业起步较晚，与国外相比，仍存在 不小的差距，主要体现在： 产需矛盾：随着工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度的加快，对模具的需求越来越大。无论是数量还是质量都无法满足国内市场的需要，只达到 8 70左右。造成矛盾突出的原因是模具企业的专业化、标准化程度低，生产周期长。另外，设计和制造工艺水平还不能完全适应发展的需要。 企业结构不合理：我国很多模具生产能力集中在各主机厂的模具分厂或车间内，模具的商品化程度低，而国外 70以上都是专业模具厂，且走的是 “ 小而精 ” 的道路，因此生产效率和经济效益俱佳。 产品水平 ：衡量模具的产品水平， 主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度，以及模具的制造周期和使用寿命。而这几项指标与国外相比的差距都十分明显。 此外，模具工业的整体装备水平也存在相对落后，利用率低的现象。高素质的模具技术人才缺乏，产品的综合开发能力还急需加强。 针对不足和模具市场巨大的潜力，根据我国模具工业的现状，并联系国际先进水平，中国模具工业协会协助政府制定了我国模具行业 “ 十五 ” 发展规划，确定模具工业重点发展领域有三方面：一是对整个模具行业发展有重要影响的主要模具标准件；二是技术含量高，反映模具制造水平和 发展方向的模具；三是目前大量进口的中高档模具。重点发展的模具产品主要有：模架，包括冷冲模架、塑料模架和压铸模架等；模具导向件，包括导柱、导套、导板及无油润滑 导向件等；推杆、推管，包括塑料模用及压铸模用的异型推杆等；热流道元件，包括内热式、外热式、阀式和管式等；弹性元件，包括矩形弹簧、聚氨酯弹性体和氮气缸等；小型标准件，包括标准凸凹模、浇口套、定位圈和拉钩等；汽车覆盖件模具，特别是轿车所需的覆盖件模；精密冲压模，包括多工位级进模、厚板精冲模和硬质合金多功能复合模等；大型塑料模，包括汽车饰件模和家电塑壳模等； 精密塑料模，包括塑封模和多层多腔、多材质、多色精密塑料模；大型薄壁精密复杂压铸模，包括用于铝、镁、锌、铜及其合金压铸的模具；大型、精密锻模；子午线轮胎橡胶模；长寿命玻璃、陶瓷模；快速经济模具；多工位冷镦模及挤压模；塑料型材及塑料管路模具 。 希望在模具企业的整体实力有进一步提升，重点、骨干企业可以达到 50%。 2003年是 “ 十五 ” 关键的一年，如果做不到 60%任务的完成，那么计划就会失败，而模具失败了，对整个工业都会有影响。 近年来，外企进入中国 , 加剧了竞争，也出现一些价格方面的恶性竞争。为了避免因为暂时的利益 而损失长远和整体的发展，未来一年中，行业协会也将加强模具企业间的组织和协调，制定合理的价格水平。同时，研究国际模具价格水平，以对行业进行指导和信息沟通。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 9 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的 机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程 。 在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效 率的高低，模具因素约占 80。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。 此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外，还得到思想道德方面的锻炼。通过这次毕业设计，让我感受到了作为一名工程技术人员应该具备的基本精神，需要强化的工程实践意识，以及对设 计工作的质量要负责，具有高度的责任感，树立实事求是的科学作风，并严格遵守规章制度。 10 1 工艺分析工艺方案的确定 冲裁件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量其设计是否合理。一般的讲，在满足使用的要求的条件下，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。工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术的水平和设备条件等因素的影响。 综合技术经济效益观念 改革开放以前，我国企业，特别是在军工生产中，只要产品， 不讲经济效益是很普通的。那时，模具技术工作者在确定工艺方案，设计模具时，主要考虑的是满足产品质量和数量的要求，很少考虑经济效益。今天，在现代工业生产与市场经济的条件下，常常需要他们参与对生产的预测与决策。因此，必须具有现代技术经济效益观念。在工艺设计过程中，还应考虑节省能源、减少材料消耗、降低生产成本，实施安全生产，保证获得利润等等。在保证产品质量的条件下，充分发挥企业技术与设备的优势，争取获得最佳技术经济效益。 件材料性能分析及工件工艺性分析 该产品的基本工序为落料、冲孔。它对零件尺寸公差特殊要 求，采用 用普通加工方式可达到图样要求。锁壳零件图如下： 11 图 1 锁壳 件材料性能分析 冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组成的复合模、级进模等各种模具。设计这些模具时，首先要了解被加工材料的力学性能。材料的力学性能是进行模具设计时各种计算的主要依据。故在分析零件冲压成形工艺，设计冲压模具前，必须要了解和掌握材料的一些力学性能，以便设计。现将摩擦片零 件材料为 8号钢的力学性能主要参数及其概念叙述如下： 力分析 材料单位面积上所受的内力，单位是 N/ ，用 示。 106 1 1N/； 109 1 服点 s 材料开始产生塑性变形时的应力值 ，单位是 N/ 。弯曲、拉深、成形等工序中，材料都是在达到屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。经查表取 s = 206 拉强度 b 材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是 b = 294432 剪强度 b 材料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是 b = 255333 性模量 E 12 材料在弹性范围内，表示受力与变形的指标，弹性模量大，表示材料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需要较大的力。 E = 194 x 103 服比 s/b 是材料的屈服强度与抗拉强度之比，其值越小，表示材料允许的塑性变形区越大，在拉深工序中，材料的屈服比较小时，所需的压边力和所需克服的摩擦力相应的减小，有利于提高成形极限。 长率 在材料性能实验时，试件由拉伸试验机拉断后，对接起来测量长度，其伸 长量与原长度之比称为伸长率，其数值用“”表示，其数值越大表示材料的塑性越好。经查表可得，材料为 8号钢的伸长率 =29。 综上所述，对锁壳零件材料 8号钢的力学性能分析，主要是为了便于模具设计中各参数的计算，故在后序的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。 件工艺性的分析 该零件为锁壳，结构简单，对称，是典型的拉深件。在拉深过程中要注意控制拉深程度，加工时，根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点： 深件圆角半径 拉深件的圆角半径要适合，应尽量大些，以便 于成形和减少拉深次数，避免在拉深过程中出现失稳现象即拉裂。拉深件底与壁的圆角半径应满足 r1t。而在此设计中圆角半径 t，故满足设计要求。 深过程分析 考虑拉深件厚度不均匀的现象：在拉深过程中，一般为不变薄拉深，从理论分析上说是不符合的，在拉深过程中壁厚应有少量的变化，如果在拉深件精度要求不高时，一般可以忽略不计，而在此设计当中我们应该考虑壁厚不均匀现象问题，加工出符合图样要求的零件。 深件的孔位布置 拉 深件的孔位布置 ,根据示图所示，该零件的孔位布置合理，处于中心部位。在冲孔时，要注意孔与拉深件的同心度的问题，孔到拉深底部边缘的距离d 根据零件图，初步分析可以知道锁壳零件的冲压成形需要多道工序才能完成，首先进行一次正拉深，形成外形尺寸形状。其次进行反拉深。底部还要冲小 13 孔。 步工序的分析 锁壳由平板毛坯冲压成形应包括的基本工序有： (1) 落料 +拉深 (2)修边 (3) 冲孔 (4)翻边 . 由于是多道工序，多套模具成形，还要特别注意各工序间的定位。 视模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命 。 查表 1 可知 : 表 1 规则形状（圆形、方形）件冲裁时凸模、凹模的制造公差 基本尺寸 /模公差 凹模公差 d/本尺寸 凸模公差 凹模公差 18 180260 1830 260360 3080 360500 80120 500 艺毛坯的极限偏差： 尺寸 凸模偏差 凹模偏差 58 +8 +定工艺方案及模具结构形式 根据制件工艺分析，其基本工序有 :落料 ,拉深 ,冲孔。完成锁壳的设计 ,根据所需基本工序可 ,得到如下几种方案 : 案一 1） 落料 2） 拉深 3） 修边 4） 冲孔 2 5） 冲 个 14 6） 翻边 7） 冲 6的孔 2 个 8） 冲不规则形状的孔 1个 案二 1） 翻边 2） 修边 3） 冲侧孔 4） 修边 5） 冲侧孔 案三 1） 落料 +拉深 +非翻边孔 +冲 2 2） 翻边 3） 修边 4） 冲侧孔 综合以上三种方案，方案一最合理。采用三种模具即可解决一些问题，第一种方案 ,工艺好 ,精度高 ;第二种方案，是先冲孔后翻边 ,会造成尺寸偏差 ,精度减低 精度减低，工序不易操作 15 2 工艺计算及排样方案 寸的确定 由零件图可知： 8 b=58 t= r 底 5 .8 8 16 图 2 盒形件毛坯确定的原则是：保证毛坯的面积应等于加上修边余量后的零件表面积。另外，由于盒形件拉深时周边的变形不均匀，且圆角部分材料在变形中要转移到直边的特点，应按面积相等的原则，把毛坯形状和尺寸进行修正，使毛坯轮廓成光滑的曲线，在拉深以后尽可能保证零件口部 高度的一致性。 毛坯的形状和尺寸应根据零件的相对圆角半径 r/，因这两个参数决定了圆角部分材料向直边部分转移的程度和直边高度的增加量。 r1/b=8=h0/b=28/58= 选取修边余量 h，确定矩形件的计算高度 当 h0/8/ （ 1） =o (2) =28+ 想毛坯尺寸直径 D=)12 底底底 (3) = 毛坯长度 r=D+( (4) =88 17 图 3 坯宽度 )2/()()2( 111 (5) = 【 58+2x （ 】（ 88 / （ = 毛坯直径 (6). =圆整毛坯直径为 坯长度为 坯宽度为 114坯半径为57 坯尺寸如下图示 18 图 4 毛坯 深次数的确定 毛坯相对厚度 t/14深系数 m=88/114=冲模设计手册表 4m以属于一次拉深成形。 定排样方式和计算材料利用率 样的目的与作用 冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排 样法，简称排样。排样的结果要画出排样图。排样是否合理，直接影响到材料利用率，零件质量，生产率，模具结构与寿命及生产操作方式与安全。因此，在冲压工艺和模具设计中，排样是一项极为重要的，技术性很强的工作。 样的基本类型 按材料的经济利用程度或废料的多少，排样可分为有废料排样与少，无废料排样两大类。按零件在条料上的布置形式，排样又可分为直排、对排、对头斜排、多排、混合排等形式。 1 有废料排样 落料时冲裁轮廓是封闭的，在工件与工件之间以及工件与条料侧边之间，都留出了作为剪切支撑面的工艺余料，简称搭边。 搭边就是废料，从降低材料消耗考虑，希望搭边小些。但搭边值太小，支撑面刚度不足，将使工件质量变坏、模具寿命降低。 有废料排样有如下几种形式： （ 1）直排 排样时，优先选用直排，因为直排的模具最简单。但对于三角 19 形、角尺形等工件，采用直排会造成较大的材料浪费，可考虑选取斜排或对排。 （ 2）斜排 斜排将使制模工作量增大，可达 15%。因此，如果节省材料不超过 5%，采用斜排的意义不是很大的。 （ 3）对排 选取对排省料幅度较大，比直排省料可达 30%50%。但需注意如下问题：如果采取送一次料冲一件的方案，即用单凸模 ，模具结构与直排时基本相同，模具费也相差不大，但只适用与条料，不能卷料，因为在冲完一次后，需要调头冲另一行。冲另一行时，条料的刚度很差，给送料造成困难，有时根本无法送料，操作者普通不愿意采用这种方案。因此，只有在生产量不大，且调头冲时能保证足够的刚度时才可考虑采用此方案。如果采取一次冲两件的方案，即用双凸模，则模具结构复杂了，模具长度增大了，因而模具费用也增加了。可以通过盈亏平衡点，对各方案进行比较，并作出选择。 （ 4）多排 采用多排是为了省料，但省料有限。对于圆形件，采用单排、双排、三排的材料利用率分 别 78%、 84%、 86%。采用四排以上时，每增加一排，材料利用率提高不到 2%。然而，增加排数，将使模具复杂化，由于受到凹模强度的限制，相邻两件上不允许同时冲出的，必须设置空工位，结果使模具沿送料方向增长长度，造成模具费用增加。所以，只有在大量生产圆形小件，并且材料较贵重（主要是各种铜板）时，才能考虑采用多排。 （ 5）混合排 如果将一种零件落料后的废料作为另一种工件的原材料，当然也可以提高材料的利用率。但这种排样对于小型件既不方便又不安全。 2少废料与无废料排样 就是使一个工件落料形状的一边或数 个边成为另一工件的边缘，取消了工件之间的搭边，成为少废料排样。如果条料的边缘能作为工件的边缘，则可以完全取消搭边而成为无废料排样。少废料和无废料排样，冲裁轮廓都是非封闭的。能进行少废料和无废料排样的工件是不多见的， 常常需要对工件的形状作些修改才能实现。显然，这种排样材料的利用率是很高的。但这种排样也存在缺点，突出的一个问题是一个工件上的毛刺和塌角可能处在不同的板的平面上，而毛刺和塌角在相反的方向上工件，在使用上常常是不允许的，选用时要特别注意。另一个缺点是工件尺寸不容易准确，因为一个工件的轮廓形状可能分几 次才冲出，由于定位误差较大，冲出的工件尺寸和形状就不如冲封闭轮廓的落料精确。但由于它具有省料的突出优点，在工件尺寸精度要求不高时，特别是大量生产时，还是应该优先考虑的。 上图的毛坯形状和尺寸较大，为便于手工送料，选用单排冲压，有两种排样方式如图示。 20 图 5 经过分析计算： （ a） 的排样方式，材料利用率最高。 边值的确定 由于工艺所采用的送料方式为手工送料，且为非图形， 由冲模设计手册表 2查得最小搭边值为 a=2 压设备的选择 由于本套模具为落料拉伸模，计算参数如下： 料力 由冲压工艺与模具设计公式 2 F 落 = (7) L 冲裁周长， L为 302 t 材料厚度， t为 材料抗剪强度， 为 将 t=冲模设计手册表 2=260 F 落 =1.3 x 1.2 卸料力 由冲压工艺与模具设计公式 2 (8) 卸料力系数； 落料力 由冲模设计手册表 3根据表 2a x 表 3 0 3 1 K 取 21 F 推 = 总 =F 落 +F 推 (9) =据压力，可选用 160的开式双柱可倾压力机。 根据资料得其主要参数及大小如下： 最大冲压力 160块行程 70块行程次数 120次 /闭高度调节量 45作台尺寸 300柄尺寸 40 落料拉深先后的确定 由公式 4： 11 b拉 (10) 1K 系数，可查表 4； 1d 第一次拉深半成品直径， 1d 为 t 材料厚度， t为 b 抗拉强 度， b为 1K 根据 m=表 4查取： 1K = 材料的厚度 t=1d 的值取阶梯拉深的大径计算，取 1d =88“附录 2查取材料的抗拉强度得：b=430 故： )( 8 0 6*30*811 b 拉 所以 F 总 F 拉 所以本复合模为先冲裁后拉深 22 3 工作零件设计 模的设计 模的选材 模的材料选 模是在强压连续使用和有很大冲压力的条件下工作台的，且伴有温度的升高，工作条件恶劣，要求凹模材料有好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和耐切性。 模的材料工艺分析 凹模的硬度要求较高，一般应进行淬火热处理，使其硬度达到期 模设计的结 构如下图所示 ： 23 图 6 凹模 口尺寸的确定 由下表查得 表 2 冲裁模初始双边间隙 材料厚度 8、 10、 35 0960、 50 65小于 初始间隙 得： 26= 据表 3 24 表 3 系 x 材料厚度 /圆形 圆形 1 075 件公差 1 2 4 4 x= =： 0)( (11) A 凹 1=（ 0+ 凹 2=（ + 强度的校核 凹模强度校核主要是栓查高度 h，因为凹模下面的模座或垫板一的洞口较凹模洞口大，合凹模工作时弯曲，若凹高度不够便会产生弯曲变形，以致损坏。 查表 2 弯 = 弯 】 (12) h 最小 = / (13) 凹模厚度 H= 查表 2=0 =虑到工件及凸凹模的影响取 H=32 弯 】 =490 弯 =22= 弯 】 经校 核，凹模强度足够。 模的设计 模的选材 凸模的材料为 凸模材料的工艺分析 凸模硬度要求低于凹模硬度，但其硬度还是较高的，要经过回火的热处理方 25 法，使其硬度达到 凸模为拉深模具，且凸模的长度，宽度应根据拉深件具体结构确定。 模圆角半径的确定 t ） (14) 所以该凸模圆角半径 6 凸模刃口 尺寸的确定 0)( (15) 查表 2x= = Z=（ t B 凸 1=（ 凸 2=（ 拉深凸模出气口尺寸的确定 查表 4 通孔直径 d d= 凸模强度的校核 p=F/A【 p】 冲裁时，凸模承受的压力，必须小于凸模材料强度允许的压应力 【 p】 p=F/60p【 p】 =9801569 所以凸模强度足够 凹模具的设计 凹模的选材 材料选用 凹模工艺分析 热处理硬度达到 部回火 26 凹模的尺寸如图所示 图 7 凸凹模 凹模的一些技术要求 孔径精度 孔径的尺寸误差和几何形状误差会使导柱、导套与孔配合不良。孔径过大，配合过松，使导柱的轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动；孔径过小，使配合过紧，导柱将因导套变形而不能正常运动，缩短寿命。装导套的孔不圆，也使导套外环变形而引起导柱的径向跳动。从以上的分析可以知道，对孔的精度要求较高。 孔与孔的位置精度 同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线垂直度误差，会使导柱、导套装配到
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