【冲压模具设计】消声器后盖复合模设计及制造工艺分析【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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第 1 页 共 2 页 2014年机电工程学院毕业设计 (论文 )进度计划表 学生姓名： 周 迪 学号： 1000110134 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 1 集资料，了解复合模的相关知识，大概了解加工方式 2 找相关资料，书籍 3 成开题报告 4 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） 5 习 软件的运用 6 定工艺方案 7 定零件展开形状及 尺寸 8 算拉深工序主要工 艺参数 (本表同时作为指导教师对学生的 16次考勤记录 ) 第 2 页 共 2 页 2014年机电工程学院 毕业设计 进度计划表（续） 学生姓名： 学号： 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成内容 检查日期 检查人签名 9 算总压力，确定压 力机吨位 10 定模具压力中心，计算 模具工作部分尺寸 11 成模具结构的设计 12 成复合模的制造和 装配说明 13 查论文中有关公式以及定义引用是否正确 14 成设计说明书 15 计资料的检查和修 改 16 成毕业设计，提交 论文 任务下达时间 ： 2013 年 12 月 17 日 (本表同时作为指导教师对学生的 16次考勤记录 ) 编号： 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目： 消声器后盖复合模 设计及制造工艺分析 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机 械设计制造及其自动化 学生姓名： 周 迪 学 号： 1000110134 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 蒋占四 职 称： 副教授 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 开题报告填写要求 1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止 打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3学生查阅资料的参考文献应在 5 篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在 1000 字以上。 4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2004 年 4 月 26 日”或“ 2004 5“指导教师（签字）”日期填写成在 2013 年 12 月 27 日 31 日之间的某个日期；“开题小组组长（签字）”日期填写成在 2014 年 1 月 4 日 9 日之间 的某个日期。 - 1 - 1毕业设计的主要内容、重点和难点等 1、利用 期末、 寒假和开学 后 的时间 到 模具公司实习， 认真地 学习 冲压 成 形的特点与基本规律，熟悉冲压成型 模具的结构和设计、加工及装配方法， 并及时向老师请教和查询相关文献资料。 2、对所要设计 的消声器后盖复合模设计及制造工艺分析 ，运用局部成型模具常用机构及工作原理，通过分析计算确定合理的冲压工艺方案。 3、结合 模具公司 实习实际和参考资料相关知识及设计要求，进行必要的进行相关计算和设计。 4、根据具体计算结果和设计情况，确定模具的 主体结构，选用合理的标准模架， 及工作零件、送料装置、卸料装置、导料装置及定位装置等，在符合计算和设计要求的基础上尽量选用标准件。 5、用 维软件创建设计模具的虚拟模型，然后用三维软件出图（包括总装配图和零件图），再用二维软件稍做修改使其符合国家标准，完成局部成型模具典型结构设计。 6、结合公司实际的使用标准和相关资料标准，制定主要零件的加工路线及编制其加工工艺规程，并写出数控加工相关程序。 7、询问车间模具装配师傅和查阅资料，了解模具装配过程中需要注意的问题和正确的装配方法及出现问题后的解决方法。 8、根据情况进行实物的加工制作，装配后进行试模，根据所冲出来的零件对实物进行合理的修改，直至冲出符合要求的零件。 设计的重点： 1、在公司实习期间查阅 文献 资料和询问 资深高的 模具设计人员相关问题。 2、制定 消声器后盖 的冲压工艺方案。 3、确定 该 制件的材料和厚度、尺寸、精度要求等，选用合理的标准模架。 4、根据要求计算 和选择 相关尺寸和力等。 5、确定合理的模具结构和主要零部件。 6、出图（包括总装图和零件图）。 7、制定主要零部件的加工工艺并编制相关数控加工程序。 设计的难点： 1、模具的结构设计和计算。 2、 总装配图的绘制。 - 2 - 2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等） 在当今社会中快速制造已经成为大趋势，而冲压模具不仅在快速性上具有优势，而且在 精度、可靠性上也有着其他制造所没有的特点。 相对其他冷冲压模具结构而言，复合模具有其自身的优点，如：工件同轴度较好，表面平直，尺寸精度较高；生产效率高，且不受条料外形尺寸的精度限制，有时废角料也可用以再生产等。 自己 因为兴趣爱好而 选择了机械设计制造及其自动化专业，学习了冲压模具设计与制造的相关知识， 而这次的消声器后盖复合模设计及制造工艺分析将运 用到这四年大学所学知识。并且是对所学知识的检测。借此机会，我将巩固大学所学知识，并准备将其运用至以后的工作中。 我会运用所学知识，在设计过程中锻炼自己的独立工作设计能力和创造性思维能力，树立正确的设计思想，设计出机械性能上和经济性能上均满足要求的冲压模具。在模具设计过程中，我还会注意了解现代先进模具制造技术，比如快速模具制造、快速成型等，争取在设计过程中加以涉及。我也会在实习过程中和查阅资料的过程中对毕业设计课题做深刻了解及总结，保证按时高质量地完成 消声器后盖复合模设计及制造工艺分析的 毕业设计。 查阅的文献： 1 肖景容 , 姜奎华 . 冲压工艺学 M. 北京：机械工业出版社， 1999. 2 冲模设计手册编写组编著 . 冲模设计手册 K. 北京：机械工业出版社， 1999 3 王孝培 . 实用冲压技术手册 K. 北京：机械工业出版社， 2001 4 陈锡栋 , 周小玉 K 械工业出版社， 465 李文元 , 江荧 . 冷凝器侧板冲压工艺与级进模设计 J. 模具工业 , 2007,8: 236 杨玉英 K机械工业出版社 ,2005. 7 花杏华 , 黄彩萍 . 消声器后盖复合模设计 J. 模具制造 , 2005, 8: 278 蒋晓斌 . 精密弹簧固定件复合模设计 J. 锻压装备与制造技术 , 2010,5: 9 肖军民 . 空调顶盖体冲压工艺改进及复合模设计 J. 模具制造 , 2007,10. 10 . . 007 007. - 3 - 3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料 2013 年 12 月 15 日至 2014 年 1 月 6 日 选择毕业设计题目， 理解课题，完成开题报告。 1 月 7 日至 2 月 16 日 自学 关知识，查阅相关资料。 2 月 17 日至 3 月 31 日 公司实习，学习模具设计相关知识及查阅资料，确定模具基本结构。 4 月 1 日至 4 月 21 日 完成模具设计计算、结构设计。 4 月 22 日至 5 月 5 日 完成 三维建模和出二维图。 5 月 6 日至 5 月 19 日 完成模具主要零件的加工工艺规程编制、相关数控加工程序的编制及论文的撰写。 5 月 20 日至 6 月 5 日 整理打印毕业论文及相关资料，交指导老师评阅。 - 4 - 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、部）意见 主管院长（系、部主任）签字： 2014 年 1 月 日 毕业设计（论文）中期检查表（指导教师） 指导教师姓名： 蒋占四 填表日期： 2014 年 4 月 17 日 学生学号 1000110134 学生姓名 周 迪 题目名称 消声器后盖复合模设计及制造工艺分析 已完成内容 一、 2013 年 12 月 25 日至 2014 年 1 月 6 日 选择毕业设计题目，收集资料，理解课题，完成开题报告。 二、 1 月 7 日至 3 月 10 日 熟悉 二维软件 阅相关使用手册。 三、 3 月 11 日至 3 月 17 日 确定工艺方案。 四、 3 月 18 日至 4 月 17 日 完成相关的计算，包括工艺参数，压力机的选择等。 检查日期： 2014 年 4 月 16 日 完成情况 全部完成 按进度完成 滞后进度安排 存在困难 在软件的使用上，由于是新版本，所以在使用上会有很多的不习惯的地方。然后在设计的时候会显得毫无头绪，特别是在技术参数设计的时候，由于资料不是很详细，加上图书馆的书籍是很早的版本，所以上面有很多的错误，在使用的时候要不断地查找再查找。计算上要不断查资料导致计算环节进程缓慢。 解决办法 尽可能熟悉软件 的运用。有问题的时候去问同做模具方向的同学。因为问同学的时候有些公式的运用可以得到更好地理解。 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案。 编号： 毕业设计 (论文 )任务书 题 目： 消声器后盖复合模设计 及制造工艺分析 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 周 迪 学 号： 1000110134 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 蒋占四 职 称： 副教授 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 注： 1、本任务书一式两份，一份院办留存，一份发给学生，任务完成后附在 说明书内。 2、任务书均要求打印，打印字体和字号按照本科生毕业设计（论文）统一格式的规定执行。 3、以下标题为四号仿宋体、加粗，正文中文用小四宋体，英文用小四 期采用阿拉伯数字。 4、 “一、毕业设计（论文）的内容、要求 ”位于页面最顶端， “任务下达时间 ”位于新页面最顶端。 5、 请不要修改最后一页（即 “任务下达时间 ”所在页的内容） 一、毕业设计（论文）的内容 相对其他冷冲压模具结构而言，复合模具有其自身的优点，如：工件同轴度较好，表面平直，尺寸精度较高；生产效率高，且不受条料外形尺寸的精度限制，有时废角料也可用以再生产等。汽车排气噪声在整个噪声中占有三分之一的比例 ,降低整车噪声需要大量降低汽车排气噪声。解决汽车排气噪声的方法是在汽车排气管加装消声装置。消声器的 加工工艺直接决定了其工作性能。因此本课题以消声器后盖为对象，进行其复合模工艺设计分析。主要内容包括： 根据给定零件要求，结合模具制造条件、生产批量等因素，分析零件的冲压工艺性。在工艺性分析的基础上，计算工艺参数，确定合适的冲压工艺方案。根据确定的工艺方案进行模具设计与校核。最终设计模具制造与装配工艺。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 本设计是消声器后盖的复合模工艺设计分析，某消声器后盖主要尺寸如图1，厚度为 产方式为批量生产。要求所设计模具结构可能简单，以降低成本，提供加工效率。 图 1 消 声器后盖结构尺寸 三、毕业设计（论文）应完成的工作 1、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）中必须包括详细的 300单词的英文摘要； 2、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）； 3、 要求设计并绘制模具结构图， 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、完成指定的任务内容、达到设计要求。 四、应收集的资料及主要参考文献 1 肖景容 , 姜奎华 . 冲压工艺学 M. 北京：机械工业出版社， 1999. 2 冲模设计手 册编写组编著 . 冲模设计手册 K. 北京：机械工业出版社， 1999 3 王孝培 . 实用冲压技术手册 K. 北京：机械工业出版社， 2001 4 陈锡栋，周小玉 K 械工业出版社， 465 李文元 , 江荧 . 冷凝器侧板冲压工艺与级进模设计 J. 模具工业 , 2007,8: 236 杨玉英 K机械工业出版社 ,2005. 7 花杏华 , 黄彩萍 . 消声器后盖复合模设计 J. 模具制造 , 2005, 8: 278 蒋晓斌 . 精 密弹簧固定件复合模设计 J. 锻压装备与制造技术 , 2010,5: 9 肖军民 . 空调顶盖体冲压工艺改进及复合模设计 J. 模具制造 , 2007,10. 10 . . 007 007. 五、试验、测试、试制加工所需主要 仪器设备及条件 计算机 1 台 计算机辅助设计软件 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)说明书题 目： 消声器后盖复合模设计及制造工艺分析院 （系）： 机电工程学院专 业： 机械设计制造及其自动化学生姓名： 周 迪学 号： 1000110134指导教师单位： 机电工程学院姓 名： 蒋占四职 称： 副教授题目类型：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日摘 要本论文是关于消声器后盖复合模设计及制造工艺分析的研究。消声器是允许气流通过，却又能阻止或减小声音传播的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消声器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。采用复合模是因为复合模具有生产效率高、冲压件质量高的特点。且使用复合摸能在一个模具上完成整个零件的加工。而消声器的制造是通过将板类加工而成，将板类金属加工成毛坯，然后经过冲孔、拉深、翻孔、翻边等工艺工序。而在研究过程中必须要经过计算才能得出各冲孔、拉深、翻孔、翻边的凸凹模的尺寸，然后再结合使用寿命、精度、拆装方便等要求确定凸凹模尺寸。然后再根据计算结果选用合适的模架、螺钉等其他零件，并且根据要求选用合适的压力机设备，通过进一步的计算确定所选的零件是否可以用，而压力机设备的选用必须考虑其过载情况，因为一旦过载就会造成人员和设备的危险。本次零件外形简单对称，所有尺寸均为自由公差，对与零件在拉伸等变形后的厚度变化没有要求，只要求表面不允许有皱着、划痕、开裂等缺陷，并且断裂口要求平整因此该零件可以经过冷冲压加工成型。由于该零件是大批量生产，所以在进行设计时应当要注意总体结构尺寸不能过大并且要简单。通过计算得到零件的尺寸后使用二维通过零件图的装配得到整个模具的装配图。最后经过修改得到总装配图。并制作出凹模加工工序、凸模加工工序、凸凹模加工工序。最后编写出装配过程。关键词：模具；冲压；拉深；翻孔；翻边；is is to or of is of to of is an to of of of of in a of a in be to of is a to to to by to be of of is of as is no to a so so in to by of to in AD 1 引言. 具的发展前景. 冷冲模的发展.艺方案的分析. 零件工艺性分析. 工艺方案的分析和确定. 确定排样方式.声器后盖展开形状及尺寸的确定. 孔、翻边部分展开计算.拉深件展开计算. .深工序主要工艺参数计算. 确定是否用压边圈. 深次数和拉深系数的确定. 拉深模的圆角半径.工序复合模的设计. 计算总压力. 压力机吨位的选择. 定模具压力中心. 具工作部分尺寸计算. 四工序复合模结构的设计. .工序复合模的制造.冲模制造的概述.冲模具体制造过程. .工序复合模的装配说明书. 3611 国庞大的模具用户领域，如汽车，家用电器，机械，装，建筑材料，日用品行业发展迅速。同时，这些的行业对模具的要求有所提高，从而大力促进了模具行业的发展，使得其发展速度飞速，明显高于其他制造业。现如今，世界模具市场处于卖方市场状态，尽管近几年来的市场总额一直处于600650亿美元的较高水平，但是我国模具出口仅占不到8的份额。目前，国内外均保持看好我国模具行业，因此我国模具行业未来国际模具市场前景广阔，有较大发展空间。国模具行业面临着两重压力。第一是来自工业发达国家的技术优势，第二是来自发展中国家价格优势。前者在进入我国后，依附其技术优势和能力，在中高档模具方面拥有竞争优势，从而对我国的模具行业构成了巨大挑战；后者比如像印度、泰国等这些国家的模具工业成长也很快，它们凭借强烈的价格优势来打击我国的竞争优势，并使之逐渐减弱。中国模具企业要想提高自身模具产品的国际竞争力，就必须踊跃引进国外先进的模具制造技术，通过对模具产品结构合理有效的调整和产品质量的提高来达到这个目的。同时，企业也要注重其经营管理和人才的培养。国模具业开始出现一些新的模具生产较集中的地区，不再仅限于原来较发达的珠三角、长三角地区，而是开始向内地和北方扩展，。伴随着我国国民经济的快速增长，各类模具需求大户行业如汽车、航天航空、家电、机械和建材行业的发展也给模具行业的发展提供了牢靠的支撑。据有关资料显示，以家电行业为例，一台电冰箱需用模具约350套；而一台全自动洗衣机则需用模具150多套；以个型号的电脑约需模具30多套，加上与其配套的打印机，每台电脑需模具20多副。目前，因为市场上的模型多为海外开发，中国模具进口较多，模具的需求量也将随着我国自身发展能力的提高而快速增长。明显能够预感到我国模具行业将在如此良好的条件下得到飞快的成长。时更带来了加倍激烈的竞争与挑战。国内许多像萧山、宁波、上海等发达城市，都在大力发展模具制造工业，旨在满足全球模具的高需求。如作为日本一家专业的模具企业，萧山友成模具公司的年销2售收入达到两亿元，并将准备在香港上市；在中国模具行业里，浙江黄岩模具无论是在设备、管理、技术上都处于较高的水平；作为曾经的全国模具行业龙头老大的上海正想恢复往日雄风，目前正在大力建设上海市模具中心；苏州也打算在高新区建造一个占地面积达2000亩的高水平的与国际接轨的现代化模具工业基地；拥有三千家模具企业的汕头塑料机械模为了提高模具的性能和质量，积极引进国内外地区最新的数控模具加工装备。世界模具行业正在蓬勃发展，面对着如此一个好机会，国内很多的省市也都纷纷抓住机遇，努力发展模具工业，推动中国的进一步发展。冲模的发展远在4000年前的青铜器时期，我国古代人民就发现了金属在受到锤击后能够产生形变的特性，特别是到了后来的战国时期，我们的祖先已经能达到练剑淬火的程度。随着时间的推移，我们的人民也逐渐学会通过锤击金属制造出日常生活中所需要用到的兵器和用品。与此同时，在我国漫长的历史长河中，出现的各种由金、银、铜等金属制成的产品，更是体现了我国劳动人民的智慧和精湛的技艺水平。由此能够看出，冷冲压工艺在中国有着非常久远的历史。在近代，特别是从1920年开始，各式各样的金属制品、玩具等越来越走进人们的生活，普遍的出现在寻常百姓家。为了达到提高该行业社会生产力的目的，冲床、压力机等基础机械装备及相应的模具开始在工业中投入使用。但是当时工厂投用的机械设备功率普遍较低，生产工艺的发展仍处于初步的阶段，导致社会生产力水平低下。同时，模具加工业主要使用的是手工加工，出现模具精度低，损坏率大的现象。社会生产力的发展推动着冷冲模制造工艺的进步，模具企业开始引入水压机冷冲模、磨床、铣床和锯床等各种机械设备，并通过硬度计、内外径测定器等高精密测量设备的使用，使得冷模具精度提高。随后到了六七十年代，模具生产工厂则开始大量使用生产冲压机床，如此一来促进了冷冲模具从单冲落料单冲孔模具向落料冲孔复合模的转变。随着冷冲模架标准件的出现，冷冲模具工艺得到了很大的改进，模具设计结构形式更多样化和模具精度更高1。随着模具行业各种技术水平的提高，冷冲模具的使用寿命也普遍提高了57倍。到了现代，模具的应用日益普遍，由于计算机的出现，术和能力上得到了更快的发展，然而,因为我国在成长期间经验积攒上的落伍使得在与世界先进水平相比还是相差甚远，包括在大型、精密、繁杂、长寿命等高档模具上仍需要大批的进口，尤其是中高档轿车的覆盖件模具。但是在低端模具的供应上则是供过于求，市场竞争激烈。32件工艺性分析消声器作为日常生活中用处比较广泛且能够有效控制噪声的一种工具，其是在允许气流通过的同时，通过消声器前方多孔挡板的多次减压作用，有效阻挡声波的传播，最终将废气排到外界。零件制造需要经过落料、冲孔、翻边、拉伸而得到。该零件的侧面图属于轴对称图形，外部形状简单对称，全部尺寸均为自由公差，除了零件表面不能够有皱褶、划痕、开裂等缺陷以外，断裂口还需要保持平整，因而该零件能够经过冷冲压加工成型。在该零件的大批量生产设计过程中，必须注意总体结构尺寸不能过大。艺方案的分析和确定冲压件的基本工序为落料、冲孔、拉深和翻边。本零件都会用到上述几道工序，所以可以有以下几种工艺方案：方案一：先落料、拉深后冲孔，最后翻边。采用单工序模生产2。方案二：落料、拉深、冲孔、翻边级进冲压。采用级进模生产。方案三：落料、拉深、冲孔、翻边复合冲压。采用复合模生产。通过比较方案的设计可以得出，方案一的特点是各个序使用的模具结构简单，寿命长，也能达到较高精度，但是由于工序与下一道工序容易产生较大误差，而且要用到四套模具，要大批量生产的话会比较困难。方案二是级进模，级进模的特点是可以在一副模具上完成工件所需要的所有工序，并且因为多为自动送料连续工作，手没必要入危险区域，较方案一安全，同时可以比方案一少用压力机，减少了占地面积，减少半成品的周转，但是材料利用率较低，多使用条料和带料，载体要有足够的强度，且模具成本较高。方案三为复合模，复合模虽然结构比较复杂，但是相对于其他模具工艺来说，生产效率高。在加工过程中，复合膜的全部工序都是在一套模具上完成，很大程度降低了冲压设备的占用率，使周转时间缩短，生产率提高，同时提高了冲压件的位置精度。对比方案一，复合膜因为零件外形是简单的对称形状，因此制造简单。对比方案二，复合膜具有结构较小且操作简单的特点。综上考虑分析，故采用方案三比较合适。经过确定，本零件采用的模具是：落料、拉深、冲孔及翻边的符合模具。定排样方式根据零件外形，决定采用直排和多行排。样式如图A，图计算材料利用率计算冲裁件面积： 22 裁金属材料的搭边值料 厚 手送料 自动送料边距a 工件间距 1a 边距a 工件间距 1a 12 2 2 1）、方式手送料搭边 条料宽度 2式中D：冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸， )(a：冲裁件与条料侧边的搭边， )(3；图料下料时的下偏差， )( ；则 57122152 步距 1式中D：平行于送料方向的冲裁件宽度， )(1a：冲裁件之间的搭边值， )(则 152 一个步距的材料利用率 %00 自动送料搭边 1 条料宽度 2 步距 1 则一个步距的材料利用率 %00154159 00 2）方式手送料搭边 条料宽度 1223则 步距 12/ 一个步距的材料利用率 %00 自动送料搭边 1 条料宽度 12236122321523 距 12/ 则一个步距的材料利用率 %0078467 00 确定排样方案经过计算，不管是自动送料还是手动送料，采用方式我们也可看到方式得尺寸增大，并且再利用率上提高不到 %1 ，所以综合考虑排样方式还是决定选用方式A。73 孔、翻边部分展开计算工序顺序应该是先冲孔后翻边。所谓的冲孔工序就是要先在毛坯上做出孔，并计算出它的大小。在计算孔的大小时，应该从翻边直径和翻边高度两个方面来考虑。但是因为翻边材料是以横截面操作为主，对径向的影响很小，所以，我们可依据弯曲工件中性层长度不变的原理近似计算出孔的直径。(1)预冲孔直径按下式计算：) 式中D：翻孔后孔的中径 )(H：翻孔后直边的高度 )(r：圆角半径 )(t：材料厚度 )(则 (2)翻孔因数: )翻边高度： 碳钢的极限翻孔因数孔的加工方法 比 值 50 35 20钻孔去毛刺 得 则最大翻边高度： (2 因此，要想达到高度为8以预制孔的直径d=料会发生较大的物质流动，但是经过试验表明，在形状上，操作8时所用到的坯料和拉深件横截面轮廓通常相差不大。工件横截面轮廓的形状可以分为圆形、方形、长方形三种，而坯料的形状可分成圆形、类似方形、类似长方形三种。毛坯的周边理应是平滑的弧线，因此，对于旋转体来讲，毛坯的形状毫无疑问是一块圆形的木板，我们只需求它的直径。经过拉深后，拉深件和坯料在重量、体积上没有发生变化，对于在拉伸过沉重材料厚度不改变的拉伸，即使材料会有厚度上的改变，但经过试验表明，这种变化时细微的，所以，我们在确定坯料尺寸时，可以近似地认为坯料面积等于拉深件表面积。通常在拉伸件的整个拉深过程当中，其口部或凸缘周边处会出现不齐的现象，所以，我们需要对拉伸件有一个修边操作，因此在计算毛坯尺寸时需要将修边余量后的零件尺寸加上再进行展开计算4。修边余量用 h 表示。定修边余量 126126 则工件的相对高度 以可不进行修边。可看成是圆形。因为不计拉伸后变薄现象，即面积不变，则可通过等面积法计算出毛坯直径5。将工件分为五个简单几何体： 21 22 (2 2222122213 24 25 (2 52)44 51 1 94 定是否用压边圈拉深因数 坯相对厚度 用压边圈的基本区分范围拉伸方式 100用压边圈 （或不用）压边圈 由于 ，深次数和拉深系数的确定因需要压边圈，凸缘圆桶用压边圈拉深时的极限拉深因数拉深因数 毛坯的相对厚度 100 即而已一次拉深成型。深模的圆角半径凹模圆角半径论是r 凹过大还是过小，结果都不太好。当r 凹太小时，工件很容易发生划痕、变薄乃至是拉裂的现象，降低模具的使用年限。r 凹太大时，压边圈下的毛坯会悬空，毛坯会因压边面积的减少而产生易起皱的现象。但毛坯若是不起皱，r 凹的数值相对越大越好。我们可由经验公式求得r 凹的最小值。r 凹 ( 由于凹模圆角半径要比为了易于加工制造，可取r 凹 凹模圆角半径r 凹一样，凸模圆角半径r 凸在拉伸过程中对拉深也是有影响的。当r 凸太小时，角部弯曲变形大，容易拉断6。当r 凸太大时，毛坯则容易发生局部的厚度变薄和内皱现象。可取凸模圆角半径等于凹模圆角半径，即r 凸r 凹 7。105 冲 )(Lt b式中F 冲：冲裁力（N）L：冲裁件的周长（mm）t：材料厚度（mm）b ：材料剪切强度（ 色金属的力学性能材料名称 牌号 材料状况 抗剪强度 抗拉强度P/普通碳素钢 退火 260207040108040 则冲裁力为： 卸料力的计算卸料力计算公式 K 卸F 冲 )(料力因数 料力则为：K 卸 冲孔 )(Lt b材料厚度 K 卸1 件外轮廓周长 则冲孔力为： F 冲孔 顶 K 顶F 冲孔式中件力和顶出力的因数查表得件力为： F 顶 因为采用弹性卸料和上出料的方式所以冲压工艺总力F 冲 F 卸 F 冲孔 F 顶 拉深力为F 拉 式中F 拉：拉深力 )(正因数，深件直径 )( t：材料厚度 )( .1b ：材料的强度极限 )( 正因数K 推 K 则F 拉 压边力的计算压边力的选择要适当，压边力过大，工件会被拉断；压边力过小，工件凸缘会起皱。单动压力机上拉深时单位压边力的数值式中A：在压边圈下的毛坯投影面积 )(位压边力 )( 板毛坯直径 )(第(深凹模圆角半径 )(4 22 由前面的计算有， 52 ， 26则1261524 22 深情况 公 式拉伸任何形状的工件 圆筒件第一次拉深（用平板毛坯） (4 12 凹 p)2圆筒件以后各次拉深（用圆筒形毛坯） (4 22 1 材料名称 单位压边力 08钢、20钢、镀锡钢板 )(1.1 式中 s ：材料的屈服强度，查手册得 D :翻边直径，（按中线计）， 4 d：毛坯厚度 )(翻 ) 件力取翻边力的 %10 为F 顶 翻 F 拉 F 压边 F 翻 F 顶 F 总力机吨位的选择为了防止过载，压力机设备的公称压力 F 总以F 定模具压力中心由于本零件为简单对称结构，力中心应选择坐标系中心，即零件中心具工作部分尺寸计算冲压模具主要的工作部件为落料凹模、落料拉深凸凹模、冲孔凸模、冲孔翻边凸凹模等组成。冲裁间隙指的是冲裁模凸、凹模刃口的尺寸之差，其双面间隙用面间隙为 2/Z ；作为冲模设计中的一个及其重要的工艺参数，冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量、冲裁力、模具寿命等的影响是巨大的9。设计模具时必须对间隙值进行合理的选择，使能够提高模具的使用寿命和加工精度。间隙值的选取要在最大间隙值和最小间隙值之间。 图 （1）则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模与凹模制造公差 )(凸 凹 模尺寸为 0)( ；凸模尺寸为 0( 式中 落料凸、凹模尺寸 )(、 a ：分别为凸模公差、凹模公差：工件制造公差 )( x：因数， 08、10、15、钢板、 厚度t 基本尺寸 凸模公差 凸 凹模公差 凹18 8 0 0 20 5.0x 经计算证明所取的 凸、 凹是合适的，并且凸模与凹模可以单独加工，但是考虑到零件要求和模具制造情况，可以适当放大制造公差为：4.0 6.0 所以 (2)冲孔刃口尺寸计算查上表得 凸模尺寸为： 0)( 凹模尺寸为： 0(式中 冲孔凹、凸模基本尺寸 )(工件制造公差 )( x：因数， 校核： 经计算证明所取的 a 、 t 是合适的，且凸凹模可以单独加工，考虑零件要求和模具制造情况，可以适当放大制造公差为： 4.0 材料厚度 1 1 166.0 所以 (3)拉深刃口尺寸计算拉深模的间隙是指凸模和凹模在配合时工作时横向尺寸的差值。间隙过小会使得工件的质量较好，但是由于间隙过小时工件由于不易进入冲压间隙而使得其被拉断，且容易导致模具磨损严重，寿命低。间隙过大时模具寿命虽提高，但由于间隙过大时不能压住工件的边而引起工件起皱、变厚，侧壁不直等问题，此时工件质量不能得到保障。因此，在确定间隙大小时，我们要考虑到板料公差和毛坯口部增厚现象对间隙大小的影响，因此间隙值通常会比毛坯厚度略大一些10。拉深凸模、深凸、凹模工件部分尺寸计算公式式中 圆筒形件最大直径和最小直径，非圆筒形件则应按标注形式确定每个部位的最大、最小尺寸11。：拉深件公差，默认 1t 、 a ：凸、凹模制造偏差，一般按照 109 编号： 毕业设计(论文)外文翻译（原文）院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 周 迪 学 号： 100011013 4 指导教师单位： 桂林电子科技大学 姓 名： 蒋占四 职 称： 副教授 2014 年 05 月 26 日in is a is of a of , of of on an 989 on in as of of in an in 997, to in to 997 000, 0 0% of 0 of of 997, s to 0% of in 0%. as of a of 0,000 of 000 000 of 0 000 of 0s, to 000, of 5%, 50%be of be in 0% 0% of of of be of is of 9th s I, of a a in of of in of at 50s, is on of on of of a of of 965, is of of of of of a to to to to of a in is a of a of so of 0s to of to in a of to by as as of On a of In to s of of to of of of of 00 00, up 200 In in to as a of as of of of to on of 0s, in C NC so of NC in In a by a of NC of 2000, a is to To of of to of of as to of a to up a to of do of be up of If s of of C NC 0% of by 5 in 0s be is in of a , a do s to of in 0s a of is is to in 7 000, 00 000 0 of 0%, At of of on to 997 630 of 997 8 s on of 0 by 0%0%, 0% of s of of 0%of is of 00of 00 50 00 of 0 to 0s at s of a a 0%, is 0 is is of of a um 0 0s to 0s s is a or is a In AD 0% of in AD,a to in AE of it of is in in AM 0 of or C HP or of in in to is % of of in in a on is at of of in is in of of is is in or 5% of of of of s % of 1980, 0 In by of of to of 0 of of of to is of In of to be In in up of to as ie of s of 0s of 0%, be is 0 to s is be an or in to as to to Of of 0%of s 9of is no of is be or of s in as as of of of ) mo编号： 毕业设计 (论文 )外文翻译 （ 译文 ） 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 周迪 学 号： 1000110134 指导教师单位： 桂林电子科技大学 姓 名： 蒋占四 职 称： 副教 授 2014 年 05 月 26 日 1 模具的发展 1 模具在工业生产中的地位 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。 采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社 会发展将起越来越大的作用。 1989年 3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位 (仅次于大型发电设备及相应的输变电设备 )，确立模具工业在国民经济中的重要地位。 1997 年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从 1997年到 2000年，对 80多家国有专业模具厂实行增值税返还 70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关 部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为 600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从 1997 年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。 据统计，在家电、玩具等轻工行业，近 90的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过 60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看， 80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到 2000年，产品尽件粗加工的 75%、精加工的 50将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成， 50以上的金属板材、80以上的塑料都特通过模具转化成制品。 2 2 模具的历史发展 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。 19世纪，随着军火工业 (枪炮的弹壳 )、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方 式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列 许多模具先进技术，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。 50年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从 1955年到 1965年，是压力加工的探索和开发时代 对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有 飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。 进入 70 年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机 弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列 其模具加工精度进入了微 米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制造的模具达到了几亿次 p 每分钟冲压次数，小型压力机通常为 200 至 300 次，最高为 1200次至 1500次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短 (如汽车改型、玩具翻新等 )的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。 从 70 年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越 不能满足模具生产的需要。 90年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了 数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的 年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的 随着计算机技术的发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到 2000 年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设 计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思 3 考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。如日本某公司的 中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 为数控加工中心和线切割编程 )等，所用时间由手工的 20%、 工时减少到 35 小时；从 80 年代初日本就将三维的 前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真 (术也取得了一定成果。在高层次上， 数据是统一的，可以互相直接传输信息实现网络化。目前国外仅有少数厂家能够做到。 4 3 我国模具工业现状及发展趋势 由于历史原因形成的封闭式、 “大而 全 ”的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位，自 70 年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。生产效率不高，经济效益较差。模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。 据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间（分厂）近 17000家，约 60 万从业人员，年模具总产值达 200 亿元人民币。但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的 60左右，还不能适应国民经济发展的需要。目前，国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。据海关统 计， 1997 还不包括随设备一起进口的模具； 1997年出口模具仅为 7800万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。 具工业产品结构的现状 按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为 10 大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占 50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占 10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的 40以上。 我国冲压模大 多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足 100万次，模具最高寿命达到 1亿次以上，精度达到 3 5 50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命 6亿次，平均模具寿命 5000万次相比，处于 80年代中期国际先进水平。 我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达 70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为 80 万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量 差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到 5下，最高寿命已突破 2000 万次，型腔数量已超过 100腔，达到了 80年代中期至 90年代初期的国际先进水平。 具工业技术结构现状 我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。 在采用 技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用 术设计模具方面，仅有约 10%的模具在设计中采用了 抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用 方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近 10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（ 同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有 5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用 本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如 模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的 算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有 25%左右，设备的一些先进功能也未 能得到充分发挥。 缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的 8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。 1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而 80 年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。 具工业配套材料，标准件结构现状 近 10 多年来，特别是 “八五 ”以来，国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具加工的专用工具、辅助材料等，并有所推广。但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制 度等因素的影响，目前推广应用不多。 模具加工的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力，走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。 我国的模具标准件生产， 80年代初才形成小规模生产，模具标准化程度及标准件的 6 使用覆盖面约占 20%，从市场上能配到的也只有约 30 个品种，且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件 等刚刚开始供应，模架及零件生产供应渠道不畅，精度和质量也较差。 具工业产业组织结构现状 我国的模具工业相对较落后，至今仍不能称其为一个独立的行业。我国目前的模具生产企业可划分为四大类：专业模具厂，专业生产外供模具；产品厂的模具分厂或车间，以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂，其组织模式与专业模具厂相类似，以小而专为主；乡镇模具企业，与专业模具厂相类似。其中以第一类数量最多，模具产量约占总产量的 70%以上。我国的模具行业管理体制分散。目前有 19 个大行业部门制造和使用模具，没有统一 管理的部门。仅靠中国模具工业协会统筹规划，集中攻关，跨行业，跨部门管理困难很多。 模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造后不能很快收回其投资，甚至负债累累，影响发展。 虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。 我国模具价格长期以来同其价值不协调，造成模具行业 “自身经济效益小，社会效益大 ”的现象。 “干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如干模具带件生产 的。干带件生产的不如用模具加工产品的 ”之类不正常现象存在。 7 4 模具的发展趋势 具 维化、智能化和网络化方向发展 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国 司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑 料模设计专家系统、复杂形体 术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括： 内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 京北航海尔软件有限公司的 林金网格模具工程研究中心的冲压模 析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具 软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如 于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，司的 司的 日立造船的 是3进行交互式 3芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚 司的三维真实感流动 模拟软件 经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同
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