【冲压模具设计】中锥零件成形工艺分析及模具设计【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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【冲压模具设计】中锥零件成形工艺分析及模具设计【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】,冲压,模具设计,零件,成形,工艺,分析,全套,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单,开题,报告,讲演,呈文,优秀,优良,毕业设计,论文
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科生 毕业设计 图纸 系 部： 机电工程系 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 一班 学号 指导教师姓名： 职称 讲师 教务处 二一一年二月制 设 计 题 目 ： 中锥零件成形工艺分析及模具设计 （ 20_届） 本科生毕业设计图纸 中锥零件成形工艺分析及模具设计 毕业设计图纸一栏表 图纸 1 落料拉深模装配图 (图纸 2 切边模装配图（ 图纸 3 拉深凸模固定板（ 图纸 4 刚性卸料板（ 图纸 5 落料凹模（ 图纸 6 切边凹模垫板（ 图纸 7 落料凸模固定板（ 图纸 8 拉深凸模（ 图纸 9 拉深凹模（ 2013 年 06月 图纸 10 切边凸模固定板（ 图纸 11 弹性卸料板（ 图纸 12 切边凹模（ 图纸 13 压边圈（ 图纸 14 切边凸模（ 图纸 15 落料凸模（ 图纸 16 导柱（ 图纸 17 压边圈（ 图纸 18 顶杆（ 科生 毕业设计 系 部： 机电工程系 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 长沙学院教务处 二一一年二月制 设 计 题 目 : 中锥零件成形工艺分析及模具设计 （ 20 13 届） 本科生毕业设计说明书 中锥零件成形工艺分析及模具设计 系 部： 机电工程系 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 讲师 最终评定成绩 2013 年 06 月 设计 I 摘 要 本次毕业设计的题目为中锥零件成形工艺分析及模具设计。该零件是通过对材料为08 钢、厚度为 条料进行冲压的到的。本次设计对中锥零件工艺性进行了分析，提出工艺改进方 案，即增加毛坯直径、设置切边余量。在此基础上，对多种工艺方案进行分析与比较确定最终的方案，即由落料拉深复合模和切边模两套模具完成对工件的成形。 在模具的设计过程中，论文设计了较高材料利用率的排样图，计算了成形过程中所需的工艺力，选择了合适压力机并进行了装模高度校核，计算了主要成形模具零件的主要刃口尺寸， 完成了 2套模具总体结构和主要模具零件结构的设计。本文最后对 2套模具的主要成形零件进行了加工工艺路线的制定。 关键词：中锥件，模具设计，复合模 设计 he of in is by 8 of of to to of to a a In in of in of of in of 设计 录 摘 要 . I . 1 章 绪论 . 1 述 . 1 具行业的现状及发展趋势 . 1 具行业的现状 . 1 具行业的技术发展趋势 . 2 内模具的先进制造技术（ . 2 第 2 章 中锥零件的成形工艺分析 . 4 题内容 . 4 析零件的冲压工艺性 . 4 艺方案的分析、确定及相关计算 . 5 算零件的毛坯尺寸 . 5 艺方案的确定 . 5 第 3 章 落料、拉深复合模的设计 . 7 具结构设计 . 7 合模 工艺力计算 . 7 压设备的选择 . 8 力中心的确定 . 9 作零件刃口尺寸计算 . 9 样图设计 . 9 料的选择 . 9 样设计 . 9 料利用率 . 10 合模 主要零部件的设计及计算 . 10 作零件 . 10 位零件 . 14 料及压料零件 . 14 架的选用 . 18 接与固定零件 . 18 料拉深复合模装配图 . 19 力机的校核 . 21 第 4 章 切边模的设计 . 22 设计 边 模模具结构设计 . 22 边模 工艺力计算 . 22 压设备的选择 . 23 边模 压力中心的确定 . 23 边模 工作零件刃口尺寸计算 . 23 边模 主要零部件的设计及计算 . 24 作零件 . 24 料及压料零件 . 25 架的选用 . 28 接与固定零件 . 29 边模装配图 . 29 边模压力机的校核 . 31 第 5 章 主要零件的制造工艺卡 . 32 料凸模加工工艺过程 . 32 料凹模加工工艺过程 . 33 深凸模加工工艺过程 . 34 深凹模加工工艺过程 . 35 边凸模加工工艺过程 . 36 边凹模加工工艺过程 . 37 结 论 . 39 参考文献 . 40 致 谢 . 41 设计 1 第 1 章 绪论 述 冲压成形作为一个涉及领域十分广泛的行业，已深入到了制造、生产行业的方方面面。在国外，冲压成形被称为板料成形 1。 采用冲压模具 来 生产工件，具有生产高效率、高质量、低成本、节约能源等优点，所生产的工件高精度、高复杂度、高一 致性、高生产率、低消耗，这 都 是其他的加工制造方法 所 无法比 及 的，冲压成形已 然 成为当代工业生产的主要手段甚至工艺发展的方向2。 从更高的层次上 来说，整个模具工业决定着现代工业品的发展和技术水平的提高。 冲压作为一种压力加工过的方法，其三个必要因素是板料、冲压设备和冲压模具，而冲压模具是一种比较特殊的工艺设备，它能在冲压加工过程中将金属或非金属材料的板材、管材和型材等加工成冲压件 3所以模具的最终目的是使用，是为多、好、快、省地生产出用户所需的产品。而要保证得到最好的使用效果，模具的设计质量和制造水平是 非常重要的。 因此 ， 模具工业 的发展 对于国民经济和社会发展都起着举足轻重的作用 5 具行业的现状及发展趋势 具行业的现状 21 世纪以来， 随着计算机软件的发展与进步， 具设计技术逐渐成熟，在现代模具中的应用也越来越广泛。目前我国冲压模具在数量、质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，存在的差异还是不容忽视的 8 现有的分析软件和技术成果所带有的局限性要求着我国的模具工业不断努力探索新的途径 10。如今的形势下，模 具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志 ,更是一个国家的工业产品保持国际竞争力的重要保证之一 11。 我国的冲压生产机械化、自动化、集中化程度低，技改投入、工艺应用明显不足，吸收、转化、推广速度慢等等都制约着模具工业的发展。根据中国模具工业协会的统计调查，模具的设计、材料、制造都已满足不了国内汽车发展的需要，一些大型、精密、复杂的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。而一些低档次的简单冲模，则已供过于求，市场竞争十分激烈。国外模具自产自配 设计 2 比例一般为 30%， 相比之下，我国冲模自产自配比例高达 60%，这就对冲模专业化产生了很多不利影响。 2009 年中国模具进出口总额为 美元，比上年下降 其中进口总额为 比减少 2%；出口总额为 美元，同比减少 12。 具行业的技术发展趋势 现代模具工业有 “Do 13之称， 汽车、摩托车、电子、通讯和建筑材料等行业的发展，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展大大地推动着模具工业的高速增长，随着信息化时代和 经济全球化不断深入发展 , 模具行业的技术发展趋势将是 14 (1) 大力推广模具全三维 产技术及 管理技术； (2) 开发并提高各种模具加工新技术 , 如高速高精加工、复合加工、精细电加工、表面光整加工及处理新技术、快速成型与快速制模技术、新材料成形技术、热压成形技术、厚板精冲技术、连续复合精冲技术、大规模定制生产技术等； (3) 努力实现模具扫描及数字化、可控化，使冲压技术具有更大的灵活性； (4) 冲压模具的标准化程度不断提高； (5) 与模具直接关联的模具制品成形过程在线智能化控制技术逐渐提升，注重产品制造全过程，更大程度的实现多目标全局综合优化和复合化成型； (6) 选用材料优质及表面处理技术日渐先进。 内模具的先进制造技术（ (1) 快速原型制造技术（ 在模具制造领域中， 应用于制造模具设计制造过程中所用的母模，有直接和间接快速模具技术之分，其制造环节简单，技术优势大，能较好的控制模具的尺寸和表面精度、性能、寿命。 (2) 虚拟制造技术（ 过计算机的虚拟模型模拟各生产场景，实现产品的设计 、工艺规划、分析、检测等制造全过程，预估产品功能和各方面性能可能存在的问题，旨在提高人们的预测和决策水平。 (3) 反求工程技术（ 经过对专业人员工程设计经验、思维等的运用，对已有产品的解剖、再创造，对存在实物模型或零件的测量，根据所得数据进行的重构设计过程。这种技术结合了现代的高新测量技术，正一步步推动着模具产品快速制造的能力。 设计 3 (4) 有限元仿真、模拟技术的应用 有限元分析是融合了 各类技术的数值模拟技术，它能直接让设计人员在计算机屏幕上观察到材料的变形、流动过程，更清晰的了解材料的 应变分布、厚度变化、破裂、曲皱的形成，对于提高生产效率和生产质量有十分重要的意义 16。 设计 4 第 2 章 中锥零件的成形工艺分析 题内容 图 锥零件 本次毕业设计课题为中锥零件成形工艺分析及模具设计，工件图见图 批量生产，材料为 08 钢，厚度为 特殊精度要求。设计内容如下： （ 1）、在熟悉冲压工艺的基础上，设计中锥形件冲压成形工艺； （ 2）、设计冲压成形此零件所用的拉深模，设计生产工艺卡； （ 3）、绘制拉深模的二维工程图及零件图； 析零件的冲压工艺性 （ 1） 材 料：该零件为中锥形零件，材料为 08 钢， 08 钢是优质碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延等冷加工性能。 （ 2） 结构形状：如图 示，零件结构对称，有利于材料的合理利用，且有适当的圆角过渡，便于模具加工。且零件属于中锥带凸缘拉深件，拉深高度较大，加工过程中需考虑拉深次数以及防皱，为保证在整个拉深过程都有足够的压边力，需将毛坯直径放大，即设置切边余量，拉完后再将多余部分材料切去。 （ 3） 精度：工件尺寸均未注公差，且没有特殊的精度要求，可按 确定； 设计 5 艺方案的分析、确定及相关计算 算零件的毛坯尺寸 该零件为中锥带凸缘拉深件，计算毛坯展开尺寸时应对凸缘部分和拉深部分的尺寸分别进行计算。 凸缘部分的尺寸计算 : 851 ； 拉深部分的尺寸计算： 查文献 1，表 4知 )(24 2121 2 (代入数据计算得： 2 已知单边切边余量 ， 故毛坯尺寸为： 艺方案的确定 已知相对高度 对厚度 4 00 查文献 2可知，此中锥形件需采用带压边装置的模具，且数 值 2 范围内，可一次成形。 （ 1）方案拟定： 方案一：先落料后拉深，分别采用单工序模生产； 方案二：先拉深后落料，分别采用单工序模生产； 方案三：先拉深后落料，采用级进模生产； 方案四：落料 用复合模生产； （ 2）方案分析： 方案一和方案二模具结构简单，但都需要两道工序、两副模具，生产效率低，工人劳动强度大，难以满足大批量生产要求。并且方案一先落料后拉深，拉深的过程中因材料较薄，易起皱。在进行第二道工序时，模具又很难精确定位，冲出的制件精度一般，适应于精度要求不高的制件，而且 对零件的尺寸和厚度都没有限制。 方案三，级进模生产，虽然减少了产品的冲压成形时间，但是考虑到零件拉深工艺的复杂性，模具结构较为复杂且精度要求高，制造周期长，制模成本高，加工也不方便，故亦不宜采用。 方案四，只需一副模具，落料拉深复合模，其模具结构虽然比单工序模复杂，但冲 设计 6 压件的行位精度和尺寸精度容易保证，且生产批量大时，应该尽可能的把工序集中起来，以提高生产率、降低成本。 （ 3）方案确定： 根据设计需要和生产批量的要求，对上述三种方案分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。即拉深、落料在一套复合模中完成，既能 保证大批量生产的高效率，又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。但在实际生产中，为保证在整个拉深过程都有足够的压边力，需将毛坯直径放大，拉完后再将多余部分材料切去。 故经过初步研究分析，结合实际情况，应该设计两套模具： 第一套模具 ,完成落料 第二套模具 ,对前道工序中的制件进行切边。 设计 7 第 3 章 落料、拉深复合模的设计 具结构设计 根据零件的结构特点和技术要求，采用正装复合模结构。条料的送进方向和步距由导料板和挡料销控制。采用刚性卸料，无废料。为保证先落料后拉 深，拉深凸模低于落料凹模一个料厚以上。为防止起皱，采用弹性压边圈，弹顶器安装在下模。采用中间导柱标准模架，由导柱、导套导向。拉深凸模和落料凸模由固定板固定，拉深凹模和落料凹模分别由螺钉和销钉固定在上、下模板。在拉深凹模处设计推杆、推板，以防止制件加工过程中因发生回弹现象卡在拉深凹模内。 合模 工艺力计算 （ 1）冲裁力的计算 查文献 4，公式（ 3 式中： F 冲裁力， N； L 冲裁周 边长度， t 材料厚度， 材料抗剪强度， K 系数，一般取 查文献 5表 2知， 08 钢的抗剪强度： M 02 6 0 ，取 310 代入数据，计算得： （ 2）推件力的计算 查文献 4，公式（ 3 T 式中： F 冲裁力， N； n 凹模内的冲裁件数； 推件力系数；由文献 4表 3得 K ； 代入数据，计算得： 60 4 （ 3）卸料力的计算 查文献 4，公式（ 3 设计 8 X 式中： F 冲裁力， N； 卸料力系数；由文献 4表 3得 K ； 代入数据，计算得： 60 3 （ 4）拉深压力的计算 查文献 1,公式（ 4 3式中： 拉深件直径；取平均直径 b 抗拉强度；查文献 5 表 2知， 08 钢的抗拉强度：M P 5 03 3 0 ，取 380 3k 系数；由文献 3表 得3k=1 t 材料厚度； 代入数据 ，计算得： （ 5）压边力的计算 查文献 3表 公式 : （ 式中： A 压边圈下毛坯的投影面积； P 系数；由文献 3表 得 P= 代入计算得： y ( 222220 综上，各种冲压工艺力的总和： 5 压设备的选择 根据各种冲压工艺力的总和，查文献 4附录 3，选用型号为 闭式单点压力机，主要参数如下表： 表 闭式单点压力机主要参数 公称压力 1600合高度调节 120块行程 160作台前后尺寸 790大闭合高度 480作台左右尺寸 710大装模高度 375板厚度 105 设计 9 力中心的确定 该零件为对称件，其压力中心即为几何中心。 作零件刃口尺寸计算 查文献 4可知，冲裁圆形件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，可以采用分别加工法。对于圆形件，若工件尺寸没有标注公差，则按未注公差 来处理，而凸、凹模则按 加工制造，磨损系数 5.0x 。 查文献 4表 3Z ， Z； 由文献 4式（ 3（ 3算凸、凹模刃口尺寸： 0m a x 0m i n 式中：d、p 凹模和凸模制造公差，按 用； 制件公差，按 选用，查标准公差值可知为 代入数据，计算得： 0 校核： i nm a x 足间隙公差条件。 样图设计 料的选择 制件的毛坯为简单的圆形件，考虑到操作方便，宜采用单排。根据厚度 ，查文献 3表 选用规格为 850 1800 的板料。 样设计 查文献 4表 3用直排形式，见图 查文献 4表 3据材料厚度 ，可得最小搭边值： 工件间 ；侧面 ； 查文献 4，公式（ 3 条料宽度 0m a 设计 10 式中： 条料宽度方向冲裁件的最大尺 寸； a 侧搭边值； 条料宽度的单向偏差；由文献 4表 3得 C 导料板与最宽条料之间的间隙；其最小值由文献 4表 3得 1C 代入数据，计算得： B。 图 样图 料利用率 由文献 4,公式（ 3 %100 式中： 材料利用率； A 一个步距内的实际面积； S 送料步距； B 条料宽度； 代入数据，计算得： % 0 14 0 04220 。 合模 主要零部件的设计及计算 作零件 料凸模 设计 11 选用台阶式圆形凸模，与凸模固定板配合部分按过渡配合（ H7/造。材料为处理 62，具体外形尺寸见图 图 料凸模 料凹模 选用整体式凹模，材料为 处理 62，其外形尺寸由文献 4经验公 式（ 3（ 3确定： 凹模高度 ； 凹模壁厚 ； 式中： b 冲裁件的最大外形尺寸； K 系数，根据板料的厚度，查文献 4表 3知 K= 代入数据，计算得： ； ； 凹模外形尺寸 : 92 （ 但考虑到模具的整体结构组合，需要对落料凹模的结构做相应的调整，以配合刚性固定板的安装，具体如图 设计 12 图 料凹模 深凸模、凹模 根据该中锥形件的外形、尺寸，并结合模具的整体结构，设计拉深凸、凹 模。查文献 3可知，对于非圆形凸、凹模，若拉深件的公差为 ，则模具的制造公差采用。查文献 3表 知拉深凸模的出气孔直径为 5 拉深凸、凹模材料为 处理 62，具体外形和尺寸如图 设计 13 图 深凸模 图 深凹模 设计 14 位零件 料板 导料板与卸料板分开制造，查文献 4可知，导料 板厚度 H 应大于挡料销的高度与板料的厚度之和 2 6 18料为 具体尺寸见图 图 料板 料销 选用圆形固定挡料销，材料为 45 钢。具体尺寸见图 图 料及压料零件 性卸料板 毛坯材料厚度为 于 采用刚性卸料板。材料为 45 钢，对热处理硬度没有特殊要求，通过螺栓固定在落料凹模上，卸料可靠、安全。根据料厚 t 查文献 6表 7得卸料板孔与落料凸模的单边间隙 ，具体尺寸见图 设计 15 图 性卸料板 件装置 为防止制件加工过程中因发生回弹现象卡在拉深凹模内，在拉深凹模处设计推杆、推板，材料均为 45 钢，热处理 48。推杆和推板采用螺纹连接，推杆长 254极限位置由限位横销控制。具体设计如图 图 件装置 图 性压边圈 设计 16 边圈 为防止拉深过程中凸缘部分起皱，设计弹性压边圈，由安装在下模座的弹顶器推动压边圈恢复到初始位置。压边圈材料选用 处理 58。具体尺寸见图 件装置 弹性顶件装置，即弹顶器，装在下模。通过弹性元件在模具冲压时贮存能量，模具回程时，能量的释放将压边圈从凹模洞顶出。具体设计如图 图 顶器 性元件的选用与计算 如图 顶器由双头螺柱、螺栓、压夹板、和橡胶组成。 查文献 6可知橡胶的选用原则： （ 1）确定橡胶的 自由高度00,由文献 6公式 (代入数据，计算得 402000 ，取 200 （ 2）确定橡胶的横截面积 A 根据橡胶弹簧 30%的压缩量，由文献 6表 6得橡胶的单位压力 ,由 设计 17 文献 6公式 （ 代入数据计算得 243 。 （ 3）确定橡胶弹簧的平面尺寸 根据模架结构选用圆筒形橡胶弹簧如图 图 筒形橡胶弹簧 已知内径 224,16 ，代入公式（ 后 ， 可 得 外 径 22 。 （ 4）校核橡胶弹簧的自由高度06可知，0 D 之比应该在如下范围内： 代入数据，计算得： 32 0 0/0 所选橡胶弹簧能正常工作。 (5）橡胶弹簧的安装高度6可知，橡胶的预压缩量 020%)15%10( 0 ，取 2080202000 。 由文献 6可知，所选橡胶弹簧比满足压缩量的要求，即橡胶允许的最大压缩量；为保证橡胶不致过早损坏，一般取 02 0 5 0 。代入数据，计算得： 0806020 ，在许用范围内。 综上所述，橡胶弹簧在模具打开状态时的高度为 180模具闭合状态时的高度则为 120 设计 18 架的选用 已知凹模周界为 400340合模具结构和所选压力机的装模高度，由文献 7表 用中间导柱模架，上、下模座材料为 由文献 7表 用： 模架： 5 4 03 7 04 0 04 0 0 （ 上模座： 60400400 （ 下模座： 75400400 （ 2855 B 型导柱： 35050/35045 （ 2861 B 型导套： 581 5 050/581 5 045 （ 2861 接与固定零件 柄 采用压入式模柄，与上模座孔采用过渡配合 H7/加销钉以防转动，材料选用据压力 机模柄孔 由文献 8表 11得其相应尺寸，具体见图 图 柄 定板、凹模垫板与垫板 整套模具共有两块固定板，两块垫板，一块凹模垫板，外形尺寸均与落料凹模周界基本一致。固定板材料为 45，厚度一般取与其对应凹模厚度的 ，落料凸模固定板厚度取 27深凸模固定板厚度取 40、下垫板材料为 45 钢，热处理后硬度为 42 45厚度根据周界尺寸按国标确定，取为 10保证冲压时先落料再拉深，拉深凸模应低于落料凹模一个料厚以上，但实际计算可知落料凹模的高度满足不了要求，需拉深凸模固定板上方添加一块凹模垫板。材料为 45 钢，厚度为 46 设计 19 固件的选用 螺栓、螺钉和销钉都是标准件，查文献 6按标准选用。所有螺钉均为 12M 的内六角螺钉，紧固刚性卸料板和落料凹模的六角头螺栓、螺母规格也为 12M ，连 接弹顶器和下模座的双头螺柱和螺母规格为 16M ；所有销钉均为 10 的圆柱销，具体布局见图 料拉深复合模装配图 模具装配图如图 示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11板 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 图 合模主视图 设计 20 39图 合模俯视图 模具的工作零件由落料凸模 13、落料凹模 27、拉深凸模 31 和拉深凹模 20 组成，完成对板料的冲裁和拉深。采用中间导柱模架，纵向送料，条料的送进方向和送进距离由导料板 8 和固定挡料销 39 控制。模具先落料后拉深，由固定卸料版 26 卸料，无废料。为防止拉深过程中起皱，采用弹性压边圈 30，弹顶器 35 由双头螺柱 38 与下模座 1 紧固。拉深完成后，落料凸模 13 上行，顶杆 34 在弹顶器 35 的作用下推动压边圈 30 向上运动，使工件脱离拉深凸模 31，同时推件块 18 随着推杆 17 向下将工件从拉深凹模 20 中推出，即 完成落料拉深整套动作。 设计 21 力机的校核 已知模具的闭合高度为 370形尺寸为 400400用的 公称压力： 1600 滑块 行程： 160 最大闭合高度： 480 垫板厚度： 105 工作台尺寸： 790710mm 业 设计（论文） 过程管理资料 题 目： 中锥零件成形工艺分析及模具设计 系 部： 机电工程系 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩 教务处 二一一年二月制 目 录 一、 毕业设计（论文）课题任务书 二、 本科毕业设计（论文）开题报告 三、 本科毕业设计（论文）中期报告 四、 毕业设计（论文）指导教师评阅表 五、 毕业设计（论文）评阅教师评阅表 六、 毕业设计（论文）答辩评审表 2013 届毕业设计（论文）课题任务书 系 (部 )：机电工程系 专业：材料成型与控制工程 指导教师 职称 讲师 学生姓名 学号 班级 课题名称 中锥零件成形工艺分析及模具设计 内 容 及 任 务 本次毕业设计课题为中锥零件成形工艺分析及模具设计，工件图见图1，大批量生产，材料为 08 钢，厚度为 特殊精度要求。设计内容如下： （ 1）、在熟悉冲压工艺的基础上，设计中锥形件冲压成形工艺； （ 2）、设计此零件所用的成形模具，设计加工工艺卡； （ 3）、绘制成形模具的二维工程图 及零件图； 图 1 中锥零件 拟 达 到 的 要 求 或 技 术 指 标 1、查阅 20 篇以上的文献； 2、学习掌握冲压工艺、冲压模设计过程，熟悉冲压模结构； 3、设计冲压工艺，绘制成形用装配图与零件图，至少 3 张 0 号图纸，其中包括一张 手绘图； 4、撰写 12000 字以上的设计说明书。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2012 年 12 月 完成开题报告。 2013 年 1 实习：了解工作条件和收集原始数据，制定初步设计方案，征求意见。 2013 年 5 查阅与毕业设计课题 内容相关的文献资料；完成方案设计。 2013 年 7 分析、优化结构，校核主要零件强度；修改不合理结构；完成设计、校核。 2013 年 9 工程图制作，出图。 2013 年 13 编写设计说明书。指导教师批改。 主 要 参 考 资 料 1 王孝培，冲压手册。北京：机械工业出版社， 1988 2 梁炳文，板金冲压工艺与窍门精选。北京：机械工业出版社， 2000 3 许洪斌，文琍。模具制造技术。北京：化工工业出版社， 2007 4 肖景容，姜奎华。冲压工艺学。北京：机 械工业出版社， 1988 教研室 意见 签名： 年 月 日 系 (部 )主管领导意见 签名： 年 月 日 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室、系（部）审批后一份下达给学生，一份由指导教师保留，一份交系部存档。 本科毕业设计（论文）开题报告 （ _2013_届） 系 部： 机电工程系 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 2013 年 1 月 6 日 题目：中锥零件成形工艺分析及模具设计 1. 结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1000 字以上的文献综述。 冲压加工是现代机械制造业中先进、高效的加工方法之一，它是在室温下，利用安装在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 件的一种压力加工方法。由于冲压加工通常是在室温下进行的，所以常常称为冷冲压，又由于它的加工材料主要是板料，所以又称板料加工。冲压不但可以加工金属材料，还可以加工非金属材料 1。 在冲压加工中，将材料加工成冲压零件（或半成品）的一种专用工艺装备，称为冲压模具或冷冲压。冲压模具在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有符合要求的冲压模具，冲压加工就无法进行 ,先进的冲压工艺也就无法实现。冲模设计是冷冲压加工的关键，一个冲压零件往往要用几副模具才能加工成形。 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，冲压模具占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占 50%左右。 我国冲压模大多数为简单模、单工序模和复合模等，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，模具最高寿命可达 1 亿次以上，精度达到 3m，有 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，精度达到 23 m 相比，处于 20 世纪 80 年代中期国际先进水平 2 近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术 结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。冲压模具设计与制造技术正在由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（ 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计和制造（ 术转变 6。 模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业正加大术培训和技术服务的力度；进一步扩 大 术的应用范围。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 、 X、3 国际通用软件，个别厂家还引进了 件，并成功应用于冲压模的设计中 7。 国外的主要工业国家也广泛推广计算机数控 (统，以控制冲压加工程序、工艺参数的变更及其材料的更换等，在多品种、小批量生产中已出现以成组加工为原理的“群控”自动化冲压工艺，不再是一台计算机直接控制多台 机器 ，而是多台计算机分级管理、控制多台机器。 主要参考文献： 1 钟翔山 M械工业出版社， 23 2 杨占尧 M民邮电出版社， 6 3 许洪斌 模具制造技术 M工工业出版社， 2007： 64 4 肖景容 冲压工艺学 M械工业出版社， 1988： 53 5 李奇涵 M学出版社， 2007： 33 6 周本凯 M学工业出版社， 2009： 6 7 王孝培 M械工业出版社， 1988： 66 要研究内容、研究思路及方案 题依据 选题符合本专业培养目标和教学的基本要求，可以锻炼我们在所学专业的基础上综合运用所学的知识、技能以及解决产品从设计到加工的一系列问题的能力。 选题具有技术先进性、实用性、工艺性和可行性。该选题结合生产和社会实践，是具有实际应用价值的的课题，可以增强我们将理论结合实践的能力。 选题既注意课题内容的先进性和经济上的可行性，又符合我们大学生实际能力，既有理论分析、设计计算，又有二维作图。 要研究内容 图 1 工件简图 在熟悉冲压工艺的基础上，设计中锥形件冲压成形工艺，零件简图 1 及设计要求如下： 此工件的材料为 08 钢，厚度为 批量生产，没有特殊的精度要求。 1) 设计冲压成形此零件所用的拉深模，设计生产工艺卡； 2) 绘制拉深模的二维工程图及零件图； 3) 编写毕业设计说明书； 究思路及方案 研究一般思路：冲压件工艺性分析、冲压工艺方案制定、主要工艺参数计算、计算工序冲压力和选择冲压设备、模具结构形式的确定、编写冲压过程工艺卡片等。 研究方案： 该工件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，利用普通冲裁方法可以达到工 件图样要求。工件材料为 08 钢，此材料具有良好的结构强度和塑性，其冲裁和拉伸加工性较好。该锥形件的相对高度 h/D=知此件属于中等深度锥形件；且毛坯的相对厚度（ t/ 100= 2 之间，可采用一次拉伸完成，但因材料较薄，为防止起皱，需采用压边圈、拉深筋、增加工艺凸缘等措施提高径向拉应力 。 工件包括落料、拉深两个工序。 方案一：先落料后拉深，分别采用单工序模生产。 方案二：先拉深后落料，分别采用单工序模生产。 方案三：先拉深后落料，采用级进模生产。 方案四：落料 采用复合模生产。 在以上四种冲压方案中，方案一和方案二模具结构简单，但都需要两道工序、两副模具，生产效率低，工人劳动强度大，难以满足大批量生产要求。并且方案一先落料后拉深，拉深的过程中因材料较薄，易起皱。在进行第二道工序时，模具又很难精确定位，冲出的制件精度一般，适应于精度要求不高的制件，而且对零件的尺寸和厚度都没有限制。方案三级进模生产， 虽然减少了产品的冲压成形时间，但是考虑到零件拉深工艺的复杂性，模具结构 较为 复杂且精度要求高，制造周期长，制模成本高，加工也不方便 ， 故 亦 不宜采用。 第四种方案只需一副模具，落 料拉深复合模，其模具结构虽然比单工序模复杂，但冲压件的行位精度和尺寸精度容易保证，且生产批量大时，应该尽可能的把工序集中起来，以提高生产率、降低成本。 根据设计需要和生产批量的要求，对上述三种方案分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。即拉深、落料在一套复合模中完成，既能保证大批量生产的高效率，又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。但在实际生产中，为保证在整个拉深过程都有足够的压边力，需将毛坯直径放大，拉完后再将多余部分材料切去。 故经过初步研究分析，结合实际情况，应该设计两套模具： 第一套模具 ,完成落料 第二套模具 ,对前道工序中的制件进行切边。 起止日期 工 作 内 容 2012 年 12 月 完成开题报告。 2013 年 1 实习：了解工作条件和收集原始数据，制定 初步设计方案，征求意见。 2013 年 5 查阅与毕业设计课题内容相关的文献资料； 完成方案设计。 2013 年 7 分析、优化结构，校核主要零件强度；修改 不合理结构；完成设计、校核。 2013 年 9 工程图制作，出图。 2013 年 13 编写设计说明书。指导教师批 改。 2013 年 15 设计说明书修改、定稿、打印，总结材料， 准备答辩。 课题方案的可行性、深度、广度及工作量的意见）。 该课题内容为 中锥零件成形工艺分析及模具设计。该件的成形主要由一套复合模具以及一套单工序模两套模具（ 落料拉深复合模和切边模） 来实现。整个模具的设计工作过程：首先，通过对 中锥零件 进行了工艺性的分析，提出了比较可行的工艺方案，并在此基础上来设计相应的制造模具。 以上工作的完成可以提高该学生对冲压模具结构设计能力，更加深入地理解冲压模具内部结构与工作原理，采用 手工绘制模具和零件图纸，可以锻炼该学生的图纸绘制能力，整个毕业设计的工作量已经超过三张 图纸量，工作量比较饱满。 指导教师： 20 年 月 日 教研室主任： 年 月 日 毕业设计（论文）中期报告 系 (部 ) 机电工程系 班级 学生姓名 指导教师 课题名称：中锥零件成形工艺分析及模具设计 课题主要任务： 1、在熟悉冲压工艺的基础上，设计中锥形件冲压成形工艺； 2、设计冲压成形此零件所用的拉深模，设计生产工艺卡； 3、绘制拉深模的二维工程图及零件图； 1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 1) 撰写了开题报告； 2) 第一套模具方案的确定（包括计算毛坯尺寸、拉深次数以及修边余量、排样形式以及计算材料利用率、计算工艺力并根据工艺力大小选择压力机、计算落料凸凹模刃口尺寸、确定拉深凹模圆角半径、确定拉深凸凹模的单面间隙、工作零件结构尺寸等的确定）； 3) 绘制第一套模具的装配图； 4) 第二套模具方案的确 定（包括计算工艺力并根据工艺力大小选择压力机、计算切边凸凹模刃口尺寸、模具各部分工作零件结构尺寸等的确定）； 5) 绘制第二套模具的装配图。 2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排 1) 计划两周内完成两套模具的零件图和说明书。 2) 最后一周完成手绘图、检查设计内容并准备毕业答辩。 3、存在的具体问题 1) 在第一套模具的设计过程中，为顺利取件要求模架的展开高度比较大，没有足够长的标准导柱可选。在老师的指导下，在满足模具运动及闭合要求的前提下，按照冲压手册里的标准导向零件自行设计导柱相应尺寸，并改选能提供更大的装模高度的压 力机。 2) 弹簧与橡胶卸料装置在第一套模具中不适用，在老师的指导下，我修改了以前的设计，改为刚性卸料。 4、指导教师对该生前期研究工作的评价 该学生毕业设计期间工作特别踏实，也特别勤奋和认真，在工作中遇到不懂的地方，能够虚心向同组的同学请教，善于思考，能够举一反三；对于别人提出的建议，能够虚心听取；注重理论和实践相结合，将大学所学的课堂知识能有效地运用于毕业设计工作中，认真听取老师的指导意见。同时，该生在毕业设计指导期间，未曾出现过无故缺勤现象，对该生前期研究工作表示充分肯可。 指导教师签名： 日 期 ： 届毕业设计（论文）指导教师评阅表 系（部）： 机电工程系 学生姓名 学 号 班 级 专 业 材料成型及控制工程 指导教师姓名 课题名称 中锥零件成形工艺分析及模具设计 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；） 该学生毕业设计期间工作特别 踏实，也特别勤奋和认真，在工作中遇到不懂的地方，能够虚心向同组的同学请教，善于思考，能够举一反三；对于别人提出的建议，能够虚心听取；注重理论和实践相结合，将大学所学的课堂知识能有效地运用于毕业设计工作中，认真听取老师的指导意见。整个毕业设计的工作量已经超过三张 图纸量，工作量比较饱满。答辩材料完整，设计说明书规范。已经能够熟练使用 制模具图纸。能够独立思考和解决问题，但创新能力还需要进一步加强。 选题与文献综述（ 20 分） 分值： 16 创新性 (15 分 ) 分值： 11 基础理论和专门知识 (35 分 ) 分值： 28 作者写作、表达能力 (30 分 ) 分值： 25 合 计 分值： 80 是否同意参
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