冲压模具及工艺设计侧弯支座冲压模具及工艺设计bkjl.docx

侧弯支座冲压模具及工艺设计 56上海电机机学院毕业设计计任务书书课 题 侧侧弯支座座冲压模模具及工工艺设计计20100年3月1日至20110年6月27日共17周专 业 材料料成型及及控制工工程专业业年 级006级 姓名 郑鑫鑫 学 号号 BJJ066634 学 院（系系）院长长（签字字）指 导导 教教 师师 （签签字）20099 年 112 月月 115 日注：本任任务书由由上海电电机学院院教务处处印制。课题来源工厂实际际生产零零件。课题的目的、意义课题目的的是使学学生通过过毕业设设计完成成之后，能掌握冲压模具设计的方法和步骤，能设计一般的冲压模具，能够熟悉模具行业的标准，能够借助工具翻译相关英文资料等。学生通过过数月毕毕业设计计对冲压压模的具具体设计计及工艺艺确定可可以使知知识进一一步深化化，并可可以熟悉悉通用三三维造型型软件等等。要求本课题要要求学生生在查阅阅、翻译译相关文文献，分分析塑件件结构特特点、材材料特性性的基础础上完成成一副完完整的成成型模具具的设计计及关键键零件加加工工艺艺的制定定。具体体包括：查阅相相关文献献至少110篇，翻翻译专业业文献22万字，绘绘制模具具装配图图和零件件图，图图纸折合合为两张张A0图图，编写写说明书书1.55万字左左右。课题主要内容及进度图示零件件为侧弯弯支座，材材料为22A122M，厚厚度为11mm，生生产批量量为1220万件件。对制制件技术术要求是是表面不不得有划划痕，无无毛刺等等，而22A122M材料料表面容容易划痕痕，因此此要求冲冲件间隙隙合理，工工作面表表面粗糙糙度值要要小。采采用级进进模生产产。进度安排排：工艺艺分析和和相关计计算：44周；模模具结构构设计：4周；三维和和二维造造型：44周；工工艺过程程确定：4周。以上各项项由指导导教师填填写（请请用钢笔笔填写）摘要本次设计计生产的的是侧弯弯支座，零件外形虽然比较简单，但成形工艺复杂，包括冲裁和多次弯曲。而且精度要求比较高，形状比较复杂，生产批量大。通过工艺性分析，工序为落料、冲孔和弯曲。为了适应大批量生产的要求，采用级进模制造，能很好的解决上述问题。原料为2A12M，采用自动送料器和自动送料装置送料。模架采用用四导柱柱四导套套结构和和弹性卸卸料板，并并在卸料料板和固固定板之之间设置置辅助导导向机构构的小导柱柱和小导导套，保保证卸料料板有足足够的运运动精度度。关键词：侧弯支支座，级级进模、落落料，冲冲孔，弯弯曲ABSTTRACCTWhatt thhis dessignn prroduucess iss a latteraal ssuppportt, tthe acccuraacy hass hiigheer rrequuestt, tthe shaape is morre ccomppliccateed, prooducce bbatcch qquanntitty bbig, paass craaft anaalyssis, woork preefacce aall forr faall to antticiipatte wwithh blluntt boore andd beendiing. Addopttingg thhe cclasss eenteers a mmoldd maanuffactturiing, caan bbe ggoodd too reesollve theese proobleems. Thhe rraw matteriial sellectts tthe 2A112M matteriial, thhe aadopptioon ssendds tto aantiicippatee a macchinne aautoomatticaallyy annd ssendds tto aantiicippatee deevicce tto ssendd too annticcipaate auttomaaticcallly.The molld aadoppts fouur lleadd piillaar aand Fouur ssetss off leead andd fllexiibillityy off thhe bbeadd, aand be unlloaddingg too annticcipaate plaank andd fiix pplannk oof tthe connstiituttionn leend suppporrt tto ddireectiion orgganiizattionn-smmalll leead pilllarr wiith smaall leaad aa seet, asssuraancee unnloaads to antticiipatte tthe plaank conntaiin eenouugh spoort acccuraacy.Key worrds: laaterral suppporrt ，proogreessiive diee ，falll tto aantiicippatee， blluntt boore， beendiing目 录录1 绪论论-11.1 冲压压加工与与模具设设计简介介-111.2 冷冲压与与模具技技术国内内外发展展现状-21.3 选题的意意义-32 工艺艺分析、排排样设计计及方案案对比确确定-442.1 冲裁件件工艺性性分析-42.1.1分析析工件的的技术要要求-552.1.2零件件材料的的选用-52.1.3零件件的结构构工艺性性分析-5 2.2 冲冲裁工艺艺方案的的对比与与确定-62.2.1冲裁裁工序的的组合-62.2.2冲裁裁顺序的的安排-72.2.3工艺艺方案的的比较-72.3 冲裁件件排样设设计-882.3.1排样样方法-82.3.2搭边边值的选选用-992.3.3条料料宽度的的确定-102.3.4步距距的确定定-112.3.5材料料利用率率的确定定-113 冲压压力及压压力中心心的确定定-133.1 冲压力力的计算算-13 3.2压力力中心的的计算-155 3.3 压压力机的的选择-1163.3.1冲压压设备类类型的选选择-1663.3.2确定定压力机机设备的的规格-174 模具具结构设设计-184.1 冲裁间间隙-184.1.1冲裁裁间隙的的影响-184.1.2冲裁裁间隙的的选用-194.2 模具刃刃口尺寸寸的计算算-2114.2.1计算算原则-214.2.2计算算方法-214.2.3各工工位凸凹凹模刃口口尺寸计计算-2224.3 送料方方式的确确定-2554.4 定位方方式的选选择及定定位装置置-254.5 卸料方方式的选选择-2254.6 模架的的选择-2554.7 卸料板及及其配套套设施的的选择-2264.8 导料装装置-2275 模具具总装配配图-285.1 装配图图的绘制制-2885.2 模具零零件图的的绘制-288 55.3 编写说说明书-2886 模具具零件设设计及强强度校核核-296.1 工作零零件设计计-296.1.1小凸凸模设计计-2996.1.2落料料凸模设设计-2996.1.3异型型孔冲模模设计-2296.1.4切断断模设计计-296.2 垫板、凸凸模固定定板设计计-307 模具具制造工工艺-328 结论论-349 参考考文献-3510 致致谢-3361 绪论论1.1 冲压加加工与模模具设计计简介冲压加工工是借助助于常规规或专用用冲压设设备的动动力，使使板料在在模具里里直接受受到变形形力并进进行变形形，从而而获得一一定形状状,尺寸和和性能的的产品零零件的生生产技术术。板料料，模具具和设备备是冲压压加工的的三要素素。冲压压加工是是一种金金属冷变变形加工工方法。所所以，被被称之为为冷冲压压或板料料冲压，简简称冲压压。它是是金属塑塑性加工工（或压压力加工工）的主主要方法法之一，也也隶属于于材料成成型工程程技术1。冲压模具具-在冷冷冲压加加工中，将将材料（金金属或非非金属）加加工成零零件（或或半成品品）的一一种特殊殊工艺装装备，称称为冷冲冲压模具具（俗称称冷冲模模）。冲冲压-是在室室温下，利利用安装装在压力力机上的的模具对对材料施施加压力力，使其其产生分分离或塑塑性变形形，从而而获得所所需零件件的一种种压力加加工方法法。与机械加加工及塑塑性加工工的其它它方法相相比，冲冲压加工工无论在在技术方方面还是是经济方方面都具具有许多多独特的的优点2。主要要表现如如下：（1）冲冲压加工工的生产产效率高高，且操操作方便便，易于于实现机机械化与与自动化化。这是是因为冲冲压是依依靠冲模模和冲压压设备来来完成加加工，普普通压力力机的行行程次数数为每分分钟可达达几十次次，高速速压力要要每分钟钟可达数数百次甚甚至千次次以上，而而且每次次冲压行行程就可可能得到到一个冲冲件。（22）冲压时时由于模模具保证证了冲压压件的尺尺寸与形形状精度度，且一一般不破破坏冲压压件的表表面质量量,而模具具的寿命命一般较较长,所以冲冲压的质质量稳定定,互换性性好,具有“一模一一样”的特征征。（33）冲压可可加工出出尺寸范范围较大大、形状状较复杂杂的零件件，如小小到钟表表的秒表表，大到到汽车纵纵梁、覆覆盖件等等，加上上冲压时时材料的的冷变形形硬化效效应，冲冲压的强强度和刚刚度均较较高。（4）冲冲压一般般没有切切屑碎料料生成，材材料的消消耗较少少，且不不需其它它加热设设备，因因而是一一种省料料，节能能的加工工方法，冲冲压件的的成本较较低。冲压模具具是冲压压生产必必不可少少的工艺艺装备，是是技术密密集型产产品。冲冲压件的的质量、生生产效率率以及生生产成本本等，与与模具设设计和制制造有直直接关系系。模具具设计与与制造技技术水平平的高低低，是衡衡量一个个国家产产品制造造水平高高低的重重要标志志之一，在在很大程程度上决决定着产产品的质质量、效效益和新新产品的的开发能能力3。冲压模具具的形式式很多，一一般可按按以下几几个主要要特征分分类：根据工艺艺性质分分类：（1）冲冲裁模沿沿封闭或或敞开的的轮廓线线使材料料产生分分离的模模具。如如落料模模、冲孔孔模、切切断模、切切口模、切切边模、剖剖切模等等。（2）弯弯曲模使使板料毛毛坯或其其他坯料料沿着直直线（弯弯曲线）产产生弯曲曲变形，从从而获得得一定角角度和形形状的工工件的模模具。（3）拉拉深模是是把板料料毛坯制制成开口口空心件件，或使使空心件件进一步步改变形形状和尺尺寸的模模具。（4）成成形模是是将毛坯坯或半成成品工件件按图凸凸、凹模模的形状状直接复复制成形形，而材材料本身身仅产生生局部塑塑性变形形的模具具。如胀胀形模、缩缩口模、扩扩口模、起起伏成形形模、翻翻边模、整整形模等等。根据工序序组合程程度分类类：（1）单单工序模模在压力力机的一一次行程程中，只只完成一一道冲压压工序的的模具。（2）复复合模只只有一个个工位，在在压力机机的一次次行程中中，在同同一工位位上同时时完成两两道或两两道以上上冲压工工序的模模具。（3）级级进模（也也称连续续模）在在毛坯的的送进方方向上，具具有两个个或更多多的工位位，在压压力机的的一次行行程中，在在不同的的工位上上逐次完完成两道道或两道道以上冲冲压工序序的模具具。冲压加工工主要应应用4：由于冲压压具有如如此优越越性，冲冲压加工工在国民民经济各各个领域域应用范范围相当当广泛。例例如，在在宇航，航航空，军军工，机机械，农农机，电电子，信信息，铁铁道，邮邮电，交交通，化化工，医医疗器具具，日用用电器及及轻工等等部门里里都有冲冲压加工工。不但但整个产产业界都都用到它它，而且且每个人人都直接接与冲压压产品发发生联系系。像飞飞机，火火车，汽汽车，拖拖拉机上上就有许许多大，中中，小型型冲压件件。小轿轿车的车车身，车车架及车车圈等零零部件都都是冲压压加工出出来的。据据有关调调查统计计，自行行车，缝缝纫机，手手表里有有80%是冲压压件；电电视机，收收录机，摄摄像机里里有900%是冲冲压件；还有食食品金属属罐壳，钢钢精锅炉炉，搪瓷瓷盆碗及及不锈钢钢餐具，全全都是使使用模具具的冲压压加工产产品；就就连电脑脑的硬件件中也缺缺少不了了冲压件件。但是，冲冲压加工工所使用用的模具具一般具具有专用用性，有有时一个个复杂零零件需要要数套模模具才能能加工成成形，且且模具制制造的精精度高，技技术要求求高，是是技术密密集形产产品。所所以，只只有在冲冲压件生生产批量量较大的的情况下下，冲压压加工的的优点才才能充分分体现，从从而获得得较好的的经济效效益的。当然，冲冲压加工工也存在在着一些些问题和和缺点。主主要表现现在冲压压加工时时产生的的噪音和和振动两两种公害害，而且且操作者者的安全全事故时时有发生生。不过过，这些些问题并并不完全全是由于于冲压加加工工艺艺及模具具本身带带来的，而而主要是是由于传传统的冲冲压设备备及落后后的手工工操作造造成的。随随着科学学技术的的进步，特特别是计计算机技技术的发发展，随随着机电电一体化化技术的的进步，这这些问题题一定会会尽快二二完善的的得到解解决。1.2 冷冲压压与模具具技术国国内外发发展现状状冲压模具具是冲压压生产必必不可少少的工艺艺装备，是是技术密密集型产产品。冲冲压件的的质量、生生产效率率以及生生产成本本等，与与模具设设计和制制造有直直接关系系。模具具设计与与制造技技术水平平的高低低，是衡衡量一个个国家产产品制造造水平高高低的重重要标志志之一，在在很大程程度上决决定着产产品的质质量、效效益和新新产品的的开发能能力。近年来，我我国模具具标准件件的生产产和销售售形势是是“产销两两旺”，主要要是因为为汽车工工业的发发展和国国家“十一五五”规划确确定要以以重化工工业为重重点的拉拉动。根根据对部部分模具具标准件件企业的的书面调调查，220077 年与与20004 年年相比，产产量平均均增长337.66%，销销售额平平均增长长39.66%。重视技术术改造, 加大大对新设设备的投投资，增增强市场场竞争的的“硬件”实力。根根据对部部分单位位的调查查，近33 年来来每个单单位平均均投资为为13226.227 万万元，主主要增添添了加工工中心、数数控设备备等。在在引进、消消化的基基础上开开展自主主创新，使使新型模模具标准准件品种种增多，特特别是出出现了不不少与汽汽车模具具配套的的新产品品。国外模具具标准件件快速进进入我国国，使市市场竞争争日趋激激烈，促促使国内内标准件件企业采采取了诸诸多新的的应对举举措5。比如如，加速新新型模具具标准件件的研制制；根据企企业自身身的实力力和市场场不同层层次的需需求，有有针对性性地拓展展市场，向向相关行行业发展展，保证证了以“标准件件为主”向“多种经经营”发展，以以筹措集集累资金金，保证证模具标标准件专专业的稳稳步发展展；积极开开拓国际际市场，我我国的模模具标准准件已开开始远销销国外，有有的企业业出口销销售额已已占总销销售额的的30% 以上上；采取先先进的销销售经营营措施。我我国模具具标准件件从改革革开放以以前的“自产自自销，自自我配套套”，到近近年来的的“委托经经销”向“网络销销售”发展，为为此，标标准件委委员会经经过3年的努努力已建建成“中国模模标商务务网”，实现现了与中中国模协协“信息网网”的链接接，现已已开通为为用户服服务；加加大了标标准件委委员会主主办的“模标商商情”杂志的的信息量量，设立立了“专题论论述”、“协会信信息”、“技术交交流”、“经验交交流”、“专题论论述”、“企业采采风”等栏目目，加大大了对标标准件企企业的宣宣传力度度。冲模CAAD/CCAM技技术已成成为冲压压工艺与与模具的的主要发发展方向向之一。我我国在冲冲压模具具的CAAD/CCAM方方面也取取得了重重大的发发展。上上海交通通大学在在80年代代初期开开展了打打规模的的CADD/CAAM研究究开发工工作，采采用交互互设计方方法进行行条料排排样，模模具结构构及零件件设计方方面采用用了典型型结构及及标准零零件的自自动调用用和交互互设计相相结合的的方法，开开发了智智能化数数据库，贮贮存了各各种冲模模的典型型结构、标标准零件件、设计计经验、设设计方法法和步骤骤，并向向用户开开放，目目前在上上海交通通大学已已建立了了模具CCAD/CAMM国家工工程中心心6。现代冲压压加工的的发展趋趋势，可可以概括括为以下下几个方方面：（1）深深入研究究冲压变变形的基基本规律律、各种种冲压工工艺的变变形理论论、失稳稳理论与与极限变变形程度度等；应应用有限限元、边边界元等等技术，对对冲压过过程进行行数字模模拟分析析，以预预测某一一工艺过过程中坯坯料对冲冲压的适适应性及及可能出出现的质质量问题题，从而而优化冲冲压工艺艺方案，使使塑性现现代冲压压加工的的发展趋趋势，可可以概括括为以下下几个方方面：（2）深入研研究冲压压变形的的基本规规律、各各种冲压压工艺的的变形理理论、失失稳理论论与极限限变形程程度等；应用有有限元、边边界元等等技术，对对冲压过过程进行行数字模模拟分析析，以预预测某一一工艺过过程中坯坯料对冲冲压的适适应性及及可能出出现的质质量问题题，从而而优化冲冲压工艺艺方案，使使塑性变变形理论论逐步起起到对生生产过程程的直接接指导作作用。制制造冲压压件用的的传统金金属材料料，正逐逐步被高高强钢板板、涂敷敷镀层钢钢板、塑塑料夹层层钢板和和其他复复合材料料或高分分子材料料所替代代。随着着材料科科学的发发展，加加强研究究各种新新材料的的冲压成成形性能能，不断断发展和和改善冲冲压成形形技术。（3）在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。（4）推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。（5）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。1.3 选题的的意义冲压工艺艺及模具具设计在在制造行行业中占占有十分分重要的的地位，在在机械、电电子、汽汽车、航航空以及及轻工业业等领域域有广泛泛的应用用。由于于冲压加加工具有有生产率率高、生生产成本本低、操操作简单单、适合合大批量量生产等等优点，在在制造业业中有着着广阔的的发展前前景，因因而需要要大量的的工程技技术人员员去从事事和研究究冲压工工艺和模模具设计计方面的的内容。国国外发达达国家对对冲压加加工技术术的应用用、研究究和开发发都比较较重视，我我国也非非常重视视冲压技技术人才才的培养养7。通过对所所给零件件的冲压压模具设设计，可可以促进进我们专专业知识识的巩固固，增长长见识，拓拓宽知识识面，巩巩固和加加强机械械制图、机机械设计计、冲压压模具设设计与制制造等专专业理论论知识在在实际生生产中的的应用，培培养我们们综合运运用所学学过的知知识分析析、解决决实际工工程问题题的能力力，为今今后的学学习和工工作积累累经验，奠奠定良好好的基础础。2 工工艺分析析、排样样设计及及方案对对比确定定冲裁工艺艺设计主主要包括括冲裁件件的工艺艺分析和和冲裁工工艺方案案的确定定两方面面的内容容。良好好的工艺艺性和合合理的工工艺方案案，可以以用最小小的材料料消耗，最最少的工工序数量量和工时时，稳定定地获得得符合要要求的优优质产品品，并使使模具结结构简单单，寿命命高，因因而可以以减少劳劳动量和和冲裁成成本。本本次设计计工件图图如图2-11，零件件三维图图如图22-2：图2-11 零件件图