模具设计专业设计模板.doc

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1、. .毕业设计论文题目：冲压模具设计的应用学生XX柴询询学号2004312245专业机电一体化班级20043735指导教师X浩浩批阅教师完成日期 2006年11月10日毕业设计论文开题报告题目：冲压模具设计的应用学生XX 柴询询 学号 2004312245专 业 机电一体化 班级20043735指导教师 X浩浩完成日期 2006年11月10日论文/设计/报告原创性声明本人X重声明：所呈交的论文/设计/报告是本人在导师的指导下独立进展研究所取得的研究成果。除了论文/设计/报告中特别加以标注引用的内容外，本论文/设计/报告不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律

2、后果由本人承当。 作者签名： 年 月 日论文/设计/报告使用授权书本论文/设计/报告作者完全了解学校有关保障、使用学位论文/设计/报告的规定，同意学校保存并向有关论文/设计/报告管理部门或机构送交论文/设计/报告的复印件和电子版，允许论文/设计/报告被查阅和借阅。本人授权省级优秀论文/设计/报告评选机构将本论文/设计/报告的全部或局部内容编入有关数据应力感生库进展检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文/设计/报告。本论文/设计/报告属于 1、，在 年解密后适用本授权书。 2、不XX。 请在以上相应方框内打“ 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日一、 课题名称冲压模具

3、设计的应用。二、 课题来源此题由三峡大学职业技术学院冲压模具与制造设计组提供。三、 研究的目的和意义目的：通过本课题的设计，学生能全面理解和掌握冲压工艺，模具设计，模具设计，模具制造等，内容，掌握冲压工艺与模具设计的根本方法和步骤，模具零件的常用加工方法及工艺规和编制，模具装配工艺制定；独立提高写作能力和与人合作互门交流的能力。意义：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成锻造方式便金属材料在模具内发生塑性变形而获得的金属铸件，粉末冶金零件的及塑料，陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由

4、于模具成形具有优质、高产、省料和低本钱等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造，应用电器，石油化式等工业部门得到极其广泛的应用。 四、 阅读的主要文献及资料名称参 考 文 献1史铁梁?模具设计指导?.机械工业.2003.82. 赵孟栋?冷冲模设计?.机械工业.19973. 高锦X?塑性成形工艺与模具设计?机械工业.2001.84. 胡石玉 于敏建?精细模具制造工艺?.东南大学.2004.75. X建超 X宝忠 主编 ?冲压模具设计与制造? .高等教育.20046王孝培 主编?冲压手册?.机械工业.19907冲模设计手册编写组 编著?冲模手册?.机械工业.

5、20008模具实用技术丛书编委会?冲模设计应用实例?.机械工业.19949冯炳尧 韩泰荣 蒋文森 编?模具设计与制造简明手册?第二版XX.科学技术.199810模具设计与制造技术教育丛书编委会?模具制造工艺与装备?.机械工业.200311许发越 主编?模具标准应用手册?.机械工业.199412李天佑 主编?冲模图册?.机械工业.1988五、本课题的研究背景，国内外研究现状水平及开展趋势随着社会经济的开展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各工业兴旺国家都十分重视模具技术的开发，大力开展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显

6、著的经济效益。现在，大家都认识到研究和开展模具技术，对于促进国民经济的开展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一下国家产品制造水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的开展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各个国家的高度重视和赞赏。我国对模具工业的开展也十分重视，国务院1989年3月公布的关于当前国家产业政策要点的决定当中,就把模具技术的开展作为机械行业的首要任务.现在,我国的模具工业已初具规模,全国已有200多个模具专业厂,6000多个生产点,年产模架30多万套，还有数以万计的模具私营企业和个体劳动者，在满足模具需求方面，起着不可无视的作用，可以说，中国在模具技术方面，已

7、有一支较强的队伍。近年来，我国模具技术的进步主要表现在：1） 研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金，硬质合金等新材料，并采用了一些热处理新工艺，使模具使用寿命得到延长。2） 开展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需要研制了一批精细塑料注射模。3） 研究开发了一些新技术和新工艺，如三维曲面数控仿形加工，模具外表抛光，外表皮纹加工以及皮纹辊制造技术，模具钢的超塑性，成形技术和各种快速制模技术等。4） 模具加工设备已得到较大的开展，国内已能批量生产精度坐标磨床，计算机控制C仿形铣床，C电火花线切割机床以及高精度的电火花成形机床等。5） 模具计算机辅助设计和辅助制造模具CAO/CA

8、M已在国内的十保龄球单位得到开发应用。六、工作的主要阶段进度 1学习毕业设计论文要求及有关规定。12周 2阅读指定的参考资料及文献。23周 3完成开题报告，交指导教师批阅。35周 4完成毕业设计初稿，交指导教师批阅。510周 5完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。1113周 6毕业辩论。1314周一材料构造及尺寸分析1 材料A3为普通碳素钢，具有良好的可冲压性能。2 零件构造冲裁构造简单，并在四处有R2圆角。3 尺寸精度由题意可知：孔边距12mm的公差为0.11属11级精度，其它根本尺寸按IT14确定工件尺寸的公差，查?模具设计指导?表3-1：零件外形：66 24 30 R零件内孔： 10孔

9、心距：360.31mm结论：适合冲裁。二工艺方案选择及模具构造类型1落料冲孔 单模冲压2冲孔，落料一起加工 复合冲压3冲孔落料 连续级进冲压 方案一属于单工序冲压，由于此制件生产批量较大，尺寸又较小，这中方案生产效率低，操作也不平安，故不采用；方案二属复合冲压，由于制件构造尺寸小，壁厚小，构造简单的零件，在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法；方案三属连续级进冲压；根据题意可知方案二和方案三都符合，由于孔边距尺寸12有公差要求，为了更好保证加工零件的可靠精度，采用复合冲压最为适宜。三. 排样的选择排样方法的选择原那么；1 冲裁小工件或某种工件需要

10、客条料时，应沿板料顺长方向进展排样符合材料规格及工艺要求；2 冲裁弯曲毛坯时，应考虑板料轧制方向；3 冲件在条料上的排样，应考虑冲压生产率，冲模耐用度，冲模构造是否简单和操作的方便与平安等；4 条料宽度选择与在板料上的排样应优先选用条料宽度较大而步距较小的方案，以便经济地裁切板样，并减少冲压用的时间。先采用直排式，算材料利用率。计算材料利用率，由文献?冷冲模设计?材料利用率通用计算公式：=100%式中： A。得到制件的总面积mm A 一个步距的条料面积LBmm 由图得： sin=arcsin=36.5=73图中：SCDE=A2 SABC=A3 S阴=A1 A4为直径为10的小圆面积故扇形面积为

11、： A=24=216 mmA=3030=573.05 mm圆面积A=r2=52=78.5 mmA=1524=360 mmA= A+2(A+ A)2 A=1568.05 mm查表2-5普通低碳钢板料搭边值得： a=2.2mm a=2.5mmA=BL=(66+22.2)(30+2.5)=70.432=2266.88 mm故:=100%=100%=62.9%选择板料900mm1000mm，可装14条70mm1000mm的条料每X板料可做378个工件，那么总的材料利用率为：=100%式中 N一X板上冲件总数目；L板料长度mm；B板料宽度mm；=100%=100%=69.9%采用斜排，角度为30由上题可

12、知：a=2.2mm a=2.5mm采用有侧压板的冲压时，条料宽度为B， B=D+2a冲裁零件的毛坯面积： F=1568.05mm由上方案可得：条料宽度B=cos30+22.2 =74.6mm送料进距h=30+1.2=31.2mm一个进距内的材料利用率为：=100%=100%=67.3%横裁时的条料数：n=13 每条板料可裁13条条料每条件数：n=28 每条条料可冲28件零件。板料可冲总件数：N=1328=366件板料利用率：=100%=63.8%排样方式一个进距内的材料利用率板材利用率方案一 直排69.2%65.9%方案二 斜排3067.3%63.8%从表数据可看出：直排材料利用率等，斜排时材

13、料利用率，料宽较小，冲压时辅助时间消耗较多，直接影响冲压生产率，由此可得最适合采用直排。四冲压力与压力中心计算计算压力中心，完本钱制件所需的冲压力，由冲裁力，卸料力，推料力组成。1 冲裁力F冲由冲孔力，切口力，切断力和侧面刃冲压力四局部组成，由文献?冷冲模设计?冲裁力FN的计算公式：F=ltb 或 F=klt0式中：K常数，为1.3；L冲裁周边长度mm；0材料的抗剪强度MPa;b材料的抗拉强度MPa；由文献?模具设计指导?表4-12得：=432MPa (为计算方便,圆整为450 MPa)由上步可知：l=230=38.2mm矩形的边长和为：L2=242+30+60=144mm两圆的周长为：L3=

14、252=62.8mm冲裁的总周边长度为：L=l1+l2+l3=38.2+144+62.8=283.2mm由上述计算可得：F=4502244.5=220.05(KN) 2卸料力和推料力，由文献?塑性成形工艺与模具设计?的计算公式： F=KF F=KFn 式中，K，K系数，查文献?塑性成形工艺与模具设计? 表2-11料厚/KKK钢0.10.0650.0750.10.150.10.50.0450.0550.0630.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03铝、铝合金、纯铜、黄铜0.0250.080.030

15、.070.020.060.030.09卸料力，推料力和顶料力的系数得： K=0.05 K=0.055N卡在凹模有壁洞口内的制件件数，一般在3-5件，此题取n=5 F=0.05220.05=11.1025KN F=50.055220.05=60.5KN冲裁时所需冲压力为冲裁力，卸料力和推件力之和，这些力在选择压力机时是否要考虑进去，应根据不同的模具构造区别对待。采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模的总压力为：F=F+F采用弹性卸料装置和下出料方式的总压力为： F=F+F+F采用弹性卸料装置和上出料方式的总冲压力为： F=F+F+F此题采用弹性卸料装置和下出料方式，故总冲压力为： F= F+F+F

16、 =220.05+11.1+60.5 =291.65KN五计算压力中心由于该零件图为不规那么图形，那么压力中心即不规那么图形的形心如图：建立直角坐标系，查?机械工程师手册?表2-1-2得： y=其中：r指圆弧半径；a 如下图为弧所对中心角的一半；由题可知：r=30mm a=37那么 ： y=27.87mm不规那么图形总的中心：y= = =13.5mm S=S-S =580.9-432 =148.9mm那么压力中心为33，13.5计算零件的刃口尺寸1冲裁模间隙 了解间隙对冲裁工作的影响。 间隙值影响到冲裁时弯曲，拉伸，挤压等附加变形的大小，因而对冲裁工序影响大，主要有以下几方面：一间隙对零件质量

17、的影响模具间隙是影响断面质量的主要因素，提高断面质量的关键在于推迟裂纹的产生，以增大光亮带宽度，其主要途径就是减小间隙。 二间隙对冲裁力的影响间隙增大 材料所受的拉应力增大，材料容易断裂别离，冲裁力可得到一定程度的降低，继续增大间隙值，会因从凸、凹模刃口处产生的裂纹不相重合的影响，冲裁力下降变缓。当单向间隙介于料厚的5%20%时，冲裁力的降低并不显著不超过5%10%。间隙减小，材料所受拉应力减小，压应力变大，材料不易产生撕裂，使冲裁力增大，在间隙合理情况下，冲裁力最小。间隙对卸料力、推件力或顶件力的影响比拟显著。间隙增大后，从凸模上卸料或从凹模孔中推料都省力。一般当单向间隙增大到料厚的15%2

18、5%时，卸料几乎为零，但当间隙继续增大时，因毛刺增大等因素，会引起卸料力、顶件力迅速增大。 三间隙对模具寿命的影响 冲裁过程中，凸、凹模刃口受到材料对它的作用力，其方向与材料受的作用力相反。在这些力的作用下模具的失效形式一般有：磨损、崩刃、变形、胀裂、断裂等。间隙主要对模具的磨损和胀裂有影响。2、合理间隙值确实定法有理论确定法和查表确定法表2-1所提供的经历数据为落料、冲孔模的初始间隙，可用于一般条件下的冲裁。表中寝间隙的最小值Zmin，相当于最小合理间隙数值，而初始间隙的最大值Zmax是考虑到凸模和凹模的制造公差，在Zmin的根底上所增加的数值。在使用过程中，由于模具工作局部的磨损，间隙将有

19、所增加，因而间隙的使用最大数值即最大合理间隙超过表列数值。查表2-1由零件厚度2mm，零件材料为变通碳素钢，可查出Zmin=0.22mm,Zmax=0.26mm.3、凸凹模刃口尺寸的依据：冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔尺寸与凸模刃口尺寸一样。零件的尺寸精度。合理的间隙值。磨损规律，如圆形件凹模尺寸磨损后变大，凸模尺寸磨损后变小，间隙磨损后变大。冲模的加工制造方法。因而在计算刃口尺寸时应按下述原那么进展。 一保证冲出合格的零件。 二保证模具有一定的使用寿命。 三考虑冲模具制造修理方便，降低本钱本钱。4、刃口尺寸计谋方法 一凸模与凹模分别加工。 二凸模与凹模配合加工。确定计谋方

20、法，查?塑料成型工艺与模具设计?表2-3表2-3 规那么形状(圆形或方形)冲裁时凸凹模的制造公差(mm)根本尺寸凸模偏差凹模偏差根本尺寸凸模偏差凹模偏差180.0200.020180-2600.0300.04518-300.0200.025260-3600.0350.05030-800.0200.030360-5000.0400.06080-1200.0250.0355000.0500.070120-1800.0300.040由根本尺寸66可查凸模偏差p=0.020mm凹模偏差p=0.030mm采用凸、凹模分别加工方法，凸、凹模具有互换性，在精度要求高的行业，一般采用这种方法加工，而且它的制造

21、周期短。采用凸、凹模分别加工法需要分别标注凸、凹模刃口尺寸及公差，为了保证合理间隙，必须满足以下条件：p+dZmax-Zmin假设出现p+dZmax-Zmin的情况，但大得不多时，凸、凹模公差按公式p=0.4(Zmax-Zmin) dZmax-Zmin 但大的不多，由于间隙使用数最大数值可大于表中Zma0。026，因此可调整为Zmax=0.27mm,即可满足p+d=Zmax-Zmin 即： 0.030+0.020=0.27-0.22冲孔用凸、凹模分别加工方法。这各加工方法适用于圆形或简单规那么形状的冲裁件。冲模刃口与零件尺寸及公差分布情况如图2-11所示，其计算公式如下：1冲孔零件孔的尺寸d

22、，根据上述原那么，其先确定基准件凸模刃口尺寸dp，再加上Zmin便是凹模刃口尺寸： 凸模 dp=(d+x) 凹模dd=dp+Zmin=(d+ x+Zmin)Dp, dd冲孔凸、凹模刃口尺寸mm；Zmin最小合理间隙d 零件孔径公称尺寸mm；p,d 凸、凹模制造公差mm通常按模具的制造精度来定也可参照表2-3定。x磨损量 磨损系数X是为了使零件的实际尺寸尺量接近零件公差带的中间尺寸，Z值在0.51之间，与零件制造精度有关。可查表2-4，或按以下关系取：零件精度为IT10以上时，X=1，零件精度为IT11IT13时，x=0.75；零件精度为IT14时x=0.5。表2-4 系数x材料厚度t/mm非

23、圆 形圆 形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.17-0.50.360.160.161-20.200.21-0.410.420.200.202-40.240.25-0.490.5040.300.31-0.490.600.300.30dp=(d+x)=10+10.2=10.2dd=dp+Zmin=(d+ x+Zmin)=10.2+0.22=10.422落料时凸模与凹模配合加工因为落料时形状复杂，板料薄，为了保证凸、凹模之间一定的间隙值，一般采用配合加工。这种加工的方法是：1模具间隙是在配制中保证的，因此不需要校核p+d=Zmax-Zmin以加工基准件时可以适当放宽公差，便其

24、加工容易。 2尺寸标准简单，只需在基准件上标准尺寸和公差，配制件仅标准根本尺寸，并注明配做所留间隙值。以凸模为基准件，由上述尺寸精度可知，零件外形： 66 24 30 R我们需算的尺寸是落料基准件凹模尺寸，即为A类尺寸，计算公式为Ad=(A-x) 其中：A零件根本尺寸 x磨损系数，零件精度为IT10以上时x=1，零件精度为IT11-IT13时x=0.75，当零件精度为IT14时x=0.5。零件的极限偏差值d 凹模公差mm，当标注形式为+d或-d时，d=，当标注形式为d时，d=。根本尺寸为66时，凹模尺寸A1 =A-x=66-0.50.74=65.915根本尺寸为24时，凹模尺寸 A2 =A-x

25、=(24-0.5)=23.74根本尺寸为30时，凹模尺寸A3=A-x=(30-0.50.52)=29.74根本尺寸为R30进，凹模A4 =A-x=(30-0.50.52)=29.74根本尺寸为R2时，凹模A5 =A-x=(2-0.50.25)=1.833孔心距为无变化尺寸C类，这类尺寸可分为以下三种情况当制件的尺寸为C时，计算公式为Cd=(C+0.5)当制件的尺寸为C 时，计算公式为Cd=(C-0.5)当制件的尺寸为C 时，计算公式为Cd=C式中 Ad,Bd,Cd凹模刃口尺寸.d 凹模公差mm，当标注形式为+d 或-d时，d =，当标注形式为d时，d =.由于此题中36,可得:Cd=C=C=3

26、6=364孔边距的根本尺寸为 12，可得为变大的尺寸A类计算公式为:Ad =A-x=(12-0.750.11)=11.29Ad =A-x=(15-0.750.07)=14.93六工作零件构造尺寸凹模外形和尺寸确实定 凹模高： H=kb (15mm)凹模壁厚：C=(1.52)H (3040)mm式中： b冲压件最大外形尺寸 k系数，考虑板材厚度的影响，其值可查文献?塑性成形工艺与模具设计?表2-20，可得：k=0.28b/料厚t/0.151233500.30.350.420.50.6501000.20.220.280.350.421002000.150.180.20.240.32000.10.1

27、20.150.180.22那么： H=kb=0.2866=18.48mmC(1.52)H =(1.52)18.48 =(27.7236.96)mm 在此c 取30mmL=b+2c =66+230 =125mm 凹模板外形为：12512518mm凹模板做成薄型式空心， 12512514mm凸凹模尺寸凸凹模长度： L=h1+h2+h =16+10+24 =50mm式中：h1凸凹模固定板厚度 h2弹性卸料板的厚度 h3增加的长度凸模长度： L凸=h1+h2+h3 =14+12+14 =40mm式中： h1凸模固定板； h2空心垫板厚； h凹模板厚；七其它零件的构造尺寸。序号名称长宽高mm材料数量1上

28、垫板1251256T8A12凸模固定板1251251445钢13空心垫板1251251245钢14卸料板1251251045钢15凸凹模固定板1251251645钢16下垫板1251256T8A1根据模具零件构造，查标准GB/T2855.590选取后侧导住12525标准模架一副。八冲床选用冲压力F总=337.7KN模具闭合高度，冲床工作台面尺寸相等，并结合现有设备选用J2363开式双柱可倾冲床，并在工作台上各置一块垫板。 公称压力F 400KN 滑块行程 100mm 行程次数 90次/分 最大闭合高度 300mm 连杆调节长度 80mm 工作台尺寸 420630mm (前后左右)九冲压工艺规程

29、 产品型别：车间 版次： 工 艺 规 程零件名称：止动件 零件号：5连封面共 页另附对照表 页 工艺室主任： 车间主任： 主管工艺员： 总工艺史：车间工作程序型别材料毛料种类零件名称零件号页数A3版料止动件5工序名工序名称工作地页次设备名称设备型别工作等级工作定额1切料剪床2冲裁开式双柱J23-633去毛刺4检验更改号编号签字日期更改单号编号日期工艺员工艺组长工艺室主任切料图表型别零件名称零件号工序号材料A3硬度分类设备名称技术条件设备型别编号内容尺码1原料尺寸10009002分成条料尺寸900703分成条料的数量144条料制成零件数量285条料制成零件总利用率65.9%更改号编号签字日期更改

30、单号编号日期工艺员工艺组长工艺室主任车间检验图表型别零件名称零件号工序号页码材料硬度A3工程号检验内容检验工具1各主要尺寸游标卡尺更改号编号签字日期更改单号编号日期工艺员工艺组长工艺室主任凸凹模固定板加工工艺过程:序号工序号工序内容1备 料气割下料13013018 2热处理调质硬度24-28HRC 3粗 铣铣六面达125.3125.316.8,并使两大平面和相邻两侧面根本垂直 4平 磨磨光两大平面,厚度达16.4,并磨两相邻侧面使四面垂直,垂直度0.02/100 5钳 划线 螺纹孔中心线,螺纹过孔中心线,销钉孔中心线,凸凹模固定孔轮廓线. 钻孔 螺纹底孔,螺纹过孔到要求,凸凹模固定孔线切割穿线

31、孔. 攻丝 攻螺纹底丝到要求 6线切割割凸凹模安装固定孔,单孔留研余量0.010.07 7钳研配,将凸凹模配入安装固定孔 8平 磨磨厚度到要求 9钳装配,与下模座配作销钉孔凸模加工工艺过程序号工序名称工序内容1备料锻件(退火状态)2热处理退火硬度达3车车一端面,打顶尖孔,车外圆至10.2掉头车另一端面,长度至尺寸50mm,打顶出孔。双顶尖顶,车外圆尺寸 11mm,至要求,车尺寸 主要求4检验检验5热处理淬火,硬度至56-60HRC6磨削磨削外圆尺寸11mm7线切割切除工作端面,顶尖孔,8磨削磨削端面至Ra0.8m9检验按图纸技术要求10钳工装配(钳修并装配保证)参 考 文 献1史铁梁?模具设计

32、指导?.机械工业.2003.82. 赵孟栋?冷冲模设计?.机械工业.19973. 高锦X?塑性成形工艺与模具设计?机械工业.2001.84. 胡石玉.于敏建?精细模具制造工艺?.东南大学.2004.75. X建超 X宝忠 主编 ?冲压模具设计与制造?.高等教育.20046王孝培 主编?冲压手册?.机械工业.19907冲模设计手册编写组编著?冲模手册?.机械工业.20008模具实用技术丛书编委会?冲模设计应用实例?.机械工业.19949冯炳尧.韩泰荣.蒋文森编?模具设计与制造简明手册?第二版XX.科学技术.199810模具设计与制造技术教育丛书编委会?模具制造工艺与装备?.机械工业.200311许发越主编?模具标准应用手册?.机械工业.199412李天佑主编?冲模图册?.机械工业.1988. .word.