机械专业毕业设计翻边模设计论文.docx

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1、毕业设计(论 文)题 目： 自行车灯架翻边模设计学 生： 张 宇 飞学院(系)： 长江大学工程技术学院专业班级： 机电0601班指导教师： 刘世禄 教授时 间： 2008.12 至 2009.5 一、题目来源科研真题生产实际实验室建设其它二、研究目的和意义1.综合运用本专业所学习课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。2.巩固与扩充“冷冲压模设计”等课程所学的内容，掌握冷冲压模设计的方法和步骤。3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。三、阅读的主要参考文献及资料名称冷冲压模具设计指导 王芳

2、(主编) 机械工业出版社机械制图 焦永和（主编） 北京理工大学出版社实用冷冲压工艺及模具设计手册 杨玉英（主编） 机械工业出版社互换性与技术测量（第四版） 廖念钊（主编） 中国计量出版社 机械制图GB 4457446084 GB131-83 国家标准局 中国标准出版社冷冲模 GB2851287581 国家标准局 中国标准出版社形状和位置公差 GB1182118480 GB1958-80 国家标准 技术标准出版社袖珍机械设计师手册 毛谦德（主编） 机械工业出版社冲压模具设计 万战胜（主编） 中国铁道出版社冲压设计资料 冲压设计资料编写组 湖南南县印刷厂印刷四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向

3、模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技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CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极

4、高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火

5、花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键

6、环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路主要内容：1.冲裁件的工艺性分析；2.确定冲压工

7、艺方案；3.选定冲模类型；4.设计模具结构；5.进行工艺计算；6选择压力机；7编写设计说明书。需重点研究的关键问题：1对冲裁件进行工艺分析；2.制定冲压工艺方案；3.确定毛坯形状、尺寸和下料方式；4确定模具类型；5设计模具结构及连接形式；6设计主要零件的结构；7进行艺计算；8选择压力机；9编写设计说明书。六、完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法所必备的工作条件：1计算机一台（装CAD等制图软件，办公软件等）；2机械设计手册一本；3冷冲模相关资料；主要解决办法：1，仔细阅读毕业设计老师给的设计任务书；2对资料进行

8、分析整理，提取对本设计有用的知识；3.对冲压件工艺进行分析并选择好的工艺方案；计算设计中的各种尺寸。4绘制出本设计的原理图，零件工作图以及产品装配图等；5完成毕业设计，总结设计心得。七、工作的主要阶段、进度与时间安排12008年12月1日：选毕业论文题目。 22008年12月3日：与毕业设计老师刘世禄教授见面。32008年12月6日至12月31日：收集与设计内容相关的资料。 42009年1月1日至4日：阅读参考文献，撰写开题报告。 52009年1月1日至1月30日：设计计算，绘草图，写设计说明书草稿绘工 作图。 62009年2月2日：修改并完善设计图（总装配图，零件工作图）；打印设计说明书。

9、72009年5月份：提交设计。八、指导教师审查意见 前言冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设

10、备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2） 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3） 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂

11、的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4） 冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自

12、行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。本次设计为自行车灯架翻边模设计，对整套模具尺寸进行了设计。分为凸模设计、凹模设计、固定板设计、导向零件设计、模架模柄设计、导料缷料设计及压力机的选择。由于水平所限，缺点和错误在所

13、难免，欢迎大家批评指正。前言冲压件零件图11.零件的工艺分析22.冲压件工艺的选择23.确定模具类型24.曲力的计弯算24.1自由弯曲力24.2顶件力或压料力24.3弯曲时压力机压力的确定25.弯曲凸、凹模的间隙36.弯曲模工作部分尺寸计算37.弯曲模结构设计注意事项38.凹模设计49.凸模设计410凸模固定设计511.设计垫板512.选择导向零件613.选择模架、模柄713.1模架的选择713.2模柄的选择814.设计上、下模座914.1凸模座：914.2下模座：1015.设计导向装置1016.确定模具闭合高度和开启高度1116.1闭合高度计算1116.2开启高度计算1217.压力机选定根据

14、压力大小选择压力机13总结14参考文献：15致谢16附图：17B17-215-01底板B17-215-02导柱B17-215-03导套B17-215-04盖板B17-215-05模柄B17-215-06打棒B17-215-07凸模座B17-215-08凸模B17-215-09定位板B17-215-10下模座B17-215-11下模B17-215-12带肩螺钉B17-215-13四孔弹顶器垫板B17-215-14四孔橡皮B17-215-15靠山B17-215-16缷料板螺钉B17-215-17顶块B17-215 装配图冲压件零件图如下图所示工件为自行车灯架，每一辆车1件，材料为Q235，厚3mm

15、。1. 零件的工艺分析零件尺寸公差无特殊要求，按IT14级选取，利用单工序冲压模可以达到图样要求。由于该工件加工工序简单，适于冲压成形加工。材料为Q235，=450Mpa。2. 冲压件工艺的选择单工序模通用性好，适用中小批量生产结构简单，制造周期短，价格低。该零件为中小批量生产，且加工工序简单。复合模，级进模生产成本相对要高，且在加工该工件上不实用。故选择单工序模。3. 确定模具类型根据加工工件形状和加工要求选择单凸模。4. 曲力的计弯算为了选择压力机和设计模具，必须计算弯曲力。4.1自由弯曲力对于U形件（如图2） F=式中 材料要冲压行程结束时的自由弯曲力（N）；b 弯曲件的宽度（mm）；t

16、 弯曲件的厚度（mm）；r 弯曲件的内弯曲半径（mm）；材料的抗拉强度（Mpa）；k 安全系数，一般取k=1.3。F=36855N4.2顶件力或压料力F=（0.30.8）F=0.5X36855=18427.5N4.3弯曲时压力机压力的确定对于有压料的自由弯曲：+F55282.5N5. 弯曲凸、凹模的间隙弯曲U形工件时，凸凹模间隙值根据下式确定: C=t+kt式中 C弯曲凸凹模单边间隙（如图3）； t材料厚度（mm）； 材料厚度正偏差； K系数，查表3-15（冷冲压模具设计 指导 王芳 主编）。当精度较高时可取c=t，本工件精度要求不高故需计算c值。C=t+kt=3+0.2+0.08X3=3.4

17、4mm6. 弯曲模工作部分尺寸计算6.1凸、凹模宽度尺寸计算凸、凹模宽度尺寸和（图3）；=（L+式中 、弯曲凸凹模宽度尺寸（mm）； C弯曲凸凹模单边间隙（mm）； L弯曲件外形或内形的基本尺寸（mm）； 弯曲件的尺寸公差（mm）； 、弯曲凸凹模制造公差（mm），采用IT7IT9级。则有：=（L+=（40+X0.2=40.mm=（40.1+3.44X2=46.9mm凸凹模深度要适当。若过大或过小，毛坯两边自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直；若过大，凹模增大，消耗模具钢材多，且需要压力机有较大的工作行程。7. 弯曲模结构设计注意事项1） 毛坯放置在模具上就保证可靠的定位；2） 在压弯过程中，应防

18、止毛坯的滑动；3） 为了减小回弹，在冲程结束时应使工件在模具中得到校正；4） 弯曲模的结构应考虑到要制造和维修中减小回弹的可能；5） 毛坯放入到模具上和压弯后从模具中取出工件要方便。8. 凹模设计凹模由两块下模和下模座组成。见下图9. 凸模设计根据需加工零件的尺寸设计凸模尺寸如下：10凸模固定设计凸模采用两个GB7076螺钉M10X35固定在凸模座上，如下图：11.设计垫板根据零件尺寸顶块设计如下图：12.选择导向零件导套选用GB2861.6-81A型导套。根据实际要求对部分尺寸进行修改，如下图：导柱选用GB2861.2-81B型导柱,根据实际情况对部分尺寸进行修改,见下图:13.选择模架、模

19、柄13.1模架的选择模架选用GB2851.6-81.HT20-4013.2模柄的选择模柄选用GB2862.1-81.A3(Q235)根据冲床夹紧条件及零件加工条件对模柄参数进行部分修改。修改后尺寸见下图：14.设计上、下模座根据加工工件形状、加工要求及凸模下模固定设计上下模座尺寸如下图：14.1凸模座：14.2下模座：15.设计导向装置定位板起导向作用，下模座上有导料料口。导料口作用为放置工件不加工部分，导料。16.确定模具闭合高度和开启高度16.1闭合高度计算=盖板厚度+凸模座高度+凸模装配后厚度+加工零件厚度+顶块厚度+顶块与底板间隙（该尺寸由下模确定）+底板装配后厚度；见下图：则有：=3

20、0+32+19+3+17+8+40=149mm;16.2开启高度计算=盖板厚度+导套外部高度+导柱长度+导柱与底板下边间隙-导柱与导套重合长度，如下图：则有: =30+42+125+5-30=172mm。17.压力机选定根据压力大小选择压力机由4.3计算结果55282.5N及加工零件设备各项要求选择压力机如下:规格型号：J23-25公称力(KN)：250公称力行程(mm)：2.5滑块行程(mm) ：70行程次数(次/分) ：70装模高度(mm)：200装模高度调节量(mm) ：40滑块中心至机身距离(mm) ：180工作台尺寸(mm) ：前后320 左右500最大可倾角() ：15模柄孔尺寸(

21、mm) ：40工作台厚度(mm) ：50工作台板孔尺寸(mm) 130电机功率(kw) ：2.2机身两立柱间距(mm)：210外形尺寸(mm) ：11008002000整机重量约(kg) ：1310总结通过本次毕业设计，我对模具设计的基本步骤和设计过程有了初步的认识。期间遇到了很多的问题。通过遇到问题解决问题的过程，锻练了我解决实际问题的能力。对以前学习的东西有了一次整合的运用，加强了对各科联系的认识。提高了综合运用能力。通过老师的指导对制图、阅图能力有一定的提高，对模具设备有了更进一步的认识。对模具加工过程有了一定了解。加深了模具加工特点，发展的认识。参考文献：冷冲压模具设计指导 王芳 (主

22、编) 机械工业出版社机械制图 焦永和（主编） 北京理工大学出版社实用冷冲压工艺及模具设计手册 杨玉英（主编） 机械工业出版社互换性与技术测量（第四版） 廖念钊（主编） 中国计量出版社 机械制图GB 4457446084 GB131-83 国家标准局 中国标准出版社冷冲模 GB2851287581 国家标准局 中国标准出版社形状和位置公差 GB1182118480 GB1958-80 国家标准 技术标准出版社袖珍机械设计师手册 毛谦德（主编） 机械工业出版社冲压模具设计 万战胜（主编） 中国铁道出版社冲压设计资料 冲压设计资料编写组 湖南南县印刷厂印刷致谢能够完成本次设计内容，要感谢刘世禄老师、

23、宋宏老师、明燕老师、余万军老师的细心指导。他们严谨的治学态度和较全面的专业知识都给我留下非常深刻的印象，在老师们的细心指导不公下专业知识得到了加深，更重要的是老师们教会了我一些分析问题、解决问题的方法。在此我表示最诚挚的谢意。 编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第17页 共26页附图：B17-215-01底板B17-215-02导柱B17-215-03导套B17-215-04盖板B17-215-05模柄B17-215-06打棒B17-215-07凸模座B17-215-08凸模B17-215-09定位板B17-215-10下模座B17-215-11下模B17-215-12带肩螺钉B17-215-13四孔弹顶器垫板B17-215-14四孔橡皮B17-215-15靠山B17-215-16缷料板螺钉B17-215-17顶块B17-215 装配图第 17 页 共 26 页