毕业设计（论文）-固定板冲压成形工艺与模具设计

1、固定板冲压成形工艺与模具设计目录1 绪 论11.1 本课题的意义、目的及应达到的要求11.2国内模具的现状11.3国内模具的发展趋势21.4冲压模具设计与制造方面41.4.1 冲压模具设计的设计思路41.4.2 模具设计的进度42 冲裁件的工艺分析52.1任务书来源及意义52.2冲裁件的结构工艺性52.2.1 制件材料52.2.2冲压件的工艺性分析5由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。62.3 冲裁件的精度和断面粗糙度62.3.1 精度62.3.2 断面粗糙度62.4 确定工艺方案63 排样设计83.1确定零件的排样方案83.2 条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算84 冲裁工艺设计104.1 凸凹模间隙值的确定104.2 凸凹模入口尺寸的确定104.2.1 确定凸凹模尺寸的原则104.2.2 凸、凹模刃口尺寸的计算104.3 冲裁工艺力的分析134.3.1 卸料力，推件力和顶件力144.4 冲压设备的选择154.4.1 压力机的吨位154.4.2 压力机选择原则154.4.3 初选压力机154.5 模具压力中心的确定164.6 模的闭合高度175 冲裁模总

2、体设计及主要零部件的设计185.1 凸模185.1.1 凸模的结构形式及其固定方法185.1.2 凸模的材料及其热处理205.2凹模206 其他零件的设计与标准化226.1 定位装置的设计与标准化226.1.1 始用挡料块的设计与标准化226.1.2 固定挡料销的设计与标准化226.2 导正销的设计与标准化236.3导料板的设计与标准化236.4模柄与上模座的联接采用压入式的结构如图13所示。246.5 卸料装置的设计与标准化246.6 固定板256.7 垫板256.8 标准模架的选用256.9 联接件的选用与标准化267 中前梁加强板冲孔落料连续模总装图278 压力机的校核289 模具零件加工工艺2910U型折弯模的设计3010.1.弯曲件的工艺分析3010.2.工艺方案的确定3110.3.弯曲工艺计算3110.4模具总体设计3310.5模具主要零部件的设计3310.6冲压设备的选定3310.7.绘制模具总装图34总 结351 绪 论1.1 本课题的意义、目的及应达到的要求本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体

3、系，以便于我们在以后的工作中使用。同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业设计的实践性环节，检测我们三年所学的知识并达到灵活使用的程度，对模具知识进行全面的总结和应用，提高综合的实战能力以及扩大模具领域的新知识。具体的要求是：全套图纸加扣3012250582 1.系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。2.运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。3.通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。4.提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。1.2国内模具的现状虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术

4、方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准

5、件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.3国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:）模具日趋大型化1；2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3）模具扫描及数字化系统；4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高；8）模具研磨抛光将自动化、智能化；9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电

6、和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造

7、模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45。1.4冲压模具设计与制造方面1.4.1 冲压模具设计的设计思路冲裁是冲压加工最基本工序，它是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，从而获得所需零件的一种加工方法。其优点是可以加工复杂出形状的制件，加工效率高，且件件都是“一模一样”，在板料加工中起到不可缺少的作用。但是冲压件的经济精度一般不高于IT11级，最高可达IT8IT10级。但是要想生产出合格的制件，就必须有符合要求的冲模，还得有合理的冲压成型工艺，若想有高的生产效率还得有高效的冲压设备。冲压模的精度高低直接影响冲压件的精度高低，而冲压模的制造精度与加工设备、加工方法、装配精度等有关，所以要想提高模具的精度在这些方面是不可忽视的部分。当然冲裁件的精度还与模具的间隙，刃口状态和定位装置等有关。1.4.2 模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间7天；2.确定加工方案，所用时间8天；3.模具的设计，所用时间30天；4模具的调试所用时间5天2 冲裁

8、件的工艺分析冲裁件在一般情况下对其工艺性影响最大的是几何形状，尺寸精度要求。良好的冲裁工艺性应满足材料较省，工序较少，模具加工较易，寿命较高，操作方便及产品质量稳定等要求。2.1任务书来源及意义工件名称：固定板工件简图： 图1 固定板冲压件材料： Q235材料厚度：1.5mm2.2冲裁件的结构工艺性2.2.1 制件材料图示零件材料为Q235钢板，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。 2.2.2冲压件的工艺性分析外形落料的工艺性：加强板属于中等尺寸零件，料厚1.5mm，外形结构简单，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性：3*20.5的孔，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，符合一般级进冲压的经济精度要求，模具精度取IT7级即可。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。2.3 冲裁件的精度和断面粗糙度2.3.1 精度冲裁件的精度一般不高于IT11级，最高可达IT8IT10级。冲孔比落料的精度高一级，查表23，241得冲裁件的公差、孔中心距的公差得：料厚t=1.5 mm的冲裁件外形尺寸公差为0.87mm，从工艺图纸上看，外形尺寸未注公差，按IT14级计算。 2.3.2 断面粗糙度冲裁件的断面粗糙度一般为Ra12.550m，最高可达Ra63m.图纸中无标毛刺允差，故该模具可以按IT12级设计。2.4 确定工艺方案该零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料，可拟订出以下三种工艺方案。方案一：用简单模分三次加工，即冲孔冲孔落料方案二：冲孔落料复合模。方案三：冲孔落料级进模。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，且增加模具数量，增加了成本，又耗费工时。由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。该零件外围尺寸较大，若采用复合冲压，凸凹模壁厚难以保证。复合模模具制造难度大，并且冲压后产品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，因此选用级进模更为合理，以减少模具数量，提高生产率，并使操作安全。3 排样设计3.1确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样很重要。板零件的形状为252.1

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