冲压工艺及模具课程设计说明书(冲孔模)(终稿前稿)

.储油油柜端盖冲压工艺及模具课程设计说明书（冲孔模）（终稿前稿）目 录设计任务书及零件图2绪论4第一章 设计要求7第二章 零件工艺性分析8第三章 冲压零件工艺方案的确定9第四章 工艺参数计算10第五章 模具的总体设计及装配15第六章 模具的动作过程和操作要求18总结19设计参考文献 20设计任务书及零件图任务书专业班级：材料成型及控制工程 xxxx设计人： xxx设计题目：储油油柜端盖冲压工艺及模具设计设计参数：1.零件尺寸如产品图所示. 2.大批量生产.设计要求：1.确立合理的工艺流程. 2.保证材料的利用率及工件的精度 3.如原产品设计不合理或工艺性差可提出修改方案. 4.保证模具的实用性和经济性.设计时间：X年X月X日X年X月X日 设计人： xxxx 指导老师：xxx零件图如下图所示绪 论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 未来冲压模具制造技术发展趋势。 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。第一章 设计要求 本课程设计性质是在完成了冲压工艺与模具设计、模具制造工艺、模具材料与热处理及机械制造工艺学后进行的针对冲压模具设计的一门实践性课程，其任务是综合运用所学知识进行与实践工作相关的设计训练，该课程设计教学环节的目的是：1.巩固与扩充冲压工艺与模具设计、模具制造工艺学等课程所学的知识与技能。2.学习专业设计手册的使用，强化工程计算、绘图及文献检索的能力，未毕业设计及将来的工作打下良好基础。3.培养和提高分析、解决工厂实际问题的能力。4.学习冲压工艺与模具设计的具体方法和步骤，培养和提高模具设计的综合能力，为今后从事模具设计与制造工作打下必要的基础。完成典型冲压零件的冲压工艺分析及模具设计整个过程。在设计过程中能够较好地应用冲压工艺与模具设计的基本理论，学会应用冲压模具设计工具书和参考资料，掌握冲压成形零件工艺性分析、基本工艺计算，模具零部件设计、计算；冲压设备的选择，装配图、零件图的设计与绘制，工艺卡的编制。第二章 零件的工艺性分析 该零件为端盖，其外形最大尺寸为180mm，属于中型零件。零件材料为普通的碳素钢，冲压加工性良好。从零件图分析，该冲压件采用2.0mm的钢板冲压而成，可保证足够的刚度和强度。零件所标注的尺寸中，两个孔11中心位置精度1200.5为IT12IT13级精度，其余的尺寸都是IT14级精度，零件要求较高。分析零件结构工艺性。此零件是一个中间带凸起的筒形件，从形状特征判断，其主要加工工序有落料、拉深、胀形、冲孔等。零件落料片为圆形，冲裁工艺性很好。作为拉深成形尺寸，拉深工艺性较好。第三章 冲压零件工艺方案的确定 从零件结构分析，零件的成形工序为落料、胀形、拉深。下面通过计算确定胀形和拉深工序的次数。 为保证工件平整且无裂纹，不宜采用单一生产工序，而用级进模结构太复杂，经多方论证，采用落料首次胀形复合、拉深二次胀形复合和冲孔三道工序，具体分工如下；第一副模具为落料、第一次胀形复合模（加工后工件图见本组赵XX装配图）.第二副模具为拉深、第二次胀形复合模（工件图见陶X装配图）.第三副模具为冲孔模（工件图见杨X装配图）.第四章 主要工艺参数计算 4.1.毛胚尺寸的计算 根据等面积原则，用解析法求该零件的毛胚直径。将零件简化为筒形件，可以简化为三个简单的几何体，圆柱、1/4球环和圆。根据公式计算 查表拉深不需要修边余量。则毛胚直径D=214mm4.2.排样和裁板方式的确定考虑操作方便和模具结构简单，采用单排排样设计。查表搭边值 条料宽度：b=214mm+2X1.5mm=217mm条料送进步距：h=214mm+1.5mm=215.5mm材料规格选用1mmX1100mmX2900 mm裁板方式：1. 采用横裁法裁样条数： 每条零件个数： 每板可裁毛坯个数：2. 采用纵裁法裁样条数：每条零件个数：每板可裁毛坯个数： 由于两种排样方式出件个数一样，所以材料利用率也一样考虑操作方便，生产效率高采用纵裁。材料利用率=毛坯面积/板料面积 =毛坯个数X毛坯面积/板料面积 =73%毛坯排样图如下：4.3计算各工序压力及冲压设备的选择工序一： 落料首次胀形模 见图3-2 (a)。落料力计算： 按公式 式中 零件剪切周长（mm）； 材料厚度（mm） 材料的抗剪切强度（Mpa） 计算 ， ， 查表可得材料 则卸料力计算：按公式 查表 则 首次胀形力计算 按公式 式中 加强筋周长（mm）； 系数，查表值为0.9； 材料厚度（mm），1mm； 材料的抗拉强度（Mpa） 则因此 。由于复合模的特点，为防止设备超载，可以按 选择压力机。参照冲压手册选用JS23-63压力机。其与模具设计有关参数： 公称压力：630kN 滑块行程：120mm 最大闭合高度:360mm 封闭高度调节量：90mm 工作台孔径：710mmX480mm 模柄孔尺寸：50mmX70mm 工序二： 拉深二次胀形模拉深力计算 按式 式中 修正因数，查表值为1.25； 拉伸件的直径，180mm； 材料厚度，1mm； 材料抗拉强度，查表材料 ； 则二次胀形力计算 按公式 式中已知K=0.9，材料抗拉强度 则因此 。由于复合模的特点，为防止设备超载，可以按 选择压力机。参照冲压手册选用JS23-100压力机。其与模具设计有关参数： 公称压力：1000kN 滑块行程：130mm 最大闭合高度:480mm 封闭高度调节量：100mm 工作台孔径：710mmX1080mm 模柄孔尺寸：60mmX75mm 工序三：冲孔模 冲孔力计算 按式 式中 冲裁件孔周长， 材料的厚度，1mm； 材料的抗剪切强度，260Mpa；则推件力：按式 查表得 ， n= 3 则 按照 选择压力机。参考冲压手册选用JS23-16压力机。其与具设计相关参数： 公称压力：160KN 滑块行程：55mm 最大闭合高度:220mm 封闭高度调节量：45mm 工作台孔径:300mmX450mm 模柄孔尺寸：30mmX55mm第五章 模具主要零部件的设计及确定5.1 固定零部件的设计及结构型式的确定 该模具为冲孔模，冲孔形式选用开式压力机冲孔模。主要构成由以下零件组成：上模板、凹模垫板、螺钉、凹模、卸料板、卸料螺钉、下模板、导套、导柱、弹簧、模柄、凹模垫板、销钉、凸模、凸模固定板。5.2 主要零件的设计5.2.1 凹模 5.2.2 凸模5.2.3 凸模固定板5.2.4 卸料板 其他零件的设计详见装配图。5.3 模具零部件技术要求零件未注公差尺寸的极限偏差按GB1804-79规定的IT14级，孔尺寸为H14，轴尺寸h14。零件未注明倒角尺寸均应倒角，倒角尺寸视零件大小而定，一般为0.5X452X45。各种模座未注明圆角半径为R3R5mm 。所有模座、凹模块、模板、垫板及单凸模固定板和垫板的两平面的平行度公差可参考冲压手册表10-67.矩形，圆形凹模块，矩形、圆形模块的直角面垂直度公差可参考冲压手册表10-68.上、下模座的导柱，导套安装孔的轴心线应与基准面垂直，其垂直度公差参考冲压手册，各模座在保证平行度要求下，其上下二平面的表面粗糙度允许最高为1.6.导柱和导套的压入端圆角与圆柱面交接处R=0.02mm小圆角。5.4 模具说明1.模具动作过程及操作压力机回升，模具开模，往冲孔凹模放入零件，并由凹模定位（凹模与零件形状一致，由此起到定位作用。），压力机下行，模具合模，由此进行冲孔动作。再开模，由卸料板起到卸料作用，往复动作。2.技术要求： 本次设计依据冲压模具设计要求，达到生产要求，结构简单、经济实用。第六章 制作工艺卡填写工艺卡太原科技大学冷冲压工艺卡片产品型号零（部）件名称共 页产品名称零（部）件型号共 页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸毛坯可制件数毛坯质量辅助材料08钢 180mmX11工序号工序名称工序内容 加工简图设备工艺装备工时1冲压冲孔开式压力机冲孔模具总 结本设计是在曹建新老师的悉心指导下完成的，设计从开始的计算，到最后的模具设计的完成，以及最后零件图的绘制，老师都给予了我精心的指导和极大的帮助，可以说论文中的每一个字都倾注了老师的心血，老师渊博的学识，严谨的治学，态度和一丝不苟的工作作风使我受益匪浅。对于老师授予的做学术和做人的道理，我将会铭记在心，对今后学习和生活中定会大有裨益，在此谨向尊敬的老师致以由衷的，感谢和崇高的敬意！三周的设计叫我明白并且简单的掌握了一套模具的设计的全过程。巩固并扩充了自己的设计知识，加强了自己制图及专业手册使用的能力。培养了自己对模具这一行业的浓厚兴趣，并为自己今后的工作打下了好的基础。在此设计中得到了同组同学的无私的帮助，在此表示感谢！我相信在接下来的毕业设计中我会提高，能够在模具设计中再上一个新台阶。 设计参考文献1 模具实用丛书编委会 .冲模设计应用实例 .北京：机械工业出版社，20032 万战胜等主编 .冲压模具设计 . 武汉：中国铁道出版社，