毕业设计（论文）电阻成形自动机设计（含全套CAD图纸）

1、全日制普通本科毕业设计电阻成形自动机设计 the design of resistance forming automatic machine由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706 学生姓名： 学 号： 年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动 指导老师及职称： 学 部：理工学部提交日期：2012年05月目 录摘要.1关键词.1 1 前言.2 1.1 冲压成形概述.2 1.2 冲压成形的现状分析和特点.3 1.3 冲压成形的发展前景.32 零件加工工艺分析.4 2.1 零件尺寸材料分析.4 2.2 电阻引脚长度计算.4 2.3 电阻排样与材料

2、利用率的确定.53 剪切落料凸凹模设计.6 3.1 引脚剪切力的计算.6 3.2 卸料力fx的计算.7 3.3 推料力的计算.7 3.4 成型机压力中心的确定.7 3.5 冲裁模间隙值确定.8 3.6 刃口尺寸计算的基本原则.8 3.7 刃口尺寸的计算方法的确定.9 3.8 计算凸，凹模的刃口的尺寸.10 3.9 剪切落料凹模的设计.10 3.10 剪切落料凸模的设计.114 引脚弯曲成形凸凹模设计.12 4.1 弯曲件工艺性分析.12 4.2 最小相对弯曲半径的分析与确定.13 4.3 弯曲成形回弹值的分析与确定.14 4.4 影响回弹的因素及控制措施.15 4.5 弯曲凸凹模圆角半径的确定

3、.16 4.6 弯曲力的计算.16 4.7 弯曲部分刃口尺寸的计算.175 气压控制系统的设计.18 5.1 气压自动化简介.19 5.2 空气压缩机的分析与选取.19 5.3 气动执行元件的分析选取.195.4 气缸基本尺寸计算.205.5 气缸的选取.20 5.6 气动控制元件.21 5.6.1 压力控制阀.21 5.6.2 流量控制阀.21 5.6.3 单向节流阀.22 5.6.4 方向控制阀.23 5.6.5 气压系统元器件.23 5.7气动基本回路.24 5.7.1 一次压力控制回路.24 5.7.2 换向回路.24 5.7.3 双作用气缸速度控制回路.256 气压系统原理图设计.2

4、57 成形机整体结构设计.27 7.1 机架结构的三维设计图.27 7.2 定位夹紧装置设计图.28 7.3 app结构设计三维图.28 7.4 机器结构总装图.298 设计总结.29参考文献.30致谢.31附录.32 电阻成形自动机设计 摘 要：设计本电阻自动成形机器模具主要是针对电阻引脚的最终成形生产。设计中分析了零件的结构及工艺性，拟订该零件的冲压工艺为“切引脚弯曲引脚成形”,讨论了弯曲零件毛坯展开形状和尺寸的确定方法，设计了引脚切掉落料模和弯曲模，对关键零件的结构采用pro/e与cad进行了详细的设计,并指出了模具设计时的注意事项。同时，运用pro/e软件对本次成形机器整体结构进行了设

5、计,将弯曲成形模与切引脚落料模结合为一体组成复合模具,是本设计的重点，并采用气压自动控制系统,使得成形件的质量和生产效率较高，满足了生产需要由于模具设计是一种经验性较强的设计,经过长期发展积累了大量丰富的冲压工艺技术资料,在设计这两模具时必然要借鉴这些经验数据,含括了落料模、弯曲模、拉深模中常用的工艺数据以及模具材料的选取和气压系统各部件基本参数等等。 关键词：冲压工艺；毛坯；弯曲成形模；气动控制；自动成形；cad；pro/e； the automatic machine of resistance forming abstract：designs this automatic machine

6、 of resistance forming mold is in order to make the pins of the resistances forming shape finally .in the design has analyzed the components structure and the technology capab ility, drafts this components the ramming craft is “the cutting pins- - curving”, discussed the curving components semifinis

7、hed materials to launch the shape and the size definite method, has designed the cut mpuld and the bending mould, has made the detailed elaboration to the essential components structural design in cad and pro/e, and had pointed out the mold designed when matters needing attention., otherwise, using

8、pro/e software design the overall structure of the forming machine,and regroup with the bending forming mold and cutting pins mold as a comprehensive mould, also use the automatic control system of air pressure,caused to flush a quality and the production efficiency is high, has met the production n

9、eeds.because the mold design is one kind of empirical strong design, passed through the long -term development to accumulate the massive rich ramming processing technology material, when designed these two sets of molds had to profit from these empirical data inevitably, including has included the c

10、ut mould, the bending mould, in the drawing mold the commonly used craft data as well as mold material selection and pneumatic automatic control system basic para meter and so on. keywords:stamping process；semifinished product；bending mould；pneumatic control；automatic forming；cad；pro/e；1 前言1.1 冲压成形概

11、述 冲压成形作为现代化工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航天、国防工业和日常生活的生产之中1。 在吸收了材料力学、金属材料学、机械制造基础、机械设计、互换性与测量技术基础、机械工程控制、冷冲压模具设计与制造、液压与气动，机械制图，pro/e三维设计等知识后，已具备了冲压成形学科的基本理论体系。以冲压成形产品为龙头，以成形模具为中心，结合现代化先

12、进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用2。1.2 冲压成形的现状分析和特点 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压成形模具占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国，美国，日本等发达国家相比还存在一定的差距。以大型覆盖件冲压成形模具为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件成形模具。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国际化进程中前进了一大步。但是在制造质量、精度、制造周期和成本方面，和国外相比还存在一定的差距，尤其在小

13、型件成形技术上急需进一步提升。标志冲压成形技术水平的多工位基金模具和多功能复合模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模具和多功能复合模具相比，存在差距。 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增长，更新换代的不断加快，在现代化制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的发展，加快换型，采用柔化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，特别是自动成形的模具，作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极

14、为广泛与重要的工艺装备3。采用自动成形模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单性，对操作人员没有很高的技术要要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。1.3 冲压成形的发展前景 20世纪前20年是我国经济社会发展的重要战略机遇期。在这样一个关键历史时期，制造业扮演着重要的角色。制造业中的冲压成形行业是发展汽车制造业、航空航天工业、金属制品业、仪器仪表电器 及化工工业等等的基础，

15、是现阶段我国最具商机，既有大好发展机遇，又面临严峻市场挑战的行业。因此，依靠技术进步，大力发展先进成形技术，振兴我国冲压行业是历史性战略务。世纪之初，制造业全球化进程的加快及信息技术、材料技术的迅猛发展，必将给冲压成形技术和行业带来一系列新的深刻的变化；尤其面对汽车工业高速发展的局面，冲压行业必须转变观念，改变机制，加速信息技术、数字化技术与冲压成形技术的融合，改变传统冲压行业的面貌。只有这样，才能满足我国国民经济快速发展的需要，提升国际竞争力，把中国的冲压成形行业做大做强4。2 零件加工工艺分析2.1 零件尺寸与材料分析 本次设计的目的主要针对于各种尺寸的电阻元器件引脚的剪断与弯曲成形，引脚

16、材料是表层镀锡的普通硬纯铜，（），成形后的电阻形状尺寸如下图1所示：(单位为，mm）其尺寸规格如下表1所示： 图1 成形后电阻 fig 1 formed resistance表1 电阻尺寸规格table 1 resistance sizeabcdeslw加工量本体长体积肩宽高度脚长支持点两脚宽线径120pcs/min3.8-108-1544可调2-3a+2co.4-1.02.2 电阻引脚长度计算此处已删除1.快换接头 2.手轮 3.锁母 4.节流阀杆 5.阀体b6.o形密封圈 7.阀体a 8.单向型密封圈 9.o形密封圈图7 带快换接头的速度控制阀fig 7 take quick change

17、 of joint speed control valves （1）主要技术参数20自由流动是指延单向阀开启方向的流动。控制流动是指延单向阀关闭方向的流动。流通能力可用有效面积或最大流量来表示。有效截面积是指节流阀处于最大开度时的有效流通面积。最大流量是指节流阀处于最大开度时，进口压力0.5mpa，出口通大气，压缩空气温度为20的条件下，通过阀的标准状态下的气体的流量。 （2）使用注意事项安装时，应确认阀的控制方向没反。接头螺纹用手拧上后，用工具再旋23圈，安装力矩要适当。管接头螺纹上，一般都已涂好密封剂，通常可使用23次。管螺纹如拧得过紧，密封剂会被挤出，应清除。若密封剂剥离，密封不良，可卷

18、上密封带使用。顺时针旋转调节手轮。节流阀是逐渐关闭的。调节完毕，用锁紧螺母锁紧。5.6.4 方向控制阀 方向控制阀是控制压缩机空气的流动方向和气路的通断的阀类，它是气动系统中应用最多的一种控制元件之一。按气流在阀内的流动方向，方向阀可分为单向型控制阀和换向型控制阀；按控制方式，换向型控制阀分为手动控制、气动控制、电动控制、机动控制、电气动控制等；按切换路数目，换向阀可分为二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等；按阀芯工作位置的数目，方向阀二位阀和三位阀，在本次设计中主要选用了二位三通、二位五通双气控换向阀21。5.6.5 气压系统元器件表5 气压系统元件 table 5 pneumatic syst

19、em components名称型号部分参数数量法兰型气缸c852b40-50双作用、50mm行程、40mm缸径1标准型气缸cdm2b15-30双作用、30mm行程、15mm缸径1气控换向阀yt-510二位五通双气控1速度控制阀smc as2201f-01-08s带快换接头、直接安装型2气动三联件smc ac40-04d空气过滤器+减压器+油雾器1接头smc tu0805bu-20适合软管外径（mm）：12气管smc tu0805bu-20外径：8mm，内径：5mm6行程阀zxp-16k三通基本型行程阀2气控换向阀yt-510二位三通双气控1三通杠杆式机械换向阀yt-500手动控制1总开关yt-

20、520二通肘杆型开关15.7 气动基本回路 气动基本回路是气动回路的基本组成部分。按其功能与力控制回路、换向控制回路、速度控制回路、位置控制回路及逻辑回路。5.7.1 一次压力控制回路 其主要作用是控制贮气罐的压力使之不超过规定的压力值。常用外控溢流阀或用电控接点压力表来控制空气压缩机的转停，使贮气罐内的压力保持在规定的范围内。采用溢流阀结构簡単，工作可靠，便于应用于此次设计22。 1.溢流阀 2.电接点压力表 图8 一次压力控制回路 fig 8 a pressure control circuit5.7.2 方向控制回路 方向控制回路又称换向回路，它是通过换向阀的换向，来实现改变执行元件的运

21、动方向的。因为控制换向的方式较多，所以方向控制回路方式也较多，下图为二位五通气控换向阀控制双作用气缸的换向回路。 图9 换向回路 fig 9 commutation circuit5.7.3 双作用气缸速度控制回路 下面图10左图为采用单向节流阀的调速回路。调整节流阀的开度可调节气缸的往复运动速度，右图为采用节流阀的调速回路。它们是排气节流调速，因调速时进气阻力较小，受外载变化影响小，一次比进气节流调速效果好。 图10 速度控制回路 fig 10 speed control circuit6 气压系统原理图设计 下图11为本题气压系统原理图，主要由执行元件，控制元件，动力元件，辅助元件，传动介

22、质组成，各元部件图所示。控制部分主要采用气控换向阀来控制主气缸和送料机构气缸的相对运动23。下表6为液压系统一次工作循环各元件的工作状态，首先把气路处于准备工作的待激发状态。这时操作步骤是：接通总开关v1，因双气控换向阀v2的左端处于接通状态，所以主气缸c1的活塞杆上提至起始位置，与之固连的行程开关碰块k压向行程开关s1使之导通。此时，系统处于待激发的工作状态。如果合上门开关v4，即可进行完全自动化的运作24。 v1. 二通肘杆型开关（总开关) v2. 二位五通双气控换向阀（气路流向转换） v3. 二位三通气控换向阀 v4. 三通杠杆式机械阀（手动开关，安全保护） v5，v6. 流量控制阀（控

23、制主气缸，送料气缸运动速度） s1,s2. 三通基本型行程开关 c1. 主气缸（剪切弯曲成形机构动） c2. -气缸（进料机构动力） 图11 气压系统工作原理 fig 11 pneumatic system working principle表6 气压系统成形加工循环过程table 6 pneumatic system forming processing cycle 元件动作v1v2v3v4s1s2c1c2准备+左左-+-向上向右工进+右右+-向下向左退刀+左左+-+向上向右停止-左左-+-7 成形机整体结构设计 在本次电阻成形自动机的设计过程中，考虑到机器应具有加工电阻引脚直径尺寸为0.4

24、mm-1.0mm范围类的电阻，在选动力气缸直径时，选用了最大直径d=1.0mm的引脚来进行计算冲裁力和气缸直径，这样就使机器能加工1.0mm以下的引脚尺寸。同时考虑到机器维修的方便性于互换性，本设计将机器结构分成了机器支撑部分（机架）和冲裁部分（app）以及前面已设计好的气动控制部分（pcs）三大组成部分。7.1 机架结构的设计 图12 机架fig 12 frame structure7.2 定位加紧装置的设计 定位加紧装置的设计有利于机器的组装与拆卸维修 图13 定位夹紧装置 fig 13 positioning clamping device7.3 app结构的设计 本次设计将冲裁部分与机

25、架进行分开设计，并设计了简易的更换冲压成形模的方式，充分考虑到了冲裁零件工作易磨损这一因素，在凸凹模磨损之后，可以很快的进行更换，这样可以避免长时间停机在整机器上进行维修，有益于减少生产时间的浪费，提高生产效率，当同一尺寸规格的电阻加工完毕之后，需加工另一种尺寸不同的电阻时，就可以用更换app整体结果或是拆卸简易加紧地位装置来跟换成形凸凹模两种方式来加工另一尺寸的电阻，这样设计就可以在同一台机架上加工不同尺寸的工件，大大的提高了机器利用率，同时也很大程度的提高了机器的灵活性能。图14 冲裁部分fig 14 cutting part7.4 机器整体结构设计图15 整机结构 fig 15 whol

26、e structure8 设计总结 通过这次毕业设计，使我对大学四年来所学的所有专业知识有了一个系统全面的结合，进一步加深了对所学知识理解，不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固，增强综合运用各学科知识的能力同时使我运用大学所学设计软件autocad和pro/e等来进行辅助设计的能力得到了进一步的提升。 电阻成形自动机作为电阻引脚最终成形的工具，主要包括冲裁剪切电阻引脚和弯曲成形两次作业，在本次设计中主要采用气动系统自动控制生产， 有利于提高生产能力，保证产品质量、减轻劳动强度，并且在本次设计中充分考虑到了机器维修各部件的互换性能，将整台机器分

27、成了两大部分，机架和app,机架主要提供对app的支撑作用，app又由冲裁成形的各类凸凹模以及辅助零件通过各类易于拆装的夹具进行地位夹紧，同时还设计了一系列可调的辅助零件，例如成品导料槽就具有左右对称可调收缩的功能，这样就有益于不同本体长度的电阻的导料，还有刀片安装位置的多位性来针对不同尺寸电阻的加工等等，大大的增强了机器设备的互换性能，从而减少了设备浪费。 在做毕业设计的过程中，在模具结构设计、材料分析和绘图等方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮忙，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我从中学到了许多东西，同时认识到了自己的不足。总之，通过此次的毕业设计，是我很清

28、晰的找出了自己这四年来所学知识的种种漏洞，并得以改正，使我对于自身专业又有了全新的认识，为我之后的学习和工作奠定了坚实的基础，积累了宝贵的经验。参考文献1李正风.机械设计基础m.上海:上海交通大学出版社，2005: 130-155.2许发樾.模具设计应用实例.北京:机械工业出版社，1999.5：9-35. 3刘力.机械制图. 北京:高等教育出版社.第二版，2004.7：15-45.4曾欣.塑料模具与冲压模具.宜宾:宜宾职业技术学院,1996.9：12-54.5王海明.机械制造技术m.北京:中国农业出版社, 2004. 7：34-46.6张鼎承.冲模设计手册.北京:机械工业出版社，1999.5：

29、15-37.7王爱珍.工程材料及成型技术，北京：机械工业出版社，2003：32-44.8齐乐华.工程材料及其成形工艺基础.西安：西北工业大学出版社，2002：10-34.9曹正明.机械工程材料手册：金属材料，6版.北京：机械工业出版社，2003：112-208.10阎其凤.模具设计与制造.北京:机械工业出版社，1995.11：42-127.11翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京:机械工业出版社，1999.5：5-70.12王平.冲压加工设备及其自动化，武汉：华中科技大学出版社.2006：13-67.13蒋庄德.机械精度设计.西安：西安交通大学出版社，2000: 33-60.14谢铁邦.互换性与技术测量.武汉：华中理工大学出版社，1998: 24-58.15虞传宝,冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料.北京：机械工业出版社，1992: 91-114.16david g.wlman,the mechanical design processm. beijing: mechanical industrypress,2009:185-21017李培珍.气动技术的应用及其元件发展趋势.科技资讯，2007年第19期.18李锦春.液压与气动.北京：科技出版社.2006：124-170.19刘延俊.液压与气压传动.北京：机械工业出版社.2010.8：203-254.20马九荣.现代实用气动技术