打火机金属外壳的冷冲压模具设计.doc

1、密级： 学号： 2010017635 本科生毕业论文（设计） 打火机金属外壳的冷冲压模具设计 系 别： 机械工程学院 专 业： 模具制造与设计 班 级： # 学生姓名： # 指导老师： # 完成日期： 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的设计（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本

2、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 江西科技学院 可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请 在以上相应方框内打“” ） 学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日I 摘要 本次课题打火机金属外壳的冷冲压模具设计，通过这次设计，进一步熟悉冲压模具的设计流程运用落料、冲孔、弯曲等冲压工序设计冷冲

3、压成形模具，需要解 决很多的关键问题， 对零件进行工艺分析，进行冲压工艺方案及模具结构方案设计和对冲压模具零部件工艺参数进行参数选择及验算，绘制冲压模具装配图和 零件图。 需要 到 运用机械、材料成形、冷冲压模具、计算机二、三维设计等多学科的知识， 需要相当广阔的知识面和较高的专业水平。通过对零件进行工艺分析和工艺参数计算，根据零件所需冷冲压工序设计出连续冲压模具，同时运用 AutoC AD 绘制二维模具装配图和零件图还得 同时对部分零件进行了加工工艺分析。该零件复杂且尺寸不规则，这对模具设计和展开排样提出了较高的要求，特别是弯曲过程，需要 进行 合理的安排工艺，巧妙的设计冲模来解决，对于部分

4、不关键的零件可适当降低尺寸公差要求，设计中尽可能使用标准件，有利于设计成本的降低。 关键词： 冷冲压 ； 打火机 ； 连续模 江西科技学院本科生毕业论文（设计） II Abstract This topic lighter metal exterior cold stamping mould design, through the design, further stamping mould design process using blanking, punching, bending stamping process design of cold stamping mould, needs

5、 to solve the key problems of many parts, technical analys is, stamping process scheme and the die structure and design of stamping mould parts process parameters parameter selection and calculation, stamping, assembly and detail drawings. Need to use machines, materials , stamping, molding, cold, 3

6、d design of computer science knowledge, need quite a broad knowledge and professional level. Through the analys is of the technology of parts and the process parameters calculation, cold stamping parts needed to process a compound stamping mould design, and using AutoCAD assembly drawing two-dimensi

7、onal mould parts and also have also made for parts processing analysis. The components and complex, the size of irregular of mold design and layout puts forward higher requirements, esp ecially the bending process, need reasonable arrangement of the clever design process, stamping parts, 1to solve t

8、he key parts for not properly reduce dimension tolerance requirement,design as far as possible, to use standard design cost reduction. keywords: Cold stamping； Lighter； C ontinuous mode 江西科技学院本科生毕业论文（设计） III 目 录 1 引言 .1 2 工艺方案确定 .3 2.1 零件及冲压工艺分析 . 3 3 工艺参数的计算 .6 3.1 毛坯的尺寸计算 . 6 3.2 冲裁排样及材料利用率的计算 . 7

9、 3.3 各部分工艺力的计算 . 8 4 主要工作部分尺寸计算 . 11 4.1 预切断凸 、凹模的刃口尺寸 . 11 4.2 冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算 . 12 4.3 冲孔，弯曲凸模高度的确定 . 13 4.4 冲长圆孔 007.0001.05.3 凸模的强度和刚度 校核 . 13 4.5 凸凹模的结构选择设计 . 15 5 其他零件设计 . 16 5.1 模架的选用 . 16 5.2 定位装置 . 16 5.3 卸料装置 . 18 5.4 弹压卸料板的设计 . 18 5.5 弹性元件的选用与计算 . 18 5.6 定位零件 . 19 5.7 冲模的导向 . 20 江西科技学院本科生毕业

10、论文（设计） IV 5.8 固定与连接零件 . 21 5.9 卸料与推（顶）件装置 . 21 5.10 凸模固定板 . 21 5.11 垫板 . 22 6 压力机的选择 . 23 7 部分零件加工工艺过程 . 24 8 模具的 装配和使用 . 27 9 经济性分析 . 30 10 结 论 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 1 1 引言 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

11、了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发 能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现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企业的生存空间。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 C AD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer、 I- DEAS、 Euclid-IS 等国际 比较 通用 的 软件，个别厂家还引进了 Moldflow、 C-F low、 DYN AFO RM、 Optris 和 MAG

12、MASOF T 等CAE 软件，并成功应用于冲压模的设计中。 标 志冲模 技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距 冷冲压是一种先进的金属加工方法，它具有生产效率高，加工成本低，材料利用率高，产品尺寸精度稳定，操作简单易于实现机械化和自动化等一系列优点，因而在批量生产中得到了广泛的应用，在现代化工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。在经过实习后首先考虑的是在 最少的时间

13、用最快的速度制造出最多的零件，同时又要保证质量，这就需要设计者在设计时注意很多的问题，譬如制造模具的成本，模具的寿命，生产出制件的质量等等。 我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都存在较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和江西科技学院本科生毕业论文（设计） 2 手段方面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，在轿车模具国产 化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方

14、面，与国外相比还存在一定的差距。 本课题以 日长生活中常用的 一个典型零件 打火机金属外壳 为冲压模具设计对象，通过对其进行冷冲压工艺分析，设计出合理适用的冷冲压模具，绘制出落料冲孔 弯曲级进 模装配图。因为该零件形状复杂且曲面多，其冲压模具设计方法与汽车覆盖件模具相似，这正是我国冲压模具设计制造能力与国外的差距所在， 因此此次设计具有较大地难度，要成功设计出该模需要对模具有深刻的理解和认识。江西科技学院本科生毕业论文（设计） 3 2 工艺方案确定 2.1零件及冲压工艺分析 本次毕业设计课题源自我们日常 生活中最常用的 打火机 通过选出其中一个较典型且复杂的零件 打火机金属外壳来 开展冲压模具

15、设计。 工件冲压技术要求如下 : 材料牌号： SPHDZ 材料厚度： 0.5mm 生产批量：中批量 未注公差：按 IT14 级确定 图 2-1 打火机金属外壳 从图 2-1 中可以看出该工件形状较复杂且曲面多，需要运用落料、冲孔、 弯曲等多种冲压工序才能加工出来，设计起来较复杂，需要设计 一 套 连续 模具才能将该工件加工出来。但由于该工件精度公差不高，按 IT14 级确定，因此该模具结构设计的精度适当即可。 该工件 的 原材料为热轧钢带，材料为 SPHDZ，具有强度低、延伸好、外观颜色不亮等力学性能，适用冲压模具加工。工件脱氧方式和化学成分如表 2-1 所示 。 表 2-1 工件脱氧方式和化

16、学成分 牌 号 化 学 成 分 a% 脱氧方式 C Si Mn P S Alt SPHDZ 铝硅镇静 0.09 0.05 0.50 0.035 0.035 江西科技学院本科生毕业论文（设计） 4 料厚 t=0.5mm，属于薄料件，冲压时需要特殊处理，在设计此模具时主要考虑模具材料和结构的选择，确定一定的模具寿命。但有 四 点要注意： (1)工件冲孔处要合理安排工序； (2)工件先冲孔后落料 ； (3)应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命； (4)模具结构形式的确定：因该制件较薄，为保证制件平整，采用弹压卸料装置。它还可以对冲孔小凸模起导向作用和保护作用，定位形式采用导正销形式进行精定

17、位。此外，由表面质量、生产批量等其他技术要求可以看出，普通冲裁完全可以满足其技术要求。 2.2.1 工艺方案确定 通 过冷冲压工序分析，该工件 包括落料 、 冲孔 、 弯曲等工序 。可拟定以下几个冲压工艺方案： 方案一：落料、冲孔、 折弯每个工步均 分别采用一套模具生产，总共六套模具。 方案二：落料、冲孔 折弯 采用一套级进模进 行生产。 方案三：采用落料冲孔复合模、弯曲 采用两套弯曲模，共三套模具。 方案一优点：这种方案模具结构简单，易于模具的设计和加工，工件各部分的形状及尺寸都能得到保证，且投产快。方案一缺点：生产工序过于繁多，占用设备 及冲压工人 也多， 设备及人力成本大，且 难以保证对

18、工件表面的要求，且由于是中批量的生产，工序太多的话，生产效率太低，需要花费大量的 人力及 财力投资在模具的设计与加工上，对企业的经济不利。 方案二优点：工件的精度及生产效率都较高，便于操作。方案二缺点：级进模结构复杂，设计周期长且成本高，同时要经过多次定位和 变形，产生的积累误差大，因而冲裁件精度较低。 从提高生产效率，减轻工人劳动强度，提高生产效益考虑可以设计这样一套级进模具。 方案三优点：模具设计结构较简单，易于模具的设计和加工，工件各部分的形状及尺寸都能得到保证，定位准确，且投产快，同时考虑到了在拉深翻边和缩口工序中会对侧孔产生变形。缺点：模具数量多，增加了工人的劳动强度，提高了成本。 综上所述，采用方案 二 来设计模具。因为 打火机金属外壳的 加工是一套传统的冲压成型工艺，设计成 复合 模 模具数量较多 ， 需要的工人数量较多工人劳动强