材料成型及控制工程毕业论文-简易冲压模的结构设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）简易冲压模的结构设计所在学院专业班级 材料成型及控制工程学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 简易冲压模的结构设计 1课题意义及目标（1）意义以简易模为设计课题，锻炼学生理论联系实际的能力，让学生在模具设计，模具选材，模具成型工艺分析，以及资料检索方面获得综合训练和提高，为以后工作奠定较扎实的基础。（2）目标：以所学专业知识为基础，以实用为目的，考虑到实际生产实践中模具的造价太高，对于批量不大的零件无疑成本过高，

2、设计几套利用身边常见材料设计成本低的简易冲压模的装配图及零件图，总结出并熟练掌握模具设计的规律和方法。2主要任务1）对简易冲裁模的经济性及实用性进行科学的分析；对相关参数进行准确的计算。2）设计并绘制不少于 3 套简易模具装配图及零件图3) 编写设计说明书一本4) 电子资料一份3主要参考资料1丁松聚.冷冲模设计M北京：机械工业出版社，20012李天佑.冲模图册 M北京：机械工业出版社， 20063塑料科技编辑组,简易模具的制作及其应用（连载）J.塑料科技.1973(02)4中川威雄，杨淳朴，何成宏，关于简易冲裁模的一些看法J.模具通讯.1978（03）5模具技术编写组，锌合金简易模具J.模具技

3、术.1994（03）4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献资料，完成开题报告 2014.12.20 至 2014.12.302 材料的选用与模具结构的设计 2015.03.03 至 2015.04.133 简易冲压模的论述 2015.04.14 至 2015.05.044 完 成 模 具 总 装 配 图 ， 工 作 零 件 图 2015.05.05 至 2015.06.015 完成毕业论文及答辩工作 2015.06.02 至 2015.06.20I简易冲压模结构设计摘 要：模具的结构设计和加工方法，是根据该产品或零件的形状、结构精度要求和生产批量来确定的。对于新产品研制、老产品改

4、型、单件或小批量生产的产品或零件，则要相应地设计制造出结构比较简单、设计制造周期短，不使用或少使用高档、大型加工设备、成本低、寿命适合的模具。考虑到实际生产实践中模具的造价太高，对于批量不大的零件无疑成本过高，利用身边常见材料设计成本低的简易冲压模是个很好的方法。以此为出发点，本次毕业设计主要介绍了不同材料的简易模具的特点、性能和适用范围等，设计内容有：1.简易模的含义及当今发展趋势；2.简易模具的种类与应用范围；3.制作简易模具一般使用的材料：环氧树脂、可熔合金、石膏、锌基合金、聚氨酯橡胶、天然橡胶、硅橡胶；4.典型的冷冲模：薄板冲模、钢带冲模、简易弯曲模的结构设计；5.冲模设计的一般步骤和

5、方法。关键词：简易模，冲模，小批量,弯曲模IIThe structure design of simple punching dieAbstract：The structure of the die design and machining method is according to the shape of the products or parts, the accuracy requirement of the structure and the production batch to determine. For new product development, the old pr

6、oduct modification, single piece or the production of the products or part that is in small numbers, to design and manufacture the structure is simpler accordingly. the cycle of the design and manufacturing in short time,do not use or little use of high-grade, large processing equipment, the cost is

7、 low, which is suitable for the die life. Considering the actual production practice, die cost is too high, it is too high for the part which is in small numbers, using the common materials around to design simple punching die in the low cost way is a very good method.As a starting point, this gradu

8、ation design mainly introduces the features of simple dies of different materials, performance and scope of application, etc. The design content have: 1) The meaning of the simple die and the development trend of today；2) The kinds of simple die and application scope 3) Making simple dies general us

9、e of the material: Epoxy resin,Fusible alloy, Gypsum, Zinc alloy, Aluminum alloy, Polyurethane rubber, Natural rubber, Silicone rubber; 4) A typical cold punching die: thin plate punching die, steel tape die, Simple structure design of bending die ; 5) The general steps and methods of the punching d

10、ie design.Keywords: Simple die, Die, In small numbers, Bending dieIII目 录1 前言 .11.1 简易模的含义及当今发展趋势 .11.2 简易模具的种类与应用范围 .22 制作简易模具一般使用的材料 .42.1 环氧树脂 .52.2 可熔合金 .62.3 石膏 .72.4 锌基合金 .72.5 铝合金 .92.6 聚氨酯橡胶 .122.7 天然橡胶 .152.8 硅橡胶 .193 典型的简易冷冲模 .213.1 薄板冲模 .213.2 钢带冲模 .243.3 简易弯曲模的结构设计 .283.31 常见弯角件的模具结构设计 .2

11、83.32 U 型弯曲模的结构设计 .303.4 冲模设计的一般步骤与方法 .324 结论 .34参考文献 .35致谢 .36太原工业学院毕业设计11 前言随着社会的高速发展和前进，以前的好多商品很难再满足我们在物质上的需求，但是我们知道好多的商品都是要靠模具加工生产出来的。显然，人们的生活离不开模具的发展。我们对工件的需求一般都是靠模具才能加工出来的，来满足我们各种各样的需求，模具的高速发展带给人们更新的体验，更新的时代。本次设计以实用为目的，考虑到实际生产实践中模具的造价太高，对于批量不大的零件无疑成本过高，利用身边常见材料设计成本低的简易冲压模是个很好的方法。1.1 简易模的含义及当今发

12、展趋势 简易冲压模一般用于多品种、小批量的生产中。制作简单，费用较低。简易模具目前还在研究和试制的阶段中，重点从它的经济方面给予考虑，向降低费用、减少加工周期和提高效率这些方面前进。简易冲压模具为什么被人们越来越重视呢?因为模具制造工业的手工业性特别强、加工的费用也较高、加工的时间也长；市面上商品种类太多了，而且式样经常变化翻新；在制作热塑性塑料注射制品的试制或者生产过程中所需要的费用和加工时间的增加特别明显；面对要求多品种、小批量或者单一生产的经济问题，比如玻璃钢的手糊制品、吹附制品及压制品等等；因此迫切要求制作简易模具来解决这些问题就特别有必要了。 有人认为简易模具一定是比较简单的模具，这

13、种说法是不太确切的，因为在要求简易模的时候，不仅要耐久，而且与一般的模具要求是一样的，同时还要考虑价格和加工周期的问题，因此有一定的难度。第二次世界大战后我国工亚生产的规模急速扩大,主要是靠大量生产来实现的,作为典型大量生产方法的冲裁加工也当然要求其模具能有较高的寿命。模具向高精度方向发展。后来又迅速实现了机械化、自动化,连续自动压机和级进模进一步普及。最近由于制品的多样化和制品寿命(指制品生产的延续时间)的短期化,带来了多品种小批量生产这个对于冲压加工来说最伤脑筋的问题。制品寿命短,相应的制品研制期也短,花在模具制造上的时间也不允许象现在那样长,这些趋势归纳列于表 1,与长寿命化、高精度化、

14、自动化等所需萝的措施互相配合起来才能充分发挥效果,所以是不矛盾的。另一方面,对于简易化来说,与高寿命太原工业学院毕业设计2化、高精度化、自动化都是相反的东西,因而也更为困难。虽是多品种小批量生产,但精度不应当降低,而且还要求节省人力。于是就出现了数控回转头压机“板料冲压加工中心”等适用于多品种小批量生产的冲裁设备。但是这些设备目前的应用范围是有限的,距离根本解决问题还很远 4。在塑料的加工成型时,要求保持一定的成型温度、压力和时间,所用的模具必须满足这些要求。在考虑经济性的同时,又要考虑这些加工条件,应该说是很难的。只有看到这些情况,才能清楚地知道对简易模具有较严格的要求。在考虑简易模具时,很

15、有必要把成型材料、成型工艺的特性、制品的形状等了解清楚以后,才能进行型材的选择与结构的选定。如果对这些方面没有确切把握,则容易造成既不比普通模具便宜,反而造成性能低劣的后果。1.2 简易模具的种类与应用范围真正的简易冲模包括钢皮冲模、锌合金冲模、喷镀冲模、橡皮冲模等四种。近年来,塑料的用途,由于适应人们所要求的性能而必须具有各种相应的特性,越来越多样化了。塑料制品的主要成型方法有:压缩成型、注射成型、真空成型、滚塑(烧结)成型等等;另外,玻璃钢的成型方法有:手糊法、吹附法、纤维缠绕法等许多方法。无论热塑性塑料还是热固性塑料,在成型过程中,各种成型方法都需要模具。过去除手糊等一部分成型方法之外,

16、均使用机械加工的钢模。但是,制造这类模具需要相当高的技术,时间很长,不仅成本高,而且还存在难于进行简单的修改等缺点。最近,由于应用 BMC、SMC、玻璃纤维热塑性增强树脂等新型复合材料,这类材料成型所用的加工机械、模具等正在高速发展。这样,为了适应多品种少批量生产的飞快发展,和新型材料的加工技术、模具发展的需要对简易模具提出了制作简单、时间短、成本低、精度高等要求。目前,简易模具所用的材料为环氧树脂、可熔合金、锌合金等普通的材料(下面将分别予以介绍)。这些材料的加工性与操作远远比制钢模容易,同时具有精度高的优点,但与钢模比较其机械强度差,特别是.表面硬度,耐磨耗性及热性能等。此外还有耐热强度低

17、、热膨胀率大、导热性差等缺点。因此简易模具往往由于经受不住某些成型的条件而使寿命显著减少。因此,简易模具的应用范围太原工业学院毕业设计3也受到限制。以环氧树脂为例,为改善热性能、导热系数及表面磨耗,模具表面的凝固层中常混入铁粉、铝粉等,为提高耐热性,也曾试用混入硅橡胶等许多方法,但耐热温度也只达到 200250。热膨胀系数亦高。这些作为模具的特性远不如钢材。另外,在机械性能方面,也存在强度,特别是刚性低的问题。环氧树脂可以用玻璃纤维等复合来弥补这些缺点,以提高强度及刚性。但由于模具本身的制法为手糊法,玻璃纤维的含量有限,不可能达到与金属材料相媲美的强度及刚性。因此,严格要求强度的模具或增加其厚

18、度,或用筋增强,甚至用金属棒等达到一定强度,但操作复杂。但简易模具有下列优点:(1) 虽然不能大量成型,但可以在短时间内制成完整的模具。因此,能缩短模具最终定型的选定时间；(2) 在数百、数千个范围内的制品,使用简易模具较经济；(3) 当钢模在制造和改进时,可以临时用简易模具进行生产；(4) 模具制造成本低。简易模具所用的材料的价格一般比钢材要高得多,但从模具的成本上看,主要是加工费高。因此,简易模具虽然材料费较贵,但因加工费用大幅度的降低,所以总的费用还是比较低的。如环氧模具费用仅为钢模的 1/21/3 左右。但不是所有简易模具都可以用这些材料制作,因为不仅要考虑经济方面,同时也要考虑这些材

19、料的物理性能是香能满足模具的使用要求。特别是注射成型用的摸框、主流道等,即便用钠材时,了真茄土也并示太困难所以可用通甩件。总之,根据用途和使用性能进行材料的选择是十分重要的,对简易模具的性能提高和寿命延长有直接的关系。根据简易模具本身的结构、选用的材料及加工方法等方面的特点，其应用范围是：新产品研制、试制、维修件、补充件及非通用备件的制造；结构形状比较简单、比较规则的产品（零件）的生产；形位和尺寸精度、表面光洁度要求不高的产品（零件）的生产；小批量、多品种的冲压件、铸件塑料件的试制和生产；家电、日用五金、小商品、塑料用品的生产；工艺美术品、古玩、文物、金银首饰、玩具、雕塑等产品及其零件的铸造；玻璃、有机玻璃、塑料板等板材的弯曲成型或校型；