材料成型及控制工程毕业论文-合页铰链冲压工艺分析及模具设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）合页铰链冲压工艺分析及模具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： 合页铰链冲压工艺分析及模具设计 1课题意义及目标（1）通过毕业设计能够巩固所学的各类基础知识、初步掌握冲压模具设计的流程，熟练掌握使用各类工具书籍。（2）通过毕业设计使学生初步达到工程师所具备的基本素质。2主要任务（1）完成冲压件的工艺性分析（工艺分析、工艺方案确定、工艺计算） ；（2）进行冲压模具的结构设计和

2、计算（主要零部件的结构设计、模具结构设计 及模具工作部分尺寸计算等） ；（3）制定模具典型零件加工的工艺规程；（4）完成模具总装配图及模具主要零件图的绘制；（5）编写模具毕业设计论文。3主要参考资料1王孝培主编冲压设计资料M北京：机械工业出版社，19832李天佑冲模图册M北京：机械工业出版社，19903王芳冷冲压模具设计指导M北京：机械工业出版社，20094陈锡栋，周小玉实用模具技术手册M北京：机械工业出版社，20035李邵林，马长福实用模具技术手册M上海：上海科学技术出版社，19986 冲模设计手册编写组冲模设计手册M北京：机械工业出版社，20034进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日

3、 期1 开题报告 2015.3.12015.3.152 工艺分析及计算 2015.3.152015.5.153 模具结构设计及计算 2015.4.152015.5.154 绘制图纸及编写设计说明书 2015.5.152015.6.165 毕业答辩 2015 年 6 月中下旬5工件图（1）工件名称： 合页铰链；（2）市场批量：大批量；（3）材料：10 钢；（4）料厚：2mm；（5）零件图如下：审核人： 年 月 日I合页铰链冲压工艺分析及模具设计摘 要：分析了合页铰链的成形工艺，确定了冲压工艺方案，此次共设计了三套模具，分别完成三个工序：第一套模具为冲孔、落料复合模，实现把条形板料初步加工成自己所

4、需尺寸的矩形坯料；第二套模具为预弯工序模具，因为板料的厚度为2mm，所以为减少卷圆时模具所受到的侧向力，须加一道预弯工序；第三套模具为卷圆模具，即实现合页上的卷圆功能。本次设计主要是分析了工件的冲压工艺性；计算了毛坯的排样、冲压力、刃口尺寸等；进行了模具零件的计算与选择，以及总体结构、主要零部件的设计；并绘制了模具装配图和零部件图。本次设计通过将本专业所学课程的理论知识和实际生产知识相结合，进行一次冷冲压模具设计从而培养和提高学生的独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的相关内容。关键词：合页，卷圆，冲孔，落料，预弯，冲压工艺Stamping process analysis an

5、d mold design of HingeAbstract：The forming process of a hinge was analyzed and the stamping process scheme was determined. The design of this mode has three sets in total and it contains three steps: the first set of mould for punching and cutting die. Putting bar sheet into square blank to needed s

6、ize. Second sets of mold is the pre bending process of mold. Because of the sheet with the thickness of 2mm, the lateral are forced to reduce rolling dies, you must add a pre bending process; Third sets of molds for curling die is the realization of hinge roll round function. The main contents of th

7、e design: Analysising of the stamping process of the workpiece; calculation of nesting rough, pressure, cutting the size calculation can be seen; the calculation of the mold parts,as well as the overall structure and choice,the main components of design are carried out, we draw the punching mold ass

8、embly drawings and parts diagram. Thus the present paper applies this specialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expand

9、ed the content which curricula and so on cold stamping mold design studied.Keywords: hinge, roll round, punching, blanking, preflex, stamping processII目 录1 绪 论 11.1 设计说明 21.2 设计内容及过程 22 冲压件的工艺性分析 32.1 工艺分析 32.2 工艺方案的分析 33 确定裁板及排样的方案 43.1 排样的意义及排样方式的确定 43.1.1 排样的意义 43.1.2 排样方式的确定 43.2 计算毛坯尺寸以及确定搭边值 4

10、3.2.1 计算毛坯尺寸 43.2.2 搭边 53.2.3 送料步距 A53.2.4 条料宽度 B 53.3 排样图的确定 63.4 材料利用率 的计算 64 计算各工序压力、压力中心以及初选压力机 84.1 各工序压力的计算 84.1.1 冲裁力 84.1.2 推件力 84.1.3 卸料力 94.1.4 弯曲力 94.2 初选压力机 104.3 压力中心计算 10III5 模具设计 135.1 冲孔、落料复合模的设计 135.1.1 凸模、凹模间隙的分析与确定 135.1.2 冲孔、落料凸模和凹模工作部分尺寸的计算 135.1.3 凸模、凹模以及凸凹模的结构设计及校核 165.1.4 落料、

11、冲孔复合模主要零部件的设计 215.1.5 冲孔、落料复合模模具总装图 295.2 卷圆模的设计 305.2.1 卷圆模具结构分析 305.2.2 凹模工作部分尺寸设计与计算 315.2.3 卷圆模具主要零部件的设计 315.2.4 卷圆模模具总装图 406 结 论 41参考文献 42致 谢 4311 绪 论模具设计是材料成型及控制工程专业教学中的最后一个实践性教学环节，是学生学完基础课和专业课之后进行的。冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。 1冲压的基本工序概括起来可分为分离工序和变形工序两大类。冷冲压工艺与其他

12、加工方法相比，有以下特点：（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 7（2）用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其

13、它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，同时冲压件的成本较低。但是，冲压加工中所用的模具一般结构比较复杂，生产周期较长、成本较高。因此，在单件、小批量生产中采用冲压工艺受到一定的限制。冲压工艺多用于成批、大量生产。冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及国防工业中。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到模具成本高，不适应中小生产规模的限制。但是总的说来，随着我国经济实力的

14、进一步加强，模具行业，包括冲模一定会得到更普及地应用。冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科。2本次设计的零件包括了冲孔、落料和卷圆的加工。通过对冲孔模、落料模、 卷圆模的学习，分析和比较了各加工工艺方案，完成了模具总体的结构分析与设计，进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算。 绘制了装配草图并进行零部件初步选用设计，然后确定外形尺寸，选择冲压设备，绘制总的装配图和零件图并制定了典型零件的加工工艺规程。1.1 设计说明本次设计的是合页铰链模

15、具。有冲孔、落料、卷圆三道工序。设计的难点是既要冲孔落料又要卷圆，所以用级进模具比较复杂。因此可以分开设计成三套模具：冲孔，落料用一套模具，卷圆用另外一套模具。在卷圆前还需要有一道预弯工序以减小卷圆时模具所受到的侧向力，同时也可以提高模具使用寿命。1.2 设计内容及过程对零件进行分析可知工件需落料、冲孔、卷圆，确定该工件采用三套模具加工而成。第一套模具为落料冲孔复合模具，第二套模具为预弯模具，第三套模具为卷圆模具。确定了模具种类之后再作工艺计算，计算出冲裁时的冲裁力、卸料力、推件力、卷圆力、确定模具的压力中心、选择压力机和确定冲模的闭合高度，最后根据前面所计算出的内容确定模具的凸模、凹模尺寸和

16、形状。设计出凸模和凹的模固定板、卸料板、垫板等模具的主要零部件。模具主要零部件结构设计是模具设计的主要内容，其内容包含凹模结构设计、凸模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、橡胶的选用、导柱与导套、模柄与模架的选取等重要零件的设计加工方法和加工注意要点。结构设计确定后，根据设计的各零部件以及所选用的标准件，用 CAD 绘出所有的零件图，再根据各个零件之间的装配关系完成相应的模具总装图。为了保证零件的加工精度和强度，在模具的设计过程中，应对凹模壁厚、定位销的位置、凸模和凹模刃口的尺寸精度等问题给予注意。32 冲压件的工艺性分析2.1 工艺分析（1）该制件为合页铰链，厚度 2mm，经零件展开可知用矩形板料即可；（2）制件有卷圆部分，应该有预弯曲工艺；（3）制件上有小圆孔，冲小孔时应注意对冲头的保护。2.2 工艺方案的分析因为制件属于中厚板且形状较为复杂的工件，因此可确定其生产的基本工艺为：冲孔落料预弯卷圆。