材料成型及控制工程毕业论文-薄壁卡圈的冲压工艺与模具设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）薄壁卡圈的工艺分析与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II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III毕业设计任务书设计题目： 薄壁卡圈冲压工艺与模具设计 1课题意义及目标通过毕业设计，锻炼学生综合运用所学的基础与专业知识分析、解决工作中实际问题的能力，初步掌握冲压模具的设计方法、流程，熟练掌握使用各种工具书籍，使学生初步达到工程师所具备的基本素质。2. 主要内容(1)对给定工件进行工艺分析，确定出科学合理的工艺方案；(2) 进

2、行冲压工艺计算；(3) 参考模具图册，查阅相关资料，设计出合理可行的模具结构；(4) 模具主要工作零部件的设计计算：(5) 编写设计说明书 3主要参考资料1冲压模具设计与制造/徐政坤主编-北京：化学工业出版社， 2003.72冲压设计速查手册/洪慎章编著-北京：机械工业出版社， 2012.33冲压模具简明设计手册/郝滨海编著-北京：化学工业出版社， 2004.114互换性与测量技术/刘美华 张秀娟 主编-武汉：华中科技大学出版社， 2013.25新编冲压工艺计算手册/薛启翔等编-北京：机械工业出版社， 2004.34进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，完成开题报告 2014.1

3、2.012014.12.312 完成工艺计算、确定工艺方案 2015.01.012015.03.203 确定模具结构方案，中期检查 2015.03.212015.04.304 模具总体设计、结构设计 2015.05.012015.05.155 完善设计内容、完成设计说明书及答辩工作 2015.05.162015.06.10审核人： 2015 年 6 月 1 日 IV薄壁卡圈的工艺分析与模具设计摘 要：首先对薄壁卡圈这个零件进行了分析，是汽车变速箱的齿轮上的薄壁卡圈，属于汽车上的重要零件；其次分析了该零件的零件图，该零件图上有一些尺寸的标注，并且标注了部分尺寸的尺寸公差，还标注了一些同心度及同轴

4、度公差，在后面的工艺分析当中会考虑到这些要求；然后，正式开始进行模具的设计，模具的工艺分析是根据零件的形状、尺寸、结构等的要求，对零件进行整体分析，根据工艺分析确定工艺方案，选择工艺方案的时候，要考虑到各个方面的要求，包括模具设计的可行性、工艺的合理性、成本要求等，经过对各种方案的分析与比较，在保证冲裁过程正常进行的情况下，优先选择最简单合理的方案；最后就是模具的设计部分，对模具的结构与尺寸进行设计与计算，结合各标准件的标准图及尺寸，设计各非标准件，最后画出各零件图及总装配图。关键词：薄壁卡圈；导正销；工艺孔；级进模English title: process analysis and die

5、 design of thin wall clip ringAbstract：First of all ,this part is the analysis of the thin wall card, and this is the gear box of the gear on the thin wall of the card, belongs to the important parts on the car, Then analysis the parts of the part drawing , there are some size marked on the part dra

6、wing , and marked by a portion size of the size tolerance , also marked wish some concentricity and coaxial degree of tolerance , these requirements will be considered in the process analysis ; Then , started for process analysis of the mold design , mold technology analysis is based on part desired

7、 shape , size and structure , according to the technical analysis to determine the process , When choosing process , considering all aspects of requirements , including the feasibility of mold design , process reasonable and the requirements on cost , through analysis and comparison of the various p

8、rograms , in this case of normal circumstances punching process , choice the most simple and reasonable solution ; The last is the design of the mold , the structure and size of die design and calculation , combined with the standard drawing and size of the standard parts , design various non-standa

9、rd of each piece , and finally draw the parts drawing and assembly drawing.Keywords : Thin wall clip ring ; Guide pin ; Process hole ; Progressive die .V目录前言 .11 冲压件的工艺分析 .21.1 材料分析 .21.2 结构分析 .21.3 精度分析 .22.工艺方案的分析与确定 .43.确定模具总体结构方案 .53.1 模具类型的选择 .53.2 操作与定位方式的选择 .53.3 卸料与出件方式的选择 .53.4 模架类型的选择 .54.

10、工艺计算 .64.1 排样设计 .64.1.1 搭边值得确定 .64.1.2 计算送料步距 A .64.1.3 计算条料的宽度 B .74.1.4 利用率的计算 .85.冲裁力的计算 .106. 模具压力中心的计算 x1l1.137. 凸模、凹模工作部分刃口尺寸的计算 .158. 冲裁模主要零部件的设计与选用 .198.1 工作零件的设计 .198.1.1 凸模的设计 .198.1.2 凹模的设计 .208.2 支撑与固定零件的设计 .238.2.1 模架的选用 .238.2.2 凸、凹模固定板的选用 .238.2.3 垫板的选用 .248.3 卸料装置的设计 .258.4 顶件装置的设计 .

11、288.5 定位装置的设计 .308.6 紧固件的设计 .348.7 冲模零件的尺寸要求 .349. 校核 .3510. 模具总装配图 .36总结 .37参考文献 .38致谢 .391前言冲压技术广泛用于汽车、家电等领域中的零件加工，是因为冲压技术比较快捷方便，生产成本较低；社会在不断地发展，不断地进步，在当今这个时代，这种生产模式广受欢迎，模具生产技术的水平，已经成为一个国家产品制造能力的体现，作为当代大学生，学习模具制造技术，我们才能为振兴国家尽自己的一份力 。虽然我国的模具设计制造能力已经达到了较高的水平，但是与国际先进水平相比，还是有较大的差距，特别是汽车上的零件。本次的设计是对汽车上

12、零件（薄壁卡圈）的成型进行模具结构的设计，采用的是冲裁级进模，包括工艺的分析与模具的设计，要求撰写设计说明书，并且画出总的装配图及相关的零件图。21 冲压件的工艺分析冲压件的工艺性指的是是工件的结构、形状与尺寸等对冲裁工艺的适应性。良好的工艺性可以使模具的寿命和生产效率更高；使模具的结构简单，安全操作，冲裁出来的工件精度会更好。冲压件的工艺分析是根据冲压件图样，对冲压件的形状、尺寸及结构性质等的分析，使其符合冲压工艺的要求。冲压件零件图如下图1.1 零件图材料为20钢，料厚为5，要求剪切面的光亮带90，小批量生产。1.1材料分析20钢为优质碳素工具钢，一般不需要淬火，冷塑性变形能力强，常用来制

13、作韧性要求较高的制件，适合该制件的冲裁。C%0.2%，抗剪强度 =275392 ，抗拉强度b=353500，屈服点 s=245，伸长率 10=25。1.2 结构分析该零件为一个有孔的薄壁冲裁制件，最小壁厚为4.75，小于材料的厚度，属于精冲零件，因此，在模具结构设计中，应在卸料板及凹模上设置齿圈，为保证模具的强度应设置空工位。此外，为了保证落料时的定位精度，应设置导正销，在落料之前进行精定位。1.3 精度分析3零件图上标注有部分尺寸的尺寸公差，查互换性与测量技术中表3.3如下：表1-1标准公差等级公称尺寸/ IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT

14、11大于 至 m 3 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 603 6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 756 10 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 9010 18 1.2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 11018 30 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 13030 50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 16050 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 19080 120 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220

15、得公差等级为IT9IT10 ，精度较高。42.工艺方案的分析与确定根据上面的工艺分析，其基本工序有冲孔和落料。按照不同的模具结构可以得到以下几种工艺方案：方案一：冲孔落料；单工序模方案二：冲孔落料；复合模方案三：冲孔空位落料；级进模方案四：落料空位冲孔；级进模单工序模：又称为简单模，压力机在一次行程中仅仅只完成一道工序；对于本设计来说，一次工序是远远不够的，至少需要冲压两次，而对于单工序模来说，两次冲压需要进行两次分别的定位，每次定位的基准又是不同的，这样将会导致制件的精度很低，不能满足零件的要求，方案一不适合。连续模：是压力机在一次行程中，在不同的位置上，达到了多道工序一起完成；在连续模中，

16、工件是在完成一个工位后接着完成下一个工位，直到所有工位上的工序完成后，一个完整的工件才算完成；需要设置一些定位的装置，保证工件的零件图上的一些位置要求；复合模：是指压力机在一次冲裁当中，在同一个位置上，成形几道工序；在复合模中，不存在定位误差的问题；级进模的特点有：1）生产速度较快；2）操作安全，能自动生产；3）冲件件的精度较高，使得冲裁件的质量好；4）虽然设计制造困难，但是冲件在大批量生产的时候，可以节省总成本。该零件的最小壁厚小于材料的厚度，如果采用复合模，虽然冲出的工件精度会较高，但是因为模具的厚度较小，模具的强度较弱，易损坏。因此，为了节约成本，方案二不适合。根据上面的分析，应该选择级

17、进模，方案三和方案四理论上都是可以的，但是，如果按照方案四，先落料后冲孔，那么材料的送进会比较复杂，连续模一般先冲孔后落料。按照方案三的话，有利于大批量的生产，并且能够节约成本。综上所述，选用方案三为该工件的冲压生产方案。53.确定模具总体结构方案3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析与工艺方案的分析可知，模具类型为级进模。3.2 操作与定位方式的选择采用自动送料装置。因为材料采用的是条料的形式，控制条料的送进方向采用的是导料板，无侧压装置。用定位销来控制步距。3.3 卸料与出件方式的选择工件的厚度为5，较厚，为保证精度要求，要求有压料装置，因此采用弹性卸料装置，同时起到压料的作用。在冲裁的过程中，为了使工件处于三向压应力状态，满足光亮带90%的要求，采用上出件方式。3.4 模架类型的选择为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装调试和送料，采用后侧导柱模架。