1、本科毕业论文（20 届）穿线盒冲压工艺分析及冲孔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： 穿线盒冲压工艺分析及冲孔模具设计 1课题意义及目标通过本次毕业设计，培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，独立分析和解决冲压产品开发及模具设计等工程领域实际问题的能力，为毕业后从事相关技术工作打好基础。2主要内容（1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案。 （2）进行冲压工艺设计：工艺性质、工序
2、数目、工序顺序、工序尺寸确定。（3）模具的总体设计：冲模类型、结构形式等。（4）模具的结构设计：模具工作部分尺寸计算，材料选用、结构尺寸确定等。（5）绘制模具装配图及零件图，完成设计说明书一本。3主要参考资料1王孝培.冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，2000.2李天佑.冲模图册 M.北京:机械工业出版社,2005. 3刘忠华.自动分度径向冲孔模J.模具工业，1997 ,03:43-45. 4杨海良.不锈钢支架狭长孔冲裁工艺研究J.模具工业， 2014,08:33-36.5冲模设计手册编写组编. 冲模设计手册（4）北京:机械工业出版社,2001.4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1
3、查阅文献，完成开题报告 2014.12.012014.12.312 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： 2014 年 12 月 15 日I穿线盒冲压工艺分析及冲孔模具设计摘 要：随着我国经济的快速发展，我国的制造业也日趋成熟，而模具也日益成为衡量一个国家工业发达水平的标志。本文是对穿线盒进行冲压工艺分析及冲孔模具设计，主要工作有工件
4、的工艺分析、加工路线的拟定、毛坯尺寸的计算、模具的设计、以及模具主要尺寸的计算等，目的在于巩固大学四年所学的内容，对模具设计有一个了解，完成从课本知识到实际生产的转变，巩固制图知识及 CAD 软件的运用。通过这次论文写作，使自己的学习能力有了进一步的提升，为以后在工作中做出成绩奠定了基础。关键词：模具设计,工艺分析,尺寸计算Stamping analysis and punching injection design for threading boxAbstract: With the rapid development of our countrys economy, the manufa
5、cturingindustry is becoming more mature day by day, and the mold is also becoming a symbol of the industry developed level of a country. This paper is aimed at threading box for stamping process analysis and punching mold design, the main work including analysis of workpiece process ,formulation of
6、processing route ,calculation of the rough size , designof mold and calculation of mold main size. The purpose is to consolidate what they havelearned in the university four years, to have an understanding of the mold design,so thatcomplete the change from the textbook knowledge to the actual produc
7、tion, consolidate the use of cartographic knowledge and CAD software. Through this paper, to make theirlearning ability be further improved, laying the foundation for the future achievement in thework.Keywords: Injection design, Process analysis, Pimensional calculationII目 录1 前言 .11.1 穿线盒的研究及发展 .11.
8、2 设计内容及意义 .12 工艺分析 .32.1 穿线盒零件及其工艺分析 .32.2 零件分析 .32.3 选择毛坯种类 .32.4 LY12M 材料的介绍 .42.5 零件冲压工艺分析 .42.5.1 加工路线的拟定 .52.5.2 毛坯尺寸的计算 .52.5.3 材料利用率的计算 .73 工艺参数计算 .93.1 落料拉深模具的工艺计算 .93.1.1 落料冲裁力的计算和压力机的选择 .93.1.2 拉深次数与工件直径的计算段 .103.1.3 拉深凸、凹模圆角半径计算 .113.1.4 工序件直径计算 .123.1.5 工序件高度的计算 .123.1.6 压边力和拉深力的计算 .123.
9、1.7 计算各次工序总压力 .134 落料拉深复合模具结构设计 .144.1 落料冲裁模尺寸计算.144.2 拉深模工作部分尺寸的计算.144.2.1 拉深模间隙 .144.2.2 凸、凹模尺寸计算 .154.2.3 拉深凸、凹模圆角半径的计算 .15III4.3 落料拉深复合模具典型零件的设计.164.3.1 落料凹模即拉深凸模的设计 .164.3.2 落料凸模即拉深凹模的设计 .184.3.3 定位方式的选择 .194.3.4 推件零件的设计 .204.3.5 导向方式的选择 .205 侧冲孔模具的工艺计算及其结构设计 .225.1 侧冲孔模具的尺寸计算.225.2 冲孔力的计算.225.
10、3 侧冲孔模具的结构设计.235.3.1 模具的类型及定位方式的选择 .245.3.2 卸料、出 件方式的选择 .245.4 主要零部件的结构设计.255.4.1 冲孔凸模的设计 .255.4.2 凹模的设计 .265.4.3 导向零件的设计 .275.5 其他零部件的设计与选用.285.5.1 模架的选用 .295.5.2 模具辅助零件的材料选用及热处理 .305.5.3 压力机的选用 .306 模具的总装配图 .326.1 模具的调试.336.2 模具的检测 .337 结 论 .35参考文献 .36致 谢 .3711 前言1.1 穿线盒的研究与发展我国的冲压模具技术研究，大约起步于 20
11、世纪 60 年代。经过 40、50 年的发展，技术水准有了较大的进步。特别是近 10 年来技术有了很大的提高、大型、精密、复杂、高效、长寿命模具有了新的突破。特别是摩托车、汽车行业的快速发展，推动了冲压模具技术和冲压模具的生产快速发展。目前，汽车发动机缸罩、盖板、变速器壳体、摩托车发动机缸体、箱体、制动器、等铝合金冲压模具、自动扶梯冲压模具等，我国均能自主生产，使汽车、摩托车上铝合金、锌合金配套件的冲压模大部分实现了国产化。在模具设计方面，较多的模具制造企业采用了 CAD/CAM 技术，使得模具设计周期有了较大的缩短。同时在设计上注意到了如何解决冲压模具的热平衡问题，合理的确定模具的浇注系统、
12、冷却系统、排溢系统以及从冲压工艺方面考虑抽芯问题及二次增压结构，总体水平有了较大提高，但其功能应用还不够充分，特别是 CAE 技术还未得到广泛应用。当前，我国工业生产的特点是：产品品种多、更新速度快和市场竞争激烈。在此情况下，用户对模具制造的要求是：交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低。因此，冲压模技术的发展趋势很明显。（1）模具产品向大型化、精密化发展。（2）提高冲压模具标准件的应用程度，使用模具标准件不仅能缩短模具制造周期，而且提高模具质量、降低制造成本。（3）优质冲压模具材料的使用和先进热处理技术将受到重视，在整副模具的价格构成中，材料所占比重约占 1/3.（4）高速铣削加
13、工将得到广泛应用。（5）CAD/CAM/CAE 及 CAPP、CAT、KBE 等技术将得到广泛应用。（6）模具研磨抛光向自动化和智能化方向发展。（7）快速原型制造技术将得到更好应用。1.2 设计内容及意义2本次设计是在学完了本科的全部课程之后完成的，是对整个大学专业课的一次总的复习，对所学机械软件的一个全面的运用。目的分别在于：（1）巩固我们在大学里学过的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验。(2) 加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料。（3）通过对穿线盒的冲压工艺分析，使我熟悉了冲压加工的特点，冲压模具的类型以及其基本工序。对冲孔模具的设计，使我对模具设计有了进一步的了解，是对模具部分的一
14、次综合性的训练，也提高了我的模具设计水平。（4）通过对零件图，模具装配图的绘制，使我们对机械设计软件的使用能得到进一步的提高。32 工艺分析2.1 穿线盒零件及其工艺分析该零件图如下所示，制件材料：LY12M，t=1.5mm，大批量生产图 2.1 零件图2.2 零件分析由以上剖面图可知，该零件由铝合金材料加工而成，零件为旋转体且呈圆筒形，在上圆筒面上有 20 个等距的圆孔，圆孔直径为 3mm，圆筒件各个圆角均为 R2.上圆筒拉深直径为 68mm，下圆筒拉深直径为 40mm，下圆筒拉深高度为 17mm，圆筒件整个拉深高度为 33mm，其中 20 个小圆形成的分度圆的拉深高度为 26.5mm。2.
15、3 选择毛坯种类选择毛坯的制造方法一般应当考虑以下几个因素：（1）材料的工艺性能材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛4坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造，但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。（2）毛坯的尺寸、形状和精度要求毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型
16、材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件和组合毛坯。（3）零件的生产纲领选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等，生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造 。9综上所述：毛坯材料为 LY12M，选择挤压成型来加工毛坯。2.4 LY12M 材料的介绍2A12 合金可以用热处理方法剧烈强化。主要强化相是 S（Al CuMg）和2CuAl ，合金在热状态和冷状态下均能很好的变形。热变形可以在很宽的温度范围内2进行。无论在退火状态下还是在淬火状态下，合金都能在室温下变形。由厚缘板上切取的试样，其 和 的数值比由薄缘板上所切取的高。b2.02A12合金可以进行点焊和滚焊，但氩弧焊和气焊的效果不好。尽管焊接接头的强度系数具有中等数值，但该合金在熔焊时，在焊缝处经常出现结晶裂纹。因此，不用2A12合金制造密封结构，该合金的半成品通常用铆接方法连接，很少采用点焊连接 72.5 零件冲压工艺分析根据前文所述，材料为 LY12M，采用挤压成型来加工毛坯，毛坯加工成长方形板料。开始时对毛坯进行热处理，使其性能更好。对毛坯件落料拉深，先落料得到大圆盘，再拉深。故采用落料拉深复合模具，落料时留有修边余量。该零件形状简
