1、1本科毕业论文（20 届）有侧孔盒形件冲压工艺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2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3毕业设计任务书设计题目： 有侧孔盒形件冲压工艺与模具设计 1课题意义及目标通过毕业设计，让学生将所学的课本知识在现实问题中得以运用，增加学生的实际动手能力，也检验了学生对所学的基础与专业知识的扎实程度，进一步让他们熟悉工作的思考方式了解工具书籍的应用，使学生初步达到工程师所具备的基本素质。 2主要任务（1）对给定工件进行工艺分析，
2、确定出科学合理的工艺方案。 （2）进行冲压工艺计算。 （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 丁松聚 主编.冷冲模设计M.北京：机械工业出版社，2013.2 陈炎嗣 郭景仪主编 冲压模具设计与制造技术M.北京出版社 1991.4.13 王芳 主编.冷冲模设计指导M.北京：机械工业出版社，2005.4 徐政坤主编 冲压模具设计与制造 化学工业出版社M. 2003.85冲模设计手册 编写组：冲模设计手册 机械工业出版社4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 2014.12
3、.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： 年 月 日I有侧孔盒形件冲压工艺与模具设计摘 要：本文是对有侧孔盒形件进行冲压工艺分析及冲孔模具设计。主要工作有工件的工艺分析、加工路线的拟定、毛坯尺寸的计算、两套模具的设计、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
4、识到实际生产的转变，巩固制图知识及 CAD 软件的运用。进行设计时还要综合考虑模具的运行条件，模架选用对角导柱模架和后侧导柱模架，可以方便加工过程中送料、取件。在进行模具设计时还要涉及除模具本身之外的其它内容，诸如它的装配、工作场合等，通过此次设计大致对模具设计有一定程度了解明白它并不是一个简单的工作，因此要永不停息的学习新知识以应付设计过程中的各种问题。关键词：冷冲压，落料，拉深Design of stamping process and die parts side box shaped holeAbstract：This paper is to have a side hole box
5、shaped parts stamping process analysis and punching die design. Main work of workpiece includes process analysis, the draft of the processing route, the size of the rough calculation, two sets of die design and die size calculation. The purpose is to consolidate what they have learned for the four y
6、ears of university, to have a better understanding of the mold design, and complete the change from the textbook knowledge to actual production. I t is also a useful way to consolidate use of cartographic knowledge and CAD software.When finishing design work ,we need to consider the actual operating
7、 conditions of the mold. Mold selects diagonal guide pillar pould frame and the rear side of the guide pillar pould frame. It is also involved in anything except the die itself, such as the assembly, workplace, in mold design. After this design is finished, I have some degree of understanding that i
8、t is actually not a simple work, so we should cease to learn new knowledge to cope with various problems in the process of design. Keywords: Compound die ,blanking, drawingII目 录前言 .11 工件的工艺性分析 .31.1 冲压件的工艺性分析 .31.2 拉深件的工艺性分析 .41.3 材料的工艺性分析 .52 冲压工艺方案的确定 .53 模具的技术要求及材料选用 .54 主要设计尺寸计算 .64.1 毛坯尺寸的计算 .7
9、4.2 拉深间隙及拉深次数的计算 .94.3 拉深力及压边力的计算 .114.4 冲裁力、卸料力及推件力的计算 .124.5 冲裁件的排样 .124.6 压力中心计算 .144.7 压力机的选择 .155 工作部分尺寸计算 .155.1 冲压凸、凹模尺寸的确定 .155.2 拉深凸、凹模尺寸确定 .165.3 冲孔凸、凹模尺寸计算及冲孔力等的计算 .166 模具的总体设计 .176.1 模具的类型及定位方式的选择 .176.2 卸料出件方式的选择 .186.3 导向方式的选择 .187 主要零部件的结构设计 .187.1 工作零件的结构设计 .187.2 其他零部件的设计与选用 .238 模具
10、的总装配图 .259 模具的装配、调试和检测 .26参考文献 .28致 谢 .291前言模具作为工业快速发展的强力推进器，极大程度地加速了工业的发展步伐。中国有着无与伦比的模具巿场，随着海内模具制造业的不断发展，工艺也获得了较大的提升，可是，依然面临高级模具以入口为主的难题。提高工艺水平，是中国模具产业成长的关键。伴随着冲压制品在建筑、交通、水利、航空、化工等各行各业的广泛应用，对冷冲压模具的需求与日俱增，冲压模在国民经济中占据了越来越重要的地位。一、国内外发展情况1、国内方面：尽管起步晚在一定程度上影响了我国模具的发展进程，但是通过40、50 年的不懈努力，我国的模具技术水平发生了质的的飞跃
11、。目前生产模具的能力水平，可以在一定程度上代表该国的产物制造水平的高低，主要原因是模具的好坏对产物的质量有这至关重要的影响，同时也决定了产物效益和新产物的开发本领。我国经济在为模具发展提供强大推动力的同时也对模具的发展提出了更高要求。最近几年，我国模具产业一直以较高的势头向上发展，但是在已经发展多年的发达国家和地区面前我国的模具制造水平还有许多的不足之处，特别是在技术和管理方面我们要虚心学习。在大型、精密、复杂、长寿命技术上，我国模具技术和外国相比更是存在不小的差距，所以每年必会进口大量此类模具以弥补市场空白。在国内模具市场上，中低档模具相对多余，激烈的市场竞争使的价钱偏低，大大降低了很多模具
12、企业的经济效益。而中高档模具实力较弱，模具的开发本领较弱，专业人才紧张不足，科研资金和工艺攻关投入少等一系列问题，很大程度上也制约了中国模具行业的快速成长。因为近年市场需求的不断扩大，中国模具产业高速成长，市场很大，产销两旺。 2、国外方面：欧美和日韩在模具制造方面走在了世界的前列，由于起步早，积累了许多实用的生产经验，研发了新的制造技术。在欧美，许多高新技术在模具的设计加工中得以应用于，主要表在：（1）充分利用了信息化技术，利用信息技术辅助实现模具的设计与制造，增加了模具设计制造的优势（2）高速加工、五轴高速加工技术的基本普及，在很大程度上缩减了制模周期，提高了生产效率，有利于企业在激烈的市
13、场竞争中获得较大经济效益；（3）广泛应用了快速成型技术，实现模具的快速生产，提高制造效率； （4）精简模具行业工作人员，聘用复合型人才，一人多用，高效工作； （5）模具产品专业化，市场定位准确；（6）采用先进的管理信息系统，实现集成化管理；（7）工艺管理先进、标准化程度高。二、将来冷冲模具制造发展趋势 2模具技术的进步应该为模具产品“加工期短”、“高精度”、“质量好”、“廉价”的要求服务。为实现这一要求应该立即发展一下几项： (1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术，模具 CAD/CAM/CAE 技术极大地改变了人们的设计手段和方法是模具设计制造的发展方向。随着计算机的广泛普及和升级换代，
14、全面推广普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已日趋成熟，各行业应逐步加大对 CAD/CAM 的技术培训和技术应用；进一步扩大和加深 CAD/CAE 技术的应用范围。微机和网络的广泛使用使的 CAD/CAM/CAE 技术摆脱地区、企业、国家等的限制，实现了在整个机械制造行业中推广普及，重新整合了技术资源，使虚拟制造得以实现。 (2)高速铣削加工 这些年来发展起来的高速铣削加工，极大程度地提升了加工制造效率的同时还确保了较高的表面光洁度。此外，除了能实现对高硬度模块的加工，还具有温度变化范围小、热变形不明显等优势。高速铣削加工技术的进步，为航天、机械、交通行业中大型模具制造增加了新的活力。目前
15、它已向更高程度的灵活化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 扫描机和扫描系统可以通过扫描一些模型或者实物的到所要加工模具的信息，进而利用这些信息实现对模具的加工，不但缩减了设计步骤而且很大程度上减少了模具的开发制造周期。有的扫描设备，可简易安装在已有的加工设备上，进行信息和数据的收集，同时将自动生成要求数控系统所能运行的加工程序，从而使得制作模具的“逆向工程”得以实现。模具扫描系统已在航天、家电、机械等行业得到广泛应用，相信在国民经济发展中将展现出更强劲的推动力。(4)提高标准化程度 到目前为止，我国模具的标准化进程才刚刚开始，还有很长的一段路要走，标准化程度水平还处在一个比
16、较低的水平线上。而国外发达国家的模具标准化已经达到了较高的水平，基本可以达到 80%。(5)优良材料及先进表面处理技术 优良的制造材料加上先进的表面处理技术可以大大改善模具的使用性能，也可以在一定程度范围内使模具的使用寿命大大延长。然而优良材料的性能是否能够得以完美体现，主要取决于对模具的热处理和表面处理是否正确有效，能否充分释放材料的潜力。真空热处理是目前提出比较有发展前景的热处理方法，也是未来热处理研究发展的方向。除了要不断完善现有的热处理工艺之外我们还应继续寻找新的热处理方法，例如加深对气相沉积、离子喷涂等先进工艺的研究，使之能更好的被用来提高材料的性能。 3(6)模具表面加工将实现自动
17、化、智能化 模具的表面粗糙度对模具寿命、零件外观等方面都有很大的影响。为进一步提高模具的光洁度，可以通过采用由专业机床自动，智能抛光研磨的方法来取代比较费力，费时的手工抛光，既大大提高了抛光的效率也有效的提高了模具的表面质量。 (7)模具自动加工系统的发展 自动加工系统的研发是我国模具发展的的前途所在。自动加工系统是由多台机床合有效组合，合理布局；然后利用定位装置实现定位；自动加工系统配备有完整的刀具数控库可以自动换刀提高工作效率；还拥有质量监测控制系统可以确保加工出来的模具质量得以保证。41、工件的工艺性分析材料 20 钢板，厚 1mm，大批量生产图 1-11.1 冲压件的工艺性分析由工件图
18、可知，该工件为带凸缘的有侧孔盒形件，形状厚度无特殊的要求。该工件形状满足拉深工艺性要求，可通过拉深工序加工。材料为 20 钢，料厚为 1mm。拉深精度等级为 IT10好的冲压工艺性应能同时满足节省制造材料、加工工序少、加工容易、使用寿命长、易于操作及零件质量稳定等要求。1、对于不同形状的冲裁件可以通过材料合理排样，以达到少废料或者无废料的目的，实现材料的最大化利用。2、冲裁各边角的相交处，宜有恰当的过度圆角。3、冲裁件凸出或凹入部分宽度应该适当增大，并应尽可能避免较大的切口。54、腰圆形零件，如可以有圆弧半径，则 R 不应该小于料宽的二分之一，即可采用少废料的排样，如规定圆弧半径为零件半径宽度
19、的二分之一，则不可以采用少废料排样，不然会产生台肩。5、冲孔时，凸模的强度决定了孔的尺寸不应太小。6、工件的相邻两孔之间，孔到工件边缘的距离，由于受到模具强度的制约，应该保证留有足够的距离。7、在已进行了弯曲或拉深的工件上冲孔时，为了确保零件强度和形状不被破坏其孔壁与工件之间应保留适当大的距离。1.2 拉深件的工艺性分析1、对拉深材料的要求拉深件所使用的材料应该具有良好塑形、同时还应有低的屈强比。除此之外较大的板厚方向性系数和较小的板平面方向性系数也是拉深材料所应具备的基本性能。2、对拉深零件尺寸和形状的要求（1）拉深件高度在满足使用的条件下应该尽量低，便于最大程度地减少拉深次数，使得拉深件可以在经过 12 次拉深之后便可以成型。（2）拉深件的结构尽量简单、对称，使变形的均匀性的到保证。对于非对称件，可将两个工件组合后一次拉深成型在分割成两件。（3）带凸缘的拉深件，应该满足 d 凸 ， 而且要求外表面与直壁断面的形t12状最好类似，不然，难以拉深，且切边余量较大。（4）为了能使拉深件进行拉深成型时不会发生形状变形、材料拉裂等质量问题，壁和凸缘的圆角半径 r 2t。当 r0.5mm 时，则应设计整形工序确保零件形状不被破坏。2、对拉深件精密度的要求（1）因为拉深件各个部位的料厚将会发生较大的转变，所以零件图上的外壁和内壁的尺寸应该标注明白。
