1、本科毕业论文（20 届）暖气片挂架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： 暖气片挂架冲压工艺分析及模具设计 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模具技术丛书委员会.冲模设计应用实例M.北京:机械工业出版社,2008.4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暖气片挂架冲压工艺分析及模具设计摘 要：冲压模具在钣金成型中运用十分广泛，它主要适用于材质较软的金属成型，其制件通常具有尺寸稳定，互换性好，生产效率高，材料利用率高，生产成本低等特点，在现代制造
4、业中具有无与伦比的优势。本课题就是以冷冲模的相关知识作为依据,简述冷冲模具的设计，制造过程。本设计对指定工件进行复合，弯曲模的设计，利用 Auto CAD，Pro/Engineer 软件对工件进行设计绘图。运用现代计算机技术，在设计中能能模拟模具生产过程，降低了模具设计成本，及时发现问题，这样设计的模具可靠，大大解放设计人员处理模具共性问题，使设计人员专注创造性问题。关键词：复合模,弯曲,创新Forming process and die design for heating radiator bracketAbstract：The use of a wide range of stampin
5、g dies in a sheet metal stamping die molding used in a wide range of sheet metal mold. It is mainly applied to relatively soft metal forming, its parts typically have dimensional stability, interchangeability, high production efficiency, material utilization, low production expenditure, unmatched in
6、 modern manufacturing advantage. The issue that relevant knowledge of die is as a basis die with the designing brief, the manufacturing process.We design workpiece of compound die and the bending die It uses Auto CAD, Pro/Engineer software to design and draw of the workpiece. The use of modern compu
7、ter technology designs to simulate die production process. It can reduce the die design expenditure and identify problems. die designs reliability, liberate designers to deal with the common problems of die, It allows designers to focus on innovative issues.Keywords: Compound die, Bending die, Innov
8、ationII目 录1 绪论 .11.1 我国模具行业的发展现状及未来展望 .12 工艺分析及工艺方案的确定 .32.1 冲压、弯曲件工艺分析 .33 排样 .53.1 搭边值的确定 .53.2 排样设计 .54 零件工艺计算 .74.1 冲孔落料复合模工艺计算 .74.2 冲孔落料复合模冲裁力 .94.3 计算压力中心 .95 冲裁模具设计和设备选择 .115.1 模具类型的选择 .115.2 定位方式的选择 .115.3 卸料、出件方式 .115.4 导向方式的选择 .115.5 凸凹模的设计 .115.6 复合上凹模结构设计 .125.7 挡料销的选择 .145.8 导柱、导套的选择与配
9、合 .145.9 模柄的选择 .145.10 凸模固定板 .145.11 弹性卸料装置 .155.12 推杆的结构设计 .155.13 下凸模固定板结构设计 .165.14 模具模座的选择 .165.15 上下垫板 .175.16 模具的闭合高度，冲模与压力机的关系 .186 弯曲模的设计 .196.1 弯曲模具介绍 .196.2 弯曲件的工艺性计算 .196.3 弯曲件的直边高度与弯曲件边距 .196.4 弯曲力的计算 .206.5 弯曲力的吨位的确定 .206.6 弯曲模工作部分结构参数确定 .206.7 弯曲凸模和凹模尺寸的计算 .22III6.8 弯曲凸模的结构设计 .226.9 弯曲
10、凹模的结构 .236.10 挡板结构设计 .236.11 弯曲模压力中心的计算 .246.12 压力机的选用 .247 模具材料的选择 .267.1 复合模工作零部件材料选择 .267.2 弯曲模主要材料的选择 .268 加工方法与热处理 .278.1 以落料凹模固定板为例 .279 设计并绘制模具总装图及选取标准件 .289.1 冲孔落料复合模总装图 .289.2 弯曲模总装图 .289.3 选择标准件 .2910 模具的安装和调试及检测标准 .3010.1 冲孔落料复合模的安装 .3010.2 弯曲模的安装 .3010.3 模架的检测标准与验收 .3111 结论 .32参考文献 .33致
11、谢 .3411 绪论材料成型工艺与模具技术的发展奠定了现代工业发展的的基础，模具作为重要的生产装备和工艺发展，在现代工业的规模生产中日益发挥着重要作用。冷冲压一般是指在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需得一定形状、尺寸和性能的产品的一种加工方法，它是压力加工方法的一种，是机械制造中先进的加工方法之一1。冲压模具是冲压生产必不可少的工具。通过模具进行生产的产品具有优质，高效，节能，成本低，互换性好等显著特点，因此，在机械、电子、汽车、仪表仪器、通信、航空航天等领域的产品制造中获得广泛应用，作用不可替代。在许多先进的工业国家里，模具工业得到高度重视，例如在
12、美国与日本，模具工业的产值已超过机床工业，模具成为重要的产业部门。模具设计制造质量与产品质量息息相关，尤其是在抢占市场占有率上。据相关机构调查，模具行业未来的市场需求还很大，未来市场价值在 100 亿美元以上。1.1 我国模具行业的发展现状及未来展望我国是一个传统制造业大国，模具设计与制造是制造业的核心技术装备。我国目前拥有几百万人从事有关模具设计与制造行业，尤其是改革开放以来各项基础技术与人才的积累，已具备朝着制造业强国迈进的基础条件。当前制造业面临转型问题，这对于我国来说既是挑战，又是历史机遇。但是与先进工业国家如美国，德国、法国、日本等国家相比，我国模具制造业的竞争还不够强。主要体现在以
13、下几个方面：一是基础薄弱，高技术人才不足，工艺装备水平低且配套性差，科技创新能力较弱，信息化程度较低，模具标准件没有形成系列化，标准化、专业化，商品化，尤其是标准化程度低已是制约模具行业发展的瓶颈：二是模具企业之间未形成承接大规模成套任务的协作机制模具标准化水平和标准件覆盖率低也对模具质量，成本有较大影响，特别是对模具制造周期的影响更为突出，这导致我国模具产业结构总体在全球模具产业的中下游,缺乏竞争力，导致出口处于劣势，整体效率不高，不能很好的与国际市场接轨，以上种种原因严重限制我国模具行业走向未来。随着工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度显著加快，新材料的不断涌2现，对模具的设计与制造提
14、出越来越高的要求。改革开放以来，模具行业经过 30 年的快速发展，比如，在冷冲模方面，最具代表冲压模具水平的是汽车覆盖件，国内有多家公司能生产，例如第一汽车厂模具设计中心，东风汽车模具厂等都能生产。在模具 CAD/CAE/CAM 技术上，冷冲模和精冲模 CAD 软件，模具的电加工与数控加工技术，快速成型（RP）和快速制模技术，新型模具材料等方面有显著地进步和多项研究成果。但无论是数量还是质量都满足不了国内外市场的需要。造成这种情况原因有以下几个，一是模具商品化，标准化程度低，相关企业管理制度落后，不能适应市场需求；二是数控化设备使用率偏低和工艺落后；三是东西部发展不均衡，标准不统一，造成国内模
15、具行业信息流通不畅。这与我国制造业发展目标相比仍有不少的差距。为了实现国家工业化，实现中国梦，更好的适应国民经济快速发展，模具工业需要进行进一步技术结构调整和加速标准化。因此，我们应用发展的眼光制定相关政策，应认清现实，着眼未来，着重发展模具行业的关键、共性技术，不断投入加大对模具新材料，新技术的开发与推广应用力度，鼓励相关科研机构与企业的积极创新，着重发展重点企业，建立健全模具标准化，用现代化的科学技术与管理理念提升我国模具行业的整体水平，使我国模具行业朝大型，精密，复杂，高效，长寿命和多功能方向发展，提升模具行业的整体技术水平，将是我国模具行业现阶段发展面临的一个重要任务。研究目的：“暖气
16、片挂架冲压工艺分析及模具设计”是指导老师根据多年的生产经验命题的，有很强的实际应用价值，能对实际生产加工提供指导。该课题能较好的运用大学期间所学的专业课。通过此设计，可以达到：1 综合运用大学期间所掌握的专业知识；2 培养学生正确的设计思维，设计理念；3 进一步提高学生调查研究，理论分析，设计计算，查阅资料及绘制图样等各方面的基本技能;4 能将学生大学阶段所学专业知识进行系统的升级，培训学生严谨的工程思想：5 能为以后学生处理实际工程问题提供指导。研究内容：（1）暖气片挂架的工艺性分析（2）冲压模具的总体结构选择与设计（3）冲压模具的工艺与设计计算（4）模具主要部件材料的选择3（5）模具的总装
17、图与零件设计与计算2 工艺分析及工艺方案的确定挂架是支撑暖气片的一种零件，此制件不是很复杂， 为一个 L 形制件，中间带有孔。生产时只需要保证基本尺寸正确。如图 2.1 所示，制件的材料选用优质碳素结构钢 20 钢（冷作硬化的），厚度为 1.5mm，用冲压方法完成加工。20 钢具有优良的冷冲压性能，一般应用于受力不大的零件，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高，该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢，强度低，韧性、塑性均好。抗拉强度为 355500MPa，伸长率24%，其钣金具有优良的冷冲压性能。图 2.1 挂架零件2.1 冲压、弯曲件工艺分析该制件的生产采用三道基本工序就能成型，拟采用弯曲
18、、冲孔、落料基本工序,该制件生产批量大，而且工艺弯曲半径大于最小弯曲半径，根据最小弯曲半径的计算公式得：1t=1x1.5mm=1.5mm3mm,能生产制造。根据制件的工艺性分析，其基本工序有弯曲、落料，冲孔三种，根据不同的生产批量，可以有初步拟定以下 3 种工艺方案：（1）冲孔落料弯曲单工序模（2）冲孔、落料复合模弯曲模冲压，采用复合模生产（3）冲孔弯曲落料连续冲压，采用级进模生产4方案（1）属于单工序模，模具结构简单，维修方便，设计制造成本低，但需要三道工序、三套模具，需要机床多，生产效率低，累计误差大，工件精度低，工人劳动强度大，不符合现代制造业要求，难以满足该制件的大批量生产要求，方案（
19、3）只需要一套模具，生产效率高，级进模具有操作安全的显著特点，使用级进模能够实现自动化生产，但级进模总体尺寸较大，结构复杂，设计制造成本较高，较难保证内、外相对位置的一致性，精度不易保证，维修不便，不适合快速换，修模；方案（2）只需要两套模具，制造成本适中，生产效率较高，精度足以满足生产要求，并且结构较简单，维修方便，适合快速换模。综合经济效益与劳动强度选方案（2）。摘自冷冲模设计复合模是在一次行程中，在同一位置，同时完成几道工序的冲模。因此它不存在连续模定位误差的问题1。本方案其基本工作原理为：上模座在压力机作用下下行，落料凹模下行，冲裁条料，在下底座凸模作用下，冲出零件外形轮廓，同时，冲孔凸模冲出零件孔，当上模座回程时，弹性卸料板在弹性物质作用下将条料从凸凹模上将废料卸下，冲孔废料直接由冲孔凹模孔落下，制件在通过推板，推杆与推件板将制件从落料凹模中自上而下推出，采用挡料销控制送料方向。
