1、本科毕业论文（20 届）插 脚 件 金 属 冲 压 模 具 设 计The Design of Pin pieces of metal stamping die design所在学院 专业班级 模具制造及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要插脚件是一种需要大量生产的零件。为了提高加工精度和生产效率，需要设计一部模具来改善它的加工情况。本课题设计为一插脚件的冷冲压模具设计，根据设计零件的材料、尺寸、生产要求等等，首先进行零件的工艺性分析，确定冲裁工艺方案及模具结构方案、进而通过工艺设计计算，确定排样的方案以及板料的切割，计算冲裁力、弯曲力、拉伸力，确定压力中心，计算凸
2、凹模刃口尺寸及公差，初选压力机，设计并选取零部件，进行校核，绘制模具装配草图。其中在结构设计中，主导对凸模、凹模、凸模固定板、定位零件、模架、紧固件进行了设计，并且在结构设计的同时对部分零部件进行加工工艺分析，完成这篇毕业设计。关键词： 插脚件；冷冲压 ； 装配图； 工艺分析AbstractPin member is needed to mass production of parts. In order to improve the machining accuracy and efficiency, to design a mold to improve its processing co
3、nditions. This topic designed as a pin member of cold stamping die design, parts of the material according to the design, dimensions, manufacturing requirements, etc., for the first part of the process of analysis to determine the blanking process solutions and mold structure of the program, and the
4、n through the process design calculations, programs and determine nesting sheet metal cutting, punching calculation, bending, tensile strength, determined punching center, computer punch blade dimensions and tolerances, primaries press, and select components designed for school nuclear, mold assembl
5、y drawing sketches. Which in the structural design, the dominant right punch and die, punch fixed plate, positioning parts, mold, fasteners were designed, and in the structural design of components for processing on the part of both process analysis, the completion of this graduation.Key words: Pin
6、field; cold stamping; assembly drawing; Process Analysis1目 录第一章 概述 .1第一节 毕业设计的目的、内容和要求 .1第二节 设计任务 .2第二章 零件的工艺性分 .4第一节 冲裁的工艺性 .4第二节 弯曲的工艺性 .5第三章 零件的加工工艺方案 .7第一节 工艺方案的拟定 .7第二节 确定工艺方案 .8第四章 模具的工艺计算 .10第一节 毛坯尺寸的计算 .10第二节 提出并确定排样方案 .11第三节 排样的设计计算 .11第四节 冲裁力和弯曲力的计算 .14第五节 模具压力中心的计算 .17第六节 凸凹模刃口尺寸的计算 .19第五
7、章 模具结构确定 .29第一节 初定模具结构 .29第六章 模具主要零部件的结构设计 .312第一节 凸模的设计 .31第二节 弯曲的凸、凹模设计 .34第三节 压力机的选择 .34第四节 定位零件的设计 .36第五节 卸料装置的设计 .36第六节 导向装置的设计 .37第七节 固定与联接零件的设计 .37第七章 模具材料的选择和加工 .39第一节 模具材料的选择 .39第二节 模具零件的加工 .40第八章 模具的装配与调试 .42第一节 模具装配的概述 .42第二节 模具零件的固定方法 .42第三节 冷冲模的装配 .42第四节 模具的试冲和调整 .44参考文献 .45致 谢 .46附 录 .
8、47天津科技大学 2013 届本科生毕业设计1第一章 概述模具是工业产品生产用的重要工艺装备，是以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型（成形） 。在现代产品生产中，由于模具的加工效率高、互换性能及好、并且原材料利用率高，所以得到广泛应用。模具是工业之母，模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。并且模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。模具技术能促使一些新型工业产品的发展和质量的提高，并能获得较大的经济效益，模具是“效益放大器” ，用模具生产的产品价值往往是其模具本身价值的几十倍、甚至上百倍。当代我国非常重视模具工业的发展与模具技术的提高。一些国民经济的
9、支柱产业，如机械、汽车、电子、建筑和石油化工，因其需要大量的模具，都要求模具行业的发展与之相适应，特别是电器、汽车、电机、通信产品、家电中 65%80%的零、部件都需要使用现代优良模具成形。虽然我国模具工业在过去几十年中取得了令人瞩目的发展成果，但是许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重就发达国家来说还是比较低；CAD/CAM/CAE 等计算机辅助技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等，致使相当一部分大型、复杂、精密、和长寿命年限的模具必须依赖进口。因此，此次毕业设计将有助于我们对模具发展现状、模具设计需要考虑的具体问题、材料热处理和设备
10、选用等环节的全面认识，更好地跟上模具行业发展的速度，从而使我们能够在毕业后更快地融入工作中。第一节 毕业设计的目的、内容和要求一、毕业设计目的：毕业课程设计是学生在完成大学本科 4 年课程之后，同时在完成毕业实习的基础上，对自身进行模具设计的综合训练，其目的有：1、总结并检查自身在校期间所学会的实践知识和全部理论，通过毕业课程设计巩固并完善自己的知识理论。2、培养自身理论与实际相结合和独立解决设计实际问题的能力。3、培养自身实事求是、严肃认真的科学态度，树立严谨、正确的设计思想。4、提高自身的课题深入调研、大量文献检索的能力。5、提高自身设计、计算和绘图的技能以及撰写技术文献的能力。6、提高自
11、身在设计过程中发现问题并解决问题的能力。天津科技大学 2013 届本科生毕业设计2二、毕业课程设计具体内容：插脚件冲压模具设计，插脚件属于小型金属制件，适宜采用多工位连续模生产，首先分析插脚件的工艺性，确定其工艺方案，插脚件主要的成形工艺为弯曲，分离的工艺有落料和冲孔，其中还有一步压凸。此外合理选择安排工步的前后顺序也是十分重要的，应当尽可能地避免后一步对于前一步造成影响。然后考虑模具框架，选择模具形式，确定模具结构，模具可为简单模，多工位级进模和复合模。若选择为多工位级进模，则应该合理选择送料和定距的方式。设计分为以下几个步骤：1、前期准备工作：包括对零件进行测绘，准备查阅的资料。2、对插脚
12、件进行详细的工艺性分析，初选设备：包括制件的结构难易程度，制件的精度以及初次选择压力机。3、确定插脚件模具的结构方案，绘制 CAD 草图：并且综合考虑精度、制件大小批量等要求，确定插脚件模具形式，导正及导向方式等。4、完成相关的计算：根据 CAD 草图来计算并选择各个零部件。5、绘制正式图：加以修正 CAD 草图，绘制出 CAD 正式图。6、拆画 CAD 全部零件图，并完成总量为一张 A0 的手绘零件图。7、编撰毕设说明书并打印，完成毕业课程设计。在设计中运用类比法，参考已有的模具设计和典型结构并结合我在实习中所见到的模具，设计出一套完整的符合要求的模具。三、毕业设计要求：1、结合所设计课题，
13、认真查阅相关中、外文科技文献。2、全面分析、理解模具设计过程，提出最终优化设计方案。具体包括：零件尺寸设计、工艺分析（零件形状、尺寸、12 级精度、大批量、材料 08F 等） 、工艺方案优化、模具结构选择、工艺计算与校合、模具及辅助结构设计、典型或关键部件制造工艺、外围设备配置、安全使用注意事项等诸多方面。3、按照学校以及机械工程学院针对毕业设计所制定的相关规章制度、工作量严格要求，认真完成毕业设计。4、熟练掌握计算机绘图；说明书语言流畅、表达准确无误。5、设计图纸折合为 A0 号图纸不少于三张，其中，手工绘制的 A0 号图纸一张，计算机出图两张。6、按照学校规定的格式和内容编写出说明书，字数
14、不少于两万字；参考文献 15 篇以上，其中，外文文献不得少于 3 篇。7、翻译与毕业设计相关的外文文献，译文字数不少于五千汉字。8、完成毕业实习报告一份，字数在两千五百字以上。天津科技大学 2013 届本科生毕业设计39、填写零件制造工艺卡。第二节 设计任务一、设计题目 插件冲压模具设计 二、材料 08F三、厚度 1mm四、技术要求 1、制造精度等级为 IT12，表面光滑无毛刺。2、要求中批量生产。五、工件图图 1-1 制件图天津科技大学 2013 届本科生毕业设计4第二章 零件的工艺性分第一节 冲裁的工艺性一、冲裁的工艺性冲裁件的工艺性是指对冲压工艺的适应性，即冲裁件的形状、材料、尺寸精度以
15、及其他技术要求是否适应冲裁加工的工艺要求，是从冲压加工的角度对冲裁件设计提出的工艺要求。因此，冲裁工艺分析对制定合理的冲裁工艺设计方案相当重要。良好的工艺性和工艺方案可以用最少的工序数量，最少的材料和工时，以最经济的方法保质保量的加工冲裁件。二、冲裁的工艺性分析（一）制件材料性能材料：08F，其力学性能见表 2-1。该材料综合性能良好，有一定的伸长率和强度，韧性好，具有良好的冷冲压性能。表 2-1 制件材料的力学性能 材料名称 牌号 材料状态抗剪强度 MPa/抗拉强度 b/伸长率 (%)10屈服点 MPas/碳素结构钢 08F 已退火的 220310 280390 32 180（二）精度等级1
16、.尺寸精度。冲裁件能达到的尺寸精度一般为 IT10IT12 级，采用较高精度的复合模可达到 IT8IT9 级。如无特殊要求，落料件的尺寸精度要比冲孔低一级。由零件图可知，工件的结构特点为：尺寸小，精度要求较高，板料薄，大批量生产,故对于该制件，精度为 IT12。（二）形状1.形状和尺寸（1）制件的形状不规则，排样时废料较多。（2）制件内外形转角处无尖锐的倾角，各直线或曲线的连接处均满足圆角 R0.25t=0.25mm。（3）制件没有过长的旋臂和过窄的凹槽。（4）制件需冲出较小的孔，根据表 2-2 查得冲孔最小尺寸，制件最小孔，故冲孔尺寸满足冲裁要求。m5.1R天津科技大学 2013 届本科生毕
17、业设计5表 2-2 冲孔的最小尺寸自由凸模冲孔 精密导向冲孔材料圆形 矩形 圆形 矩形软钢及黄铜 1.0t 0.7t 0.35t 0.3t注：t 为材料厚度，单位为 mm。（1） 制件上孔与孔之间，孔与边缘尺寸均不小于（1-1.5）t ，即不小于0.40.6mm，满足要求。（6）制件要求制造精度为 IT12，而一般冲裁件所能达到的尺寸精度为IT8-IT12,因此能够加工出 IT12 精度的制件来，其符合制件的精度要求，制件的粗糙度为 3.2。第二节 弯曲的工艺性弯曲件的工艺性是指弯曲工件的形状、尺寸、精度要求、材料选用以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。良好的工艺性不仅能够简化模具设计，
18、简化弯曲工艺过程和提高生产率，避免各种弯曲缺陷使之易于成形，提高材料利用率和降低成本。弯曲的工艺性分析：由图可知工件的弯曲特点：弯曲部分比较多，而且精度要求一般，选取材料 08F，其塑性和韧性高，有良好的冲压，弯曲性能。（一）弯曲半径弯曲件的弯曲半径 弯曲件变形区的变形程度受最小弯曲系数 K 的限制（弯曲系数 K=r/t, r弯曲半径，t材料的厚度） ，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径 r minx ， 否则会在外表面产生弯曲裂纹。但也不宜过大，因为过大时，受回弹的影响，弯曲角度与圆角半径的精度都不易保证。查得最小弯曲半径见表 2-3。表 2-3 最小弯曲半径 r minx /t退火状态 冷作、硬化状态弯曲线的位置材料垂直纤维 平行纤维 垂直纤维 平行纤维08F 0 0.3t 0.2t 0.5t注：t 为材料厚度，单位为 mm。由表 2-3 可知 08F 钢最小弯曲半径为 r=0.5t=0.5mm，等于工件所需的最小弯曲半径 0.5mm，故满足要求。
