1、 本科毕业论文 （ 20 届） 异形复杂连接件模具设计 SHAPED MOLD DESIGN COMPL EXCONNECTIONS 所在学院 专业班级 材料成型及控制工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 2 摘 要 本说明书详细论述了异形复杂连接件级进模具设计的全过程。冲压模具是指在冲压过程中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备。此模具包括了冲孔、弯曲等基本工序，共九个工位。 说明书中介绍了制品的工艺分析，排样的设计，压力中心的确定，压力机的选择，主要工作零件工作部分尺寸计算与校核，弹性元件的选取等内容。
2、 本次设计采用了双侧刃和侧刃挡块定距和挡料板定位的形式，保证了板料送进的可靠性，并且采用浮顶装置，能够使板料顺利通过模具并冲压成型。由于此制件冲压精度要求不高，故只在关键部位设置了导正销，提高了冲裁或者弯曲精度。本套模具采用向下弯曲形式，使凹模制造简单，浮顶距离降低，保证了制造精度。在最后一工位采用弯曲冲孔一步进行，不但降低了模具制造难度，而且还节省了模具材料。 关键词 ：级进模； 双侧刃； 冲孔与弯曲； 多工位 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 3 ABSTRACT The instructions discusses in detail the complex shaped con
3、necting piece progressive die design process. Refers to the stamping die stamping process, the material (metal or nonmetal) processed into parts (or semi-finished) a special process equipment. This mold includes punching, bending the basic processes of nine stations. The instructions introduces the
4、necessary parts of the process analysis, layout design, the determination of the center of pressure, press the selection, the main working parts working portion size calculation and verification, such as elastic components of the selected content. The design uses a bilateral edge and side edge stopp
5、er fixed pitch and blocking plate positioned in the form of guaranteed reliability sheet fed, and uses floating roof device, enabling smooth passage of the mold and sheet metal stamping. Because of this less precision stamping parts, it only sets the lead in key positions are eliminated to improve t
6、he precision punching or bending. The molds used bent down form, so that the die is simple to manufacture, floating roof reduces the distance to ensure that the manufacturing precision. In the last station of bending punching by step, not only reduces mold manufacturing difficulty, but also save a m
7、old material. Keywords: progressive die; two side edges; punching and bending; more stations; 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 4 目 录 第一章 概述 (1) 第一节 设计任务 (2) 第二节 基本思路 (3) 第二章 冲裁件的工艺分析 (4) 第三章 零件的加工工艺方案 (6) 第一节 工艺方案的拟定 (6) 第二节 确定工艺方案 (7) 第四章 模具的工艺计算 (9) 第一节 毛坯尺寸的计算 (9) 第二节 排样的确定 (10) 第三节 冲孔 /落料凸凹模刃口尺寸计算 (13) 第四节
8、弯曲凸凹模工作部分尺寸计算 (23) 第五节 冲裁力和弯曲力的计算 (25) 第六节 模具的压力中心的计算 (31) 第五章 模具结构的 确定及计算 (38) 第一节 模具结构方案确定 (38) 第二节 工作零件的设计 (39) 第三节 定位零件的选择与设计 (42) 第四节 卸料装置的选择与设计 (43) 第五节 导向装置的设计 (44) 第六节 固定与联接零件的设计 (44) 第七节 弹性元件的选用与计算 (45) 第六章 冲压设备的选取 (47) 第七章 模具材料的选择和加工 (48) 第一节 模具材料的选择 (48) 第二节 模具零件的加工 (49) 第八章 模具的装配和调试 (51)
9、 第一节 装配要求 (51) 第二节 装配方案 (51) 第三节 模具的试冲和调整 (54) 第九章 总结与展望 (55) 参考文献 (56) 致 谢 (57)附录 冲压工艺卡 (58) 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 5 第一章 概述 模具 装备 是 世界现代 制造业的重要工艺 组成部分 ，模具行业是 资金密集型、技术密集型 的 高科技 行业， 其 作为重要的生产装备在 很多方面 为 各行各业的生产服务， 与此同时 也直接为高技术 生产 产业服务。由于模具生产 过程 要采用一系列的 高新技术 ， 如 CAD/CAE/CAM 技术、计算机技术、激光技术、并行技术、快速成型技术、高速加
10、工 技术 及超精加工技术等 。 因此，模具工业已成为高新技术产业相当 重要 的 部分。现代模具 行业 是 在 高技术背景下工艺密集型 的 工业 行业，在产品生产方面有着极其重要的地位 。模具技术水平的高低，在 相当 程度上 影响 产品的 质量和新技术新产品的开发 和应用的 能力。因此，模具行业已成为衡量一个国家 生产 制造技术高低的重要标志。 目前，我国不仅在汽车制造方面，而且在航空航天、轻工、家电等设计并制造冲压模具的很多生产厂家之中，模具设计依然靠手工（计算机绘图）方式操作，设计凭借经验。这样的设计思想、设计手段仍然停留在比较落后的水平上，致使大量的关键性的模具特别是轿车外覆盖件模具设计不
11、得不花费大量外汇，依靠进口技术来设计、分析和加工等，这与我国工业和高技术行业的发展极不相适应。模具工业技术水平直接制约着我国工业乃至整个机械加工业的发展。 近些年，模具行业的技术和制造水平得 到了飞速的发展，只有顺应市场的发展，赶上科技的脚步，才能使我国的模具制造行业拥有脱胎换骨的变化，并且立足于世界领先水平。所以要向着高效、高自动化、高科技、高寿命等多个方向发展，着眼科技水平的研发、加大研究的投入，生产出质量优、价格合理的具备世界先进水平有较高市场竞争力的模具。 多工位级进模与精冲模代表了模具在冲压方面的发展方向，这两种模具在精度要求和寿命要求方面很高，主要为仪器仪表零件、电子工业产品、电机
12、电器组件、汽车零部件等制造应用，特别适用于需要成批生产的呈板形的零部件。连续模和精冲模在我国目前工业水平 已有一定的基础，很多公司已引进了国外比较先进的技术和加工设备，部分产品已达到世界先进水平，为我国先进生产技术方面的提升提供了充实经验。 作为即将毕业的模具设计专业的大学生来说，两年机械基础和两年模具专业知识的学习，为以后从事机械方面特别是模具设计的工作打下了坚实的基础，同时在校期间了解了模具行业的现状以及其发展趋势，这为我们展现了模具这一行业蓬勃发展的未来，并预示高科技高技术的不断发展，将为我们带来更大的便利和技术支持，它有助于我们把握自己学习的方向，提高自己的专业素养。 天津科技大学 2
13、013 届本科生毕业设计 6 第一节 设计任务 1、设计题目： 异形复杂连接件模具设计 2、材 料： 08 钢 3、厚 度： 1mm 4、技术要求： （ 1）大批量生产； （ 2）制造精度等级为 IT13IT14，表面光滑平整无毛刺。 5、制件图 图 1-1 三维图 图 1-2 制件图 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 7 第二节 基本思路 1、基本思路 接受任务 工艺分析确定方案 确定模具结构 绘制结构草图 参数校核 绘制模具总装图 绘制非标零件图 编写说明书 2、框架 接受任务书 分析制件工艺性 确定工艺方案（最优） 确定模具结构方案 绘制模具结构草图 对相关参数进行校核 绘制正式
14、图 不满足修改任务 不满足，重新定义，再次校核 编写说明书 满足 满足 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 8 第二章 制件的工艺分析 一、制件的工艺性分析 如图 1-2 所示，该制件的整体尺寸较小，个别尺寸比较微型，属不规则形状的小型冲压件。材料为 08 钢，厚度为 1mm.。其包含的工艺方法有冲孔、落料、弯曲三种。 （一）制件的冲裁工艺性分析 1、冲裁件的精度等级和断面粗糙度 该制件的精度等级为 IT13 IT14，属于较低精度冲压，根据 1表 3-6 P48，需要按入体原则标注。 当冲裁厚度为 2mm以下金属板时，断面的粗糙度 Ra 可达 12.53.2um，此制件要求精度较低故断
15、面的粗糙度值为 Ra6.3um及以下。 2、冲裁件的结构形状与尺寸 （ 1）此制件形状较为复杂，且部分不对称。 （ 2）孔与孔之间的距离满足 c (1 1.5)t,孔与边之间的距离 c (1.52)t,很好的避免了工件变形。 （ 3）冲孔时因凸模强度限制，直径不宜过小，孔径最小 1.8 1,符合工艺性。 （ 4） 转角处有圆弧过渡，圆角 R=0.50.25t=0.25。 1P49 （二）制件的弯曲工艺性分析 一般弯曲件尺寸公差控制不超过 IT13，符合要求， 1、弯曲件的弯曲半径不能小于此工件所用材料的最小弯曲半径， 08 钢的最小弯曲半径为 0，此制件的弯曲半径为 0.5mm，满足此要求。
16、2、弯曲件的弯曲直臂高度应大于 2t,此制件最小弯曲直壁为 2t=2mm，满足要求。 3、孔处于弯曲变形所在区域以外，本制件弯曲和冲孔处距离较远，满足。 4、弯曲件孔的位置在 t=t,均符合要求。 1P142 综上，此制件符合工艺性要求，可以进行下一步操作。 二、材料性能 （一）材料的成分 1、材料： 08 钢 特性及适用范围： 08 钢是比较软的碳素钢，其强度和硬度都较低，而韧性及塑性都比较高，具备良好的冲压、拉延、弯曲等冷加工、焊接性能。但同时存在着时效的敏感性，淬透及淬硬 性比较低的缺点。 2、化学成分： 碳 C ： 0.05 0.12 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 9 硅
17、Si： 0.17 0.37 锰 Mn： 0.35 0.65 硫 S ： 0.035 磷 P ： 0.035 铜 Cu： 0.25 （二）材料的性能以及适用范围 力学性能： 抗拉强度 b (MPa) ： 325 屈服强度 s (MPa)： 195 伸长率 5 ( )： 33 断面收缩率 ( )： 60 硬度 ：未热处理 131HB 天津科技大学 2013 届本科生毕业设计 10 第三章 零件加工工艺方案 冲 压件的 工艺方案主要包括冲压 基本工序的 性质 及其数量 、冲压 辅助工 序 、工序组合 和顺序 、 各工序半成品形状和尺寸 、模具结构型式 、 冲模压力中心等。在对以上 各个步骤进行 分析
18、研究 以后 ，提出几种可 能 的冲 压 工艺方案， 再 比较其可行性、技术支持和 经济 成本 。一个冲压件 一般 需要多 步 冲压工序才能完成 ，如冲孔、落料、弯曲等， 各 步 冲压工序 分别起到不同的作用。所以 确定冲压工 艺 方案时 ， 除了根据冲 压 件结构 特征 外，还 应 根据冲 压 件的尺寸精度、生产批量、尺寸大小、材料性质和形状复杂度， 综合起来 考虑采用单工序模，还是选用复合模或连续模 进行 冲 压 。 第一节 工艺方案的拟定 工艺方案即所需产品的加过过程是怎样的，冲压产品的生产可以用单工序模、可以用级进模或复合模，还可以用综合以上的加工方法。表 3-1 列出了三种模具的比较。
19、 表 3-1 单工序模、复合模和连续模的特点比较 1 项目 单工序模 连续模 复合模 冲压精度 较低 较高（ IT10IT13） 高 (IT8IT11) 制件平整程度 一般 不平整、高质量件 需较平 因压料较好，制件 平整 冲模制造的难易性及价格 容易、价格低 简单形状制件的级进模比复合模制造难度低，价格也较低 复杂形状制件的复合模比级进模制造难度低，相对价格低 生产率 较低 最高 高 使用高速自动压力机的可能性 有自动送料装置可以连冲，但速度不能太快 适用于高速自动压力机 不宜用高速自动压力机 材料要求 料条要求不严格， 可用边角料 条料或卷料，要求 严格 除用条料外，小件可用边角料，但生产率低 生产安全性 不安全 比较安全 不安全，要有安全 装置 1P69 表 3-12 该冲压件需要冲孔、落料、弯曲等工序，可考虑的方案有：
