1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 集成吊顶板外轮廓冲裁模具的设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 本论文主要介绍的是集成吊顶板外轮廓冲裁模具的设计及其工艺。这个模具主要应用于公司以及家用吊顶板的制造。 该模具主要是由上 模座、下模座、凸模、凹模、凸模固定板、垫板、销钉、螺钉等零部件组成。通过这些零部件的装配，可以制作出所需要的产品。 本论文概括了集成吊顶板外轮廓冲裁模具设计的背景和意义，并且从我国的一些基本技术阐述了冲压技术以及冲裁模具的发展现状和未来的发展方向。该文制定了冲裁模具的总体设计路线，分析了冲裁模具
2、各部分的制作工艺，并且较完备的介绍了上下模座、凸凹模、凸模固定板、垫板等的模具结构、工艺参数以及冲裁力、压力中心、刃口尺寸，凸凹模大小尺寸、上下模座尺寸等一系列的设计数据。 通过该文可以大致了解集成吊顶板外轮廓设计的 主要步骤和零部件的设计，保证设计的模具可以正常使用。 关键词： 集成吊顶板，冲裁，模具 II Integrated ceiling panels outline the design of punching die Abstract This paper introduces the outline integrated ceiling plate blanking die de
3、sign and process.The mold is mainly used in corporate and home ceiling boards. The mold is mainly on the die holder, die holders, punch, die, punch a fixed plate, pads, pins, screws and other component parts.Assembly of these parts, you can create the required product. This paper summarizes the outl
4、ine of an integrated ceiling plate blanking die design background and significance, and from some of the basic techniques of stamping techniques and describes the development of Die status and future direction of development. This paper developed a line of the overall design of punching die, punchin
5、g die each part of the production process, and a more complete description of the upper and lower die holder, punch, punch a fixed plate, pads and other die structure, process parametersand the blanking force, the pressure center, edge size, punch and die sizes, the upper and lower mold base size an
6、d a series of design data. Overview of the adoption of the text can be integrated ceiling panels outline the main steps in the design and parts design, ensure that the design of the mold can be used normally. Keywords: Integrated ceiling panels， punching, mold III 目录 摘 要 . I Abstract . II 1 绪论 . 5 1
7、.1课题的来源 . 5 1.2集成吊顶板外轮廓冲裁模具的设计、意义 . 5 1.3冲压技术及冲裁模具的发展现状和发展方向 . 5 1.3.1 冲压模市场状况 . 5 1.3.2 冲压模当前的水平状况 . 6 1.3.2 我国 CAD/CAM 的发展水平 . 6 1.3.4 冲压模具设计与制造能力状况 . 7 1.3.5 冲压模具的发展研究方向 . 8 2 集成吊顶板外轮廓冲裁模具的总体设计 . 9 2.1设计内容 . 9 2.2采取的技术路线 . 10 2.3研究的重点和难点 . 11 2.4预期达到的目标 . 11 3 冲裁工艺及冲裁模具设计 . 12 3.1冲裁过程分析 . 12 3.1.
8、1 冲裁原理 . 12 3.1.2 冲裁件的质量及其影响因素 . 13 3.2 排样设计 . 14 3.2.1 排样 . 14 3.2.2 搭边 . 16 3.2.2.1 搭边定义 . 16 3.2.2.2 送料进距 . 17 3.2.2.3 条料宽度的确定 . 17 3.3冲裁工艺计算 . 18 3.3.1 冲裁力及压力中心计算 . 18 3.3.1.1 冲压力 . 18 3.3.1.2 压力中心的确定 . 19 3.3.2 冲裁间隙 . 19 3.3.3 刃口尺寸的确定 . 20 3.3.4 凸模的确定 . 21 3.3.5 凹模的确定 . 22 IV 3.3.6 卸料板的设计 . 22
9、3.3.7 定位销 . 23 3.3.8 固定零件 . 23 3.3.8.1 导柱和导套 . 23 3.3.8.2 上、下模座 . 24 3.3.8.3 模具的闭合高度 . 24 3.3.9 压力机的选择 . 24 结束语 . 25 参考文献 . 26 致谢 .错误 !未定义书签。 附录 . 27 附录图 1 凹模 . 27 附录图 2 凸模 1. 28 附录图 3凸模 2. 29 附录图 4凸模固定板 . 30 附录图 5垫板 . 31 附录图 6上模座 . 32 附录图 7 下模座 . 33 附录图 8 卸料板 . 34 附录图 9 定位销 . 35 集成吊顶板表面花纹冲压模具的设计 5
10、1 绪论 1.1 课题的来源 随着现代家庭厨卫空间的不断增大，传统的“扣板 +电器”再也不能满足人们对个性和美的追求，因此集成吊顶产生了。集成吊顶就是照明、换气、取暖、吊顶的一体化，将吊顶模块与电器模块，都制作成标准规格的模块，这些模块可组合，安装时集成在一起，从而完美地解决了吊顶装修存在的许多弊端。相对传统的吊顶，既实现了照明、换气、取暖的功能优化，又实现家居装饰的美学优化，技术、艺术的双重升华，模块化 DIY 的自组魅力，使得其旋即风靡中国家居建材市场。 1.2 集成吊顶板外轮 廓冲裁模具的设计、意义 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得
11、所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是在冷冲压加工中，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，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力 1。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来，许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已经普及了
12、二维 CAD，并陆续开始使用 UG,Pro/E， I-DEAS 等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow等 CAE软件，并成功运用于冲压模的设计。伴随着这些软件的加入，模具设计行业已经越来越向尖端化，高科技化迈进。这些软件的应用不仅可以大大缩短产品设计的时间，而且可以极大的提高产品模具的精确度和质量，以使产品满 足客户的要求 5。 1.3 冲压技术及冲裁模具的发展现状和发展方向 1.3.1 冲压模市场状况 我国考古发现，早在 2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。 1953年，长春第集成吊顶板表面花纹冲压模具的设计 6
13、一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于 1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20世纪 60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了 300多亿元各类冲压模具的生产能力。 我国冲压模无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国 民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。 据中国模具工业协会发布的统计材料， 2004年我国冲压模总产出约为 220亿元，其中出口 0.75 亿美元，约合 6
14、.2亿元。根据我国海关统计资料， 2004年我国共进口冲压模具 5.61亿美元，约合 46.6亿元。从上述数字可以得出 2004年我国冲压模市场总规模约为 266.6亿元。其中国内市场总需求为 260.4 亿元，总供应约为 213.8亿元，市场满足率为 82%。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具
15、有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好， 2005 年冲压模出口达到 1.46 亿美元，比 2004年增长 94.7%就可说明这一点；三是近年来港 资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 1.3.2 冲压模当前的水平状况 近年来，我国冲压模水平已有很大提高。大型冲压模已能生产单套重量达50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 12 m，寿命 2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra 1.5 m 的精冲模，大尺寸（ 300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当
16、高的水平 78。 1.3.2 我国 CAD/CAM 的发展水平 我国模 具 CAD/CAM技术的发展已有 20多年历史。由原华中工学院和武汉 733厂于 1984 年共同完成的精冲模 CAD/CAM 系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM 系统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同完成的冷冲模CAD/CAM 系统是我国自行开发的第一个冲裁模 CAD/CAM 系统。上海交通大学开发的冷冲模 CAD/CAM 系统也于同年完成。 20 世纪 90 年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用 CAD/CAM 技术。国家科委 863 计划将东风汽车公司作为 CIMS应用示范工厂，由华
17、中理工大学作为技术依托单位，开发 的汽车车身集成吊顶板表面花纹冲压模具的设计 7 与覆盖件模具 CAD/CAPP/CAM 集成系统于 1996 年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 CAD/CAM 软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。 1997 年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 CAE软件并开始用于生产 5。 21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模企业基本都有了 CAD/CAM 技术。其中部分骨干重点企业还具备各 CAE 能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人
18、们的共识。在“ 八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM 系统。如美国 EDS 的 UG，美国 Parametric Technology 公司的Pro/Engineer，美国 CV公司的 CADS5，英国 DELCAM公司的 DOCT5，日本 HZS公司的 CRADE及 space-E，以色列公司的 Cimatron，还引进了 AutoCAD、 CATIA等软件及法国 Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的 Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆 盖件模具生产企业普遍采用了 CAD
19、/CAM技术。 DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维 CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域 1。 1.3.4 冲压模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车 和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制
20、造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距 1。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水 平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距 1。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（ T
21、D处理）及许多镀（涂）层技术在集成吊顶板表面花纹冲压模具的设计 8 冲压模上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用 5。 1.3.5 冲压模具的发展研究方向 近几年来，绿色设计已延伸到机械制造业当中。而模具是工业生产的基础工艺装备，它的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制 造水平高低的重要标志，因而在模具行业中提倡绿色设计应更为重要。 “绿色模具”不仅仅指在使用时对环境的影响小，还应是从制造到报废的整个生命周期内对环境的破坏是最小的。 绿色模具的生命周期与环境相关的有如下几个阶段：设计、制造、销售、使用、维护与服务和报废回
22、收。绿色设计就是要在产品开发设计时就充分关注在这几个阶段中如何减轻其对环境的影响： 1）原材料的选择。模具材料选择是产品设计的第一步，因此，其绿色程度对产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色模具设计的材料选择对最终产品的“绿色程度”具有重要意义。绿色设计的材 料选择必须建立在绿色材料的基础上。 2）原材料的回收。绿色模具设计首先要考虑的是制造模具的原材料的回收问题，这是因为模具造价昂贵，它的回收利用可以大大节约资金和能源。 3）模具的可拆卸性设计。对于模具设计来说，可拆卸性就显得尤为重要，因为有实质要更换凸、凹模就可实现一种新产品的生产。不可拆卸不仅造成大量可重复零部件材料的浪费，而且因废弃物
23、不好处置，还会严重污染环境。可拆卸设计要求所设计的结构易于拆卸、维护方便，并在产品报废后可重复使用。 4）采用模具先进制造技术。在制造过程中选用生产浪费最小、能量消耗最低的 制造工艺也是非常重要的。 集成吊顶板表面花纹冲压模具的设计 9 2 集成吊顶板外轮廓冲裁模具的总体设计 2.1 设计内容 进行模具的 零件设计、装配设计等 。进行工艺分析，确定工艺方案，完成工艺设计。最后在此基础上完成一套完整的集成吊顶板外轮廓冲裁模具设计， 绘制出模具的装配图和零件图。 拟采用集成吊顶板冲压成型工艺方案如下： 1）对原板料进行冲剪，冲剪成 340 340 板料尺寸； 2）对板料进行冲孔； 3）冲裁 4个角； 4）冲压板料 4个边的扣眼； 5）对板料进行折弯； 6）对板料进行表面花纹冲压； 本次设计需要的板料尺寸为 335 335.如图所示
