通用汽车底板支撑架修边冲孔模具设计说明
1绪论
1.1我国汽车冲压模具的发展现状
随着汽车工业的快速发展，服务于汽车生产的模具近年来也快速发展。汽车模具种类很多，其中冲压模具和塑料模具是用量最大的两大类。此外，还有铸造模具、锻造模具、橡胶模具、粉末冶金模具及拉丝模具和无机材料成型模具等。在汽车工业十分发达的国家，为汽车服务的模具往往要占到其全部模具生产量的 40％以上。经过多年发展，我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的 1/3 左右，其中，冲压模具要占一半左右。由此可见，汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。尤其是汽车制件模具直接关系到汽车车型，因此其地位尤为重要。
就我国模具行业综合能力和水平来看，对于中档及其以下汽车的冲压具，国内目前已完全有能力可以设计制造，满足用户所需，部分高级轿车的冲压模具其国内也已开始生产。虽然如此，我国的冲压模具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制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。轿车制件模具具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表制件模具水平。虽然在设计制造方法和手段上面已基本达到了国际水平，模具结构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异。
我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为 3O％左右。我国冲压模具自产自配比例约为 60％左右。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具专业化程度较高，例如制件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车制件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车制件模具的能力，但其主要用户不在四川。另外，企业之间近年来正在逐步形成“战略联盟”。形成联盟的企业，往往以一个实力强大和水平较高的大型模具厂为核心，在一定的地域范围内有很好的协作关系，包括原材料、工艺、技术及市场乃至资金和人员方面的协同等。长春及其周边地区、哈尔滨及其周边地区、湖北十堰及其周边地区、京津冀有关地区、成渝有关地区、上海及其周边地区、芜湖
及其周边地区等，都已形成了由一大批企业组成的汽车冲压模具的“联盟生产基地”
。
1.2毕业设计课题的任务、要求、技术难点及要达到的预期效果
首先，要了解整个模具行业的发展概况以及应用水平，特别是冲压模具设计的
先进技术和方法。其次，熟练掌握 UG 应用软件，还要了解目前应用较为广泛的其他
应用软件，如 UG、CATIA、AutoCAD 软件等。再次，必须对冲压材料的成型特性有足够的了解。最重要的是在基于 UG 软件的基础上着手于本课题——汽车底板支架修边
冲孔模具的设计。本课题要解决的主要问题是：1、制件工艺分析；2、冲压工艺方
案确定；3、修边冲孔模参数计算；4、修边冲孔模总体结构设计；5、一些辅助机构
的设计、排列和选用。最后需要利用 UG 软件绘出该零件冲压模具的三维图，利用AutoCAD 绘制其二维工程图。
为了解决这些问题，必须先明确本冲压模具的设计重点，作出详细的工作进度
计划。在这其间要多参照已成型的模具结构，熟练掌握 Ug 和 AutoCAD 软件的使用；掌握冲压模具的设计程序、规范及结构特点；了解模具标准件，学会标准件库的建
立，以提高模具设计效率；学会使用参数化设计方法，以减少设计周期。最后还应
掌握模具零件尺寸公差与零件设计的几何要求关系，因为在设计模具时，必须根据
制件的尺寸和精度要求来确定相应的成型零件的尺寸和精度等级，得到零件的工作
尺寸。所有这些资料必须通过图书馆查找期刊文献、会议文献以及专业书籍和网络
数据库得到，所以还要熟练掌握资料的检索。
2汽车底板支撑架修边冲孔模具设计
2.1 制件的工艺分析
如图 2-1，图 2-2 分别为汽车底板支架制件的轴测图和正视图。此制件为大批量生产，如果能够采用冲压工艺将大大的提高生产效率、降低生产成本。
图 2-1汽车底板支架轴测图
零件结构：该所要修边的冲压件形状复杂，模具分离刃口所在的位置是任意的空间曲面；冲压件存在不同程度的弹性变形。因此，进行模具设计时，在工艺上和模具结构上应考虑制件定位、模具导正、废料的排除、工件的取出问题。
尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸属自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸公差。由零件图可知此冲压件的尺寸精度一般，普通冲裁即可满足。
结论：此冲压件适合用普通冲裁的垂直修边冲孔模来完成。
2.2冲压工艺方案的确定
该冲压件包括拉延、修边冲孔和整形三个基本工序，可采用先拉延再修边冲孔（落料），后整形的单工序模生产方案。单工序模具结构简单，制造方便，此制件
需要三道工序，三套模具就能完成冲压件的加工，并且可以满足冲压件大批量生产的需要。另外此制件用垂直修边冲孔模即可完成冲压，无需斜契机构，所以模具空间布局比较宽敞，有利于制件空间定位。
本次设计仅作修边冲孔模设计，另外两道工序拉延和整形由别的同学负责设计完
τ :抗剪强度﹙kgf/ mm ﹚ 表 2 卸料力系数表
注:卸料系数 K 卸在冲大搭边和复杂轮廓时取上限值
成。
2.3 参数计算
1.冲裁力(如图 2-3)计算
P=l·t·τ =1320·0.8·45=47520kg 式中:
P: 冲裁力﹙kg ﹚﹙无阶梯状态下计算﹚
l: 冲裁长度﹙mm ﹚
t:板厚﹙mm ﹚
2
图 2-3 冲裁力示意图
τ : 抗剪强度﹙kgf/ mm 2
﹚按表 1 卸料力
卸料力因料厚形状等的不同而各异。一般为冲裁力的 2～6﹪。
P 卸=K 卸·P=47520·0.06=2851.2kg
式中
K 卸：卸料系数见表 2
3.修边尺寸展开计算
本模具为无伸长和压缩的纯直角弯曲情况，其中性层为料厚的 40﹪（如图 2-4）: X=H-0.43r+0.52t
料厚 K 卸
钢 ≦0.1 0.06～0.09 ＞0.1～0.5 0.04～0.07
＞0.5～2.5 0.025～0.06
＞2.5～6.5 0.02～0.05
＞6.5 0.015～0.04
铝、铝合金 0.03～0.08
紫铜、黄铜 0.02～0.06
图 2-4修边尺寸展开示意图
4.间隙
间隙，是指凸模与凹模刃口间单侧的间隙。如图 2-5 所示。
间隙选取（如图 2-6）：本模具的落料尺寸决定于凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上。
图 2-5凸模与凹模刃口间单侧的间隙
图 2-6间隙选取适用图
2.4总体结构设计
此制件模具分离刃口所在的位置是任意的空间曲面，冲压件存在不同程度的弹性变形，所以本设计要针对其特性设计出一套合格的修边冲孔模具。
结构形式的选择：
修边冲孔模可分为：垂直修边冲孔模、斜楔修边冲孔模和垂直斜楔修边冲孔模。垂直修边冲孔模的修边方向与压力机滑块运动方向一致，是制件修边冲孔模最常用的形式，应尽量采用。斜楔修边冲孔模的修边镶块作水平或倾斜方向运动，有一套将压力机滑块运动方向转变成刃口镶块沿修边方向运动的斜楔机构，所以结构较复杂。垂直斜楔修边冲孔模的一些修边镶块作垂直方向运动，另一些修边镶块作水平或倾斜方向运动，该修边冲孔模用于同一模具上需要垂直修边和斜楔修边的情况，模具结构复杂。
根据制件结构、精度等级，不需要设计斜楔滑块机构。所以设计一套垂直修边冲孔模就可以满足要求了。该模具采用垂直修边结构，模具设计的重点是凸模和凹
模镶块和废料刀设计。
确定了模具的结构形式，然后用 UG（CAD）模板技术参数化的设计方法进行结
构设计；在 UG/Part families 中进行模具标准件库的建立。
2.5模板技术参数化设计方法
根据汽车模具设计的经验和规则，在 UG 平台上将模板技术和参数化方法应用于汽车模具的设计中，能够大大地缩短传统模具设计的周期，达到快速响应制造，以
下就把这项技术应用到本设计中。首先对一些专有名词进行介绍。
快速响应制造(BapidRgpnse Manufacturing，RRM)，最初是由福特汽车公司提出的，其目的是建立集成环境同时使工程技术人员有效地使用计算机仿真和处理技
术进行产品的开发、设计和制造，缩短产品的市场响应时间，提高质量和可靠性，
同时降低成本。参数化模板技术的设计思想是为快速模具结构设计服务的，缩短模
具结构生成和出固的耗时，减少冲压工艺分析设计和依据图纸进行模具制造中间的
时间间隔，从而更好的满足客户的要求。
模板是将一个事物的结构按照其内在的规律予以固定化、标准化的结果，它是
结构标准化的具体体现。参数化模板技术利用 CAD 设计的参数化技术，将模板的尺
寸进行全关联，用主要参数来对其他参数进行驱动。参数化模板技术的应用必须建
立在特征建模的基础之上。以 UG 为开发平台，运用 UG 完善的参数化机制和强大的CAD 功能进行特征建模，尤其 UG 所提供的装配功能和 WAVE 技术使参数化模板技术具有更广泛的适应性和更强大的生命力。
2.5.1模板的设计和创建
1〉参数化模板技术应用方法研究
模板是结构标准化的具体体现，那么模板中的每一个标准化结构都可以看作是一
个模块。将各个模块建模，然后利用 UG 的装配功能把模块拼装，便完成模板。同时，模板的设计中应该融入一定实际生产经验，这样模板才具有权威性。
针对模板中使用的标准件(螺栓、螺钉、导柱、导套等)，建立标准件库。这样
在由模板生成具体模具时，当标准件的规格需要变换时，能够直接从标准件库中提出，方便省时。根据零件的形状和尺寸，首先在计算机中以工程草图的形式画出，
尺寸以参数形式表示，然后对这些参数赋以不同的值，就能够建立起一组形状相同、
规格不同的标准件。
模具作为一种特定结构的机械产品，进行模块化设计时，既与传统模块化机械
产品设计有许多共同之处，又具有自身的特殊性。模块的正确划分是模板制作的关键，要兼顾两个方面：一是模具的结构，二是是否有利于实现参数化。本模具在深
刻分析制件结构、特性和冲压压形模具结构特点的基础上，先抽象出所有冲压压形
模具的共同特征，要将上述两个方面统一起来对模板划分模块。可分为二个模块：上模、下模、压料芯。从是否有利于实现参数化的角度看，压形模具可分为模架模块和专用型面模块。模架模块是指结构相对规则的上下模架部分，主要起定位和支撑等作用。专用型面模块是指型面结构变化部分，不易实现设计参数化，是制件成形的关键部分。所以将本模具的模板分成四个模块：上模基座（如图 2-7）、下模
基座（如图 2-8）、镶块、压料芯。这样划分的优点有：1)将上、下模划分为基座，因为基座是少变化和稳定的，结构相对规则，易于实现参数化；而型体外形则是多变的，不规则，不易于实现参数化；当型体由于突变失效时，不至于牵连基座；2)不同的产品，要求不同的模具型面，将型面设计成镶块形式，将镶块单独作为一个文件，便于对它的操纵和控制。
图 2-7上模基座 UG 三维立体图
2〉冲压压形模板的创建
基于上述参数化模板技术在汽车冲压压形模板设计中应用方法的分析，根据对压形模板的模块划分，对各个模块在 UG 中建模，然后装配成为压形模板。
2.5.2参数化特征建模
参数化模板要求其中的曲线、曲面、实体的形状、尺寸和空间位置都是可变的。在 UG 中，只有作为特征，其形状和空间参数才是可以改变的，同时在参数之间建立关联。
参数化关联机制在压形模板中建立方法将生成模板的所有参数分成 2 种即控制
参数和受控参数。受控参数的值通过公式由控制参数决定，在 UG 中是通过表达式功能来创建参数之间的公式关系。但由于装配部件也较多，这样所有的控制参数总共也较多，所以又将控制参数分成主控参数和非主控参数。非主控参数的值也是通过公式由主控参数决定。这样模板的所有参数将全由主控参数来决定，减少了需要修改的参数个数，增强了模板的实用性。经过不断修改，目前压形模板的主控参数有总装文件的模具闭合高度、送料高度和下模基座文件的四角平台长、四角平台宽、筋板宽、模具长度、模具宽度、模具高度和基准高度等。除了使用公式在参数之间建立起关联，还可以在草图中通过几何定位确定参数的关系。
草图是 UG 中实现参数化的最强大工具，草图实际上就已经决定了其后要生成实体的方法，它实际上就是对所描述对象建立数学模型，其后面的三维造型工作只是将它所表达的思想实现出来。
以下模基座草图为例说明使用草图的方法。在头脑中先构思出下模基座的大体结构，有四角平台、压板槽、底板加强筋、侧加强筋、导腿。选择下模基座的底面为草图附着面，初步生成的草图如图 2-9 所示。其中 1 是用于生成底板加强筋，先生成一长方体，然后使用自定义特征(事先已经做好，存在自定义特征库中)。2 是
用于生成导腿，关于 YC 方向做镜像，便得到两个导腿。3 是用于生成四角平台，4是在四角平台中挖空，用于减重。5 是用于生成侧加强筋，然后在 xC 方向做阵列，再关于 xC 做镜像。6 是用于生成压板槽(使用自定义特征)，然后方法同侧加强筋。
7 是用于生成侧加强筋附着面。经过镜像和填补最后得到草图形状见图 2-10 所示。
图 2-9下模基座草图
图 2-10下模基座草图
2.5.3装配和 WAVE 技术
模块造形完毕需要装配成模板。UG 为建模提供了强大而有效的装配功能，为了完美地实现参数化模板的目标，模块之间的装配定位应当使用约束定位(Mte)，而且
应当尽可能地使用 WAVE 技术，WAVE 技术的突出特点是它的相关拷贝功能。在压形模板的设计中，上模基座就是通过下模基座 WAVE 生成，秉着求同存异的原则，上模基座除导腿外与下模基座相同，所以建立上模基座时，应用 WAVE 技术，将下模基座的草图抽取过来。这样设计工作不仅简便，而且避免了大量的参数关联。
然后装配上相应的标淮件，最终得到的压形模板，这样的压形模板已经与真正
的压形模具相差不大了，模具的基本结构形状已经具备，必用的标淮件已经装入，
结合特定的用户要求，只需作很小的改动就可以成为一套真正可以应用于实际生产
的模具。
3在 UG/Part families 中模具标准件库的建立
在冲模标准件库中，一个标准件主要有二个文件，即模型文件（prt）和数据文
件（dbf）。标准件库的内容一般采用二级结构，第一级为数据库主引导文件。第二
级为零件的 DBF 数据文件，该 DBF 文件记录了标准件一系列参数。对于标准组件，需要采用三级数据文件。
在标准件建库过程中，必须先建立标准件信息模型，输入的内容分为三类，一
是三维参数化特征实体模型；二是特征变量；三是装配信息。它们以一定的结构存
贮于数据库中，提供对标准零件或组件的完整描述。
3.1参数化标准零件库的建立
在标准零件库的建设中，主要应用基于特征变量的参数设计方法。在模型创建的过程中，添加设计变量，通过设计变量表中的表达式，设置变量间的关联规则，重要参数采用 Excel 表格来控制，通过对设计变量的修改来驱动生成新零件。具体的步骤如下：
1〉在三维 CAD 环境中，建立产品实体模型。
2〉将每个特征相关的数据用变量来表示，以便于变量的驱动和管理。
3〉对于相互关联的特征尺寸，在变量表的公式中表达，简化实体的尺寸要素。
UG 系统中标准件建立流程如图 3-1 所示。
图 3-1标准零件建立流程
以下以常用的导柱为例，利用 UG/Part families 建立导柱系列标准零件库。在 expression 表中建立冲模标准导柱数学表达式，由数学表达式驱动模型。建立输入数学表达式如图 3-2，图中包括了特征变量定义。
图 3-2数学表达式
输入完数学表达式后，根据表达式建立参数化特征模型，如图 3-3。
图 3-3特征模型
参数化特征模型建立后，进行特征变量列表，把需要变化的尺寸定义为参数符号，生成特征变量列表如表 3。表中仅列了一项参数，而且代号和描述项为空。
表 3特征变量列表
在特征变量列表中以符号标注的尺寸为族表成员，未添加的尺寸的特征为非变化的，依附于其它特征而存在，重要尺寸可以在 expression 表中用表达式进行关联设计。
特征变量列表生成后即可往表中添加相关模型变量。在实际应用中，可用图中的导柱为类属模型来生成一系列标准件，通过编辑 excel 表格，把目前市场上出售的冲模标准导柱、按国标（GB）和各标准件厂的企业标准进行生产的导柱的模型变量输入到表中，如表 4。
4.3.5辅助元器件作用：
1.模具运输连接板作用：在模具运输过程中固定上下模。
2.可调式滑料托架作用：方便上、下板料和制件的。
3.限位块作用：冲压过程中限制上模运动行程。
4.基准块作用：在机加工中作为加工基准。在模具各序加工中起重要作用。
5.安全护板作用：在试模和生产中防异物弹出，起安全保护作用。
6.存放定位块作用：模具在存放时防止上下模在非工作状态下接触，保护模芯。5模具CAD 技术的发展趋势
本模具的设计是基于 UG 软件进行的，那么模具 CAD 技术将来的发展趋势是怎样呢？在以后的模具设计中，模具 CAD 技术将主要朝着以下几个方向发展：
1〉一体化
从传统的设计方式向 CAD／CAE／CAM 一体化方向发展。模具设计过程是一个信息处理、交换、流通和管理的过程 CAD／CAE／CAM 能够对设计和制造过程中信息的产生、转换、存储，流通管理进行分析和控制，将它们有机地、统一地“集成在一
起，才能取得最佳效益。
2〉智能化
理想的智能模具专家系统，应该从设计到制造全部自动化。人工智能【AI】是
通向这条道路的重要途径目前AI 的应用主要集中在知识工程的引入，发展智能专
家系统上智能专家系统可以完善 CAD 系统的功能，有利于创造更高级的CAD 系统，它将是模具 CAD 的一个重要发展方向。
3〉最优化
目前模具 CAD 系统使用的大多还是人工设计准则，因而模具生产仍然存在可靠
性问题。采用塑性模拟技术可以分析塑性成形过程，提高工艺分析和模具CAD 的理
论水平与实用性，所以计算机模拟技术、优化技术将会得到更大发展。
4〉可视化
模具 CAD 可视化的基本思想是从准备数据，实施计算到表达结果都用图形或图
像来完成或表现，最后结果还可以用具有真实感的动态图形模拟来描述。复杂的数
据视觉形式表现最容易理解，并挠得到直观、形象的整体概念。
5〉微型化及新型化
目前模具 CAD 正转向超级微型计算机工作站及新型外围设备，以超级微机为基
础的 CAD 系统将不断增多，而目功能将不断加强。
6〉网络化
微机 CAD 系统发展的一条主要途径是网络化，由于微机价格低廉，功能较强，
可以将多台以微机为中心的智能工作站连成分布式的 CAD 系统。分布式 CAD 系统结
构灵活，功能强，每个工作站可以单独使用，也可以联台使用。整个网络和大型、
巨型计算机相连，可以解决更复杂的问题。
另外，快速成型技术(RP)、拟实产品开发﹙VPD﹚、并行工程(CE)、智能制造系
统(IMS)、敏捷制造(AM)、计算机集成制造(CIMS)等新技术在模具工业上应用。将
汽车模具 CAD 技术推向一个新的领域。
结论
本毕业设计是在基于 UG 的汽车冲压修边冲孔模设计，在 UG 开发平台上将上模、下模、压料芯装配好，整体观察确定，绘制一些辅助元器件。各个模块分别特征建模，运用 UG 所提供的强有力的草图约束和装配功能，建立模具参数化模板。本模
具是垂直修边冲孔模，所以最主要的是凸模和凹模镶块和废料刀设计。确定了重点
以后各部分都要围绕其展开。各部件完成以后最后，利用 UG 的装配和有效的模块WAVE 技术，实现各部件装配和参数化设计的目的。模块之间的装配定位使用约束定位，而且较多的使用 WAVE 技术，WAVE 技术的突出特点是它的相关拷贝功能。在修边冲孔模的设计中，上模基座就是通过压料芯 WAVE 生成，秉着求同存异的原则，上模基座除导腿外，与下模基座有很多相同点，所以建立上模时，应用 WAVE 技术，将压料芯或下模的草图抽取过来。这样设计工作不仅简便，而且避免了大量的参数关联。它们的装配树和约束关系可以将整个模具完整的展现出来，这样缩短了模具设
计的成本和时间，工作效率大大的提高了。
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致谢
求学期间的点点滴滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，五年的努力与付出，随着论文的完成，终于让大学的生活，得以划下了完美的句点。
论文得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢张玉老师，因为论文是在张老师的悉心指导下完成的。张老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深深。在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等每一步都是在张老师的悉心指导下完成的，倾注了张老师大量的心血。张老师指引我的论文写作的方向和架构，并对本论文初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，他循循善诱的教导和不拘一格的思路给了我无尽的启迪，他的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。
张老师要指导好几个同学的论文，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知，但在一次次的回稿中，精确到每一个字的的批改给了我深刻的印象，使我在论文之外明白了做学问所应有的态度。张老师一如既往的辅导我论文的写作，他的精神激励了我，使我克服了在论文写作过程中的困难。在此，谨向张老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！谢谢张老师在我撰写论文的过程中给与我的极大地帮助。同时，论文的顺利完成，离不开其他各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中，各位老师、同学和朋友积极帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。感谢所有给我帮助的老师和同学，谢谢你们！
落料冲孔复合模设计
课程设计说明书 题目：落料冲孔复合模设计 姓名： 专业：材料成型及控制工程班级：班 学号： 指导老师： 2 0 年7 月15 日
集美大学 专业课程设计任务书 ——材料成型及控制工程 设计题目：落料冲孔复合模 设计任务：设计一简单冲压零件，并根据该零件设计一副冲压模具。 制件年产量：50万件 完成的任务： 1.冲压工艺过程卡一份； 2.产品零件图一份； 3.冲压模具装配及模具成形零件工程图各一份； 4.设计说明书一份。 时间安排： 1. 借资料、产品的结构设计及绘制零件图；（1.5天） 2.确定零件冲压工艺方案，填写冲压工艺过程卡；（1天） 3.零件工艺性分析及冲压工艺方案的确定；毛坯排样方案设计及材料利用率计算； 冲裁力及压力中心计算；选择压力设备；模具总体结构设计，包括送料方式、卸 料和出件方式、凹模板外形尺寸的计算、其它模板尺寸的确定和模架的选择；凸、 凹模零件设计，包括刃口尺寸计算、凸模结构及凹模型腔结构设计；卸料和顶件 装置设计；模具结构三维设计。（4天） 4.绘制模具结构装配图、模具成型零件工程图；（2.5天） 5.编写设计说明书；（2天） 6.答辩。（1天） 参考书目： [1]翁其金.冲压工艺及冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2012.1 [2]匡和碧.冲压模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2014.2 [3]薛啓翔.冲压模具设计和加工计算速查手册[M].北京：化学工业出版社，2007.10 [4]黄毅宏.模具制造工艺[M].北京：机械工业出版社，2004 [5]王新华.冲模结构图册[M].北京：机械工业出版社，2004 [6]杨玉英.实用冲压工艺模具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2005 指导教师：年月日 材料成型及控制工程12 级12 班 学生：李立煌学号：201221136051
冲孔翻边模具设计doc
目 录 第1章 概论 (2) 1.1 冲压模地位及冲模技术 (2) 1.2.1冲压模相关介绍 (2) 1.2.2冲模在现代生产中的地位 (3) 2.3冲压方案的确定 (5) 3.2 计算压力中心 (9) 3.3 冲压设备的确定 .............................................................................................................. 9 由于复合模的特点，为防止设备过载，可按公称压力F 压》（1.6~1.8）F 选择压力机。 9 F 压》（1.6~1.8）F 》66.45~74.75KN (9) 查表选取公称压力为100KN 的开式压力机，参数如下： (9) 公称压力：100KN (9) 滑块行程：55mm (9) 滑块行程次数：145次/min (9) 最大闭合高度：180mm (9) 最大装模高度：145mm (9) 模柄孔尺寸：φ30mm ?55mm (9) 第四章 主要工作部分尺寸计算 (9) 4.1 冲孔刃口计算 (9) 冲孔凸凹模的制造公差由表差得：δ凸=0.020mm δ凹=0.025mm .................................. 10 校核：δ凸+δ凹=0.045mm 设计题目： 零件图： 前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分。若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即321L L L ?=?=?，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图1所示) 。这些变化主要表现在： 图 1 ⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 (2) 圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越 向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 盒形件拉深有以下变形特点： σ的分布是不均匀的。在圆角部分最大，直 (1) 凸缘变形区内径向拉应力 1 σ也远小于相应的圆筒形件的拉应力。边部分最小。即使在角部，平均拉应力 1 因此，就危险断面处载荷来说，矩形盒拉深时要小得多；对于相同材料，矩形盒拉深的最大成形相对高度要大于相同半径的圆筒形零件拉深时的最大成形相对高度。 (2) 由于直边和圆角变形区内材料受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角处，并且，直边处材料的径向伸长变形小而圆角处材料的径向变形大，使变形区内两处材料的变形量不同，直边处大于圆角处。由此引起两处位移速度差，因而必然诱发出切应力（图2），以协调直边与圆角处的变形。 图2 盒形件拉深时的应力分布 σ的分布也是不均匀的。从角部到中间直 (3)在毛坯外周边上，切向压应力 3 σ的数值逐渐减小。通常情况下，起皱都发生在角部，但是起边部位，压应力 3 皱的趋势要小于拉深相应圆筒形件时的情况。 常用相对圆角半径r/B表示矩形盒的几何形状特征，0 落料冲孔弯曲级进模设计 绪论 1.1现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 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。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD 软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但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比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 1.2 未来冲压模具制造技术发展趋势 落料冲孔复合模设计说明书 院系：机电工程学院 专业：材料成型及控制工程班级：09及材控二班 学号：20091185 姓名：李明红 指导老师：周健老师 目录 1、概论______________________________________2 2、工艺分析方案及确定________________________2 3、模具结构的确定____________________________4 4、工艺计算__________________________________5 5、主要工作零件的设计________________________9 6、总装配图__________________________________15 7、参考文献__________________________________16 1、概论 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具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，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。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具使用寿命，还可以提高产品的经济效益。本次设计的是一套落料冲孔模，经过查阅资料，对零件进行结构和工艺分析，通过冲裁力、顶件力卸料力等力计算并确定压力机的型号。对模具各部分进行强度校核，确认其是否满足使用要求。总而言之，要通过合理的设计，能够制造出既节省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料冲孔模。 2、工艺方案分析及确定 理工学院毕业设计（论文） 落料、拉深、冲孔复合模设计 学生： 学号： 专业： 班级： 指导教师： 理工学院机械工程学院 二零一五年六月 四川理工学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：落料、拉深、冲孔复合模设计 学院：机械学院专业：材控班级：2011级1班学号：11011023174 学生：指导教师： 接受任务时间 2015.3.9 教研室主任（签名）院长（签名） 一.毕业设计（论文）的主要容及基本要求 容：落料、拉深、冲孔复合模设计；产品工件图见附图；生产批量：大批量要求：要求有摘要（中、英文）、目录、设计任务书、产品图及设计说明书。。 1.工件工艺性分析 （1）根据工件图，分析其形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系等要求。 （2）根据生产批量，决定模具的结构形式、选用材料。 （3）分析工件所用材料是否符合冲压工艺要求。 2.确定合理的工艺方案：应有两个以上的工艺方案比较分析。 （1）根据工艺分析，确定基本的工序性质。如：落料—拉深 （2）根据工艺计算，确定工序数目。 （3）根据生产批量和条件（材料、设备、工件精度）确定工序组合。如：复合冲压工序或连续冲压工序 3.工艺计算 （1）计算毛坯尺寸，合理排样，绘排样图，计算材料利用率。 （2）计算冲压力，如：冲裁力、弯曲力、拉伸力、卸料力、推件力、压边力等以便确定压力机。 （3）计算压力中心，防止模具受偏心负荷，受损。 （4）计算并确定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、垫板等）外形尺寸及弹性元件的自由高度。 （5）确定凸、凹模间隙，计算凸、凹模工作部分尺寸。 4.模具总体结构设计 （1）进行模具结构设计，确定结构件形式和标准。 （2）绘制模具总体结构草图，初步计算并确定模具闭合高度，概算模具外形尺寸。 5.选择冲压设备 根据工厂现有设备及要完成的冲压工序性质、冲压加工所需的变形力、变形功 前言 冲压加工技术是工业的一项基础技术,在机械、电子、航空、航天、汽车、轻工等制造行业中应用广泛。同时也对模具制造业提出了应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加以系统的集成创新的要求，促进了冲压模具设计、制造的信息化与智能化的快速发展。 进入21世纪，制造技术在中国发展更加迅速，作为制造业大国，培养数以万计的应用性、技能型人才必须采用现代教育技术手段，以实现国家的人才培养战略的需求。 概论 1.1引言 日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到 一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形 状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各 种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压 模等非塑胶模具，以及塑胶模具。 随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，冲压加工技术的应用愈来愈广泛， 模具成形已成为当代工业生产的重要手段。 1.2冲压模地位及我国冲压技术 1.2.1冲压模相关介绍 冷冲压:是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形， 从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。 冲压可分为五个基本工序：冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制。 冲压模具: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）。 冲压模按照工序组合分为三类：单工序模、复合模和级进模。 复合模与单工序模相比减少了冲压工艺，其结构紧凑，面积较小；冲出的制件精度 高，工件表面较平直，特别是孔与制件的外形同步精度容易保证；适于冲薄料，可充分 利用短料和边角余料；适合大批量生产，生产率高，所以得到广泛应用，但模具结构复 杂，制造困难。 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 毕业设计（论文）开题报告 系（部）：机械工程系年月日（学生填表）课题名称挡环冲压模具设计 学生姓名专业班级课题类型工程设计 指导教师职称课题来源生产 1.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 近些年来我国模具工业迅速发展，中国正成为世界模具大国，但模具水平和生产工艺水平比国际先进水平低很多，成为真正的模具强国任重而道远。 改革开放以来，随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。 21世纪，随着科技的发展，计算机的普及以及操作性能的提高，CAD/CAM 开始技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM 技术。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 近几年来，随着工业和高科技产业的飞速发展，我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。尽管如此，我国的冲压模具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。为了弥补这一技术上的差距，我国正在努力改善生产工艺，提高生产技术，紧追世界模具发展步伐，现如今代表着最先进冲模技术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。其中具有代表性的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。 模具的专业化程度也是限制冲压模具发展的一大因素，因此想要提高我国整体冲压模具水平，还得从最基础做起，首要的就是多与国外的先进技术进行交流，教育知识与国外的相同步，另外，国内企业也应多和国内外大中专学院开展模具技术的研究和开发，确保能获得最前沿的知识与最先进的技术。 就全球模具发展现状而言：日本模具产能约占全球的40%，居世界第一位；德国在模具行业具有领先世界的技术；美国模具占有率逐渐减少，但在高端模具领域占有重要地位。 国外模具发展趋势——工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计模拟软件进行模具结构的设计；模具加工上已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工和数控编程技术对模具进行加工，使模具的加工质量和附加值大大 冲孔落料件冷冲模具设计 目录 1. 冲压件工艺性分析———————————————————（1） 2.冲压工艺方案的确定——————————————————（3） 3. 主要设计计算 （1）排样方式的确定以及计算—————————————————————（3）（2）压力中心的确定及相关计算————————————————————（3）（3）冲压力的计算—————————————————————————（4）（4）工作零件刃口尺寸计算——————————————————————（4）（5）卸料橡胶的设计—————————————————————————（5） 4.模具总体设计 （1）模具类型的选择————————————————————————（5）（2）定位方式的选择———————————————————————（5） （3）卸料，出件方式的选择—————————————————————（6）（4）导向方式选择—————————————————————————（6） 5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计———————————————————————（6）（2）定位零件的设计—————————————————————————（8）（3）导料板的设计——————————————————————————（8）（4）卸料板部件设计—————————————————————————（8）（5）模架及其他零部件设计——————————————————————（8） 6．模具总装图 7．冲压设备的选定——————————————————————（8） 8.工作零件的加工工艺—————————————————————（8） 9. 模具的装配—————————————————————————（10）主要参考文献————————————————————————（12） 设计小结——————————————————————————（12） 薄板小孔冲孔翻边工艺分析及模具设计 1 引言 某家电零件的底板如图1所示，生产中需要多道工序才能完成成形加工，在首次生产工艺中，将冲孔翻边分两道工序，又有7个M3mm和4个月M4mm内螺纹孔，冲孔翻边后需要攻牙加工，加工工作量大，产品质量不稳定。该零件质量的优劣，直接影响到整机质量的优劣。为了提高产品质量，提高生产效率，必需对产品生产工艺进行改进，满足生产需求。 2 零件、冲孔翻边工艺分析 该零件见图1，材料为A3冷轧板，料厚t=0.8mm，成形加工后，表面喷漆处理，该零件外形较大、复杂，是一种典型的家电结构零件，需要多道工序，才能完成成形加工。为了降低模具的加工难度，充分利用公司现有的设备，结合实际加工能力，经过研究分析，确定零件的加工工序为:①落料;②冲孔I(冲散热孔)③冲孔II(冲安装孔及翻边预冲孔);④冲孔翻边;⑤攻牙;⑥折弯I;⑦折弯II;⑧铆固定柱;共需要8道工序，才能完成零件成形加工，这是一种常用的冲压工艺方法。 在生产过程中，零件的翻边孔质量差，11个翻边孔中常有翻边后不完整的孔产生，造成零件不合格而且孔翻边后需要攻牙加工，当翻边孔不完整时，螺丝孔的牙也不完整。同时，攻牙加工是手工操作的，工人的劳动强度大，生产效率低，并且攻牙的质量不稳定，这也是产品质量不稳定的重要根源。 3 冲孔翻边工艺分析 当冲孔翻边分在两道工序时，冲孔翻边的预冲孔(小孔)冲完后，在下一道工序完成翻边，当翻边预冲孔与翻边凹模孔不同心时，翻边后该翻边孔就不完整由于该零件外形较大，又是薄板，落料后零件已有弯曲或扭曲，在翻边时，必然会出现翻边预冲孔与翻边凹模孔不同心的现象，造成翻边孔破孔。 1—下模座2、15—销钉3凹模4套5 导柱 6 导套 7 上模座 8卸料板9橡胶10凸模固定板 11—垫板12—卸料螺钉13—凸模14 —模柄 16、17螺钉图2.0.1 冲裁模典型结构与模具总体设计尺寸关系图 复合模的基本结构 1—凸模；2—凹模；3—上模固定板； 4、16—垫板；5—上模座；6—模柄； 7—推杆； 8—推块； 9—推销； 10—推件块；11、18—活动档料销； 12—固定挡料销13—卸料板 14—凸凹模；15—下模固定板； 17—下模座；19—弹簧 1-下模座；2、5-销钉；3-凹模；4-凸模 1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板；5-靠板6-上模座；7-顶杆；8-弹簧；图3.4.2 L形件弯曲模 9、11-螺钉；10-可调定位板 1．冲裁间隙过大时，断面将出现二次光亮带。（×） 2．冲裁件的塑性差，则断面上毛面和塌角的比例大。（×） 3．形状复杂的冲裁件，适于用凸、凹模分开加工。（×） 4．对配作加工的凸、凹模，其零件图无需标注尺寸和公差，只说明配作间隙值。（×） 5．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 6．利用结构废料冲制冲件，也是合理排样的一种方法。（∨） 7．采用斜刃冲裁或阶梯冲裁，不仅可以降低冲裁力，而且也能减少冲裁功。（×） 8．冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件时，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。（∨）9．冲裁力是由冲压力、卸料力、推料力及顶料力四部分组成。（×） 10．模具的压力中心就是冲压件的重心。（×） 11．冲裁规则形状的冲件时，模具的压力中心就是冲裁件的几何中心。（×） 12．在压力机的一次行程中完成两道或两道以上冲孔（或落料）的冲模称为复合模。× 13．凡是有凸凹模的模具就是复合模。（×） 14．在冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。（×） 15．导向零件就是保证凸、凹模间隙的部件。（×） 16．侧压装置用于条料宽度公差较大的送料时。（×） 17．侧压装置因其侧压力都较小，因此在生产实践中只用于板厚在0.3mm以下的薄板冲压。× 18．对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸及公差，只需说明配作间隙值。（×） 19．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，冲孔时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 20．采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。× 21．凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小时，一般不需要加垫板。（×） 22．在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。（∨） 23．在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确方向送进称为送料定距。（×） 24．模具紧固件在选用时，螺钉最好选用外六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露。（×） 25．整修时材料的变形过程与冲裁完全相同。（×） 26．精密冲裁时，材料以塑性变形形式分离因此无断裂层。（∨） 27．在级进模中，根据零件的成形规律对排样的要求，需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的冲压件，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形工位之前冲出。（×） 28．压力机的闭合高度是指模具工作行程终了时，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。× 1 、自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。（× ） 2 、从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。（∨） 3 、窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。（× ） 4 、板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（× ） 5 、弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。（× ） 6 、对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。 r/t 愈大，增大量愈× 7 、弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。（× ） 8 、冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。（∨） 9 、减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。（× ） 10 、采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。（∨） 11 、塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。（∨） 12 、经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。（× ） 13 、在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。（∨） 14 、弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。（× ） 15 、一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制作用愈大，则回弹就大。（× ） 16 、减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。（× ） 17 、弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。（∨） 18 、当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与 板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。（× ） 19 、在弯曲 r/t 较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。（× ） 落料冲孔复合模设计实例 （一）零件工艺性分析 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度2mm ，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下： 1.材料分析 Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一异形孔，孔的最小尺寸为6mm ，满足冲裁最小孔径min d ≥mm 20.1=t 的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为5.5mm ，满足冲裁件最小孔边距min l ≥ mm 35.1=t 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析： 零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。 （二）冲裁工艺方案的确定 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具， 生产效率也很高， 图1 工件图 但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为2mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm ，现零件上的最小孔边距为5.5mm ，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 （三）零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为 A 0max A )(δ+-=X ΔD D min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D 尺寸mm 10022.0-R ，可查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ，最大间隙Z max =0.360mm ，凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 03.0A =δ。将以上各值代入A T δδ+≤min max Z Z -校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 即 mm 835.9mm 22.075.010030 .0003.00 A1++=?-=）（D mm 712.9mm 246.0835.90 020.0002.0T1--=-=）（D （2）冲孔基本公式为 0min T T )(δ-+=X Δd d A 0min min A )(δ+++=Z X Δd d 尺寸mm 5.418 .00 +R ，查得其凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 02.0A =δ。经验算，满足不等式A T δδ+≤min max Z Z -，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 mm 65.4mm )18.075.05.4(0 02.0002.0T1--=?+=d mm 76.4mm )2/246.065.4(02 .0002.00A1++=+=d 尺寸mm 318 .00 +R ，查得其凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 02.0A =δ。经验算，满足不等式A T δδ+≤min max Z Z -，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 课程编号：XXXX大学 专业课程设计说明书 设计人：XXX 专业班级：XXX 学号：XXXXX 指导教师：XXX 日期：X年X 月X日 目录 一、序言 (3) 二、专业课程设计任务说明书 (4) 三、零件的工艺性分析 (5) 四、冲裁零件工艺方案的拟订 (6) 五、相关工艺计算 (7) 六、模具类型及结构形式的选择 (15) 七、工作零件及主要零件的结构形式 (14) 八、参考文献 (15) 一、序言 板料冲压是一种金属压力加工方法，它是在常温（冷态）下，利用冲模在压床上对金属（或非金属）板料施加压力使其分离或变形，从而得到一定形状零件的加工方法。、它是无屑加工，被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形，不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。所用设备是冲床，冲床供给变形所需的力。所用的工具是各种形式的冲模，冲模对材料塑性变形加以约束，并直接使材料变成所需的零件。所用的原材料多为金属和非金属的板料。 本任务书是对一套垫圈冲孔、落料模的设计说明，其中对零件的工艺性进行了分析，对冲压零件方案进行了拟定，对排样形式进行确定，压力机的选择，模具类型及结构形式的选择，模具零件的选用，凸、凹模刃口尺寸的计算等作了详细的说明。 本任务书在编写过程中参考了大量文献资料，得到了XXX老师悉心指导和其他同学的热心帮助，在此表示衷心的感谢。 编者：XXX X年X月XXX日 二专业课程设计任务书 已知：（1）产品零件图 （2）生产批量：大批量 （3）零件材料：Q255A钢 （4）材料厚度：2mm 图一产品零件图 求作： （1）进行冲压工艺性分析（从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行）（2）确定工艺方案及模具结构类型 （3）进行相关工艺计算，包括： 排样设计； 冲压力计算及压力中心的确定； 凸凹模刃口尺寸计算； 模具零件结构尺寸计算； 设备选择等。 （4）绘制模具总装配图 （5）绘制工作零件及主要零件的零件图 （6）编写课程设计说明书 要求： 根据所设计工件的尺寸、形状、批量等原始数据和要求，每人独立设计、绘制完成一套冲压模具。 包括： （1）模具装配图1张（按照1：1比例，或适当比例）； （2）模具工作零件图2-3张（按照1：1比例，或适当比例）； （3）设计说明书1份； 摘要 此次我的毕业设计题目是内挡板冷冲压模具设计，经过对这个题目的分析与研究，最终确定了以落料→冲八孔→弯曲→冲狭长孔孔→压凸包的工序组合来完成这副模具的设计。此课题主要详细介绍了在内挡板冷冲压模具设计过程中，对各个工序的设计构想及具体实施方案，并且主要讲述模具设计工艺方案及工艺过程。 由于工作量大，所以此套模具由多人完成，而我设计的课题是内挡板冲孔模具的设计，在对冲压件工艺分析后我进行了方案比较与确定，然后以我自己的课题估算了模具各主要零件（凹模、凸模固定板、垫板，凸模）的外形尺寸，并确定标准模架以及卸料橡胶或弹簧的自由高度等。我设计的这副落料模的特点及原则是：该模具采用弹性卸料，并保证产品质量节约材料，降低劳动强度，降低成本，提高劳动生产率，最后达到产品的要求。 关键词：内挡板，冲压模具设计，冲孔，生产率 Abstract This is my graduation design topic baffle in the cold stamping die design, through the analysis and Research on this topic, design and ultimately determine the process combination to blanking, punching hole, bending, blanking eight long Kong Kong, pressure hull to complete the mold. This paper mainly introduces the inner baffle plate cold stamping die design process, the design of each process and the concrete implementation scheme, and mainly about the design process of mold and process. Because of the heavy work load, so this set of die is made up of many people, and I design topic is the design of inner baffle plate punching die, the stamping process analysis I of scheme comparison and determined, and then to my own topic estimated the main die parts (die, punch plate, plate, punch) size, and to determine the standard mold and unloading rubber or spring free height. I designed this pair of blanking die and the characteristics of the principle is: the mold using the elastic unloading, and ensure the quality of products to save materials, reduce the labor intensity, reduce the cost, improve labor productivity, and finally achieve product requirements. Keywords: inner baffle plate, stamping mould design, punching, productivity 学校代码：10410 序号：20055015 本科毕业设计 题目：冲孔落料拉深复合模 学院：工学院 姓名： 学号：20055015 专业：机械设计制造及其自动化 年级：机制051 指导教师： 二OO九年五月 冲孔落料拉深复合模 目录 前言· 1．设计课题 (1) 1．1 设计任务书 (2) 2．工艺方案分析及确定 (3) 2．1 件的工艺分析 (3) 2．2 工艺方案的确定 (4) 2.3 冲压件坯料尺寸的确定 (4) 2. 4 拉深次数的确定 (4) 2.5 排样的确定 (5) 3.工艺设计与计算 (7) 3．1 冲裁的方式与冲压力的计算 (7) 3.1.1、冲裁方式与冲压力的计算 (7) 3.1.2.力的计算 (7) 3.1.3、卸料力、推料力和顶件力的计算 (8) 3.1.4、压力中心的计算 (9) 3．2 计算各主要零件的尺寸 (9) 3.2.1、计算落料凸、凹模的工作部分的尺寸 (10) 3.2.2、计算拉深凸、凹模的刃口尺寸的确定 (11) 3.2.4、凸凹模选材，热处理及加工工艺过程 (11) 3.2.5、条料宽度的设计 (12) 3.2.6、导料板的导料尺寸为 (14) 3.2.7、推杆的选材，热处理工艺方案 (15) 3.2.8、工艺方案如下 (15) 3.2.9、模柄的确定 (15) 3.2.10、冲压设备的选用 (16) 3.2.11、模具的闭合高度的计算 (16) 3.2.13 导向零件的选择 (17) 3.2.14、定位零件的设计 (18) 3.2.15、推杆与推板的设计 (18) 3.2.16、压边圈的设计 (24) 3.2.17、固定方式的确定 (24) 3.2.18、凸模的固定 (24) 3.2.19、凹模的固定 (24) 3.2.20、凸凹模的紧固 (24) 3.2.21、确定装配基准 (24) 结束语 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 前言 随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。 毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。 本书是落料冲孔拉深模设计说明书，结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。 本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。 题目: 落料拉伸冲孔复合膜设计 分院：机械与电子学院 姓名：沈星星 学号： 20093729 专业：模具设计与制造 指导老师：焦锡岩 毕业论文答辩时间： 2012-6-14 前言 随着工业发展，冲压模具的应用越来越广泛。同时由于产品更新换代速度 的加快，除了要保证模具设计质量以外，对模具设计效率的要求也越来越高。为了促进我国冲压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明：经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世界先进水平同步。 本文首先分析了复合模具的工艺结构，介绍了复合模具的设计，重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型。其次详细阐述了落料拉深冲孔复合模的工艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择，基本上确定了落料拉深冲孔复合模的整体结构框架。本文设计的复合模具适用于加工几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件，通过理论分析和大量的工程实践探索，在模具上采用了一些特殊机构，可使操作简单，提高生产效率,对提高企业的市场竞争力有着现实的意义。通过了复合模具的设计，可以将传统的分模加工合二为一，使落料、拉深、冲孔一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量，降低了成本，提高了生产效率。 -Ⅰ- 目录 \ 前言 (Ⅰ) 目录 (Ⅱ) 第1章绪论 (1) 1.1冲压模具简介 (2) 1.1.1 冲压成形与冲压模具的概念 (2) 1.1.2 冲压模具的分类 (2) 1.2 本课题主要研究的内容及意义 (3) 第2章复合模具总体方案的分析与确定 (5) 2.1 工艺方案分析 (5) 2.1.1 工件的分析 (5) 2.1.2 落料拉深工艺分析 (5) 2.2工艺方案的确定 (6) 第3章主要的工艺参数计算 (7) 3.1 毛坯尺寸的计算 (7) 3.2 排样 (7) 3.3 工序压力计算 (8) 3.4 冲压设备的选择 (9) 第4章主要工作部分尺寸计算 (11) 4.1 落料刃口尺寸计算 (11) 4.2 冲孔刃口尺寸计算 (11) 4.3 复合模具主要零件的设计 (12) 第5章落料拉深冲孔复合模装配 (18) 5.1 冲压模具装配的技术要求 (18) 5.2 落料拉深冲孔复合模装配的特点 (19) 5.3复合模具的总体设计 (19) 5.4复合模具总装配 (19) 总结与展望 (24) 参考文献 (25) 致谢 (26) - Ⅱ-冲压模具设计
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