1、XXXX 大学毕业设计（论文）环形铰链卡子模具设计材料科学与工程学院 材料成型 081404 指导教师：摘 要： 本设计为环形铰链卡子模具设计和鼓形滚子挤压试验。根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，即该工件需要落料-冲孔复合模和弯曲模来完成。然后通过工艺设计计算，确定排样方式。计算冲裁力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计、选用零部件，其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计或选取，对模具主要零件的加工工艺规程进行编制，对压力机进行校核，绘制模具总
2、装图，及零件图，最终完成模具设计。关键词：冲压、模具、凸模、凹模、凸凹模。XXXX 大学毕业设计（论文）IThe Cold Stamping Die Design of a Ring Hinge BandsCollege of Materials Science and Engineering Mould 080104 xxxx Director: xxxxAbstract: The design is about the cold stamping die design of a Ring hinge bands and the extrusion trial of drum product
3、s. According to the size, materials, mass production of the produc , the first part is to analysis the process of the part . so the program of blanking process and die structure has been confirmed. As a results, blanking-punching composite mould and bending mould are used to produce the parts. Then
4、based on the process design calculations, the stock layout design can be ensured. It is needed to carry on the blanking force and the center of pressure computation, according to which the press can be choosed. Calculating the punch and die cutting edge size and tolerances, then design and selection
5、 the parts of die. During the structural design, it is mainly about the design of the punch, die, punch and die, positioning parts, unloading and ejecting devices, mold, pressing equipment, fasteners, and so on. Press need to be checked, then draw the drawings and assembly drawings of parts, finally
6、 the design has been completed. Key words：stamping, mould, punch, die, punch and die,.XXXX 大学毕业设计（论文）II目 录第 1 章 绪论 .11.1 我国模具技术的现状 .11.2 模具制造技术的发展趋势 .1第 2 章 冲压成形工艺分析和工艺方案的确定 .42.1 冲压的基本工序分类及模具类型的选择 .42.2 冲模设计与制造的程序 .52.3 零件的工艺性分析 .52.4 工艺方案的确定 .6第 3 章 主要工艺计算 .73.1 毛坯尺寸计算 .73.2 排样的设计与计算 .73.3 冲模的压力中心
7、的确定 .83.4.冲裁模尺寸及冲裁工艺力的计算 .93.4.1 冲裁凸凹模间隙的确定 .93.4.2 冲模的凸凹模刃口尺寸计算 .103.4.3 冲裁工艺力的计算 .103.4.4 初选压力机 .113.5 弯曲模工作部分尺寸及弯曲力计算 .123.5.1 弯曲模工作部分尺寸计算 .123.5.2 弯曲力的计算 .12XXXX 大学毕业设计（论文）III第 4 章 模具总体结构设计 .144.1 模具类型 .144.2 定位方式 .144.3 卸料与出件方式 .144.4 模架的类型 .14第 5 章 模具零部件设计 .155.1 落料-冲孔复合模具 .155.1.1 冲孔凸模设计 .155
8、.1.2 凹模设计 .155.1.3 凸凹模设计 .165.1.4 定位零件 .165.1.5 卸料及出件装置 .175.1.6 模柄 .175.1.7 模座 .175.1.8 导柱和导套 .175.2 弯曲模 .175.2.1 凸模 .175.2.2 凹模 .185.2.3 定位零件 .185.2.4 模柄 .195.2.5 导柱和导套 .19第 6 章 压力机的校核 .206.1 公称压力 .206.2 滑块行程 .20XXXX 大学毕业设计（论文）IV6.3 工作台面的尺寸 .216.4 滑块模柄孔尺寸 .216.5 闭合高度 .21第 7 章 模具主要零件加工工艺 .227.1 冲裁凸
9、、凹模的技术要求 .227.2 凸模加工 .227.3 凹模加工 .23第 8 章 模具的装配 .248.1 模具装配的特点和内容 .248.2 模具的装配过程 .24第 9 章 总结 .26参考文献 .27致 谢 .28附 录 1 英文及翻译 .29附 录 2 模具三维图 .36XXXX 大学毕业设计（论文）0第 1 章 绪论1.1 我国模具技术的现状模具作为工业生产的基础工艺装备，在汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活用品的生产中被广泛应用。据统计，75%的粗加工工业产品零件；50%的精工零件有模具成形；家用电器行业的80%零件、机电行业的70%以上零件也都靠模具加工，因此
10、，模具又被成为“百业之母” 。模具生产的工艺水平及科技水平的高低，成为衡量一个国家科技及产品制造水平的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。冲压模具以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产大部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上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、制造周期和成本方面，与国外相比
11、还存在一定的差距。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，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，仍存在一定差距。1.2 模具制造技术的发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低廉的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： 1) 全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的
12、应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 2) 高速铣削加工XXXX 大学毕业设计（论文）1国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 3) 模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期
13、。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 4) 电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 5) 提高模具标
14、准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。6) 优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。 7) 模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
15、 8) 模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监XXXX 大学毕业设计（论文）2测控制系统。CNC 雕刻机在国内的发展上从最近的一两年才有较大的发展，相关加工厂和使用单位时刻以敏锐的眼光盯着厂家的动向，这也是身为雕铣机主机生产厂一点也不敢松懈的真正原因所在。作为用户当然要选合适的设备，如果选型不当，不但不能赚钱反而令陷入为机器打工的苦涩局面。那么什么样的机床才是好机床？ 我们认为好机床的定义是这样的：能够在短期内收回投资的机床才是好机床。数控机床的设计使用寿命一般
16、为 7 年，主要是数控方面的使用寿命为准，这样花钱和挣钱的比例关系将直接影响您的生意，所以仔细分析功能进行选型是有效投资的必要条件。在国外很早就有雕铣机的名词（CNC engraving and milling machine） ，严格地讲雕是铣的一部分，是购买雕刻机还是购买数控铣式加工中心是经常要问自己的问题。另外，还有目前盛行的高速切削机（HSCMACHINE） 。 还是让我们首先搞清楚三个机型区别： 1）数控铣和加工中心 用于完成较大铣削量的工件的加工设备 2）数控雕铣机 用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备 3）高速切削机床 用于完成中等铣削量，并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备
17、。XXXX 大学毕业设计（论文）3第 2 章 冲压成形工艺分析和工艺方案的确定2.1 冲压的基本工序分类及模具类型的选择冲压工序基本分为以下两大类：第一类是材料受外力后应力超过其强度极限，使材料发生剪裂或局部剪裂。诸如：板料的剪裂、剪截、冲孔、落料、切口、整修、裁切、冲口等多种作业形式，但均属于分离工序；第二类是材料受到外力应力超过其屈服极限，使材料经过塑性变形后成一定的形状。诸如：弯曲、缩口、卷边、扭转、拉伸、起伏成形、体积冲压等变形方式，但均属于变形工序。将上述两个以上的单工序连续冲压与复合在一套模具上冲压便构成连续冲压与复合冲压工序。上述各种冲压变形工序所用的模具，虽然结构千变万化，但仍
18、然可按其冲压过程的动作特征、主要结构特点以及完成的工艺作业类别，将其划分成以下几大类：1）单工序冲模（亦称单冲模）这种冲模是在压力机的一次行程中只完成一个冲压工艺工序。一般均以其完成的冲压工艺工序的名称来命名：如只进行冲孔的称之为冲孔模；只进行一次弯曲的称为弯曲模。2）连续模（亦称多工序连续模）这种模具是在压力机一次行程中，在模具的不同工位上，能同时完成两个或两个以上冲压工序。根据连续完成的冲压工序的工艺作业类别又将连续模分为：多工位连续冲裁模、多工位连续式复合模两种。连续模只有冲裁工位的，即只进行冲孔、切口、落料等属于冲裁作业的工位，称为多工位连续冲裁模。如果连续模诸工位中，除了冲裁作业外，
19、还有拉伸或弯曲、成形：包括翻边、冲挤、压印等属于冲裁式复合模。3）复合模该类模具仅一个工位，在压力机的一次行程中能完成两个或两个以上冲压工步，根据这类模具完成的冲压工步的类别，可将其分为：冲裁式复合模、综合式复合模两种。只完成冲裁作业的复合模，最常见的是冲孔落料复合模。如果连续模诸工位中,除了冲裁作业外，还有拉伸或弯曲、成形任意一个或一个以上变形工步的复合模，通称其为综XXXX 大学毕业设计（论文）4合式复合模、多工位连续式复合模。2.2 冲模设计与制造的程序由于国内目前正处在市场经济的管理体制与生产组织形式正在逐步改革和健全过程之中，故目前国内对冲模设计与制造的程序，尚无固定的标准模式，但整
20、个过程大致可以分为如下七个阶段：1. 冲压设计。提供冲件图及技术要求；2. 编制冲压工艺文件。包括：冲压工艺卡、冲压工艺手则、工序质量分析表、工序质量控制图等；3. 冲模设计。符合工艺要求，结构合理，制造容易的整套冲模图纸；4. 冲模制造。按冲模图纸制造的冲模，其零部件全部合格且冲出冲件符合冲件图要求，冲模经验合格证，方可交付使用；5. 试模验证。新冲模须经冲件设计，冲压工艺编制人员、冲模设计者、使用单位、专职检验员、安全员等有关人员共同参加，进行试模考核与验证，合格后各方算验证通过。6. 投产使用试模验证。新冲模交付使用必须有冲模验证单等随行文本。并要在使用过程做投产、维修、出现与解决的问题等记录工作。7. 维修保管。每次使用完成，必须将最后冲制的样件栓在模具上，同上述填写好的技术档案及有关记录一并送检后入库。需要修理至合格后方入库保管备用。2.3 零件的工艺性分析零件图，如图 2-1 所示产量：大批量材料：Q235材料厚度：2mm材料分析：工件所用材 料 为 Q235， 其 抗 剪 强 度 =310 380MPa， 抗 拉 强 度 b=380 470MPa， 屈 服 强 度 s=240MPa， 伸 长 率 10=21 25%， 屈 强 比 s/ b=0.51 0.63， 材 料 综 合 性 能 良 好 ， 适 合 冲 压 工 艺 。
