1、本科毕业设计(论文)题目：筒形传感器外壳冲压模具设计系 别： 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 05 月I筒形传感器外壳冲压模具设计摘要冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。它是利用安装在压力机上的模具，在常温或加热的条件下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定形状、尺寸的零件加工方法。采用普通的冲压的模具生产较率低，且费用较高，经估算占冲压件总成本的 30%40% ，甚至更高一些。根据工件特点选择采用级进模冲压生产以提高生产效率、降低生产成本。本次设计采用级进模冲压生产。本文对采用级进模冲压生产弯角的分析，计算以及具体方案
2、做了介绍。关键词：弯角；级进模；冲压IICylindrical Sensor Housing Stamping Die DesignAbstractThe stamping is one of the modern machinery manufacturing state-of-the-art and efficient processing methods. It is installed in the press mold, and applying pressure to deform and decomposition of the plate under the condition
3、s of room temperature or heated to obtain a certain shape, the size of the parts processing method. The ordinary stamping mold production is relatively low, and the cost is higher, the estimate accounted for 30% to 40% of the total cost of stamping parts, and even higher. According to the work piece
4、 characteristics of progressive die stamping production in order to improve production efficiency, reduce production costs. The design uses a progressive die stamping production. Analysis of progressive die stamping corner, computing, and specific programs is introduced.设计图纸及说明书文件联系球球：二二九七八零六九二III目
5、录1 绪论.11.1 全面推广 CAD/CAM/CAE 技术.11.2 高速铣削加工11.3 模具扫描及数字化系统11.4 电火花铣削加工.21.5 提高模具标准化程度.21.6 优质材料及先进表面处理技术21.7 模具研磨抛光将自动化、智能化21.8 模具自动加工系统的发展.21.9 级进模的优缺点.22 设计初始资料.42.1 技术要求.42.2 工件生产批量52.3 原材料规格及毛坯情况53 分析冲压零件（弯角）的工艺性.63.1 冲压件经济性分析.63.2 冲压件工艺性分析.63.3 冲模制造精度的选择.63.4 其他方面.74 确定工艺方案及模具形式.84.1 排样.84.2 工序的
6、确定.84.3 搭边类型的确定84.4 卸料板的选择95 工艺计算.105.1 毛坯工艺计算.IV.105.1.1 排样及搭边值的计算.105.1.2 步距的计算.105.1.3 条料宽度的确定.115.1.4 材料利用率的计算.115.1.5 板料的裁剪.125.2 冲压力的计算125.2.1 冲裁力计算.125.2.2 卸料力、推件力和顶件力计算.135.2.3 计算总冲压力.145.3 确定压力中心145.3.1 压力中心.145.3.2 压力中心的计算155.4 凸凹模工作部分尺寸计算.165.4.1 尺寸计算原则.165.4.2 冲裁间隙的选择165.4.3 凸凹模刃口尺寸175.5
7、 确定各主要零件结构尺寸（凹凸模的设计）.205.5.1 凹模的结构设计与标准化.205.5.2 凸模的结构设计与标准化.225.6 初选冲压设备236 模具强度校核.246.1 模具失效形式.246.2 对冲裁部分的模具零件进行校核计算.V.247 压力机的选用.257.1 压力机的校核.258 模具零部件设计.278.1 模具标准件的选择.278.1.1 模架的选用.278.1.2 导向装置的确定278.1.3 模柄的选择.288.1.4 冲压加工时定位部分的设计.298.1.5 卸料形式的确定298.1.6 导料装置的确定298.2 模具材料的选用.309 模具的装配.3110 技术经济
8、性分析.3210.1 冲裁件的经济性分析.3210.2 模具的经济性分析.3211 结论.34参考文献.35致谢.36毕业设计（论文）知识产权声明.37毕业设计（论文）独创性声明.38附录.39VI1 绪论11 绪论现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。我国设计生产的冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足 100 万次，模具最高寿命达到 1 亿次以上，精度达到 35um，有50 个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命 6 亿次，平均模具寿命 5000 万次相比，处于 80 年代中期国际先进水平。一般模具国内可以自行制
9、造，但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总销售量。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。目前我国模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面。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”的要求服务 。达到这一要求
10、急需发展如下几项：11.1 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。 1.2 高速铣削加工 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。
11、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。1.3 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。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1 绪论2同格2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2 等行业得到成功应用，相信在“十五” 期间将发挥更大的作用。 1.4 电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成
12、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。1.5 提高模具标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。1.6 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
13、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。 1.7 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。1.8 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；有质量监测控制系统。弯角是机器中的常用零件，现在已大批量生产。方法是分两道工序完成，一个冲孔，一个落料。设计一个安全，高效，高精度，低成本的模具具有很
14、现实的意义。这里我要设计一个级进模来完成这个零件的生产。1.9 级进模的优缺点：在一副级进模内，可以包括冲裁，弯曲，成型，拉伸等多道工序，故用一台冲床可3完成从板料到成品的各种冲压过程，从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。有些复杂的小型零件，若不采用级进模几乎是不能生产的。级进模的设计和制造都比较费事，与其他模具相比，好像是成本高，但如果用许多单工序模代替一副级进模，其许多单工序模的总造价比一副级进模要高得多，因此在条件允许的情况下采用级进模往往是减低模具成本的较好措施。采用级进模可以用一台冲床取代数台甚至几十台冲床的工作。对提高生产效率，降低产品成本
15、十分有利。另外，级进模自动化程度高，操作者可在冲床危险区以外操作，具有操作安全的显著特点。对于工序复杂的工作应首先考虑采用级进模。采用级进模也受到一些限制。首先是工件的大小，太大的工件，工位数较多，模具自然也就比较大，这时要考虑模具与冲床工作台面的匹配性。其二是级进模要采用条料，对某些形状复杂的工件产生的废料较多，在选用级进模的时候要注意材料利用率。一般级进模的材料利用率偏低。其三是级进模由于连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形，一般来说级进模生产的工件精度偏低 。22 设计初始资料42 设计初始资料2.1 技术要求注有技术要求的产品零件图如下：图 2.1 零件成型图5图 2.
16、2 展开图2.2 工件生产批量此零件的生产批量为大批量生产。为提高生产效率，在这个生产中是利用级进模冲压加工，生产出弯角。2.3 原材料规格及毛坯情况在本次设计中，冲压零件使用的材料为 08F 钢板 t=2mm 3 分析冲压零件（弯角）的工艺性63 分析冲压零件（弯角）的工艺性由产品零件简图中可以得到以下信息：在弯角这个零件中，没有不规则的曲线及棱角，且在各曲线相接之处均有圆角过渡，没有一处为尖角，所以从这一点来看，弯角这个零件可以用冲压工艺生产。而且，这些圆滑过渡还有利于模具制造及提高模具的使用寿命。分析冲压零件的工艺性主要包括以下两个方面：即经济和技术两方面。3.1 冲压件经济性分析分析冲
17、压零件的工艺性主要包括以下两个方面：即经济和技术两方面。由于该工件为大批量生产，故可采用冲模冲压加工生产，采用普通的冲压的模具生产较率低，且费用较高，经估算占冲压件总成本的 30%40%，甚至更高一些。因此，在选择生产方法时，根据工件特点选择采用级进模冲压生产以提高生产效率、降低生产成本。另外，在设计时尽量简化加工工序、采用简单的冲模结构也可降低模具的生产成本，以取得更大的经济效益。3.2 冲压件的工艺性分析由工件图可看出，该工件图上除孔 3.2 外尺寸未标注尺寸偏差，属未注公差尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差值确定如下表：表 3.1 工件的尺寸精度 mm3尺
18、寸值 18 8.2 8 7 5.5 2公差值 0.52 0.36 0.36 0.36 0.3 0.25冲裁件为 08F 钢板，是高级优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能；工件的形状较为简单。由 2.1 的零件图可看出：内、外型均有尖锐清角。为了提高模具的使用寿命，将外部尖锐清角改为 R1 的工艺圆角。3.3 冲模制造精度的选择冲模的制造精度根据冲压件的精度及厚度确定，数据见表下表7表 3.2 冲模精度板料厚度（mm）冲模制造精度0.5 0.8 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0IT6-IT7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10 IT7-IT8 IT9 IT1
19、0 IT10 IT12 IT12 IT12 IT9 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14由于此工件没有标注公差，按国家标准非配合尺寸的公差数值规定，冲模的公差等级可选比工件精度高 23 级，因此冲模按 IT12 精度设计制造。3.4 其他方面冲压件的工艺分析除了考虑其形状，尺寸，精度，尺寸标注及生产批量等主要方面外，还应分析冲压件的厚度，板料性能以及冲压基本工序中常见问题对冲压工艺性的影响。4 确定工艺方案及模具形式84 确定工艺方案及模具形式4.1 排样排样是冲裁件在条料上的布置方法。合理的排样可以提高材料的利用率，从而降低生产成本。因此，合理的排样是冲裁模设
20、计的重要内容。排样主要依据工件的外形特征，主要分为直排、斜排、直对排、混合排、多行排等形式。考虑到压力机的使用以及模具的设计成本，本次设计的工件采用直排可使生产成本最少。4.2 工序的确定在级进模设计中，应根据产品零件的技术要求和形状特点选择合适的冲压工序，确定各工位所完成的工序，这一工作成为工序排样。根据零件图的特点初步确定工序性质、工序数目、工序顺序。由于此工件采用级进模具加工，考虑到模具的制造难易成度以及材料的利用率，加工步骤暂定如下：（1） 冲圆孔（2） 落料4.3 搭边类型的确定在条料上冲裁时，工件之间以及工件和条料侧边之间的余料称为搭边。搭边分为三种：有搭边、少搭边和无搭边。搭边的
21、作用是补偿送料误差，以保证冲出合格工件；保持条料刚度利利于送料避免废料丝进入模具间隙导致模具损坏。搭边值要合理确定，从节省材料出发搭边值越小越好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。搭边值的大小与下列因素有关 ：4（1）材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些，软材料、脆材料的搭边值要大一些。（2）零件的形状与尺寸 零件尺寸大或有尖角和突出等复杂开头时，搭边值应大一些。（3）材料厚度 厚度大的材料搭边值取大一些。（4）送料及挡料方式 手工送料时，有侧压板导向的搭边值可以小些。排样图如下：9图 4.1 工序图4.4 卸料板的选择卸料板的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模等。卸料板有固定卸料板（又称钢性卸料板）和弹性卸料板两种。固定卸料板用于厚料或硬材，特点是卸料力大，使用安全，但送料操作受约束；弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面主提高，借助弹簧、橡胶或气垫等弹性装置卸料，常兼作压边、压料装置或凸模导向。因此本次设计选择使用刚性卸料装置。附录10
