固定架成型工艺分析与模具设计毕业设计正文

毕业设计固定架成型工艺分析与模具设计学生姓名学号系部专业指导教师二零一二年六月机械工程系机械设计制造及其自动化诚信声明本人郑重声明本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名年月日毕业设计任务书设计题目固定架成型工艺分析与模具设计系部机械工程系专业机械设计制造及其自动化学号学生指导教师（含职称）专业负责人1设计的主要任务及目标任务模具装配图及零件图设计说明书电子资料一份2设计的基本要求和内容1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案2）进行冲压工艺计算3）模具的总体设计4）模具的主要工作零件的设计计算5）编写设计说明书3主要参考文献1丁松聚冷冲模设计，北京，机械工业出版社2王孝培，冲压设计资料，北京，机械工业出版社3牟林冲压工艺与模具设计M北京中国林业出版社，20064杨玉英实用冲压工艺及模具设计手册M北京机械工业出版社，20055张苇冲压件模具CAD现状与发展J轻型汽车技术，2004,176414166洪丽华,陈永禄中国模具工业现状和模具技术发展趋势J机电技术，2007296997徐慧民模具制造工艺学M北京北京理工大学出版社，20078闫伟光冲压成形技术的发展趋势J机械工人，2002,119周贤宾冲压技术的发展J机械工人，2002,1121510模具工业11李天佑，冲模图册，北京，机械工业出版社4进度安排设计各阶段名称起止日期1收集资料完成文献综述1周2周2完成工艺计算确定模具结构方案3周9周3中期检查9周4绘制模具图10周13周5完善设计内容，完成设计说明书14周15周6准备答辩16周17周太原工业学院毕业设计固定架成型工艺分析与模具设计摘要本设计主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。然后是弯曲工艺的设计和和计算，算出了毛坯的展开尺寸，为后续工艺的设计提供了送料步距的依据，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。之后进行了冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，为选择冲压设备提供了依据。最后是对一些零部件的设计和选择。通过前面的设计方案画出模具个零件图和装配图，本次设计阐述了冲压模具的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品的质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词冲压；工艺；弯曲；模具结构FIXEDFRAMESTAMPINGFORMINGPROCESSANALYSISANDMOLDDESIGNABSTRACTTHISDESIGNHASDESIGNEDAPROGRESSIVEDIEATTHEBEGINNINGOFAPREAMBLE,ITDESCRIBEDTHESTAMPINGDIEDEVELOPMENT,EXPLAINSTHEIMPORTANCEOFSTAMPINGDIES,ANDTHENSTAMPINGPROCESSISANALYZEDTODETERMINETHECOMPLETIONOFTHEPROCESSPLANTHESECONDPARTISCURVEDDESIGNANDCALCULATIONPROCESS,ARRIVEATTHECOMMENCEMENTOFBLANKSIZE,THEDESIGNFORTHEFOLLOWUPPROCESSPROVIDESTHEBASISFORFEEDINGSTEPDISTANCETHENISTHEDESIGNOFCOMPONENTSLAYOUTDIAGRAM,COMPLETETHECALCULATIONOFMATERIALUTILIZATIONFOLLOWEDBYABLANKINGTECHNOLOGYANDBLANKINGFORCECALCULATIONPARTOFTHEDESIGNANDCALCULATIONOFTHEDIEFORSTAMPINGDEVICEPROVIDEDTHEBASISFORSELECTIONFINALLY,TEAMSOFSOMEPARTSOFTHEDESIGNANDSELECTIONDRAWTHEDESIGNONTHEFRONTMOLDAPARTDRAWINGANDASSEMBLYDRAWING,THEDESIGNDESCRIBEDINTHISSTAMPINGDIESTRUCTUREDESIGNANDWORKINGPROCESSTHEMOLDRELIABLE,SMOOTHRUNNING,IMPROVEDPRODUCTQUALITYANDPRODUCTIONEFFICIENCY,REDUCELABORINTENSITYANDPRODUCTIONCOSTSKEYWORDSSTAMPING；TECHNOLOGY；BENDING；DIESTRUCTURE太原工业学院毕业设计第I页共III页目录ABSTRACT1前言11概述211我国冲压模具企业技术现状及发展趋势2111现状2112未来冲压模具制造技术发展趋势312设计课题413零件的工艺性分析514工艺方案的确定615模具结构形式的确定62主要工艺设计与计算721排样设计7211排样方法及搭边的设计7212材料利用率722弯曲工艺设计及计8221中性层位置计算8222弯曲工件的毛坯展开尺寸计算8223回弹现象的表征及模具相关尺寸修正8224弯曲凸、凹模设计9225弯曲力计算1023条料的宽度和导料板间距离计算11231条料宽度11232导料板间的距离1124步距1125冲裁工艺力的计算11251冲裁力的计算12252卸料力、推件力的计算12253压力机公称压力的确定1326压力中心的计算1327冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸的计算14太原工业学院毕业设计第II页共III页271冲裁间隙14272凸凹模刃口尺寸的计算1528闭模高度的计算1729压力机的选择18210闭模高度校核183模具主要零部件的设计1931工作零件设计19311凸模长度计算19312冲孔凸模强度校核19313凹模的设计1932连接与固定零件的设计20321固定板20322垫板2033定位零件设计2134卸料装置2135模架214模具的经济性分析215总结23附录A外文资料翻译译文261、系统化设计方法2614、矩阵设计法284、智能化设计方法295、各类设计方法评述及发展趋势30附录B外文资料翻译原文31INTRODUCTION3111DESIGNELEMENTMETHOD3312GRAPHICALMODELINGMETHOD3313“IDEA“DESIGN“3314MATRIXDESIGN3515BONDGRAPH352THEMODULARDESIGNSTRUCTURE35太原工业学院毕业设计第III页共III页3THECHARACTERISTICSOFKNOWLEDGEBASEDPRODUCTDESIGN374INTELLIGENTDESIGN375VARIOUSDESIGNREVIEWANDDEVELOPMENTTRENDS38太原工业学院毕业设计1前言随着现代化大工业的飞速发展，加上用模具加工成型产品具有生产效率高、产品质量稳定、互换性好、材料利用率高、操作简单、安全性好、工人劳动强度低、适用范围大、产品成本低等诸多优点，在电子、电器，仪表、仪器，航空、航天，汽车、摩托车、船舶制造，家用电器，文化用品、娱乐用品，医疗器械，日常生活用品及各种产品包装等生产行业中，均得到了非常广泛的应用。很多产品中，有很多组成零件是用模具或经过模具制作出来的，其比例有的竟达到80以上。所以，模具已成为制造业不可缺少的重要组成部分模具生产因技术含量和精度要求高、生产数量少、制作难度大，所以，造价比较高。这在一定程度上影响和加重了产品的成本费用。所以，模具主要适用与批量很大的产品生产。在欧美、日本等发达国家，模具工业得到迅速的发展，并成为一种独立的产业，其模具生产的总产值有的已超过本国的机床制造业总产值。他们生产的模具大量出口到发展中国家，得到丰厚的利润回报。制造大型、精密、复杂、长寿命模具，已成为衡量一个国家机械加工水平的重要标志。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的多年来，我国大多是以生产企业自行设计、制作模具，为本企业产品服务。模具制作水平的高低，在一定程度上代表了这些企业自身的机械加工水平。但由于受多种因素的影响，技术水平和生产能力受到约束，发展缓慢，很多用于产品生产的模具不得不从国外进口选用为模具制造的进步创造了良好的条件。本毕业设计是固定架模具设计，涉及冲孔，弯曲，切断的级进模。条料放入模具后，上模座随着滑块下行，进行冲孔，冲孔结束后，随着条料的前行，进行弯曲和切断工序。太原工业学院毕业设计21概述11我国冲压模具企业技术现状及发展趋势111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、康家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，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力量，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、IDEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了MOLDFLOW、CFLOW、DYNAFORM、等CAE软件，并成功用于模的设计中。虽然中国模具工业在过去10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。我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM微机及其兼容机、HP工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5太原工业学院毕业设计3左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有25左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的812左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而80年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高112未来冲压模具制造技术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”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/CAE培训的技术服务的力度；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，使虚拟成为可能。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、热变形小的优点。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、集成化方向发展太原工业学院毕业设计43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。8模具自动加工系统的发展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。12设计课题工件简图如图11所示太原工业学院毕业设计5图11工件图FIG11WORKPLANS工件名称固定架；生产批量大批量生产；材料Q235；厚度T3MM；抗剪强度/MPA304373；抗拉强度/MPAB432461；伸长率强度/2125；13零件的工艺性分析从工件图分析，不能用铸造、焊接、车削等方法加工，采用模具冲压为最佳。冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适度程度，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。冲裁件工艺性优劣对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简太原工业学院毕业设计6单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析此工件是固定架，所采用的材料为Q235，有良好的冲压性能，料厚为3MM，没有悬臂，没有违反冲裁件的工艺规定。抗剪强度373MPA304，抗拉强度MPAB461372，伸长率2521，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。工件的形状不复杂，外形为矩形。精度要求不高，整体上有1个冲孔、一处弯曲。未标出零件尺寸公差，公差按IT13级选取。孔的直径为20MM，不需要凸模护套。主要工序有冲裁、弯曲，切断，不需要特殊处理。根据以上分析，此产品冲压工艺性较好。该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。14工艺方案的确定根据制作的工艺性分析，其工序有落料、冲孔、弯曲。按其先后顺序组合，可得以下三种方案方案一、落料冲孔弯曲，采用单工序模具生产。这种方案所用模具结构简单，但需要三道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用复合冲裁或级进冲裁方式。方案二、弯曲冲孔切断，采用复合模生产。这种方案虽然能在压力机一次行程内完成多道工序，由于有三道工序，使模具设计过于复杂，强度不易保证。方案三、冲孔弯曲切断，采用级进模生产。这种方案生产效率高，适合大批量生产，虽然它受送料误差的影响，尺寸精度要求低，但是由于工件本身精度要求低，所以比较合适。通过以上三种方案的分析比较，我觉得方案三各方面都比较适合，所以我决定以方案三作为我的设计方案。15模具结构形式的确定A总体结构为级进模连续冲压。B卸料装置采用弹性卸料装置，以便于制造与操作。C为了使模具具有良好的导向精度，选择导柱、导套导向的模具结构。太原工业学院毕业设计7D定位装置采用双侧刃控制送料步距与定位。2主要工艺设计与计算21排样设计排样图如图21所示图21排样图FIG21LAYOUTPLAN211排样方法及搭边的设计条料的排样方法为有废料直排的方式，侧搭边A3MM，工件间搭边A125MM。212材料利用率材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，值越大，材料利用率就越高，它是衡量合理利用材料的经济性指标，也是购买原材料多少的依据。其计算可用一个进距内冲裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示。钢板的材料利用率为81821004646942353572100BSA式中材料利用率；太原工业学院毕业设计8A一个步距内工件的实际面积2MM；S送料步距MM；B条料宽度MM。22弯曲工艺设计及计221中性层位置计算0XTR30353405式中X与变形程度有关的中性层位移系数，查得X035；R弯曲件的内圆角半径，MM；T弯曲板料厚度，MM。222弯曲工件的毛坯展开尺寸计算根据冷冲压手册中的公式，查得LL1L22XTR2474240510436MM，取整为1045公式中字母含义见图21。图22FIG22223回弹现象的表征及模具相关尺寸修正由于弯曲时内、外切向力方向相反，因而弹性回复方向也相反，即外区弹性缩短太原工业学院毕业设计9而内区弹性伸长，这种反向的弹性回复加剧了工件形状和尺寸的改变，使弯曲件的形状和尺寸与模具尺寸不一致，这种现象叫弯曲回弹简称回弹。当相对弯曲半径R/T006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP327900024MM；DD334300360MM（350180）DP（35075018）00075363500048MM；DD（3635064）0120427500750MM校核校核PD0123006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP363500024MM；DD427500360MM2直径20的孔（200330）DP（20075033）00132024800084MM；DD（20248064）0210208880130MM校核PD0214006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP2024800024MM；DD2088800360MM3切口（3053900）DP（305075039）01603079001MM；DD（3079064）016031430160MM校核PD026006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，太原工业学院毕业设计17提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP307900024MM；DD314300360MM（250140）DP（25075014）000626050004MM；DD（2605064）010032450060MM校核PD01006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP260500024MM；DD324500360MM4切断（740460）DP（74075046）0012743450012MM；DD（74345064）0190749850190MM校核PD031006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP7434500024MM；DD7498500360MM（250140）DP（25075014）000626050004MM；DD（2605064）010032450060MM校核PD01006不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小P、D，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取P040060024MM；D060060036MM故DP260500024MM；DD324500360MM28闭模高度的计算模具闭模高度H闭H上模H垫LHH下模H255106240702235MM式中H上模为上模座高度，MM；H垫为卸料板厚，MM；L为凸模长度，MM；H为凹模厚度，MM；太原工业学院毕业设计18H下模为下模座高度，MM；H2为凸模冲裁后进入凹模的深度，H22MM29压力机的选择根据F总F冲F卸F推F弯7103KN，一般选用压力机的公称压力大于等于所需压力的11到13倍，初选开式压力机型号JS31110。其参数如下公称压力/KN1100滑块行程/MM110行程次数/次/分50最大闭合高度/MM350最小闭合高度/MM260工作台尺寸/前后左右/MM1070680210闭模高度校核前面由冲压力初选1100KN的压力机，最大闭合高度为350MM，最小闭合高度260MM。而模具的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下关系式确定，即5101MAX1MINHHHHH式中H模具闭合高度；MINH压力机最小闭合高度；MAXH压力机最大闭合高度；1H垫板厚度；所以模具在安装时加上垫板可满足要求。经过综合分析所选压力机可以满足模具工作要求。太原工业学院毕业设计193模具主要零部件的设计31工作零件设计311凸模长度计算L12HHTH62MM式中H1凸模固定板厚度MM；H2卸料板厚度MM；T材料厚度MM；H附加长度，它包括凸模固定板与卸料板之间的安全距离，凸模进入凹模的深度以及凸模的休磨量MM；312冲孔凸模强度校核对直径为20MM孔的圆形凸模压应力校核，凸模最小直径应该满足MIN4384TD压MM经计算，凸模的直径为20248MM大于384MM，满足条件。313凹模的设计1整体式凹模外形尺寸的确定冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用，由于凹模结构形式和固定方法不同，受力情况又比较复杂，理论方法还不能确定凹模外形尺寸，通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃避间距离，按经验公式来确定。凹模厚度HKB15MMH02416375393MM取H40MM凹模壁厚C152H6080取C65MM太原工业学院毕业设计20式中B冲裁件的最大外形尺寸，MM；K系数，查得取K024算得凹模的总长度为29375MM凹模的总宽度为2415MM取标准值31525040MM2凹模刃口形式凹模刃口设计为直筒形式的。特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作不分尺寸不变。但因废料（或制件）的聚集而增大了推间力和凹模的胀裂力，给凸凹模的强度都带来了不利的影响，凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。取凹模的洞口高度H9MM32连接与固定零件的设计321固定板将凸模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座上。固定板外形尺寸与凹模外形尺寸基本一致，厚度一般取凹模厚度的0608倍。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/M6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板的外形尺寸长为315MMMM宽为250MM厚为20MM322垫板垫板可以起到将凸模承受的压力均布到模座上，避免凸模直接和模座接触，从而避免压强过高而压塌模面。垫板的作用是直接承受和分散凸模传递的压力，以降低模座说承受的单位压力，保护模座不被凸模断面压陷。且垫板必须热处理，旨在增加抗压强度。垫板尺寸为长为315MM宽为250MM厚度为10MM太原工业学院毕业设计2133定位零件设计板料在模具中必须有正确的位置，才能保证冲裁出外形完整的合格零件，板料在模具送料平面中必须有两个方向的限位一是在与板料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确方向送进，称为送进导向；二是在送料方向上的限位，控制板料一次送进的距离（步距）称为送料定距。本设计中，属于送进导向的定位零件为导料板；属于送料定距的定位零件为侧刃。导料板通过螺钉，销与凹模紧固连接在一起，厚度一般为条料厚度的2倍取6MM。34卸料装置弹性卸料板不但能承担模具的卸料工作，而且还可以对放置在模具内的条料起压平和压住的作用，保证平整和防止位置移动。同时由于与凸模的良好配合，加上冲切时凸模伸出长度小，对凸模有较好的保护作用。由于板料较厚，卸料力比较大，弹性卸料板用4个卸料螺钉定位，并设有4个卸料板弹簧。卸料板外形尺寸长为325MM宽度为250MM，卸料板厚度为14MM。35模架模架包括上模座、下模座、导柱和导套。它是模具的基础，模具的工艺结构件通过紧固件安装到模架上形成完整的模具。因为设计的工件尺寸较大，查不到标准模架，所以模架为自制选用的滑动对角导柱模架，对角导柱模架的特点是导向装置都是安装在模具的对角线上，滑动平稳，导向准确可靠。查表得模架的精度等级定为级，上模座上平面对下模座下平面的平行度的公差等级为7级，导柱轴心线对下模座下平面的垂直度的公差等级为6级。导柱、导套的布置导柱，导套是用来保证上，下模正确的相对运动的。查表得导柱，导套配合后的间隙值为0025MM，导柱，导套之间采用H7/H6的间隙配合，但必须小于冲裁间隙。导柱和导套一般采用过盈配合H7/R6分别压入下模座和上模座的安装孔中。，4模具的经济性分析模具的经济性涉及到成本的高低供应是否充分，加工过程是否复杂、成品率的高低以及同一产品中使用金属或钢材型号的多少等。在我国当前情况下，考虑以铁代钢和以铸代锻还是符合经济性要求的，故选择一般弹钢和铸铁能满足要求的，就不要选用合金钢。对一些只要求表面性能高的零件，可选用廉价钢种，然后进行表面强化处理来达到。另外，在考虑材料经济性时，切记不宜单纯以单价来比较材料的好坏，而应以综合效益来评价材太原工业学院毕业设计22料的经济性高低。冷冲压的优点很多，冷冲压也称板料冲压，是塑性加工的一种基本方法。冷冲压有许多优点，技术上A在材料消耗不大的情况的前提下，制造出的零件重量轻、刚度好、精度高。由于在冲压过程中材料的表面不受破坏，使得制件的表面质量较好，外观光滑美观。并且经过塑性变形后，金属内部的组织得到改善，机械强度有所提高。B在压力机的简单冲击作用下，一次工序即可完成由其他加工方法所不能或难以制造完成的较复杂形状零件的加工。C制件的精度较高，且能保证零件尺寸的均一性和互换性。不需进一步的机械加工即可满足一般的装配和使用要求。同样，在经济上更有其它加工方式不能比拟的优势A原材料是冶金厂大量生产的廉价的轧制板材或带材。B采用适当的冲压工艺后，可大量节约金属材料，可以实现少切屑和无切屑的加工方法。材料利用率一般可达7585，因而制件成本相应的比较低。C节约能源。冲压时可不需加热，也不像切削加工那样将金属切成碎屑而需要消耗很大的能量。D生产率高。每一分钟一台冲压设备可以生产零件从几件到几十件。目前的高速冲床生产率则没分钟高达数百件甚至一千件以上。E操作简单，便于组织生产。在大批量的生产中，易于实现机械化和自动化，进一步提高劳动生产率。模具的作用一方面是将压力机的作用力通过模具专递给金属板料，在其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定的数值时，板料毛坯或毛坯的某个部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得满足一定性能要求及符合所需尺寸及其形状的制品；另一方面，通过模具的作用，可以保证上下模之间的正确导向，并使胚料稳固的压紧与精确的定位，从而冲制出达到一定精度要求的冲件。在生产实际中，模具应达到制造精度高，操作性能良好，使用寿命长，制造周期短，模具成本低等要求。太原工业学院毕业设计235总结毕业设计是对大学学习的一次综合检验，也是对专业知识的一次复习和巩固。我设计的是钢板模具级进模，模具的工作过程是，从右向左送条料，用侧刃定距，第一次先是用侧刃冲去部分板料，然后送料。第二步是冲所有的孔，开模后再送料。第三步是弯曲和切断，开模后继续送料就可以把冲好的工件顶出凹模，拿出工件即可。模具一共三步，设计好的模具配合相应的压力机工作，就能大大的提高生产效率。在设计中，我查阅了很多与冷冲压模具相关的书籍，大致了解了这个行业的发展现状和发展前景。通过这次毕业设计，培养和提高了我独立设计工作的能力，巩固和扩充了关于冷冲压模具方面的知识，知识结构也从理论逐渐向实践升华、转变。我还掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，锻炼了我对冷冲压模具设计的能力和更深入地运用冷冲压模具的基本原理和方法，也更加熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及电脑绘图技能。太原工业学院毕业设计24致谢通过几个月的努力，我终于完成了毕业设计。在此十分感谢我的指导教师老师。在这次毕业设计中，经常会遇到很多难题，老师都耐心地帮助我解决，并且给我指出许多问题，给我提供一些建议和参考，让我顺利的完成了毕业设计，他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。这种指导方式即解决了设计问题，更加的让我在设计中学习到了很多知识，许多都是课本上学不到的知识，再次向赵老师表示感谢。同时我还要感谢同学们的热心帮助，使得这次毕业设计得以顺利完成，并且让我获得了很多真正的实战经验。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢由于本人的基础知识和设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，让我避免在未来的学习、工作中犯同样的错误，本人将万分感谢。太原工业学院毕业设计25参考文献1杨玉英主编实用冲压工艺及模具设计手册M北京机械工业出版社,200472宛强主编冲模设计及实例精解M北京化学工业出版社,200833李奇涵主编冲压成形工艺与模具设计M北京科学出版社,20074钟翔山主编冷冲模设计应知应会M北京机械工业出版社,200885王孝培主编冲压手册（第二版）M北京机械工业出版社,2000106王树勋、廖红宜主编冷冲压工艺与模具设计M北京电子工业出版社,200967薛啟翔主编冲压模具设计结构图册M北京化学工业出版社,200548范有发主编冲压与塑料成型设备M北京高等教育出版社,200179周开勤主编机械零件手册M北京高等教育出版社,2001710王孝培主编实用冲压技术手册M北京机械工业出版社,2001311韩正铜、王天煜主编机械精度设计与检测M徐州中国矿业大学出版社,2001312许树勤、王文平主编模具设计与制造M北京北京大学出版社,20051113JOHNAWALLERPRESSTOOLSANDPRESSWORK,1978太原工业学院毕业设计26附录A外文资料翻译译文机械产品方案的现代设计方法及发展趋势摘要根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能四种类型。指出四种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的努力方向。关键词机械产品；方案设计方法；发展趋势引言科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。1、系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者PAHL和BEITZ教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是1将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。太原工业学院毕业设计272将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。3将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分单元及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。11、设计元素法用五个设计元素功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。12、图形建模法研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用NIJSSEN信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。13“构思”“设计”法将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。将方案的“构思”具体描述为根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图机械运动简图。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件“功能载体”的形状及位置，得到结构示意图。ROPER，H利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元GE”、“结构元素KE”、“功能结构元素FKE”、“联接结构元素VKE”、“结构零件KT”、“结构元素零件KET”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把太原工业学院毕业设计28设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步1获取功能和功能结构简称为“功能”；2寻找效应简称为“效应”；3寻找结构简称为“构形规则”。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程策略1分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2“效应”与“构形规则”包括设计者创建的规则关联，单独考虑功能通常与设计任务相关。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。14、矩阵设计法在方案设计过程中采用“要求功能”逻辑树“与或”树描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求功能”逻辑树建立“要求功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。KOTAETAL将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。15键合图法将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。2、结构模块化设计方法从规划产品的角度提出定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解如通用零件部件等描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能太原工业学院毕业设计29力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。FELDMANN将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，1产品2功能组成3主要功能组件4功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口联接和配合部，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。3、基于产品特征知识的设计方法基于产品特征知识设计方法的主要特点是用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。4、智能化设计方法智能化设计方法的主要特点是根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。太原工业学院毕业设计30利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OPENGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。5、各类设计方法评述及发展趋势综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系，一个实体通常可以实现若干种功能，一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域