毕业论文垫片冲压模具设计.docx

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毕业论文垫片冲压模具设计

毕业设计论文

课题名称：

垫片单工序落料模设计

系部名称：

自动化工程系

专业班级：

机械制造与自动化

设计任务书

班级：

模具学生姓名：

设计指导老师：

一工件要求：

生产批量：

件材料：

钢工件厚度：

工件如图所示

二设计任务

设计题目：

钢单工序落料模设计及主要零件数控加工

模具设计计算

冲压件工艺分析；冲压件结构分析；冲压件精度分析；排料设计；搭边和条料宽度计算；材料利用率计算；

确定冲裁方案及模具类型：

冲裁力计算；模具压力中心计算；选择冲压设备；凸模和凹模间隙值计算；凸模刃口和凹模刃口尺寸计算

模具总体设计：

模具总体设计草图张

模具主要零部件设计

凹模和凸模的结构设计；其他非标准件结构设计。

模具主要零部件制造

编写技术文件：

模具总装图张；零件图纸张；编制主要零件制造工艺、数控加工程序设计计算说明书份

三设计进度（参考）

接收任务书，收集和熟悉相关资料，理解设计任务和步骤天；模具设计计算天；模具总体设计草图天；模具主要零部件设计天；模具总装图天；模具零件图天；编写制造工艺及数控加工程序天；设计计算说明书天；准备毕业答辩天。

四主要参考文献

《中国模具工程大典第卷冲压模具设计》电子工艺出版社肖祥芷王孝培主编

《模具构造与制造》清华大学出版社李奇张国文主编

《机械设计与制造》西南交通大学出版社颜伟张安民主编

摘要

在工业生产高度发展的现代社会里，利用模具加工是一种重要的加工方法，在一些国家里模具甚至被称为是“黄金”，“金属加工业中的帝王”，“磁力工业”，等。

这些都足以看出模具在工业中的重要地位。

在本设计中是针对复合冲裁模具的设计，从第一章开始，先是对冲裁件的结构工艺性进行分析，然后依次确定模具的类型、总体结构，最后是冲裁力和主要的尺寸计算、标准件的选用、零件图和装配图的绘制。

本套模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握知识和设计方法的目的。

这一套模具是密封垫片的冲裁模，结构紧凑简单。

材料为钢，厚度。

按一般的的加工工序为落料、冲孔、修整。

而考虑到冲裁件的具体结构和工艺性，我采用的加工工序为：

落料、无预制孔直接冲孔、修边。

从而完成工件的加工。

实践证明，模具的设计和制造只有一些理论知识是不行的，任何模具的设计都要有一定的实际经验才可以设计出更合理的模具。

设计该零件的冲裁模首先对冲压件进行工艺性分析对冲压模具总体结构设计画装配图冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。

冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。

冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术

关键字：

冲压凸模凹模模架凸凹模

摘要

前言

一产品结构工艺分析

二冲压件的工艺方案确定

三模具结构类型的选择

四工艺计算

（）排样设计

（）凸凹模具刃口尺寸的计算

（）弹性元件计算

五冲模总装图和主要零件设计

（）冲模总装图

（）凹模

（）模架

（）模柄

（）导柱导套的选用

六模具主要零部件制造

（）毛坯的选择

（）凹、凸模加工工艺方案

七数控加工与编程

前言

一、模具行业的发展现状及市场前景

中国模具行业发展现状

鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产

业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键

并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重

要作用。

改革开放以来，中国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，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企

业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。

目前，国内已能生产精度达微米的精密多工位级进模，工位数最多已达个，寿命～亿次。

在大型塑料模具方面，现在已能生产英寸电视的塑壳模具、ｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。

在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。

在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。

在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。

其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。

中国模具行业发展

前景巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。

汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。

年，国内汽车年产量为万辆，。

保有量为万辆，预计到年汽车年产量将达万辆。

汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。

例如，到年汽车行业将需要各种塑料件

万吨，而目前的生产能力仅为多万吨，因此发展空间十分广阔。

家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。

目前，我国的彩电的年产量已超过万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了万台。

家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。

其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。

二、冲压工艺介绍

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。

冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。

冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。

全世界的钢材中，有～是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。

汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。

仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。

冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。

冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。

由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。

冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。

热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。

冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。

生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。

三、冲压工艺的种类

冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。

分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。

成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。

在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。

冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。

冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。

四、冲压行业遇到的问题和解决方法

阻力一：

机械化、自动化程度低

美国条冲压线中有为多工位压力机，日本国内条生产线有为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起。

突破点：

加速技术改造

要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。

汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。

争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。

而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。

应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。

同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。

阻力二：

生产集中度低

许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度

低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅

突破点：

走专业化道路

迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离

出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。

通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。

阻力三：

冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板

（以上）等都依赖进口。

突破点：

所用的材料应与行业协调发展

汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展并改善冲压性能。

铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。

阻力四：

科技成果转化慢先进工艺推广慢

在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成

生产力。

先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。

技术

开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这

方面的差距更甚。

目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构

和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。

突破点：

走产、学、研联合之路

我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研

难以做大，成果不能尽快转化为生产力。

所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科

研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。

阻力五：

大、精模具依赖进口

当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程

度尚低，大约为，而国际上一般在左右。

突破点：

提升信息化、标准化水平

必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广一体化技术，

特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术（）。

加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。

力争年模具标准件使用覆盖率达到，年达到以上基本满足市场需求。

阻力六：

专业人才缺乏

业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。

另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。

突破点：

提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。

振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。

要舍得花大力气，有计划、分层次地培养

一产品结构工艺分析

此零件为垫片零件，生产批量为大批量，材料为钢，厚度为。

精度：

查《模具