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冲压工艺与模具设计毕业论文

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太原工业学院

毕业论文开题报告

2013年6月13日

毕业论文开题报告

毕业论文开题报告

毕业论文开题报告

毕业论文

油封内外夹圈冲压工艺与模具设计

092018206

李帅臣

机械工程系

学生姓名：

学号：

0

材料成型及控制工程

系部：

佘银柱

专业：

指导教师：

二零一三年六月

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

油封内外夹圈冲压工艺与模具设计

系部：

机械工程系专业：

材料成型及控制工程学号：

092018206

学生：

李帅臣指导教师（含职称）：

副教授佘银柱专业负责人：

冯晶

设计（论文）的主要任务及目标

本论文主要研究油封内外夹圈的冲压工艺与模具设计，对内夹圈和外夹圈分别做一些分析，然后来确定它们加工的工艺方法，从而再确定模具的设计。

通过对零件加工工艺的分析和生产模具的设计，要去掌握模具设计当中的一些分析方法。

冲压模具的设计主要包括工件的分析、工艺方案的确定、模具结构形式的选则、必要的工艺计算、主要零部件的设计、压力机型号的选择，以及零件图和装配图的绘制。

对每一步的分析，去深刻掌握和了解有关冲压模具设计的基础知识，同时开拓设计的思路，培养创新设计能力。

通过对零件结构的分析计算，来确定加工的工艺方法，从而去回顾并深入理解冲压工艺的分类以及每一种工艺的特点和其适合的范围，进一步总体上掌加工工艺类型。

通过工艺力的计算来选择模具的压力机型号，这样可以巩固曾经学到的知识，同时对内外夹圈的选择，可以做出比较，更深层次的学习实际生产当中的压力机选择的分析方法。

通过对零部件结构的设计，可以了解标准零部件的选择及其设计。

绘制零件图和装配图，加深对二维CAD软件的进一步掌握。

做这篇论文的研究，不仅有助于基础知识的巩固和学习，而且能够进一步开拓思维，深入学习模具设计的新思路。

对各种文献的阅读，增加了模具方面的专业知识，使零碎的知识更加专业化和整体化。

这篇论文的研究也为以后的工作和读研打下了基础。

对油封内外夹圈不同的设计进行比较，系统的掌握模具设计的分析方法，整合各部分内容为一个整体框架，改变传统设计观念，创新性的思考新的问题，培养创新性思维。

设计（论文）的基本要求和内容

=1\*GB3\*MERGEFORMAT①做好设计总思路，填写开题报告

=2\*GB3\*MERGEFORMAT②做好冲压模具设计，编写毕业设计说明书

=3\*GB3\*MERGEFORMAT③绘制一幅0号装配图和若干幅零件图

=4\*GB3\*MERGEFORMAT④按标准格式打印说明书

主要参考文献

[1]郝滨海主编.冲压模具简明设计手册[M].北京:

化学工业出版社，2005、10-402

[2]模具实用技术丛书编委会编.冲模设计应用实例[M].北京:

机械工业出版社，2000、232-239

[3]梁炳文主编.冷冲压工艺手册[M].北京:

北京航空航天大学出版社，2004、20-593

[4]中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会编著.中国模具设计大典第三卷[M].江西：

江西科学技术出版社.2003.167-172

[5]冲压工艺及模具设计编写委员会.冲压工艺及模具设计[M].北京:

国防工业出版社，1993、54-55

4．进度安排

摘要

本论文应用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，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，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

油封内夹圈采用落料、拉伸、冲孔复合模，能较好地实现落料及落料件的修边，模具设计制造简便易行。

落料拉伸冲孔效果好，能极大地提高生产效率，但落料拉伸凹模设计较为重要，设计中应充分考虑其落料拉伸模口形状，否则易影响落料拉伸件的形状。

说明书也分析了零件冲压成形的工艺特点，介绍了油封外夹圈落料、冲孔、拉深翻边复合模的工作原理和结构设计过程，设计了一副包含落料、冲孔、拉深、翻边的复合模，该模具设计合理，结构紧凑,可靠性好，装、拆、修磨方便,模具使用性能良好，应用广泛。

可以在一个工步中完成夹圈毛坯的落料、成形、预冲孔、翻边四道工序，生产率较旧的工艺方法有很大提高，经济效益显著。

通过冲裁件工艺分析等确定了模具类型。

按照冲压模具的一般步骤，计算并设计了本套模具的主要零部件，如：

凸模、凹模、凸模固定板等。

模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。

关键词：

复合模，夹圈，落料，复合下料，冲孔，复合模，冷冲压，绘图能力

ABSTRACT

Thusthepresentpaperappliesthisspecialtytostudythecurriculumthetheoryandtheproductionknow-howcarriesonatimecoldstampingmolddesignworktheactualtrainingtoraiseandtosharpenthestudentindependentworkingability,consolidatedandexpandedthecontentwhichcurriculaandsooncoldstampingmolddesignstudied,themethodandthestepwhichthegraspingcoldstampingmolddesigned,thebasicmoldskillwhichthegraspingcoldstampingmolddesignedhadunderstoodhowanalyzedthecomponentsthetechnologycapability,howdefinitecraftplan,hadunderstoodthemoldbasicstructure,sharpenedthecomputationability,cartographyability,hasbeenfamiliarwiththestandardandthestandard,simultaneouslyvariousbranchescorrelationcurriculumallhadthecomprehensivereview,independentthinkingabilityalsohadtheenhancement.canenhancetheproductionefficiencyenormously,butfallsthematerialtostretchtheconcavemolddesigntobeimportant,inthedesignshouldconsiderfullyitfallsthematerialstretchmoldmouthshape,otherwiseeasytoaffectfallsthematerialstretchestheshape. This project analyse the technology features of punch forming and introduce the operational principle and the structure design of the compound moulds of blank-and-cup piercing drawing and flanging. I designed a suit of compound moulds which contain blank-and-cup piercing drawing and flanging. This suit of compound moulds are reasonable designed and has compact structures , high reliability and widely used. This suit of compound moulds can complete blank-and-cup piercing drawing and flanging in a position, so the production efficiency and economic benefit are higher then the old technology features. Determine the type of the moulds by the technology anal yes of the part. Then calculate and design the parts according to the normal way, such as:

 male mould, female mould and mould holder.

Keywords:

 compound moulds,blank-and-cup,fallsmaterial,strechmol

punchhole,superposebledie,coldstamping,artographyability

TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc18370前言PAGEREF_Toc183701

HYPERLINK\l_Toc312241概论2

HYPERLINK\l_Toc113611.1引言2

HYPERLINK\l_Toc233051.2.1冲压模相关介绍2

HYPERLINK\l_Toc101321.2.2冲模在现代工业生产中的地位2

HYPERLINK\l_Toc311991.2.3我国冲压模具市场情况3

HYPERLINK\l_Toc222531.2.4冲压模具水平状况4

HYPERLINK\l_Toc43271.2.5我国冲模今后发展趋势6

HYPERLINK\l_Toc186182.1工件工艺性分析6

HYPERLINK\l_Toc93222.1.1冲裁工艺性6

HYPERLINK\l_Toc108952.1.2翻边工艺性7

HYPERLINK\l_Toc93282.1.3判断能否一次性翻边成形7

HYPERLINK\l_Toc189582.2工艺方案确定8

HYPERLINK\l_Toc140532.2.1.油封内夹圈工艺方案9

HYPERLINK\l_Toc207282.2.2.油封外夹圈工艺方案9

HYPERLINK\l_Toc132873排样及计算材料利用率10

HYPERLINK\l_Toc160833.1计算预冲孔大小10

HYPERLINK\l_Toc279903.1.1内夹圈预冲孔计算10

HYPERLINK\l_Toc298603.3.2外夹圈预冲孔计算11

HYPERLINK\l_Toc256383.2确定排样方式11

HYPERLINK\l_Toc29573.3计算材料利用率12

HYPERLINK\l_Toc248353.3.1油封内夹圈材料利用率计算12

HYPERLINK\l_Toc136503.3.2油封外夹圈材料利用率计算14

HYPERLINK\l_Toc213124冲裁力及压力中心计算15

HYPERLINK\l_Toc76984.1油封内夹圈计算15

HYPERLINK\l_Toc123404.1.1落料力计算15

HYPERLINK\l_Toc165674.1.2翻边力计算16

HYPERLINK\l_Toc77824.1.3切边力计算16

HYPERLINK\l_Toc276204.1.4推件力计算16

HYPERLINK\l_Toc213064.4.5总压力计算16

HYPERLINK\l_Toc254594.2油封外夹圈计算16

HYPERLINK\l_Toc325194.2.1拉深力的计算16

HYPERLINK\l_Toc109424.2.2压边力的计算16

HYPERLINK\l_Toc170724.2.3拉深总工艺力计算17

HYPERLINK\l_Toc97964.2.4翻边力计算17

HYPERLINK\l_Toc172114.2.5卸料力的计算17

HYPERLINK\l_Toc305734.2.6冲裁力计算17

HYPERLINK\l_Toc212494.2.7落料力计算17

HYPERLINK\l_Toc193224.2.8总冲压力的计算17

HYPERLINK\l_Toc95704.3压力中心的计算18

HYPERLINK\l_Toc242895主要工作部分尺寸计算18

HYPERLINK\l_Toc269235.1油封内夹圈尺寸计算18

HYPERLINK\l_Toc165555.1.1落料刃口尺寸计算18

HYPERLINK\l_Toc181845.1.2冲孔切边刃口尺寸计算19

HYPERLINK\l_Toc321325.1.3翻边工作刃口尺寸计算19

HYPERLINK\l_Toc278425.2油封内夹圈尺寸计算20

HYPERLINK\l_Toc226955.2.1落料刃口尺寸计算20

HYPERLINK\l_Toc212615.2.2冲孔切边刃口尺寸计算21

HYPERLINK\l_Toc104435.2.3翻边工作刃口尺寸计算21

HYPERLINK\l_Toc69676凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核22

HYPERLINK\l_Toc250066.1油封内夹圈模具外形尺寸22

HYPERLINK\l_Toc28186.1.1落料凹模结构设计22

HYPERLINK\l_Toc222826.1.2确定落料、翻边凸凹模外形尺寸24

HYPERLINK\l_Toc82826.1.3冲孔翻边凸模外形设计25

HYPERLINK\l_Toc276176.2油封内夹圈模具外形尺寸25

HYPERLINK\l_Toc173656.2.1冲孔凸模外形尺寸25

HYPERLINK\l_Toc147326.2.2落料凹模形状设计26

HYPERLINK\l_Toc61746.2.3拉深翻边凸凹模外形设计26

HYPERLINK\l_Toc214957主要零部件设计27

HYPERLINK\l_Toc55537.1模柄的设计27

HYPERLINK\l_Toc155877.1.1油封内夹圈模柄的设计27

HYPERLINK\l_Toc239647.1.2油封外夹圈模柄的设计28

HYPERLINK\l_Toc261617.2固定板和垫板的设计28

HYPERLINK\l_Toc171847.2.1凸凹模固定板的设计28

HYPERLINK\l_Toc254697.2.2垫板的设计29

HYPERLINK\l_Toc192917.3定位零件的设计30

HYPERLINK\l_Toc116647.3.1固定挡料销的设计30

HYPERLINK\l_Toc70277.3.2圆柱销的设计30

HYPERLINK\l_Toc118967.4出件机构的设计31

HYPERLINK\l_Toc206877.4.1推出件机构的设计31

HYPERLINK\l_Toc172217.4.2下出件机构的设计33

HYPERLINK\l_Toc236518模架的选择35

HYPERLINK\l_Toc22318.1模架的选择36

HYPERLINK\l_Toc2878.2模具的闭合高度计算37

HYPERLINK\l_Toc129058.2.1模具闭合高度计算的意义37

HYPERLINK\l_Toc222648.2.2计算模具的闭合高度37

HYPERLINK\l_Toc266789选择冲压设备37

10模具总装图及装配工艺性……………………………………………………39

10.1模具总配图………………………………………………………………39

10.2装配工艺性………………………………………………………………41

HYPERLINK\l_Toc3255610.2.1工作零件的固定装配41

HYPERLINK\l_Toc1739010.2.2其他零件的装配42

HYPERLINK\l_Toc23466参考文献43

HYPERLINK\l_Toc6554总结44

HYPERLINK\l_Toc27342致谢45

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。

冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。

在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。

以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。

冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。

对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。

20世纪60年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。

通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。

模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。

模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。

它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。

模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。

在级进模CAD/CAE/CAM发展应用方面，本世纪初，美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG-II（现为NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CAD/CAM软件NX-PDW。

该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。

具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色，已在2003年作为商品化产品投入市场。

1、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量、效益和新产品的开发能力。

1.2.2冲模在现代工业生产中的地位

在现代工业生产中，冲模约占模具工业的50%，，在国民经济各个部门，特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。

据统计，利用冲模制造的零件，在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%～70%，在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占85%以上。

在各种类型的汽车中，平均一个车型需要冲压模具2000套，其中大中型覆盖件模具300套。

1.2.3我国冲压模具市场情况

我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。

一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。

据中国模具工业协会发布的统计材料，2