毕业设计论文钢丝夹摆动曲模设计 精品.docx
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毕业设计论文钢丝夹摆动曲模设计精品
毕业设计（论文）任务书
系部：
专业模具设计与制造
学生姓名:
学号:
设计（论文）题目：
起迄日期:
24月15日~5月10日
指导教师:
发任务书日期:
年4月15日
毕业设计/论文任务书
题目：
钢丝夹摆动曲模设计
内容：
（1）零件结构工艺分析；
（2）绘制模具总装图一张（A1图）；
（3）画出非标零件图（两张手工绘图）；
（4）编写设计说明书一份；
（5）编制主要零件加工工艺过程卡；
原始资料:
a）名称：
钢丝夹
b）材料：
弹簧钢丝Φ0.6
c）生产批量：
100000件/年
插图清单
图1.1工件图1
图1.2尺寸示意图2
图4.1模具结构图6
图4.4凹模9
图5.4成型摆块12
图5.5座架12
图6.1模具装配图14
插表清单
表3.1压力机参数表5
表6.3弯曲模冲压时缺陷与调整表15
表7.1凸模机械加工工艺过程卡18
表7.2凹模机械加工工艺过程卡19
毕业设计/论文说明书目录
第一章冲压件综合性分析1
1.1弯曲件工艺分析1
1.2弯曲件毛胚尺寸计算1
1.3工艺方案选择3
1.4工艺方案的确定3
第二章弯曲过程相关计算4
2.1弯曲力计算4
2.2弯曲模校正力计算4
2.3顶件力计算4
第三章压力机的确定5
第四章模具总体设计6
4.1.模具的结构设计6
4.2.模具类型选择6
4.3定位方式的选择7
4.4顶件出件设计7
4.5导向方式7
第五章8
5.1凸凹模间隙8
5.2凸模设计8
5.3模架的设计9
5.4凹模设计10
5.5固定板设计12
5.6下模座设计13
5.7其他零部件设计13
第六章模具的装配及调试14
6.1模具的总装配图14
6.2模具的安装15
6.3模具的调试15
3.4主要零部件设计16
第七章工作零件的加工17
机械加工工艺过程卡118
机械加工工艺过程卡218
结论20
致谢21
参考文献21
绪论
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的变化，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的发展。
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、康佳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现已有几千家。
目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺，模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命，效率、加工精度、生产周期等方面与发达国家的模具相比差距相当大。
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
机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计，依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD），数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）
技术转变。
近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，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/E、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并且成功应用于冲压模的设计中。
未来冲压模具的发展趋势:
模具行业在今后的发展中，首先要更加关注其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。
我们的模具行业要紧紧的跟着市场的需求发展。
没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。
如汽车生产中90％以上的零部件，都要依赖模具成型，在电子产品中，冲压件约占80％~85％；在汽车，农业机械产品中，冲压件约占75％~80％；在轻工产品中，冲压件约占90％以上。
此外，在航空及航天工业生产中，冲压件也占有很大的比例。
在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达40％左右。
而模具技术水平的高低，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。
已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
其次，要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。
中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。
如陕西、四川、河北等模具生产有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓；四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。
第三，要积极推进模具企业特别是国有企业的体制的创新，转换经营机制，大力发展混合所有制经济，明确产权和完善法人治理结构。
充分发掘企业发展的内在动力。
要积极推进中、西部地区工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行业水平的“龙头”企业，带动地区产业链的发展。
毕业设计/论文说明书目录
第一章冲压件综合性分析1
1.1弯曲件工艺分析1
1.2弯曲件毛胚尺寸计算1
1.3工艺方案选择3
1.4工艺方案的确定3
第二章弯曲过程相关计算4
2.1弯曲力计算4
2.2弯曲模校正力计算4
2.3顶件力计算4
第三章压力机的确定5
第四章模具总体设计6
4.1.模具的结构设计6
4.2.模具类型选择6
4.3定位方式的选择7
4.4顶件出件设计7
4.5导向方式7
第五章8
5.1凸凹模间隙8
5.2凸模设计8
5.3模架的设计9
5.4凹模设计10
5.5固定板设计12
5.6下模座设计13
5.7其他零部件设计13
第六章模具的装配及调试14
6.1模具的总装配图14
6.2模具的安装15
6.3模具的调试15
3.4主要零部件设计16
第七章工作零件的加工17
机械加工工艺过程卡118
机械加工工艺过程卡218
结论20
致谢21
参考文献21
摘要
冲压模具作为制造产品（或半产品）的一种工具，其作用是完成某种工艺。
模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。
因此冲压设计师必须掌握冲压工艺，包括冲压工艺的分类、各种工艺计算、工艺制订等基础知识，而后才可以选择模具的类型，进行模具设计，使模具的类型表面质量、尺寸精度结构及尺寸等满足工艺及产品的要求。
冷冲压工艺大致分两类：
分离工序和成型工序。
分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离：
分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。
成型工序的目的是使冲压毛胚在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品所需要的形状：
成形工序又分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩孔等。
冷冲压模具是冲压生产的主要工艺设备。
冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。
关键词:
分离工序、成型工序、工艺计算、工艺制订、表面质量、尺寸精度
Summary
Hurtleakindoftoolofpressthemoldingtoolconductandactionsmanufacturingproduct（orthehalfproduct）,itsfunctionistocompleteacertaincraft.Thereforehurtlingtopressdesignermustcontroltohurtletopressthecraft,theclassification,variouscraftcalculation,craftthatincludestohurtletopressthecraftestablishesetc.thefoundationknowledge,justcanchoosethetypeofthemoldingtoolandthen,carryonthemoldingtooldesign,makethetype,structureandsizeetc.ofthemoldingtoolsatisfytherequestofthecraftandproduct.
Coldhurtletopressthecrafttodividemostlytwotype:
Separatetheworkprefaceandmodeltheworkpreface.Purposethatseparatestheworkprefaceisathurtletoranoverthedistancelieutenantgeneraltohurtletopressthepieceandplankstoanticipatetopresscertainoutlinelinetocarryontheseparation:
Separatingtheworkprefacecanisdividedintofalltoanticipateagain,bluntboreandsheartosliceetc..Thepurposethatmodelstheworkprefaceistomakehurtletopressthehair,thecreationtransformsundertheconditionofnotbreakitsintegrity,andconverttheshapethatproductneed:
Takeshapetheworkprefaceandisdividedintotheflectionandpulldeep,turnovertheside,turnoverthebore,bulgeformandexpandthebore,etc..Coldhurtletopressthemoldingtoolismaincraftequipmentsthathurtlestopresstoproduce.Hurtlethesurfacequantity,sizeaccuracy,rateofproductionandtheeconomyperformanceetc.ofpressthepiece,withthemoldingtoolstructureanddesignswhetherthereasonablerelationisbiggest.
Keyword:
Falltoanticipate,plasticdeformation,thecraftcalculation,craftestablish,surfacequantity,sizeaccuracy
机械加工工艺过程卡
（模具专业冲压模具课题适用）
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零（部）件图号
02
产品名称
凸模
零（部）件名称
凸模
材料牌号
Cr12
毛坯
种类
棒料
毛坯外型尺寸
φ20
备注
分别制造
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
下料
φ20，长65mm
金工
普通锯床
0.5
2
车
14
金工
空气锤
2
3
磨
磨外圆及相邻两端面
金工
2
4
热处理
淬火回火58～62HRC
金工
7
5
平磨
磨上下两平面，表面粗糙度值应小于Ra0.8
金工
2
6
研光
是工作表面光洁
金工
设计日期
审核日期
标准化日期
会签
日期
标记
记数
更改文
件号
签字
日期
标记
机械加工工艺过程卡
（模具专业冲压模具课题适用）
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零（部）件图号
09
产品名称
凹模
零（部）件名称
凹模
材料牌号
Cr12
毛坯
种类
板料
毛坯外型尺寸
160
125
28
备注
凸模配制
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
划线
钳工按型孔及其他安装孔划线
金工
1
2
钳工
钻出穿丝孔
金工
0.5
3
插（铣）
铣50
60孔
金工
7
4
钳工
加工螺孔
金工
2
5
热处理
淬火回火58～62HRC
金工
7
6
平磨
磨上下两平面，表面粗糙度值应小于Ra0.8
金工
2
7
电火花切割凹模
按图样编制切割程序，并将程序打成纸带，将纸带输入计算机
金工
设计日期
审核日期
标准化日期
会签
日期
8
研光
是工作表面光洁
金工
标记
记数
更改文
件号
签字
日期
标记
处数
更该文件号
第一章冲压件综合分析
1.1弯曲件工艺性分析
弯曲件的精度，由于零件图上对这方面都没有确定，这样的制件可以设精度为IT14级，这样精度一般的制造精度都可以满足要求。
弯曲件的结构，弹簧钢的最小弯曲半径为1.3t=0.96mm，可以满足弯曲的最小半径的要求。
工件形状是完全对称的，对于弯曲来说是比较容易达到的，因为最小弯曲半径小于各个部分的尺寸圆角的尺寸，也容易弯曲得到。
还有弹簧钢的弯曲性能优良。
综上所述，此工件的弯曲工艺良好。
材料：
弹簧钢丝Φ0.6
图.1.1工件图
工件图给出的工件图的尺寸不足以确定工件的形状，所以工件的尺寸需要具体的确定一下，以下尺寸是我根据图形中的位置大致确定的，所以以下的尺寸确定未免会有不合理的地方，还愿老师不要太在意尺寸，此尺寸的确定仅供设计所用，仅供参考。
我对尺寸的确定：
由工件图我们可以看出制件的尺寸只有圆角半径R1和R2可以先定下来，首先，先设定下面圆弧的圆心距离中心线的距离为0.4mm。
接着，设这个中心距下面的水平面为1mm。
然后，在确定上面的尺寸时，我依据钢丝直径为Ф0.6mm，半径为R1mm和R2mm的圆弧相切，还包括其它的一些尺寸和规定，如为了计算方便我把四个半径为R1的圆角的中心放到了。
如图所示的位置，且让内表面的三个圆角位于一个竖直线上，最终确定的尺寸如下图：
尺寸确定。
工件长度的确定，由工件图的尺寸，可以得到坯料的直径为Φ0.6mm，比较小，但是相对与工件的其他的尺寸而言已经是很大了，所以工件的长度必须按照制件的中性层进行计算，其具体的尺寸计算过程和毛坯长度的计算如下所示。
根据即得的设定计算各个部分的尺寸：
各个圆心之间的距离如图所示，现在我们来确定各个圆心的竖直的高度，下面所说的尺寸分别代表的下图所属的尺寸。
图3其它尺寸的确定
图1.2各部分高度尺寸的确定
根据以上得到的钢丝夹的各部分尺寸，可以确定钢丝的总长L。
计算时要根据中性层进行计算，以下所用的字母分别表示的图5钢丝夹的中性层的尺寸确定（根据上一步算出的尺寸即各部分的高度，利用等比定理可以算出中性层与圆心连线的交点的高度，再算出各个的圆心角，下面就是根据圆心角算各个部分的弧长）
=2.4+1.381+2.553+1.444+2.553+4.553+0.681+2.585
=33.424=34mm
1.3弯曲方案选择
根据制件的形状分析其弯曲方案可以采用以下两种方案：
第一：
采用钢丝直接送进，采用切断弯曲复合模，在弯曲以前把钢丝切断。
第二：
采用切断-弯曲单工序模。
方案对比：
方案一的设计可以减少一套模具，但同时增加了冲裁机构的设计，使模具的设计难度增加，成本的降低程度也不大。
因为制件的结构原因，在加工的过程中不可能实现自动的卸料，在工作的过程劳动的强度也不会降低，而且给送料带来了很多的麻烦，所以加工的效率也不会增加。
方案二的设计虽然需要再增加一套模具，但是这一套模具的设计很简单成本不会太高，甚至可以用其他的一些工具对钢丝进行切断，不用模具，而且使模具的设计简单化，加工过程中的劳动强度也有所降低。
综合以上分析，采用第二种方案进行弯曲。
第二章弯曲过程中的相关计算
2.1弯曲力的计算
是选择压力机和设计模具的重要依据之一。
由于弯曲力受材料性能、零件形状、模具结构等多种因素的影响，很难用理论分析的方法进行准确的计算，所以我按照生产中常采用的经验公式进行计算。
具体如下：
1弯曲力的计算
根据弯曲件的形状选取“U”形件的弯曲力计算公式进行计算，具体如下：
1、自由弯曲时的弯曲力
其中：
F—冲压形程结束的自由弯曲力，N；
K—安全系数，一般取K=1.3；
B—弯曲件的宽度，0.6mm；
t—弯曲材料的厚度0.6mm；
r—弯曲件的内弯曲半径，R2mm；
σb—材料的强度极限，1000MPa；
=0.7×1.3×0.6×0.6×1000/（2+0.6）
＝126N
2.2校正弯曲时的弯曲力
校正弯曲时的校正力比压弯力大得多，且两个力先后作用。
所以，校正弯曲时一般只计算校正力。
公式如下:
F校=Ap
式中：
F校—校正弯曲时的弯曲力，N；
A—校正部分的垂直投影面积，6×0.6=3.6㎜2
p—单位面积上的校正力，120MPa；
F校=Ap=3.6×120=432N
2.3顶件力的计算
FD=0.5×F=122×0.5=61N
第三章压力机的确定
3.1压力机确定
自由弯曲时，压力机吨位F机为：
F压机=1.2×（F校+FD）=1.2×493=591N.2压力机的选定
根据压力的计算和压力机的型号，可选的压力机为及可以满足压力的要求：
J23—3.15具体的参数如下表：
表3.1压力机的参数表
J23—3.15压力机参数表
公称压力
31.5KN
滑块行程
25mm
滑块行程次数
200次/min
最大闭合高度
120mm
最大闭合高度
120mm
封闭高度调节量
25mm
滑块的中心线至
床身的距离
90mm
立柱距离：
120mm
连杆调节长度
25mm
垫板尺寸（厚度）
30mm
工作台尺寸
前后
160mm
工作台孔尺寸
前后
90mm
左右
250mm
左右×孔径
120mm×110mm
模柄孔尺寸
25mm×40mm
最大倾斜角度
45°
3.2弯曲回弹
影响弯曲回弹的因素比较多，包括材料的力学性能、相对弯曲半径、弯曲中心角的大小、弯曲方式及弯曲模、工件的形状，由于弹簧钢的弯曲性能比较好，而本制件的形状和对于弯曲回弹的影响很不容易分析，在圆角R2向外回弹的同时，圆角R1对它们的回弹作了相应的减少，还有弯曲的方式，我采用了摆块形式，校正弯曲对于制件的影响不容易分析，所以对回弹值的确定不可能做得十分准确。
对于回弹角的计算十分的困难，因为影响回弹的因素比较多，而且本制件的弯曲是比较复杂的，成型过程中的弯曲回弹分析不容易进行，再一方面纯理论的计算对实际的影响意义也不大，我计算的时候根据经验进行了分析，因为制件的形状分析可知他们的回弹可以相互抵消，虽然抵消的程度不可能完全，但是对制件的尺寸的影响不会太大，所以对于制件成型后的回弹对制件精度的影响在设计的过程中先不于考虑，对其合理性可以在试模时候加以修整，根据试模的结果进行进一步的调整。
第四章模具的总体设计
4..1模具的结构设计
4.2模具类型的选择
有弯曲工艺分析可知，该制件的成型工艺过程可分为包括下料和弯曲两道工序，下料工序的模具比较简单，或者也可以根据生产车间的实际情况对已有的剪切模具进行相应的调整，下料工序的模具问题很容易解决。
所以，本设计只对弯曲这道工序进行设计，该模具的类型为弯曲模。
4.3定位方式的选择
因为该制件由Ф0.6弹簧钢丝经弯曲制造而成，弯成的零件形状完全对称，压力的中心也在中心处，本方案采用的是单工序弯曲模，坯料的放入采用人工，所以该制件的定位采用的是两边的销钉进行长度定位和沟槽进行定位，每次加工时只需将剪好的钢丝条料放入沟槽中，靠两边的销钉就可以保证条料的准确定位。
这样的定位比较方便，加工也十分的容易，对于这类模具非常的实用。
4.4顶件和出件方式的选择
对顶件的设计：
制件的结构形状决定了成型的制件一定是包在凸模上，根据模具的结构形状可知，有摆块包着制件，上模回程时两摆块要分开，这里我设计在摆块的下面安装一个顶销，利用安装在模座上的弹簧使摆块分开。
对出件方式的选择：
如果设计自动的出件装置结构复杂，制作成本高，不经济。
对于本套模具设计采用的是手动出件，劳动强度稍大，但节省了制造成本和模具的平时维修的工时和费用。
4.5导向方式的选择
因为本套模具所成型的制件的精度的要求不高，设计时无需采用导柱与导套，其定位靠在压力机上安装时调整来定位，保证制件的质量。
第五章主要零部件的设计
5.1凸凹模间隙
零件的设计说先要计算弯曲模工作部分的尺寸，前面已经进行了计算。
在进行下一步计算以前，要先计算出凸凹的间隙。
凸凹模的间隙对于V形弯曲模来说，凸凹模间的间隙是靠压机的闭合高度来控制，设计时不用考虑，对于U形件弯曲模，则应选择适合的间隙。
本套模具也应对间隙进行设计，间隙的大小直接决定了制件的精度。
间隙过小，会使工件弯边厚度变薄，降低凹模寿命，增大弯曲力，间隙越大，回弹就越大，制件的精度就越低，我采用以下的计算公式进行计算：
Z=tmax+Ct=t+Δ+Ct
式中：
Z—弯曲模凸模与凹模的双边间隙；
t—材料厚度的基本尺寸；
Δ—材料厚度的上偏差；
C—间隙系数，查表可得0.05
Z=t+Δ+ct=0.6+Δ+0.05×0.6
=0.63mm
则凸凹模上的相应尺寸都要相应的增加或减少0.015mm。
模具的总体结构的设计：
对于上模直接设计成一块，方便安装。
下模部分，成形摆块，用销钉固定在座架上，具体如下简图：
5.2凸模的设计
由以上计算可知凸模的工作部分的尺寸
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