端盖零件的冲压成形工艺及模具设计

第-1–页共37页毕业设计论文论文题目：端盖零件的冲压成形工艺及模具设计系部材料工程系专业模具设计与制造班级学生姓名学号指导教师第-2–页共37页毕业设计（论文）任务书系部：材料工程系专业：模具设计与制造学生姓名:学号:设计(论文)题目：起迄日期:4月1日~5月9日指导教师:发任务书日期:年4月1日第-3–页共37页毕业设计（论文）任务书1．本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的：1.1设计任务来源：设计题目：端盖材料：08钢生产批量：大批量生产技术要求：未注尺寸精度按IT14级1.2设计目的及意义：冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课，技术基础课和专业课所学课程的理论和生产实际知识，全面系统巩固课堂教学的基本知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识，从而培养和提高学生独立工作的能力。2.巩固与扩充“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。2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：第-4–页共37页2.1课题任务的内容：（1）端盖零件的工艺性分析及工艺方案制定（2）选择模具的结构形式（3）主要工艺参数计算（4）选择与确定模具主要零部件的结构与尺寸（5）模具总体装配及主要工作零件的工艺规程编制（6）编写设计说明书2.2课题任务的要求：设计题目：端盖材料：08钢生产批量：大批量生产技术要求：未注尺寸精度按IT14级厚度：2mm工作要求：冷冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺性分析入手经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写冲压工艺卡的一个综合分析、计算、设计过程。冲压工艺方案的确定包括工序性质、数量的确定，工序顺序的安排，工序组合方式及工序定位方式的确定等内容。冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程，在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排出诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后，设计计算并构思出与冲压设备想适应的模具总体结构，然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整个设计绘图过程。冲模制造是根据模具结构、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用寿命等项要求，综合考虑各方面的特点，并充分发挥现有设备的一切特长，正确选择加工方法和装配方法，选出最佳加工方案，制定出合理的冲模加工工艺规程的过程。第-5–页共37页目录绪论………………………………………………………….1第1章任务来源及设计意义……………………………………31.1设计任务来源……………………………………………..31.2设计目的及意义……………………………………………3第2章冲压工件的工艺性分析…………………………………42.1冲压及冲裁件的工艺性的感念……………………………….42.2零件工艺性分析…………………………………………...4第3章冲压工艺方案的确定……………………………………63.1确定工艺方案的原则.………………………………………63.2工艺方案的确定.…………………………………………..6第4章模具结构形式及冲压设备的选择………………………..94.1模具结构形式的选择……………………………………….94.2冲压设备的选择…………………………………………...10第5章主要工艺参数计算……………………………………...115.1排样设计与计算…………………………………………...115.2计算工序压力…………………………………………….135.3计算模具压力中心………………………………………...145.4计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差………………...165.5弹性元件的选取与设计…………………………………….19第6章选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸……………226.1确定工作零件……………………………………………226.2定位零件的设计………………………………………….246.3导料板的设计……………………………………………256.4卸料部件的设计………………………………………….256.5模架及其他零部件设计……………………………………25第7章模具的总体装配……………………………………….29第8章模具工件零件的加工工艺.……………………………..308.1冲裁模凸、凹模的技术要求及加工特点……………………….308.2凸、凹模加工的工艺路线有以下几种方案…………………….308.3本副模具工件零件加工方案的确定…………………………..30第9章模具的装配与调试.……………………………………329.1模具的装配………………………………………………32第-6–页共37页9.2模具的调试………………………………………………33设计总结……………………………………………………...35致谢…………………………………………………………36参考文献……………………………………………………...37第-7–页共37页绪论改革开放以来，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，致使相当一部分大型，精密、复杂和长寿命的模具依赖进口。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一，更加体现出其特有的优越性。在现代工业生产中，由于市场竞争日益激烈，产品性能和质量要求越来越高，更新换代的速度越来越快，冲压产品正朝着复杂化，多样化高、性能、高质量方向发展，模具也正朝着复杂化，高效率、高精度、长寿命方向发展。随着计算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-8–页共37页第三，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。本课题的要求是：（1）系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。（2）运用所学知识解决模具领域内的实际工程问题，依次进行综合知识的训练。（3）通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。（4）提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识冷冲压模具设计应注意的问题：冷冲压模具设计的整体过程是从分析总体方案开始到完成全部技术设计，这期间要经过计算，绘图，修改等步骤。在设计过程中应注意以下问题。㈠合理选择模具结构根据零件图样及技术要求，结合生产实际情况，提出模具结构方案，分析比较、选择最佳结构。㈡采用标准零部件应尽量选用国家标准件及工厂冲模标准件。使模具设计典型化及制造简单化，缩短设计制造周期，降低成本。㈢其它（1）定位销的用法：冲模中的定位销常选用圆柱销，其直径与螺钉直径相近，不能太细，每个模具上根据需要设置，其长度勿太长。（2）螺钉用法：固定螺钉拧入模体的深度勿太深，如：拧入铸铁件，深度是螺钉直径的2∽2.5倍，拧入一般钢件深度是螺钉直径的1.5∽2倍。（3）对导柱，导套的要求：模具完全对称时两导柱的导向直径不易设计得相等，避免合模时误装方向而损坏模具刃口。导套长度的选取应保证开始工作的导柱进入导套10∽15mm。（4）取放制件方便：设计拉深模时，所选设备的行程应是拉深深度（即拉深件高度）的2∽2.5倍。第1章任务来源及设计目的意义第-9–页共37页1.1设计任务来源设计题目：端盖材料：08钢生产批量：大批量生产技术要求：未注尺寸精度按IT14级图（1-1）产品零件图1.2设计目的及意义冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课，技术基础课和专业课后，所设置的一个重要的实践性教学环节。用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。本设计题目为端盖，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计设计目的及意义。其目的有以下几点：1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，全面系统巩固课堂教学的基本知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识，从而培养和提高学生独立工作的能力。2.巩固与扩充“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。第-10–页共37页3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。本课题的意义是：通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冷冲模设计的基础，为设计更复杂的冷冲模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。第2章冲压工件的工艺性分析2.1冲压及冲裁件的工艺性的感念冲压是在室温下，利用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。在冲压加工中，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，称为冲压模具（俗称冲模）。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高，成本低的条件下得到质量合格的冲裁件。影响冲裁件工艺性的因素很