带槽三角形固定板冲圆孔冲槽落料连续模设计.docx

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带槽三角形固定板冲圆孔冲槽落料连续模设计

目录

湖南科技大学3

湖南科技大学4

湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语5

湖南科技大学6

1前言9

1.1冷冲压术的发展趋势9

1.1.1冷冲压设备自动化9

1.1.2高速化复合化相结合，提高加工效率9

1.2模具技术发展的几个特点10

1.2.1充分运用IT技术发展10

1.2.2缩短金属成型模具的试模时间10

1.2.3车身制造中的级进冲模发展迅速10

1.3我国锻压工业的现状及发展对策11

2零件工艺性分析11

2.1冲裁工艺性11

2.1.1结构与尺寸11

2.1.2精度12

2.1.3材料12

3确定冲裁工艺方案12

3.1工序性质与数量的确定13

3.2工序顺序的确定13

3.3工序组合方式的确定13

4确定模具总体结构方案13

4.1模具类型13

4.2操作与定位方式13

4.3卸料方式与出件方式13

4.4模架类型及精度13

5工艺与设计计算14

5.1排样设计与计算14

5.2计算冲压力与压力中心，初选压力机15

5.2.1计算工艺力15

5.3计算凸、凹模刃口尺寸及公差17

6设计选用模具零部件、绘制模具总装草图19

6.1确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸19

6.1.1凹模设计19

6.1.2凸模设计20

6.2设计选用定位零件20

6.3卸料与出件装置23

6.3.1固定卸料装置23

6.4模架及零件23

6.4.1模架23

6.4.2其它支承与固定零件25

6.4.3紧固件：

螺钉与销钉的选用27

7确定冲压设备29

8模具的装配30

8.2凸、凹模间隙的调整31

9重要零件的加工工艺过程编制31

10结论34

11致谢35

12参考文献37

1前言

21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。

经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。

同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。

1.1冷冲压术的发展趋势

美国、德国、日本的汽车工业如此发达，得益于其冷冲压技术及装备的领先地位。

当前的世界冷冲压技术及装备向以下几个方面发展：

1.1.1冷冲压设备自动化

根据不同种类的加工环境和条件，国外逐步发展了两大类汽车车身自动化冲压生产线。

1）单机联线自动化

配置为5-6台压力机，配备拆垛、上下料机械手，穿梭翻转装备和码垛装置，全线总长约60米，安全性高，冲压质量好。

由于工件传送距离长，工件的上下料换向和双动拉伸必须用工件翻转装备。

这种单机联线自动化冲压技术的生产节拍最高为6-9次/分，设备维修工件量大。

2）大型多工位压力机

八十年代中期，国外冲压技术发展到大型三坐标多工位压力机自动化连续冲压，由拆垛机，大型压力机，三坐标工件传送系统和码垛工位组成，生产节拍可达16-25次/分。

其主要特点是：

生产效率高，是手工送料流水线的4-5倍，是单机联线自动生产线的2-3倍；全自动化、智能化，整个多工位压力机系统只需2-3人进行监控，当模具更换时，只需输入要换模具的编号，其余工作自动完成，整个换模时间只需5分钟，换模的同时对多工位压力机运行特征作智能化调整；特别是配有电子三坐标送料多工位的压力机，可以根据模具随意调节运动路径和时间，不仅能冲压大型覆盖件，而且能冲压小型零件。

当冲压小型零件时，送料距减短，节拍提高，通过合理的模具布置，可一次冲压2-3零件，具有充分的自由度，柔性极强。

电子多工位送料压力机的优点是生产率高，工件处理最优化，工件转换迅速，维修量低，诊断性能好，成本低，与现有压力机的适应性强，售后服务远程通讯好。

美国的多工位压力机基本都采用了电子伺服三坐标送料。

1.1.2高速化复合化相结合，提高加工效率

提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。

在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。

在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。

将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。

如：

德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。

1.2模具技术发展的几个特点

模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。

先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。

模具的发展方向为：

1.2.1充分运用IT技术发展

模具设计、制造用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。

外形车身和发动机是汽车两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。

车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为汽车换型的主要制约因素。

目前世界上汽车的改型换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。

另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现异地设计和异地制造。

虚拟制造等IT技术的应用，将推动模具工业的发展。

1.2.2缩短金属成型模具的试模时间

主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在生产型机械压力机上的模具试验时间可减少80%，具有巨大的节省潜力。

这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。

1.2.3车身制造中的级进冲模发展迅速

在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术。

近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件，加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。

级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。

但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。

1.3我国锻压工业的现状及发展对策

目前我国主要汽车生产厂，约有90%的冲压线采用一台双动拉伸压力机（或多连杆单动拉伸压力机）和4-6台单动压力机组成冲压流水线，手工上下料完成大型覆盖件的冲压生产，生产效率低，生产节拍最高只有3-5次/分；人身安全和工件环境差；在手工上下料和传送工件过程中，易造成工件划伤等缺陷，冲压制件质量差；整条冲压线长60米左右，约需20-24名操作工人，占地面积大，人工成本高，冲压件制造成本比国外高2-3倍，是我国汽车工业严重缺乏市场竞争力的重要因素之一。

我国有90%的冲压线采用人工上下料，另有10%的冲压线实现了单机联线自动化，生产节拍最高为6-8次/分，而代表当今冲压技术国际水平的大型多工位压力机，在我国汽车工业中的应用仍是空白。

这也是我国冲压行业与西方发达国家的主要差距所在，在很大程度上制约了我国汽车工业的发展。

随着我国工业技术水平的发展，特别是以轿车为代表的汽车工业快速发展，带动汽车零件的产量和质量不断提高。

但必须清醒地认识到，中国与国际先进水平仍有很大差距，而且随着加入WTO，国际大汽车公司必然严重冲击中国汽车工业，国内同行之间的竞争也将日趋激烈。

中国汽车工业的发展，离不开装备工业的大力支撑，锻压设备制造业必须满足汽车工业大批量生产的要求，向自动化、高效率方向发展。

2零件工艺性分析

2.1冲裁工艺性

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。

良好的结构工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单单等等。

通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。

对几何形状的要求是冲裁件的形状应尽可能简单、对称，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成，使排样时废料最少；冲裁件的凸出悬臂和凹槽的宽度不宜太小，以免凸模折断；冲裁件的外形或内形的转角出，要避免夹角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象，同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使模具寿命降低。

对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于IT11级，最高可达

IT8~10级，冲孔比落料的精度约高一级。

该零件的形状如图1.1，其冲裁工艺性为：

2.1.1结构与尺寸

该零件结构较简单，形状对称，尺寸较大，冲孔3×Φ20，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径d≥t,t=3mm＜d=20mm.因而3×Φ20孔符合工艺要求。

对于孔中心距100±0.27mm，较高精度模具可以达到两孔中心距公差为±0.06。

最小孔边距b≥4.5mm,b1≥3mm..由零件图可知各孔边距均大于最小孔边距。

以上分析均符合冲裁工艺要求。

10结论

经过整个设计过程我发现在设计连续模时，排样图的确定既是最基础的一步也是最关键的一个环节。

排样图设计的质量将直接影响后面的凹模的尺寸和整个模具的结构等。

另外冲同一个工件可以有很多不同的方案不同的模具可以选用，我们应该尽量选择一种最经济最安全合理的方法来做。

导料方式、卸料方式的确定应根据板厚和冲裁力的大小来综合考虑不能片面分析。

还有定位装置的确定应根据实际来，那本设计举例在初定位的时候可以采用侧刃定位也可以采用挡料销定位，但是考虑到本连续模的步距较大造成侧刃过长所以最终采用了活动挡料销。

所以，设计必须从实际出发综合考虑选择最佳方案。

11致谢

所有在这次设计中帮助过我的老师同学们：

我在这里对你们表示真诚的谢意。

特别是我的指导老师曾立平教授。

自去年12月份发放课题以来，他为我解决了许多模具设计方面的疑难点。

我一遇到不懂的问题和拿不准的设计方案，就去请教他，他总是态度和蔼地给我分析解决，使我少走了许多弯路。

他每天除了做好自己的事情外其它时间都用在辅导我们毕业设计上。

有一次，开会很晚了，我在设计图纸上又遇到了一些困难：

我开始设计的总装图方案中矩形凹模板的几何中心在模架导柱的连接线上，我认为这样模具比较对称美观，但如果这样，根据算得的送料进距S=177.1mm,活动挡料销就要超出卸料板30～50mm，我当时出一种惰性不想再改动。

因为如果要活动挡料销回到凹模上，就得把落料凸模、冲圆孔、冲直槽凸模还有整个模具总装图都要改动，确实很繁杂，想就此把卸料板加长来解决送料时的定距问题。

但曾老师肯定坚决的告诉我不行。

让我明白了搞设计是一种严谨的学术问题，不能抱着将就和凑合的心态，要怎么样就得怎么样，来不得半点马虎。

那晚指导我们到了十一点多，这期间我模具总装图和零件图许多细节方面的错误他都一一帮我纠正。

当我带着满怀收获的心情离开时他的后面却还站着好几位同学。

我晓得他也许很累但心情肯定非常高兴因为他正在传授知识做着一位做老师应该做的崇高职责。

他这种对学生认真负责的态度使我很感动，我再对他致以崇高的敬意。

当然除了我们的指导老师外，还有许多帮助过我的同学和学校图书馆、机房的一些工作人员。

当我运用AUTOCAD绘图中有些方面不是很懂时知道的同学都热心的告诉我，有时还给我操作示范，让我学到了一些以前被忽略过的东西。

在用WORD编辑说明书是：

一些以前没用到过的工具栏上的命令按钮他们也一一告诉我，可以说没得他们的帮助我的说明书不可能编辑得这么快、这么好。

还有图书馆的工作人员、学校机房的老师和工作人员，为我们的毕业设计提供了力所能及的帮助，我在这里对你们表示真心的感谢。

在这次设计中，我不仅对以前所学的知识进行了一次系统性的复习，巩固了书本知识同时也学会了以前很多被忽略过的细节方面的知识，加深了对课本知识的理解，更重要的是让我更加明了了很多书本上没有的知识：

其一，对待知识、技术来不得半点马虎必须严肃、认真；其二，不仅仅是设计，生活中任何事情封闭就会落后，我们如果想在最短的时间做主最好的成绩，少不了别人的帮助，少不了合作。

感谢湖南工学院的老师同学和帮助过我的学校其它工作人员为我这个即将踏入社会的学子上了这么生动的一堂课！

再次真心的谢谢你们！

郭亮

2007年5月26日

12参考文献

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附录

1、外文复印件

2、外文译文

3、计算机源程序或资料

4、文献综述

5、毕业实习报告

6、实习日记