双孔垫片冲压模具设计与制造本科毕业设计(论文)(编辑修改稿)

双孔垫片冲压模具设计与制造本科毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。 所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。 相当多的工 机电工程系 20xx 届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压 模具设计与制造 6 业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻 工等行业。 在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。 不少过去用锻造 =铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。 因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 冲压技术的现状及发展方向： 科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。 其主要表现和发展方向如下。 (1)冲压成形理论 及冲压工艺方面 形理论的研究是提高冲压技术的基础。 目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。 特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具 的优化设计。 这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。 目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。 其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达 25mm，精度可达 IT16~17 级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复 杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备， 机电工程系 20xx 届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压 模具设计与制造 7 解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时 利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。 无模多点成形系统以 CAD/CAM/CAE 技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。 (2)冲压设备和冲压生产自动化方面 良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。 为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压 力机纷纷投入使用。 如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250KN 的高速压力机的滑块行程次数已达 20xx 次 /min 以上。 在多功能压力机方面，日本田公司生产的 20xxKN“冲压中心”采用 CNC 控制，只需 5min 时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的 CNC 金属板材加工中心 ，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的 4~10 倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。 冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。 其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、 CNC 万能折弯机等新设备已投入使用。 特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（ FMC）和冲压柔性制造系统（ FMS）代表了冲压生产新的发展 趋势。 FMS 系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现 24小时无人控制生产。 同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 (3)冲压标准化及专业化生产方面 冲压的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。 因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。 因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化 ， 机电工程系 20xx 届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压 模具设计与制造 8 从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。 目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达 70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。 模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。 我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。 但总体情况还满足不 了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在 40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。 另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围不断地扩大，如家用电器、仪表仪器、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。 由于在工业产品中 ,一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件 ,加上利用工程塑料特有的性质 ,可以一次 成型非常复杂的形状 ,因此 ,近年来工业产品塑料化的趋势不断上升 . 注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，该方法全部热塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。 由于注塑成型加工不仅产量多，而且运用于多种原料，能够成批，连续的生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化，高速化，因此，具有得极高的经济效益。 作为注塑成型的加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在 市场竞争中的反应能力和速度。 与其他行业相比模具制造业存在成本高，要求制造周期短、技术性强的特点，目前，随着科学技术的不断发展和计算机的应用，这些问题得到很大的改善。 由于有了计算机辅助设计和计算机辅助加工，从根本上改变了模具生产的面貌，可靠地保证了模具所生产的精度与质量。 预硬、易切削以及高光亮等，新型模具材料的应用，大大地方便了加工几热处理。 另外，模具标准件和标准件为基础的特殊定制零件的普及，明显地缩短了模具制造周期。 近年来，塑料成型加工机械和成型模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命 的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。 从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势主要有以下几方面： 机电工程系 20xx 届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压 模具设计与制造 9 （ 1）加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计 以由经验设计段逐渐向理论计算设计方面发展。 （ 2）高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射模具等。 高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产效率，降低成本起了很大的作用。 （ 3）大型、超小型及高精密 由于 塑料应用的扩大，塑料制件以应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现各种大型、精密和高手命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工的、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 （ 4）革新模具制造工艺 为了更新产品花色和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺的研究，这大大缩短了模具制造周期，降低了成本。 在模具制造工艺上，为缩短模具生产周期，减少钳工等手工操作的工作量，在模具加工工艺上作了许多改进，特别是异形型腔 的加工，采用了各种仿型机床、光控机床、数控机床、坐标机床等。 这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工的精度。 （ 5）标准化 开展模具标准化工作，使模板导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批地生产塑料成型模具。 本次设计中 ,我的设计课题为仪表外壳注塑模设计。 我首先搜集了大量和资料，并进行了分析，吸取了国内外的有关资料，结合自己现有的专业知识进行这次模具设计。 由于我们对注塑模也是刚刚接触，缺乏经验，所设计的模具可能存在问题与不足，在此希望老师能予以指正。 第二章 冲压模具设计 一．冲压 件工艺分析 材 料： A3 生产批量：大批量 机电工程系 20xx 届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压 模具设计与制造 10 材料厚度： 2mm 图 图 （一）材料 ： 该冲裁件的材料 A3 钢是普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。 （二）零件结构 ： 该零件结构简单，在转角处有四个半径为 2mm 的圆角，并在对称中心线上有两个直径为 10mm 的圆孔。 孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 7mm（直径为 10mm 的孔与最边缘的之间的尺寸）。 由此可以看出该零件具有良好的冲压性能。 （三）尺 寸精度： 机电工程系 20xx 届毕业生毕业论文（设计） 双孔垫片冲压 模具设计与制造 11 零件上所有未标公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。 零件外形尺寸： mm mm mm 零件内形尺寸： mm 孔心距尺寸： 37  结论：适合冲裁 二．工艺方案及模具结构 类型 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： ，再冲孔，采用单工序模生产。 冲孔复合冲压，采用复合模生产。 落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一： 模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。 方案 二： 只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 方案 三： 需一副模具，工件的精度及生产效率都较高， 但 制造难度大，并且冲压后成品件 留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度 ， 作不方便。 通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案 二方案为佳。 工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为了便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。 三．排样设计 可采用以下两种排样方式： （一）少废料排样 （二）无废料排样 由于该工件结构比较简单，无论采用一方案还是二方案都能满足要求。 相比而言少废料排样比无废料排样材料利用率低，但无废料排样会加快模具的磨损，使模具寿命。