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踏板零件冷冲压模具设计

一、选题简介、意义

  设计课题是踏板零件冷冲压模具设计，该零件是一种圆柱拉伸型零件，主要用于踏板之间的链接，零件结构较为简单无需特殊处理的结构。材料可以选择为1060（铝），厚度为0.3mm，制件精度为IT13级。根据实际生产情况，制定工艺方案，拟定其工艺路线，并对工艺方案进行论证，确定其合理性，用手工与计算机软件结合设计模具。

   这次的设计采用的是级进模，级进模的冲压生产效率高，可以完成比较复杂的零件的冲裁，翻边，弯曲，拉伸，冲孔等工作，而且工位的增加不影响其工作效率；级进模的操作也是比较安全简单的，操作者不必把身体深入危险区域，其自动送料装置更是加快了生产效率；级进模的使用寿命长，不易损坏，大大降低了生产成本；级进模生产的产品的质量比较高，因为产品实在一个模具内成型，所以产品的精确率高，避免了对产品的多次定位，从而使产品更准确。

   通过本次的设计一方面巩固冲压模设计的理论知识，另一方面学会在实际应用中来思考问题并解决问题，提高自己的实际应用能力。能够就实际情况提出可行的集中冲压方案，对各方面进行综合考虑，比较并选择最佳方案。另外，特增强自己在实际模具设计过程中的经济意识和安全意识。为自己今后走上工作岗位奠定理论与实践基础。

二、课题综述

  课题研究：

在这一课题中，围绕模具设计的常规流程，主要研究的方向包括：

熟练运用先进软件 NX9.0、Auto CAD2013 进行辅助设计的方法，重点完成零件

的三维造型和图纸绘制；研究塑件成型与模具设计知识，完成模具总装和各机构

的设计；研究模具制造知识，合理设计成型零部件；研究设计说明书的规范写作

方法，认真撰写毕业设计说明书；研究设计标准，绘制完成符合国标最新标准要

求的模具装配图；研究设计过程中的遇到的问题，提出与解决方案。通过这一系

列的问题去列出问题表，逐步去解决，如若遇到自己不能解决的问题，可通过同

学或指导老师的帮助，根据具体的问题，去找出具体的解决方法。

  主要研究内容：

一：冲压模的总体结构设计包括模具冲压时的动作的初步设计，整体考虑零件从进入到冲压再到落料的全部的框架设计，从而进行模架的选用；然后进行各个组成部分的细节设计。研究冲压模的基本结构组成：凸模、凹模（镶件）、凹模板、卸料板、凸模固定板、上衬板、下衬板、模架、模柄等组成。其他辅助零件有：弹簧或橡胶、螺栓、圆柱销等

二：冲压模设计过程应该注重标准化的设计。最大限度的减少加工周期，降

低制造成本。所以研究冲压模设计的相关标准也是非常重要的。找出相关标准资

料，例如零件尺寸公差标准、公差与配合模具、模具制造检验标准、模架与模具标准件也是必须做的工作之一。通过毕业设计知道如何查阅《机械制造手册》、《机械制造工艺标准汇编》、《金属材料热处理手册》等专业用

书。

三：完成模具成型零部件设计，需要研究材料选用知识、材料加工制造热

处理知识，模具零件的制造工艺知识，对尺寸制造精度、表面粗糙度、形位公差

都有着相应的要求。

四：从技术方面和实际生产方面，必须要完成必要的校核工作。校核工作包括：材料的拉伸系数，凸凹模的硬度要求，模具选择的合理性，间隙配合是否符合要求等

五：使用NX9.0软件进行辅助分模设计，模架选用，模具标准件的选择与应用，完成三维模具的设计，最后使用AUTO CAD软件完成模具设计的二维图纸，包括装配图，成型零件图纸，非标准件的图纸以及工艺卡片。

  最后完成模具设计的全部技术文件。

预期目标：

1.毕业设计图纸一套，包括模具装配图，非标件图，成型零件图

2.毕业设计说明书1份

3.成型工艺卡片

   研究步骤、方法及措施：充分利用参考文献，分析课题要求与文献相结合；确定模具分型方案；按照技术经济学原理，确定最佳工艺方案和工艺参数；运用 3D

软件进行辅助设计模具最终画出装配图及零件图等。

 

目    录

摘   要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

第二章 工件工艺性分析 13

2.1 工艺性分析 13

2.2冲裁件的工艺方案 13

2.2.1选择冲压基本工序 14

2.2.2确定冲压次数和冲压顺序 14

2.2.3确定工艺方案 14

第三章 排样图设计及材料利用率的计算 17

3.1 排样的初步设计 17

3.2材料利用率的计算 19

3.2.1条料宽度的确定 19

3.2.2材料利用率的计算 19

3.3排样图的确定 20

第四章 工艺计算 22

4.1 冲裁力 22

4.2 降低冲裁力的方法 23

4.3 冲裁力的计算 23

4.4压力机公称压力的确定 24

4.5 压力中心的计算 25

第五章 冲压设备的选择 29

5.1冲压设备类型的选择 29

5.2冲压设备规格的选择 29

第六章 冲裁模工作部分主要尺寸的计算 32

6.1冲裁间隙 32

6.2间隙的影响 32

6.2.1对冲裁件质量的影响 32

6.2.2对模具寿命的影响 33

6.2.3对冲裁力、卸料力的影响 34

6.3合理间隙的选用 34

6.4凸凹模刃口尺寸的确定 36

6.4.1计算原则 36

6.4.2计算方法 36

6.5凹凹模刃口尺寸计算 37

第七章 模具总体设计 40

7.1模具类型的确定 40

7.2送料方式的确定 40

7.3定位方式的选择 40

7.4卸料、出件方式的选择 41

7.5导向方式的选择 41

第八章 模具主要零部件设计 42

8.1模架的选用 42

8.2凹模的设计 44

8.2.1凹模刃口形式 44

8.2.2凹模外形和边界尺寸的确定 45

8.2.3凸模、凹模的固定形式 46

8.4凸凹模材料选取的原则 50

8.4.1选取的一般原则 50

8.4.2模具选材的具体考虑因素 50

8.5模柄的选用 50

8.6闭合高度校核 51

第九章 模具主要零部件的选择 52

9.1凸模固定板设计 52

9.4导料板的设计 55

9.5导正销 55

9.6侧压装置 55

9.7螺钉及销钉选用 56

9.7.1螺钉 56

9.7.2销钉规格的选用 56

第十章 模具装配与设计图 57

10.1零件的装配 57

10.2 模具装配图 57

第十一章 总结 65

参考文献 66

致   谢 67

附录 68

附录一 68

附录二 69

 

第一章 绪 论

  在现今我们使用各种各样的生活用品，加工工具，生产设备，国防灯都与模具密不可分，它能让我们使用低价格，高质量的生活用品，这有赖于模具可以大规模生产，减少生产周期，降低制造成本，使我们可以使用到物美价廉的用品。模具的质量不仅体现了该国家工业水平的质量高低，也体现了一个国家的综合国力，所以模具在现在时代是起到一个举足轻重的作用。在加入WTO后，我国的“中国制造”商标在世界经济体系中也是小有名气的，这也离不开模具技术水平的提升。在我国政府引导有“中国制造”向“中国创造”转营升级中，这更加需要优化和提升模具制造水平。需要更加稳定，制造工艺更加优良，管理更加到位灯来提升模具的整体水水平，纵观现在我国模具水平的发展历史和现时的优点总结如下

   在80年代制造一套模具，制造一套模具周期漫长，基本大部分工序都需要有经验的师傅去制造，这样虽然制造成了旦模具制造质量得不到有效的控制，同一套模具制造出来的质量也参差不齐。在当时模具的劳动成本不高，旦随着劳动成本不断升高，造成了一定的压力。在这个条件下，引入数控化去加工模具变成逼切的需要。数控化设备加工，不旦可以减少人为操作失误带来的影响，而且把模具制造周期提升到另一个层次。加快了产品从设计概念到一个活生生的产品放在面前的周期。 过去靠工人师傅加的模具都是靠经验是控制的，使模具的复杂曲面是没办法控制精度的，有些过于复杂的取名也是没办法加工的，使模具的制造出现了瓶颈。随着数控加工设备的引入这个制造缺口也发生了翻天覆地的变化。使大型模具制造能够得到实行。使模具的制造可以说是一个质的进步。

随着数控化设备的引入，加工工艺有过去只凭经验，而现在这个方法现在是行不通的。工艺条件的安排需要人员了解设备的加工精度去到那个程度，设备的优点和缺点，才能合理安排合理的加工工艺方案。这更加需要多功能的综合人才，才能配合模具的发展。不在是过去简简单单就能完成工艺方案的编排。需要明白每个加工序的优点和缺点，合理地规避，达到最优化的加工方案。

CAD/CAM技术的引入，更加有效和预测模具的制造缺陷，CAD计算机辅助设计也加快了模具设计和快速修改，更加形状和感官地表达了模具的结构，可以加快工程师之间的沟通，能有效地发现问题，能及时处理并优化。CAM计算机辅助分析，更加准确和快速地模式模具的加工时的状态，能有效快速地发现问题，并提出最优化的方案。如设计塑胶模具中，遇到复杂的塑料件时，单凭设计者的经验很难分析时，可以通过软件的分析，找出最佳浇口的位置，最佳冷却水道的位置。注塑和冷却塑料件可能遇到的各种各样的注塑缺陷，并提供解决和优化方案。分析结果更加数据化、更加合理化，更加准确地预测，规避风险。这个在模具制造中，起到很大的作用。不然模具报废带来很严重的后果。

为了满足越来越高要求的模具，单凭现时的加设备，开始满足不了人们需要所达到的要求。许多新型的加工设备，慢慢越来越多，如超声波抛光，高速机，镜面火花机灯灯，这都是当加工设备开始达不到加工要求时所出现的新型加工设备，这大大提供了模具的加工技术水平，更加以快速和高质量地加工模具。未来还会出现种类繁多的加工设备，去满足模具制造加工需要。会使我们生活带来很多质的变化。这需要我们有扎实的模具基础，去改变世界，改变我们的国家。

现在一个国家的工业生产水平高低，主要是看该国家的模具技术制造水平的高低，看见模具在工业中有个举足轻重的地位，这需要我们要有扎实的基础知识，熟练的操作技能。

 

参考文献

[1]《冲压模具设计与制造》[M] 刘建超，张宝忠  高灯教育出版社 2004.06

[2]《简明冲模设计手册》[M] 王新华，陈登 机械工业出版社 2008.09

[3]《冲压模具设计师手册》[M] 王鹏驹，成虹  主编  机械工业出版社 209.01

[4]《现代模具工手册》[M] 杨占尧 主编  化学工业出版社   2007.07

[5]《互换性与技术测量》[M] 廖念创  计量出版社   2002.3 

[6]《金属材料及热处理》[M] 上海工大史美堂主编   上海科技出版社   1980.07

[7]《冷冲模设计应知应会》[M] 钟翔山  主编  机械工业出版社   2008.09

[8]《冲模图册》[M]  李天佑 主编   机械工业出版社  1995.10

[9]《机械设计课程设计手册》[M]   高灯教育出版社  2006.12