底座冲压成形模具设计

底座冲压成形模具设计

绪论

此次设计的课题为底座的模具设计，所用材料为20钢，是一种力学性能和好的中碳钢。此次设计是对大学三年所学知识的一个实践，主要的设计意义在于要认真掌握冲压模具设计的设计要点、设计的具体思路和步骤，知道如何运用资料进行设计，然后自己寻找出一条具体的设计思路完成此次的模具设计，并能够用与实际的生产。在完成大学三年的课程学习，生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。

在我国，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。

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。

以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已经取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计周期等方面作出了贡献。

例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模具、汽车覆盖件模具合乎级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲压模具和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的的用户。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比还有较大的差距。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。

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。

第四，用信息技术带动和提升模具工业的制造水平，是推动模具工业技术的关键环节。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。再有，模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备，如五轴加工机床、高速铣等。超精加工手段也、大量用于加工。

我们期待模具行业的明天更加迅速发展！

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小麦设计信得过。本设计已通过答辩！长期有效

1 零件的工艺性分析

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。对于本工件的冲裁工艺性

本章主要从以下几个方面进行分析。

1.1 冲裁件的结构工艺性

该零件为弯曲件，尺寸较大，厚度适中，两边结构对称，不但排料方便，也

可使凸凹模在弯曲时受力均匀。此工件的内形和外形有 1.5R mm =的圆角，避免了

尖角冲裁带来的不便，便于模具设计和加工，减少了热处理开裂以及冲裁时尖角

处的崩刃和快速磨损。零件低部的8个孔与直壁之间满足关系式0.5L R t ≥+。

1.2 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度

该零件的经济公差等级在IT13以下，角度公差大于'15，各个孔之间的距离

也符合冲孔最小的距离。零件图中对表面粗糙度未做特殊要求，故在冲裁时只要

求工件表面无明显的划痕即可，断面粗糙度a R 取1.25 3.2m μ。分析适合冲压加工。

1.3 冲裁件的材料分析

冲压生产中冲压件材料的质量直接影响到冲压工艺设计和冲压件的质量。此

工件所用材料为20钢，具有好的冲压性能和力学性能，很适合制作底座类零件。

2 工艺方案的确定

在冲裁工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点确定冲裁工艺方案。确定工艺方案首先要考虑的问题是确定冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。

冲压该零件所需的基本工序为冲孔、落料、弯曲；按先后顺序组合，可有以下几种初选方案：

方案一：落料——弯曲——冲孔，采用单工序模生产；

方案二：落料——冲孔——弯曲，单工序模生产；

方案三：落料、冲孔、弯曲，复合冲压，采用复合模生产；

方案四：冲孔、落料、弯曲级进冲压，采用级进模生产。

方案一、二属于单工序冲压，由于此制件生产批量较大，尺寸又较大，采用这两种方案，模具结构简单，寿命长，但是工序分散，生产率低，操作不安全，需要模具、压力机和操作人员较多，劳动量大，占用设备多。

方案三只需一副模具，工序比较集中，占用设备和人员少，生产率高，尽管模具结构较方案一复杂，但是由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难，所加工的工件精度也较高。

方案四也只需要一副模具，生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之本工件的尺寸较大，所生产的制件精度低。

通过对以上四种方案比较，选用方案三最适合此工件的加工——复合模生产。

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设计总结

本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。

通过这次毕业设计使我再次复习所学知识的同时，也学到了许多新知识，对一些原来一知半解的理论也有了进一步的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题，如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证工件的经济性，加工工艺的合理性。

在设计的过程中通过冲压手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等重要设计的问题进行查询，我了解了通过更多的途径去了解我要做的设计，使设计更具合理性。也使我学会了设计过程中对资料的查询和运用。

通过对底座零件的设计，使我对复合模有了深刻的认识，特别是这种带有刚性打件卸料装置的设计。复合模的主要零件的加工一般比较复杂，多采用线切割进行加工，不容易从纯理论的角度精确的计算出来，多需要在试模后再进行调整。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题，虽然设计中对它们做出了解决，但还是感觉这些方案中还是不尽如人意，如压力计算时的公式的选用、凸凹模间隙的计算、卸件顶件装置选用、模架的选用与调整，都可以进行进一步的调整，使生产效率提高。因为工件的形状规则对压力的计算可以直接用公式直接计算，然而对各个方面的设计都需要更近一步的学习和查阅更多的资料。

在此设计过程中，凸，凹模的设计是一个难点,但是通过我的努力以及在老师的指导下完成了。本模具设计的并非是完美的，但是这对我以后的工作产生了很大的影响，使我掌握了一些模具设计的方法，由于能力有限，设计中难免有疏漏之处，恳请老师给予指正。

参考文献

【1】《实用模具技术手册》陈锡栋、周小玉主编机械工业出版社

【2】《实用模具设计与制造》许发樾主编机械工业出版社

【3】《中国模具设计大典》中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会

江西科学技术出版社

【4】《模具材料应用手册》林慧国、火树鹏、马绍弥主编机械工业出版社

【5】《模具制造工艺与设备》模具设计与制造技术教育丛书编委会编

械工业出版社

【6】《模具设计与制造简明手册》（第二版）冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编，丁战生审

上海科学技术出版社

【7】《模具制造手册》（第二版）模具制造手册编写组编写机械工业出版社

【8】《冲压模具简明设计手册》郝滨海编化学工业出版社

【9】《冲压模具图册》〉杨占尧编高等教育出版社

【10】《冲压模具设计与制造》刘建超、张宝忠编