最新锻造工艺学及模具设计课程设计-西北工业大学
《锻造工艺学及模具设计》
题目接前桥摇臂
专业班级***
学生姓名***
指导教师***
日期2015年1月8日
目录
一零件分析及基本工艺方案确定................................................................................ - 2 - 1.1零件分析................................................................................................................ - 2 - 1.2零件材料特性分析................................................................................................ - 2 - 1.3零件尺寸精度及表面粗糙度分析........................................................................ - 2 - 1.4零件基本工艺方案确定........................................................................................ - 2 - 二锤上模锻锻件设计.................................................................................................... - 3 - 2.1确定分模位置........................................................................................................ - 3 - 2.2模锻件的技术条件................................................................................................ - 3 - 三锤上模锻锻件工艺设计............................................................................................ - 3 - 3.1计算锻件的主要参数............................................................................................ - 4 - 3.2确定锻锤设备吨位................................................................................................ - 4 - 3.3确定毛边槽形式和尺寸........................................................................................ - 4 - 3.4绘制计算毛坯图.................................................................................................... - 4 - 3.5计算繁重系数并确定制坯工步............................................................................ - 8 - 3.6确定坯料尺寸........................................................................................................ - 9 - 3.7模锻前期工序方法选择........................................................................................ - 9 - 3.8模锻后期工序方法选择...................................................................................... - 10 - 四锤上模锻锻模设计................................................................................................... - 11 - 4.1终锻型槽设计....................................................................................................... - 11 - 4.2预锻型槽设计...................................................................................................... - 12 - 4.3拔长型槽设计...................................................................................................... - 13 - 4.4滚挤型槽设计...................................................................................................... - 14 - 4.5弯曲型槽设计...................................................................................................... - 15 - 4.6锻模结构设计...................................................................................................... - 16 -
一零件分析及基本工艺方案确定
1.1零件分析
由锻件图（图1-1）可以得到，该零件名称为接前桥摇臂，材料为45号钢，热处理要求为调质HBC31~36，为大批量生产。
图1-1 接前桥摇臂锻件图
题目给出的零件是接前桥摇臂。该类锻件的变形特点是模锻时，毛坯轴线方向与打击方向相垂直，金属主要沿高度和宽度方向流动，沿长度方向流动很小。因此，当锻件沿长度方向其截面面积变化较大时，必须考虑采用有效的制坯工步，如拔长、滚挤工步等，以保证锻件饱满成形。
1.2零件材料特性分析
由锻件图可知，该零件所使用的材料为45号钢，属低合金结构钢，材料性能稳定。
1.3零件尺寸精度及表面粗糙度分析
由锻件图可以看出，其表面均为净锻表面，无需进行机械加工，尺寸精度和表面粗糙度要求低，尺寸精度按IT13级确定，表面粗糙度为原锻件表面粗糙度。1.4零件基本工艺方案确定
根据该零件特点、材料特性、尺寸精度与表面粗糙度和生产批量的要求，此零件使用锤锻模，基本工艺流程设计为：备料、下料、加热、制坯、开式模锻、热处理、表面清理、机械加工、检验等。
二锤上模锻锻件设计
2.1确定分模位置
确定分模位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同，使锻件容易从锻模型槽中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状，并且使模膛的宽度大而深度小。锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上，应使飞边能切除干净，不致产生飞刺。对金属流线有要求的锻件，应保证锻件有最好的纤维分布。
由锻件图可以看到，圆柱的锻件分模面均位于圆柱的中间，且位于同一直线上，因此使用直线分模线。因为此制件的主视图关于一条中心线对称，且这条对称线是直线，所以以此线所在的平面为分模面。
2.2模锻件的技术条件
1.未注明的模锻斜度为5°，内斜度为8°；
2.未注明的圆角半径为R2；
3.表面清理：喷丸；
4.允许的表面缺陷深度：0.8mm；
5.允许形状缺陷：0.8mm；
6.锻后热处理的方法及硬度要求：调质HRC31~36；
7.允许毛边：1.0mm；
三锤上模锻锻件工艺设计
根据冷锻件图和技术要求，对零件的锤上模锻进行工艺分析，确定模锻设备及吨位，并绘制计算毛坯图，确定制坯工步、坯料尺寸和模锻前后期工序的选择及参数的确定。
3.1计算锻件的主要参数
（1）锻件在水平投影面上的投影面积为5818mm2
（2）锻件周边长度为428mm；
（3）锻件体积为82452mm3；
（4）锻件重量为0.639kg；
3.2确定锻锤设备吨位
总变形面积为锻件在水平面上的投影面积与飞边水平投影面积之和，参考飞边槽尺寸，按1~2t锤飞边槽尺寸考虑，假定飞边均匀宽度为20mm，总的变形面积（）。按双动模锻锤吨位确定的经验公式（），式中k为材料系数，查表得；因为此零件为大批量生产，要求高生产率，因此取系数6.3，则，选用1t模锻锤。
3.3确定毛边槽形式和尺寸
开式模锻的终锻型槽周边必须有毛边槽，其形式及尺寸大小是否合适对锻件成形影响很大。此处选用最广泛使用的一种毛边槽（图3-1），其优点是桥部设在上模块，因而受热小，不易磨损或压塌。
图3-1 毛边槽型式
按照锻锤吨位，查表选定毛边槽尺寸为，,，，，，飞边槽充满率取η=0.7，则锻件毛边平
均截面积
毛
，故锻件毛边体积
毛。
3.4绘制计算毛坯图
计算毛坯的依据是根据平面变形假设进行计算并经修正所得的具有圆形截面的中间坯料。其长度与锻件相等，而横截面积应等于锻件上相应截面积与飞边截面积之和。计算毛坯图是制坯工步选择的依据，按金属流动的效率，制坯工步的优先次序是：拔长、滚挤、卡压工步。
计算毛坯图的步骤如下：
1.选择截面及计算截面面积，根据接前桥摇臂的形状特点，共选取18个截面（如图3-2），横截面面积
计锻飞
。
式中η为充满系数，位于端部的1处和18处截面因为材料在锻造时容易先产
生飞边，因此取1，其余各处取0.7。分别计算18个截面处的
锻、
计
，结果列于
表3-1。
表3-1 接前桥摇臂计算毛坯的计算数据
2.绘制计算毛坯截面图
以计算毛坯的长度
计为横坐标，以算得的
计
为纵坐标，在坐标纸上绘制计算
毛坯的截面图。方法是：
通常用缩尺比M除以
计，得到用直线段
计
来表示的所取各截面的面积值：计
计
此处为便于制图，缩尺比取。
将计算出的
计
绘制在坐标纸上，并连接各端点成光滑曲线，即得计算毛坯截面图（如图3-2）。
图3-2 接前桥摇臂的截面图和计算毛坯图3.绘制计算毛坯直径图。
分别计算毛坯上各截面的直径
计
，由下式计算：
计计
计算结果见表3-1。
然后以
计为横坐标，以
计
为纵坐标，在截面图的下方绘制计算毛坯直径图（如
图3-2）。
4.计算毛坯体积的计算
因为计算毛坯截面图的任一高度
计
均代表着计算毛坯在该点处的截面积，因
此截面图曲线下的整个面积积分起来就是计算毛坯的体积
计
。即：
计计
与
锻毛
对比，相差4.5%。
根据计算毛坯截面图和上式可计算出平均截面积
均和平均直径
均
，即：
均计计
均
均
均均
在计算毛坯直径图上，
计＞
均
处，称为头部，
计
＜
均
处，称为杆部。
3.5计算繁重系数并确定制坯工步
长轴类锻件常采用第一类制坯工步，即拔长、滚挤和卡压工步，使原坯料获得近似计算毛坯的形状。
如果计算毛坯的头部相对尺寸越大，则金属需要在头部的聚集量越多；若锻件的相对长度越长，则金属需要流动的距离也越大；如果锻件大，原坯料重，则在其他条件相同时金属需要转移的绝对量也越大。制坯变形工作量的大小可以用繁重系数表示。
本课程设计锻件计算毛坯为两头两杆，应简化成两个简单的一头一杆计算毛坯来选择制坯工步。繁重系数计算如下：
均
计
均
拐
计
已知锻件质量为0.639kg，查“长轴类锻件制坯工步选用范围图”，此锻件应采用拔长、闭式滚挤、弯曲制坯工步。选圆坯料，模锻工艺方案为：拔长——闭式滚挤——弯曲——预锻——终锻。
3.6确定坯料尺寸
模锻所需要原坯料尺寸应依据坯料体积、锻件形状尺寸及模锻方法确定。坯料体积应包括锻件、飞边、连皮、氧化皮及钳料头等部分。长轴类锻件的坯料尺寸确定以计算毛坯图为依据，并考虑到不同制坯的需要，计算出各种模锻方法所需的坯料截面积，然后再选取标准规格钢材，并确定坯料长度。
3.6.1坯料截面积及直径计算
用滚压制坯的坯料截面积
坯滚（）
均
。
坯
根据计算的坯料截面积，确定圆坯料的直径
坯
：
坯坯
根据原材料规格，实际取
坯
3.6.2坯料长度计算
坯料体积V按下式计算：
坯（
锻毛连
）（）
式中δ为烧损率，此锻件加热采用室式煤炉，此处取。
因此
坯
则坯料长度
坯
为
坯坯
坯
钳
坯
坯
钳
此处采用一料一件的模锻方法，因此坯料长度即为190mm。
3.7模锻前期工序方法选择
3.7.1备料工序
如前所述，此锻件使用材料为45号钢，坯料直径为30mm。
下料采用普遍使用的剪切下料，其特点是效率高，操作简单，端口无金属损耗，
模具费用低。
剪切力计算：
剪
式中K为考虑到刃口磨钝和间隙Δ变化的系数，此处取；
为材料剪切抗力，剪切强度比同温度下的强度极限小一些，一般：
，（）。此处取系数0.8，根据表得600MPa，则
剪
剪切力。
因此选择1000KN的棒料剪切机。
3.7.2加热工序
锻前加热时，应尽快达到所规定的始锻温度。此锻件采用室式煤炉加热方法，查表得45号钢材料的锻造温度范围为，始锻温度1250℃，终锻温度850℃。3.8模锻后期工序方法选择
3.8.1锻件热处理工序
如前所述，此锻件材料为45号钢，为了保证HRC=31~36要求，查“合金结构钢锻件热处理规范”，确定模锻后进行调质处理，热处理规范如表3-2：
3.8.2清理工序
模锻件在生产过程中形成的氧化皮需要去除，以提高锻件表面质量，改善锻件的后续切削条件，为检查锻件表面质量也需要进行表面清理。
此锻件模锻后需采用磨毛刺、抛丸等清理工序，使用设备为砂轮机和抛丸机。
3.8.3检验工序
此锻件采用磁粉探伤检验锻件的表面裂纹等缺陷。
四锤上模锻锻模设计
确定锻件工艺卡后，根据冷锻件图设计模具形状和尺寸，包括拔长型槽、滚挤型槽、弯曲型槽、预锻型槽和终锻型槽的设计以及模具结构设计等。
4.1终锻型槽设计
模锻件的几何形状和尺寸是靠终锻型槽来保证的，任何锻件的模锻工艺过程必须有终锻。终锻型槽是依据热锻件图来制造和检验的，型槽设计的主要内容是绘制热锻件图，确定飞边槽尺寸及钳口尺寸。
4.1.1热锻件图的确定
热锻件图是在冷锻件图的基础上考虑1.5%冷收缩率绘制而成。热锻件图形状与冷锻件图形状是完全相同的（如“接前桥摇臂锻件图所示）。
4.1.2毛边槽设计
毛边槽设计已在3.3中进行确定，在此不做陈述。
4.1.3钳口尺寸设计
钳口是指在锻模的模锻型槽前面所做的空腔，它是由夹钳口与钳口颈两部分组成，此处模锻选用常用的钳口形式（如图4-1）。钳口的尺寸，主要是依据钳料头的直径及模型槽壁厚等尺寸来确定。
图4-1 选用的钳口形式
查表确定钳口尺寸列于表4-1中。
表4-1 钳口尺寸
终锻型槽是按照热锻件图加工和检验的。
根据4.6.2确定的最小壁厚尺寸，钳口颈长度：＞，取；钳口总长度。
4.2预锻型槽设计
由于锻件含有工字型截面，需设计预锻型槽。预锻的主要目的是在终锻前进一步分配金属，预锻型槽是以终锻型槽或热锻件图为基础进行设计的，设计的原则是经预锻型槽成形的坯料，在终锻型槽中最终成形时，金属变形均匀，充填性好，产生的毛边最小。
图4-2 工字形截面的预锻型槽
该工字型截面的（），预锻型槽的横截面设计成梯形（如图4-2），其宽度，，高度根据预锻型槽的横截面积等于终锻型槽横截面积与毛边截面积之和来计算，即
预欠终毛
也就是
欠终毛
终毛
欠
式中
欠为由于欠压而造成预锻件截面积增大部分；
欠
为欠压量，决定于锻锤吨位，
通常取1~5mm。
4.3拔长型槽设计
拔长型槽的主要作用是使坯料局部截面积减小，长度增加，设置在模块边缘，由坎部、仓部和钳口三部分组成。拔长型槽是以计算毛坯为依据进行设计的，主要是确定拔长坎高度a，宽度B，拔长坎长度c等尺寸。
4.3.1坎高
杆
杆
杆
4.3.2型槽宽度
坯
4.3.3坎长
坯
4.3.4其他尺寸
圆角半径，
仓部深度
小头
拔长型槽长度
拔杆
4.4 滚挤型槽设计
滚挤型槽也是以计算毛坯为依据进行设计的，主要是确定型槽高度h，宽度B。滚挤型槽由钳口、型槽本体和毛刺槽三部分组成。
4.4.1滚挤型槽高度
滚挤型槽高度
计
。在模锻锤上滚挤时，上下模一般打不靠，故采用的型
槽高度比计算的小一些，由于是闭式滚挤，取
计
。在头部，为了有助于金属的聚集，型槽高度应等于或略大于计算毛坯图的相应部分的直径，取
头计；滚挤型槽的拐点处坯料变形前后截面积变化很小，其型槽高度
拐
可
与计算毛坯直径
计近似相等，取
拐计
。
此锻件滚挤各截面的取值及型槽高度列于表3-1，根据表中数据，沿锻件轴向，使之对半分开，先用黑点表示，然后用圆弧或直线光滑连接，尽可能做到圆滑过度，并进行适当简化。
4.3.2滚挤型槽宽度
滚挤已经过拔长的坯料，闭式滚挤时杆部宽度为：
杆（）
坯
头部宽度满足
头
同时还要避免金属流出型槽外侧，即控制欠压量大小，宽度还应满足
杆
杆，式中
杆
为计算毛坯杆部平均截面积。
此处杆，
所以取杆部头部宽度均为40mm，能够满足要求能够满足要求。
4.4.3滚挤型槽长度
滚挤型槽长度L应根据热锻件图尺寸确定，
挤
（）
对于一般弯曲的轴类零件，锻件中心线处略长，型槽头部尺寸往杆部方向增大。
4.4.4钳口、毛刺槽等尺寸
钳口不仅是为了容纳火钳，同事也是用来卡细毛坯，减少料头消耗。毛刺槽用来容纳滚挤时产生的端部毛刺。查表得钳口尺寸按以下公式计算：
坯
（）
坯
，取，
此处为无切刀滚挤，
坯
，查表得毛刺槽尺寸列于表：
按上述尺寸绘制滚挤型槽钳口和毛刺槽。
4.5弯曲型槽设计
本零件为弯曲长轴零件，故在滚挤制坯之后还需要进行弯曲制坯，即通过弯曲，
使毛坯获得与锻件水平投影相似的形状，选取自由弯曲型槽，具体尺寸计算方法如下：
4.5.1弯曲型槽高度
弯曲型槽的纵剖面形状按锻件水平投影设计，型槽各处尺寸比锻件相应处宽度尺寸减小38mm，弯曲型槽的外形应当圆滑平顺，避免有急剧的台阶获突起部分。据此原则选择38mm之间的值进行设计。
型槽高度尺寸减小是为了是弯曲后的坯料放进终锻型槽更方便。
4.5.2弯曲型槽宽度
坯（）
4.6锻模结构设计
4.6.1型槽布排
模锻此锻件的1t模锻锤机组，加热炉在锤的右方，故拔长型槽和滚挤型槽布置在右边，弯曲型槽布置在锻模左边，预锻及终锻工步从左至右。
4.6.2型槽壁厚
型槽壁厚应保证足够的强度和刚度，同时又要尽可能减小模块尺寸。
由终锻型槽，＜，，查“确定型槽壁厚曲线”图得型槽与模块边缘间壁厚，型槽间壁厚，预锻型槽与终锻型槽的中心距，终锻型槽与滚挤型槽间壁厚从飞边桥部外侧算起。
制坯型槽间壁厚取为10mm，型槽至钳口间的壁厚。
4.6.3 错移力的平衡与导向
有预锻型槽时，与终锻型槽并列排列，偏心打击不可避免。偏心打击造成的错移力相对较小，但其方向有时难以判别，主要采用导向装置来平衡。锤上模锻的导向装置主要是导向锁扣，采用纵向锁扣，如图所示：
图4-3 纵向锁扣
4.6.4模块尺寸
模块尺寸应根据型槽布置、模壁厚度、锁扣等有关因素确定，同时应对承击面积、模块长度、锻模中心与模块中心偏移量、模块宽度、模块高度、上模最大重量、模块规格等进行校核。
承击面：查教材表4-29，1吨锤的最小承击面为2，承击面积为模块在分模平面上的面积减去各型槽，毛边槽，锁扣和钳口所占面积，考虑锻模应有足够的承击面，锁扣之间的宽度取200mm。
块尺寸规格：模块高度根据型槽最大深度和锻锤的最小闭合高度确定，这是由于上下模块的最小闭合高度应不小于锻锤允许的最小闭合高度，由教材表4-34查的1t锻锤的，，，，，，，。
（）；为考虑到锻模翻修的需要，锻模总高度
模
保证锻模不与锤的导轨相碰，模块的最大宽度应保证模块边缘与导轨间有单边距离大于20mm。模块最小宽度也有要求，至少超出燕尾每边10mm，则锻模宽度：240 一般规定，锻模允许伸出锤头长度值，H为模块高度，， 则，又因为，故，取。 所以模块尺寸选为450mm×320mm×235mm（宽×长×高）。 燕尾中心线至检验边的距离取225mm。 用实测方法找出终锻型槽中心离摇臂大头前端90mm，结合模块长度及钳口长度定出键槽中心线的位置为140mm。 根据以上数据绘制锻模图。 材料科学与工程 1．培养目标 培养在金属材料、无机非金属材料、光电信息功能材料、电子材料与器件、复合材料领域的科学与工程方面具有较宽基础知识、从事材料设计、研究、开发和技术管理的高级工程技术人才。 2．课程设置 主要课程：材料科学基础、物理化学、材料工程基础、材料现代研究方法、金属材料、光电材料、功能材料、复合材料、电子技术与控制、计算机系列课程等。 3．深造与就业方向 毕业生可继续攻读本专业及相关专业的硕士研究生，近三年本科考取研究生比例60%以上。 毕业生就业实行双向选择，毕业后可到研究所、企业从事科学研究、设计、生产管理、工程技术应用及高等院校的教学工作。 4．学制/学位 本科四年制/工学学士 材料科学与工程专业四年制本科培养方案 Cultivating Scheme of 4-year Undergraduate Course- Material and Enginee ring Speciality 一、培养目标 本专业培养具备金属材料及无机非金属材料科学与工程方面的知识，能在材料制备、成型加工、材料结构研究与分析等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 Ⅰ.Scheme Objectives The objectives of this scheme are to provide students of this major with t he technology and engineering knowledge of metal and inorganic-nonmetal mat erials, in order to make them outstanding engineers who are capable of underta king works of science research, technique and appliance design, manufacturing process management. 二、培养要求 本专业学生主要学习材料科学及各类材料加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事材料制备、加工成型研究、进行各类材料加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。Ⅱ.Requirements Students of this speciality shall learn the basic theories of material science and methods of material processing and how to design related equipment. The y also shall be trained to be modern mechanic engineers who are capable of d oing research works about material fabricating, forming, processing and related equipment design. At same time, they also should have the ability of fundame ntal management of manufacture process. 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： Student of this major must fulfill the following requirements: （1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力； （2）具有较系统地掌握本专业领域宽广的理论基础知识，主要包括材料科学、力学、机械学、电工与电子技术、计算机系列课程、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识； （3）具有本专业必需的计算、测试、文献检索能力和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力； 《冷冲压工艺及模具设计》 姓名：黄虹 班级：机制093 学校：江西农业大学 目录 前言 课程设计指导书 设计说明书 第一部分、零件的工艺分析 第二部分、模具类型的确定 第三部分、冲裁模间隙 第四部分、零件的工艺计算 一、排样与搭边 二、冲压力的计算 三、计算压力中心 四、凸、凹模刃口尺寸计算 第五部分、冲压模结构设计计算 第六部分、压力机的选择与校核 第七部分、模具主要零件加工工艺规程的编制总结 参考文献 前言 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计，其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性（材料、工件结构形状、尺寸精度），拟定零件的冲压工艺方案及模具结构，零件的工艺计算（排样与搭边、冲裁力和压力中心的计算凸凹模刃口尺寸的计算），冲压模结构设计计算，压力机的选用与校核。 锻造工艺模具（CAD/CAE）分析与设计 姓名：李洋李静涛赵艳峰 课程名称：拉杆接头模锻设计 指导教师：马瑞 班级：07级锻压一班 2010年11月 拉杆接头模锻设计 李洋李静涛赵艳峰 （燕山大学机械工程学院） 摘要：本次项目是通过锤上模锻成形生产制动器杠杆，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法。 主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计滚压模膛；设计终锻模膛；绘制锻模图等。 前言：通过这次课程设计，我们掌握了基本的模锻设计理论，积累了一些设计经验，为以后的工作学习奠定了基础。 1.锻件图设计 锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图中要规定：锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其他技术条件等内容 1.1 分模位置。 为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。 1.2 锻件质量 锻件质量为2Kg,拨杆材料为45钢，即材质系数为M1 1.3 拔杆体积 拔杆体积为2.68*106mm3 密度：7.85*10-6K g/ mm3 1.4 锻件复杂系数 S=Vd/Vb=2000/(7.46×18.73×5.9×7.85)=0.309，为3级复杂系数S3 1.5 公差和余量 查《锻压手册》表3-1-3[GB12362-1990]【普通级】 长度公差为2.2（+1.5 -0.7），高度公差为1.6（+1.1 -0.5），宽度公差为1.6（+1.1 -0.5）错差公差0.5mm 残留边公差0.7mm 1.6 机械加工余量 余量的确定和锻件形状的复杂程度，成品零件的精度要求，锻件的材质，模锻设备，工艺条件等很多因素有关，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的该零件的表面粗糙度为∨3（25-100um）查《锻压手册》表3-1-1[GB12362-1990]锻件内外表面的加工余量查得厚度方向1.5-2.0mm 水平方向1.5-2.0mm 取2mm 1.7 模锻斜度 为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有模锻斜度，附加的模锻斜度会增加金属的损耗和机械加工余量，因此在保证锻件出模的前提下，应选用较小的模锻斜度，拔模斜度应按锻件各部分高度和宽度之比值H/B和长度和宽度之比值L/B确定,根据上述原则，该锻件未标注斜率为7°。 南昌航空大学 塑料成型工艺及模具设计 课程设计说明书 题目：肥皂盒底盖塑料模具设计 专业：模具设计与制造 班级： 姓名：简洪伟 学号：---------------------------- 指导老师： 时间：2010年4月28日 引言 本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。 编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。 本说明书在编写过程中，得到江五贵老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。 由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。 设计者：简洪伟 2010.4.28 课程设计指导书 一、题目： 塑料肥皂盒材料：PVC 二、明确设计任务，收集有关资料： 1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划 2、将UG零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸 3、查阅、收集有关的设计参考资料 4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量 5、塑胶厂车间的设备资料 6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况 三、工艺性分析 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。 1、塑胶件的形状和尺寸： 塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。 2、塑胶件的尺寸精度和外观要求： 塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。 3、生产批量 生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。 4、其它方面 在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、 2001博士秋季入学考试试题 1（16分）共价键的数目(为配位电子数)和方向(电子云密度最大方向)取决于什么？利用杂化轨道理论解释金刚石(sp 3)结构中的共价键，并计算碳的sp 3键的键角(109.28)。 2（12分）离子晶体在平衡时的结合能为：)11(80020n R NMe U E b -==πε，M 称为马德隆常数。试解释M 的意义。(西工大固体物理P41；M 是与晶体结构有关的常数) 3（12分）试比较经典的和量子的金属自由电子理论。(方俊鑫P285；黄昆P275) 4（12分）举例说明能带理论在解释固体材料有关性质(绝缘、半导、导体)、设计新材料中的应用。(西工大P111) 5（12分）解释金属及半导体的电阻率(高温时、低温时)随温度变化的规律。(西工大P192) 6（12分）分析固体表面的成分可采用那些分析技术和方法。(电子能谱：光电子能谱、俄歇电子、离子中和谱；离子谱：低能离子散射、高能离子散射、二次离子质谱、溅射中性粒子谱、致脱附离子角分布) 7（12分）晶体致的电缺陷有那些类型？分析其形成原因及对晶体性质的影响。（西工大P149、151） 8（12分）简述物质超到态的主要特征。（西工大P206、零电阻，充合抗磁） 答：1，低能电子衍射；2，表面敏感扩展X 吸收精细结构；3，场离子显微镜；4，电子显微镜；5，投射电子显微镜，扫描电子显微镜；6，扫描隧道显微镜；7，原子力显微镜；8，摩擦力显微镜 2001博士春季入学考试试题 1（16）N 对离子组成的NaCl 晶体的总互作用势能为 ??????-=R e R B N R U n 024)(πεα 其中α是马德隆常数，B 为晶格参量，n 为玻恩指数。 （1） 证明平衡原子间距为n e B R n 2 0104απε=- （2） 证明平衡时的结合能为)11(4)(0020n R Ne R U --=πεα 锻造工艺学及模具设计复习思考题 1)试阐述镇静钢锭的结构及其主要缺陷的产生部位。 2)钢锭常见缺陷有哪些？它们产生的原因与危害性就是什么？ 3)常见的型材缺陷有哪些？它们产生的原因与危害性就是什么？ 4)锻造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特点？ 5)铸锭作为锻造坯料时如何下料？ 6)试说明锻前加热的目的与方法。 7)氧化与脱碳有哪些共性与异性？ 8)氧化与脱碳可产生哪些危害？如何防止？ 9)过烧与过热有哪些危害? 如何防止？ 10)导致裂纹产生的内应力有几种？清阐述它们相应的应力状态。 11)通常圆柱形坯料产生加热裂纹的危险位置在何处？原因何在？如何防止？ 12)锻造温度范围的确定原则与基本方法就是什么？ 13)怎样确定碳钢的始锻与终锻温度？它们受到哪些因素的影响？ 14)为什么要制定合理的加热规范？加热规范包括哪些内容？其核心问题就是什么？ 15)两种不同概念的加热速度实质上反映了什么因素的影响？ 16)选择加热速度的原则就是什么？提高加热速度的措施有哪些？ 17)均热保温的目的就是什么？ 18)冷锭与热锭的加热规范各有什么特点？为什么？、 19)少无氧化加热主要有哪几种方法？其中火焰加热法的基本工作原理就是什么？ 20)金属断后冷却常见缺陷有哪些？各自产生原因就是什么？ 21)为什么硬钢锻后冷却易产生表面纵向裂纹？ 22)金属锻后冷却规范一般包括哪些内容？ 23)锻件热处理的目的就是什么？ 24)中小锻件通常采用哪些热处理？各自作用就是什么？ 25)通常大锻件采用哪些热处理？各自作用就是什么？ 26)导致金属塑性变形不均匀性的原因就是什么？ 27)镦粗与拔长各有哪些用途？ 28)镦粗工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。 29)拔长工序主要存在哪些质量问题？试分析它们产生的原因及其预防措施。 30)为什么采用平砧小压缩量拔长圆截面坯料时效率低且质量差？应怎样解决？ 31)空心件拔长时孔内壁与端面裂纹产生的原因就是什么？应采取哪些措施加以解决？ 32)试阐述开式冲孔时金属变形与流动特点并画出相应的应力、应变图。 33)冲孔时易出现哪些质量问题？应采取什么措施解决？ 34)试阐述冲子扩孔时金属变形与流动特点并画出相应的应力、应变图。 35)芯轴扩孔时金属主要沿切向流动的原因就是什么？此时锻件尺寸变化特点就是什么？应怎样防止壁 厚不均？ 36)辗压扩孔的工艺特点就是什么？生产时易产生哪些质量缺陷？怎样防止？ 37)弯曲时坯料易产生哪些缺陷？它们产生的原因就是什么？ 38)自由锻工艺的特点及其主要用途就是什么？不同材料自由锻面临的主要问题就是什么？为什么？ 39)试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。 40)自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？ 41)锻造比对锻件组织与力学性能有哪些影响？其选择与锻件大小有何关系？ 42)确定自由锻设备吨位有几种方法？为什么水压机锻造所依据的变形力能参数不同？ 43)试分析开式模锻三变形阶段的应力应变状态及其成形特点。 模具设计与制造专业课程设计 一、基于工作过程导向设计课程的依据 （一）课程目标与职业资格标准相对接按照国家职业资格标准制定课 程标准，选取典型工作任务，把素质目标、能力目标、知识目标结合 起来，努力完成典型工作任务，实现要求的课程目标。 （二）技能培养与职业岗位能力要求相对接采取校企合作教学模式， 确定模具设计与制造专业职业岗位群，明确岗位职业能力，以典型工 作任务为载体，进一步序化、重构课程内容。 （三）学习过程与真实工作过程相对接改变传统课堂教学方式，学生 在完成典型工作任务过程中掌握了有关理论知识，教师在教学过程中 扮演着主导角色，学生为主体，有效激发了学生的学习热情。在完成 任务过程中培养学生总结、归纳的能力，团队协作能力和应用所学知 识解决实践问题的能力。基于工作过程导向的课程设计是课程教学的 一大创举，满足了当前社会发展对高职人才的需求。 二、基于工作过程导向的模具设计与制造专业课程设计思路 （一）以市场需求为导向、校企合作为平台，准确定位专业培养目标 根据对高职院校模具设计与制造专业毕业生跟踪调查得知，大多数毕 业生就业于冲压、塑料等模具设计、模具装配、模具零件加工工艺编制、模具维修、数控机床操作、模具设备调试及模具管理经营工作等。在对模具行业企业走访调查的基础上，专业领头教师到校企进行锻炼 实践，并积极同模具企业技术人员开展交流沟通，深入分析与总结我 国模具行业人才需求情况、行业发展现状、职业能力素质要求、从业 人员职业岗位及典型工作任务等方面。由模具专业骨干教师同企业技 术人员进行深入分析与讨论，明确模具设计与制造专业培养的目标， 即是面向模具设计与制造行业企业，从事模具设计及模具成型工艺制定、数控编程与数控机床操作、模具装配及维修等岗位，具备专业岗 冷冲压工艺与模具设计课程实验指导书实验一：典型结构冲模拆装 一、实验目的和要求 1通过对模具的拆装，进一步熟悉模具的结构； 2、通过对所拆模具的分析和论证，进一步掌握各类模具的结构、各零部件的作用、零件间的配合关系及拆装关系。提高分析问题的能力，提高设计模具的能力； 3、通过对模具的拆装，并绘制模具装配图以一些主要模具零件图。提高快速绘制模具草图的能力。 二、冲模的分类及冲模的主要零部件 1冲模的分类 冲模按工序组合程度可分为：单工序模、级进模、复合模。 冲模按导向方式可分为：无导向模、导板模、导柱导套模 （1）单工序模 单工序模是指在一次冲压行程中只完成一道工序的模具。单工序模按工序性质分类 可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉伸模、胀形模、翻边模等等。 （2）级进模 级进模是指在压力机的一次冲程中，依次在几个连续不同的工位上完成两道或两道以上工序的模具，级进模又称连续模或跳步模。级进模根据定位装置的不同，有四结构: （a）由导料板、挡料销、始用挡料销、导正销组成定位部分的导正销级进模. （b ）由导料板、侧刃组成定位部分的侧刃级进模。 （c）由导料板、侧刃、导正销组成定位部分的级进模。 （d）由导料板、自动送料机构、导正销组成定位部分的级进模。 （3）复合冲模 复合模是指是指在压力机的一次冲程中，在同一个工位上完成两道或两道以上工序的模具，复合模按结构可分为：正装复合模、倒装复合模。 2、冲模的主要零部件可分为工艺构件和结构构件两部分。 三、实验仪器 1实验设备：冲压设备； 2、实验模具：冲压模具若干副； 3、实验工具及量具：游标卡尺、直尺、扳手、螺丝刀、铜棒、手锤、零件盒。 四、实验步骤 1认真观察实验模具，并推测模具的种类、工作原理； 2、将模具上、下模部分分开，确定模具的种类及组成模具各零件的作用； 3、由工作零件推测制件形状和毛坯形状，并按比例绘制制件草图和毛坯草图； 4、拟定模具拆装工艺过程。对于模具零件间的过盈配合部分和部分过渡配合部分, 拆卸到组件为止。在拆卸过程中，要记清各个零件在模具中的位置、相互关系及拆卸顺序，以便重新装配。 5、在拆卸时和拆卸后，分析模具工作零件的结构特征、形状、定位和固定方式；验证并修正前面推测的制件形状。 6、分析模具其他零部件的结构形式、特点及它们与相关零件的位置关系；模具定位和紧固零件的结构形式、作用、要求和数量。 目录 序言 (1) 第一部分冲压成形工艺设计 (3) Ⅰ明确设计任务，收集相关资料 (4) Ⅱ冲压工艺性分析 (6) Ⅲ制定冲压工艺方案 (6) Ⅳ确定毛坯形状，尺寸和主要参数计算 (9) 第二部分冲压模具设计 (15) Ⅰ确定冲模类型机结构形式 (15) Ⅱ计算工序压力，选择压力机 (15) Ⅲ计算模具压力中心 (18) Ⅴ、弹性元件的设计 (24) Ⅵ模具零件的选用 (26) Ⅶ冲压设备的校核 (28) Ⅷ其他需要说明的问题 (29) Ⅸ模具装配 (31) 设计总结 (35) 参考文献 (36) 前言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。 随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。 模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及 西北工业大学 2004年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页 一、简答题：（共40分，每小题8分） 1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。 3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 二、计算作图题（共60分，每小题12分） 1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： 1）若其离子半径 +2Mg r =，-2O r ＝，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝，则原子堆积密度是否改变？ 3.已知液态纯镍在×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核， 设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ， 摩尔体积Vs ＝mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。 4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。若已知钢的屈服强 度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu ＝110GPa 。问： 1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？ 2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？ 3）该复合材料的弹性模量为多少？ 三、综合分析题：（共50分，每小题25分） 1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、 。 1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。 2． 见附图2.2所示。 3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。 {110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。 {111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。 )121()112()112()211()112()121( ) 211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 共12个等价面。 4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。 6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。 Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。 7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。 8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。 9． 9. 0.4×10-18/个原子。 10． 1.06×1014倍。 11． (1) 这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。 (2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。 12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位 错线平行。 (2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b 的台阶。 《冷冲压工艺与模具设计》课程习题集 一、单选题 1. 下列不是模具失效的原因是( ) A．磨损 B.氧化 C.崩刃 D. 折断 2.模具的压力中心就是冲压力( )的作用点。 A .最大分力 B .最小分力 C .合力 D.冲压力 3.为保证压力机和模具正常工作，模具的压力中心应与压力机的压力中心( ) A.重合 B.不重合 C.偏离 D.大小相同 ; 4.点的主应力状态图有( ) 种种种种 5.曲柄压力机可分为曲轴压力机和偏心压力机，其中偏心压力机具有( ) A．压力在全行程中均衡 B.闭合高度可调，行程可调 C．闭合高度可调，行程不可凋 D.有过载保护 6.能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是( ) A.对角导柱模架 B.后侧导柱模架 C.中间导柱模架 D.四导柱导架 7.导板模中，要保证凸、凹模正确配合，主要靠( )导向 $ A.导筒 B.导板 C.导柱、导套 D.导料销 8.复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的零件称为( ) A.凹模 B.凸模 C.凸凹模 D.卸料板 9.冲裁模的台阶式凸模安装部分（固定部分）与凸模固定板的孔的配合采用( ) A. H7/m6 s6 a6 r6 10.冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了( ) A.光亮带 B.毛刺 C.断裂带 D.圆角带 11.落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定( ) ￥ A.凹模刃口尺寸 B.凸模刃口尺寸 C.凸、凹模尺寸公差 D.孔的尺寸 12.冲裁模采用始用挡料销是为了提高材料的（） A.强度 B.塑性 C.利用率 D.硬度 13.模具的合理间隙是靠（）刃口尺寸及公差来实现。 A.凸模 B.凹模 C.凸模和凹模 D.凸凹模 冲压工艺及模具设计模具课题设计 班级： 姓名： 学号： 日期： 材料科学与工程学院 College of Materials Science and Engineering 引言 在工业产品中，板材件占据了一个大比例。许许多多的机械零件，产品覆盖件都是用板料加工而成的，因此，研究板料的成形方法对产品的设计与加工有着重要的意义。 现在的板材成形方法有许许多多种，其中冷冲压占据很大的一部分。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要的零件的一种压力加工方法。冷冲压可以分为两大类，即分离工序和成形工序。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状，尺寸和切断面质量的冲压件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸冲压件的工序。 冷冲压过程主要依靠冲模和压力设备完成加工的，便于实现自动化生产，生产率很高，操作简单。而且产品壁薄、质量轻、刚度好、可以加工成形复杂的零件，小到钟表的秒针，大到汽车纵梁，覆盖件等。 冷冲压与其他加工方法相比具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。 本课程即将结束之时，为了了解冲压工艺的基本原理，掌握冲压工艺的编制和模具的设计，我将选择了一个垫片零件。通过设计冲裁模实现零件的大规模的生产与制造。 目录 引言 .............................................................................................................. I 一零件的工艺性分析.. (1) 1.1 零件要求 (1) 1.2 冲裁件的工艺性分析 (1) 1.3 冲裁工艺方案的设定 (2) 二冲模设计相关计算 (2) 2.1 排样的相关设计与计算 (2) 2.2 冲裁力的计算 (3) 2.3 冲裁压力中心的计算 (4) 2.4 冲裁模刃口尺寸及公差的计算 (4) 2.5主要零件的尺寸计算 (5) 三定位装置的设计 (7) 3.1 横向送料定位装置设计 (7) 3.2 纵向送料定位装置的设计 (8) 四标准件的选用 (9) 4.1 模座选用 (9) 4.2 压力机选用 (10) 4.3 紧固件选择 (10) 五模具加工工艺 (11) 5.1 凸模加工工艺 (11) 5.2 凹模加工工艺 (11) 前言 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.冲压模具在冷冲压加工中,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,称为冷冲压模具(俗称冷冲模).冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品.冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系.模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,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. 我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距.这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距.覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平.虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距.标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种.有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平. 因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后,安排了模具设计课程设计,以帮助我们掌握模具设计的过程,为以后参加工作打下基础. 设计内容 一、零件的工艺性分析 图1 零件图 1）零件的尺寸精度分析如图1所示零件图,该零件外形尺寸为R11,19;内孔尺寸为R3,6,均未标注公差,公差等级选用IT14级,则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求. 2）零件结构工艺性分析零件形状简单,适合冲裁成形. 3）制件材料分析制件材料为45钢,抗剪强度为432～549米pa,抗拉强度为540～685米pa,伸长率为16%.适合冲压成形. 综合以上分析,得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产.但有几点应注意: 1）孔与零件左边缘最近处仅为2米米,在设计模具是应加以注意. 2）制件较小,从安全方面考虑,要采取适当的取件方式. 3）有一定批量,应重视模具材料和结构的选择,保证一定的模具寿命. 二、工艺方案的确定 由零件图可知,该制件需落料和冲孔两种冲压工艺,设计模具时可有以下三种方案: 方案一:先落料,再冲孔,采用单工序模生产. 方案二:冲孔、落料连续冲压,采用级进模生产. 方案三:落料和冲孔复合冲压,采用复合模生产. 模具设计课程设计任务书 一、设计题目 自选零件图（结构不得过于简单），或选择附图的产品图（任选一个） 二、目的与要求 （1）具备冲压件产品图的读图分析与设计能力； （2）熟悉冲压工艺规程，具备独立制定制订产品的冲压工艺流程的能力； （3）熟悉各类模具结构的应用特点，具备分析选择模具设计方案的能力； （4）熟悉模具制图流程，能正确选择模具标准件。 三、设计任务与要求： 1、设计任务： （1）零件的名称、图号； （2）模具结构图； （3）模具的长、宽、高尺寸，； （4）模具主要结构零件所用的材料； （5）零件的送入、取出及搬运方法； （6）零件的送料方向； （7）零件的定位法、导向法； （8）上、下模的导向方法； （9）对产品进行主要的技术计算：毛坯展开、刃口计算、设备选择与校核等。 2、设计要求： （1）根据选定的零件，进行该零件的模具设计，用A0图纸绘制正规的模具装配图1张，要求有正视图、俯视图、排样图、零件图、技术要求及明细栏等； （2）用A2图纸绘制零件图1张； （3）用A3图纸绘制零件图1~2张； （4）用PRO/E或UG绘出模具零件及装配图。 （5）冲压出来的零件满足图中的公差和技术要求； （6）编写设计计算说明书一份，不少于15页，且说明书中须插入模具三维实体装配图。 四、时间安排 两周 五、参考资料 [1] 冲压工艺与模具设计 [2] 冲压模具课程设计指导与范例 [3] 互换性与测量技术 [4] 机械制造技术基础 [5] 模具制造工艺 冲压零件 零件1： 材料为Q235，料厚t=3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。 图1 双脚型调整片 零件2： 材料为Q235，料厚t=3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。 Plasticity and Super—plasticity Plasticity is the capacity of a material to change its shape permanently under the action of forces when the corresponding stress state reaches a material-dependent critical magnitude called yield stress or initial stress. As seen from the results of tension test, when the stress is below the yield strength, the deformation disappears upon unloading; the workplace has a form that is different from its initial one. It is then said to have been plastically or permanently deformed, or if a definite final shape was sought, it has been formed. Materials which behave in an elastic-plastic manner can, after having been permanently deformed, again be loaded until the flow stress is reached （it now has a magnitude large than the initial one ）without additional permanent deformation setting in. This increase in the flow stress as a result of prior deformation is called strain hardening. Super-plasticity has been observed widely in several kinds of materials. There are two main types of super-plastic behavior: micrograin or microstructual super plasticity, and transformation or environmental super plasticity, but only the former is discussed here. When some materials with a fine grain size are deformed within a controlled strain rate at temperature greater than 0.5Tm (where Tm is the melting point in Kelvin), they can give a tenfold more increase in elongation compared to that for conventional room temperature processes. Super plastic deformation is characterized by low flow stress and this combined with the high uniformity of plastic flow has led to considerable commercial interest in the super plastic forming of components. Superplastically formed parts find many uses, particularly in aerospace. The superplastic forging of nickel-base alloys has been used to form turbine discs with integral blades, while the diffusion bonding and superplastic forming of titanium alloys is used to produce fan and compressor blades for aerengines. 摘要 综合应用模具设计、冷冲压模具工艺、模具加工工艺学、工程图学等相关课程知识，对启动电机壳体采用多副模的工艺进行模具设计。本文在已完成开题报告的基础上，着重对复合模工作零件、定位零件、卸料推件零件及模架等主要零件的设计进行说明。在模具的设计中，按照小批量生产类型，对制件的冲压工艺进行分析，确定工艺方案，拟定排样方法，计算冲裁力，确定压力中心，计算凹凸模刃口尺寸及结构尺寸，得出模具闭合高度，选用标准件进行装配，最终画出模具总装图、三维模型及装配和主要零件加工工艺规程卡片。模具采用倒装结构，后侧导柱导套模架，导料销导料，弹顶式档料销档料，凸缘模柄，刚性推件及弹性卸料，在保证生产率的同时，尽可能的是模具、方便，且满足冲裁的要求。 关键词：启动电机壳体；冲压工艺；排样；模具结构； I Abstract Comprehensive application of mold design, cold stamping mold process, mold processing technology, engineering, graphics and other related courses knowledge, start the motor housing using a plurality of mold process for mold design. In this paper, on the basis of complete opening report on the design of the main parts of the composite mold parts, positioning parts, discharge push parts and moldbase instructions. In mold design, in accordance with the type of small batch production parts stamping process analysis, to determine the process plan, intended nesting method to calculate the punching power, to determine the center of pressure, calculated the bump Edge size and structure size may the mold shut height, the choice of standard parts for assembly, and ultimately draw card of the mold assembly chart, the three-dimensional model and assembly and main parts process planning. Mold flip structure, the rear side of the guide pins and bushings mold, the stock guide pin guide material, playing the top-of-file material off of file material, the flange of the handle, rigid push pieces and elastic unloading, ensuring the productivity, although possible mold, convenient, and satisfying the requirements of the punched. Key words:Start the motor housing; stamping process; nesting; guide pins and bushings；mold structure；西北工业大学材料科学与工程专业简介
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