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1、题 目： 电池壳的冲压模具设计 学 目 录引言. 5摘要 . 6Abstract .6第一章 零件的工艺性分析. 6第二章 工艺方案的选择与确定. 7第三章 搭边与排样. 8第四章 计算冲压力与压力中心. 9第五章 初选设备.121第六章 凸、凹模刃口尺寸的确定. 13第七章 模具的总体结构设计. 18第八章 工作零件的设计与计算 21第九章 其他工艺结构零件的设计与选用. 24第十章 校核设备 25第十一章 模具的装配与试模. 26参考文献. 27附录. 27毕业论文（设计）任务书2论文（设计）题目： 电池壳的冲压模具设计 一、主要内容及基本要求 对工件进行工艺分析。根据制件材料，形状，尺寸
2、等要求确定合适的成型工艺选定相应的成型设备和成型工艺参数，完成成型模具的设计，基本要求如下：1.绘制成型模具装配图 1 张 2.绘制成型模具全套零件图 1 套 3.编写设计说明书 1 份 二、重点研究的问题根据制件材料，形状，尺寸等要求如何确定合适的成型工艺选定相应的成型设备和成型工艺参数。了解各种不同材料的冲压工艺及成型过程，了解模具凸、凹的计算过程，了解冲压设备的各种工艺及成型过程。 三、进度安排序号 各阶段完成的内容 完成时间1 收集资料、查找相关的参考文献 1 周2确定成型工艺、选择成型设备和成型工艺参数1 周3 设计模具的主体结构、模具零件的设计与计 2 周3算4 绘制成型模具装配图
3、 1 周5 绘制全套模具零件图 3 周6 编写设计说明书、翻译英文资料 1 周7 毕业答辩 1 周8四、应收集的资料及主要参考文献1. 肖景容、姜奎华主编. 冲压工艺学. 北京：机械工业出版社. 2000 2. 马正元、韩啓主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社.2003 3. 张正修主. 冲模结构设计方法、要点及实例.北京：机械工业出版社.20074. 薛啓翔主编. 冲压工艺与模具设计实例分析.北京：机械工业出版社.2008 5. 李名望主编.冲压模具设计与制造技术指南. 北京：化学工业出版社.2008 6. 徐政坤主编. 冲压模具设计与制造. 北京：化学工业出版社, 2003引
4、言本次设计，是我的一次较全面的设计能力训练，通 过这次训练，我 对模具基础知识及工程力学、互换性与测量技 术、机械制 图、金属工艺学、工程材料等专业课的综合运用有了一个较为系统全面的认识，同时也加深了对所学知识的理解和运用，将原来看来比4较抽象的内容实现为具体化.这次课程设计初步掊养了我理论联系实际的设计思想，锻练了我综合运用模具设计和相关课程的理论，结合和生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展了有关机械设计方面的知识。通过制订设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件的工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较 全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后 进行结构设计，达到
5、了解和掌握模具零件、机械传动装置和简单 模具的设计过程和方法， 对如计算、绘图、熟 练和运用设计资料（包括手册、 图册、标准和 规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据等方面的能力进行了一次全面的训练。因为本课程的主要目标是培养我们具有基本冲裁模设计能力的技术基础课，因此通过设计的实践，使我了解到模具 设计的基本要求、基本内容和一般程序，掌握了机械零件常用的设计准则。针对课 程设计中出现的问题查阅资料，大大扩展了我们的知识面，培养了我们在模具工业方面的兴趣及实际动手能力，对将来我在模具方面的发展起了一个重要的作用。本次课程设计 是我对所学知识运用的一次尝试，是我在机械知识学习方面的一次
6、有意义的实践。本次设计,我完全自己动手做,独立完成自己的设计任务，通过这次设计，弄懂了一些以前书本中难以理解的内容，加深了 对以前所学知识的巩固。在设计中，通 过非常感谢李应明老师的指导，使自己在 设计思想、 设计方法和 设计技能等方面都得到了良好的训练。等专业课 的综合运用有了5一 已知条件（1）如下图(1-1)所属为冲裁零件限位板零件名称：限位板零件材料：Q235A生产要求：大批量生产图 1-1A表示 Wc碳的含量在 0.14%0.22%的低硬钢计算及说明 备注6第一章 零件的工艺分析（1）冲孔如图（1-1）所示零件尺寸，宽带 b=42mm,厚度 t=3mm,满足设计要求d2t,且冲裁件外
7、形由直线和圆弧组成，没有尖角，且圆角半径 r0.5t有利用模具寿命。零件冲孔 d=29mm,查表 1-1，已知材料 Q235A 屈服点大小 235Mpa，选 dt 为最小孔，满足要求。表 1-1 自由凸模冲孔的最小尺寸(mm)材料 圆孔 方形孔 矩形孔 长圆孔钢700Mpa钢=400-700Mpa钢t 满足设计要求。（2）冲裁精度2.6.7 冲裁断面的表面粗糙度表2.6.8 冲裁件允许毛刺的高度通过查上表 2.6.7 的冲裁断面的表面粗糙度表 Ra=12.5 ；查表 2.6.8 冲裁件允许毛刺的高度：新建试模时0.05mm，生产时0.15mm。d 为孔直径t 为材料厚度计算及说明 备注7第 2
8、 章 工艺方案的选择与确定（1） 根据冲裁件的形状，分为冲孔和落料两道工序，且为大批量生产，故选择复合模。（2） 提出可能方案冲裁该零件，所需工序有：（a） 落料（b） 冲直径 29mm 的孔根据以上工序，可以有如下方案方案一：先落料 再冲直径 29mm 的孔；方案二：在同一模具上同时完成冲直径 29mm 的孔和落料比较以上两种方案，第二种方案易实现自动化生产，且生产率高操作安全，适合大批量生产，所以选方案二。（3）冲模的生产过程简图如图 1-2图 1-2计算及说明 备注8第三章 搭边与排样（1）确定合理的排样形式根据材料的经济应用原则，材料利用率 /0F/ ，利用率越过越经济，同时还要考虑冲
9、裁件的精度要求，精度要求高的要留搭边。搭边 a 和 a1 的数值查表 1-4表 1-4 搭边 a 和 a1 数值(低碳钢) 注：对于其他材料，应将表中数值乘以下系数：中等硬度钢 0.9，硬钢 0.8 硬黄铜11.1 ， 硬铝 11.2故有：a=2.5 (mm) a1=2.2 (mm)（2）确定条料宽度和步距每次只冲一个零件的步距 A 的计算式为：A=D1+2a1=（51+21）+2*2.2=74.2（mm）条料宽度： B=（D+2a）=（18+55）+2*2.5=78（mm）（3）计算利用率选择的排样方式如图 1-3 所示：材料利用率； 工件的实际面积； F0所用材料面积，包括工件面积与废料面
10、积； A 送料进距 (相邻两个制件对应点的距离)；B条料宽度。D1平行于送料方向的宽带D垂直于平行于送料方向的宽带计算及说明 备注9图 1-3工件的实际面积：F=5255+3.14*9*9-2*（4*30）-3.14*4*4/2+0.5*3.14*21*21-3.14*(2929)/4=3361.40F0=A*B=74.278=5787.6材料利用率：/0 F/=58.08第四章 计算冲压力与压力中心（1）冲裁力的计算普通平刃冲裁模 ，其冲裁力 P 一般可按下式计算： FPtL 材料抗剪强度： =（1.2t/d+0.6）*b150(MPa)冲孔边缘: L1=293.14=91.06(mm)落料
11、边缘： L2=213.14+2*(30+2*3.14+9*3.14+55)=3.5.02(mm)冲孔力： F1=L1t=91.06 150 3=40977 N落料力 ： F2= L2t=305.02 150 3=137259 N冲裁力 ： F0=F1+F2= 178236 N考虑到模具刃口的磨损和凸凹模间隙的波动，材料的机械性能的变化，材料厚度偏差的，实际所需的冲裁力还要增加 30，即：F=1.3F0=231706.8 N 材料抗剪强度 ，见附表 (MPa)；L冲裁周边总长(mm)；t材料厚度(mm)b抗拉强度为 235(MPa)d-材料最大宽度计算及说明 备注10当上模完成 一次冲裁后，冲入
12、凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性 收缩而紧箍在 凸模上 。为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 ；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力；从凹模内向上顶出制件需的力，称为 顶件力 (图 1-5)。影响卸料力、推料力和 顶件力 的因素很多，要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验 公式计算： 卸料力 F F= 推料力 F1n 1 F 顶件力 F F 图 1-4 工艺力示意图由下表 1-5 查的 K=0.045 K1=0.05 K2=0.04材料 厚度/（mm） K K1 K2钢0.10.1 0.50.5 2.52.5 6.56.50.1 0.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.030.0650.0750.0450.0550.04 0.050.030.040.020.03解得：FQ=0.045178436.7=8029.65 N FQ1=0.05178436.7=8921.84 NP冲裁力(N)； K卸料力系数，其值为0.020.06(薄料取大值， 厚料取小值)； K推料力系数，其值为0.030.07(薄料取大值，
