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1、 摘 要 模具是现代化的生产重要工艺装备，在国民经济的各个部门都越来越多地依模具来进行生产加工，越来越引起人们的重视，模具也趋向标准化，模具设计水平的高低直接影响产品的质量及生产效率。 弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯
2、曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求比较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要又一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。本文主要介绍了关于底板成套模具的设计，本次设计的主要内容：底板冲孔落料模具设计、弯曲模、复合模设计；模具的技术要求及材料选用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零部件的结构设计；模具的总装图；模具的装配等。关键词：底板；冲孔；落料；复合模；弯曲模 I AbstractKeywords: 目 录摘 要IAbstractII第1章 引言11.1冲压模具设计概论11.2冲压模具发展历史和国内外冲压模具状况21.2.1冲压模具国内现状2
3、1.2.2冲压模具国外现状21.3未来冲压模具制造技术发展趋势31.4 本文研究的主要内容4第2章 冲压工艺计算及模具总体设计52.1冲压件工艺性分析52.2确定工艺方案62.3模具设计计算72.3.1排样72.3.2冲裁凸模、凸凹模和凹模刃口尺寸的计算112.3.3冲压力的计算及压力机的选择142.3.4确定压力中心162.4模具总体设计16第3章 冲压模具零件及结构设计183.1冲压模及零件分类183.1.1冲压模分类183.1.2冲压模具零件分类193.1.3模具的标准化193.2冲裁模工作零件设计203.3定位装置设计263.4卸料装置的设计263.5其他零件选用与设计28第4章 冲裁
4、模零件制造工艺设计324.1模具制造工艺设计的基本内容和目的324.2冲裁模零件制造工艺设计324.2.1冲裁模工作零件的工艺设计324.2.2固定板零件的工艺设计354.2.3导向零件的工艺设计35第5章 结论37参考文献38致 谢39 IV 沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）第1章 引言1.1冲压模具设计概论模具是工业生产中的主要工艺设备，模具工业是国民经济各部门发展的主要基础之一。加入世贸后，各国经济往来十分频繁，世界各国经济高速发展，人类消费日趋增长，消费结构日趋复杂，消费的增长带来了全球经济的快速发展，中国也渐渐的转变为世界的制造中心，并且现在产品有75%的粗加工工业产品零件
5、，50%的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型1。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。本课题要求对摇臂成套模具进行设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度的零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义2。1.2冲压模具发展历史和
6、国内外冲压模具状况1.2.1冲压模具国内现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。模具工业一直以15%只有的增长速度快速发展。特别是在过去的10多年里更是取得了令人瞩目的成就，例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷却模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件在国内模具行业拥有不少的用户，但许多方面与工业发达的国家相比仍有较大的差距。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，致使相当大的一部分大型
7、的，精密的，复杂和长寿命模具依赖进口3。1.2.2冲压模具国外现状冲压模具在国际上的应用十分广泛。国外的模具发展比较全面，且技术含量高，加工质量好，原材料的的利用率高，但由于掌握这里顶尖模具技术的国家较少，高精尖的产品数量仍比较少且价格高昂。而一些中低档的模具因其对技术要求低普及的比较全面4。以日本为例，日本是世界第一大模具生产国。国内有许多家世界闻名的机床制造厂家，加工模具的高速加工中心，电加工机床，龙门铣床，精密磨床，数控系统等全都具备世界级名牌。优秀的机床制造业为模具制造奠定了坚实的的基础，如在电子超精密模具中，集成电路，微型电机模具精度达到了0.1um的误差，处于世界领先水平，IT产品
8、更新更快，如手机开发研制周期为2个月，产品试制期为7天，一般7套模具150兆NC数据，两天就完成编程，计算机设计及制造技术都非常先进5。1.3未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、和“价格低”的要求服务，模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面：(1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效率生产所要求的一模多腔，使模具日趋大型化；随着零件微型化和模具结构发展的要求，今后模具加工的精度将更小，这必将促进超精密加工的发展。(2)CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用。在模具设计与
9、制造中，开发并应用计算机辅助设计的制造系统(CAD/CAE/CAM)，发展高精度、高寿命模具和简易模具(软模、低熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAE/CAM技术是当代最合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供NC程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其中心思想是让
10、用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，以充分发挥各单元的优势和功效。因此，应大力进行高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用6。(3)快速经济模具技术的推广应用。快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造商投入了很大的人力和物力，对各种模具的快速制造工艺进行研发，对传统的快速模具制造技术进行改造，嫁接了先进的RP及NC技术，有效满足一些高精度、高寿命模具的生产需求。(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准
11、件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种、发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。(5)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础，制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需约70万吨模具钢还要有相当
12、一分进口。模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度、模具的寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米技术表面工程技术的出现进一步推动模具制造的表面工程技术的发展。同时处理技术由大气热处理向真空热处理发展。(6)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。科学化主要体现深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压方案7。(7)成形过程的数值模拟技术将在实用化方
13、向取得很大的发展，并与化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零件成形，从而真正进入实用阶段8。(8)注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。(9)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估9。(10)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。推广应用数控冲压设备、冲压
14、柔性加工系统(FMS)、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产10。1.4 底板成套模具研究的主要内容图1-1为产品零件图 图1-1底板完成底板模具设计分三步：1.4.1 底板冲孔落料模具设计改进后的工艺尺寸的底板冲孔落料模具设计1冲压件工艺设计：包括工件排样设计；冲压力计算；冲压设备选择；模具压力中心位置确定。2凸模，凸凹模，凹模刃口尺寸设计及模具总体设计：包括各模刃口尺寸设计；模具总体设计。3冲压模具零件与结构设计：包括工作零件设计；定位装置设计；卸料及出件装置设计。1.4.2 弯曲模具设计1. 弯曲凸、凹模设计（1） 凸模圆角半径（2） 凹模圆角半
15、径（3） 凹模的深度（4） 凸、凹模间的间隙（5） U型弯曲件凸、凹模横向尺寸及公差的确定2. 弯曲力的计算及冲床的选用(1) 自由弯曲力的计算(2) 校正弯曲时的弯曲力的计算(3) 顶件力和压料力的选择(4) 冲压设备公称压力的选择1.4.3弯曲模具设计1弯曲凸、凹模设计凸模圆角半径凹模圆角半径凹模的深度凸、凹模间的间隙U型弯曲件凸、凹模横向尺寸及公差的确定2.弯曲力的计算及冲床的选用 自由弯曲力的计算 校正弯曲时的弯曲力的计算 顶件力和压料力的选择 冲压设备公称压力的选择第2章 冲压工艺计算及模具总体设计2.1冲压件工艺性分析工件结构如图2-1所示，材料为Q235钢，中批量生产，厚度为3mm，结构不对称，形状不复杂，没有违反冲裁的工艺性原则，零件能满足冲压工艺要求，可以进行下一步的设计。1尺寸精度。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求2冲裁件断面质量分析因为
