孔用弹性挡圈工艺分析及模具设计-材料成型及控制工程大学论文

Southwest university of science and technology本科毕业设计（论文）孔用弹性挡圈工艺分析及模具设计学院名称制造科学与工程学院专业名称材料成型及控制工程学生姓名阳新学号20105968指导教师金玉萍副教授二〇一四年六月孔用弹性挡圈的工艺分析及模具设计摘要：本设计是关于一薄料零件孔用挡圈的冲孔，落料多任务位级进模的设计。

论述的重点是冲裁、落料的设计过程，主要内容包括冲裁工艺的概述，工艺方案的制定和零件的工艺计算，主要零部件的结构分析计算及其标准的选用等。

设计中详尽描述了多任务位级进模的具体设计过程，简明概述了该设计的背景知识，接下来进行工艺的计算，然后在工艺计算的基础上对凸、凹工作部分尺寸进行计算，以便选择其它零件，最后使用在现代设计中应用最广的软件CAD对零件装配图和零件图进行了绘制。

关键词：模具；冲裁；落料；级进模Die Design of Middle PinsAbstract: This design is about a thin parts and forming, cutting, bending and blanking progressive die design. The paper focuses on cutting and rolling forming, bending and blanking process design, the main contents include cutting technology overview of technological scheme, the formulation and process of calculation, the main parts of the calculation and analysis of structural components of the selection criteria.The design detail the multi-position progressive specific design process, the design of concise summary background knowledge, the process of calculation, and then in the process of calculation based on convex, concave part size calculation work, in order to choose other parts, finally used in modern design is the most widely used for the assembly parts and AutoCAD software chart drawing.Key words: die, punching,blank，Progressive Die目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.1.1 国内研究现状 (1)1.1.3 我国模具业发展趋势 (3)1.2课题目的及意义 (5)1.3课题设计要求 (6)第2章零件工艺分析及方案确定 (7)2.1冲裁的工艺性分析 (7)2.2确定冲裁件的工艺方案 (8)2.3模具总体结构形式确定 (8)第3章排样及工艺参数的计算 (10)3.1排样 (10)3.1.1 合理排样并绘制排样图 (10)3.1.2 送料步距及条料宽度 (11)3.2工艺参数的计算 (12)3.2.1 冲裁力、卸料力等的计算 (12)3.2.2初步选择压力机 (12)第4章模具刃口尺寸计算 (14)4.1模具工作部分的尺寸和公差 (14)4.2各工位凸模刃口尺寸设计 (16)4.2.1凸模设计 (16)4.2.2 冲孔模（导正孔）的设计 (17)4.2.3 冲小孔模的设计 (18)第5章模具结构设计 (20)5.1凹模设计 (20)5.2固定零件的选用 (21)5.2.1 模柄 (21)5.2.2 凸模固定板 (21)5.2.3 垫板 (22)5.2.4 卸料板 (22)5.2.5 导正定位方式 (22)5.2.6 导料板 (22)5.2.7 销钉选用 (22)5.2.8 螺钉选用 (22)5.3凸模设计 (23)5.3.1 凸模设计及固定 (23)5.3.2 凸模长度的确定及强度校核 (25)5.3.3 模架形式选择 (25)5.4导柱和导套 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (31)第1章绪论1.1 课题背景1.1.1 国内研究现状模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具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。

中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。

近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。

但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。

特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。

中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品结构上，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，降低了许多模具企业的效益。

而中高档模具能力不足，模具的开发能力较弱，技术人才严重不足，科研开发和技术攻关投入少等一系列问题，严重制约了中国模具行业的发展。

由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。

2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。

中国模具已涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，被分为10大类、46小类。

1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右，2003年增长25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。

近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。

2003年模具出口3.368亿美元，比上年增长在33.5%，形势喜人。

总的来看，我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。

近五年来，我国平均每年进口模具约11.2亿美元，2003年就进口了近13.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。

中国现有模具企业超过2万家，从业人数50多万人。

中国的模具生产目前主要集中在华南和华东，大约占了全国模具制造业产值和销售额的三分之二，每年平均增长在20%左右。

1.1.2 国外研究现状我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。

专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。

国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。

2004年，模具进出口之比为3.7﹕1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。

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”、“价格低”的要求服务。

达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。

随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。

计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。

(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。

另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。

高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。

目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。

有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。

模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。

国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。

预计这一技术将得到发展。

(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。

国外发达国家一般为80%左右。

(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。

模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。

模具热处理的发展方向是采用真空热处理。

模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。

(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。

(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。

模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。

1.1.3 我国模具业发展趋势随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势。

(1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的发展方向，模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件应用的网络化是主趋势。

新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟（CAE）及信息的管理与共享。