模具設(shè)計與制造綜合實訓(xùn)項目技術(shù)報告(格式)

1、 模具設(shè)計與制造綜合實訓(xùn)項目技術(shù)報告姓 名： 張鵬 學(xué) 號： 1001483222 指導(dǎo)教師： 周梅芳 智旭鴿 課題名稱： 腳踏外板 提交日期： 2012年11月16日 摘要 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通

2、用軟件。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進口。 導(dǎo)柱式?jīng)_裁模的導(dǎo)向比導(dǎo)板模的準(zhǔn)確可靠,并能保證沖裁間隙的均勻,沖裁的工件精度較高、模具使用壽命長，而且在沖床上安裝使用方便，因此導(dǎo)柱式?jīng)_裁模是應(yīng)用最廣泛的一種沖模,適合大批量生產(chǎn)。尤其是在我國加入WTO之后，在全球化經(jīng)濟競爭的市場的環(huán)境下，為生產(chǎn)符合“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”等要求服務(wù)的模具產(chǎn)品

3、，研究、開發(fā)、改進模具生產(chǎn)設(shè)備與模具設(shè)計方式更具有深遠的現(xiàn)實意義和緊迫性。目 錄第一章 緒論4第二章 沖壓工藝設(shè)計5 （一）沖壓工藝分析5 （二）沖壓工藝方案確定6 （三）工藝計算7（四）沖壓設(shè)備的選定9（五）沖壓工藝卡10第三章 模具設(shè)計10 （一）模具結(jié)構(gòu)選擇10 （二）定位方式選擇10 （三）卸料、出件方式選擇10（四）導(dǎo)向方式選擇10（五）主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計10（六）模具總裝圖12第四章 模具制造12（一）確定毛坯12 （二）零件加工工藝12（三）加工程序13第五章 裝配調(diào)試13（一）組件裝配13（2） 確定裝配基準(zhǔn)14（3） 總裝配14第六章 總結(jié)15參考文獻16第一章 緒論工業(yè)、農(nóng)

4、業(yè)、國防以及生活中許多日用品都是沖壓生產(chǎn)而來的。據(jù)統(tǒng)計，全世界的鋼材中，有6070%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。圖1-1為一些典型的沖壓件。我國已成為世界制制業(yè)的中心。圖1-1 典型沖壓件產(chǎn)品在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達到較高水平。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模

5、方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。圖1-2為轎車覆蓋件模具。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。圖1-3為轎車覆蓋件模具。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。1-2 汽車模具圖1-3 級進模掌握模具設(shè)計和制造技能是模具專業(yè)畢業(yè)生的

6、必備素質(zhì)，對提高我國整體制造水平有重要意義。 第二章一.沖壓工藝設(shè)計（一）.沖壓件（腳踏外板）工藝性分析一、零件沖壓加工工藝性分析1.材料：10鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能；零件結(jié)構(gòu)：該制件為半球形有凸緣淺拉深件，需要對毛坯進行計算，且間隙、落料拉伸凸凹模及拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。模具設(shè)計方面：凹凸模的設(shè)計應(yīng)保證各工序間動作穩(wěn)定。尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT10級確定工件尺寸的公差。 (GB/T1800.3-2009)2.工件結(jié)構(gòu)：零件結(jié)構(gòu)形狀簡單；3.尺寸精度：IT9;4.無毛刺。（二）.沖壓工藝方案的確定1.方案一：先落料，后沖孔，采用單工序

7、模生產(chǎn)；2.方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，復(fù)合模生產(chǎn)；3.方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。分析：方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件質(zhì)量要求；方案二孔邊距小于凸凹模允許的最小壁厚，因此不考慮復(fù)合沖壓；采用方案三級進模。（3） .工藝計算1、凸、凹模刃口尺寸計算原則 （1）設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸， 以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得；設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸， 以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 （2）根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小

8、極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。（3）沖裁（設(shè)計）間隙一般選用最小合理間隙值（Z）。（4）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。 一般沖模精度較工件精度高24級。 對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按級來選??；對于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（）。 （5）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。但對于磨損后

9、無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。 落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。（6）.加工方法：在沖壓工藝性分析的基礎(chǔ)上，擬定出可能的幾套沖壓工藝方案，然后根據(jù)生產(chǎn)批量和企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，通過對各種方案的綜合分析和比較，確定一個技術(shù)經(jīng)濟性最佳的工藝方案。一般說來，制定沖壓工藝方案主要包括以下內(nèi)容：通過分析和計算，確定沖壓加工的工序性質(zhì)、數(shù)量、排列順序和工序組合方式、定位方式；確定各工序件的形狀及尺寸；安排其他非沖壓輔助工序等。(1)工序性質(zhì)的確定沖壓件的工序性質(zhì)是指該零件所需的沖壓工序種類。沖壓工序性質(zhì)應(yīng)根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和精度要求，各工序的變形規(guī)律及某些具體條件的限制

10、予以確定。通常說來，在確定工序性質(zhì)時，可從以下三方面考慮。 一般情況下，可以從零件圖上直觀地確定工序性質(zhì)如圖8.1.2 所示平板件沖壓加工時，常采用剪裁、落料、沖孔等沖裁工序。當(dāng)零件的平面度要求較高時，還需在最后采用校平工序進行精壓；當(dāng)零件的斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高時，則需在沖裁工序后增加修整工序，或直接用精密沖裁工藝進行加工。如圖8.1.3所示彎曲件沖壓加工時，常采用剪裁、落料、彎曲工序。當(dāng)彎曲件上有孔時，還需增加沖孔工序；當(dāng)彎曲件彎曲半徑小于允許值時，常需在彎曲后增加一道整形工序。各類空心件多采用剪裁、落料、拉深和切邊等工序。對于帶孔的拉深件，還需采用沖孔工序。當(dāng)拉深件徑向尺寸精度要求較

11、高或圓角半徑較小時，則需在拉深工序后增加一道精整或整形工序。當(dāng)拉深件底部厚度大于壁厚時，可以采用變薄拉深。 在某些情況下，需對零件圖進行計算、分析比較后，確定工序性質(zhì)如圖8.1.4a）所示的零件，材料為Q235，料厚為15mm，從形狀上初步判斷可用落料、沖孔與翻邊三道工序或落料沖孔與翻邊兩道工序完成。但經(jīng)過計算分析后發(fā)現(xiàn)，由于翻邊系數(shù)小于極限翻邊系數(shù)，使翻邊高度達不到零件的要求，因而應(yīng)改用落料、拉深、 圖8.1.4 內(nèi)孔翻邊件沖孔、翻邊工序，如圖8.1.4b）所示。又如圖8.1.5所示的零件，材料為08鋼，料厚為0.80.08mm，圖a）所示零件采用落料、拉深和沖孔三道工序，若圖（b）所示零件

12、也采用這樣的沖壓工藝，則經(jīng)計算拉深前的坯料直徑應(yīng)為81mm，其拉深系數(shù)為33/81=04，小于極限拉深系數(shù)，而且零件根部的圓角半徑較小(R2)，形成了對拉深變形很不利的條件。生產(chǎn)中采用圖b)所示的工藝過程，即經(jīng)過落料沖孔復(fù)合、拉深、沖底孔與切邊、沖六個6mm孔等四道工序制成。 有時為了改善沖壓變形條件或方便工序定位，需增加附加工序如圖8.1.5b)所示的零件沖壓工藝中增加預(yù)沖孔108mm的工序，是根據(jù)變形需要而增加的附加工序，此孔并非零件上的一部分，生產(chǎn)中叫做變形減輕孔，其作用是使拉深時坯料內(nèi)部(小于33mm的部分)金屬向外擴展；因而就能減少外部(大于33mm的部分)金屬向內(nèi)收縮，使變形區(qū)發(fā)生

13、變化，變形方式增加，從而一次拉深即可得到要求。因此，生產(chǎn)中經(jīng)常采用這類變形減輕孔或者工藝切口，達到改善沖壓變形條件、提高成形質(zhì)量的目的。.分開加工：具有互換性、制造周期短，但Z不易保證，需提高加工精度，增加制造難度。適用于圓形或簡單刃口。 .配合加工Z易保證，無互換性、制造周期長。 適用于異形或復(fù)雜刃口。2、凸、凹模刃口尺寸的計算方法 （1）按凸模與凹模圖樣分別加工法落料。設(shè)工件的尺寸為D ，根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值，即得到凸模尺寸，即D=（D-X）；D=（D-Z）=（D-X-Z）；工

14、件50落料，凹模D=49.94mm；凸模D=49.84。校準(zhǔn)0.025+0.0160.140-0.100，所以取=0.4（Z-Z）=0.016，=0.6（Z-Z）=0.024，最終D=49.94=mm，D=49.84。沖孔設(shè)沖孔尺寸為d ，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值，即得到凸模尺寸，即d=（d+X）；d=（d+Z）=（d+X+Z）。工件18mm,凸模d=18.04，凹模d=18.14mm；R22.5mm凸模d=22.55mm，凹模d=22.65mm；R17.5mm凸模d=17.54mm，凹

15、模d=17.64mm；R2.5mm凸模d=2.52mm，凹模d=2.62mm。校準(zhǔn)均合理。式中D落料凹?；境叽纾╩m）；D落料凸?；境叽纾╩m）；D落料件最大極限尺寸（mm）；d沖孔凸?；境叽纾╩m）；d沖孔凹?；境叽纾╩m）；d沖孔件孔的基本尺寸（mm）；沖件公差（mm）；Z凸凹模最小初始雙面間隙（mm）（查表得0.100mm）；凸模下偏差（mm），按IT6選用；凹模上偏差（mm），按IT7選用。X磨損系數(shù)（制件公差I(lǐng)T9，選X=1）。3. 工件的材料利用率工件的材料利用率的計算 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比稱為材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標(biāo)。一個步距內(nèi)的材料

16、利用率可用下式表示=A/（Bs）*100%式中材料利用率；A一個沖裁件的實際面積；s送料進距；B條料寬度。工件A=1394.16mm，B=52mm，s=51mm；=52.57%.4.沖裁力的計算，用普通平刃口模具沖裁時，沖裁力F F=Lt b或F=KLt。式中 K系數(shù)，K=1.3 L沖裁周邊長度（mm） 。材料的抗剪強度（MPa） b材料的抗拉強度（MPa）得 b=255333（MPa）（為方便計算，取350（MPa） F=1.3*1*350*340=155KN模具采用剛性卸料裝置，卸料力F=KF=0.06*155=9.3KN；推料力F=nKF=4*155*0.07=43.4KN;頂件力F=K

17、F=0.08*155=12.4KN.5. 計算壓力中心對稱沖裁件的壓力中心，位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心上。（4） .沖壓設(shè)備的選定公稱壓力F=F+F200KN初選壓力機查文獻，開式雙柱可傾壓力機參數(shù)，型號規(guī)格為J2搭邊值的確定：工件間a1=1mm,側(cè)面a=1mm，步距51mm條料寬度的確定：有側(cè)壓裝置B=(Dmax+2a);A=B+C=Dmax+2a+CB條料寬度（mm）52mmDmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸（mm）a側(cè)搭邊值（mm）1mm條料寬度的單向偏差（mm）A導(dǎo)料板間距離（mm）C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙（mm）（5） .沖壓工藝卡制定標(biāo)記產(chǎn)品名稱冷沖壓工藝卡片零件名稱油封墊

18、片年產(chǎn)量第 頁產(chǎn)品圖號零件圖號大批量共 頁材料牌號及技術(shù)條件10毛坯形狀及尺寸條料：規(guī)格序號工序名稱工序草圖模具名稱及圖號設(shè)備檢驗要求備注2落料底圖總號編制校對審核批準(zhǔn) 第三章（一）.模具結(jié)構(gòu)的選擇級進模結(jié)構(gòu)（2） .定位方式的選擇1. 導(dǎo)料板：設(shè)在條料兩側(cè)，與卸料板（或?qū)О澹┓珠_制造2. 側(cè)壓裝置：采用簧片式側(cè)壓裝置3. 擋料銷：固定擋料銷和始用擋料銷4. 導(dǎo)正銷（3） .卸料、出件方式的選擇固定卸料板，規(guī)格：160mmX125mmX16mm，材料：45（4） .導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向，導(dǎo)柱導(dǎo)套均采用標(biāo)準(zhǔn)件（5） .主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計異形凸模凸模凹模板（6） .模具總裝圖第四章模具制造

19、（一）.根據(jù)凸模、凹模零件圖紙分析其加工工藝，確定毛坯異形凸模毛坯：材料：T10A，51mmX20mmX20mm，凸模1毛坯：材料：T10A,55X30mm，凸模2毛坯：材料：T10A,55X60mm，凹模板毛坯：材料：T10A,165mmX130X20mm（2） .制定凸模、凹模零件加工卡凸模1備料粗車半精車精車研磨凸模1備料粗車精車研磨凹模板:下料鍛造刨六面銑平面鉗工劃線鉆孔加工型腔熱處理研磨（3） .編制加工程序異形凸模和凹模板采用線切割加工，凸模2凸模3采用數(shù)控車床加工凸模1程序%01T0101 S600 M03G0 X56 Z1G71 U1 R1 P1Q2X0.3Z0.05F60G0

20、0 X100 Z100M05M00T0101 S800 M03G0 X19 Z1N1G01 X18F30Z-29.5G03X22 Z-25.5G01X22Z-45X26Z-51N2X30G0X100Z100M05M30（四）.加工出凸模、凹模第五章.模具裝配調(diào)試模具裝配流程：（一）.組件裝配1.將模柄裝配于上模座內(nèi)，并磨平端面，配作騎縫圓柱銷2.將異形凸模、凸模、凸模裝入凸模固定板并磨平端面（二）.確定裝配基準(zhǔn)件 選擇凹模為基準(zhǔn)件（三）.總裝配1.將凹模板放在下模座上，找正位置；按照凹模上螺釘孔和銷釘孔的位置配作下模座上的螺釘孔和銷釘孔，裝入螺釘和銷釘。2.將凸模組件裝入凹模，配作上模座和凸模

21、固定板上的螺釘孔，裝入螺釘。3.松開凸模固定板上的螺釘，調(diào)整凸、凹模間隙使其均勻，擰緊螺釘后配作上模座和凸模固定板上的銷釘孔、裝入銷釘4.裝配其他零件，包括卸料板、導(dǎo)料板、擋料銷、承料板和導(dǎo)正銷5.檢驗、試沖。 第五章 總結(jié)經(jīng)過四個周的模具設(shè)計與制造綜合實訓(xùn)，我們基本上完成了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。在這四個周里，我們經(jīng)歷模具設(shè)計、制造和產(chǎn)品試制的完整過程，不僅培養(yǎng)了自己正確的零件設(shè)計理念，還提高了動手操作能力，讓我們對自己以后的就業(yè)也充滿了信心，從多個方面提升了自己。在為期四周的實訓(xùn)期間，用到了好多本學(xué)期在課堂上所學(xué)到的知識，這次實訓(xùn)將幾科書本知識融入其中，讓我們在動手的同時，不僅對以前的所學(xué)理解的更

22、加透徹，加深了我們的印象，更是讓我們學(xué)到了書本上學(xué)不到的知識，拓展了我們的知識面，使我們收獲頗豐。首先，感觸最多的就是在專業(yè)基礎(chǔ)知識方面的提高。以前上課時，因為缺乏對生產(chǎn)實際的了解，盡管課堂任課老師也會播放一些教學(xué)視頻作為輔助，但是總讓我們覺得不是很貼近，對所學(xué)的不同材料的熱處理、加工方法等方面都沒有比較直接、感性的認識，從而導(dǎo)致了對相關(guān)的知識點理解不透，不能形成系統(tǒng)的知識鏈，進而導(dǎo)致對所學(xué)知識的迷茫。而通過這次的模具設(shè)計與制造綜合實訓(xùn)，我們不僅親眼見識到了書中所提到的材料，更是能夠親自動手對各種材料進行加工操作，在了解各種材料顏色、硬度等物理特性的同時，也加深了我們所學(xué)知識的印象，有利于我們把知識點進行歸納總結(jié)，提高自己的專業(yè)水平。再者，這次的實訓(xùn)也讓我們