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廣西科技大學鹿山學院
畢業(yè)設計（論文）開題報告
題 目： Z形彎曲件沖壓工藝及模具
系 別：
專業(yè)班級：
姓 名：
學 號：
指導教師：
二〇 年 月 日
一、選題的背景和意義（所選課題的歷史背景、國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢）
模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，工業(yè)產品大批量生產和新產品開發(fā)都離不開模具，用模具生產制件所達到的(四高二低)高精度，高復雜程度，高一致性，高生產率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產品的生產，可見模具的服務范圍已包括國民經濟的許多方面，現(xiàn)在模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產品已成為共識。因而，設計制造出高質量的模具已勢在必行。
模具設計和制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。本課題旨在鍛煉畢業(yè)生的思維，熟練掌握和運用大學四年所學知識，能夠進行獨立的設計作業(yè)。
針對題目使畢業(yè)生得到機械原理、機械零件設計、機械制造技術基礎及模具設計與制造的綜合訓練。針對題目使學生獲得沖壓工藝規(guī)程、模具設計與制造加工基礎知識，工藝參數(shù)及加工設備的選取，計算機輔助繪圖及資料、手冊的查閱。 培養(yǎng)綜合運用所學知識分析問題和解決實際問題的能力、探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并受到工程設計與科學理論結合的初步訓練等方面的能力。鞏固所學的專業(yè)知識，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程意識，強化工程應用能力，為未來的工作打下良好的基礎 。
近幾年，我國模具制造水平大幅度提高。一個國家的模具技術水平，已成為衡量國家制造業(yè)水平的一個重要標志，也是保持這些國家的產品在國際市場上優(yōu)勢的核心競爭力。中國模具行業(yè)加快了體制改革和機制轉換步伐，產業(yè)結構日趨合理。相關機構預測到2018年，中國將一躍成為全球最大的模具制造業(yè)基地之一。據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝介紹，這幾年全球58%的模具是由德國等國家生產制造的，中國等亞洲國家的比例只占到1%，但今后東歐國家的模具將會有較大幅度的增長，而亞洲國家的生產比例將提高至22%左右。
模具，是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產品中，60%—80%的零部件都依靠模具成形，模具質量的高低決定著產品質量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。由于現(xiàn)代模具企業(yè)大多體現(xiàn)出技術密集、資金密集和高素質勞動力密集以及高社會效益的特點，模具制造業(yè)已成為高新技術制造產業(yè)的一部分。近年來，伴隨著國產設備水平的不斷提升，也有不少模具企業(yè)開始選擇了國產機床。超精密鏡面銑床、納米級車銑復合中心、超精密數(shù)控車床等也已用于模具制造。不過有些高端設備主要還是靠國外進口。但現(xiàn)階段我國模具制造業(yè)確實取得了顯著的成功。據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝介紹，我國以大型、精密、復雜、長壽命模具為代表的高水平的模具的比例已經達到了三分之一以上。
我們要想成為世界制造業(yè)大國，沒有先進的模具工業(yè)是不行的。在這方面我們還有很長的路要走，還有很多東西要學。首要的一條是要重視模具行業(yè)的發(fā)展，不但要有先進的技術，更要重視模具行業(yè)的商品化，讓模具行業(yè)從企業(yè)中走出來，成為一個具有市場競爭力的新興行業(yè)。據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝調查，歐洲模具設計和生產的時間要比中國快，但因中國的勞動力成本低，對部分國外客戶有著很強的吸引力。同時，歐洲及世界各國之間的模具競爭也相應加劇。當前，越來越多的外資制造企業(yè)看到日益發(fā)展的中國模具，紛紛加入到中國的模具市場，許多國際知名品牌的汽車模具、沖壓模具、注塑模具企業(yè)也都進入中國，且進入中國市場的力度非常迅猛，速度也非?？臁Ｓ绕涫窃谖覈娜A南地區(qū)廣東一帶，港資、臺資和外資制造企業(yè)規(guī)模已經發(fā)展很大，模具的銷售總量成為中國最多的地區(qū)。國際模協(xié)秘書長羅百輝表示，外資企業(yè)進入中國市場，不僅將資金帶到中國市場，而且?guī)砹讼冗M的技術、設備和工廠管理。國外模具企業(yè)已越來越感受到來自中國同行所帶來的影響和壓力。
很多新興的模具企業(yè)善于總結整個中國模具行業(yè)發(fā)展歷程，從中吸取有價值的經驗教訓，并將其消化吸收在企業(yè)的設計規(guī)劃和發(fā)展戰(zhàn)略中。國際模協(xié)秘書長羅百輝表示，很多模具制造企業(yè)還很注重企業(yè)的品牌建設，注重企業(yè)的信息化建設，注重企業(yè)的國際化市場的開拓，并實現(xiàn)了模具的專業(yè)化生產。
我國模具行業(yè)前路該怎樣走？據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口，如果我們把進口這一塊吃下來，這將是很大的一塊市場需求。國內模具企業(yè)要想獲得良性的發(fā)展，體制轉變和技術創(chuàng)新是提高模具行業(yè)水平的關鍵，同時也要解決好規(guī)模和效益的問題。
如何把模具行業(yè)的規(guī)模和效益做大 ？對于我國模具業(yè)，且拋開技術研發(fā)層面的問題不談，我們先探討一下如何通過行業(yè)內的分工合作、策略聯(lián)盟共同把行業(yè)規(guī)模和效益做大。國內模具企業(yè)要想獲得良性的發(fā)展，必須要解決好規(guī)模和效益的問題。
專家分析模具業(yè)將向多功能方向發(fā)展，國際模協(xié)秘書長羅百輝認為，我國模具行業(yè)將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。隨著車輛和電機等產品向輕量化方向發(fā)展，對壓鑄模的數(shù)量、壽命和復雜程度將提出越來越高的要求。隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產品零件的精度和復雜程度的不斷提高，塑料模的比例將不斷提高，其精度和復雜程度也將隨著相應提高。
采用高新技術提升我國模具工業(yè)水平，發(fā)展我國的模具工業(yè)，必須結合我國國情和提升模具工業(yè)實際，走新型工業(yè)化道路。從技術的發(fā)展來看，高精度、低成本、交貨期短是今后模具發(fā)展的一個趨勢，而我們要想趕上國際先進水平，技術創(chuàng)新是至關重要的一個環(huán)節(jié)。
信息化—中國未來模具企業(yè)競爭焦點，眾所周知，電子商務是代表著未來貿易發(fā)展的方向，也是經濟發(fā)展和進步的一個必然趨勢。在市場競爭逐步深入的時期，企業(yè)創(chuàng)新能力越來越成為企業(yè)競爭力的重要組成部分，信息資源也越來越成為企業(yè)的戰(zhàn)略資源。
結語：目前，我國經濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇?！笆晃濉逼陂g中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，產需兩旺，漸入佳境。但也要看到我國模具行業(yè)綜合水平落后的面貌未得到根本性的改變，一些深層次的問題尚待解決。現(xiàn)在，中國可以說是世界模具生產大國之一，但還遠遠不是生產強國?！笆濉逼陂g，應該向生產強國這目標邁進。
本課題要求對給定的零件進行沖壓模設計，通過對零件進行詳細的工藝分析確定零件的沖壓工藝方案工藝。通過課題讓我們能夠掌握中等復雜程度零件的沖壓模具設計和制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的確定、工藝計算及模具設計有更深層次的認識，并學會對模具設計資料的檢索與整合以及對已有資料的充分合理的使用，該實踐性課題是對學生理論學習水平的實踐和檢驗，可對以后從事類似的工作有一定的指導性和實踐性意義。
二、研究的基本內容和擬解決的主要問題
本課題研究的主要內容
（1）對給定零件進行工藝分析并確定工藝方案
（2）模具總體結構設計及相關工藝計算
（3）進行模具零部件的設計
（4）繪制模具裝配圖和非標準件的零件圖
（5）編寫設計說明書
課題研究的主要內容
該零件的材料為20鋼，較軟的碳素鋼，強度硬度很低，而韌性較高，有好的深沖、彎曲等冷加工性能性能。且該零件形狀簡單，彎曲半徑大于材料允許的最小彎曲半徑，可以考慮采用復合沖壓的形式。該零件尺寸較小，因此加工精度較高，但一般沖壓都能滿足其尺寸精度的要求。綜合以上分析，得出的結論是：該零件工藝性能較好，適于沖壓。
1）方案對比
該工件包括落料、沖孔、彎曲三個基本工序可以采用以下三種工藝方案：
方案一：落料沖孔復合----彎曲--- ---彎曲；
方案二：落料沖孔復合—一次彎曲；
方案三：落料---彎曲---沖孔。
2）方案分析
方案一：該方案工序合理，步驟符合工件形狀要求，生產效率不高，模具的兩次彎曲操作復雜
方案二：該方案經計算可沖孔落料復合完成，且不會致使彎曲過程中孔變形、生產效率高，且易于操作
方案三：該方案在生產過程中需要三副模具，在后來工序中一步一步操作需要時間較多，且三副模具制作也不方便。
3）方案確定
比較上述三種工藝方案，方案二最佳。方案一、三均不能達到零件要求，
（1） 通過對工件的工藝分析，確定工作的重點主要集中在模具工作部分零件的設計（例凸模，凹模，凸凹模），各種固定板的設計和相關尺寸的計算和校核。
（2） 設計前后工序的關聯(lián)性以及模具的關聯(lián)性，合理安排工序，盡量使模具的結構更緊密，同時在模具的設計過程中還要考慮到所設計的零件的課加工性，要盡量多的選用標準件，達到規(guī)范化設計的要求成為此畢業(yè)設計的難點。
針對此次模具設計工作量大，工作難度大的特點，擬采用計算機輔助設計AutoCAD、UG等相關軟件來完成模具的設計，從而節(jié)省時間和精力；收集相關文獻、期刊論文來加以輔助設計；針對自身理論方面的不足將更多的向輔導老師請教學習；當然，子啊具體的設計中也要不斷的去實踐設計的模具的實用性與經濟性，使設計更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。
三、研究方法及措施
（二）研究方法：?
1.文獻資料法：通過查閱和收集關于沖壓模具相關的文獻材料。?
2.問卷調查法和實地考察：通過到工廠實際了解加工工藝方式，掌握研究的第一手資料。?
3.數(shù)理統(tǒng)計法：對獲得的材料進行整理。?
（三）技術路線?
查閱及收集相關的文獻資料→實地走訪企業(yè)工廠→資料整理→撰寫論文
四、研究工作的步驟、進度
第一周 1、熟悉課題，查閱并收集有關資料，為寫開題報告做準備；
2、繪制產品零件圖；
3、完成工藝性分析，提出設計方案
4、寫出開題報告，并完成其修改
第二周 1、模具總體結構設計，及工藝結構計算
2、完成模具零件結構形式確定及設計，選擇設備
3、繪制模具裝配圖和非標準零件零件圖，
第三周 1、擬定主要零件的制造工藝
2、編寫畢業(yè)設計說明書，完成初稿并交與輔導老師指導
第四周 1、針對畢業(yè)設計所出現(xiàn)問題有目的的修改確定終稿
2、準備畢業(yè)答辯
五、主要參考文獻（其中外文文獻不少于2篇）
[1]劉建超、張寶忠 主編. 沖壓模具設計與制造[M]. 北京：高等教育出版社，2010
[2]夏琴香主編. 沖壓成形工藝及模具設計[M].廣州：華南理工大學出版社，2004
[3]吳詩惇，李淼泉. 沖壓工藝及模具設計[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2002
[4]沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1999.6
[5]王孝培主編. 沖壓設計資料[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，1983
[6]李天佑主編. 沖模圖冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1990
[7]盧險峰編著.沖壓工藝模具學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003
[8]陳文彬，塑性成形工藝與模具設計[M]，北京,機械工業(yè)出版社，2001
[9]陳錦昌.計算機工程制圖[M].廣州：華南理工大學出版社，2004
[10]鐘翔山.冷沖模設計案例剖析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.
[11]二代龍震工作室.沖壓模具基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2010
[12]張正修.沖模結構設計方法、要點及實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007
[13]鄧明，呂琳.沖壓成形工藝及模具[M].北京：化學工業(yè)出版社,2007.
[14]王鵬駒，成虹.沖壓模具設計師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社2009.
[15]牟林，胡建華.沖壓工藝及模具設計[M].北京：中國林業(yè)出版社，2006，
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? [17]?Wang,?C.T.?An?Industrial?Outlook?for?Springback?Predictability,?Measurement?Reliability,
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Singapore:?Institute?of?High?Performance?Computing?,2004.06
六、導師評語：
簽字： 年 月 日
廣西科技大學鹿山學院 畢業(yè)設計（論文） 題 目： Z 形彎曲件沖壓工藝及模具設計 系 別： 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 二 年 月 日 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 摘要 關于學校這次的畢業(yè)設計，我設計了 Z 形彎曲件的沖孔落料,彎曲模復合模一套經過 畢業(yè)設計的整個課題精心制作，對我所學的模具設計與制造所有知識得到了一個全面的 復習，經過查詢我們的教材還有我們學校圖書館里的和我這次畢業(yè)設計課題有關的書本， 根據(jù)模具設計的相關流程進行一步一步的不折不扣制作，把我這次畢業(yè)設計的整個設計 過程給很清楚的寫在這份說明書上了。 在這次設計 Z 形彎曲件同樣先進行了工藝的分析，工藝的計算，確定壓力機型號， 再將各主要零部件的設計表達出來。 這次畢業(yè)設計 Z 形彎曲件設計說明書的第一個部分是對我這次畢業(yè)設計課題的第一 套模具，Z 形彎曲件坯料的沖孔落料復合模的工藝的分析，工藝的計算，主要零部件的設 計。這次 Z 形彎曲件設計說明書的工藝計算，主要 Z 形彎曲件的設計。這都為選擇沖壓 設備提供重要依據(jù)。也為本次模具設計的 AutoCAD 裝配圖，以及 AutoCAD 主要 Z 形彎曲 件圖繪制提供了依據(jù)。 關鍵詞：沖壓模、Z 形彎曲件 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） III Abstract School graduation on this design, I designed a Z-shaped bend pieces of punching blanking, bending modulus composite mold set through the entire subject of elaborate design graduate, I have learned to mold design and manufacture all knowledge is a comprehensive review, after our inquiry and our school library materials, and this time I graduated from design issues related books, according to the related die design process step by step to the letter were produced, the time I graduated from design The entire design process to clearly written on the instructions of this. In this design, the first Z-shaped bend pieces of the same processes were analyzed to calculate the process to determine the types of presses, and then express the design of the major components. The Z-shaped bend pieces of graduate design design specification is the first part of my graduation project of this first set of molds, Z-bend analysis blank piece composite blanking die punching process, the calculation process, The main components of the design. The Z-shaped bent piece design specification process calculation, the main piece of design Z-bend. This will provide an important basis for the selection of stamping equipment. Also based views of AutoCAD assembly drawing die design, as well as major Z-shaped bend pieces AutoCAD drawing provided. Keywords: stamping die, Z-shaped bend pieces 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） IV 目錄 1 概述 ...........................................................................................................................................1 1.1 畢業(yè)設計的目的 ............................................................................................................1 1.2 畢業(yè)設計的要求 ............................................................................................................1 1.3 畢業(yè)設計的的注意事項 ................................................................................................1 2 Z 形彎曲件工藝設計 ................................................................................................................2 2.1 分析 Z 形彎曲件坯料的沖壓工藝性 ............................................................................2 2.1.1 Z 形彎曲件坯料工藝分析 ....................................................................................2 2.1.2 確定 Z 形彎曲件坯料沖壓工藝方案 ...................................................................3 2.2 工藝計算 ........................................................................................................................3 2.2.1 Z 形彎曲件坯料 Z 形彎曲件的排樣設計 ...........................................................3 2.2.2 凸模和凹模的工作部分尺寸 ...............................................................................4 3 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模工作部分 Z 形彎曲件設計 .............................................10 3.1 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖 12.5mm 孔凸模的設計 .............................10 3.2 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模落料凹模設計 .......................................................11 3.3 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模凸凹模設計 ...........................................................11 3.4 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設計 ...............................................12 3.5 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸凹模固定板設計 ...........................................13 3.6 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，推件塊設計 .......................................................14 3.7 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，墊板設計 ...........................................................15 4 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模具結構設計 ......................................................................16 4.1 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模模架的選擇 ...........................................................16 4.2 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模壓力中心計算 .......................................................16 4.3 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模模具裝配圖和 Z 形彎曲件的繪制 ......................16 總 結 ...........................................................................................................................................17 致 謝 ...........................................................................................................................................18 參考文獻 .......................................................................................................................................19 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 1 1 概述 1.1 畢業(yè)設計的目的 1、在這次畢業(yè)設計中通過對畢業(yè)設計的課題制作，對我們在學校老師所教的專 業(yè)知識和我們自己所自學的專業(yè)知識進行一個鞏固。 2、在這次畢業(yè)設計中培養(yǎng)我們模具專業(yè)的學生在遇到問題時的分析能力和解決 問題能力，還有能獨立的完成對于模具設計的流程的熟練制作。 3、在這次畢業(yè)設計中對我們模具設計與制造專業(yè)的學生工作作風以及責任心還 有安全意識得到較大跨度的一個提升。 1.2 畢業(yè)設計的要求 1、畢業(yè)設計的圖紙圖幅量：一共要最少 3 張零號的圖幅工作量（其中最少要 有 1 張零號裝配圖，剩下的不做要求） 。 2、圖紙：最后答辯前上交的圖紙必須用 AutoCAD 繪制，畫圖時要更具繪圖標 準去畫，最后要交 1 份 AutoCAD 圖紙和 1 份 1：1 打印出來的圖紙。 3、畢業(yè)設計說明書的字數(shù)要求：不少于 20000 字。 4、查看和畢業(yè)設計課題有關的各種資料，為順利的完成畢業(yè)設計以及能順利 畢業(yè)做好充分的準備工作。 5、要求計算準確、結構設計合理、圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準。 20、要求編制的工藝規(guī)程符合生產實際。 7、設計計算說明書要求文字通順，書寫工整。 1.3 畢業(yè)設計的的注意事項 1、相關安全的事宜：在進行畢業(yè)設計的樣品加工時一定要遵守各類加工機械的 操作規(guī)范，確保人生安全，器械安全。 2、服從命令聽指揮:在進行任何加工都前都要聽從老師的安排，認真負責，精 心制作，保質保量完成模具加工任務。 3、畢業(yè)設計的所有內容必須自己獨立完成，可以請教同學或老師，但嚴禁抄襲， 做，在模具加工時同樣要獨立完成。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 2 2 Z 形彎曲件工藝設計 2.1 分析 Z 形彎曲件坯料的沖壓工藝性 Z 形彎曲件坯料如圖 2-1Z 形彎曲件坯料 圖 2-1 Z 形彎曲件坯料 圖 2-2 Z 形彎曲件展開圖 2.1.1 Z 形彎曲件坯料工藝分析 由圖 2-1 可見,Z 形彎曲件坯料的形狀比較簡單，結構成對稱分布，Z 形彎曲件 尺寸通過一般的沖壓能滿足 Z 形彎曲件坯料的尺寸精度要求。尺寸的公差為自由公 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 3 差，孔 12.5mm 的孔邊距離外輪廓的距離遠遠大于凸、凹模所允許的最小壁厚，沒 有凸、凹模強度的困擾，所以可以采用沖壓工序完成 Z 形彎曲件的生產。 2.1.2 確定 Z 形彎曲件坯料沖壓工藝方案 1、方案的種類 Z 形彎曲件坯料需要沖孔落料彎曲 3 個基本的工序，我們用以 下 3 種加工的工藝方案來進行加工： 方案一：先把坯料沖下來，然后再利用另外的一套沖孔的模具進行孔的加工， 最后彎曲用單個工序的模具來對 Z 形彎曲件坯料的制作。 方案二：采用沖孔落料彎曲，級進沖壓，采用級進模具來完成 Z 形彎曲件坯料 的生產加工任務。 方案三：采用落料和沖孔同時進行的復合模具然后彎曲完成 Z 形彎曲件坯料的 生產任務。 2、方案的比較 每種加工方案的特點以及方案比較如下。 方案一：所需要的模具的結構不怎么復雜，在加工模具時比較容易，但要 3 個 工序才能將加工中心坯料加工出來，用兩個模具整個生產，這樣生產的成本有點高， 并且加工時的效率很低，最為重要的是這個方案加工不能保證 Z 形彎曲件坯料的尺 寸精度。這個方案我們不要。 方案二：雖然用級進模他的加工效率是比較高的。但是級進模具外形很大，制 造模具時麻煩，這樣他的成本代價太高，本身這種模具就不適合加工這種形狀很小， 結構還很簡單的 Z 形彎曲件，因而這種案我們也不要。 方案三：這個就要一個模具就行了，而且 Z 形彎曲件坯料的 Z 形彎曲件精度還 有生產的速度要求都能夠達到要求，關鍵成本也不太高。 3、方案的最終確定 綜上所訴，Z 形彎曲件坯料沖壓模具采用沖孔落料復合模 具進行產品的加工。 正裝復合模具還有倒裝復合模具 2 種復合模?？紤]到成型后拿料問題。最終確 定我們用倒裝式復合模具進行 Z 形彎曲件的沖壓加工。 2.2 工藝計算 2.2.1 Z 形彎曲件坯料 Z 形彎曲件的排樣設計 如圖 2-2 排樣 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 4 圖 2-2 排樣 1、搭邊值的確定1冷沖壓工藝及模具設計表 2.10 得出工件的搭邊對于本次 的設計，我們 a1選取 2.5mm，工件側面 a=3mm 2、條料步距的確定 步距值：210.3mm 寬度 88.7mm。 根據(jù)三維軟件進行測量得出，面積為 8174 平方毫米，周長 432mm 3、材料的利用率計算 =S 工 /S 總 =28174/210.3mm88.7100=87.6 2.2.2 凸模和凹模的工作部分尺寸 Z 形彎曲件圖上所注公差經查標準公差表 1.2 為 IT14 級，尺寸精度較低，普通 沖裁完全可以滿足要求。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 5 表 1.2 部分標準公差值（GB/T1800.31998） 公差等級 IT20 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 基本尺寸 /m /mm 320 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 2010 9 15 22 320 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 1018 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1830 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 3050 120 25 39 202 100 1200 0.25 0.39 0.62 1.00 5080 19 30 420 74 120 190 0.30 0.420 0.74 1.20 80120 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 根據(jù)表 1.2 分析：該 Z 形彎曲件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各 尺寸公差： Z 形彎曲件外形： 81.2 mm 、123.7 mm0.870.87 Z 形彎曲件內形：12.5 mm3 1、 確定凸、凹模的間隙以及制造公差。2冷沖壓模具畢業(yè)設計指導與范例 表 2-7 可得凸、凹模的間隙最小值 Zmin=0.460mm，凹模間隙最大值 Zmax=0.640mm 沖孔凸、凹模計算 設沖孔尺寸為 根據(jù)以上原則，沖孔時以凸模設計為基準，首先確定凸模刃d 0 口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再增大凹模尺寸以保 證最小合理間隙 Zmin。凸模制造偏差取負偏差，凹模取正偏差。其計算公式為： 凸模 d p=(dx) 0- p 凹模 d d=( Z min)0+ d (dXZ min) 0+ d 式中 dd沖孔凹?；境叽?mm)； dp沖孔凸?；境叽?mm)； d沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)； Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)； Lmin制件孔距最小極限尺寸(mm)； 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 6 沖孔件孔徑公差(mm)； Zmin凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)； X磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間 尺寸，與工件制造精度有關，可查表 9.1 取值：當工件精度 IT10 以上，取 x=1；當 工件精度 IT11IT13，取 x=0.75；當工件精度 IT14，則取 x=0.5。 表 9.1 磨損系數(shù) X 非圓形 圓形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 料厚 t(mm) 工件公差/mm 1 12 24 4 0.120 0.20 0.24 0.30 0.170.35 0.210.41 0.250.49 0.310.59 0.320 0.42 0.50 0.200 0.120 0.20 0.24 0.30 0.120 0.20 0.24 0.30 根據(jù)圖 1.1 和表 9.1 查得磨損系數(shù) X 取 0.5，即 X=0.75 設凸、凹模分別按 IT20 和 IT7 級加工制造，所以 凸模： d p =(d+X) 0- p =(12.5+0.750.30) 075. =12.7 075. 凹模： d d=( dp +Zmin) d =(12.7+0.46) 012. =13.16 .0 二、落料凸、凹模計算 凹模： D d=(DX) d0 凸模： D p=( DdZ min) (DXZ min)P0P 式中 Dd落料凹?；境叽?mm)； Dp落料凸?；境叽?mm)； D落料件最大極限尺寸(mm)； 落料件外徑公差(mm)； Zmin凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)； X磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間 尺寸，與工件制造精度有關。表 9.1 取 X=0.5。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 7 由公差表（1.2）查得：設凸、凹模分別按 IT20 和 IT7 級加工。 所以凹模 81.2 mm:Dd2=(D2-X )0.87 d0 =(81.2-0.50.87)0+0.025 =80.7650+0.025mm 凸模 81.2 mm:Dp2=(Dd2- Zmin)0.87 0P =(80.765-0.46) 1. =80.305 mm 01. 式中，由已知條件 Z 形彎曲件為非圓形，材料的厚度是 3mm，以及 Z 形彎曲件的 公差大于 0.42mm，查詢冷沖壓模具設計表 2-9 磨損系數(shù) X5得 X=0.5，制件精度 為 IT14 級時查詢沖壓模具畢業(yè)設計指導與范例 。 2、 Z 形彎曲件坯料沖壓模，沖壓力計算 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機的 噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 一般可以按下式計算：PF Fp=Kp Lt =Lt （20.1） 式中 材料抗剪強度（MPa）； L沖裁周邊總長（mm）； t材料厚度（mm）； 系數(shù) Kp是考慮到沖裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動，取 Kp =1.3。 2.1 沖裁力 Fp 的計算 據(jù)圖 5.3 可得一個 Z 形彎曲件內外周邊之和 L=432mm。 查碳素結構鋼的力學性能表知：鋼板的抗剪強度 =2120Mpa304Mpa，取 2200Mpa，制件厚度 t=2mm，則 根據(jù)公式(20.1)： F p= Kp Lt =1.31.04322200 =753120.54(N) 75.32（KN） 2.2 卸料力 Fq1 的計算 Fq1=KxFp 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 8 （20.2） 式中 Kx卸料力系數(shù)，查表 20.1 取 Kx0.05。 根據(jù)公式（20.2）： F q1= KxFp =0.020575.32（KN） 4.90(KN) 表 20.1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm Kx kt Kd 鋼 0.1 0.10.5 0.52.5 2.520.5 20.5 0.02050.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.0203 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.020 0.05 0.03 2.3 頂件力 Fq2 的計算 Fq2= KdFp （20.3） 式中 Kd頂件力系數(shù)。 查表 20.1 得 Kd0.020. 根據(jù)公式（20.3）： F q2= KdFp =0.1475.32（KN） 10.54（KN） 2.4 總的沖壓力 F 的計算 根據(jù)模具結構總的沖壓力 F=FP+Fq1+Fq2 =75.32+4.90+10.54 =90.720(KN) 選用的壓力機公稱壓力 P（1.11.3）F，取系數(shù)為 1.3，則： P1.3F=1.3x90.720 (KN)=117.99(KN)。 從滿足加工的工藝要求考慮，可擬選用 J23-16 查沖壓模具畢業(yè)設計指導與范 例表 9-9 開式雙柱可傾壓力機技術規(guī)格2 J23-16 參數(shù)：公稱壓力/KN ：160 滑塊行程次數(shù)/次min -1：115 最大封閉高度/mm:220 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 9 封閉高度調節(jié)量/mm: 60 立柱距離/mm: 220 工作臺尺寸/mm：450300 墊板尺寸/mm：厚度： 60 模柄尺寸/mm：直徑： 30 深度： 50 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 10 3 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模工作部分 Z 形彎曲件設計 3.1 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖 12.5mm 孔凸模的設計 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖凸模材料選擇：為保證模具的壽命以及 Z 形彎曲 件的精度和材料供應問題我們選擇 Cr12MOV。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖凸模形式確定： 采用國家規(guī)定形式中的 (GB28203.2-81)。 材料選擇：為保證模具的壽命以及 Z 形彎曲件的精度和材料供應問 題 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖孔凸模的熱處理： 58202HRC。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模。沖凸模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下 400C） 因為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內應力。在材料剛剛經過熱處理后接著進行材料 的加超深冷冷處理。這樣可以最大限度的去除材料的內應力。以增加模具的使用壽命。 保證產品的尺寸精度穩(wěn)定性。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖凸模的固定方式：采用壓入式固定。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，沖凸模具體設計圖紙如：圖 3-1 沖孔凸模所示。 圖 3-1 沖孔凸模 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 11 3.2 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模落料凹模設計 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，落料凹模材料的選擇： 同凸模的材料一樣選擇 Cr12MoV。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的熱處理： 200204HRC。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下 400C應為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內應力，在材料剛剛經過熱處理后接著進 行材料的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內應力，以增加模具的使用 壽命，保證產品的尺寸精度穩(wěn)定性） 。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的具體設計圖紙如：圖 2-4 落料凹模所示。 圖 3-2 落料凹模 3.3 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模凸凹模設計 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 12 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸凹模材料的選擇： 和凸模的材料一樣我們用 Cr12MoV。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸凹模的熱處理： 58202HRC。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下 400C 應為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內應力，在材料剛剛經過熱處理后接著進行材料 的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內應力，以增加模具的使用壽命， 保證產品的尺寸精度穩(wěn)定性） 。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸凹模設計圖紙如：圖 2-5 凸凹模所示。 圖 3-3 凸凹模 3.4 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設計 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板材料選擇：45。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板熱處理要求：4550HRC。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設計如：圖 2-20 凸模固定板所示。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 13 圖 3-4 凸模固定板 3.5 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸凹模固定板設計 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板材料選擇：45。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板熱處理要求：4550HRC。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板設計圖紙如：圖 2-7 凸、凹模固定 板所示。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 14 圖 3-5 凸凹模固定板 3.6 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，推件塊設計 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，推件塊材料選擇：45。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，具體設計如：圖 2-8 推薦號。 圖 3-20 推件塊 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 15 3.7 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，墊板設計 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，墊板材料選擇：45。 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模，墊板具體設計如：圖 2-9 所示。 圖 3-7 墊板 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 16 4 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模具結構設計 4.1 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模模架的選擇 模架形式的選用后側導動，結合設計的凹模等，先大概的確定一下模架的尺寸，最 后再通過查詢資料選取標準模架。 上模座尺寸 160mm160mm40mm，材料選用，HT250 下模座尺寸 160mm160mm50mm，材料選用，HT250 4.2 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模壓力中心計算 由 Z 形彎曲件坯料圖就可以看出壓力中心，因為 Z 形彎曲件坯料 Z 形彎曲件是對稱 的，沒有必要進行壓力中心的計算。 4.3 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模模具裝配圖和 Z 形彎曲件的繪制 見圖紙 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 17 總 結 將近 3 個多月的畢業(yè)設計已近進入尾聲，請各位老師對我的畢業(yè)設計Z 形彎曲件做 最后的檢查。 在我們目前的生活中絕大部分的用品都是利用模具做出來，無論是精密 Z 形彎曲件 還是普通精度的 Z 形彎曲件，用模具都能高效率的生產出來，并且成本還很低，模具對 我們影響的不單單是生活中的方方面面，也包括其它的各個行業(yè)。 我們國家的起步不是太早，所以目前一些比較大型的還有比較精密的大部分都是依 靠國外進口，就連好的材料和刀具也是依賴于進口，不過根據(jù)目前我們國家的發(fā)展速度， 在不久我們就能趕上與世界先進水平的差距，我們就能獨立的做出先進的模具。 所以我們學院安排的這次畢業(yè)設計。對我們學生來說意義非常的大?？梢詫⑽覀兯?學的知識進行一個完美的組合。同時還提高了我對于問題的思考能力。對于問題的解決 能力。也讓我體會到了只要努力去做，付出了， “面包“總是會有的，只是時間問題。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 18 致 謝 這次我的畢業(yè)設計課題 Z 形彎曲件能夠成功個完成，首先要感謝我的畢業(yè)設計指導老 師模具教研室的主任，老師不僅借給我?guī)妆娟P于本次 Z 形彎曲件畢業(yè)設計非常好的資料， 而且還幫我把控整個畢業(yè)設計的方向。 在我遇到瓶頸時也耐心的輔導我，幫助我順利的完成我的 Z 形彎曲件課題設計。同時 也感謝我們學院教過我的老師，在我 AutuCAD 工程繪圖時遇到不會時她耐心的教我如何 用 AutuCAD 繪圖，這才使我的設計圖能夠順利的用繪圖軟件畫出來，并在設計說明書中 插入部分圖紙，還有教我們模具設計在我的設計出現(xiàn)于實際生產不相符的時候及時的指 導我，讓我設計的 Z 形彎曲件彎曲模和 Z 形彎曲件坯料沖孔落料復合模復合實際生產。 但是由于老師時間比較緊，不可能完全的將所有的問題都找出了，加之我對于模具 設計的各方面知識學得還不到位，有很多的東西還沒學好，無法避免的會出現(xiàn)一些不足 之處，這點將在以后的工作中會進一步完善。 這次 Z 形彎曲件課題的畢業(yè)設計的設計過程中參考了很多書籍還有一些網站，并且我 們宿舍的舍友和班級里面的同學都給與我了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝。 廣西科技大學鹿山學院本科生畢業(yè)設計（論文） 19 參考文獻 1馮小明，梁熠葆. 冷沖壓工藝及模具設計M .重慶： 重慶大學出版社，2004.4 2胡邵平，林承全. 沖壓模具畢業(yè)設計指導與范例 M.北京：化學工業(yè)出版社，2008.1 4丁松聚. 冷沖模設計M .北京：機械工業(yè)出版社， 2001.10 5 江維健，林玉瓊，許華昌. 冷沖壓模具設計M.廣州：華南理工大學出版社，2005.7 5周斌興. 沖壓模具設計與制造M .北京：國防工業(yè)出版社， 20020.4 20中國機械工業(yè)教育協(xié)會組.冷沖模設計及制造M.北京：機械工業(yè)出版社，2003. 7劉建超，張寶忠.沖壓模設計與制造M .北京：高等教育出版社， 2004. 8林承全，余小燕.機械設計基礎學習與實訓指導 M.武漢：華中科技大學出版社，2007. 9余小燕，鄭毅.機械制造基礎M .北京：科學出版社， 2005 10王芳.冷沖壓模具設計指導M .北京：機械工業(yè)出版社， 2005 11劉美玲，雷震德.機械設計基礎M .北京：科學出版社， 2005 12王孝培.沖壓手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社， 1998 13唐金松, 簡明機械設計手冊M .上海：上?？萍汲霭嫔?，2000 14機械電子工業(yè)部, 模具制造工藝和裝備M .北京：機械工業(yè)出版社， 1992 15徐進，陳再枝, 模具材料應用手冊M .北京：機械工業(yè)出版社， 2001 120陳宏鈞, 機械加工工藝手冊M 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