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畢 業(yè) 設 計（論 文）任務書
設計(論文)題目： 某型號3T電動葫蘆滑輪外殼工藝性分析及沖孔模具設計
學生姓名：
學 院：
專 業(yè)：
班 級：
學 號：
指導教師：
下發(fā)任務書日期： 年12月20日
任務書填寫要求
1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、學院領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前至少一周內(nèi)填好并發(fā)給學生。
2．任務書內(nèi)容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，要求正文小4號宋體，1.5倍行距，禁止打印在其它紙上剪貼。
3．任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及學院主管領導審批后方可重新填寫。
4．任務書內(nèi)有關“學院”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字。
5．任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照《三江學院畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范》的要求書寫。
6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2015年6月26日”或“2015-06-26”。
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：
該零件的生產(chǎn)涉及多種工藝，需要不同的加工手段，沖壓工序只是其中的一種，本課題不僅要研究其沖壓成形的工藝方案，完成設計沖裁工序的模具，還要充分考慮到機械加工過程中各工種之間的銜接。
通過對本課題的研究，旨在讓學生綜合應用所學的專業(yè)理論和設計方法，參與生產(chǎn)實踐，以達到對沖壓件的成形特性、沖壓成形質(zhì)量的保證有深刻的認識和理解，從而制定合理的沖壓工藝方案并完成模具的設計。
2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：
1）根據(jù)給出的零件圖紙，（材料為：Q235，料厚=4mm.）在對該零件進行機械加工的工藝性分析后，確定沖壓工序的位置；
2）自定生產(chǎn)批量，根據(jù)零件圖要求完沖孔模具一副；（結構形式自己確定）；
3）重點要保證不在同一平面的大、小兩孔的位置尺寸精度，凸、凹模的間隙值的選擇，該零件尺寸大，工作行程小，在設備選型時也要允分考慮到設備工作臺面尺寸與模具的關系；
4）模具設計時要嚴格按照國家標準選用公差、技術參數(shù)；要求用CAD完成圖紙的設計；
5）完成二維裝配圖和主要部分零件圖；
6）完成論文的撰寫、修改和定稿；
7）交付相關的電子文檔及紙質(zhì)圖紙，提交論文紙質(zhì)查重報告，查重率應低于30%；
8）整個畢業(yè)設計過程最少要填寫8份畢業(yè)設計（論文）指導情況記錄表
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括圖表、實物等硬件要求〕：
要求按畢業(yè)設計的時間節(jié)點完成以下幾項工作：
1）完成與本專業(yè)相關的英文翻譯一篇數(shù)量要求在3000漢字以上，并附原文，原文為PDF格式；
2）開題報告一份，總字數(shù)不少于3000漢字；
3）撰寫4000漢字以上的設計說明書（格式同畢業(yè)論文）一份，中文摘要300漢字左右，外文摘要約250個詞左右，格式應符合規(guī)范化要求；
4）完成總裝圖和主要零件圖設計，圖紙總數(shù)量折合2張A0號圖紙。
4．主要參考文獻：
[1]翁其金.冷沖壓工藝及沖模設計[M].北京,機械工業(yè)出版社.2012
[2]冷沖壓模具改進設計實例分析[J]. 陳克忠.企業(yè)科技與發(fā)展.2013(08)
[3]2017沖壓工藝與模具成型前沿技術報告會成功舉辦[J].模具制造.2017(07)，2008
[4]筒形件的沖壓工藝及模具設計[J]. 崔志強.現(xiàn)代國企研究. 2015(08)
[5] Watson I.Case-based reasoning is a methodology not a technology[J].
[6]冷沖壓模具改進設計實例分析[J]. 陳克忠. 企業(yè)科技與發(fā)展. 2013(08)：26-30
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 訖 日 期
工 作 內(nèi) 容
5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 訖 日 期
工 作 內(nèi) 容
2019年12月20日-2019年12月27日
指導教師對學生當面下發(fā)任務書，并對課題內(nèi)容進行講解，提出具體的任務要求，根據(jù)老師的指導意見，要求學生定期填寫指導意見表并對照進度計劃表同步自查完成進度。
2019年12月28日-2020年1月10日
學生搜集資料，熟悉課題要完成的內(nèi)容，提交開題報告及外文翻譯的初稿。
2020年1月11日-2020年2月28日
提交開題報告、外文參考資料及譯文的定稿，對老師指出的問題在規(guī)定時間內(nèi)及時修改，所有的格式必須滿足畢設要求。
2020年3月1日-2020年3月25日
進一步完善前期的各項材料，進行畢業(yè)設計的課題研究、具體方案設計等工作，具體要求：結合課題選擇一付典型模具進行分析，選擇一本合適的設計手冊，按設計步驟進行計算說明書的撰寫，徒手繪制模具草圖開始模具圖的設計，圖中必須標注尺寸（包括壓力中心、工作部分相關尺寸、閉合高度等）。
2020年3月26日- 2020年4月10日
對照計算說明書，開始正式的CAD總裝圖圖紙繪制，并準備畢設中期檢查。
2020年4月11日- 2020年4月25日
進一步完成課題的各項工作如：零件圖的拆分、論文的修改、答辯PPT的準備等，并完成畢業(yè)論文的初稿。
2020年4月26日- 2020年5月10日
進行畢業(yè)論文查重、評閱工作，學生根據(jù)要求完成論文定稿，準備畢業(yè)論文答辯。
所在專業(yè)審查意見：
同意
專業(yè)（系）負責人： 戈曉嵐
2019年12月26日
學院審查意見：
同意
學院負責人：張家海
2020年1月8日
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
設計(論文)題目：3T電動葫蘆滑輪外殼工藝性分析及沖孔模具設計
學生姓名：
學 院： 機械與電氣工程學院
專 業(yè)： 材料成型及控制工程
班 級： 學 號：
指導教師：
年 2 月 2 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見、所在專業(yè)和學院審查后生效。
2．開題報告內(nèi)容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。
3．“文獻綜述”應按論文的框架成文，并直接填寫在本開題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇（不包括辭典、手冊）。
4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2015年6月26日”或“2015-06-26”。
5.開題報告（文獻綜述）字體請按宋體、小四號書寫，行間距1.5倍。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫不少于1000字的文獻綜述：
一、本課題國內(nèi)外研究動態(tài)
目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)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。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯［1］。因此，放眼未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進。“十一五”期間，中國模具工業(yè)水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高，而且行業(yè)結構、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機制以及技術進步的方面也會取得較大發(fā)展［2］。
模具技術集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展［3］。我國模具行業(yè)今后仍需提高的共性技術有［4］：
(1) 建立在CAD/CAE平臺上的先進模具設計技術，提高模具設計的現(xiàn)代化、信息化、智能化、標準化水平。
(2) 建立在CAM/CAPP基礎上的先進模具加工技術與先進制造技術相結合，提高模具加工的自動化水平與生產(chǎn)效率。
(3) 模具生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理技術。例如PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）、ERP（企業(yè)資源管理）、MIS（模具制造管理信息系統(tǒng)）及INTERMET平臺等信息網(wǎng)絡技術的應用、推廣及發(fā)展。
(4) 高速、高精、復合模具加工技術的研究與應用。例如超精沖壓模具制造技術、精密塑料和壓鑄模具制造技術等。
(5) 提高模具生產(chǎn)效率、降低成本和縮短模具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟模具制造技術
(6) 先進制造技術的應用。例如熱流道技術、氣輔技術、虛擬技術、納米技術、高速掃描技術、逆向工程、并行工程等技術在模具研究、開發(fā)、加工過程中的應用。
(7) 原材料在模具中成形的仿真技術。
(8) 先進的模具加工和專有設備的研究與開發(fā)。
(9) 模具及模具標準件、重要輔件的標準化技術。
(10) 模具及其制品的檢測技術。
(11) 優(yōu)質(zhì)、新型模具材料的研究與開發(fā)及其正確應用。
(12) 模具生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化管理技術。
模具行業(yè)在“十一五”期間需要解決的重點關鍵技術應是模具信息化、數(shù)字化技術和精密、超精、高速、高效制造技術方面的突破［5］。
隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應該是既能滿足大量需要，又有較高技術含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復雜、長壽命模具。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響［6］。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應作為重點來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術基礎，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品［7］。
二、本課題的選題依據(jù)和意義
2.1選題依據(jù)
目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展［8］。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。
研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達IT16~17級［9］。利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內(nèi)殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形［10］。
2.2目的
通過對模具行業(yè)的現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢的的研究，從以下幾個方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離［11］。
（1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；
（2）加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。
（3）推廣CAD/CAM/CAE技術；模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。
（4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。
2.3選題意義
（1）通過本次畢業(yè)設計，使我能夠真正的鞏固所學的專業(yè)知識。
（2）在這次畢業(yè)設計中，使我運用到許多繪圖和分析軟件，培養(yǎng)我在此基礎上掌握運用專業(yè)軟件解決實際問題的能力。
（3）通過本課題的研究，培養(yǎng)我綜合運用所學基礎理論知識、基本技能和專業(yè)知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際以及自我分析和解決問題的能力。
參考文獻
[1]鄭家賢. 沖壓工藝模具設計實用技術[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，2005: 11~134.
[2]葉夢彬,馬寶順.國內(nèi)汽車沖壓模具設計業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].模具制造,2017(3).
[3]余軍洪.淺談模具工業(yè)的技術水平及發(fā)展趨勢[J].中國科技博覽,2010（32）:5-7.
[4]柯旭貴. 沖壓工藝與模具設計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2012: 173~225.
[5]茹曉蘭. 多工位級進模設計[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè), 2011, (11): 268~269.
[6]張順福，李中舉. 專家談我國模具制造技術的水平及發(fā)展[J]. 電加工與模具，2004:11~20.
[7]鄭家賢. 沖壓工藝模具設計實用技術[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，2005: 11~134.
[8]金滌塵,宋放之.現(xiàn)代模具制造技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2016
[9]Eran Viezel. A note ?????? (Isaiah 5,2)[J]. Zeitschrift für die Alttestamentliche Wissenschaft,2011,123(4).
[10]楊玉霞，李艷玨，雷勇.底座落料沖孔模具設計.南方農(nóng)機期刊2019.1.15
[11]劉潔，段麗鳳，劉今凡.拉伸沖孔翻邊復合模具的設計.江西冶金期刊2017.04.06
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
2．本課題要研究的內(nèi)容、解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）等：
一、設計思路
根據(jù)零件圖，對零件進行工藝分析，確定加工順序。又因為只需完成沖孔模設計，確定模具基本結構，包括工作零件、定位導向機構、卸料裝置等。根據(jù)沖壓工藝力校核沖壓設備，最后完成模具設計。
二、主要研究內(nèi)容：3d電動葫蘆滑輪外殼工藝性分析及沖孔模具設計
圖1
1、如圖1所示零件圖；
2、成型零件的工藝分析：該零件是一個電動葫蘆滑輪外殼，涉及到機加工和冷沖壓加工兩種不同類型的加工方法。首先選定材料為45鋼，然后進行冷沖壓加工。冷沖壓加工經(jīng)過三個工序，先落料得到板料件，然后拉伸出一個毛坯，之后沖兩次孔。之后進行機加工，如銑床洗平面等。按照任務書所下達的任務需完成工藝性分析及沖孔模具設計即可。
3、零件排樣設計及材料利用率設計
4、計算沖壓工藝力
5、模具總體基本結構確定
6、模具工作、定位、導向、導料、卸料零件的確定
7、選擇壓力機，校核設備
8、模具經(jīng)濟性分析
三、解決的主要難題
1、完成拉伸工藝之后再進行沖孔
2、在沖孔時需要保證不在同一平面的φ40和φ30的兩個孔的位置尺寸精度。
3、因零件尺寸較大，而高度卻相較偏低，設備選型問題。
4、零件兩個內(nèi)孔所需凸模尺寸計算問題。
5、凸模、凹模的沖孔間隙的問題。
6、考慮到精度的問題，需要一次沖孔完成。
四、解決問題的策略
1、本次零件的沖壓工序有落料，拉伸，沖孔。
2、方案：采用單工序模生產(chǎn)；
由于本次設計模具所需的工序是完成兩個孔的沖裁，零件較為復雜，精度要求較高，因此采用單工序模設計，一次沖裁兩個孔。
3、沖壓設備上因為該工件尺寸較大，選用閉合壓力機，又因為所需要的壓料力不大，可以選用單動閉式壓力機。壓力機規(guī)格上公稱壓力計算采用：Fg>1.1-1.3F的公式，工作臺面尺寸大于工件周邊尺寸60mm以上以便于模具的裝夾，模具的閉合高度偏低，需要在壓力機的最大和最小裝模高度之間。
4、凸模尺寸利用模具刃口尺寸計算公式算出。
5、工件采用定位板進行定位，定位板可采用工件的外形進行設計，再進行排布。
運用大學期間所學的專業(yè)課程知識，理論知識和課程設計及生產(chǎn)實習中所學到的實踐知識，正確的解決沖壓模具設計中的沖裁件的工藝性分析、工藝方案的論證及確定、工藝設計排樣設計及具體數(shù)據(jù)的理論計算與實際校核驗證、模具結構型式設計和零件加工工序設計等；根據(jù)零件的使用性能、工藝性能、經(jīng)濟性選擇材料；關于凸凹模的有關計算應熟練掌握查閱手冊、圖標、資料等參考文獻，充分利用與本次題目有關的沖壓設計的資料進行計算。至于進行沖壓的設備選擇根據(jù)沖壓力的大小來選擇。最后關于總裝配圖應了解國家制圖標準，通過查閱手冊確定相應的公差及配合，分別按照要求完成總裝配圖和零件圖的繪制。
五、任務進程
2019年12月25日-2019年12月31日：指導教師下發(fā)任務書，師生見面討論、并當面給學生分配設計任務；
2019年12月27日-2020年01月19日：學生搜集資料，確定模具設計思路，提交開題報告及外文翻譯的初稿；
2020年01月20日-2020年03月05日：提交開題報告、外文參考資料及譯文的修改稿；
2020年03月07日-2020年03月30日：進一步完善前期的各項資料，提交各項材料的定稿，開始準備畢業(yè)設計的課題研究，徒手完成模具的總裝的草圖；
2020年04月02日-2020年04月08日：進行畢業(yè)設計中期檢查，對零件進行工藝分析及模具結構設計和參數(shù)選擇。確定設計方案，編織工藝計算說明書，初步完成模具圖紙的設計；
2020年04月09日-2020年05月11日：學生進一步完善課題的設計、編程、安裝、調(diào)試，教師評閱學生畢業(yè)設計；學生準備畢業(yè)設計答辯。
畢 業(yè) 設 計（論 文）
設計(論文)題目：3 T 電動葫蘆滑輪外殼工藝性分析及沖孔模具設計
學生姓名：
學 院： 機械與電氣工程學院
專 業(yè)： 材料成型及控制工程
班 級
指導教師
日 期
目錄
第一章 緒論 1
1.1沖壓技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 1
1.2畢業(yè)設計課題的主要內(nèi)容及意義 2
第二章 工藝設計 5
2.1工件描述 5
2.2工件工藝分析 5
2.3工藝方案確定 6
2.4模具總體設計 6
2.5沖壓工藝力的計算 8
2.5.2卸料力、頂件力的計算 9
2.5.3關于壓力中心的計算 9
2.5.4凸凹模刃口尺寸計算 10
25.5壓力機公稱壓力的選取 11
第三章 模具零件詳細設計 12
3.1凹模結構設計及固定方式 12
3.1.1凹模刃口形式 12
3.1.2凹模的外形尺寸設計 12
3.2凸模結構設計 13
3.2.1凸模的結構形式 13
3.2.2凸模長度的確定 13
3.2.3凸模強度校核 14
3.2.4凸模的固定方式 14
3.3定位板的設計 14
3.4導向零件設計 15
3.5其他零件 15
3.5.1 模座 15
3.5.2 固定板 15
3.5.3 墊板 16
3.5.4 螺釘和銷釘 16
第四章 壓力機校核 17
4.1壓力機選擇 17
4.2 設備校核 17
3T電動葫蘆滑輪外殼工藝性分析及沖孔模具設計
本文論述了沖壓技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；對3T電動葫蘆滑輪外殼工件的沖裁工藝性進行了詳細的分析；結合工件外形及結構特點設計了一副單工序沖孔模具。在本副模具中，為使工件成型，通過沖孔的方式完成工序。在利用已有零件圖的情況下，基于工件的工藝性分析設計了工件的沖裁結構，進行了沖壓工藝力的計算，完成了沖裁凸、凹模刃口尺寸的計算，同時設計了沖孔模具的具體結構，完成了模具裝配圖及零件圖的繪制，合理選取曲柄壓力機并完成其校核分析。
關鍵詞：3T電動葫蘆滑輪外殼；單工序沖孔模具；沖裁
Technological analysis and punching die design of 3T electric hoist pulley shell
Abstract:
This paper discusses the current situation and development trend of stamping technology, analyzes the stamping process of 3T electric hoist pulley shell in detail, and designs a pair of single process punching die combined with the shape and structural characteristics of the workpiece. In this composite die, in order to make the workpiece forming, the process is completed by punching and blanking. In the case of using the existing part drawing, based on the process analysis of the workpiece, the layout drawing of the workpiece is designed, the stamping process force is calculated, the cutting edge size of punch and die is calculated, and the specific structure of the blanking compound die is designed, the drawing of the die assembly drawing and part drawing is completed, and the crank press is selected reasonably and the checking analysis is completed.
Key words: 3T electric hoist pulley shell；Single process punching die ； Blanking
Ⅰ
Ⅳ
第一章 緒論
1.1沖壓技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
目前整體的環(huán)境還在上學的我就有很深的認識，比較過去，模具方面這幾年有較大發(fā)展［2］。
模具企業(yè)向著技術大集合化、設備優(yōu)秀化、產(chǎn)批逐漸有知名度、管理越來越嚴謹、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展［3］。我國模具行業(yè)今后仍需提高的共性技術有［4］：
(1) 建立在CAD/CAE平臺上的一些模具技術，提高模具設計的現(xiàn)代化、、智能化水平。
(2) 建立在CAM基礎上的先進模具加工技術，提高模具加工的自動化水平與生產(chǎn)效率。
(3) 模具生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理技術。
(4) 高速、高精、復合模具加工技術的研究與應用。
(5) 提高模具生產(chǎn)效率、降低成本和縮短模具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟模具制造技術。
(6) 先進制造技術的應用。
在很多很專業(yè)上面的技術方面的突破［5］。
1.2畢業(yè)設計課題的主要內(nèi)容及意義
一方面是為了我們個人的發(fā)展與鍛煉，方便我們在畢業(yè)后能盡快融入社會的節(jié)奏，我覺得特別特別的有必要。
1.2.1選題依據(jù)
目前整個行情上面研究等方面均取得了較大的進展［8］。這樣既節(jié)省了昂貴的實驗費用，也縮短了制模具所需要的整體時間。
1.2.2目的
從以下幾個方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離［11］。
（1）注重開發(fā)精密，復雜模具；
（2）加強模具標準件的應用；降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。
（3）推廣CAD/CAM/CAE技術，在很多其他方面很明顯的提高模具的制造和設計方面的水平。
（4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。
1.2.3選題意義
可以使我第一次親密接觸到與我這個模具專業(yè)密切相關的領域，我覺得我可以收獲到很多其他的東西。
第2章 工藝設計
2.1工件描述
本次畢業(yè)設計的產(chǎn)品二維造型如下圖，工件料厚4mm，材料為45鋼，生產(chǎn)批量為大批量，在生產(chǎn)該工件時除了需要沖裁出工件外形以外，工件內(nèi)部還需要沖出1個φ40和一個φ30的孔。該沖裁件結構對稱，無凹槽、懸臂、尖角等符合沖裁工藝要求。內(nèi)孔和外形尺寸的公差及孔間距公差均屬于一般公差要求。45鋼是常用沖裁材料，具有良好的沖裁工藝性。所以該沖裁件工藝性良好，適合沖裁。
圖2.13T電動葫蘆滑輪外殼二維圖
2.2工件工藝分析
該零件是一個電動葫蘆滑輪外殼，涉及到機加工和冷沖壓加工兩種不同類型的加工方法。首先選定材料為45鋼，然后進行冷沖壓加工。冷沖壓加工經(jīng)過三個工序，先落料得到板料件，然后拉伸出一個毛坯，之后沖兩次孔。之后進行機加工，如銑床洗平面等。按照任務書所下達的任務需完成工藝性分析及沖孔模具設計即可。
2.3工藝方案確定
一套單工序模，可以生產(chǎn)出合格的工件，定位精確。
2.4模具總體設計
（1）模具類型的確定
根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用單工序沖裁模。單工序模的主要結構特點以支撐板做定位，凸模固定板固定兩個沖孔凸模，沖孔廢料從凹?？字苯油瞥觯摻Y構于操作，而且安全性高，因此采用同時沖2個孔的沖孔模。
（2）模具零件結構形式的確定
1） 壓料板用于壓住工序件，控制材料合理流動或避免局部變形、避免料件移動的零件。
2） 送料及定位方式。采用手工送料。選用整體式定位，主要靠外徑定位，選用定位板。
3） 卸料與出件方式。采用彈性卸料裝置卸料。卸料橡膠選用硬度高一些的，尺寸與卸料板尺寸相同
4） 模架的選用。采用滑動導向模架。
2.6沖壓工藝力的計算
本次設計中需要計算的沖壓工藝力有沖導正孔及工藝切口的沖裁力、卸料力、推件力。關于這些沖壓工藝力的計算主要用于選擇壓力機型號和校核模具各個零件的強度，從而確保模具能夠進行正常的生產(chǎn)加工。
2.6.1沖裁力的計算
沖裁力按下式計算：
（2.3）
式中
其中影響系數(shù)KP選擇的因素有很多，例如，對于沖裁模刃口的磨損程度、所用材料力學性能的變化、模具刃口的間隙值等，通常情況下可以取1.3，當所用材料的抗剪強度τ無法確定時，可用抗拉強度σb代替τ，而取KP=1的近似值進行沖裁力計算。
工件材料為45鋼，抗剪強度τ=178MPa，沖裁總邊長L包括一個直徑40mm的孔、1個直徑30mm的孔。
所以一個直徑的孔的沖裁力P=1.3*125.6*4*178=116255.4N
另一個直徑孔的沖裁力P=1.3*94.2*4*178=87191.5N
沖孔沖裁力P=116255.4+87191.5=203446.9N
2.6.2卸料力、頂件力的計算
查參考文獻[1]，由于在實際生產(chǎn)中對于卸料力和頂件力的影響因數(shù)較多，這兩種力的理論計算往往比較困難，所以一般利用以下經(jīng)驗公式計算：
F=k*F沖孔=0.055*203446.9N=11189.6N （2.4）
K卸，K頂查參考文獻[1]，分別取0.045和0.055。
2.6.3關于壓力中心的計算
壓力中心是指沖裁力合力的作用點。既然作為合力的作用點，所以應該使它與模具的幾何中心重合，使得模具不會發(fā)生局部過載，向一邊偏移的現(xiàn)象。如果壓力中心不在模具的幾何中心使得模具受力不均勻，會導致模具部分沖裁高，加速模具的損壞，降低模具的使用壽命，也可能磨損模具，降低模具的精度，影響加工制造。
形狀規(guī)則的工件的壓力中心就是他的幾何中心。而我的工件形狀稍顯復雜，并不是完全對稱的。根據(jù)文獻[2]計算出它的壓力中心。
（1） 先按照比例畫出各個凹模在模具中相應位置的二維圖
（2） 在上述圖的左邊定一個平面坐標系
（3） 計算每個凹模的中心，并記下他們到x軸的距離,用，，，...表示，到y(tǒng)軸的距離，用，，，... 表示。
（4） 計算出每個凸模的周長
（5） 根據(jù)力矩平衡原理，可得壓力中心的坐標為
上側長邊邊L1=310.2mm 下側短邊L2=132.7mm 兩側邊L3=L4=221.5mm 兩側斜邊L5=L6=150.3mm 一圓孔周長L7=94.2mm 另一圓孔周長L8=125.6mm
帶入計算得=即壓力中心為
2.6.4凸凹模刃口尺寸計算
由工件圖可知，該零件落料時，選凹模為設計基準件，零件上的孔以凸模為基礎。
查表3-19和表3-20可知間隙c=（7%-10%）t即
Cmin=7%t=7%*4=0.28mm
Cmax=10%t=10%*0.7=0.4mm
磨損系數(shù)x由表3-23查的，凸凹模的制造公差δp、δd查GB/T1800.1-2009并分別取IT6和IT7的公差等級，則凸凹模的刃口尺寸計算如下。
（1） 落料尺寸A1=1384.4mm
A1d=（A1-X?）0+δd=（1384.4-0.75*0.45）+0.025=1384.060+0.025
A1p1=(1384.06-2*0.28)-0.016=1383.5-0.016
δp+δd=0.016+0.025=0.041
2Cmax-Cmin=2*0.4-0.28=0.24
δp+δd<2（Cmax-Cmin），故模具精度合適
（2）沖孔尺寸B1=30 B2=40
B1d=(B+x△）-d=30.3375-0.025
B1p=(B1d+2Cmin）0+δp= （30.3375+2*0.28）0+0.016=30.89750+0.016
δp+δd=0.016+0.025=0.041
Sp+Sd＜2（Cmax-Cmin）,所以模具精度合適
B2d=(B+x?)-δd0=（40+0.75*0.45）-0.0250=40.3375-0.0250
B1p=(B1d+2Cmin）0+δp= （40.3375+2*0.28）0+0.016=40.89750+0.016
δp+δd=0.016+0.025=0.041
Sp+Sd＜2（Cmax-Cmin）故模具精度合適
(3)孔心距
C1=C±0.5?=198.01±0.5*0.45=198.01±0.225
2.6.5壓力機公稱壓力的選取
采用彈壓卸料裝置和剛性出件的模具，有前述計算出的沖裁工藝力，確定模具結構形式之后，可得到總的沖壓力F總為：
F總=F沖裁+F卸=203446.9+11189.6=214635.9N=215KN
沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁時各工藝力的總和F總，所以壓力機公稱壓力初步選250KN，查表1-7[3]，壓力機初選為J23—250。其主要參數(shù)如下。
公稱壓力：250KN
最大裝模高度：400mm
工作臺墊板尺寸：1100mm×80mm
模柄孔尺寸φ60mm
第三章 模具零件詳細設計
3.1凹模結構設計及固定方式
對于凹模結構的設計關系到模具的使用壽命和成本。若采用整體式凹模，當某一部位損壞時就需要進行整體更換，而鑲拼式凹模就避免了這一缺點，不僅制造方便而且使用壽命和精度能滿足要求，優(yōu)點還有因為工件尺寸較大，采用該凹模方便維修。通過用螺釘、銷釘固定在凹模固定板內(nèi)。
3.1.1凹模刃口形式
凹模形式主要有直壁刃口并帶斜度的漏料孔、斜壁刃口及直壁刃口三種結構?？紤]到凹模的使用壽命以及卸料方便，則刃口形式選用直壁刃口的結構形式。
3.1.2凹模的外形尺寸設計
凹模外形的計算公式為
H=Kb (3.1)
L=Db+2c (3.2)
B=Da+2c (3.3)
c=(1.5-2)H≥30-40mm （3.4）
式中
H——凹模的高度（mm）
L——凹模的長度（mm）
B——凹模的寬度（mm）
b——工件最大外形尺寸（mm）
K——修正系數(shù)，由表3-26{1}可知，K為0.22
c——凹模壁厚（mm）
Da、Db是凹模刃口尺寸（mm）
因此
H=0.17*383=65
c=10mm
D1=48+20=68mm
D2=30+20=50mm
因此根據(jù)計算凹模的尺寸為為φ68X65和φ50X65mm
凹模的材料選用Cr12MoV，工作部分熱處理硬度為55～62HRC。
3.2凸模結構設計
3.2.1凸模的結構形式
凸模通常分為兩大類，一類是鑲拼式，第二類為整體式。因為凸模沖裁性質(zhì)的不同以及受材料厚度，沖壓速度，沖裁間隙和凸模的加工方法影響考慮其結構形式。
圓形凸模，通常設計成帶臺階的形式，與固定板采用H7/M6的過渡配合。該零件凸模結構采用標準圓形凸模。
3.2.2凸模長度的確定
在本副模具中，凸模的設計長度分別由凸模固定板的厚度、凸模固定板與卸料板之間的安全距離、卸料板背板的厚度、卸料板的厚度、料板的厚度以及凸模進入凹模的長度幾個部分確定。兩個凸模直徑分別為φ30和φ40。凸模進入凹模的長度為5mm。凸模刃口進入凹模的長度應大于料厚以便于充分沖裁），則根據(jù)參考文獻[1]中的公式
L=H1+H2+H3+t+H4 （3.5）
式中
H1—凸模固定板的厚度（mm）
H2—模具閉合時卸料板與凸模固定板之間的距離（mm）
H3—卸料板的厚度（mm）
t—料厚（mm）
H4—凸模在閉合狀態(tài)下進入凹模的深度（mm）
因此，根據(jù)計算凸模的長度為L=H1+H2+H3+t+H4=40+75+18+4=137mm
凸模的材料選用Cr12MoV，工作部分熱處理熱處理硬度為58～62HRC.
3.2.3凸模強度校核
凸模強度校核，該兩凸模不屬于細長型軸類零件，強度足夠。
3.2.4凸模的固定方式
本次凸模采用臺階固定。凸模二維圖如圖所示
3.3定位板的設計
本次設計的定位板是控制材料合理流動或避免局部變形、避免料件移動的零件。具體設計如下圖所示，材料選用45，工作部分熱處理硬度為28～32HRC。
定位板
3.4導向零件設計
本次的模具使用滑動導柱導套對模具起導向作用，導柱尺寸為50mm×300mm，導套為60mm×100mm。
3.5其他零件
3.5.1 模座
根據(jù)模板凹模周界和工作區(qū)高度要求，查閱參考文獻[1]，得到
上模座：600×750×60 數(shù)量1；
下模座：600×750×70 數(shù)量1；
導柱：50×300數(shù)量4，JB/T 7187.2；
導套：60×100 數(shù)量4，JB/T 7187.4；
3.5.2 固定板
1. 凸模固定板的規(guī)格是380mm×550mm×40mm 材料選用45，淬火硬度52-58HRC；
3.5.3 墊板
墊板規(guī)格是380mm×550mm×15mm，材料選用45鋼，淬火硬度52-58HRC，保證上下平面的平行度。
3.5.4 螺釘和銷釘
上模四個內(nèi)六角緊固螺釘規(guī)格均為M12×85，銷釘規(guī)格均為A12×170。
下模四個內(nèi)六角緊固螺釘規(guī)格均為M16×80，銷釘規(guī)格均為A12×110。
上下限位柱內(nèi)六角緊固螺釘規(guī)格均為M12×100
第四章 壓力機校核
4.1壓力機選擇
有前述計算出的沖裁工藝力，確定模具結構后，可得到總的沖壓力F總共為：1553700.14N。由于沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁時各工藝力的總和F總，所以壓力機公稱壓力初步選2500KN，壓力機初選為J23—250開式雙柱可傾壓力機。其主要工藝參數(shù)如下。
表4.1壓力機參數(shù)
壓力機參數(shù)
數(shù)值
滑塊行程S/mm
150
行程次數(shù)n/(次/min)
35
最大裝模高度H/mm
400
裝模高度調(diào)節(jié)量
100
喉深C/mm
390
工作臺墊板尺寸/mm
1100800
4.2 設備校核
（1）校核滑塊的行程，該工件的高度為4mm,工作行程為兩倍的工件高度，為1mm.對比滑塊的最小行程150mm,小于滑塊的最小行程，符合要求。
（2）校核行程次數(shù)，工件可以大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量在200萬件以上，折合到每分鐘的行程次數(shù)為16次/min，在35之內(nèi)，符合要求。
（3）校核最大裝模高度，通過模具裝配圖計算出模具的閉合高度為307mm，由于裝模調(diào)節(jié)量為100mm，因此計算出最小的裝模高度為300mm,
滿足上述公式+10mmH-5mm , 即300mmH395mm，符合要求。
（4）校核工作臺尺寸，選擇的模具下模座的尺寸為600mm750mm，而所選壓力機的工作臺墊板尺寸為1100mm800mm，完全符合要求。
經(jīng)過上述的校核后，所選壓力機的重要參數(shù)均符合要求，所以選擇J23-250型壓力機。
第五章 模具裝配圖
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（計算參考表）柯旭貴 張榮清 沖壓工藝與模具設計第二版 2016
致 謝
在這里謝謝我在三江學院里面悉心教導我的老師和輔導員們，使他們帶領我在三江的學習中如此的充實與圓滿，感謝我的指導老師魏楓老師，不厭其煩，一點一點的錯誤教我們改正，感謝感謝?。?
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