本田标志模具设计论文

毕 业 论 文论文题目： 本田标志模具设计 题 目 ：本田标志模具设计班 级 ：专 业 ：模具设计与制造学生姓名 ：指导教师 ： 日 期 ： 模具设计与制造2013届毕业生毕业设计任务书目 录第一章 绪论(1) 1.1 概述(2)1.2 模具的重要意义(3)1.3 冲压技术的优劣(4) 1.4课题的意义(5)第二章 冲裁工艺设计(6) 2.1 冲裁件的工艺性分析(7)2.2 冲裁件的精度粗糙度(8) 2.3排样方案的确定(9) 2.4确定工艺方案(10)第三章 冲裁排样设计(11) 3.1 模具类型(12)3.2 操作与定位方式(13)3.3 卸料与出件方式(14)3.4 模架类型及精度(15)第四章 刃口尺寸计算(16)4.1排样设计与计算(17)4.2 设计压力与压力中心(18)第五章 模具的总张图与零件图(19)5.1 总张模具图(20)5.2冲压模具的零件图(21) 5.2.1 导料销的选择(22)5.2.2 挡料销的选择（23)5.3 压力机的校核(24) 4.3.1 卸料装置的选择(25)5.4 工作零件的设计(26) 5.4.1 凹模的设计(27)5.4.2 凸凹模的设计(28)5.4.3 凸模的设计(29)5.4.4 模架及组成零件的设计(30)第六章 压力机的选取与校核(31)第七章 模具的装配与检测(32)6.1 模具的装配(33)6.2 模具的检测(34)总结(35)参考文献(36)毕业论文成绩评定(37)第一章 绪论1.1概述:模具 m j （moju;mold; mould; die; tooling；matrix; pattern） 工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。 简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：锻造模具（有色金属压铸，钢铁铸造）、和锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。 大规模生产的非钣金钢件冷镦、模锻、金属模等 。 钣金出料压轧、冷轧、热卷、冷卷钣金加工拉深、整型、折弯，冲孔，落料有色金属压铸，粉末冶金塑料件注塑、吹塑（塑料瓶），挤塑（管件）模具其他分类： 合金模具、钣金模具、塑料模具、冲压模具、橡胶模具,铸造模具、锻造模具、挤出模具、压铸模具、汽车模具、滚丝模具模具按加工金属的加工工艺分类，常用的有： 冲压模，包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻边模、缩口模、起伏模、胀形模、整形模等； 锻模，包括模锻用锻模、镦锻模等；以及挤压模和压铸模。 用于加工非金属和粉末冶金的模具则按加工对象命名和分类，有塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。1.2 模具的重要性 在工业实践中，由于产品的多样性，其模具业师多种多样的。模具的结构有些简单，有些则十分复杂。但不管是什么模具，其结构都由如下的若干零部件组成：工作条件；定位、导向零件；开、合模（抽芯）机构；卸料机构；预热、冷却机构；送料机构和连接机构等。简单的模具通常只有工作零件和连接机构；最简单的则仅有工作零件；复杂的模具则包含上述所有的机构。传统管理模式下的模具企业内部往往缺乏信息共享的环境与平台。由于每个人的工作性质的不同，对每套模具的实际生产进程的了解程度有很大的差异，而且，通过台阶式的层层信息反馈往往会造成信息失真，再加上人为的因素，问题就出来了。人们往往比较注意重要和难的问题，忽视小问题，尤其是当企业同时有数十或上百套处于不同阶段的在制模具时，管理人员很难坚持每天不厌其烦地检查每一套模具的每一个任务进程是否在计划之内。信息化的管理系统能为企业提供共享的、一致的、忠实的进程监控平台。在信息系统中，通过项目计划与进程控制，可以对模具的整个生命周期(定单确定-设计-采购-生产-首次试模-模具修改-交付)进行管理。生产一线管理人员直接在系统中反馈模具实际进度，系统忠实地监控项目进程的每一个任务，当某一控制点出现延期时，系统会自动发出报警邮件给相关人员，以便及早发现、及早解决。而且，对于一些关键任务，还可以让系统提前预警，以使有关人员及早准备和安排。1.3冲压技术的优劣板料、模具和冲压设备是构成冲压加工的三个必备要素。冲压加工的特点及其应用冲压生产靠模具和压力机完成加工过程，与其它加工方法相比，在技术和经济方面有如下特点： （1）冲压件的尺寸精度由模具来保证，具有一模一样的特征，所以质量稳定，互换性好。 （2）由于利用模具加工，所以可获得其它加工方法所不能或难以制造的，壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。 （3）冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样，大量切削金属，所以它不但节能，而且节约金属 （4）对于普通压力机每分钟可生产几十件，而高速压力机每分钟可生产几百上千件。所以它是一种高效率的加工方法。 由于冲压工艺具有上述突出的特点，因此在国民经济各个领域广泛应用。例如，航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器及轻工等产业都有冲压加工。不但产业界广泛用到它，而且每一个人每天都直接与冲压产品发生联系。冲压可制造钟表及仪器中的小型精密零件，也可制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。缺点：冲压也存在一些缺点，主要表现在冲压加工时的噪声、振动两种公害。这些问题并不完全是冲压工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备落后所造成的。1.4课题的意义因为模具制造对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计、制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，选用最佳的工艺方案；掌握各种制造方法对模具结构的要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出工艺性能良好的模具结构；了解国内先进的模具制造技术，尽量采用新工艺、新技术。并且巩固和加深已经学过的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为以后的工作奠定良好的基础。第二章 2.1冲裁件的工艺分析冲压件图如下图所示: 本田汽车的标志尺寸80*70，两条直线斜度是103度，标志的上弧度曲线是外23，内20；下弧度曲线外25，内23。冲压技术要求:1. 材料：铝合金2.材料厚度：4mm3.生产批量：中批量4.未注公差：按IT14级确定。2零件的工艺性分析。2.1零件的工艺性分析 该零件材料为H62(黄铜)结构简单,形状对称,凹模宽度B=20。因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小.冲孔的最小尺寸取决于材料性能,凸模的强度和模具结构等.由分析可得,冲件的长改为80 ,宽改为70 才能满足工艺性要求,如上图所示。2.2冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT14级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,由表可得落料公差,冲孔公差分别为0.40,0.08.而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为0.5,0.15。因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求.由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑。2.3冲裁件的材料由表可得,铝合金,抗剪强度=255Mpa,断后伸长率35%,此材料具有良好的塑性及较高的弹性,冲裁性较好,可以冲裁加工。2.4确定工艺方案表1.1三种方案的比较 模具种类比较项目单工序模复合模级进模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种.零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,但因零件的孔边距太小,模具强度不能保证;用用级进模冲裁时,生产率高,操作方便,通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题,根据以上分析,该零件采用级进冲裁工艺方案。第三章 冲压排样设计3.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模。3.2操作与定位方式零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料销导向，导位销定位。3.3卸料与出件方式考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。3.4模架类型及精度由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的中间导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。3. 冲压模具工艺与设计计算第四章 刃口尺寸4.1排样设计与计算该冲裁件材料厚度较厚，尺寸大，近似方形。4.2设计冲压力与压力中心,初选压力机卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料KxKtKd纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度0.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03 (1).冲裁力 根据零件图，可计算出冲一次零件内外周边之和L=300mm(首次冲裁除外),又因为=255Mpa,t=4mm,取K=1.3,则根据式3-18,F=KLt=1.3X300X4X255=397.8 KN卸料力:查表3-22,取Kx=0.06,则Fx=KxF=0.06X397.8=23.87 KN推件力:由表3-28,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h8mm,为了修模时能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取h=8+6=14mm,故n=h/t=14/4=3.5,查表3-22,取KT=0.09则FT=n KT F=3.5X0.09X397.8=125.3 KN由于采用固定卸料和下出件方式,所以F= F+ FT=125.3+397.8=523.1 KN由式应选取的压力机公称压力为:P0(1.11.3)F=(1.11.3)X523.1=575.4KN因此可选压力机型号为JD21-80.(2)压力中心 根据排样,我们可以在CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心,先取原点在O处,则它的压力中心为A(48.76,-39.84),而落料各边的压力中心分别为B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(90.4,-12).由式3-31得:X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=(139.15X48.76+6X0+6X0+90.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4/139.15+6+6+90.4+90.4+24=48.211Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(139.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)/139.15+6+6+90.4+90.4+24=-22.88所以由以上可以算得压力中心为G(48.11,-22.88)(3) 计算凸凹模刃口尺寸及公差 由于材料较厚,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,(一般可取冲件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工为宜. 由落料尺寸得,凹模会变小,所以以凹模为基准,配作凸模。由冲孔尺寸得,凸模尺寸变小,所以以凸模为基准,配作凹模。第五章 模具的总张图与零件图5.1根据前面的设计与分析,我们可以得出如级进模具的总张图如图所示: 1. 上模座；2；冲模件；3.凹模；4.卸料板；5.凹模固定板；6.带头导套；7.导柱；8.螺栓；9.导料销；10.定位销；11.弹簧5.2 冲压模具的零件图(1) .凹模设计条料宽度材料厚度11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.30 凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉,销针与下模座固定的固定方式.考虑凹模的磨损和保证冲件的质量根据表3-28,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,刃口高度根据前面“4.2”计算冲裁力时所取h=30mm,漏料部分刃口轮廓适当扩大根据表3-28可以扩大0.51mm,取1mm,(为便于加工,落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状),凹模轮廓尺寸计算如下: 凹模轮廓尺寸的确定 凹模轮廓轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(长X宽)及厚度尺寸H.从凹模外边缘的最短距离称为凹模壁厚C.对于简单对称形状刃口凹模,由于压力中心即对称中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定,所以:L*B=200*150 整体式凹模板的厚度可按如下经验公式估算:H=K1K2=1X1.5=30mm, K1取1,K2根据表3-30取1.5.由以上算得凹模轮廓尺寸LXBXH=198.4X143.8X30,查有关国家标准,并无厚度合适,因此我选LXB为标准尺寸,得LXBXH=200X150X30.凹材料的选用:根据表8-3,材料选用Cr4WmoV孔与孔的校核:由表3-27校核最小A值为29,最小B值为29,最小C值为19,最小D值为6.84,以上都能达到要求,因此得以校核.凹模刃口尺寸及其它具体见零件图5-21.或后面所附的零件图.设计中,因为压力中心与凹模板的几何中心相差不太,压力中心仍在模柄投影面积,可设他们在同轴线上。 四个螺纹孔是直径为10，直径为16的沉孔。中间位置是落料孔，L*B=100*75。(2) .凸模设计 落料凸模刃口部分为长方形,又在它里面开孔,装配导料销,为便于凸模和固定板的加工,可通这设计成铆接方式与固定板固定.冲孔凸模由于相隔很近,不宜采用阶梯结构,设计成铆接方式.凸模的尺寸根据导料板尺寸、卸料板尺寸和安装固定要求尺寸以及式3-33的h，取h=1520，因为这里的凹模刃口尺寸为20 mm,在范围之内取30mm所以凸模的尺寸为L=20+20+30=70mm.凸模材料：参照冲压模具设计与制造选用CrWMn.考虑冲孔凸模的直径很小，故需对最小凸模5.2进行强度和钢度校核：根据表L为凸模的允许最大工作尺寸，而设计中，凸模是本田标志的形状及尺寸，在原有的厚度上加厚，为了保证切割的强度。(1).反铆反磨平是为了装配的要求;(2)倒角是参照ISO标准设计;(3).圆形凸模要有同轴度的要求,参照ISO标准得出;(4).刃口尺寸由前面计算可得;(5).淬硬5862HRC是为了提高模具的寿命;(6).工件表面粗糙度要求较高,取0.8,其余的可取6.3;(7).保持刃口锋利,为了减小毛刺.(8). 材料为CrWMn. (3).选择坚固件及定位零件螺钉规格的选用: 根据表3-36,由凹模板的厚度可选用M16,在根据实际要求,查标准选用GB 70-85 M16X200,这里要1个,承料板的螺钉选用GB 70-85 M16X300,这里要4个.根据表8-3,选取材料为45钢.导料销: 固定挡料销 由表3-32知,导料销长90mm, 根据表8-3,选取材料为45钢,数量为2,查标准GB2866.11-81,如图固定挡料销所示: 导料销直径1090mm 上模座与固定板连接螺栓螺纹直径1620 连接上模座与卸料板等高螺栓螺纹直径1630 (4).设计和选用卸料与出件零件卸料板：卸料以固定板卸料,出件是以凸模往下冲即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.81倍,所以卸料板的LXBXH=30，卸料板在此仅起卸料作用,凸模与卸料板间的双边间隙一般取0.20.5mm,这里取0.5mm,根据表8-3,材料为Q275.由以上根据凸模和凹模可设计出卸料板如下图所示 四个角安装等高螺丝，还有两个导料销。400300(5).选择模架及其它模具零件选择模架:根据GB/T 2851.5-90,由凹模周界200X150,及安装要求,闭合高度:H=30,上模座:600X400X60下模座：600X400X60,导柱:40X（170+10）X2,导套:40X（10+120）X2. 上模座600X400 下模座600X400 导套 导柱凸模固定板: 凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸一致,厚度为凹模的0.60.8h,h为凹模的厚度,这里取0.6h,即0.6X56=33.6mm,根据核准选取板的规格为LXBXH=400X300X50;凸模与凸模固定板的配合为H7/n6,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角,由以上可得凸模固定板的零件图如下图所示: 第六章 压力机的校核 6.1压力机的校核(1).公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为JD21-80,它的压力为800682.74,所以压力得以校核;(2).滑块行程 滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度t=4,导料板的厚度H=12及凸模冲入凹模的最大深度14,即S1=4+12+14=30S=130,所以得以校核.(3).行和次数 行程次数为45/min.因为生产批量为中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.(4)工作台面的尺寸 根据下模座LXB=600X400,且每边留出60100,即L1XB1=700X500,而压力机的工作台面L2XB2=800X540,冲压件和废料从下模漏出, 漏料尺寸95X50,而压力机的孔尺寸为360X23,故符合要求,得以校核;(5) 滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径为60,模柄孔深度为80,而所选的模柄夹持部分直径为60,长度为70故符合要求,得以校核;(6).闭合高度 由压力机型号知Hmax=380 M=90 H1=100Hmin=HmaxM=380-90=290(M为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm)由式(1-24):( HmaxH1)-5H( HminH1)+10,得(380100)-5262(290100)+10即 275262200 ,所以所选压力机合适,即压力机得以校核。 第七章 模具的装配与检测7.1 模具的装配复合模是指在冲床一次行程中冲制产品两道或两道以上工序的冲模，这种模具结构复杂，装配要求高，但由于模具生产率高，各内、外型面间的相对位置精度高，故广泛应用于精密零件的加工。本模具为落料冲孔复合模其装配一般按下面的步骤进行：装配旋入式模柄，垂直上模座端面，装后同磨大端面齐平。将凸模装入凸模固定板，保持与固定板端面垂直，同磨端面平齐将凸凹模装在固定板上，并保持与固定板端面垂直，同磨端面齐平。确定凸凹模固定板 在下模座上的位置，用平行夹板夹紧，作凸凹模固定板上的螺孔和下模座上的螺钉过孔，并保持孔位置一致。划下模板漏料孔线，加工漏料孔，按凸凹模的孔每边加大约1。按凹模上的孔引作凸模固定板和上模座的螺钉过孔。将带凸模的固定板装在上模板上，螺钉不要拧得过紧，进行试装合模，使导柱缓慢进入导套，如果凸模与凸凹模的孔对的不太正，可轻轻敲打凸模固定板，利用螺钉过孔的间隙进行调整，直至间隙均匀。此时用划针在上模板上划出凸模固定板位置。7.2 模具的检测冲模装配前，应该对零、组件进行检查、复查的内容有:（1）冲裁模的刃口部分应锋利,拉伸模的弯曲的工作型面应过度圆滑,表面粗糟度应符合要求;（2）工作热处理后的实际硬度值是否符合要求,如有碳化合物偏析要求应技术要求的规定;（3）外行的非工作锐边是否已经倒角或导圆;（4）零件不应有沙眼、缩空、裂纹、磨削退火或机械损伤;（5）可卸导柱的椎面与趁套上椎孔的吻合长度面积应不小于80%。总结 本次课程设计是两周的时间，这两周的时间说长也不长，说短也不是很短，因为在这两周里面我充分利用了课堂上每一点一滴的时间，与同学讨论交流，并在老师的指导、帮助下，认真的完成了本次的课程设计。 通过这次的课程设计，让我又进一步得到提高，学到许多新知识。俗话说的好，“知识”是无限的，我应该用有限的时间去学习无限的知识。在这次的课程设计中，我也碰到了各种问题，刚开始时，计算的第一步没有用中性层来进行计算，后面的就全错，而我在计算到一半时，经常用非中性层的数值进行计算，因为这样而对题目进行的更改，而且绘图时，也会由于各种原因而进行多次修改，通过这使我更加深刻体会到细心地重要。还有通过这次的设计，再加上自己的实际的操作计算，我不但更加懂得如何去查表，同时使我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识，同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识这次的毕业设计是大学三年中的最后一个环节，是对三年的学习生活中所学的知识一个汇总和概括，使我们每个人都能总合运用所学的知识进行设计。就我个人而言，通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，对模具的设计与制造有了极为深刻的认识，是一次由理论向实践的飞跃，让我感慨颇深，：因水平有限，设计中必然有许多不足之处，还望老师批评指正。参考文献1刘庚武.冷毕业具设计，西安：电子科技大学出版社，20072汤酞则，冷冲模课程设计与毕业设计指导，长沙：湖南大学出版社，20083成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社.1987.