电池壳的冲压模具设计【含全套CAD图纸】

购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计说明书 题 目： 电池壳的冲压模具设计 学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目 电池壳的冲压模具设计 学 号 学生姓名 专 业 指导教师姓名： 系主任： 一、主要内容及基本要求 伸、成形工艺过程进行模具结构分析，主要零部件的 受力分析和强度计算，设计模具结构图与模具零件图 形模具全套零件图一份，设计说明书一份，电子文档一份 二、 重点研究的问题 根据制作材料、形状、尺寸等要求如何确定合适的成形工艺选定相应的成形设备和成形工艺参数。了解各种不同材料的冲压 工艺及成形过程，了解模具凹凸的计算过程，了解冲压设备的各种工艺及成形过程。 购买设计文档后加 费领取图纸 三、 进度安排 序号 各阶段完成的内容 起止时间 1 收集资料 ，查询相关文献 2 确 定成型工艺，选择成型设备和成型工艺参数 3 设计模具的主体结构、模具结构的设计与计算 4 绘制 成形模具 装配图 5 绘制成型模具零件图 6 撰写毕业设计说明书 7 准备答辩 四、 应收集的资料及主要参考文献 奎华 主编 北京：机械工业出版社 咎主 编 北京： 机械工业出版社 编 具 结构 设计 方 法 . 北京： 机械 工业出版社 冲压工艺与模具设计实例分析 . 北京： 机械工业出版社 编 北京： 化学工业 出版社 编 北京：化学工业出版社 冷冲模设计 . 北京：机械工业出版社， 1994 先进制造技术 . 北京：化学工业出版社， 2002 金属工艺学 . 北京：高等教育出版社， 2000 材料成型工艺基础 . 北京：清华大学出版社， 2001 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 姓名： 专业： 毕业论文（设计说明书） 页 图 表 张 论文（设计）题目： 电池壳的冲压模具设计 内容提要： 首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然互通过工艺 设计计算，确定排样与搭边，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口 尺寸和公差，最后设计选用零部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模 具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凹凸模、 定位零件、模架、冲压装备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件， 就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终完成 了这篇设计。 指导教师评语 该生独立工作能力较强，设计方案合理，内容完整，书写规范，层次清晰，设计符合要求。在整个设计过程中，态度端正，但处理问题和运用知识能力有待提高，图纸质量一般，有较多错误，查阅文献资料能力一般，建议成绩为 指导教师： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 答辩简要情况及评语 答辩材料提交完整，回答问题有错误，基本知识和技能掌握一般。工作量一般，说明书、图纸就较多错误，须进行修改完善，请指导老师把关。 根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为 答辩小组组长： 年 月 日 答辩委员会意见 经答辩委员会讨论 ，同意该毕业论文（设计）成绩评定为 答辩委员会主任： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计评阅表 学号 姓名 专业 毕业论文（设计）题目： 电池壳的冲压模具设计 评价项目 评 价 内 容 选题 论文选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目的，题目难度不大，工作量一般，选题具有学术研究价 值。 能力 该生查阅文献资料能力一般，能收集关于模具的资料，设计过程中基本能综合运用所学模具知识，能较全面分析问题，综合运用知识能力一般，具备一定的计算机软件运用能力。 论文 （设计）质量 设计篇幅完全符合学校规定，内容基本完整，层次结构安排一般，设计分析正确，符号统一，图纸完备，整洁，格式符合要求，文字通顺，主要观点具有一定逻辑性，未见抄袭现象。 综 合 评 价 该同学论文针对冲压模具进行相关的设计和研究，综合分析了冲压模具设备的方案和特点，初步提出了题 目所要求的落料拉伸复合模具设计方案，并进行了详细的设计。 该同学的论文对电池壳的冲压模具进行了较为清晰的表述，同时提出了合理的设计方案，但设计的模具还不够完善，设计论文结构较合理，文字通顺，语言格式规范，但所设计方案尚有改进之处，建议成绩及格。 评阅人： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 摘要 . 1 章 绪论 .展现状及技术趋势 . 2章 冲压件的工艺性分析及总体方案的设计 . 3 章 主要设计计算 .样方式的确定及其计算 .确定合理的排样方式 .确定条料宽度和步距 .计算利用率 . 10 . .冲孔 .落料 . 4章 电池壳的拉伸工艺及计算 .拉伸工艺计算 .确定拉伸次数 .确定各次拉伸半成品尺寸 .落料凹凸模刃口尺寸计算 .首次拉伸凸凹模尺寸计算 .压边力和拉伸力计算 .买设计文档后加 费领取图纸 伸复合模零部件设计 .其他零部件设计 . 5章 冲床的选用与校核 . 6 章 模具的总体结构设计 .模架的形式 .导柱和导套 .模柄的选择 .位零件的选择 .章 工作零件的设计与计算 .凸模的结构形式 .材料选取 .凸模的固定形式 . 8章 模 具的装配与检测 . 谢 .考文献 .1 摘 要 本设计为电池壳的冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和搭边，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃 口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模； 2 he a of to of of of to of of to as of to In to of of of is no to 3 第 1 章 绪论 压模具简介 在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器 、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的 ，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产 中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件陈本较低；但是冲压一般使用的模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且 模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。 4 压模具的 发展现状及技术趋势 改 革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独 资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 、 X、 3 国际通用软件，个别厂家还引进了 成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步， 东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖 件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 虽然 中国 模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛 等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 5 第 2章 冲压件的工艺性分析及总体方案的设计 下图 2材料： 3为优质碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能 ) 厚度： 3产批量：大批量 未标注公差：按 确定 44 图 2位板 6 裁件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影 响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。 孔 如图 2位板宽 b=44 t=3件冲孔 d=30足设计要求 d2t，且冲裁件外形由直线和圆弧组成，结构简单，无尖角，对冲裁加工较为有利，且圆角半径 r 利于延长模具寿命。根据表 2知材料 35 d 足设计要求。 表 2由凸模冲孔的最小尺寸 ( 零件冲裁孔与边缘的间距 d=22-（ 30 2） =7d 裁精度 表 2裁断面的表面粗糙度 表 2裁件断面允许的毛刺高度 冲裁零件厚度 模试冲时允许的毛刺高度 产时允许的毛刺高度 过查上表 2裁断面的表面粗糙度表 表 2建试模时 产时 零件上未标注尺寸公差 ,均按 材料 圆孔 方形孔 矩形孔 长圆孔 钢 700 =400 2t 0055 表得： K 卸 = K 推 = K 顶 = F 卸 =170408= （ 3 F 推 =170408= （ 3 170408= （ 3 总冲压力： F +F 推 +F 卸 =221531+ （ 3 力中心的确定与相关计算 在设计模具时，要求模具模柄中心（一般情况也是凹模几何中心）与压力中心重合。对要求不高或冲裁力较小或间隙较大的模具，压力中心也不允许超出模柄投影面积范围。 （ a）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 （ b）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 （ c）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。 计算压力中心，应先画出凹模型口图，如图 在图中将 冲裁轮廓线按几何图形分解成 本线，每条线都要计算出线总长度、力的作用点到 圆弧，其力在 x 方向的作用点可从有关手册中查出，位于距圆心 2R/ 处； 直线，力的作用点位于 直线中间； 1 个 30圆组成，力的作用点位于 30 12 图 3根据下表 3代入压力中心计算公式求得该模具的压力中心点的坐标 ( 2 +(2+ +0 （ 3 2 +(2+ + （ 3 表 3力中心数据表 压力中心数据表 基本要素长度 L/基本要素压力中心的坐标值 X Y 2= 44 2 4= 5= 8 14 7=28 9 10=22 计 13 作零件刃口尺寸的计算 在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光亮面的尺寸为基准的。落料件的光亮面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光亮面是凸模刃口挤切材料产生的，故计算刃口尺寸时，应按冲孔和落料两种情况分别进行。 已知材料为 度 3裁件精度 差表如表 3 表 3基本尺寸 30800020 180501500照 査取冲裁件中未标注的尺寸公差： 0 0 0 0 0 计算原则： 凹模为基准，间隙取在凸模上。设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 计落料模时，凹模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸。 14 凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差，其计算公式为： 0m （ 3 A 0m （ 3 其中 x 为磨损系数， 为工件的公差值 冲裁件初始双面间隙如表 3 表 3裁件初始双面间隙表 材料厚度 08,10,35 160,50 093 t/ 过查冲裁件初始双面间隙得： （ 3 冲孔部分冲裁凸模，凹模的制作公差如表 3 15 表 3作公差表 基本尺寸 凸模偏差T 凹模偏差A 基本尺寸 凸模偏差T 凹模偏差A 18 18 30 18 30 20 180 180 160 0 120 60 360 1360 500 500 30 表可得： T= A=校核间隙： T+ A= （ 3 所以满足 T + A Z 的条件，制造公差合适。 磨损系数如表 3 表 3损系数表 工件精度 x =1 工件精度 x =件精度 x =孔的公差等级为 ，所以磨损系数 x= 3材料厚度t( ) 非 圆 形 圆 形 1 件公差 4 1所以所有的计算以中线为准。 修边余量的确定 （ 4 零件的相对高度 80 查书冲压工艺及冲压模设计第五章表 5 ，故修正后拉深件的总高应为 预算坯料直径 D （ 4 由公式 ni 计算出 D 其中 : 3212232214D)2(48)2(24)(而代入数值 0 5 算得 05 压边圈的选择 零件的相对厚度 查冲压工艺及模具设计技术问答第 131面知：压边圈为可用可不用的范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。 零件的总拉深系数 2 8 530 查冷冲模设计表 6 m ， 75.0 由此可知： ,故判断一次拉不出。 故可根据公式nn m 求得 277.3n 取较大整数： 4n （ 4 19 调整各次拉深系数，使各次拉深后系数均大于冷冲模具表 6整后，实际选取 m ， m ， m， m 。所以各次拉深的直径确定为： （ 4 各次半成品的高度计算：取各次的凸 1 2 3 4 （ 4 则由公式可计算出各次 h ： ) ) ) ) 其中nn ， 1 在将所有已知数据带入可求得 : 54 （ 4 20 下图 4深工序图 4伸工序图 样计算 零件采用单直排排样方式，查得零件间的搭边值为 件与条料侧边之间的搭边值为 模具采用无侧压装置的导料板结构， 条料的宽度应为 9 5()2( 0 a x （ 4 选用规格为 2000500板料，计算裁料方式如下： 裁成宽 1000每张板料所出零件数为 0 0 01 n 裁成宽 1500，则每张板料所出零件数为 1 2 61 5 0 91 0 0 02 n 21 经比较，应采用第二种裁法，零件的排样图如下 图 4 图 4样图 料拉深复合模工艺计算 料凸、凹模刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为 冲压模具设计实例查得），落料凹模刃口尺寸计算如下： 查得该零件冲裁凸、凹模最小间隙 Z ，最大间隙 Z，凸模制造公差 ，凹模制造公差 。将以上各值代入 Z 校验是否成立。经校验，不等式不成立，故调整如下： 1 4.0 m i nm a x 2 6.0 m i nm a x 所以可按下式计算工作零件刃口尺寸 （ 4 5)( a xd d ）（x ( 0 i np p d 22 图 4模尺寸图 模尺寸计算 第一次拉深件后零件直径为 公式 模间隙值 Z ，查得 ，所以间隙 Z ，则 首次拉深凹模 ( 。 首次拉深凸模 2( （ 4 采用压边圈拉深圆筒形零件所需拉深力 首次拉深 11 b以后各次拉深 2),3,2( 查表知 K K K K 并 25故可以计算得出： 拉拉拉拉（ 4 压边力计算 圆筒形件第一次拉深时压边力： )2(4 21121 圆筒形件以后各次拉深时压边力： )2(4 22 1 查表得取 23 故可以计算出： 压压 3压F 4压 落料力： 由公式 冲其中取 08钢的 00求得 卸料力： X 查冲压工艺及冲模设计表 3K 故求得 即可求 7 压拉卸冲总 （ 4 具零部件结构的确定 零部件设计 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。 根据凹模高度和壁厚的计算公式得： 凹模高度 H=105=21模壁厚 C=（ 2） H=21=38凹模的外径为 D=105+2 38=181 （ 4 以上计算仅为参考值，由于本套模具为落料拉伸复合模，所以凹模高度受拉伸件高度的影响必然会有所增加，其具体高度将在绘制装配图时确定。另外为了保证凹模有足够的强度，将其外径增加到 200 模 具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规模为：上模座 29030045模座 30030050柱 32190套 3210543 拉伸凸模将直接由连接件固定在下模座上，凹凸模由凹凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄根据设备商模柄孔尺寸，选用规格为 100 的模柄。 具闭合高度的校核 上模座高度 50凹模高度 95 模具闭合时，落料凸模板高度 95件深度 40模座 高度 65具闭合高度： 656540959550 （ 4 在压力机最大封闭高度 285 24 第 5 章 冲床的选用与校核 床的选用 冲床吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。 故总冲压力 F 卸 +F 顶 +F = (5冲床的规格如表 5示： 表 5冲床技术参数表 型号 公称压力(吨 ) 滑块行程 (行程次数 (次 /分 ) 最大封闭高度(封闭高度调节量(滑块中心至机身距离 (工作台尺寸(前后 模柄尺寸 (直径 0 45 145 180 35 130 240305 65 55 210 55 200 370400 90 65 250 50 190 375420 100 70 280 50 235 4605060 130 60 300 70 265 9005060 150 60 270 75 265 80050由以上的设计、计算，确定