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Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 材料成型及控制工程 班级学号： 材料1501 学生姓名： 邓平 指导教师： 房娃 讲师 二一九年六月接触片连续冲裁模设计Design of Continuous Blanking Die for Contact Plate专业班级：材料1501学生姓名：邓平指导教师：房娃 讲师学 院：机械工程学院2019年6月摘 要本毕业设计为材料为H62黄铜片的冷冲压连续冲裁模的设计，进行工艺分析，的工艺方案，模具结构的选择，工艺设计的计算后，选择设计排样，并画出排样图，力中心计算公差，选择模座、垫板等零部件，选择合适的定位零件、尺寸合适的螺钉、销钉等标准紧固件，然后并通过总装图，最终计。关键词： AbstractThis graduation design is the design of cold stamping continuous blanking die for H62 brass sheet. The part is analyzed by structure shape, material, production batch and size. The reasonable blanking process plan, die structure selection and process design calculation are selected. After the calculation of process design, the design layout is selected and the layout drawing is drawn. The calculation of pressure center and blanking force is carried out, and the preliminary selection is made. After calculating the size and tolerance of the edge of the punch and concave die, inquiring about the reasonable die base selected by the national standard, choosing the parts such as the die base and cushion plate, choosing the standard fasteners such as the suitable positioning parts, the suitable size screw and pin, designing the reasonable unloading and discharging device, then checking the press, drawing the general assembly drawing of the die through the CAD software, the most important thing is to design the reasonable unloading and discharging device. Finally, the design has been completed.Key words: die; blanking parts; punch; die; parts目录1绪论11.1研究背景和目的11.2本论文国内外研究的历史和现状（文献综述）21.3研究的内容32零件的综合分析52.1 零件的工艺分析52.1.1结构与尺寸52.1.2精度52.1.3材料62.1.4工序分析62.5工艺设计计算62.5.1 排样设计与计算62.5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机82.5.3刃口尺寸计算与处理103确定模具总体结构方案133.1模具类型133.2操作与定位方式133.3 卸料与出件方式133.4 模架类型及精度134设计选用零部件，绘制模具总装图144.1凹模设计144.2凸模设计154.2.1凸模的结构形式与固定方法154.2.2凸模长度计算164.2.3凸模的强度与刚度校核164.3 定位零件174.4 卸料与出件装置174.5.3垫板194.5模架及其它零件的选用204.5.1模柄204.5.2模座204.5.4紧固件的选用214.6总装图225压力机的校核235.1公称压力235.2滑块行程235.3行程次数235.4工作台面的尺寸235.5滑块模柄孔尺寸235.6闭合高度23总 结25参考文献26致 谢281绪论1.1研究背景和目的制造业离不开模具，代工常重要的制造业航空工程, 下至日常生活用具, 都与模具有着很深的联系1 。冲压用或拉力，有时候是剪切力，之后得到一定形状、件2。先对在与,然后获得需要的标准零件3。实现冲压工艺就需要冲压模具 4 ，冲压模具属于先进的零件加工设备，对冲压模具的科学的运用能够极大提升零件的精密度,还有利于产品质量的提升5。冲压模具的加工工艺流程规程，一般先进行分析图纸, 之后根方法6。在模具行业中，冲压模具占有特殊地位,大部分的日常用品都是用冲压模具加工7。作用 8。表的,在我国的经济社会发展中有很大的地位9。本设计研究的是冲压模具中的冷冲压模具，冷冲模能将材料批量的加工 10。冲压行业有以下两个重要发展方向，（1）可持续发展:实现冲压模具的可持续发展，不仅可以提高生产的效率, 还能最大程度的降低成本11；（2）冲压工艺的发展:经过长时间的发展, 冲压工艺呈现出智能、综合、复合和集成化的态势 12。1.2本论文在国内外研究历史和现状（文献综述）（1）国内方面：在我国，模具工业已成长为促进经济发展的重要基础工业。、电子领域、船舶业等都很需要冲压模具不断发展，使其能达到制造要求，我国在模具的很多方面，比如模具性材料的制造，模具制造的精度等都有了显著的进步 13。随着我国汽车制造领域以及航空制造业等主要的制造业领域迅速发展,我国冲压模具每年近20%的高速度增长 14。在精密冲压模方向，我国总体技术水平迅速提升,在模具的制造精度、使用时间和制造周期等重要指标方面有很明显的提升 15。中国模具工业在改革开放以来特别是近十年取得了世界瞩目的成就，但还有一些方面与西方工业发达国家，尤其是美国，还有很大的差距16。(2)国外方面：全世界模具产业最近二十年发展迅猛，年产值甚至一度超过600亿美元。模具工业的的发展速度可以与新兴的互联网相比较,和17。目前欧他们的生产技术的水平在国际的上一流。 模具行业的高新技术主要在前西方术,提平 18。CAD/CAM的一体化是模具设计与制造行业里的一次伟大革命，发展非常迅猛，随着计算机的技术的快速发展，模具CAD系统应用将越来越普遍和重要 19。1.3研究的内容(1)结合设计产品的特点，大批量，材料，精度等要求，进行工艺分析；(2)根据工艺性，提出几种方案，按照设计要求，根据实际的需要，选择合适的模具，进行合理的加工；(3)安排好合理的冲压成型工序，结合级进模结构，合理的进行排样设计，确定排样图；(4)在进行工艺的计算与模具设计的所有计算，设计出了合理的模具。图1-1零件图2零件的综合分析及2.1 零件的工艺分析2.1.1结构与尺寸零件图如图2-1所示 图2-1零件图零件产。此零件是上下对称，形状部位的尺寸是比较多，结构也比较简单，外形尺寸落料后，内部有一长条圆孔。 硬钢该工件冲,其孔径是:81.0t=1.00.5=0.5mm。由于材料为黄铜片，材料硬度较软，长条圆孔在冲压后，毛刺较大，但要求不高，且后期不需要翻边成型，故可以直接冲压。由于边距应大 (0.7)t=0.5mm,均适宜于冲裁加工。2.1.2精度此零件无论由尺寸,工各尺寸的公差分别为：零件外形:9， 2.8, 零件内孔：6，2.1.3材料黄铜H62，是属于碳素结构的钢,查阅了文献20附表1，其抗剪的强度=140MPa,断后的伸长率=32，所以此材料是具有良好的可塑性和比较高的弹力性的,。2.1.4工序分析可简单看出，本设计的零件中包括了冲孔、落料这两个2个基本的工序，先是冲孔，后落料。2.2模具选用方案冲裁模中模。按工序的组合程度分为以下三种：（1）级进模的生产：机床一次的行程中，同时的完。（2）道的工序。（3）单序。 三种模具的比较：级进模，综合条件相对较好；复合模，较差。单工序模，冲压的精度比较低，用在本设计的需要两个模具，成本比较高。因为本设计接触片连续冲裁模设计，且用级进模能符合设计要求，所以选择（1）方案。2.5工艺设计计算2.5.1 排样设计与计算零件外形近似圆锥形，采用单排排样，浪费材料，轮廓尺为929.5mm，考虑操作方便并加大板料利用率，采用双排对方有废料排样。如图2-2所示：图2-2排样图查文献20表3-13，两工件之间的搭边为：a=1.2mm；工件边缘的搭边为：b=1.2mm；级进模送料步距为:S=Dmax+a （2-1） S=Dmax+a=9+1.2=10.2 mm 条料宽度的计算：本设计为有定距侧刃的冲压，所以条料宽度计算公式为B=D+2a+nb-0 （2-2）式中：所以，B=9+212+215=36mm;在单位步距的材料利用率的计算是： 公式编号 （2-3）式中： 公式中的A=117.73mm2, B=41.4 mm2根据UG中的测量工具进行的直接测量的工的表面面积所得到的结果。 故根据公式一可得出一个步距内的材料利用率为： =117.73241.410.2=56.92.5.2 计算的冲压力与压力的中心，初选了压力机先计算吨位是。根据公式（2-4）公式可计算出冲裁力F=KLt （2-4） 式中：落料力： F=KLt （2-5） =1.366.420.51402 =24.2KN冲孔力： F1=KL1t （2-6） =1.328.260.51402 =5.14KN卸料力： F卸=K卸F （2-7）K卸为卸料力系数，查表得，K卸=0.05 F卸=0.05(24.2+5.14)=1.467KN推件力：总冲压力：FE=F+F1+F卸 （2-9）则FE=24.2+5.14+1.467 =30.807KN 冲压的生产的设备有素：1） 看设备的类型以及工作方式能否合理的完成工序，是不是环保达标、能安全生产；2） 对于要完成的工序，设备的功率和压力能不能满足；3） 对于程、装模高；4） 生产率的要求，设备能不能达到。应选取的压力机公称压力：63t。因此可初选压力机型号为J21-63。当模具具的安格。表2-1 开式可倾的压力机的J21-63 主要技术参数技术类别参数型号公称压力/KN滑块行程/mmJ21-63630100滑块行程次数/nmin-1-最大闭合高度/mm闭合高度调节量/mm 工作台尺寸（长宽）/mm工作台孔尺寸（左右）/mm工作台孔尺寸(前后) /mm滑块行程（固定）/mm 5623563650430508070确定压力的中心：求压力中心的主要有者两种：一种是计算的方法，另一种是作图的方法。其压力的中心在几何图形的重心处。故凡是对称图形，其压力的中心就在对称中心。通过绘图软件可以计算出该冲压模具的压力中心，如图2-2所示:图2-2压力中心图2.5.3刃口尺寸计算与处理计算的本的尺寸。所以，计算刃口的尺寸与处理刃口的尺寸是冲裁的工艺计算中的非常重要的内容(一)刃口尺寸计算的一般原则:(1)刃口尺寸应保证冲压合格工作因为计的落料获得值。但对于冲孔，其中实际的尺体相同，所寸中获得。(2)刃口有一些磨损但是还是可以冲出合格工件冲裁件就该会不。但是如果磨损的量不超过一定的范围，模具是还是能够冲出合格的件儿。比如，圆形件在其落料时，产生了磨损，其中凹模尺寸将增大，故在设计模具凹模刃口尺寸的时候，应使其基本尺寸往工件允许的最小尺寸靠拢；而且冲孔时，产生的磨损，凸模的尺寸即将会减小，故此在设计凸模的刃口时，应该使其基本尺寸的向工件允许的最大尺寸去靠拢。(3)设计时应取最小合理冲裁间隙刃口的磨损量增大了，冲裁的间隙也将会增大，故此在设计的时候，冲裁的间隙要取允许的最小的值Zmin。凸模与凹模刃口尺寸的制造公差会对冲裁间隙值的大小产生影响。所以，计算与处理刃口的尺寸时，格的工件（二）刃口尺寸计算方法刃口尺寸的计算，有两种：一是公差法制模；二是配作发制模。对此件分析，可知道此件采配的作法的制模是比较合适。而寸的尺寸，而以工件的相应算了，凸模注了。配作，模刃口的尺寸，然后在其制造公差中取工件相应尺寸公差的1/4就好了，凹模寸基本尺寸，图上模的实际m（Zmin2值）”。在磨种情形作A类型尺寸；一种是磨损后的尺寸减小，称为B类型尺寸；最后一种称为C类尺寸，磨损后，其尺寸不变。计算公式如下：A类尺寸：A=amax-x0+4 （2-10）B类尺寸：B=bmin+x-40 （2-11）C类尺寸：C=cmin+x/8 (2-12)式中:表2-2 补偿刃口磨损量系数x工件尺寸公差等级xIT10级以上1IT1113级0.75IT14级以下0.5 此件按公差IT14级，x取0.5。通过查询标准公差的数值表（GB/T1800-79），可以，其偏值如下：轴类尺寸：9（0.36） 2.8（0.25）孔类尺寸：6（0.3）对于落料的外形，我们计算了凹模刃口的尺寸就行了，而对于冲孔，我们则需要计算凸模刃口的尺寸，至于孔间距，其为C类尺寸，用C类尺寸公式直接计算就行。具体如下：Ad1=9-0.50.360+0.36/4=8.820+0.09mm Bd=6+0.50.3-0.3/40=6.15-0.0750 mm冲裁到凸模刃可以，并m。4设计选用的零部件，进行压力机校核4.1凹模设计凹模结构的形式以及其中的固定方凹模，了下模座强度和0表3-23。凹模的，考虑到模会有磨刃壁结构，刃壁大0.5mm 凹模的厚度H=Kb15mm (4-1)式子中：K为系厚，查文献20表4-25，得K=0.56；b冲裁件的最大外形尺寸由绘图软件测得最大值为48.6mm。则H=0.5648.6=27.2（mm）凹模壁厚：15mm40mm (4-2) =27.21.52 =（40.854.4） 实取 C=50凹模板的最大边长为：L=90+502=190查文献20，得凹模板标准轮廓尺寸为:LBH=1901602mm (4-3)凹模的的淬硬至6064HRC。倒钝。图4-1凹模4.2凸模设计4.2.1凸模的结构形式与固定方法冲孔的加工，将冲，如图4-2所示。出于既圆形的凸模做成端圆柱部分，而对于模与固定板的拉出来，它采用了。图4-2冲孔凸模落料部分的凸模,设计成异形凸模，如图4-3所示，是板上。图4-3落料凸模4.2.2凸模长度计算凸模的长度是依据模具结构而定的。采用弹性卸料时，凸模长度按公式L=h1+h2+h3 （4-4）计算，式中：L=12+18+13 =43mm4.2.3凸模的强度与刚度校核一般的情寸较为其足够的，所以只需要对刚度进行校核。对冲孔凸模进行刚度校核：凸模的最大自由长度不超过下式：有导向的凸模Lmax1200IminF2 （4-5）其中对于圆形凸模Imin=d464Lmax12001241.3122260=45.0 mm （4-6）由上可知：冲孔部分的凸模工作，其长度不能超过45.00 mm，可按照冲孔标准中的凸模长度系列，选取冲孔凸模的长度：43.00 mm，从而选取落料凸模的长度43.00 mm。4.2.4凸模材料和技术条件凸模的）淬硬为至5862HRC，其尾端的淬火后，硬度是4550HRC为适宜。4.3 定位零件定位零件与凸、凹模而。使用导料板导料，其能保证步距和条料搭边值，选钢，硬度选用导料板两个。导料板的功能不仅能够控制条料的步距，而且还能够使条料沿着正确的方向去送进，如图4-4所示： 图4-4导料板4.4 卸料与出件装置出件方式是设计成凸模顶出，然后件儿从漏料孔掉出来的下出件方式。卸料的方式选取了弹性卸料的方式，卸料螺钉、件。卸料板：凹模板厚度选用了文献20表3-32选。因为这样时，卸料板的尺寸规格是：190mm160mm18mm，材料为:45#钢。如图4-4所示：图4-5 卸料板卸料螺钉：卸料卸料螺钉。卸料装置：橡皮能以选用橡元件。卸料橡皮的选择原则：要使卸料的作。FXY=APFXFXY=5.48KN （4-7）式中：预压P=0.6MPa，求得格为2030根据冲于凸模1mm工的工作行程：h工件=6mm,在使的35%45%否则是是： H=h0.30.4 （4-9） =60.30.4 =1824mm模具组装时的预压缩量为： H预=10%15%H （4-10） =3.04.5mm取H预=4mm由此可知：安装橡皮高度尺寸为30mm,式中的H为所需的工作行程。由上式所得的高度，还在按下式进行校核: 0.5H/B1.5 （4-11）若H/D超间垫上钢圈。由文献的20表3-33中的公式可求得橡皮尺寸规格是20mm30mm。4.5.3垫板垫板的模座被挤压受损伤。是否要用板，可按下式校核：P=FAP=F12/A （4-12）式中：由于计的许应压力，所以在板。 垫板材其尺寸规格是：190mm160mm10mm。其平行度要求高，所以上下面须磨平，从而使之平行。 模架：LBH =270mm210mm30mm下模座是：LBH=270mm210mm35mm导柱：DL=18mm130mm导套：dLD=30mm60mm27mm模架的闭合高度：130-200mm上模座厚度：30mm上垫板厚度：10mm；凸模固定板厚度：12mm卸料板厚度：18mm，橡皮厚度：30mm 凹模厚度：27mm下模座厚度：35mm模具的闭合厚度：Hd=30+10+12+18+27+13+35=145mm4.5模架及其它零件的选用4.5.1模柄模柄中心通过滑的尺寸规格柄。4.5.2模座标准模座根据两个要素选用，一个模架类型，一个凹模同界尺寸。级近模的模架选用标准，两个要素，模架类型还有凹模同界尺寸，所以此设很是平安放在凹模。 上模座：280mm 220mm35mm； GB/T2855.12008下模座：280mm220mm40mm； GB/T2855.22008本设计中采用标准模架机加工后，减小模具尺寸与重量。上模座：270mm 210mm30mm；下模座：270mm210mm35mm；4.5.4紧固件的选用为M835准件，能承受住一定的横向力，上模2个，45钢，尺寸为845，下模4个，45钢，尺寸为845.4.6压力机的校核4.6.1公称压力 依据公称的压力，选出的压力机型号是J23-63,是4.6.2滑块行程 够顺t=0.5mm,卸料板的厚即5=20.5mmS=100mm,.4.6.3行程次数 手工送料,料薄，4.6.4工作台面的尺寸 了60100mm,即L1冲压件孔尺寸是3404004.6.5滑块模柄孔尺寸 的夹持部分4.6.6闭合高度 由压力机型号知Hmax=270mm M=80 H1=70Hmin=Hmax-M (5-1) =270-80 =190 由公式得:( HmaxH1)-5H(HminH1)+10 (5-2)得,(27070)-5188.5(19070)+10即 195188.572.4 ,所以所选压力机合适,即压力机得以校核.4.6总装图及模具运动过程图4-5总装图人工从左往右送进条料，被导料板上的步距控制台阶挡住，机床滑块下滑，带动上模往下走，凸模固定板下压卸料橡胶，在凸模一侧的弹性卸料板往下压紧工件，把条料不平或翘曲的地方压平，固定在卸料板和上模垫板之上的卸料橡胶被压紧，侧刃切除条料边上长度等于步距的料，废料从下模漏料孔掉出，条料得以往前走，在滑块第二次往下行程，冲孔凸模先冲出零件上的孔，机块带孔废料，接着条料继续往前送，在滑块的第三次行程，落料凸模冲出外形，零件直接从下模漏料孔出来。这时条料被左边的另一个步距控制台阶挡住，然后在滑块第四次行程，左边的侧刃切边限位定距，切出的废料从下模漏料孔直接掉出。总 结和导师商定了毕业设计方向和题目后，我去图书馆翻阅了大量资料，了解了模具行业国内国外现状，温习了以前的冲压模具知识。经过好几周的知识储备，我开始思考我该怎么去设计模具，怎么样设计出一套科学合理能成功冲裁出本设计设计零件的模具该怎么安排工作。我先对零件进行了工艺分析，对它的结构与尺寸、材料、精度认真做了做了计算，做了分析，最后得出用冲裁加工可以科学、合理的制造出零件。然后进行工序分析，得出，要冲孔，落料，行比，初选了压力机，对模架结构进行构思，设计选用了模具的凹模、凸模定位、模柄、模座、紧固件等零件。然后进行了压力机的校核，接着开始用CAD绘制凹模、凸模、凸模固定板等零件图，最后完成装配图。接下来就是和导师反复的论证工作，改正错误及不合理的地方。参考文献l何强.模具设计与制造的现状及发展趋势J.内燃机与配件,2018(03):109-110.2刘宝振,吕兴宇,等.冲压模具的应用及发展J.山东工业技术,2016(02):33-35.3张晓彬.冲压模具在机械零件加工中的应用研究J.科技经济刊,2016(08):81-82. 4王佞.冲压模具在机械零件精加工中的应用研究J.技术与市场,2014,21(07):203-204.5李建强.现代冲压模具在机械零件加工中的应用探讨J.科技经济导刊,2018,26(30):79-80.6邹宾.冲压模具的加工工艺规程J.中国高新区,2017(17):149-151.7吴凡.2017年9月建筑科技与管理学术交流会论文集C.建筑科技与管理组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2017:1-2. 8吕孟春.冲压模具在机械精加工中的应用探究J.山东工业技术,2016(18):37-39. 9胡毕富,王学锐,等.冷冲压模具课程设计改革探索J.机械设计,2018,35(S2):76-77.10张涛.冲压模具制造技术应用及发展研究J.科技风,2018(32):155-157. 11杨小俊,王战.论冲压模具的可持续发展J.黑龙江科技信息,2016(13):45-48.12唐文宇,王鹏,等.冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路J.中国高新区,2018(14):146-149.13张荣清. 模具设计与制造M. 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