185.止回片模具设计 【毕业设计+完整CAD图】.doc

xxx技术学院毕业设计（论文）题 目： 止回片模具设计 本文cad原图纸 索取，请联系qq：68661508学 院： xxx学院 专业名称： 模具设计与制造 班级学号： 学生姓名： 指导老师： 二零一零 年 五 月止回片模具设计 学生姓名：xxx 班级：xxx 指导教师：xxx摘要：本次设计是设计的一套落料弯曲的级进模，在文档中的第一部分，主要阐述了级进模的发展状况，说明了冲压模具的重要性。接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，是对零件排样图的设计，完成了搭边和送料步距的计算，之后进行了冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，是为选择冲压设备提供了依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图，本次设计阐述了冲压模具的结构设计及工作过程。本模具采用了对角模具，所以性能稳定，工作平稳，提高了产品质量和生产效率，降低了劳动强度和生产成本。关键字：冲压,冲孔,落料,弯曲,模具结构, 指导老师签名：目录第1章 绪论111级进模概述11.2 级进模特点及其现状2第2章 设计任务与工艺分析42.1 零件设计任务42.2 加工工艺方案的分析与确定42.3 模具结构型式的选择5第3章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机73.1 计算毛坯长度73.2 排样方式的确定73.3 计算冲裁力、卸料力及弯曲力83.4 确定模具压力中心93.5 选用压力机9第4章 模具工作部分尺寸及公差104.1冲孔部分104.2、落料部分104.3、弯曲部分124.4.切断部分13第5章 确定各主要零件结构尺寸155.1导正装置和浮料装置155.2 凸模和凹模镶块的结构尺寸155.2.1各冲头的结构尺寸155.2.2各凹模镶块的结构尺寸165.2.3 其他主要零件结构185.3 合模高度计算18第6章 绘制模具装配图及零件图19参 考 文 献20致 谢21第1章 绪论11级进模概述连续冲压是指在压力机的一次行程中，在一副模具的不同工位同时完成多种工序的冲压。所采用的工序称为连续模，又称级进模，跳步模。在连续冲压中，不同的冲压工序分别按一定的次序排列，配料按步距间隙移动，在等距离的不同工位上完成不同的冲压工序，经逐个工位的冲刺后，便得到一个完整的零件或半成品。一般来说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位连续模冲制完成。对于批量非常大而厚度较薄的中小型冲压件，特别适宜采用精密多工位连续模加工。在各类冷冲模中，连续模所占比例约为27%。连续模冲压具有以下特点：生产效率高。连续模属于多工序模，在一副模具中可包括冲裁，弯曲，拉伸，成形等多道工序，因而具有高的劳动生产率率。操作安全。因为手不必进入危险区域，自动送料时，模具内装有安全检测装置，可防止加工时发生误送进或意外。模具寿命时间长。由于工序不必集中在一个工位，不存在最小壁厚的问题，且改变了凸凹模受力情况，因而模具强度高，寿命较长。易于自动化。大量生产时，可采用自动送料机构，便于实现冲压过程的机械化和自动化。可实现高速冲压若配合高速冲裁及各种辅助设备，连续模可进行高速冲压，目前高速冲床可达4000次/min。可减小厂房面积，半制品运输及仓库面积。一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，并免去用单工序模时制件的周转和储存。连续模具具有造价高去，制造周期长，模具设计制造难度大，技术含量高去。但可省去多台压力机设备。材料利用率较其他模具低。特别是某些形状复杂的零件，产生废料较多。较难保持内外形相对位置的一致性。因为内外形是逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，且连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形。由于连续模的这些特点，当零件形状异常复杂，经过冲制后不便于再单独重新定位的零件。采用多工位连续模在一副模具内连续完成最为理想，如椭圆形的零件，在使用简易冲模或复合模无法设计的模具或制造模具的情况下，采用多工位连续模却能解决问题。此外，一些由于使用或装配的需要，零件需规则排列时，也可采用连续模冲制，零件先不切除下来，而被卷成盘料，在自动装配过程中才予以分离。同一产品上的两个冲压零件，其某些尺寸间有相互关系，甚至有一定的配合关系，在材质，料厚完全相同的情况下，如果用两套模具分别冲制，不仅浪费原材料，而且还不能保证配合精度，若将两个零件合并在一副多工位连续模上同时冲裁，可大大提高材料利用率，并能很好地保证零件的配合精度。但连续模的造价高，制造周期长，在使用时需要被加工的零件的产量和批量足够大，以便能够比较稳定而持续地生产，实现高速连续作业。同时，制件太大，工位数较多时，模具必然比较大，这时必须考虑到模具和压力机工作台的匹配性。多工位级进模的结构比较复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的内容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各部分结构的考虑等都是十分重要的。级进模，尤其是多工位级进模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产料率大幅度提高。它在提高生产效率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。多工位级进模可以对于一些形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成形加工。对大批量生产的冲压零件尤其应当采用多工位级进模进行冲制。1.2 级进模特点及其现状级进模是在压力机一次行程中完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。使用级进模便于冲压生产自动化，可以采用高速压力机生产。级进模较难保证内、外形相对位置的一致性。多工位级进模冲压工艺具有生产效率高，材料利用率高，冲压设备比较简单，对操作工人技术等级要求不高等优点，所以在工业生产中，应用广泛，并以成为不可缺少的重要加工手段之一。就级进模的现状而言，经过一段时间的学习和自身钻研。目前，我国的级进模已有了长足的进步。国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。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。由于冷冲压有许多的优点，因此，在机械制造、电子、电器等各行各业中，都得到了广泛的应用。这次设计中的冷冲压弯曲件要求精度高，形状复杂，要求弯曲后有平行度要求，。若采用铸造工艺生产很难保证产品质量，而且使用该工艺将消耗大量的能量，不利于节能降耗，需要增加环境保护上的投入，最终会增加企业的生产成本。若是采用冷冲压工艺生产，这样既有利于保证加工出来的产品能达到设计要求，又有利于保证生产的产品的有很高的一致性，方便日后维修更换。此外采用冷冲压的工艺有利于进一步降低劳动者的劳动强度，体现了“以人为本”的生产理念。再者采用冷冲压的工艺可以提高材料的利用率，降低企业生产成本，并且节约了金属材料。而且目前国际上冲压生产成为生产优质机电产品的重要手段，采用冷冲压工艺可以跟上先进生产工艺的发展潮流，有利于提高企业的竞争力。因此该冷冲压弯曲件宜采用冷冲压工艺生产，由于弯曲件的质量要求高，故生产该冷冲压弯曲件可以采用高精度的冲裁模生产。连续模冲压在提高生产率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化方面有重要作用。在现代冲压技术中，发展连续模占有重要地位。第2章 设计任务与工艺分析 2.1 零件设计任务零件简图：如图1 所示 trvy 生产批量：大批量 a,q5z?dl 材料：304不锈钢 =1mdf材料厚度：0.38mm未标注尺寸按照it10级处理b/ y#aim 图2.1-1 止回片零件图w4u; . 2.2 加工工艺方案的分析与确定由零件图可知，该零件包含落料和弯曲两个工序，又因为有平行度要求，还需一道整形工序。该零件形状较规则，尺寸较小，精度要求it10。材料高硬度，强度极限为大于520mpa. kmsny dnl 根据止回片（如图1）包括落料、弯曲、整形三道冲压工序。模具形状较为规则，需要在几个工位上完成所有工序。可采用以下两种方案： (|+1 （1） 方案一（级进模） caxe#r 止回片包括落料、弯曲、整形三道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求it10。可采用级进模。 .2hxctdx方案二（单工序模）=|l1 将弯曲、落料、整形三道冲压工序用三副模具完成落料、弯曲、整形三道工序。方案比较： +zvwmscqz方案一：采用级进模，止回片零件加工精度中等，零件较小，又需要三道完整的工序才能完成，又只能在级进模中三道工序才能在一副模具中实现，虽然成本高，但该零件生产批量大，选级进模合适。方案二：采用单工序模，三道工序在三套模具上完成，虽然模具简单，但因为要大批量生产，三套工序所需要的工时比较长，量产不是很理想。综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第一方案最为合适。 oh:jfjh2 2.3 模具结构型式的选择 uz ex2(m1 、确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足以下要求：（1）能冲出符合技术要求的工件； l:h;o+ t（2）能提高生产率； af53l u （3）模具制造和维修方便； bpm|d5q, （4）模具有足够的寿命； g:i#usc（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。 xh #k1mm在确定采用级进模后，应该考虑合理的模具结构，首先止回片连续模的送料是采用自动送料机送钢带卷料，采用常用的由左至右送料方式。模具使用对角标准模架，采用悬吊装置固定卸料板，通过悬吊装置后的卸料弹簧推动卸料板卸料，并且用限位柱限制最大冲深，起到保护冲头及整体模具的作用。该连续模采取冲裁掉其余废料再弯曲及弯曲整形后切断获得成品。2、定位装置 kxi6 )j8为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,同时考虑到零件生产批量大,且要求模具结构尽量简单,所以采用导正销及导料板定位。因为板料厚度t=0.38mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸很小,固采用多个导正销定位导向。3、推件装置 l&y xcrj因为连续模是在最后采用切断获得零件成品，在切断之前条料要完成多个工序，料带的上下活动是靠导料板和浮料销来限制，卸料板压料之后是靠浮料销把带料弹顶起到原高度位置。4、卸料装置 +ay!y该连续模有冲孔落料工序，所以需要卸料装置，卸料板充当压料及卸料作用，并且在切断时因为零件很小，可能粘附在卸料板上，所以在最后的切断工序上方的卸料板上设置一个顶杆，配合弹簧固定在卸料板上起卸料作用。5、导向装置 =xm%duk 采用滑动对角导柱模架，并且为了更高导向精度，并设置四个内导柱。 ;bdqx 第3章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机 .buel%oz3.1 计算毛坯长度毛坯长度按图6-17分段计算。r0.5t，所以毛坯总展开长度l0l0=l1+l2+l3+l4+l5由图6-17：l1=8.7mm；l3=1.143mm；l5=9.906l2= l4=2/(r+kt)=3.14/2(0.254+0.2970.38)=0.576mml0=8.7+0.576+1.143+0.576+9.906=19.495mm图3.1-1 弯曲件毛坯长度计算图 3.2 排样方式的确定冲压材料选用钢带卷料，料厚0.38mm，采用自动送料机送料。由于该止回片连续模需要在钢带卷料的侧边冲定位孔，所以零件不是在中间。可以假设把零件与定位孔作为同一零件,定位孔中心与零件的下边距离为3.24mm。两工件之间按矩形取搭边值b=2.99mm， 侧面a=2mm. $uky6w0 进料步距为h=4.51mm+2.99mm=7.5mm； $hop 1( 条料宽度为b=（d+2a），查冲压手册表2-19得，条料宽度偏差=0.4mm，冲裁件垂直于送料方向的尺寸为d=26mm，则 pfllz#w b=（d+2a）=（26+22.1）=30.2mm为了便于购料，选择30mm 86!imoupj 的料宽。排样图如下图3.2-1图3.2-1 排样图3.3 计算冲裁力、卸料力及弯曲力 t-#;j$* 查表得材料304不锈钢的的屈服为b=520mpa; qq?jh 落料尺寸：l1=83.64mm；冲圆形孔尺寸：l2=9.42mm，最终零件落料尺寸：l313.77mm(2)落料力 4=r*#) f落1=l1tb83.640.38520=16527 n gze2n# z f落3=l3tb13.770.38520=2721nf落=f1+f3=19248 n(2)冲孔力 8 z:c f2=l2tb=9.420.38520=1861.4 n f9b:pg (3)冲孔推件力f推=nk推f冲(查表计算n=1 k=0.063 f冲=1861.4n) h8|*p c f推=10.0631861.4=46.2 n zu;6ilo (4)落料时的卸料力 s!) ia 查表知k卸=0.055 f卸k卸f落0.055192481058.6n (5)%he?u; 弯曲力1.自由弯曲力工件有2条弯曲线，按照自由弯曲力计算，则每处的弯曲力为fb=ckbtb/r+t=0.71.3300.38304/0.254+0.38=1890.23n由于止回片的弯曲部分属于折弯，所以总自由弯曲力f自=2 fb=3780.46n2.校正弯曲力f校=a=4068.80=2752n自由弯曲力和校正弯曲力的和为：f合 =f自+f校=3780.46+2752=6532（n）(6) 压料力的计算： f压=（0.30.8）f自 取系数0.5则 f压=0.5*3780.46=1890（n） 冲床总压力 z$b f总f落+ f冲+f推+ +f卸+f弯合+f压=29508.6n o,4qb|2 29.51kn3.4 确定模具压力中 j;io(ssm: 心因冲裁件尺寸较小，冲裁力不大，而且采选用了对角导柱模架，受力平稳，估计压力中心不会超过模柄端面积之外，故不必详细计算压力中心位置。3.5 选用压力机根据前面计算的总冲压力及排样图所需要的工作台面并根据实际情况选择冲压设备，实际选用250kn压力机，并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。选用开式压力机及其它主要技术参数： 公称压力： p=250kn 滑块行程： h=80mm 行程次数： 100/min 最大闭合高度： h=250mm 闭合高度调节量： h=70 立柱间距离： l=260 工作台尺寸： 前后360，左右560 工作台垫板孔径： 130 工作台板厚度： 70 模柄孔尺寸： 5070 床身最大倾角： 30第4章 模具工作部分尺寸及公差 wa*y-bt模具的对材料的要求是很高的，所以材料的选择很重要。在这里，我们选用cr12mov作为其材料，因为该制件的生产批量大，而cr12mov具有强度高，韧性好，耐磨性好抗回火稳定性和热处理变形小的高性能模具材料4.1冲孔部分 zp,fo 1、小凸模：查表冲压工艺与模具设计第63页，冲裁凸模、凹模的极限偏差为： x_d_v p=0.02mm，d=0.02mm yr%;u. 查表冲压工艺与模具设计第58页，冲裁模刃口双面间隙为： $s(&gz$v- zmax=0.05mm，zmin=0.03mm 1me8*, 由于p+dzmax-zmin=0.02mm，故采用凸模与凹模配合加工。 #%,lj- 冲孔情况，磨损后凸模减小 gbyemp)查表得因数：x=1 =0.0.08小凸模尺寸：dp=(a+x)=(3.00+10.08)=3.08 _feitq4凹模配作，最小间隙zmin=-0.03mm ;$js9凹模尺寸：dd=( dp +zmin) _feitq4 =3.05mm4.2、落料部分 查表冲压工艺与模具设计第63页，冲裁凸模、凹模的极限偏差为： btc.t)f凸=0.02mm，凹=0.02 vli!dl2 5mm查表冲压工艺与模具设计第58页，冲裁模刃口双面间隙为： .ry0(ftbc zmax=0.05mm，zmin=0.03mm kzp 由于凸+凹zmax-zmin=0.02，故采用凸模与凹模配合加工。 -1.d)6落料件应以凹模为基准件，然后配作凸模。 %i9ra$ （1） 凹模磨损后尺寸增大：计算这类尺寸，先把工件图尺寸化为 =ld-f5+ska,再按落料凹模公式进行计算： c|0nxj-l 宽度方向有四个尺寸为：9.9mm，1.2mm；0.79mm；2.39mm即=0.04mm z _ tp 查表冲压工艺与模具设计表2-11，磨损系数x=1； e|vuig*j=凹模制造偏差凹=0.01mm，故 rnlc,mug凹模尺寸： aph?!bka! a=（amax-x）a1=（9.9-1*0.04）=9.86a2=（1.2-1*0.04）=1.16a3=（0.79-1*0.04）=0.75a4=（2.39-1*0.04）=2.35凸模宽度方向尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙zminzmax，即0.030.05mm。 e:wml:长度方向尺寸为：2.2mm；9.73mm；9.7mm；即=0.04mm rtnk-sj查表冲压工艺与模具设计表2-11，磨损系数x=1； x,bpijit3 凹模制造偏差： 1g)p?凹=0.01mm，故 &lxr6?z 凹模尺寸： l |yu;a a=（amax-x）a5=2.16a6=9.69a7=9.66凸模长度方向尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙zminzmax，即0.030.05mm。 x-tak-gtc圆角部分尺寸为：r0.3mm；r0.5mm；r0.67mm；r0.34mm即=0.08mm :!/e9g?7o 查表冲压工艺与模具设计表2-11，磨损系数x=1； 0kzp#x凹模制造偏差凹=/4=0.08/4=0.02mm，故 ug?ampt 凹模尺寸： mw;n?o8h a=（amax-x）a8=r0.22a9=r0.42a10=r0.26凸模圆角部分尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙zminzmax，即0.030.05mm。4.3、弯曲部分因为该工件属于折弯的，且尺寸较小，并且为了防止回弹，多加了一个整形工序，两次弯曲的弯曲部分都一样，只是整形部分将工件的长度方向的平面整形到具有一定的平行度。凸凹模的圆角半径 凸模的圆角半径rp应等于弯曲件内侧的圆角半径，所以 r1p=r1=0.25mm；r2p=r2=0.73mm.凸凹模间隙对于u型弯曲，必须合理选用凸、凹模间隙。弯曲件的材料是304不锈钢，间隙c=（1.051.15）t，c=0.3990.437，这里选t=0.38,c=0.42mm。弯曲尺寸及公差弯曲件宽度尺寸标注在外侧，应以凹模为基准，先确定凹模尺寸。考虑到模具磨损和弯曲件的回弹，凹模宽度尺寸应为： b d=（b-0.75）查表2-5知zmin=0.030 zmax=0.050 得：bd=（7-0.75*0.02）=6.985凸模尺寸按照凹模配制，保证单边间隙c，即bp=bd-2c bp=6.985-2*0.42=6.145 4.4.切断部分查表冲压工艺与模具设计第63页，冲裁凸模、凹模的极限偏差为： btc.t)f 凸=0.02mm，凹=0.02mm vli!dl2 查表冲压工艺与模具设计第58页，冲裁模刃口双面间隙为： .ry0(ftbc zmax=0.05mm，zmin=0.03mm kzp 由于凸+凹zmax-zmin=0.02，故采用凸模与凹模配合加工。 -1.d)6 q,3wlbu zosef落料件应以凹模为基准件，然后配作凸模。 %i9ra$ 凹模磨损后尺寸增大：计算这类尺寸，先把工件图尺寸化为 =ld-f5+ska,再按落料凹模公式进行计算： c|0nxj-l 宽度方向有四个尺寸为：6.95mm，2.85；1.51；3.55即=0.04mm z _ tp 查表冲压工艺与模具设计表2-11，磨损系数x=1； e|vuig*j=凹模制造偏差凹=0.01mm，故 rnlc,mug凹模尺寸： aph?!bka! a =（amax-x）a1=（6.95-1*0.04）=9.86a2=（2.85-1*0.04）=1.16a3=（1.51-1*0.04）=0.75a4=（3.55-1*0.04）=2.35长度方向尺寸为：7.06mm；5.87mm；2.47mm；即=0.04mm rtnk-sj 查表冲压工艺与模具设计表2-11，磨损系数x=1； x,bpijit3凹模制造偏差： 1g)p?凹=0.01mm，故 &lxr6?z凹模尺寸： l |yu;a a =（amax-x）a5=7.06a6=5.87a7=2.47凸模长度方向尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙zminzmax，即0.030.05mm。圆角部分尺寸为：r0.54mm；r0.29mm；r0.46mm即=0.08mm :!/e9g?7o 查表冲压工艺与模具设计表2-11，磨损系数x=1； 0kzp#x凹模制造偏差凹=/4=0.08/4=0.02mm，故 ug?ampt 凹模尺寸： mw;n?o8h a=（amax-x）a8=r0.54 a9=r0.29 a10=r0.46 凸模圆角部分尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙zminzmax，即0.030.05mm。 deg4:x 第5章 确定各主要零件结构尺寸 6fq%y5.1导正装置和浮料装置导正销 导正销工作部位直径为3mm，导正销选用日本misumi的直杆型前端r型导正销，导正销共有7个，直接装在卸料板上，采用压板固定。浮料装置 浮料装置用8个带阶梯的浮升销，其结构看总装配图，浮升销是用弹簧和导料板装配在凹模板上，导料板压住销的阶梯，防止浮升销弹出凹模，弹簧采用gb/t2089-1994525。顶杆弹簧需要的力好小，所以采用gb2089-80615弹簧。悬吊装置 板是采用等高套悬吊在上模上的，与等高套配合使用的弹簧采用th25-30的极重载弹簧。限位装置 为了保护冲头和凹模，在固定板和卸料板之间加入限位住，防止冲深过大，限位住采用gb2869.2-81，尺寸为1623.15mm5.2 凸模和凹模镶块的结构尺寸5.2.1各冲头的结构尺寸冲导正销孔的冲头1 凸模最大自由长度l应满足 l90d/f=903/27.1=29.89mm由此可知，小冲孔凸模工作部分长度不能超过29.89mm。这里取工作部分长度为18mm,凸模总长为60mm。采用阶梯固定在上模。冲裁部分的冲头2 凸模基本结构和冲头1一样，只是外形尺寸不一样，因为该冲头是冲裁工件的外形尺寸之外的余料，所以刃口部分和工件外形尺寸一样，凸模总长为60mm。预弯曲部分的冲头3 连续模弯曲不能一次到位，所以先采取预弯曲，只先把需要弯曲的部分弯曲到一定程度，该工件类为z型弯曲，凸模总长为59.484mm。整形部分的冲头4 冲头工作部分是把预弯曲的工件的上下平行度和垂直度整形到要求范围之内，凸模总长为59.484mm。切断部分的冲头5 凸模基本结构和冲头1一样，只是外形不一样，外形和最终切断的工件尾部形状一样，凸模总长为60mm。5.2.2各凹模镶块的结构尺寸因为是连续模的凹模大部分都是采用镶块式镶嵌在凹模板上，这样是为了装模方便和维修方便。各冲头和凹模镶块的具体尺寸见下列各图 5.2.1 镶块1 5.2.2 镶块2 5.2.3 镶块35.2.4 镶块4