衬板垫板冲压模模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 页 共 24 页 一 绪论 我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计还不成熟。 1 1 国内模具的现状和发展趋势 内模具的现状 我国模具近年来发展很快，据不完全统计， 2003 年我国模具生产厂点约有 2万多家，从业人员约 50 多万人 我国模具无论是从品种，数量还是精度方面，都有了大幅度的提高，模具对工业产品的生产的影响也越来越大，我过模具也由过去靠进口都逐步自行设计制造，使模具加工工艺手段上升一个台阶，同时为先进工艺发展奠定了坚实的基础，特别是模具成型 表面的特种加工 工艺的研究和发展 ，使模具加工精度和粗糙度都有了很大的改善。 我国模具制造技术水平，从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型 ，精密，复杂，长寿命模具。例如在冲压模具方面，我国设计和制造的电机定转子硅钢片硬质合金多工位自动级进模和电子 ，电器行业用的 50余位工位的硬质合金多工位自动级进模，都达到了国际同类模具产品的技术水平。 我国模具制造业近十余年的年工业产值，持续以 15%的增长速度在迅猛发展，已经成为国民经济的一个非常重要的工业分支。 内模具的发展趋势 巨大的市场需求 将推动中国模具的工业调整发展。 虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展 但随着市场经济的发展和需要和产品更新换代的不断加快，对模具提出了越来越高的要求。 首先在模具制造方面，提高模具制造质量，缩短生产周期已经成为该行业的发展趋势，其主要发展方向可归纳为以下几个方面。 1 不断提高模具的生产专业化和标准化程度。 2 由模具粗加工向高速加工发展。 3 将成型表面的加工向精密，自动化方向发展。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 24 页 4 光整加工技术向自动化方向发展。 5 反向制造工程制模技术要迅猛发展。 6 模具有更快的发展。 7 研 制和发展模具用材料。 模具材料是影响模具寿命，质量，生产效率和生产成本的重要方面。没有充足的，高质量的，品种齐全的模具使用材料，模具工业要想有迅猛发展只是纸上谈兵。当前我国模具材料的需要研发急需的模具新品种，如高强韧，高耐磨的新型优质模具钢，大力发展硬质合金模具材料已经势在必行。 当然，我国模具材料的发展前景非常广阔，所以更应积极开发和引进高性能和新型模具材料，增加模具钢材的品种，规格，形成我国资源情况的系列化和标准化的模具材料，以满足不同模具的使用要求和寿命的要求。 外模具的现状和发展趋势 随着工业生产的发展，模具工业也在迅猛发展。尤其是一些发达国家，其模具工业总产值早已超过机床工业，其发展速度也超过了机床，汽车，电子等工业。 工业发达国家都十分重视模具技术的开发，在模具制造中大量采用新工艺和新设备，提高制造水平，并取得了显著的经济效益。国外模具的发展特点主要有以下几点： （ 1）模具生产效率高，工期短，人均产值高。各企业共同之处是厂房设备密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率高。一般模具企业，人均年产值为 5 14万美元。 （ 2）专业分工细 ，技术精益求精，客户相对稳定。模具企业专业分工较细，生产协作紧密。每家企业只生产某一类模具，各家都有自己的拳头产品，这利于在技术上精益求精，以利在激烈的竞争中生存发展。模具厂所需的模具标准件都是外购的，有些零件加工业是由其他厂协作。 （ 3）模具企业带件生产比较普遍，有利于企业发展。模具作为单件或极小批量产品，技术密集和精密加工设备密集，与模具成型制品的大批量生产相比，投入大，产出低，因而制约了模具企业大发展。他们注重模具与制品一体化，模具与制品相辅相成，互相促进，有利于模具企业的发展。 （ 4）紧跟 主产品需求开发模具，重视开拓海外市场。模具工业发展较快，紧跟主产品需求开发制造模具是一个重要因素。近几年 3C 电子产品和汽车工业的迅速发展，带动了模具工业的发展。目前模具产值的 76%源自 3托车提供的产品。模买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 24 页 具行业以很强的市场敏感性，以最短的生产周期满足了这些行业的需求。大陆的许多 3本和西欧，以及台湾。 （ 5） 高速切削加工技术应用广泛。他们的模具生产效率较高，市场快速反应能力强， 术和高速切削技术的普及应用，无疑是一 个重要 部分。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 24 页 二 冲压模具设计 压模具设计 工件名称：衬板 生产批量：大批量 材料： 30 厚度： 2 冲压件的工艺分析 该工件形状简单，对称，是由圆和矩形组成的。冲裁件所能达到的经济精度为糙度为 以上精度与粗糙度相比较，可以认为该零件的精度要求能在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注情况，也均符合冲裁的工艺要求 . 图 1 衬板 艺方案的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 24 页 该零件所需的冲压工序为落料和冲孔，可拟定出一下的工艺方案： 方案一：用简单模分两次加工，及落料 方案二：冲孔，落料级进模。 方案三：冲孔，落料复合模。 采用方案一，生产效率低，工件的累次误差大，操作不方便，由于该工件是为大批量生产，方案二和方案三更有优越性。 该零件的 17孔与外缘之间的最小距离为 22于此零件要求的最小壁厚，故可以采用冲孔，落料复合模或 冲孔，落料级进模。复合膜模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产 率高，尽管模具结构比较复杂，但由于零件的几何形状比较简单对称模具制造并不困难。级进模虽然生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，要想保证冲压件的行为精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的比较分析，该零件的冲压生产采用方案三的复合模为佳。落料复合模又分为倒装复合膜和正装复合膜。倒装复合膜的优点是：冲孔废料从下模引出，工件从上模推出，易引出工件和废料，结构简单，操作方便安全。缺点是：凸凹模积聚工件，张力大，不易冲裁孔边距离较小的冲裁件。正装复合模的优点是：弹性的顶件装置， 卸料装置对工件和调料起压平作用，适用于冲值材质较软，板料浇薄，平直度要求较高的冲裁件，冲裁的精度高，模具内不会积聚工件和废料，有利于凸凹模的最小壁厚，缺点是：冲孔废料从上模引出 ，如果工件上孔较多时，冲孔废料易落入下模部分，造成清理麻烦。所以根据必要的计算和对工件的分析，选择要适用的冲裁模 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 24 页 三 必要的工艺计算 （ 1） 排样设计 设计复合模时，首先要设计条料排样图。 查表得搭边值为 2计算条料宽度： B=(62+2 +50)=119距： S=44+2=46算冲压件毛坯的面积 ; A=(62 2697m 计算材料利用率： 2 2697/119 46=98 （ 2） 计算凸、凹模的刃口尺寸 查表的间隙值 孔 17于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下： 凸 = 凹 =核： 而 凸 和 凹 的相加等于 查表的磨损系数为 式得 d 凸 =d 凹 = 3） 外形落料凸凹模刃口尺寸的计算。对外轮廓的落料，由于形状比较复杂，故采用配合加工法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具加工设备的精度要求，其凸凹模刃口尺寸计算如下： 当以凹模 为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都变大，因此属于 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 24 页 寸。 工件图中未标注公差的尺寸，查相关资料得出其尺寸。 查表得 = =式 44 凹 =2 凹 =料凸模的基本尺寸和凹模相同，分别是 必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证 最小双面合理间隙值Z= 4） 冲压力的计算 落料力 F=落料力 F=孔落料力 F=孔时的推件力 F= 取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表得 h=6n=3个，查表的 K= 孔 = 推 =料的卸料力， K 卸 =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 24 页 图 2 排样图 总冲压力为： F=了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应该比计算的冲压力大 30%左右，即 F= 4）压力中心的计算 用解析法求模具的压力中心的坐标。按比例画出工件尺寸，选用坐标系 图：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 24 页 图3 压力中心 因工件左右对称，即 c。将工件冲裁周边分为2,4,6,本线段，求出各段长度的重心位置 ： 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 24 页 00 14= 0 5= 8 6= 7= 1 c=2345671+3+5+7+成该制件所需要的冲压力由冲裁力 F 冲 、拉深力 F 拉 、压边力 F 压 、及顶件力 成。然而这些力不是同时发生的，因而应该根据这几个力出现的先后顺序、组合情况、选择其最大力或力的组合，加以计算，作为选择压力机的依据。 由图 1可知，该制件应该先落料 再拉深成凸缘筒件 93再冲底而完成冲压变形。由于材料较薄，且是拉深冲底变形，因而在整个冲压过程中材料 一直被压边圈和顶件板压紧，即压边力和顶件力一直都存在。该设计初步拟定采取刚性卸料装置，因而卸料力不应该计算。 又由于变形过程可知，落料、拉深、压边 (顶件 )基本上同时发生，故 F 总 应该是 F 冲 、 F 拉 、 F 压 的总和。 冲裁力 F 冲 ：由文献【 2】冲裁力计算公式冲裁力的大小随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化，本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力 式中： F 冲裁力； L 冲裁周边长度 ; t 材料厚度 b 材料抗剪强度； K 系数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 24 页 系数 具间隙的波动和不均匀、 刃口磨损、板料的力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。取 K= 为计算方便，也可以按下式计算冲裁力： 式中： F 冲裁力； L 冲裁周边长度 ; t 材料厚度 b 材料抗拉强度。 其中： 材料厚度 ， b 为 325冲裁周边长度： L 落料 = 冲底 = 落料 = 冲底 =深力 F 拉 ：由文献【 2】公式 F 拉 = 中 一次拉深的筒部直径； 系数， 由文献 2表 知，欲查 ，必须先计算拉深系数 m 和相对凸缘直径dt/d m=75/119= dt/d=75/93=此，查出 拉 =边力 F 压 ：该例中拉深时的压边力也应是冲裁时的顶件力，而在生产中，一次拉深时的压边力 ，即： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 24 页 F 压 = =总 = F 压 +F 拉 +F 冲 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 24 页 四模具整体设计 根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，且孔距较大，可采用倒装复合模具，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在凹模空洞中，应该 在凹模孔设置推件块，卡与凸凹模上的废料有卸料板推出，而冲孔废料则可以在下模座中开通槽，使废料从孔洞中落下。由于该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应有压料的作用，应选用弹性卸料板来卸下条料废品。 因为是大批量生产，采用手动送料方式，从右往左送料。 因该制件是倒装复合模，所以直接用挡料销和倒料销即可。 为确保零件的质量和稳定性，选用导柱，导套导向，由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不太高，所以宜采用后侧导柱模架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 24 页 五模具主要零部件的结构设计 （ 1）凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括以下几个方面 ; 1)落料凸凹模的结构设计，在落料凹模内部，由于要设置推件块，所以凹模刃口应采用直通型刃口，查表得，取得刃口高度 h=6凹模的结构简单，宜采用整体式。 查表得 k=凹模高度 H=62模壁厚 C=模的外形尺寸的确定 : 凹模外形长度 L=（ 62+2 =模外形宽度 B=(44+2 模整体尺寸标准化，取为 120100362)冲孔 17模设计，为了增加凸模的强度和刚度，凸模非工作部分直径应制作成逐渐增大的多级形式，且它的外形尺寸较大，所以选用 模。 凸模固定板厚度取为 20L=H 凸模固定板 +H 落料凹模 =20+ 50 由于此凸模直径较大，且长度较短，刚度和强度足够外，所以无需对其进行强度校核。冲裁时凸模进入凹模刃口 1 3） 凸凹 模的结构设计。本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模以外，还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要，凸凹模的结构简图应如图所示，确定凸凹模安排在模架的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力与模柄中心重合。 校核凸凹的强度，查表得凸凹模的最小壁厚为 符合强度要求，凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，凹模的孔中心与边缘尺寸距离 16公差，应比零件所标注的精度高 3定为（ 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 24 页 图 4 凸凹模的结构 （ 2）卸料弹簧的设计 根据模具结构初选六根弹簧，每根弹簧的预压力为 F 卸 /n=1200N 根据预压力和模具结构尺寸，初选序号为 73弹簧，其最大负荷为 2100N，大于 1200N，虽然弹簧的最大工作负荷符合要求，但其弹簧太长，会使模具的高度增加，所以选用最大工作负荷为 2750范围内的弹簧。 选用 78中的 79 号弹簧，校验弹簧的最大许可压缩量 L 大于实际 压缩量， 79号弹簧的具体参数是：弹簧外径 D=55料直径 d=9由高度 h=120距t=F=2750N，极限载荷时弹簧高度 H= 弹簧的最大许可压缩量为 l= 弹簧的预压缩量为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 24 页 校核：卸料工作行程 t+h +h =2+1+模刃模量和调节量为 h=6簧实际总压缩量为 = 由于 以所选弹簧是合适的。 79号弹簧的规格是： 外径 =55丝直径 =由高度 =120配高度 =簧的窝深为 簧的外露高度为 3）模架的设计 模架各零件标记如下 上模座： 25025050模座： 25025065柱： 21055套： 11043柄： 60115板厚度： 25016016模固定板厚度： 25016028具的闭合高度： H=212 4）定位零 件的设计 在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。导料销一般设两个，并位于条料的同一侧。从左向右送料时，导料销装在右侧，从前先后买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 17 页 共 24 页 送料时导料销装在左侧。导料销在本模具中直接 安装在凹模板上。在装配图中很容易看到。 挡料销同样起定位的作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在中销模具中广泛应用作定距；但其存在着缺点：销孔距离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。所以在本模具中选用钩型挡料销。这种挡料销销孔距离凹模刃壁较远不会削弱 凹模的强度。但为了防止钩头在使用的过程中发生转动，需考虑防转。 （ 5）导向装置的设计 导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大，零件的要求较高，寿命要求较长的模具，一般都需要采用导向装置，本模具中应用导柱导套装置来完成导向 . （ 6）打料装置的设计 在本模具中采用打杆推动连接推杆来完成打料动作，打杆穿过模柄凸露在模具的外面，当完成一次冲裁时压力机滑块回程，打杆与压力机的打料横杆相碰，打杆推动连接推杆将卡在凸凹模的凹模孔内的圆形废料打下，当注意的是： 第一：需要保证打杆在模柄内的顺利滑动，须间 隙配合。 第二：需要保证连接推杆在凸凹模内的顺利滑动，须间隙配合。 （ 7）顶件装置的设计 顶件装置一般是弹性的，在本模具中是由顶杆、顶件块和装在下模座下面的弹顶器组成，这种结构的顶件力容易调节，工作可靠。 顶件块的设计 本模具采用顶件块将制件从卡在凹模内小凸模上刮下，顶件块在冲裁的过程中实在凹模中运动的零件，对它有如下的要求：模具处于闭合状态时其背后有一定的空间，以备修磨和调整的需要；模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；它与凹模和凸模的配合应保证顺利滑动，不发生干涉。为此顶件 块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准 造。顶件块与凸模的配合一买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 24 页 般呈较松的间隙配合。 （ 8）顶杆的设计 在本模具中选用四个顶杆与弹顶器上的托板相配合，四个顶杆均匀分布，传送的橡皮的推件力较为平稳，在此需要注意的是：顶杆、的直径不能太小，以免在克服橡皮弹力时发生挠曲。还有顶杆与下模上的孔相配合，必需保证其在孔内顺利的滑动，所以顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准 橡皮的设计 橡胶允许承受的负荷较大，且产生的弹性较为平稳，安装调整灵活方便，是冲裁模具中常用的弹 性元件。卸料橡胶的设计计算 自由计算参照表 算结果为： 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 19 页 共 24 页 六冲压设备的选择 选择型号为 主要参数如下： 公称压力 :1000块行程： 130大闭合高度： 480大装模 高度： 380杆调节长度： 100作台尺寸： 7101080板尺寸： 100250柄孔尺寸： 6075文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 20 页 共 24 页 七绘制模具总装图、零件图及工作原理 （ 1）模具的总装图见附图 01. （ 2）通过以上设计可以明白模具的一些基本的情况及结构，该模具的上模部分主要有模柄、销钉及凸模组成，下模部分主要零件有下模座、弹簧、螺钉、定位销、冲压凹模等组成。工作时，冲压凸模和毛坯接触，在顶杆和弹簧的作用下，向上顶 紧工件，可以防止其偏移。该模具结构简单，在压力机上调整、方便。 （ 3）工作原理 条料沿两个导料销从右往左送进，活动挡料销控制其送料步距。上模下行，进行冲裁，导柱，导套对上、下模的运动起可靠的导向，凹模接触活动挡料销时候，挡料销被压下，上端面与板料平齐，所以凹模上不必设置相应的让位孔，冲裁完毕，卡在凸凹模外的条料搭边废料从下模部分的弹性卸料装置卸下，冲孔废料由下模部分的漏料孔落下，冲裁下的工件卡在上模内，随上模一起回程，上行到一定位置，打杆遇到大料横杆，工件被推出，刚性推件装置对工件没有压平作用，因此 ，工件的平直度不高，这种结构适用于冲裁较硬或厚度大于 （ 4）根据毕业设计的要求零件图中可以在凸模、凹模或者是凸凹模中任意选择一个用 模零件图见附图 2. 为了锻炼和培养学生的动手能里，毕业设计的上模座和下模座二者任选其一用手绘制，见附图 3. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 24 页 结论 大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习 ，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、在洛阳中国一拖、中信重型矿山机械厂的生产实习，我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。 同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。 设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 22 页 共 24 页 致谢 首先感谢本人的导师苏光老师，他对我的仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。杨安民老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，他给了我鼓励和帮助，在这里我向他表示真诚的感谢！ 毕业设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。 通过这次毕业设计使我在温习学过的知识