冲压模具毕业设计

毕业设计说明书学 校：西安工程大学学 号：200894014092班 级：08 级机制（3）班姓 名：888888指导老师：郭 旭 侠时 间：2012-04-0105-201目 录1.绪论.31.1 冲压工艺的特点 .31. 1.1 冲压加工的三要素 .31.1.2 冲压生产的特点 .31.1.3 冲压工艺存在的不足之处有： .41.2 冲压工艺的分类 .51.3 课题的内容安排 .52.零件的冲裁工艺及结构形式 52.1 课程设计要求 .52.2 零件的工艺性分析 .72.2.1 生产批量 .72.2.2 材料 .72.2.3 技术要求 .72.2.4 形状、尺寸 .72.2.5 尺寸精度及粗糙度要求 .72.3 冲裁工艺方案的确定 .82.3.1 冲裁工序的组合 .82.3.2 零件工艺方案及模具的类型的确定 .93.结构设计及尺寸计算 .93.1 排样图设计 .93.1.1 排样及送料方式 .93.1.2 排样图 .113.1.3 搭边 .123.2 冲裁力的计算 .123.3 推件力和卸料力的计算 .133.4 压力机公称压力的确定 .143.5 冲模压力中心的确定 .153.6 工作零件的设计与计算 .1723.6.1 落料凹模刃口尺寸计算 .173.6.2 凸模刃口尺寸的计算 .193.7 凹模结构设计 .203.7.1 确定凹模孔口的结构形式 .203.7.2 凹模厚度的确定 .223.7.3 凹模壁厚 .223.7.4 凹模周边尺寸的确定 .233.8 凸模结构设计 .233.8.1 凸模的结构设计、长度计算及固定方法 .233.8.2 凸模强度校核 .243.9 其它零件的设计 .243.9.1 垫板的采用与厚度 .243.9.2 弹性卸料板 .253.9.3 弹簧的选用与计算 .253.9.4 定位零件设计 .263.10 模架及其零件设计 .283.11.模具材料的选用 .293.12.校核模具闭合高度 .303.12.模具的装配与检测 .313.12.1 模具的装配 .313.12 .2 模具的检测 .324.总结与展望 .32致谢 .34参考文献 .3531.绪论模具是工业生产的基础工艺装备,在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家 电和通讯等产品中，60-80%的零部件，都要依靠模具成形，来生产山具有高精度、高复杂程度、髙一致性的制件。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,在很大程度上决定着国民生产的命脉。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表而粗糙度达到 Ra1.5m 的精冲模，大尺寸（300)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1.1 冲压工艺的特点冲压是利用冲模在压力机上对金属（或非金属）板料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求的零件的加工方法。由于通常是在常温（冷态下进行的，所以又称为冷冲压。又由于它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。日常生活中人们使用的很多用具是用冲压方法制造的，比如不锈钢面盆，它是用一块圆形不锈钢板料，在压力机上利用模具对板料加压力而冲出来的。 1. 1.1 冲压加工的三要素1).冲床 供给变形所需的力。2).模具 冲压所用的用具是各种形式的冲模，冲模对材料塑性变形加以约束，并直接使材料变形所需的零件。3).原材料 所用的原材料多为金属和非金属的板料。1.1.2 冲压生产的特点冲压是一种先进的板料加工方法，与其他加工方法（切削）比较，在技术上、经济上有如下优点。1)它是无屑加工，被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形，不产生切屑,变形中金属产生加工硬化。2)在压力机的简单冲压下，能得到形状复杂的零件，而这些零件用其他的方法是不可能或者很难得到的。43)制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有一定的精度，具有互换性。4)在耗料不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而质量轻的零件，由于加工过程中不损坏原材料的表面质量，制得的零件外表光滑美观。5)生产效率高，冲床一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则几十次， 多则几百次、千次以上。同时，毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化生产。6) 冲压零件的质量主要靠冲模保证，所以操作简单，便于组织生产。 7) 在大量生产的条件下，产品的成本低。1.1.3 冲压工艺存在的不足之处有：对于批量较小的制件，模具费用使得成本明显增高,所以一般要有经济批量，同时，模具需要一个生产准备周期；冲压生产会产生噪声和振动，劳动保护不到位时，还存在安全隐患；冲压件的精度取定于模具精度，如零件的精度要求过高，用冷冲压生产就难以达到。总体上看，冲压是一种制件质量较好、生产效率高、成本低，其他加工方法无法 替代的加丁工艺，在机械、车辆、电机、电器、仪器仪表、农机、轻工业、日用品、航空航天、电子、通信、船舶、铁道、兵器等制造业中获得了十分广泛的应用。参照参考文献 4可知比例如下表所示。表 1.1 各类产品中冲压加工零件所占比例工业发达国家（如美国、日本等）模具工业的产值已超过机床工业，从这些国家钢材品种的构成可着出冷冲压的发展趋势，如参考文献 4表 1.2 所示，其中钢带和钢板占全部品种的 67，说明冲压加工方法已成为现代工业生产的重要手段和发展方向。产品 汽车仪器仪表电子 电机电器 家用电器自行车、手表比例% 60-70 70-75 85 70-80 90 805表 1.2 工业发达国家钢材品种构成1.2 冲压工艺的分类生产中为满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量大小、原材料性能的要求，冲压 加工方法是多种多样的。但是，概括起来可分为分离工序和成形工序两类。分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等，目的是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓相互分离。成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩口等，目的是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性，并转化成所需制件形状。在实际生产中，为生产批量大时，如果仅以基本工序组成冲压工艺过程，生产率可能很低，不可能满足生产需要。因此，一般釆用组合工序，即把两个以上的单独工序组成一道工序，构成所谓的复合、级进、复合一级进的组合工序。 1.3 课题的内容安排第一章：介绍了冲压工艺的特点、分类及本论文的内容安排。 第二章：介绍了零件的冲裁工艺及结构形式，根据任务要求，提出了不同的设计 方案，选择最佳。第三章：对结构设计及尺、计算进行分析。包括冲压工艺设计、排样图与定位设计、冲裁力的计算、压力中心的计算和级进模主要零部件的设计要点等。 第四章：对本设计的工作做了一个总结并提出了进一步工作的展望。2.零件的冲裁工艺及结构形式钢材品种 钢带 钢板 棒材 型材 线材 管材 其它比例 50 17 13 9 7 2 262.1 课程设计要求此次课程设计任务要求如下:工件名称：E 型硅钢垫片工件简图：如下图所示图 1 零件图产品工艺性的分析包括技术和经济两方面的内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析冲压件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否合适冲压件的冲压工艺要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明冲压生产可以取得经济效益。因此，冲压件的工艺分析，主要讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最经济的方法冲压出来，能够做到的，表示该冲压件的工艺性好，反之，工艺性差。影响冲压件工艺性的因素主要有零件的形状特点，尺寸大小，设计基准，公差等级和形状位置误差要求，材料的厚度及成形后允许的变薄量，材料的机械性能和冲压性能，在冲压过程中产生的回弹，翘曲的可能性，毛刺大小和方向要求等。这些因素对确定冲压工序的性质，数量和顺序，对模具的结构形式及制造精度要求等都有很大的关系，因此，在制定冲压工艺过程中必须根据零件图认真加以分析，尤其应该注意分析零件在冲压加工过程中的难点所在。良好的冲压工艺性表现在材料的消耗少，冲压成形时不必采用特殊的控制措施，工艺过程稳定简单而且寿命长，产品质量稳定，操作方便等，如果发现零件的工艺性差，则应该在不影响使用要求的前提下，对零件的形状，尺寸及其他要7求做必要的修改。2.2 零件的工艺性分析2.2.1 生产批量工件要求大批量生产。2.2.2 材料硅钢片冲压性能良好，适合冲裁。2.2.3 技术要求工件除了要求平直度，并且不允许冲裂外，其他的都没有严格要求。2.2.4 形状、尺寸材料：硅钢片，零件厚度 t=0.35mm 图 2 零件尺寸图2.2.5 尺寸精度及粗糙度要求该零件精度要求不是很高，参照文献 1可按 IT11IT14 级精度计算，且该零件无粗糙度要求。因此采用一般冲压模具即可。不需采用精密冲裁。2.2.6 冲压加工的经济性分析8该零件外形简单，全部由直线组成，形状简单。该零件是中批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。根据以上工件的特性，可知该工件冲裁性能良好，且一般冲裁即可满足要求。2.3 冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上根据变压器硅钢片的特点确定冲裁工艺方案。 2.3.1 冲裁工序的组合冲裁工序可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。复合冲裁是在压机一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序；级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压机一次行程中条料在冲模的不同工序位置上，分别完成工件所耍求的工序。除最初几次冲程外， 以后每次冲程都可以完成一个冲裁件。组合的冲裁工序比单工序冲裁生产效率高，获得的制件精度等级高。冲裁组合方式的确定应根据下列因素决定：1）生产批量一般来说，小批量与试制采用单工序冲裁，中批和大批量生产采用复合冲裁或级进冲裁。2）工件尺寸公差等级复合冲裁所得到的丁工件尺、公差等级高，因为它避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。级进冲裁所得到 的工件尺、差等级较复合冲裁低，在级进冲裁中采用导正销结构，可提裁件精度。3）对工件尺、形状的适应性工件的尺、较小吋，考虑到单工序上料不方便和生产率低，常釆用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的工件，由于制造多副单工序模的费用比复合模昂贵，也宜采用复合冲裁。但工件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，不宜采用复合冲裁和单工序冲裁，宜采用级进冲裁。所以级进 冲裁可以加工形状复杂、宽度很小等异形丁件，且可冲裁的材料厚度比复合冲裁时要 大，但级进冲裁受压机台面尺汴与丁序数的限制，冲裁丁件尺、不宜太大。4）模具制造、安装调整和成本对复杂形状的工件，采用复合冲裁比采用9级进冲 裁为宜。因模具制造、安装调整较易，成本较低。5）操作方便与安全复合冲裁出件或清除废料较闲难，工作安全性较差，级进冲裁较安全。综合上述分析，对于一个工件，可以得出多种工艺方案。必须对这些方案进行比较，选取在满足工件质量与生产率的要求下,模具制造成本低、寿命长、操作方便又安全的工艺方案。2.3.2 零件工艺方案及模具的类型的确定经分析，此工件结构简单，工件的尺寸精度要求不高，形状不复杂，但工件的产量较大，且该零件为单纯落料件，因此不许复杂工序，单工序冲裁即可以完成。为保证较高的生产率，采用弹性固定卸料，活动挡料销定位，使用带料和漏料的冲裁模具结构形式为好。3.结