动触片冲压模设计【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 i 摘 要 本设计为动触片片冲压模具设计，根据设计 零件的尺寸、材料、生产批量等要求，先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案以及模具结构方案，其次通过工艺设计计算，确定排样和板料，计算冲裁压力和压力中心，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、出件与卸料装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，并且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 ： 冲裁件；模具；凹模；凸模； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a of to of of of to of of to as of to In to of of to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 前言 . 1 况 . 2 具的发展现状 . 2 具的发展趋势 . 2 题设计的内容 . 3 2 零件工艺分析 . 4 裁件的工艺性 分析 . 4 压工艺方案的确定 . 5 3 冲裁排样设计 . 6 样方案的确定 . 6 边的选取及排样 . 7 料步距、条料宽度及材料的利用率计算 . 8 4 模具设计计算 . 9 算总压力 . 10 定压力中心 . 11 凹模刃口尺寸设计 . 12 5 冲裁模主要零部件选取及 结构设计 . 14 模外形尺寸的确定 . 14 定板、垫板设计与标准 . 16 模外形尺寸的确定 . 17 定定位元件 . 18 选取卸料装置 . 19 架的选择 . 20 柄的选择 . 21 选导柱导套 . 22 固件与模具定位件的标准与确定 . 22 6 冲压模具的安装及安全要求 . 23 模的安装要求 . 23 具的安全要求 . 23 7 模具的装配图 . 24 参 考 文 献 . 25 致 谢 . 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1 前言 况 冲压过程主要是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作简便。与其他加工方法相比它具有独特的优点，所以在工业生产中，尤其是大批量生产中应用 十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冲压加工产品零部件，如机械制造，车辆生产，航空航天，电子，电器，轻工，仪表及日用品等行业。冲压模具作为重要的生产装备和工艺方向，在现代工业的规模生产中日益发挥着重大作用。 具的发展现状 近十几年来，模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。在现代化工业生产中， 60% 90%的工业产品需使用模具加工，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产。而作为制造业基础的机械行业，根据国际生产技术协会预测， 21世纪机械 制造工业零件粗加工的 75%和精加工的50%都将依靠模具完成。 目前我国在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。 一些国内模具企业已普及了二维陆续开始使用 别厂家还引进了 件，并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。 但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。 具的发展趋势 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： （ 1）发展高效、精密、数控自动加工设备。要从一般的车、铣、刨、磨机床加工，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 发展至采用各种数控机床和加工中心进行模具零件的加工；从一般的机床加工方法，发展至采用机电结合的数控电火花成型、数控电火花切割以及各种特殊加工技术结合。 （ 2） 术模具 着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟 ，各企业将加大 术培训和技术服务的力度；进一步扩大 术的应用范围。计算机和网络的发展正使企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 （ 3）完善和提高现有模具材料性能、开发新型模具材料。生产批量小的用廉价材料、易熔材料，如铸铁、球铁、铝、预硬钢以及含有增强填料的塑料等。制造批量大的模具，多采用高耐磨材料。 （ 4）发展精密、高效、长寿命模具。 （ 5）发展简易、快速模具技术。这种方式要求模具在满足工件质量的前提下，降低成本、缩短制造周期、能快速更换。通常采用的有低熔点合金、铝合金、锌基合金甚至塑料等材料制作模具。 （ 6）发展专业化、标准化生产。专业化生产方式是现代工业生产的重要特征之一。我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 我国冲压模具与发达国家企业之间的差距不小，因此要发挥整体优势和综合竞争力，要加强统筹协调、完善合作机制，创造性地工作。 题设计的内容 材 料： 板料厚度： t= 生产批量：大 批量生产 任 务：编制冲压工艺方案、设计模具结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 零件工艺分析 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。 较高的强度和较好的冲压加工性能 。查表，当零件材料壁厚为 以虽然该 零件形状简单 ,但对孔边距接近凸凹模所允许的最小壁厚，如零件图所示，故可以考虑采用连续冲压工序。 凡是产品图样上未注明公差的尺寸，均属于未注公差尺寸，在计算凸模和凹模尺寸时，冲压件未注尺寸的极限偏差数值通常按 。冲裁和拉深件未注公差尺寸的极限偏差见表 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 表 2压工艺方案的确定 该工件包括冲孔、冲孔、落料三个个基本工序，可以有以下三种方案： 方案一：先冲孔两次，后落料，采用单工序模生产； 方案二：落料 冲孔复合冲压，采用复合模生产； 方案三：冲孔 落料连续冲裁，采用级进模生产。 三种方案比如下表： 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 模具种类 比较项目 单工序模 复合模 级进模 冲件精度 较低 高 一般 生产效率 较低 较高 高 生产批量 适合大、中、小批量 适合大批量 适合大批量 模具复杂程度 较易 较复杂 复杂 模具成本 较低 较高 高 模具制作精度 较低 较高 高 模具制造周期 较快 较长 长 模具外形尺寸 较小 中等 较大 冲压设备能力 较小 中等 较大 工作条件 一般 较好 好 方 案一单工序模模具结构简单，但需要三道工序，三副模具，模具寿命低，冲裁件质量差，生产率较低且操作不够安全，难以满足该零件大批量生产的要求。方案二复合模只需一套模具，冲压件的形位精度容易保证，且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。方案三级进模也只需要一副模具，生产率也高，但零件的冲压精度较差，模具的结构复杂，制造困难，且成本高。综上分析，该零件结构简单但是尺寸相对较小，但是零件的孔边距接近凸凹模允许的最小壁厚，所以用复合模加工成本高且模具制造困难，又不能保证零件加工 质量，故通过对上以三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3 冲裁排样设计 样方案的确定 排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到表 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应等情况，以选择较为合理的排样方案。 根据材料的合理利用情况，条料排样方法可以分为以 下三种，如表 3设计中为保证制件精度，提高模寿命具，选有废料排样。 表 3念 特点比较 应用 材料利用率 冲件质量 模具寿命 有废料排样 沿冲件的全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料侧边之间都存在有搭边废料 最低 好 高 用于冲裁形状复杂、尺寸精度要求较高的冲裁件。 少废料排样 沿冲件的部分外形切断或冲裁。只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边 较高 较好 较高 用于某些尺寸要求精度不高的冲裁件排样 无废料排样 冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边废料。冲件 与冲件之间沿直线或曲线的切断而分开 高 不易保证 最低 对冲裁件的结构形状有要求，应用受限。 边的选取及排样 排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。 由表 3定搭边值 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 表 3料厚度 t 圆形件或圆角 r2t 矩形件或边长 r2t 工件间 侧面 工件间 侧面 工件间 侧面 0 据零件形状及结构间按矩形取工件间搭边值 a=1.2 侧边取搭边值1a = 料步距、条料宽度及材料的利用率计算 送料步距：送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用 1 =3+.5 （ 3 条料宽度及板料间距的计算 条料宽度按下式 ： 图 3样图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 02 （ 3 其中 D 为冲裁件宽度方向的最大尺寸； C 为导料板与最宽条料之间的间隙查表取C= 表 3条料厚度 t 无侧压装置 条料宽度 B 100以下 100 200 0 1 3 4 4 5 =(24+2 （ 3 所以选取板料的规格为： 600 28 料利用率的计算 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。一个步距内的材料利用率可用下式表示： 总 = （ 3 式中， 是材料利用率； n 为张板料上的冲裁件数目； A 是一个冲裁件的实际面积； n=600 （ 3 A=34270 2 （ 3 00 28=1680 2 （ 3 总 = = 4 模具设计计算 n 100%n 100%买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 算总压力 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。 用普通平刃口模具冲裁时，一般按下式计算： 冲裁力 F=b （ 4 式 中 F 为冲裁力 ； L 为冲裁周边长度； t 为材料厚度； 般取 K= 卸料力 （ 4 推件力 Ft= （ 4 顶件力 （ 4 式中 别为卸料力、推件力、顶件力； n 是同时卡在凹模内的工件数量； 查表卸料力、推件力及顶件力系数表可知 裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度： 3 （ 4 内周边长度之和： 8 （ 4 查表 银系接点材料的力学性能可知： b=296落料力 ： F 落 =K b （ 4 =73 296 =冲孔力 ： F 孔 =t b （ 4 =58 296 =料力 ： （ 4 = =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 推件力 ： （ 4 = =为采用下出料方式，所以总冲压力： F 落 + F 孔 +F T （ 4 则 裁时，为防止设备的超载，可按 F 压 （ F 总 估算压力机的公称压力且零件尺寸较小，无需考虑台面尺寸，只需按照公称压力选择，即 F 压 以查表开式双柱可倾压力机技术规格选取 63 其压力机型号为： 要参数如下所示： 其最大封闭高度为 150封闭高度调节量为 35模柄孔尺寸为直径 30深度为 55工作台尺寸左右为 200前后 310 工作台孔尺寸：左右 160前后 110直径 140立柱间距离： 150垫板尺寸： 30床身最大可倾斜角： 450 定压力中心 冲裁模的压力中心是指冲裁力合力的作用点。 设坐标， 如图 ： 4文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 计算各凸模压力中心的坐标位置。 .2 计算各凸模刃口轮廓的周长。 1 2 3 1 . 6 5l l l 4 583l 其压力计算公式为 1 1 2 20128 . 4x l x l xx l l l 1 1 2 20 12 0x y x y xy l l l 所 以压力中心坐标为0 ( 0)O 凹模刃口尺寸设计 由表冲裁模初始双面间隙 Z 确定初始双面间隙 值： (4 表： 4则形状凸、凹模的制造偏差 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 60 360 360 500 表 4定 T 、 A 的值。 校核间隙： T + A =（ 4 说明所取凸凹模公差不能满足 T + A Z 的条件，但相差不大，可调整如下： T = = （ 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 A = = （ 4 落料刃口尺寸计算 : 落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。 当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分 尺寸都增大，因此均属于 的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式 0m a x （ 4 其中 D 是模具基准尺寸 (； 是工件公差 ( 因落料表面都是圆形，所以查上表得 x = D 0+ 080 D 0+ 孔刃口尺寸计算 : 冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。 凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度高 23级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。 利用公式 0m （ 4 A 0m （ 4 其中， x 是，磨损系数的选取查下表 4是工件的公差值。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 表 :4非圆形 圆形 材料厚度 t/ 件公差 1 5 2 1 4 4 4 9 孔的都是圆形，所以查上表得 x = 0m =（ 080 A 0m （ 0+ 0m =（ 080 A 0m （ 0+ d (080 d (0+80+ d 8+080 d (0+ 冲裁模主要零部件选取及结构设计 模外形尺寸的确定 凹模的结构形式有整体式和组体式两种，两种结构形式的比较见表： 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 表 :5模两种结构形式的比较表 结构形式 制作方法 固定方法 特点 整体式凹模 其外形按毛坯和工件的形状制作 采用螺钉和销钉直接固定在模板上 制造简单，但工作部分与非工作部分都由优质钢制造，损坏后全部更 换，浪费材料。 镶拼式凹模 凹模工作部分与非工作部分开制造，非工作部分用普通钢制造，凹模以过渡配合压装在凹模固定板内 采用螺钉和销钉把凹模固定板紧固在模板上 节约贵重的模具材料，且当凹模损坏后是易维修更换，适用于冲制大、中型工件上的小孔 由于工件是大批量的生产，工步较少，属于纯冲裁，而且整体尺寸较小，则根据上面的比较表可选用整体式的凹模结构。 凹模厚度 =24= （ 5 式中： K 由 b 和材料厚度 t 决定的凹模厚度系数 b 垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离 凹模壁厚 c = （ 5 取凹模厚度 H=10模壁厚 1520取 c=15模宽度 B ： =20+150 （ 5 凹模长度 (送料方向 )L ： =54 （ 5 凹模板 100 63 10 凹模结构图 :5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 定板、垫板设计与标准 根据模具结 构分析，设计中只在冲孔凸模和冲孔凹模采用矩形的固定板固定，其平面轮廓尺寸除应保证凸模安装孔外，应还考虑螺钉和销孔的位置，厚度一般可按公式凸模 H=模 H= 固定板的基本结构、尺寸选择如下： 凸模固定板： 100 T 板主要用于直接承受和扩散凸（凹）模传来的压力，防止模座承受过大压力而出现凹坑，影响模具正常工作。垫板厚度一般取 612形尺寸按固定板形状决定。常用材料为 45钢、 垫板的基本结构、尺寸可按 取。查表，尺寸选择如下 ： 长度 L = 100度 B = 63度 H = 8料为 45钢的矩形垫板： 垫板 100 63 8 - 45钢 5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 图： 5凸模固定板 图： 5垫板 模外形尺寸的确定 凸模的基本结构由两部分组成：一是工作部分，用以成行冲件；二是安装部分，用来使凸模正确的固定在模座上。综合考虑并结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式。 凸模长度尺寸应根据模具 的具体结构，并考虑修磨、固定板、与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。 凸模长度的计算： L= 21 （ 5 式中： L 凸模长度； 1h 凸模固定板厚度； 2h 卸料板高度 h 凸模修边余量。它包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度（ 1凸模固定板与卸料板之间的安全距离（一般取 10。 所以可初 步计算凸模的长度 :L=10+10+19=39 第三个工位的凸模可以按照 7653取型号为 : A B/10A 其它凸模的结构二维、三维图如下图 5示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图： 5定定位元件 为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件，必须保证坯料对模具的工作刃口处于正确的相对位置。多工位级进模一般都设导正销进行精定位，侧刃则起粗定位作用。 在级进冲裁模上设置侧压 装置后，将迫使条料在送进时始终紧贴基准导料板，可减少送料误差，提高工件内形和外形的位置尺寸精度。但自动送料的模具不宜采用侧压装置。故不采用侧压装置。 本设计中， 毛坯的 定位 方式，根据工件特点，横向采用导料板导料，纵向采用固定挡料销定位，导正销定距 。 根据冲压工艺以及冲模设计表，由导料板的长度，可以查的导料板的厚度为4料板的宽度，由凹模宽度以及条料宽度决定。查表得， 图 6文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 导料板尺寸 : 100材料： 45，热处理硬度 4348术条件：按 7653挡料销尺寸： B/T 料： 45，热处理硬度 4348术条件：按 7653导正销尺寸按照第一工位冲孔尺寸选取，选 尺寸 : 料： 处理硬度 5054术条件：按 7653图： 5导料板 图： 5挡料销 图： 5导正销 选取卸料装置 卸料装置包括固定卸料装置，弹压卸料装置，废料切刀装置。多工位级进模一般采买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 用弹压卸料，极少用固定卸料装置，而且弹性卸料板还有凸模护套和压料的作用。 橡胶允许承受的载荷较大，占据的空间较小，安装调整比较灵活方便，而且成本低，是中小型冷冲模弹性卸料、顶件及压边的常用弹性元件。 选用橡胶时，应主要确定其自由高度、预压缩量及截面积。 确定自由高度0H：磨工 =22H 冲模的工作行程（ 对冲裁模而言， 1 预留的修磨量。一般取 510定预0 0 （预 =自装 =H 橡胶的预压缩量 装H 冲模装配好以后橡胶的高度 确定橡胶的横截面积（ =32855 所需卸料力（ N） p 橡胶在预压缩状态下的单位压力：约 架的选择 根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。小型模具可以选取双导柱模架，中 间导柱式模架适用于单工序模和工位极少的级进模；后侧导柱式适用于大件边缘冲裁，但是刚性和安全性差，对角导柱式特别适用于级进模，所以，选择对角导柱式模架。模架及其组成零件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。由对角导柱模架表选 模架： 100 模具的闭合高度： 2 下模固垫上模闭（ 6 =25+8+39+10+3021中： L 凸模长度， L=39 H 凹模厚度， 0 ; 2h 凸模冲裁后进入凹模的深度， 2 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 可见该模具闭合高度小于所选压力机 由此可见，可以使用。 模架结构如下图 :6 柄的选择 中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要 与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠 ;二要与上模正确而可靠连接。模柄的结构形式有：压入式模柄、旋入式模柄、凸缘模柄、槽型模柄和通用模柄。 根据公称压力选择模柄形式为