夹板五工位连续式复合模设计【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 摘 要 近年 来，我国家电 工业的高速发展对模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高的要求，十一五以来，冷冲模具在整个模具行业中所占比例已大大上升，据有关专家预测，在未来几年中，中国冷冲模具工业还将持续保持年均增长速度达到 15%左右的较高速度的发展。 冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对垫片进行的连续（级 进）复合模模设计，利用 确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对垫片的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键字： 冲压模具；冲压成型；连续模；模具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n 9;s of ie in of to in to ie 5% of of is an of it is to be a of of is to in as a as a to of of AD to A to of a of a is to of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 1 绪论 . 4 引言 .模具行业的发展现状和市场前景 .冲压工艺介绍 .冲压工艺的种类 . 冲裁件的工艺分析 . 8 工件材料 .工件结构形状 .工件尺寸精度 . 冲裁工艺方案的确定 . 9 4 模具结构形式的确定 . 11 5 模具总体设计 . 12 模具类型的选择 .操作方式 .卸料、出件方式 .确定送料方式 .确定导向方式 . 模具设计计算 . 14 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利 用率 .冲压力的计算 .压力中心的确定 .模具刃口尺寸的计算 . 主要零部件设计 . 24 工作零部件的结构设计 .卸料部件的设计 .模架以及其他零部件的选用 . 校核模具闭合高度及压力机有关参数 . 28 校核模具闭合高度 .冲压设备的选定 . 设计并绘制模具总装图及选取标准件 . 29 10 模具的安装调试 . 30 模具的安装调试 .考文献 . 31 致 谢 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 绪论 引言 模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制 品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。 研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发 展过程中发挥越来越大的作用。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。 模具行业的发展现状和市场前景 现代模具工业有 “不衰亡工业 ”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 800 亿至 850 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 13%的年增长率（ 据不完全统计， 2009年国内模具进口总值达到 800 多亿，同时，有近 300 个亿的出口），到 2011 年模具产值预计为 1000 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 4 亿多美元增长到 2010 年的 6 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。 2009 年我国汽车产销量均突破 1 亿辆，预计 2011 年产销量各突破 辆，轿车产量将达到 辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 500 多万。 2009 年中国模具工业总产值已达 2450 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 冲压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件 (冲压件 )的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工 (或称压力加工 )，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和 钢带。 全世界的钢材中，有 60 70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。 热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。 冲压工艺的种类 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸 的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响 冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置 ，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 但在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产也是一个非常重要的问题。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2 冲裁件的工艺分析 工件材料 图 2图 2析知：黄铜 硬态材料，具有良好的塑性性、焊接性以及压力加工性，主要用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。适合冲裁加工。 工件结构形状 工件结构形状相 对简单，有两个个圆，一个圆孔，一个落料圆板，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为 足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。 工件尺寸精度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用 精度，普通冲裁完全可以满足要求。 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 3 冲裁工艺方案的确定 方案一：先冲孔，后落料，弯曲。单工序模生产。 方案二：冲孔 落料复合冲压，弯曲。复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进冲压 ,弯曲 。级进模生产。 表 3各类模具结构及其特点比较 模具种类 比较项目 单工序模 （无导向）（有导向） 级进模 复合模 零件公差等级 低 一般 可达 可达 根据分析结合表分析： 方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高 而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。 方案二只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸零件特点 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度较厚 小零件厚度 加工复杂零件，如宽度极小的异形件 形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达 3件平面度 低 一般 中小型件不平直，高质量制件需较平 由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面 生产效 率 低 较低 工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低 安全性 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高 冲裁简单的零件时，比复合模低 冲裁较复杂零件时，比级进模低 适用场合 料厚精度要求低的小批量冲件的生产 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。 方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。 通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 4 模具结构形式的确定 复合模可在压力机的 一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序，压力机一次行程一般得到个冲压件。复合模也是一种 多工序的冲模 。它在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。复合模按照工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种类型。 本模具采用 导 恻刃 定距。 恻刃 配合 导料板 代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料进距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 5 模具总体设计 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模方式冲压，所以模具类型 连续 式复合模。 操作方式 零件的生产批量为 10 万件，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。 卸料、出件方式 卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较： 刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（ t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2模具结构为倒装的场合。 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（ t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、倒装装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为 对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。 出件方式 因采用复合模生产，故采用向下落料出件。 确定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B 小于送料方向的凹模长度 L 故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 确定导向方式 方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。 方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。 根据以上方案比较并结合模具结构形式 和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级进模采用对角导柱的导向方式，即方案一最佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 6 模具设计计算 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 排样方式的选择 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的 质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 计算条料宽度 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。 采用有侧刃定距，当条料的送进步距用侧刃定位时，条料宽度必须增加侧刃切去的部分。 搭边值通常 由表 6列搭边值和侧搭边值确定。 根据零件形状，查表 6件之间搭边值 a=工件与侧边之间搭边值条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 =（ 220 公式（ 6 式中 料宽度方向冲裁件的最大尺寸； 其值查表 6得 = 板料剪裁下的偏差；（其值查表 6得 = =22 22条料宽度为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 表 6搭边值和侧边值的数值 材料厚度t（ 圆件及类似圆形制件 矩形或类似矩形制件长度 50 矩形或类似矩形制件长度 50 工件间 a 侧边 工件间 a 侧边 件间 a 侧边 1 6通剪床用带料宽度偏差 （ 条料厚度 t(条料宽度 b(50 50 100 100 200 200 2 2 3 3 5 6刃冲切得料边定距宽度 条料厚度 t(条料宽度 b(金属材料 非金属材料 确定步距 送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 送料步距 S S=1 公式（ 6 件横向最大尺寸， 向进料搭边值，取 2 S 22 2 24样图如图 6示。 图 6 计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材 料的重要指标。 一个步距内的材料利用率 /00% 公式（ 6 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积； B条料宽度； S步距； 由此可之 ， 值越大 ， 材料的利用率就越高 ， 废料越少。废料分为工艺废料买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则： 1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。 2)、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3)、模具结构简单、寿命高。 4)、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 一个步距内冲裁件的实际面积 A=222+= 所以一个步距内的材料利用率 = 00% 公式（ 6 =327100% =考虑料头 、尾料和边角余料消耗，一张板材上的总利用率 总 为 总 = 00% 公式（ 6 式中 n一张板料上冲裁件的总数目； 个冲裁件的实际面积； L板料长度； B板料宽度。 查板材标准，宜选用 600500钢板，每张钢板可剪裁为 20 张条料（ 30500,每张条料可以冲 62 个工件，所以每张钢板的材料利用率 总 = B100% 公式（ 6 =6271500100% =根据计算结果知道选用直排材料利用率可达 足要求。 冲压力的计算 裁力的计算 在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。 用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F= 公式（ 6 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； 系数； L=22+（ 8+5+28+5=数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取 = 10540 b=500以 F= =00 =43056N 料力、顶件力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。一般按以下公式计算： 卸料力 F X= 公式（ 6 顶件力 公式（ 6 3056N=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 （ 值查表 6得） 3056N=258336N F 弯 =中， F 为校正弯曲力（ N） ;A 为校正部分的投影部分面积 ;q 为单位面积上的校正力 (q 查表取值 2030 F 弯 =936N 所以总冲压力 +D+F 弯 =43056N+36N =力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为6。 根据计算总力。差附表 5 可初选 压力机。当模具结构尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度。模具安装尺寸进行校核。 力机的技术参数如下： 公称压力 /t 16 滑块行程 /5 最大闭合高度 /20 滑块行程次 数 /20 工作台尺寸：前后 /00 工作台尺寸：左右 /50 垫板尺寸：厚度 /0 模柄孔尺寸：直径 /0 模柄孔尺寸：深度 /0 表 6卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/X D 钢 、铝合金 纯铜，黄铜 压力中心的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2