开关支架冷冲模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

目录 外文翻译 . 2 绪论 . 5 开关支架的设计 . 8 . 9 裁件的材料 . 9 裁件的尺寸精度和表面粗糙度 . 10 裁件的形状和尺寸 . 10 . 10 . 11 裁件展开尺寸的计算 . 11 裁件的排样 . 12 样图的设计 . 13 料的利用率 . 16 . 17 裁力计算 . 17 曲力的计算 . 18 . 19 . 19 、凹模间隙值的确定 . 19 、凹模刃口尺寸计算 . 19 . 20 模、凹模结构的设计 . 20 料装置的设计 . 23 . 25 正钉 . 25 料装置 . 26 . 27 设计小结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 29 页 外文翻译 冷冲模具使用寿命的影响 冷冲模具的使用寿命是以冲制 出的工件数量来计算的。影响冷冲模寿命的因素很多。主要有模具结构设计、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的热处理质量与表面强化、冲模零件的制造精度和冷冲压材料的选取。除此之外，还有冲模的安装、调整、使用以及维修等。 1模具设计对寿命的影响 (1)排样设计的影响排样方法与搭边值对模具寿命的影响很大，过小的搭边值，往往是造成模具急剧磨损和凸、凹模啃伤的重要原因。从节约材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在冲裁中有可能被拉人模具问隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口， 降低模具寿命。因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根据零件产量、质量和寿命，确定排样方法和搭边值。 (2)凹模结构的影响对容易产生应力集中而开裂的凹模结构，可以采用组合结构或镶拼结构，以及预应力结构，从而提高模具使用寿命。 (3)间隙的影响当间隙过小时，压缩挤压利害，摩擦力增大，磨损增大，侧面的磨损加剧，冲裁后卸料和推件时，材料与凸、凹模之间的摩擦还将造成刃口侧面的磨损比端面的磨大大，同时也容易造成凸、凹模温度很高，把金属碎屑吸附在刃口侧面，形成金属瘤，使凸、凹模出现崩刃或胀裂现象。因此，过小的间隙对模具 寿命极为不利。间隙太大，会增加凸模与凹模端面边缘的集中应力，致使压应力急剧增加，于是刃口边很快屈服变形而失去棱角。因此又增加了冲裁力，进而使刃口边更快磨损，降低模具寿命。但为了减小凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下，设计时适当采用较大间隙是十分必要的。 (4)模具导向结构对寿命的影响可靠的导向对于减小工作零件的磨损，避免凸、凹模啃伤是非常有效的。特别对无问隙或小问隙冲裁模、复合模和多工位级进模更为重要。为提高模具寿命，必须根据工序和零件精度要求，正确选择导向形式和导向精度，所选择导向 精度应高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷冲压材料选取的影响冷冲压材料应满足制件的设计要求和冲压工艺要求，否则容易损伤模具，降低模具使用寿命。冷冲压材料表面质量不好，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。冷冲压材料塑性不好，变形量小，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。另外，材料的厚度公差应符合国家标准。因为一副冲模适用于一定材料的厚度，成形、弯曲、翻边、引伸模具的凸、凹模结构间隙是直接根据材料厚度来确定的。所以材料厚度不均匀，会导致废品产生和模具损坏。 2模具材料对模具寿命的影响 模具材料对模具寿命的影响是模具材料 性质、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。其中，材料性质和热处理质量影响最为明显。模具材料性质对模具寿命的影响是很大的。如将同一种工件，使用不同的模具材料做弯曲试验，试验结果：用 9料，其寿命为 5 万次；用 氮，其寿命可达 40 万次。因此，在选买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 29 页 用材料时，应根据制件的批量大小，合理选用模具材料。模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大。但并不是硬度愈高、模具寿命愈长。这是因为硬度与强度、韧性及耐磨性等有密切的关系。有的冲模要求硬度高，寿命长。如采用 制造冲模，硬度为 54 58冲几千次，制件毛刺就很大。如果将硬度提高到 60 64刃磨寿命可达 2 3 万次。但如果继续提高硬度，则会出现早期断裂。有的冲模硬度不宜过高，如采用 造凹模硬度为 58 62，一般寿命为 2 3 万件，失效形式是崩刃和开裂以及如果将硬度降到 54 58命提高到5 6 万件，但硬度降低到 50 53出现凹模刃口易磨钝现象。由此可见，模具硬度必须根据材料性质和失效形式而定。应使硬度、强度、韧性及耐磨性、耐疲劳强度等达到特定冲压工序所需要的最佳配合。 3模具的热处理质 量与表面强化对寿命的影响 模具的热处理质量对模具的性质与使用寿命影响很大。实践证明，模具工作零件的淬火变形与开裂，使用过程中早期断裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关，但与模具的热处理关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处理不当引起的失效占 50 以上。实践证明，高级的模具材料必须配以正确的热处理工艺，才能真正发挥材料的潜力。模具工作零件表面强化处理的目的，是获得外硬内韧的效果，从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好配合。模具表面强化处理方法很多，表面处理的新技术工艺发展很快。除 氮碳共渗和离子氮化、渗硼、渗铌、渗钒、表面镀硬铬和电火花强化外，化学气相沉积 (物理气相沉积 (逐步采用。经 理后，模具表面覆盖一层超硬物质，如 。硬度极高、耐磨性、耐蚀性、抗黏合性很好，可提高模具寿命几倍到几十倍。 of ie of by of in In 1. (1) of a on to on is of of be in to or of to (2) to on of be or to (3) of is of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 29 页 of on of to is of in to a so or is is of of in a in so of in to of it is (4) of of a is In To be on of be (5) of of or to of is to is to to In of a of of is by of in 2. of a of of on of is If a of of up 0 of be on of of a is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 29 页 as 10 4 58of a on If 0 64of up if to be as 8 62-3 of if 4 58 60 000, 0 53to be on to to a 3. of to on of of a of to of to of of to 0%. be by a s is to of so be to to of In VD VD is to 绪论 （ 1）模具行业发展前景分析 模具作为产品制造的基础工艺装备，又是集精密制造、计算机技术、智能控制和绿买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 29 页 色制造等高新技术为一体的高新技术产品，以及在制造业中的重要地位和作用，在全国人大通过的国民经济和社会发展第十二五个五年规划纲要的第三篇“转型升级提高产业核心竞争力”中明确“提升模具等基础零部件水平”作为制造业发展重 点方向。在我国，重工业发展是经济发展的一大组成部分，其中，模具产业又是重工业中的重中之重，因此，模具产业的发展对我国经济的发展有这非凡的意义。 由于各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具等。我国工业的迅速发展，特别是汽车制造业和 造业的发展，拉动了我国模具行业的迅速壮大，模具档次的提高，精良的模具制造装备为我国模具行业的技术水平提升提供了保障 . 近年来，我国模具企业加工水平得到很大提高，出口创汇能力大大增强，既在国内市场抵抗住境外厂商 的挤压，又在国际市场上表现出较强的竞争力。但与此同时，国内模具企业在发展过程中也曝露出一些问题，一是规模偏小，二是技术偏低，三是涉及领域狭窄，四是对相关行业影响带动能力不大。综合以上因素，国内模具制造业总体效益还没有发挥出最好水平，其在国名经济中的基础性作用尚不明显。为了扭转以上情况，国内模具制造也要想在国际市场发挥更大影响，必须加强 . 专家分析，从 1997 年开始，随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长，中国国内模具市场的需求开始显著增长。虽然到 2006 年中国模具工业总产值已达 516亿元，但属“大路货” 的冲压模具、压铸模具等约占总量的 80。已经进入中国的少量外资模具企业开始生产各种高精大多功能模具，但目前仍供不应求。 目前中国汽车模具潜在市场十分巨大。质量好的冲压模具在汽车整车等行业供不应求；压铸模具在汽车零部件、装备制造业等行业需求激增；注塑模具在家用电器等行业买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 29 页 发展潜力也很大。另外，特种模具也有较大的发展前景。 （ 2）发展趋势分析 随着新兴学科的出现及材料加工学科与相关学科的交叉，必将促进板材成形技术更快的发展，对于板材，其总的发展趋势如下 1节能 节省能源已是新时期经济发展的一个重要课 题，也是板材成形的发展方向。其主要途径一个是在传统能源利用中，通过减低拘束系数、降低流动应力和减少接触面积等方法减少成形力；另一个途径就是新能源的开发利用。 2精密 “近净成形”技术可有效地减少后续加工，节省原材料，降低生产成本，已成为材料加工中的重点发展方向。 3柔性 为了满足未来社会产品多样化的需求和不确定的市场环境，柔性化成形技术将是一个重要的发展方向。柔性成形技术对产品变化有很强的适应性，可高效、低耗地满足多种产品的需求。 4绿色 随着制造业的发展，绿色环保将是材料成形技术面临的重 要课题。减少和消除成形过程中对环境的污染是绿色制造的主要内容之一。 5信息化、智能化 现代计算机技术、信息技术不但促进传统成形技术的发展，而且不断产生新的特种成形技术。计算机模拟仿真技术、 术在成形技术中的大量应买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 29 页 用已经使工艺设计、模具设计与制造更加科学化、自动化。变形预测、组织预测已经成为可能。成形技术已从“经验型”逐渐走向科学化、信息化和智能化。 网上相关报道较少，由于影响板料弯曲的因素多而复杂，因素之间还存在耦合关系，再加之产品品种繁多，因此理论解析十分 困难，长期依靠设计者的经验和反复试制。对板料弯曲的计算机辅助设计尚处于初级阶段，大多仅仅是经验公式计算机化的工作，可靠性低。而将有限元法这种解决工程技术问题的可靠工具引入板料弯曲的研究，可以高效且准确的分析成型过程、检验工模具、设计结果，大大降低工模具设计成本和风险。因此，采用有限元法模拟板料弯曲成形过程，并与计算机辅助工艺相结合构筑基于理论、经验和数值模拟的稳健计算机辅助专家系统是板料弯曲研究发展的趋势。 开关支 架 的设计 零件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 29 页 艺性分析 裁 件 的 材料 该产 品零件选用的材料为 08F 钢板 . 08F 是冲压用钢板中沸腾钢的一种牌号（中国称 08F，国际称 本称 国用 苏联用 08指的是沸腾钢 特性： 强度低和硬度、塑性、韧性好，易于深冲、拉延、弯曲和焊接。 用途： 钢板用作深冲压和深拉延的容器，如搪瓷制品、仪表板、汽车驾驶室盖板等。 圆买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 29 页 钢用作心部强度要求 不高的渗碳或氰化零件。 力学性能： 抗拉强度 b （ 295（ 30） 屈服强度 s （ 175（ 18） 伸长率 5 （ %）： 35 断面收缩率 （ %）： 60 硬度 ：未热处理， 131裁 件 的 尺寸精度 和表面粗糙度 从产品图可以看出 弯曲 面 有垂直度的要求， 表面 镀锌处理。 裁件 的形状 和尺寸 零件外形结构简单，由图可知，产品零件孔与孔之间的距离 c 大于 孔与零件边缘之间的壁厚 t(满足冲裁条件 。 定 该零件包括冲孔 ， 弯曲 和落料 三个基本工序，从工序可能的集中与分散，工序间的组合来看可以有 以 下几种方案： 先落料，再冲孔，后弯曲采用单工序模生产 落料 弯曲采用复合模生产 冲孔， 弯曲再落料（或切断） 采用级进模生产 方案模具结构简单，但需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工，生产效率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 29 页 较低，难以满足零件大批量生产的需求。如果使用单工序模则会使模具制造周期增长，不利于提高生产效率； 为了提高生产效率，主要采用复合冲裁和级进冲裁方式。由于该产品有 折弯要求，方案不能一次性保证孔与折弯边缘的距离。因此，采用方案既能满足尺寸精度 又能 高效生产 。 综上所述，采用方案一套级进模生产，可连续完成切边，冲孔，弯曲等工序 。生产效率高，易于实现自动化，操作 安全方便，适宜大批量生产，工件的精度也能满足要求。同时，采用自动送料装置，保证步距准确，提高效率 。 裁件 展开尺寸的计算 无圆角半径弯曲件 r展开长度一般根据弯曲前后体积相等的原则，考虑到弯曲圆角变形区以及相邻直边部分的变薄因素，采用经过修正的公式来进行计算 该冲裁件的展开图如图所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 29 页 裁件 的排样 设计多工位级进模时，首先要设计条料排样图，这是设计多工位级进模的主要依 据。条料的排样图一旦确定了，也就确定了以下几方面： 被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序 模具的工位数，及其作业内容 确定了被冲零件的式样单排、双排、多排方位正排、斜排等。并反应出材料的利用率 确定了模具步距的公称尺寸和定距方式 条料的宽度，条料纹向与送料方向的关系 条料载体的设计形式 基本上确定了模具的结构 多工位级进模条料设计得好坏，对模具设计的影响是很大的。排样图设计错误，会导致制造出的模具无法冲制零件。 一般在设计多工位级进模条料排样图时，要拿出多种排样方案，加以比较、归纳、综合 、最后得出一个最佳方案。多工位级进模条料排样图设计是否是最佳方案，首先要看工位分布是否合理；条料是否在连续冲压过程中畅通无阻；是否便于使用、制造、维修和刃磨；是否经济合理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 29 页 样图的设计 条料排样图直接关系到级进模设计，因此在设计排样图时，主要需考虑到以下几个因素。 送料方式：高速冲压的多工位级进模，用自动送料机构送料，用导正钉精确定距；手工送料则多用侧刃粗定距，用导正钉精确定距 冲压零件形状分析：每一个冲压 零 件都 有它的一些特点，因而在设计条料排样时，必须对这些特点加以分析、 研究。 模具的具体结 构和加工工艺性 ：在设计条料排样图的同时，必须考虑模具的具体结构， 要把每一个环节，每一个具体部分的装配关系，装配顺序，以至对每部分的加工方案等都要考虑全面。这样，设计出来的条料排样图才能够指导模具设计。 被加工材料：多工位级进模对被加工材料的要求都是很严格的。在设计排样图时，对材料的供料状态、被加工材料的机械性能、材料的厚度、条料宽度与材料纹向、材料利用率等都要给予全面考虑。 正确安排侧刃孔与导正钉孔： 导正钉孔与导正钉的位置的安排对于多工位级进模的精确定位是很关键的。 分段冲切过程零件形状连接方式的选择 ： 多工位级进模的分段切除的排样图，其连接方式基本上可以分为三种：即搭接、平接和切接。搭接最有利于保证冲件的连接质量，因此在分段切除过程中绝大部分都采用搭接连接方式。 载体：条料载体是条料在送料过程中，经过不断的冲切余料，条料内连接冲压零件运载前进的这部分材料称为条料载体。条料载体分为： 双侧载体、单侧载体和中间载体三个基本形式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 29 页 工位的确定与空位工位：在划分工位时，对零件要求比较高的部位，应尽量集中在一个工位一次冲压完成为好，以避免步距误差影响精度要求 。对于一个零件的两个弯曲部分有尺寸精度要求时，则弯曲部 分也应当在同一工位一次加工成形。这样不仅保证了尺寸精度，并且能够准确地保持成批零件加工后的一致性。在排样图中，增设空工位的目的是为了保证模具有足够的强度，确保模具的使用寿命，或是为了便于模具设置特殊结构 。 各种冲压工序在条料排样图设计中的顺序原则：在一般冷冲模设计中，各种冲压工序之间的顺序关系已形成一定规律。 但是在多工位级进模连续冲压时，常有一些不同之处，如果在设计条料排样图时，没有很好的掌握这些特点和内在关系，会使模具的设计与制造走弯路 ，甚至影响模具顺利冲制和冲压零件的质量。在本设计属于冲裁弯曲多工位级进模，应先冲切掉孔和弯曲部分的外形余料，在进行弯曲。 条料排样的主要内容： 对工序组排序； 排样设计应遵循的原则 多工位级进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点： 1)可制作冲压件展开毛坯样板 (3 5个 )，在图面上反复试排， 待初步方案确定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 29 页 后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排制件和载体分离。在安排工位时，要尽量避免冲小半孔，以防凸模受力不均而折断。 2)第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的工位设置导正销，也可在以后的工位中每隔 2 3 个工位设置导正销。第三工位根据冲压条料的定位精度，可设置送料步距的误送检测装置。 3)冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形 工序的影响而变形。对相对位置精度有较高要求的多孔，应考虑同步冲出，因模具强度的限制不能同步冲出时，后续冲孔应采取保证孔相对位置精度要求的措施。复杂的型孔，可分解为若干简单型孔分步冲出。 4)为提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度和保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。 5)成形方向的选择 (向上或向下 )要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。若有不同于冲床滑块冲程方向的冲压成形动作，可采用斜滑块、杠杆和摆块等机构来转换成形方向。 6)对弯曲和 拉深成形件，每一工位变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。对精度要求较高的成形件，应设置整形工位。 7)为避免 考虑先弯成 45，再弯成 90。 8)在级进拉深排样中，可应用拉深前切口、切槽等技术，以便材料的流动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 29 页 9)压筋一般安排在冲孔前，在凸包的中央有孔时，可先冲一小孔，压凸后再冲到要求的孔径，这样有利于材料的流动。 10)当级进成形工位数不是很多，制件的精度要求较高时，可采用压回条料的技术，即将凸模切 入料厚的 20 35%后，模具中的机构将被切制件反向压入条料内，再送到下一工位加工，但不能将制件完全脱离带料后再压入。 查冲压工艺与模具设