连接片冲裁级进模设计【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 共 25 页 第 1 页 连接片级进模设计 绪论 冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方式。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。 一、冲压的特点和应用 冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方式。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料和复合材料。 冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要，一般来说，不具备符合要求的冲模，冷 冲压就无法进行；先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。 但由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密集型产品，制造成本高。因而，冷冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。 综上所述，冷冲压与其它加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在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冷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。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造 、锻造、切削加工 方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工，大大提高的生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。 二、冷冲压模具模具在工业生产中的地位 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的轧制钢板或钢带为坏料，且在生 产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、质量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点 ，是其它 加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展的技术水平的提高，很买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 2 页 大程度上取决于模具工业的发展。 目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产率的质量。对于普通压力机，每台每分钟可生产几件到几十件冲压件，而高速冲床每分钟可生产数百件甚至上千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工，因而是一种节省能源、节省原材料的无（或少）切削加工方法。由于冷冲压 所用原材料多是表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公关由冲模来保证，所以产品尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好，可以加工成形状复杂的零件，小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。 三、冷冲压模具的历史发展与现状 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器烧制和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。 19 世纪，随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发展，模具开始得到广泛使用。第二次世界大战后，随着 世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电、车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在最前列，而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。 20 世纪 50 年代中期以前，模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，根据用户的要求，制作能满足产品要求的模具，但对所设计模具零件的机械性能缺乏了解。从 1955年到 1965年，人们通过对模具主要零件的机械性能和受力状况进行数学分析，对金属塑性加工工艺驻原理进行深入探讨，使得冲压技术得到迅猛发展。在此期间归纳出 的模具设计原则，使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化方向推进。进入 20 世纪 70年代，不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此期间日本以“模具加工精度进入微米级”而站到世界工业的最先列。从 20 世纪 70 年代中期至今，计算机逐渐进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域；辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 序（ 用于数控加 工中心和线切割编程）等工作，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计（ 计算机辅助制造（ 发展趋势是：继续发展几何图形系统，以满足复杂零件的模具的要求；在 基础上建立生产集成系统（ 开展塑性成形模拟技术（包括物理模拟和数学模拟）的研究，以提高工艺分析和模具 理论水平和实用性；开发智能数据库和分布式数据库，发展专家系统和智能 。 我国模具工业是 19 世纪末 20 世纪初随着军火和钟表业引进的压力机发展起买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 3 页 来 的。从那时到 20 世纪 50 年代初，模具多采用作坊式生产，凭工人经验，用简单的加工手段进行制造。在以后的几十年中，随着国民经济的大规模的发展，模具业进步很快。当时我国大量引进苏联的图纸、设备和先进经验，其水平不低于当时工业发达的国家。此后直到 20 世纪 70 年代末 ，由于错过了世界经济发展的在浪潮，我国的模具业没有跟上世界的步伐。 20 世纪 80 年代末，伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量进口和模具国产化的呼声日益高涨，我国先后引进了一批现代化的模具加工机床。在此基础上，参照已有的进口模具，我国成功地复制了一批替代品，如汽车覆盖件 模具等。模具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上了国际先进水平，但计算机应用方面仍然存在很大差距。 我国模具 术从 20 世纪 80 年代起步，长期处于低水平重复开发阶段，所用软件多为进口的图形软件、数据库软件、 件等，自主开发的软件缺乏通用性，商品化价值不高，对许多引进的 统缺乏二次开发，经济效益不显著。针对上述情况，国家有关部门制定了相关政策和措施。在国家产业政策和与之配套的一系列经济政策的支持和引导下，“九五”期间我国模具工业发展迅速，模具行业产业结构有了较大改善，模 具商业化水平提高了近 10 个百分点，中高档模具占模具总量的比例有了明显提高，模具进出口比例也逐步趋向合理。 我国模具工业起步晚、基础差、不总量来看，大型、精密、复杂、长寿命模具产需矛盾仍然十分突出。为了进一步振兴模具工业，国家有关部门进一步部署：全面分析我国模具工业的现状和差距提出发展思路以及政策措施。相信在下政府的大力支持下，通过本行业和相关行业企业以及广大模具工作者的共同努力，我国模具工业水平必将大大提高，为国家经济建设作出更大的贡献。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 4 页 第一章 工件分析 工件名称：连接片 工件简图：如 图 一 生产批量：中批量 材料厚度： 1 料： 一节 工艺分析 压件工艺性 分析： 此工件只有冲孔和落料两个工序 。 材料为 ,具有良好的冲压性能 ,适合总裁 。 工件结构比较简单 ,工件的尺寸大部分为自由公差 ,可看作 ,尺寸精度低 ,普通总裁完全能满足要求 。 压工艺方案的确定： 该工件包括冲孔和落料两个基本工序，可有以下三种方案： 方案一：先落料，后冲孔。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 级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件的壁厚较小，且孔距边缘尺寸也较小，模具强度差，制造难度大。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产方案三为佳。 第二节 主要设计计算 样方式的确定及计算： 由于该工件的外形为矩形，几何形状简单，拟采用有废料直排方式。排样图如图 二 所示。 图 一: 工 件 图买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 5 页 该模具拟采用单侧刃定距所以 : 条料宽度 : 1011 )2( 导料板的入端尺寸为： 11 导料板的出端尺寸为： 212 2 查表 2： a 5.1a 1n 查表 2： b c 查表 2： c 查表 2： 所以： B B 一个步距的材料的利用率：0000 81100 板材标准，宜选 500500 的钢板 ,每张钢板可剪裁为 8 张条料( ),每张条料可冲 111 个工件 。 故每张 钢板的材料利用率为 : 0081 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 6 页 第二章 模具有关计算 第一节 冲裁力的计算 压力的计算： 模具采用级进模，模具拟采用弹性卸料，下出件冲压力的相关计算如下： 冲裁力：查表 10 卸料力 : 查表 04.0 推件力 : T 8 得 K 冲压工艺总力 : 5 0 0 1 根据以上计算结果 ,冲压设备拟选 汇总以上计算得出表一 : 表一 :条料及冲压力的相关计算 项目分类 项目 公式 结果 备注 排样 冲裁件面积 A 1253A 2636查表 2查表 2查表 2c 查表 2 条料宽度 B 1011 )2( 8 步距 S s 一个步距内 00100 081买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 7 页 冲压力 冲裁力 F 查表 10 卸料力 查表 04.0推件力 T 8 查表 k 冲压总力 出件 第二节 压力中心的确定及相关计算 计算压力中心时 ,先画出凹模型口图 ,如图 3 所示 。 在图中将 标系建在 图示的对称线 上 ,将冲裁轮廓线按几何图形分解成51 共五组基本线段 ,用解析法求得该模具的压力中心 C 点的坐标为 ( 由于图中有一个对称图形 ,其重心在 y 轴上 ,所以只计算其重心距 y 轴的距离 ,有关计算见表二 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 8 页 表二 :压力中心数据表 。 基本要素 长度 L/基本要素压力中心坐标值 X Y L 5 62 L 3 L L 35 L 0 计 上计算结果可以看出 ,该项工件冲裁力不大 ,压力中心 偏移坐标原点 0 较小 ,为了便于模具的加工和装配 ,模具中心仍选在坐标原点 0。 若选用 点仍在压力模柄孔投影面积范围内 ,满足要求 。 第三节 工作零件刃口尺寸计算 : 在确定工件零件尺寸计算方法之前 ,首先要考虑工件的加工方法及模具装配方法 。 结合该模具特点 ,工作零件的形状相对简单 ,适宜采用配作法制造凸凹模 。 料部分刃口尺寸计算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 9 页 工件图 凹模磨损图图四 落料刃口尺寸计算首先查公差书表 2准公差数值表，确定每个未注公关尺寸的偏差如下： 0 画出凹模的磨损图，如图 四 (b)所示 ,以虚线表示刃口磨损后的轮廓 。 由图可看出 ,刃口磨损后 ,所有尺寸均增大 。 分类后的刃口尺寸如下 : 0 3 0 0 2 按 定各尺寸的补偿系数 5.0x 该工序为落料 ,只需 计算凹模刃口尺寸 ,各尺寸计算如下 : a ( 0 6 2 a ( a ( 查冲裁间隙表 该冲裁模初始合理双面冲裁间隙 Z 在凸模零件工件图上 ,注与凹模刃口尺寸对应的基本尺寸 ,不注公差 。 并在技术要求中注写“刃口尺寸按凹模实际尺寸配作 ,保证单边间隙 落料凹模、凸模的尺寸如图 六 所示 。 孔部分刃口尺寸计算 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 10 页 图 五 冲 孔 刃 口 尺 寸 计 算 先查公差书表 2准公差数值表 ,确定每个未注公差尺寸的偏差如下 : R 画出凸模刃口的磨损图 ,如图 五 (b)所示 。 以虚线表示刃口的轮廓 ,由图可看出刃口磨损后所有尺寸均减小 。 分类后的刃口尺寸 : 定各尺寸的补偿系数 5.0x 该工序为冲孔 ,只需计算凸模刃口尺寸 ,各尺寸的计算如下 : 0 m i ( 得该冲裁模初始合理双面冲裁间隙 : 模零件工件图上 ,注与凸模刃口尺寸对应的基本尺寸 ,不注公差 。 并在技术要求中注写“刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证单边间隙 冲 孔凸模和凹模的尺寸如图 七 所示 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 11 页 图 七 冲 孔 凸 模 和 凹 模 尺 寸第四节 卸料橡胶的计算 : 卸料橡胶的设计计算见表三 。 选用的两块橡胶板的厚度务必一致 ,不然会造成受力不均匀 ,运动产生歪斜 ,影响模具的正常工作 。 表三 :卸料橡胶的设计计算 。 项目 公式 结果 备注 卸料板工作行程 h 21 1h 为凸模凹进卸料板的高度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 12 页 2h 为凸模冲裁后进入凹模的深度橡胶工作行程 H 修 1修取 橡胶 自由高度自由H 自由取 h 为自由025 橡胶的预压缩量预H 0015一般自由预 1510( 0000 每个橡胶承受的载荷 1F 21 选用两个圆筒形橡胶 橡胶的外径 D 124 取 卸料螺钉为查表 2 校 核 橡 胶的 自由 高 由 满足要求 橡胶的安装高度安第五节 模具的总体设计 : 具类型的选择 : 由冲压工艺分析可知 ,采用级进冲压 ,所以模具类型为级进模 。 位主式的 选择 : 因为该模具采用的是条料 ,控制条料的送进方向采用导料板 ,无侧压装置 。 控制条料的送进步距采用侧刃定距 。 料和出件方式的选择 : 因为该工件料厚为 相对较薄 。 卸料力也比较小 ,故可采用弹性卸料 ,又因为是级进模生产 。 所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 13 页 向方式的选择 : 为了提高模具寿命和工件质量 ,方便安装调整 ,该级进模采用后侧导柱的导向方式 。 第六节 主要零 部件的设计 : 作零部件的结构设计 : 结合工件外并考虑加工 ,将落料凸模设计成直通式 ,采用线切割机床加工 ,1个 一个直径为 8 的销钉将凸模固定在凸模固定板上 。 其固定方式见图 八（ a）凸 的结构见图 八 (b)。 凸模的长度 : 01 卸安图 八 ( a ) : 凸 模 的 固 定 方 式买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 14 页 图 八 ( b ) : 落 料 凸 模 孔凸模 : 冲孔凸模采用 凸台 式 ,磨削 加工 。 冲孔 凸模结构见图 九 。 图 九 : 冲 孔 凸 模 模 : 凹模采用整体凹模 , 因为所冲的孔形状都较规则简单 ,各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工 ,安排凹模在模架上的位置时 ,要依据计算压力中心的数据 ,将压力中心与模柄中心重合 。 其轮廓尺寸计算如下 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 15 页 凹模厚度 : 2 查表 23 得 。 凹模壁厚 :取 5 凹模宽度 : 0 凹模 长度 : 25 (送料方向 ) 凹模轮廓尺寸为 280125 ,结构如图 十 所示 : 图 十 : 凹 模 结 构 简 位零件的结构设计 : 刃的设计 : 因为该工件结构简单 ,料厚较薄 ,所以采用平头侧刃 。 其结构见图 十一 。 淬硬装配后铆开磨平图 十 一 : 侧 刃 结 构 刃挡块的结构设计 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 16 页 侧刃挡块的结构如图 十二 。 图十二 料板的结构设计 : 导料板的内侧与条料接触 ,外侧与凹模齐平 ,导料板与条料之间的间隙取 样就可确定了导料板的宽度 ,导料板的厚度按表 择 。 导料板采用 45 钢制作 ,热处理硬度为 40螺钉和销钉固定在凹模板上 。 导料板的结构图如图十三 。 图 十 三 : 导 料 板 结 构 料部件的设计 : 料板的设计 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 17 页 卸 料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同 ,厚度为 20 卸 料板采用 45 钢制造 ,淬火硬度为 40 料螺钉的选用 : 卸料板上设置 4 个卸料螺钉 ,公称直径为 12纹部分为 010 。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。 架及其它零部件的设计 : 该模具采用后侧导柱模架 ,以凹模周界尺寸为依据 ,选择模架规格。 导柱 为 10020 ；导套 为 236520 上模座厚度 5上模上模垫板厚度 2垫固定板厚度 6固 ，下模 座厚度 0下模 那么，该模具的闭合高度： 37)23022501225(2 下模垫上模闭 式中： L 为凸模长度， 0 H 为凹模厚度， 2 2h 为凸模冲裁后进入凹模的深度， 2 可见该模具闭合设计小于所选压力机 最大装模高度 (160可以使用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 18 页 第三章 模具总装 具总装图 : 通过以上设计，可得到如装配图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上 模板、垫板、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 条料送进时采用侧刃定距。 它定距精度高、可靠，而且操作简单。 压设 备的选定 通过校核，选择开试双柱可倾压力机 满足要求。其主要技术参数如下： 公称压力： 400块行程： 40大闭合高度： 160大装模高度： 125作台尺寸（前后 左 右）： 280180柄孔尺寸（直径 深度）： 030 最大倾斜角度： 30 具零件加工工艺 本副冲裁模，模具零件加工的关键在工作零件、固定板及卸料板，若采用线切割加工技术，这些零件的加工变变得相对简单。 具的装配 根据级进模装配要点 ,选凹模作为装配基准件 ,先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修 。具体装配如下所示。 模的装配： 先将导料板和凹模板用销钉固定在一起，再把导料板和凹模板一起用螺钉固定在下模座上。 模的装配： 先将模柄装入上模座，再将凸模固定在凸模固定板上，然后和垫板一起固定在上模座上，再装上卸料橡胶和卸料板，最后穿入卸料螺钉。上下模闭合。 具的装配技术要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 19 页 （ 1）模架精度就符合标准（ 8050模模架技术条件、 8071模模架精度检查）规定。模具的闭合高度应 符合图纸的规定要求。 （ 2）装配好的冲模，上模沿导柱上、下滑动应平稳、可靠。 （ 3）凸、凹模间的间隙应符合图纸规定的要求，分布均匀。凸模或凹模的工作行程符合技术条件的规定。 （ 4）紧固件装配应可靠螺栓螺纺旋入长度在钢件连接时应不小于螺栓的直径；销钉与每个零件的配合长度应大于 销钉直径；螺栓和销钉的端面不应露出上、下模座等零件的表面。 （ 5）落料孔就畅通无阻，保证制件或废料能自由排出。 （ 6） 模具应在生产的条件下进行实验，冲出的制件应符合设计要求。 （ 7） 落料、冲孔的凹模刃口高度，按设计要求制 造。 （ 8） 冲模所有活动部分应平稳灵活，各紧固用的螺钉、销钉不得松动，并保 证螺钉和销钉的端面不突出上下模表面。 （ 9）各 个卸料螺钉沉孔深度保证一致，卸料螺钉、的长度应保证一致。 （ 10） 冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定 具的调试 模具按图样技术要求加工与装配后，必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲压生产。通过试冲可以发现模具设计制造中的缺陷，找出产生原因，对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲，直到模具能正常工作。 模具调试的要点： 1 模具应与冲压设备配合好，保证模具应有的闭合高度和开启度。 2 柱、导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。 3 凸、凹模刃口的调试。冲裁刃口锋利，间隙均匀。 4 位要准确、可靠。 5 料及出件要畅通，不能有卡住的现象。 具的工作过程 模具上模部分通过模柄安装在压力机滑块上，下模部分通过螺栓、压板安装在压力机的工作台面上。模具的下模部分设有 侧刃 ，用于条料送进时定位，控制送料步距离。条料送给，上模 随压力机的滑块一起下行，先完成 冲孔 ， 再落料 。完成一次冲压后，上模随压力机的滑块一起上行， 卸料板 在 卸料橡胶 的作用下，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 20 页 将 条料 从 冲孔 凸模上顶 掉 ，使工件 顺册模的漏料孔落下。 表四 整体凹模加工工艺卡 工序号 工序号名称 工序内容 工序简图（示意图） 1 备料 将毛坯锻成长方体体30100135 2 热处理 退火 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 21 页 3 粗刨 刨六面达到 2692126 ，互为直角 4 热处理 调质 5 磨平面 磨六面，互为直角 6 钳工划线 划出各孔位置线，型孔轮廓线 7 铣漏料孔 达到设计要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 22 页 8 加工螺钉、销钉孔 按位置加工螺钉、销钉孔 9 热处理 按热处理工艺，淬火回火达到6010 磨平面 精磨上、下平面 11 线切割 按图切割型孔达到尺寸要求 12 钳工精修 全面达到设计要求 13 检验 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 25 页 第 23 页 结论 经过了一段时间的学习和工作 ,我完成了连接片级进模的设计 再到论文文章的完成 ,每走一步对我来说都是新的经历和挑战 在这 段时间里 ,我学到了很多知识 ,也感受很多 无头绪，经过这次的学习与实践我已掌握了设计模具的基本知识，在模具设计上不再是无头绪了，知道了该从什么地方下手，该怎么样做。在对 冷冲模设计相关技术很不了解的状态下，我开始了独立的学习，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己的设计一步步完善起来，条理逐步的清晰，每一次的改进都是我学习的收获。 通过这次设计使我树立了良好的项目设计思路：看到项目，首先要分析项目的可行性，如果项目可行，则可进行项目的方案论证，从中找出 最优的设计方案，在列好