连接片的冲裁工艺及模具设计（含全套CAD图纸）【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 - 1 - 1 绪论 大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快 对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期， 中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的 改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“ 三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集 中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导 老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 2 零件的工艺性分析 工件名称：连接垫片 生产批量： 大批量 材料： 厚度： 1 零件图 件的总体分析 该零件形状简单、对称，是有圆弧和直线组成的。 具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能，能够进行一般的冲压加工。零件形状较为复杂，采用圆弧过渡，但零件对称分布，有冲孔、落料两个工序特征。 形落料的工艺性 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 连接垫片属于中等尺寸零件，料厚 形较为复杂，采用圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，尺寸精度要求一般。 孔的工艺性 有两个 9 的孔， 冲裁件内外形所能达到的经济精度为 ，孔中心与边缘距离尺寸公差为 裁件的孔边距和孔间距 为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小。 【 1】 其最小许可值当取： C (1 1.5)t。根据工件的尺寸可得 t=以工件的尺寸符合要求。 冲孔时因凸模强度限制孔的尺寸不 应太小，否则凸模易折断，1】 知，工件上孔的直径大于或等于 的料度即 。由任务书零件图易于看出工件的尺寸符合要求。 寸精度 图示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按惯例取 ，尺寸精度较低，符合一般冲压的经济精度要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 3 工艺方案的确定 该零件所需的冲压工序为落料和冲孔，可拟定出以下三种工艺方案： 方案一：用简单模分两次加工，既落料 冲孔。 方 案二：冲孔、落料复合模。 方案三：冲孔、落料级进模。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。 该零件 9 的孔与外缘之间的最小距离 (7.5 9 两孔的最小距离 (3.5 于此零件要求的最小壁厚 (1.0 可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模。复合模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，尽管模具结构比较复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。级进模虽生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲压件的行 位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二的复合模为佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 4 排样设计与计算 设计复合模时，首先要设计条料排样图。根据工件的形状选择有废料排样，且为直排的形式，虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样，但工件的精度高，且易于保证工件外形的圆角。 定搭边与搭肩值 搭边和搭肩值一般是由经验确定的，查表查表冲压工艺及模具设计。取最小搭边值为 小搭肩值 以根据实际经验取搭边值为 2 肩值为 3 定零件的排样方案 设计模具时，条料的排样很重要。 分析零件形状可知，确定排样方案：条料从右至左送进，落料凸模的冲压力比较均匀，零件形状精度容易保证排样如图 2 所示。 图 2 排样方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 算送料步距和条料的宽度 按如上排样方式，并根据工件的尺寸确定送料步距为搭肩值与工件宽度之和。 即 :宽度 :B=66+2 2=70距： S=2437算材料的利用率 根据一般的市场供应情况 ，原材料选用 10002000冷轧薄钢板，每块可剪成 702000格的条料 14 条 . 计算冲压件毛坯的面积： A=(17 18+2 12 12)=1282 材料利用率通用公式 【 1】 100%式中 A 一个冲裁剪的面积 2 n 一个步距内的冲裁件数量。 B 条料宽度 2 S 步距 材料利用率： =100% =1282/（ 70 27） 100% =68% 5 计算冲压力和初选压力机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 裁工序总力的计算 由工件结构和前面所定的冲压方案可知，本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模不均匀和 波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响。本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力 P 按下式计算：式中 P 冲裁力（ 。 K 系数，一般取 L 冲裁件剪切周边长度（ t 冲裁件材料厚度（ 被冲材料的抗剪强度。 上式中抗剪强度 与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询，为方便计算，可取材料的， 冲裁力表达式 又可表示为： 3 t L落料力： F 落 =b =165 1 450=孔力： F 孔 = b =1 450 = 推 推件力系数 ,由手册查得 K 推 =n 同时卡在凹模的工件 (或废料 )数 ,其中 n=h/t h 凹模刃部直壁洞口高度（ t 料厚 ( 查手册 【 5】 表 得和 h=7 n=7/1 7 推件力： F 推 = F 孔 =7 表 1】 卸料力系数 K 卸 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 卸料力： F 卸 =K 卸 F 落 =冲压力为： F 总 =F 落 +2F 孔 +F 推 +F 卸 = 了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大 30%，既 F 总 =F 总 =选压力机 压力机的公称压力必须大于或等于工序总力。 查手册 【 2 】 初选开式可倾 压力机参数初选压力机型号为 表一。 表一 所选择压力机的相关参数 型号 公 称 压力 /块行程/ 大 封闭 高 度/ 作 台 尺寸 /倾斜角/。 封闭高度调节量 /2350 65 270 370 560 30 55 60 70 205 300 450 35 45 定压力中心 零件外形为对称件，所以压力中心位于冲裁件轮廓图形的几何中心上。 6 模具结构形式的选择 具 类型的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 由冲压工艺分析可知，采用倒装复合冲压，所以模具类型为倒装复合模。 位方式的选择 因为该模具采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。 向方式的选择 为了提高模具寿命和工作质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。 料方式 该模具采用倒装结构，冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下。工件厚度为 厚相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。 料方式 采用手动送料。 7 模具工作零部件刃口尺寸的计算 该零件属于无 特殊要求的一般冲孔落料件，外形尺寸由落料获得，小孔尺寸则由冲孔得到。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 查表 间隙值： 孔 2 9、凹模刃口尺寸的计算 由于制件结构简单、精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸凹模，其凸凹模刃口尺寸计算如下： 查表 凸凹模制造公差：凸=凹=核： 10=凸+凹=满足 凸+凹的条件 查表 ： 的磨损系数 x=式（ x） 0 9+mm 凹0=(形落料凸模、凹模刃口尺寸的计 算 此落料件为形状较为复杂的零件，所以利用凸凹模配作法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。 以落料凹模为基准件，由公差表查得工件个尺寸的公差等，确定 x 采用配作法，计算凹模的刃口尺寸，首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情况，然后分别按不同的计算公式计算。 a、凹模磨损后会增大的尺寸 第一类尺寸： 14m a x 0() x b、凹模磨损后会减小的尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 第二类尺寸：0m a x 14() x c、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸 C 第三类尺寸：m i n 1( 0 . 5 ) 8 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 : 当以凹模为基准件时 ,凹模磨损后 ,刃口部分尺寸增大 ,因此应属于 工 件 图 中 未 标 注 公 差 尺 寸 ,查 相 关 文 献 得 其 极 限 偏 差 : 查表 磨损系数 X 为 :当 X ,X= X ,X=公式 )+ /04 =(+8 凹 =(+ 落料凸模的基本尺寸与凹模相同 ,分别是 必标注公差 ,但要在技 术要求中注明 :凸模的实际刃口尺寸与落料凸模配制 ,保证最小双面合理间隙值 凹模磨损后其尺寸大小不变 . 工件图中未标注公差尺寸 ,查相关文献得其极限偏差 : 42+公式 /2)+ /8 42 凹 =()+=42+ 模具主要零部件设计 作零部件的结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 料凹模的设计 凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。 安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中 心的数据，使压力中心与模柄中心重合。 整体式凹模装于上模座上 , 凹模高度可按经验公式计算，即 凹模高度 H=模壁厚 C=(2)H 式中： b 不小于 15 指刃口至凹模外形边缘的距离 K=系数（查表 2 40【 5】 K= 凹模高度 H=669 凹模壁厚 C=19模的外形尺寸的确定：凹模外形长度 L=(75+2 28.5)30模外形宽度 B=（ 45+2 5模整体尺寸标准化： 取为 1329030模上螺孔到凹模外缘的距离一般取（ d, 图 5 凹模上的螺孔设计与选用 d 为螺孔的距离，由于凹模厚度为 30以根据表 2】 查得螺孔选用 2 螺钉固定在上模座。故选用如图 5 。 螺孔到凹模外 缘的最小距离 【 6】 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 12=18mm 12 模上螺孔到销孔的距离一般取 b2d,加上凹模板的设计，所以 4。 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板 132 90 30（ 【 6】 孔凸模的设计 （ 1） 冲孔 9 凸模设计 为了增加凸模的强度与刚度，凸模应做成台阶式凸模。如下图所示。所以选用 a 形圆凸模，凸模固定板厚度 取凹模厚度的 ，故取凸模固定板厚度为 24凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，其凸模长度用下列公式计算： L=h1+h2+h3+h 式中 L 凸模长度， mm 凸模固定板高度， mm 卸料板高度， mm 导料板高度， mm h 附加高度，一般取 1520=h 凸 模 固 定 板 +h 落 料 凹 模 =（ 25+30） 5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 图 6 凸模 9 凸模强度校核：经查有关文献 得 料的抗剪强度为 =412模材料选用优质碳素工具钢（淬火），其直径为 d=模材料的许用压应力【 y】 =1800据公式（ 【 800 = 因为 d=： d由于此凸模长度较短，无需对此凸模进行弯曲应力校核，强度足够，冲裁时凸模进入凹模刃口 1 凸模固定板材料可用 45 钢，结构形式和尺寸规格见手册 【 5】 表 32 90 24。 凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 模。根据整体模具的结构设计需要，凸凹模的结构简图应如下图所示。确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心 的数据，使压力中心与模柄中心重合。 校核凸凹模的强度：查表 凸凹模的最小壁厚为 实际最小壁厚为 符合强度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双面间隙为 凹模上孔中心与边缘距离尺寸 10公差，应比零件所标注的精度高 3，既为（ 10 图 8 凸凹模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 位装置的设计与标准化 【 6】 料销及导料销的设计与标准化 由设计结构可得该套模具所用挡料销与导料销的规格尺寸一样，根据手册 【 4】 选用。 型号： 8料为 45 钢的圆柱挡料销 ,硬度 43 48 挡料销与导料销位置的确定 由模具整体结构设计，导料销及导料销都应通过卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具闭合状态下，应高出卸料板 31】 。 料销位置的确定 导料销位于条料的同一侧，采用从右向左的送料方式，送料的方向导料销应装在后侧。 料装置的设计及标准化 【 7】 性卸料板的结构形式 模具采用倒装结构，选用手册 【 6】 图 7 7（ b）的卸料板形式。由 表7 8 查得弹性卸料板厚度为 12模具时卸料板孔与凸凹模得单边间隙为 模具开启状态，卸料板应高出模具凸凹模工作刃口 便顺利卸料，卸料板的工作行程为 料螺钉的选用 采用圆柱头卸料螺钉 45 钢，热处理硬度 35 45格 80 卸料板橡胶设计 卸料板橡交设计 计算表一。选用 4 块橡胶的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，影响模具的正常工作。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 表二 卸料板橡胶的设计 项目 公 式 结果 备注 卸料板的工作行程 h 工 H=h+h 为 凸 模 凹 进 卸料板的高度 1mm 模冲裁后进入凹模的深度 橡胶的工作行程 H 工 H 工 =h 工 +h 修 .7 mm h 修 为凸模修模量 橡胶的自由高度 H 自由 H 自由 =4 h 工 H 工 为 H 自由 高度的 25% 橡胶的预压缩量 H 预 H 预 =15%H 自由 般 H 预 =（ 10%15%） H 自由 每个橡胶承受的载荷 F 卸 /4 350 N 选用 4 个圆筒形橡胶 橡胶的外径 D D=)/1( 此 为 圆 筒 的 内径，取 d=,P=核橡胶的高度 由 满足要求 橡胶的安装高度 H 按 H 安 =H 自由 H 预 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 聚氨酯橡胶：表 8 47 聚氨酯橡胶尺寸（冷冲压模具设计指导）也可选标准件： D=35 d= H=40 由表 8 50 查得内孔 d 与相应的卸料螺钉尺寸 d=用螺钉 d=8（ 90） 注螺钉长度 L 需视模具结构要求而定。 件装置的设计与标准化 性推件装置的设计与标准化 本套模具的推件装置所需推件力大，且为了推件平稳可靠，应采用刚性推件装置。其结构形式见手册 【 5】 件块的设计 本推件块的端面外形应跟落料凹模的刃口形状一致，整体外形应设计成台阶式以便与凹模配合完成推件，而在冲裁时不致与把推件块推出滑到模外。推件块在自由状态下应高出凹模面 推件块和凹模的配合：由于外形件的相对尺寸较大，外形形 状相对复杂，所以推件内形与凹模为间隙配合 H8/荐外形与凹模为非配合关系，属内导向。 板的设计 由推出结构需要，推板适宜选用三角形即手册的 C 型（ 杆的设计 打杆选用带肩 A 型打杆与推板配合以起到平稳推件作用。 其材料 45 钢 热处理硬度 43 48规格： 90 撑固定零件的设计与标准化 【 6】 由凹模周 界 L 160=125 卸料板的外 形尺寸 ，材 料选 为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - I 级精度的后侧导柱模架。技术要求按 8070 1995 的规定。 架的选用 上模座标记： 240 185 40 模座标记： 240 185 40 柄标记： 0 100 81（见于手册 5） 板的设计 【 6】 在本模具采用的弹性卸料装置中，上模座中设有推板等零件的装置和让位空间，会使的其厚度变薄，影响其抗压强度，所以应设一块垫板。其规格根据凹模外形尺寸选取 1329012 向零件的设计与标准化 【 6】 本组模具采用的是后侧导柱模座只需两对相同型号的导柱导套。本模具冲裁间隙小应按 H6/合，材料选用 20 度 58 62技术要求按 8070 1995 的规定。 导柱标记： 25 150 套标记： 25 90 38 固零件的设计与标准化 【 6】 本模具采用螺钉固定，销钉定位。其具体数据如下： 内六角圆柱头螺钉标记 :7001107 60 销钉标记： 12 100 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 21 - 9 冲压设备的的选用 通过前面的设计知道，上模座厚度 为 40模垫板厚度 模固定板厚度 4模长度 L 为 54模厚度 模座厚度 为 40模冲裁后进入凹模的深度2 该模具的闭合高度： H=h 上 模 座 +h 垫板 +h 凸 模 固 定 板 +h 落 料 凹 模 +t+h 卸 料 板 +h 橡胶 +h 下 模 座 40245400198具闭合高度 198据前面初选的压力机，选择 25 型压力机，其工作台尺寸为 370 560大闭合高度为 择 25 型压力机能满足使用要求。 其主要技术参数如下： 公称压力： 250块行程： 65大闭合高度： 270 合高度调节量： 55 块中心线到床身距离： 200作台尺寸： 370 560作台孔尺寸： 200 290 柄孔尺寸： 40 60板厚度： 60 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 22 - 10 模具总装图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 23 - 图 10 装配图 1. 下模座 2. 卸料螺钉 3. 导柱 4. 凸凹模固定板 5. 橡胶 6. 导料销 7. 落料凹模 8. 导套 9. 螺钉 10. 上模座 11. 打杆 12. 模柄 4. 垫板15. 凸模固定板 16. 凸模 17. 推件块 18. 卸料板 19. 凸凹模 20. 销钉 21. 螺钉 22. 挡料销 由以上设计，可得到模具的总装图（装配图见附图）。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模固定板、凹模板、推件 块等组成。推件方式由刚性推件装置凭借压力机的压力来完成废料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡皮为弹性元件。 其工作过程是：条料在送进模具时由挡料销限位，导料销导向，使得条料精确定位。模具在工作时，上模部分随压力机下行，当上模部分与条料接触时，卸料板起压料作用与凹模一起作用将条料压紧随上模下行，压力机滑块继续下行冲孔凸模进入凸凹模在压力及刃口作用下完成冲裁。 压力机滑块回程，上模部分跟着一起上行，在打料杆等一系列推件装置的作用下将制件推出凹模腔内，冲孔废料从凸凹模型孔内 落下，与此同时卸料板在弹簧恢复的作用下也将条料从凸凹模上拨落下来，完成卸料，卸料装置复位。条料再送进一个步距等待下一次回程冲裁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 24 - 结束语 连接垫片属于形状较为简单的冲压件，分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定本制件的排样方案及冲裁力，然后选取合适的压力机。本设计主要的设计要点是工件为外形是圆弧过渡， 工件为对称件，所以压力中心使在工件的中心上压力中心与压力机的滑块中心相重合。最后根据上面的设计绘出模具的总装图。 毕业设计是大学三年学习中的最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技 能的综合运用和检验。随着我国经济