链板片冲压成形工艺及模具设计【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 目 录 1 绪 论 . 1 . 1 . 1 . 2 . 4 孔落料模具设计与制造方面 . 4 孔落料模具设计的设计思路 . 4 孔落料件模具设计的进度 . 4 2 制件 的工艺性分析 . 6 件的 工艺性 分析 . 6 的 外形 分析 . 6 . 6 裁件的尺寸精度和表面粗糙度 . 7 3 工艺方案的确定 . 8 4 主要工艺参数计算 . 9 . 9 . 9 . 10 . 10 . 10 件力及顶件了力的计算 . 10 . 11 . 12 . 12 孔）并确定其公差 . 12 5 模具总体设计 . 14 6 模具主要零部件的设计 . 15 . 15 . 15 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 凸凹模 ). 17 . 18 . 18 . 19 . 19 . 19 . 20 . 20 . 21 . 21 . 21 . 21 . 21 . 22 . 23 . 23 . 23 7 模具 闭合高度的确定 . 24 8 模具的 工作原理 . 25 9 结束语 . 26 致谢 . 27 参考文献 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 链板片冲孔落料模设计 摘 要 本设计题目为链板片冲孔落料模设计。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用冲压成型工艺及模具设计的基础知识，介绍了模具设计时要注意的要点， 并较多的考虑了模具结构 的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发，对链板片冲孔落料模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 行各重要零件的设计。 关键词： 冲压模 工艺分析 模具结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of s is is to of of as as to of so as to of of as as of in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周 期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 内模具的现状和发展趋势 内模具的现状 我国模具近年来发展很快，据不完全统计， 2003 年我国模具生产厂点约有 2万多家，从业人员约 50 多万人， 2004 年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满， 2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 美元，出口模具 别比 2003 年增长 18%、 进出口之比 2004年为 ，进出口相抵后的进净口达 净进口量较大的国家。 在 2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有 20 多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快； 三资 及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足 : 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极 的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二， 开发能力较差，经济效益欠佳 平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1万美元，国外模具工业发达国家大多是 15 20万美元，有的高达 25 30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低 。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的 工业调整发展。 模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。 虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面 : 1） 模具日趋大型化； 2）在模具设计制造中广泛应用 术； 3） 模具扫描及数字化系统； 4） 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6） 发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7） 模具的精度将越来越高； 8） 模具研磨抛光将自动化、智能化； 9） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10） 开发新的成形工艺和模具。 外模具的现状和发展趋势 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家 电和通讯器材等产品中， 60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600 650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中 ,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上；国外模具企业的组织形式是 大而专 、 大而精 。 2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了解到，德国有模具企业约 5000家。 2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中（ 员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和 于体制和资金等原因，引进设备不 配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多 15 20万美元，有的达到 25 30万美元。 国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，而我国才达到 45 板片冲孔落料件模具设计与制造 方面 板片冲孔落料件模具设计的设计思路 冲孔落料是冲压基本工序之一，它是利用冲裁模在压力机作用下，将平板坯料进行冲孔或落料的加工方法。一般情况下，一般精度的工件 高精度的工件采用 只有加强冲裁件基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲裁中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。 链板片冲孔落料件是最典型的冲裁件，其工作过程很简单就冲孔落料，可采 用单工序模、复合模具或级进模具，根据计算的结果和选用的标准模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 高度。导柱和导套的高度可根据凸模与凹模工作配合长度决定设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。 板片冲孔落料件模具设计的进度 用时间 20天； 用时间 5天； 用时间 30天； 4模具的调试所用时间 5天。 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，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 制件的工艺性分析 工件名称：链板片 生产批量：大批量 材料： 10 厚度： 件简图见图 1 图 1 制件图 该制件为链板片 ,所用材料为 10碳素结构钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。制件形较为简单 ,只有落料和冲孔两个工序，有 2 个 孔，孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求。工件的尺寸精度较低，只需要采用普通冲裁。 件的外形分析 裁件的孔边距与孔间距 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，其最小许可值当取：C (1 t=所以工件的尺寸符合上述要求。 裁件的尺寸精度和表面粗糙度 冲裁件上的未注公差等级定为 表确定工件尺寸如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 零件展开简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 工艺方案的确定 该零件包括：冲孔、落料两个基本工序，可有以下三种工艺方案供选择： 方案一、先落料后冲孔，采用单工序模生产。 方案二、落料 用复合模生产。 方案三、冲孔 用级进模生产。 对各种方案的分析 方案一、模具结构简单，但需要两道工序，两副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。 方案二、只需一副模具，冲压件的几何形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。 方案三、只需要一副模具，生产率也很高，但零件较大，钢板较薄，操作困难，故模具制造安装较复合模复杂。 通过以上三种方案的分析比较，并根据设计要求确定该工件的冲压生产采用方案二为佳，并选择倒装复合模。 4 主要工艺参数计算 样的设计与计算 根据工件的形状选，采用直排的形式。搭边和搭肩值一般是由经验确定的查表 a= 最小搭肩值为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3 排样草图 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：A=4= 查表 公式计算如下： (a)(60+2 以确定条料的宽度 63。 算材料的利用率 一个步距内的材料的利用率 =A/100% =（ 12 12 5 5+36 24） /（ 63 26） 100% =所以在不考虑料头、料尾和边余料等材料消耗的情况下材料的利用率为 而在考虑以上因素计算一张板料总的利用率时则需要根据证章板的长宽尺寸而定，在此省略不述。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压力的计算并初步选取压力机的吨位 裁力的计算 冲裁力的大小随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化，本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力 F=b 由查表而知工件材料的抗剪强度极限值 b 为 300N/ 材料厚度 冲孔冲裁力： 30615N 落料冲裁力： 256651N。 卸料力、推件力及顶件力的计算 卸料力是将废料或工件从凸凹模上刮下的力。而推件力是将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需的力。顶件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需的力。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所以在选择设备公称压力或设计冲裁的时候应分别予以考虑，影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、厚度、模具间隙、凹模洞口结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。现在按照下面的经验公式计算： 查表 件力和顶件力系数分别为： ：卸料力： P 落 = 256651 = 推件力： n n =h / t = 5/0 h:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=5（表 孔 *n=件力： = (30615+256651) =力机的公称压力的确定及冲压设备的选择 压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和 于本模具采用的是弹性卸料装置和下出料方式： 所以： P 落 +t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 =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%左右，即： z= 通过前面的设计知道，上模座厚度 为 25模垫板厚度 2定板厚度 5模长度 L 为 35模厚度 5模座厚度 为 60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 25255290178具闭合高度 178据前面初选的压力机，选择 10型压力机，其工作台尺寸为 710 1080大闭合高度为 480杆调节长度为 择10型压力机能满足使用要求。 查手册选择 力机的公称压力为： 100 滑块 固定行程 45 (最大闭合高度 )180 闭合高度调节量 35 (标准型 )工作台尺寸 (左右前后 )370 240 (标准型 )垫板尺寸 (厚度孔径 ) 35 170 (标准型 )模柄孔尺寸 : 30 55 最大倾斜角度： 35 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 /文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 000 130 480 710 1080 30 100 00 130 380 540 800 30 90 力中心的确定及相关计算 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致滑块的滑轨和模具的导向部分不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件的质量降低模具寿命甚至损坏模具。 由于冲裁件属于对称件，其压力中心 位于冲裁件轮廓图形的集合中心上。 作部分的尺寸计算 算凸凹模工作部分的尺寸（冲孔）并确定其公差 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，而小孔尺寸则是由冲孔得到。 查表 为模具的精度等级为 取 X = =表 A= T =核 ： A + T= A + T 因此，利用配做法制作来保证合理间隙，此处以冲孔凸模为基准模。 冲孔凸模磨损后，尺寸变小，属于 d 凸 =(B+X )0 = 上查表可得：落料凹模也由配做法可得，此处以落料凹模为基准模。 A 凹 = ()+ A 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 A 1凹 =（ + 0= 0 A 2凹 =（ + 0= 0 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，基本尺寸为 孔凹模的基本尺寸与凸模相同，基本尺寸分别为 用标注公差，但要在技术条件中注明：冲孔凹模的实际刃口尺寸与凸模配制；落料凸模的实际刃口尺寸与凹模配制，保证最小双面合理间隙值在 （查表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 模具总体设计 根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，且孔边距较大，可采用倒装复合模具，可直接利用压力机的打杆装置就行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模空洞中，应在凹模孔设置推件块 ;卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出 ;而冲孔废料则可以再下模座中开设通槽，使废料从孔洞中落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应具有压料的作用，应选用弹性卸料板来卸下条料废料。 因为是大批量生产，采用手动送料方式，从 右往左送料。 因该制件采用的是倒装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。 为确保零件的质量及稳定性，选用导柱，导套导向。由于该零件尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 模具主要零部件的设计 作零件的结构设计 由于零件较小，因此在这套模具中选用 料制作均可满足使用要求。 料凹模的设计 在本模具中采用螺钉和销钉将凹模直接固定在支撑件上 ,凹模刃口为直壁式 ,凹模采用销钉和螺钉固定时要保证螺钉 (或沉孔 )间、螺孔与销孔间及螺孔 与凹模刃壁间的距离不能太近 ,否则会影响模具的寿命。 凹模厚度 H=60=64 查表 k= 凹模壁厚 C=凹模厚度 H=14 ，凹模壁厚 C=9 模宽度 B=b+2c=42 标准值 B=125 凹模长度 L 取 125 确定凹模尺寸为 125 125 14 制草图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4落料凹模刃口部分尺寸 冲孔凸模的设计 冲孔凸模长度： L=z a 落料凹模厚度 0 所以 L=106+20=126 上靠标准取 126买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5冲孔凸模结构图 料凸模 (凸凹模 ) 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式。其总长 L= h3+h =60核凸凹的强度：查表 得倒装复合模最小壁厚为 实际最小壁厚为 凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 6落料凸模刃口部分尺寸 位零件的设计 在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。导料销一般设两个，并位于条料的同一侧。从左向右送料时，导料销装在右侧，从前先后送料时导料销装在左侧。导料销在本模具中直接 安装在凹模板上。在装配图中很容易看到。 挡料销同样起定位的作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定 条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在模具中广泛应用作定距。 向装置的设计 导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大，零件的要求较高，寿命要求较长的模具，一般都需要采用导向装置，本模具中应用导柱导套装置来完成导向 . 由于该零件尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架。 料装置的设计 在本模具中采用打杆推动连接推杆来完成打料动作，打杆穿过模柄凸露在模具的外面，当完成一次冲裁时压力机滑块回程，打杆与压力机的打料横杆相碰，打杆推动连接推 杆将卡在凸凹模的凹模孔内的圆形废料打下，当注意的是： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一：需要保证打杆在模柄内的顺利滑动，须间隙配合。 第二：需要保证连接推杆在凸凹模内的顺利滑动，须间隙配合。 料装置的设计 此套模具采用的是倒装复合模，因此弹性卸料板安装在下模。弹性卸料装置由卸料板，弹性元件，卸料螺钉等组成。弹性卸料装置在冲压时兼起压料作用，冲裁件质量较好，多用于冲裁薄料及表面平面度要求较高的零件。 料板的设计 弹性卸料板孔与凸模的单边间隙取（ t，在自由状态下弹性卸料板应高出凹模刃口面 外形尺寸一般等于或大于凹模尺寸。所以，选取卸料板尺寸为：12512510 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 7卸料板草图 料螺钉的设计 卸料螺钉通过下模座，下模垫板，凸凹模固定板，橡胶和卸料板，并将他们固定在一起。直接选用标准件 4 胶的设计 橡胶允许承受的负荷较大，且产生的弹性较为平稳，安装调整灵活方便，是冲裁模具中常用的弹性元件。卸料橡胶的设计计算 自由计算参照表 算结果为： 1 连接装置的设计 柄的设计 本模具属于中型模具 ,采用模柄将上模固定在压力机的滑块上。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的连接。 在本模具中选用旋入式模柄，通过螺纹与上模座连接并加螺丝防止转动。这种模柄可较好的保证轴线与上模座轴线垂直 ,适用与各种中、小型模具。 模柄材料通 常采用 ,在此选用 垂直度不应超过 00)。 定板的设计 将凸模或凹模按一定相对的位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板来固定。 固定板的厚度一般取凹模厚度的 ,其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同 ,需考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸凹模安装孔与凸凹模采用过渡配合H7/H7/装后将凸凹模端面和固定板一起磨平。现选用标准凸凹模固定板尺寸为 : 12512514 板的设计 垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座承受的单位压力，防止模座被局部压陷，影响凸模的正常工作。垫板的外形尺寸和模板相同，厚度取 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 钉与销钉的设计 螺钉和销钉都是标准件，设计模具是按标准选用即可，螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉，螺钉、销钉规格根据冲压力的大小、凹模厚度等确定。 架及组成零件的确定 架的选用 本模具选用由上模座 ,下模座 ,导柱 ,导套组成导柱模模架及其零件已经标准化，在此选用后侧导柱模架即可满足使用要求。 由凹模周界可以选取标准模架。 凹模周界 200=125合高度 70205术条件 :按 8050图所示。 座的确定 对于生产批量大、要求模具寿命高的模具，一般采用导柱、导套来保证上、下模的导向精度。导柱、导套在模具中主要起导向作用。导柱与导套之间采用间隙配合。根据冲压工序性质、冲压的精度及材料厚度等的不同，其配合间隙也稍微不同。因为本制件的厚度为 以采用 H7/ 本模中具选用标准模架，因在前述中确定了凹模尺寸为 125 125 14 ，根据标准确定下模座尺寸为 : 18018035 上模座尺寸为 1801900 柱 d/L/别为 20160套 d/L/别为 201542 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 模具闭合高度的确定