啤酒瓶开瓶器冲裁落料模模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

摘  要  本论文应 用 所学 专业 理论 课程和生产实际知识进行 了 冷冲压模具设计工作的实际训练 ， 从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容 。通过设计与制造， 掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能 ， 懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了 相应工程设计 规范和标准，同时 对 相关的课程 进行 了全面的复习， 使独立思考 能力有了提高。 本设计 采用落料冲裁 级进 模，能较好地实现落料及落料件的修边，模具设计制造简便易行。落料冲裁效果 好，能极大地提高生产效率 。在设计中因 落料冲裁凹模设计较为重要，充分考虑 到 其落料冲裁模口形状，否则易影响落料冲裁件的形状。而且要考虑到修模的方便，因此 在设计中 采用了镶块，即使是凹模出现问题需要修理，可以在很短的时间内替换损坏的镶块，为再次投入生产节约时间，能提高生产效率。主要工序包括： a 冲孔， b 冲裁， c 落料。本设计分别论述了产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模板及 主要零件设计，模具装配 等问题。 本设计的内容是 确定复合模内型和结构形式以及工艺性 ， 绘制模具总图和非标准件零件图 。  关键词：冷冲压，冲裁，落料，                                        2 前    言  随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节 ,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有 了 基本的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。  毕业设计的主要目的有两个：  一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用工程软件进行模具设计。  二是掌握模具设计方法和步骤 ,了解模具的加工工艺过程。  本文是落料冲裁 级进 模设计说明书，结合模具 的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化 ,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。  本文在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助 ,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生 ,理论水平有限，实践经验不足， 说明 书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师批评指正。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目录  摘要        1设计课题及任务书 5 1 1 设计课题 5 1 2  设计任务书   6 2  工艺方案分析及确定   6 2 1 工 件的工艺分析   7 2 2 工艺方案的确定   7 2 3 排样图的确定   8 3 工 艺设计与计算   10 3 1 冲裁的方式与冲压力的计算   10 3 2 计算各主要零件的尺寸   12 4 附录   17 4 1 非标准件明细表   17 4 2 标准件明细表   17 5图纸  参考文献    致谢                                       4 1 设计课题及设计任务书  1 1 设  计  课  题  啤酒瓶开瓶器级进模  题来源：  与系部相关人员及指导教师探讨，设计一套 开瓶器级进 模并制造出实物， 将啤酒瓶开瓶器 用以 系部给参观人员发放礼品 之用功 。  题研究的目的与 基本要求 ：  目的 ：  1） 用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一项冷冲模设计 与制造的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。  2） 扩充“冷冲模设计”课程所学内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。  3） 掌 握冷冲压模具设计的基本知识。如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。  基本要求：  1） 达 到课题研究的目的所提的要求。  2） 重点放在实际生产中，即亲自 参 与模具的跟踪生产，熟悉自己所设计模具的工艺和生产 全过程。  3） 以生产者的身份来设计模具；为求所设计模具适合在所在设备条件下生产，即要综合生产实际，又要满足生产要求，更要提高生产效率和经济效益。  4） 在生产实际中，能熟悉掌握制造模具的设备的使用。课题研究已具备的条件（包括实验室，主要仪器设备）  工 设备：  1 电火花线切割机床  2 铣床                                                                       3 磨床  4 数控加工中 心     5 钻床   6 划线尺、平台、半规尺、游标卡尺  以上设备主要参照本系现有加工设备，对于一些需外发加工的工艺设备，未标注在内。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 计任务书  本设计为 啤酒瓶开瓶器 的落料 提供工件图，设计数据需经实体测绘得出。因此测绘数据的准确度将直接影响模具的设计精度及工件制造质量。为保证工件及模具设计质量，测绘应严格选用合适的测量器具及测量方法 ， 设计工件如图  图 术要求：  为落料件，材料 选用 冷轧钢板 ，厚度 为 2 差按 制造。  边等均需去除。                                       6 件的工艺分析  冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般 来 讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等 是确定 冲裁件工艺实应性的主要因素。根据 这一要求对该零件进行工艺分析。  零件 无 尺寸公差要求，故按 选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该件外形 简单 ，形状规则，适于冲裁加工。材料为 冷轧钢板 ，厚度为2 不再需对零件进行结构改进。   艺方案的确定  确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案 ， 应 进行全面的 工艺分析分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个 最佳 的 合理冲压工艺方案。  根据本 零件的工艺分析 ， 按 尺寸公差 制造，生产纲领为每日加工 2万。为提高加工效率，故 采用 级进模 或 复合模 。  分析 ：  方案一： 级进模 比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。 当 小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工 。  方案二： 复合模 也 比单工序模生产率高， 复合模可在压力机的一次行程内，完成落料，冲孔两道工序，并且在这 两道工序过程中不需进给材料。由于不受送料误差的影响，内外形相对位置及各件尺寸的一致性非常好，制件精度可达 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 级，冲模结构紧凑，面积较小。 但加工成本较高。 本设计产品材料 厚 2裁力大，对模具结构和冲压过程有很高的要求 ，并且复合模制造过程复杂，不适合在现有条件下进行制造。  工艺方案的确定： 该零件属于中小批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度 较 高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用 级进 模 。 该 方案 ，模具制造周期短， 性 格 比较高 ，工人操作安全，方便可靠 。  样的确定  在冲压生产中，节约金属和减少 废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。  裁件的排样  排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。  根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。  考虑到该制件的生产纲领与加工条件，采用条料加工有 余料的排样 。 排样 图见下图：                                       8 料利用率  衡量材料经济利用的指标是材料利用率 。  一个进距内的 材料利用率为  = %100* n（  式中     A 冲裁件面积（包括冲出小孔在内） （ ；  n 一个进距内的冲件数目；  B 条料宽度 （ ；  h 进距 （ . 一张板料上总的材料利用率 为：    = %1 0 0*式中     N 一张板料上的冲件总数目；   L 板料长度（   A 板料宽度（   A 板料宽度（    = %1 0 0*44*1 8 4 9 1 8 4 9*36=边  排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。  搭边数值取决于以下因素：   工 件的尺寸和形状。   材料的硬度和厚度。   排样的形式（直排、斜排、对排等）。   条料的送料方法（是否有侧压板）。   挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 般是由经验再经过简单计算确定的。  查表 2 18 得搭边值：    a=8  0    （ 冷冲模具设计指导）  取 搭边值 为 ： a=8  0 冲裁方式与冲压力的计算  裁方式与冲压力的计算 ：  当一次冲裁完成以后，为了能够顺利地进行下一次冲裁，必须适时的解决出件、卸料及排除废料等问题。选取的冲裁方式不同时，出件、卸料及排除废料的形式也就不同。因此冲裁方式将直接决定冲裁模的结构形式，并影响冲裁件的质量。  冲裁 力 的计算  计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。则冲裁力可按下式计算：  F=             (式中， A 为剪切断面面积， 为板料的抗剪强度。  考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为 取抗剪强度为抗拉强度 ，于是在生产中冲裁力便可按下式计算：  F=                  （  式中     L - 冲裁轮廓的总长度 (   b _板料的抗拉强度 (  经查 资料 取 b=300      （冲压工艺与模具设计）  将相应数据代入， 得 冲裁力 为：  F=300=190296N                                        10 料力、推料力和顶件力的计算  由于影响卸料力、推加力和顶件力的因素很多，无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式计算：  1F   (N)    （  2(N)    （  3F   (N)    （  式中     分别为卸料力、推加力和顶件力 ；     分别为卸料力系数、推加力系数和顶件力系数，其值  见表 1-1 n 同时卡在凹模孔内的工件或废料数， n=h/t  h 为凹模直刃高度 ， t 为板厚；  F 冲裁力 （ N）， 按式 （ 计算。  如表 得   料力 1F=190296 件力 290296 n=9900 n=118935N 3F=90296= 料种类  板料厚度 /1 3 钢  铜、紫铜    、铝合金   文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11  裁力的计算  固定卸料顺出件时的总冲压  ：  +                 (根据 工 件的要求已及对模具的要求 ，故 选用卸料顺出件的总冲压力为 ( 90296 118935=309231N 根据 压力 , 初选 压力机型号为  公称压力为 40力机公称压力 能满足冲载需要。  模结构设计  考虑本成品零件的结构形状 ,本凹模 采用矩形凹模 ,其材料和凸模一样为  处理 后 的硬度为 60内形尺寸即半成品的外形 。  凹模高度 h=25模外形尺寸  长度  L=230  宽度 R=190于在本套模具中设计中采用镶块，因此在凹模设计的同时要考虑到镶块的形状与尺寸，在设计时，要考虑到镶块与凹模板的衔接尺寸不宜过大或过小，过大降低了凹模板的承受能力，在使用中易发生拉裂凹模板的情况，过小 会降低镶块的使用寿命，且经常修模会大大提高产品的成本，降低了生产效率，而且要考虑到镶块与凹模板的衔接形状，使得镶块与凹 模板能完全结合，且固定效果好。在查阅相关资料 后设计 镶块形状如下图 。                                       12 算凸、凹模的工作部分的尺寸  凸、凹模间隙值的确定：  凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大的影响 ,所以应选择合理的间隙。冲裁间隙主要按制件质量要求，根据经验数字来采用，此工件的公差要求不高，可采用较大公差。  查表 2                  为 非圆形比圆形间隙大， 针对本 工件的 冲件精度低于 ，断面无特殊要求 ， 所以  取                  Z= ） 考虑落料和冲孔的区别，落料 件 的尺寸 取 决于 凹 模，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。  （ ） 考虑到 刃口的磨损对冲件尺寸的影响，凸凹模应取接尽冲裁件的最大极限尺寸。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 凹模选材，热处理及加工工艺过程  该零件是完成制件外形的工作零件，内表面的加工用实配法。保证双面间隙为 间。该零件的形状简单，外成形表面精加工可以采用电火花线切割，成形磨削，连续磨削的方法 。  根据一般 工厂的加工设备 条件，可以采用以下两个方案 ：    备料 退火 铣各面 磨侧面及上下表面 钳工划线 半精加工 热处理 研磨内孔 成形磨削外形。    备料 退火 铣各面 磨侧面及上下表面 钳工作穿丝孔 热处理 电火花线切内外形。  从以上两方案来看，方案一要经济一些，但热处理 后 变形要比方案 二 大。方案二显然变形小一点，但在电火花 线切 割 时价格 较 贵， 考虑到 节省模具的制造成本 ， 保证模具的正常工作及产品的合格性，固方案一要好。  所以采用 方案一 。  模板加工 工艺方案如下 : 备料 锻造 铣 平磨 钳加工  工艺过程如表 表  号  工序名称  工序的主要内容  1 下料  根据图纸下 适合的毛胚料  2 铣  铣各侧面面及上下表面  3 平磨  平磨上下表面  4 钳加工  钳工加工  压设备的选用  压力机对模具寿命的影响也不容被忽视。压力机在不加载状态下的精度称为静精度，加载状态下的精度称为动精度。  当压力机的动精度不好时，就等于 用 精度不好的压力机进行冲压加工。由于测量动精度很困难，目前还没有压力机动精度的标准，生产厂家也只保证压力机的静精度。因此压力机的动精度一般只能根据其静精度的好 坏、框架结构形式和                                     14 尺寸以及对压力机生产厂家的信任程度来推断。  根据以上原因和总的冲裁力必须小于或等于压力机的公称压力，故选压力机型号为 23 公称压力          40块行程          80块行程次数       20 最大的封闭高度为 160作台尺寸前后 180右 280 定位零件的设计  本模具用导正钉 和浮料销 来定位的。它的主要目的是用来控制送料步距。  查 相关 公司标准件手册 选用后 确定 ：  导正钉 直径 R=5长度 L=50料销 尺寸 直径 R=10长度 L=45 凸模的固定  本模具采用整体式凸模，凸模镶嵌在凸模固定板上，凸模用螺栓紧固在上模板上 。  模的固定  凹模与凹模垫板以及下模 板 用 螺钉与 销钉 紧固 配合 。  定装配基准  落料应以冲裁凸凹模为装配基准件。  首先确定凸凹模在模具中的位置，安装凸凹模组件，确定凸凹组件在下模的位置，然后用平行板将凸凹模和下模座夹紧。  冲裁模具材料的选取：  查冷冲压模具设计指导表 8 8 为保证模具的工作性及承受能力，故选用材料如下  凸模和凹模的材料为 热处理硬度为 60 垫板、凸模固定板、凹模固定板、上下模板的材料 选用 45号钢，热处理硬度为  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 非标准件明细表  序号  零件 名称  数量  热处理  1 上模板  1 调质处理  2 垫板  1  固定板  1  卸料板  1  凹模板  1  下模垫板  1  下模板  1 调质处理  8 冲头  2 准件明细表  序号  零件名称  数量  规格  1 冲 针  3 550 2 导正钉  8 550 3 浮料销  8 1045 4 重载弹簧  6 3050 5 导柱  4 2060 6 等高螺钉  6 0 7 销钉  4 850 8 螺钉  12 0 9 螺钉  3 0                                      16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或