上铰链固定板的冲孔、落料、弯曲级进模的设计【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 1 上铰链固定板的冲孔、落料、弯曲级进模的设计 摘 要 本题目的设计是上铰链固定板冲裁级进模设计，设计体现了级进模设计的一般步骤、内容、及模具向高速、高效的方向发展。通过本模具的设计，在加强模具基础知识运用的同时，也让生产与理论有了实际性的结合。 本级进模的设计，首先是根据制件的尺寸、精度要求，原坯料的性能以及该制件的生产批量等因素去考虑模具主要工作零部件的结构、尺寸的制造精度。在确定模具主要零部件的结构型式后，从考虑模具的结构及模具在工作中各工序先后，去选择或确定条料的定位、导向，废料的排出等结构。 本模具的工序动作先后，不但要考虑到制件的形位精度、工人的操作方便，还要考虑到模具制造生产的可行性及生产设备的性能等生产条件的限制。在考虑这些主要因素后，设计出结构较合理、操作简单的级进模。 关键词：上铰链固定板、级进模、高速、高效、操作简单 to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 he is is a to to be to at to of in to of to of to of to to of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 绪论 1 第 1 章 冲裁件的工艺性分析 3 始资料 3 艺性分析 3 艺方案的确定 4 要设计计算 4 样方式确定 4 料面积的计算 5 第 2 章 冲裁力的相关计算 7 压力的相关计算 7 力中心计算 8 正时的弯曲力计算 9 曲中性层确定 9 弹量计算 10 第 3 章 模具工作零件的尺寸计算 11 模刃口尺寸的计算 11 作零件的刃口尺寸的计算原则 11 模刃口尺寸计算 12 模刃口计算 12 孔的中心距离的计算 13 第 4 章凸、凹模结构设计 14 4 模长度计算 1 4 模弯曲部分的圆角半径 14 模高度计算 14 模最小壁厚确定 14 皮的确定 15 第 5 章 模具总体设计 16 本结构形式 16 装结构 16 料方式 16 坯定位的原则 16 位销钉的选用 16 料方式 17 具的基本尺寸 17 柄的选用 18 具安装中各零部件的 公差配合要求 19 第 6 章 压力机型号确定及校核 20 压设备的选择应注意以下几点 20 总 结 22 致 谢 24 参考文献 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 绪 论 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其分离或塑性变形从而获得制件的一种加工方法。 三年的专业学习即将结束，毕业设计是在完成大学三年的专业课程的最后一个实践环节，是对以前所学的基础知识及所掌握的专业知识的综合运用总结。通过毕业设计的环节，对已学知识的全面检查和运用，提高综合运用能力与生产实际的结合能力。 模具是现代工业生产的重要工艺装备。模具是大批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。随着工业技术的迅速发展，在国民经济的各个领域都越来越多地依靠模具 来进行加工。采用模具成形加工零件代替传统的切削加工工艺，可以提高生产率，保证零件质量，节约原材料，降低生产成本，从而获得很高的经济效益。 模具生产出来的制件可最大限度的保证产品的尺寸精度和质量。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制刚板、刚带为坯料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、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和技术水平的提高，很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和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机汽车拖拉机电机电器仪器仪表等产品， 60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车手表洗衣机电冰箱及电风扇等轻工产品， 90%左右的零件是用模具加工出来的；至于日用五金，餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。据统计，超过 70%的汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表的零件， 80%以上的塑料制件，85%以上的计算机、电子行业产品 的零件，都是采用模具成形的方法来生产。 在我国，随着生产和科学技术的发展，特别是 20 世纪八九十年代以来，产品的的更新换代速度加快，品种数量的迅速增加。这使得的模具的需求量相应的增加，模具质量的要求也不断提高，模具在工业生产中的地位越来越重要。 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。近年来，随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高速发展的时期。据中国买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 模具工业协会统计， 1995年我国模具工业总产值约为 145亿，而 2003年已达 450亿左右，年均增长 14%。另据 统计，我国（不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过 20000家，从业人员有 60万人，模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求，特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具制造业面临着发展的机遇，无疑也面临着更大的挑战。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压加工作为现代工业领域内重要的生产手段之一，更加体现出其特有的优越性。在现代工业生产中，由于市场竞争日益激烈，产品性能 和质量要求越来越高，更新换代的速度越来越快，冲压产品正朝着复杂化，多样化高、性能、高质量方向发展，模具也正朝着复杂化，高效率、高精度、长寿命方向发展。随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计，依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（ 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（ 术转变。 在完成了三年的专业课程学习和经过生产实习，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。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，我对冲压模具的生产条件和生产的实际情况有了一个真实的、较全面的认识。对模具的零部件的设计与生产也有了一个理论与生产实际的结合。在通过对各种模具设计与制造方面的资料书的查阅，对模具设计的各个环节的设计过程有比较好的思路。 毕业设计要达到的具体要求是： 固过去所学的基础知识和专业课知识。 此进行综合 知识的训练。 到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。 值工程和技术经济的综合知识。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 1 章 冲裁件的工艺性分析 始资料 工件名称：上铰链固定板 工件简图：如下图 材料： 厚： 2 量：大批量 图 1 工件图 艺性分析 冲裁件的工艺性是指工件对冲压加工工艺的适合性。该工件有冲孔，落料、弯曲三道工序，材料为 有良好的冲压、弯曲性能。工件弯曲部分的 形状相对简单，弯曲工序的工艺力和工艺性能的要求简单，从工件的材料性能、形状、精度要求和产量进行综合分析，工件弯曲模部结构简单。由于零件图未注公差尺寸，属于未注公差尺寸。在此，精度取 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 级， 可满足冲裁件的精度要求。 艺方案的确定 确定工艺方案的原则 ： 保证冲裁件的质量；经济性原则；安全性原则。 该工件包括冲孔、落料、弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：冲孔 单工序模 方案二：冲孔 曲 级进模 方案三：冲孔、落料、弯曲 复合模 方案一，模具结构比较简单，但需三道工序。模具成本高，生产率较低，难以保证制件的质量要求，更重要的是满足不了产品的批量生产。方案二，一副模具，两个工位，生产率高，在满足生产要求的同时最大程度的保证了制件各个尺寸的形位精度要求、使制件的质量得以保证。方案三，一副模具，生产率高，但由于工件的板厚、孔边距等条件的限制，复合模的凸凹模的加工制造难以实现，模具的结构也会很复杂。通过对上述三种方案比较分析，该工件的冲压生产采用方案二为佳。 要设计计算 样方式确定 冲裁件在条料、带 料或板料上的布置方法叫排样。合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。 故排样时应考虑如下原则： 提高材料利用率；合理排样方法使操作方便，劳动强度低而且安全；模具结构简单，寿命长；保证冲件质量和满足冲裁件工艺性对板料纤维方向性的要求。 由于坯料的料厚较厚，因此采用有搭边的直排排样。如图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2 排样图 料面积的计算 搭边是排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料。搭边值要合理确定，搭边值过小，材料利用率虽高，但过小时搭边的强度和刚度不够，冲裁时 工件容易产生边缘翘曲，不仅会增大冲裁件毛刺，有时单边也会被拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口，因此确定搭边值时应考虑如下因素： （ 1） 材料的力学性能，材质较软的材料，脆硬性的材料，搭边值要大一些；硬材料，搭边值可小一些； （ 2） 材料的厚度，材料越厚，搭边值也越大； （ 3） 零件的形状和尺寸，零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大； （ 4） 排样的形式，对排的搭边值大于直排的搭边值； （ 5） 送料及挡料方式，用手工送料且有侧压装置的搭边值可小一些，用侧刃定距比用挡料销定距的搭边值小一些； （ 6） 卸料方式，弹性卸料比刚性卸料的搭边值要小一些。 查刘建超、张宝忠主编的冲压模具设计与制造 表 小搭边值 最小搭边值 1a a 件在弯曲前的坯料长度： )8021 （如图 3） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 )80 = 60+ 3 工件弯曲的相关尺寸 确定料宽 B 压件毛坯面积 A 步距 S 49+51.2 个步距材料利用率 %0 0A 个步距内冲压件的所需面积； B 料宽度； S 个送料步距。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第 2 章 冲裁力的相关计算 压力的相关计算 表 1 冲 裁力的计算 冲 裁 力 冲孔力 F +2 320 80288 N K=b 320 t = 2裁力 1F （落料） 320 1L mm b 320 曲力 2F （冲孔） 0 47040 N t 2 mm b 800 r 料力 1X K 件力 T 30288 n 3 F 80288 冲压工艺总力 21 80288 47040 98715N 弹性卸料，弹性顶件，下出废料 注：刘建超、张宝忠主编的，冲压模具设计与制造表 料力、推件力和顶件力系数表，得 L 裁件周边长度； t b K 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 力中心计算 为了保证压力机和模具正常工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸、凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。 冲模压力中心的求法，采用求平行力系合力作用点的方法。由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚 度不变，轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。 计算其压力中心的步骤 如下： 1、按比例画出凸模的工作部分剖面图（见图） 2、在相对中心线的位置作 轴 3、 分别计算出各线段和圆弧的重心到 y 、 2y 、3y、 4y 和到 距离 1x 、2x 、 3x 、 4x 4、分别计算每一个凸模刃口轮廓的周长 2 （见简图） 计算数值看下表： 图 4 冲裁力的中心计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 表 2 压力中心数值 基本要素长度 L/本要素压力中心的坐标值 x y 40 40 40 0 0 0 0 30 计 正时的弯曲力计算 校 =20 40+40 40 10 =16800N 式中： 校校正弯曲应力 A 校正部分投影面积 P 单位面积校正力 曲中性层确定 根据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位置以曲率半径 ,表示通常用下面经验公式确定： 2 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 式中： r 零件的内弯曲半径 取 0.6 t 材料厚度 t 2mm x 中性层位移系数 查表 弹量计算 由于 r/t=(5 8) 所以弯曲半径回弹值一般不大，实际生产中只考虑角度回弹，查表 3 12 弹角度为 1, 30取 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 第 3 章 模具工作零件的尺寸计算 模刃口尺寸的计算 作零件的刃口尺寸的计算原则 凸、凹模的刃口尺寸和公差直接影响冲裁件的 尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此正确确定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。 计算凸模或凹模尺寸，首先是根据凸模或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变小还是不变这三种情况，然后分别按不同的公式计算。 a、凹模磨损后会增大的尺寸 第一类尺寸： a x )( 模磨损后会减小的尺寸 第二类尺寸： a x )( 模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸 C 第三类尺寸： 1 2 .0(m 采用 查表 得间隙值 表 、凹模制造公差分别为 凸= 凹 =核 ： + 凹= 足： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 凸 + 凹 的条件。 模刃口尺寸计算 因工件取 ，磨损系数 X 取 外轮廓落料，由于形状复杂故采用配合加工法 ,其凸模刃口尺寸计算如下： 当 x x a 00 49(49 20(20 9(9 6(6 落料，应以凹模为基准。因此还应换算到凸模基准进行配研。与凹模之间的间隙为一般冲裁模单边间隙的 2/3，因此 ， = 模刃口计算 查表，取 25T 根据公式 0m =（ 0 100T =（ 9T =（ 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 20T =（ T =（ T =（ i 7()xd(d 0m i nm i i Zd(d 孔的中心距离的计算 孔心距属于磨损后基本不变的尺寸 步中 ,在工件上冲出孔矩为 L+ /2,当两个孔时 ,其凹模型孔中心矩 8所以 : 7 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 第 4 章凸、凹模结构设计 模长度计算 凸模长度 L 应根据模具的结构、凸模的强度刚度和参考和行业的标准 据模具结构的需要，凸模长度为 75料为 9处理硬度 58 60 模弯曲部分的圆角半径 当工件的相对弯曲半径 r/t 较小时，凸模圆角半径 不应小于最小弯曲半径 以凸模弯曲部分的半径等于 r= 模高度计算 根据公式： H=虑到模具的强度和刚度，取用的数值为 26 由于工件还得进行一次弯曲，凹模固定在 下模座上 ,因此凹模高度根据设计需要取 60 保证凹模在工作中的平衡受力，在其底部垫上淬硬的垫板以保证下模座在模具工作中受力平衡，不会产生压溃现象。 式中： 模厚度 查表 0.3 模最小壁厚确定 凹模壁厚 C =（ 2） H 80 根据工件尺寸即可以估算出，凹 模周界尺寸为 19013060文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 凹模材料：由于制件大批量生产，对凹模材料强度、刚度、 耐磨等性能的要求较高，因此选9。 皮的确定 橡皮的自由高度： 根据工件材料厚度为 2裁时凸模进入凹模的深度取 1虑模具维修时刃磨留量 2 总的工件行程， 6h 工作据公式， 橡皮的自由高度： ）（工作自由 =20 24 取 24h 自由具在装配后，橡皮的预压量为 自由预 ）（ h%15%10H = 预此，可算出模具中安装橡皮的空间高度尺寸为 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 第 5 章 模具总体设计 本结构形式 装结构 根据上述分析，本零件的工序为冲孔、落料，弯曲。而且已确定为采用级进模冲压，在落料弯曲的那部分模具中选用倒装结构，方便弯曲力的提供，同时也使模具的结构简单化。 料方式 考虑到模具的结构以及工件的精度较低等主要原因，采用人工送料的方式进行生产。 坯 定位 的原则 定位零件的作用是用来确定条料或毛坯在模具送进时用准确的位置，以保证冲出合格的制件。条料或毛坯在模具中的定位：一是送料方向上的定位，用来控制送料的进距，即通常所说的挡料。二是在与送进方向上垂直方向上的定位，通常称为导料。 定位零件的设计原则是： (1) 定位至少应有三个支承点，即两个导向点和一个定距点。定位的支承点（面）之间应有足够的距离，保证条料或毛坯定位的稳定； (2) 定位的方向和位置必须与人们的操作习惯相适应，如右手比左手操作可靠有力。 由于本零件的生产是大量生产，为确保送料正确 性，第一工步、二工步的冲孔采用两个侧压定位装置进行二次定位，第三工步在送料进行落料时采用销钉和导正销进行精确定位。 位销钉的选用 根据模具的结构与其他零件的加工条件考虑，落料弯曲工部的固定挡料零件选用固定挡料销 （ 1994） A 型的结构型式，如下图（图 5）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 5 选用的固定挡料销的结构 由条料或毛坯的厚度 t 2用 d 8 A 型固定挡料销。其相关参数是， d 8mm，h 3=8mm, 4材料为 45 钢，热处理：硬度 43 48 料方式 本零件冲压过程中的冲孔时，条料会卡在冲孔的凸模上，为保证条料的平整度和下一工序的顺利进行，在冲孔工序采用弹压卸料装置；落料时，条料会卡在落料凸模外，又因为零件在落料后马上进行弯曲为保证落料的质量和弯曲的顺利进行，同样采用弹性卸料板进行弹性卸料也兼起压料的作用，同时也能提高制件的弯曲质量。 具的基本尺寸 凹模板尺寸为 1901300他模板尺寸取为凹模板平面尺寸 一致。 上模垫板厚度 12 料凸模固定板厚度 15 孔凸模高 70 孔凹模板厚度 50模垫板厚度 12 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 模架 模架采用中等精度，中小尺寸冲压件的对角导柱模架（ 从前往后送料，操作比较方便。 上模座 L/B/H/200 200 50 下模座 L/B/H/200 200 50 导柱 d/L/32 210 导套 d/L/D / 35 115 48 从结构初算出模具的闭和高度： 闭 柄的选用 图 6 压入式模柄的结构图 模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件，对于它的基本要求：一是要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二是与上模正确可靠的连接。模柄在上模座上的安装位置还要保证其位置的中心是模具的压力中心，以保证模具安装在压力机上后，压力机的 压力中心与模具的压力中心重合。 根据模具的大小与其在工作的压力机的模柄孔的尺寸，参考 肖祥芷、王孝培中国模具设计大典的第 3卷冲压模具设计表 24 压入式模柄（ 1994）的 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 入型凸缘模柄， 15 选用压入式模柄 （ 是由于其结构相对简单且对模座的安装占用尺寸相对较小，且安装简单可靠。 具安装中各零部件的公差配合要求 表 2 装配中各个零部件的配合公差 序号 配合零件名 称 配合要求 序号 配合零件名称 配合要求 1 导柱、导套与模座 H7/ 弯曲凹模与凹模 H7/ 导柱与导套 H7/ 卸料板与凸模 边间隙） 3 压入式模柄与上模座 H7/ 固定挡料销与卸料板 H7/ 模柄与压力机滑块模柄孔 0 冲孔凸模与其固定板 H7/ 小凸模与其固定板 H7/1 螺钉与螺杆孔 1边间隙） 6 销钉与固定板、模座 H7/2 卸料螺钉与螺杆孔 1单边间隙） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 第 6 章 压力机型号确定及校核 压设备的选择应注意以下几点 （ 1） 压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力，即 压F 总F，式中 F 所选压力机的吨位， F 冲裁时的总力； （ 2） 根据模具结构选择压力机类型和行程（冲程）次数，如复合模工作需从模具中间出件，最好选用可倾式压力机。 （ 3） 根据模具尺寸大小，安装和进出料等情 况选择压力机台面尺寸，如有推件时应考虑台面孔的大小使冲后有关零件能自由通过。 （ 4） 选择压力机的闭合高度与模具是否匹配。 （ 5） 模柄直径，长度尺寸是否与压力机滑块模柄直径、深度尺寸相当。 （ 6） 压力机滑块行程应该是拉深深度的 2 （ 7） 压力机的行程次数应当保证有最高的生产效率。 （ 8） 压力机应该使用方便和安全。 为安全起见，防止设备的超载，可按公称压力总压 ）（ 的原则选取压力机。 由于冲压力比弯曲力大的多， 因此 ，根据冲压力来确定压力机型号 查资料，选 用开式可倾压力机 ： 1437 该压力机与模具设计的有关参数为： 表 3 所选择压力机的相关参数 公称压力 /生公称压力时滑块 距下死点距离 / 滑块行程 /30 行程次数 /次 60 最大封闭 高度 / 定台和可倾式 380 活动台 最低 480 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 位置 最高 240 封闭高度调节量 /00 滑块中心到床身距离 /90 工作台尺寸 / 右 800 前 后 540 工作台孔尺寸 / 右 380 前 后 210 直 径 260 立柱间距离 /80 活动台压力机滑块中心到床身 到床身紧固工作台平面距离 /70 公称压力 / 00 模柄孔尺寸（直径 /度 / 6075 工作台板厚度 /10 倾斜角 25 经校核压力机能满足使用要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 总 结 本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对 我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论与实践的训练。它在我们学习中占有很重要的地位。 通过 这次毕业设计使我从新系统的复习了所学专业知识同时也巩固了先前学到了的知识，同时感触最深刻的是：所学知识只有在应用中才能在更深刻理解和长时间记忆。对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。