手柄工艺与模具设计（手柄冲孔落料弯曲正装连续模设计）【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 1 手柄冲孔落料弯曲正装连续 模设计 摘 要 本设计题目为 复合 模具设计，体现了典型 复合 模具设计的要求，内容与方向。通过工艺分析，工艺方案的确定，确定了模具设计的方向， 对毛坯尺寸的确定，计算冲裁力，来计算压力中心，选择压力机和压力机的吨位。 本设计运用了冲裁工艺及模具设计的基础知识。首先，分析了板材的性能要求，为选去模具的类型做了准备，同时，也为凸，凹模的材料有了依据。后分析冲裁件的特征，确定了模具设计参数，选择其他零件及卸料装置。也为凸 ，凹模尺寸的计算有了根据。还有零件的加工工艺。 关键词 : 复合 模 凸模 凹模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 is he of to of of of to of of of of of in to of do to at as as of of to As as in of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 1 内模具的现状和发展趋势 1 国外模具的现状和发展趋势 3 柄 冲孔落料 弯曲 模具设计与制造方面 3 手柄 冲孔落料 弯曲 件模具设计的进度 4 艺 性 分析 5 手柄 的工艺性分析 5 冲压工艺与工艺方案 5 工艺方案的确定 6 3. 主要工艺参数计算 7 坯尺寸的 计算 7 压力的计算 及 压力机的 选用 8 9 的确定及相关计算 10 要零件和主要机构的设计与标准化 11 工作零部件的设计与标准化 11 定位 装置的设计与标准化 18 卸料装置的设计与标准化 21 链接件的设设计与标准化 22 手柄冲孔落料弯曲练习模总装图 22 24 结束语 26 致谢 27 参 考 文 献 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 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 国内模具的现状 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 美元，分别比 2003 年增长 18%、 进出口之比 2004 年为 ，进出口相抵后的进净口达 美 元，为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买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 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。 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 。 国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 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； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 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 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。 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 柄冲孔落料弯曲件模具设计与制造方面 手柄冲孔落料弯曲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 精度的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 普通冲裁模；较高精度的工件采用 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。 支撑件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。 柄冲孔落料弯曲件模具设计的进度 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2 手柄冲压工艺的分析 原始资料：如图所示 材 料： 度： 2手 柄 材 料 ： 4 5 钢 厚 度 ： 2 m 1313 此工件有冲孔落料和弯曲三个工序，材料为 有良好的冲压性能。工件结构相对简单，有一个个六边形的孔，孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求。最小壁厚为 4毫米大于凸凹模最小壁厚 。零件公差无特殊要求按 用普通冲裁可达到图样要求。适合冲裁加工。 。 冲压件的工艺计算是冲压工艺设计中的一个环节，本制件的工艺计算属于最简单的。其主要的内容包括计算冲压力、凸模、凹模刃口尺寸等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 艺方案的确定 手柄零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟 订出以下三 种工艺方案。 方案一：用简单模分三次加工，即冲孔 弯曲。 方案二：冲 孔落料弯曲复合模。 方案三：冲孔落料弯曲级进模。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为批量生产，方案二和方案三更具有优越性。 有一个六边形的孔，孔与边缘之间的距离也满足要求。最小壁厚为 4 毫米大于凸凹模最小壁厚 ，可以采用冲孔、落料弯曲复合模或冲孔、落料弯曲连续模。复合模模具制造难度大，并且冲压后产品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲 压速度，因此选用级进模更好。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 坯尺寸的计算 图 2 毛坯 毛坯的尺寸 L=2+1=80+8+8=96 a(r+180=90(1+2)/180=96+4=16+8+计模具时，条料的排样很重要。为了提高材料利用率和工件质量。采用直排 方案，如图 3，由表 本）查最小搭边值工件间 面 a=距 s=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 排 样 图图 3 条料的排样 计算冲压件毛坯面积 ： A =2877料宽度： b =尺间距离的计算：由 s=D+2(a+查课本表 C=D=入数据计算得 导尺间距离为 进距 h=D+a=个进距材料利用率： 100=85% 压力的计算及压力机的选用 该模具采用级进模，拟选用弹性卸料、下出件。 冲裁力计算 根据式 F= b （ 冲孔力 32 2 235=19552N 落料力 2=b=257 2 235=120790N 4 4 235/(1+2)=1557N 根据冲压课本 X=表 得 T=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 卸料力： X（ 2+=(19552+120790+2 1557)=5740 N 由课本得推件力 FT=（ n=由表 n=3 19552=2933N 120790=18119N 1557=2+X+9552+120790+2 970+2933+18119+2 63794N 选压力机 查文献 4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/块底面尺寸/倾斜角/ 封闭高度调节量/50 75 260 370560 30 55 00 80 330 460700 30 65 初选 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 标系建立在图示的对称中心线上，用解析法求压力中心 C 点坐标。由于零件左右对称所以 ，故零件设计 条基本线段，求出各线段的长度及各段的 重心位置。 图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 4 压力中心的计算 计算其压力中心的步骤 如下： 、按比例画出凸模的工作部分剖面图（见图 4） 、在任意距离处作 、 分别计算出各线段和圆弧的重心到 的距离 的距离 、大凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定： 到 32144332211 =32257 560 = 的距离 32144332211 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 4、模具主要零件和主要工作机构的设计与标准化 作零部件的设计与标准化（尺寸、位置、标准与示意图） （ 1） 工作零部件的计算 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。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。 冲孔时，间隙取在凹模上，则： 凸模尺寸 d+x ） - 模尺寸 d+x + 式中 落料凹模和凸模的刃口尺寸， mm 冲孔凹模和凸模的刃口尺寸， mm x 磨损系数，由手册 1查表 2x= 双面间隙，由冲压课本表 得 Z= 工件公差， 凸模和凹模的制造公差， 、冲裁六边形孔凸模、凹模刃口尺寸的计算 凸模尺寸 由手册表 2= d+x ） - (8+模尺寸 由表 2d+x + =(8+、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算 因此落料件为复杂的制件，所以利用凸凹模配合法，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 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： )0+ b、凹模磨损后会减小的尺寸 第二类尺寸： 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： ) 其落料凹模的基本尺寸计算如下： 图 5 落料凹模刃口部分尺寸 第一类尺寸：磨损后增大的尺寸： ) 0+0+2=() 0+0+3=() 0+0+4=() 0+=(0+5=() 0+=(0+文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 落 料 凸 模 的 基 本 尺 寸 与 凹 模 相 同 ， 分 别 是 必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值 落料凸模、凹模刃口部分尺寸分别见图 4、 5） 图 6 落料凸模刃口部分尺寸 （ 2）工作零部件的设计与标准化 冲六边形孔的凸模，为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应作成逐渐增大的多级形式如图 7所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 ?133图 7 冲孔凸模的结构形式 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 导尺高度， mm h 附加高度，一般取 152070+ 0 . 2- 0 . 整体式凹模的局部结构 整体式凹模如图 8装于下模座上，由于下模座孔口较大因而使工作时承受弯曲力买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 矩，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足时，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，凹模高度可按经验公式计算，即 凹模高度 H=模壁厚 C=()H 式中 不小于 15刃口至凹模外形边缘的距离； K=厚度系数，查表 模高度 H= 按表取标准值 40模壁厚 C= 凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取（ d, 图 9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 以根据表 得螺孔选用 4选用如图 9： 螺孔到凹模外缘的最小距离 10=15mm 模上螺孔间距由表 0大间距为 120 螺孔到销孔的距离一般取 b2d,所以 0。 根据上述方法确定凹模外形尺 寸须选用矩形凹模板 25016040（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 冲裁 六边形 孔凸模、凹模各尺寸及其组件确定和标准化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模长度 L=40+28=68小凸模刃口 D=82表 h=31D=8L=58 小凸模强度校核 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，即 对于圆形凸模 中 圆形凸模最小截 面 最小值 ， mm t 冲裁材料厚度， 冲裁力， N 凸模材料许用强度，取 1800 = 所以承压能力足够。 抗纵向弯曲力校核 对于圆形凸模（有导向装置） 270F 式中 允许的凸模 最大自由长度， 冲模力 ,N J 凸模最小截面的 惯性距 ， 70F =27052/ 482 所以长度适宜。 凸模固定端面的压力 q = 式中 q 凸模固定端面的压力， 落料或冲孔的冲裁力， N 模座材料许用压应力， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 q =63模固定板端面压力超过了 235 a，为此应在凸模顶端与模座之间加一个淬硬的垫板。矩形垫板材料可用 45 钢，结构形式和尺寸规格见手册表 得 20016010 由于采用整体式凹模，所以由外形落料凹模确定其凹模板厚度（图 6），其凹模刃口高度由表 得 h=6=20 外 形落料凸模、凹模各尺寸及其组件的确定和标准化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的设计：外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用两个 螺钉固定在垫板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式计算 （图 10） ： L=h1+h2+h3+h 其中 ： 20 卸料板厚度 （ 14 （ 6 要考虑凸模进 入凹模的深度 （ 1及模具闭合状态下 图 9 凸 模长度的确定 卸料板到凸模固定板间的安全距离（ 1520因素。 图 10 所以： L=20+14+6+1+17=58 凸模固定板材料可用 45 钢，结构形式和尺寸规格见手册表 得30045020 （ 3）凹模组件的尺寸确定和示意图 凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工，安排凹模在模架买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 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。（图 11） 图 11 整体式凹模的尺寸 凹模的长度选取要考虑以下因素： a)保证有足够的安装刚性卸料板的位置。 b)便于导尺发挥作用，保证送料粗定位精度。 选取凹模边界为 108179模材料选用 处理硬度为 5862 位装置的设计与标准化 （ 1）固定挡料销的设计与标准化 固定挡料销的设计根据标准件，选用此挡料销如图 12 图 12 固定挡料销的结构 选用直径 8h=4料为 45钢 94） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 根据分析选用废料孔前端定位时挡料销位置如图 废料孔前端定位时挡料销位置 l = +0.1 l 挡料销与导正销的间距， C 连续模的步距， mm 导正销的直径， mm d 挡料销头部直径， mm l =53-(2 )+ （ 2）导正销的设计与标准化 导正销主要用于级进模上，消除挡料销的定位误差，以获得较精确的工件。导正销的结构形式，结构设计，尺寸精度，材料 的热处理等可参照 94和 94选定。 导正销的结构形式查手册 2选用如图 14 图 13 导正销的结构形式 D= 导正销直径的基本尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 d 冲孔凸模直径 2a 导正销与孔径两边的间隙 冲裁 5查表得 h=2a=5=h= 冲裁 8h= 2a=7=h= 3）标准模架的选用 由凹模周界可以选取标准模架。 凹模周界 179=108合高度 93料为 0如图 16。 导柱标记： 28170 90 32170 90 导套标记： 2810038 90 3210038 90 上模座标记： 25016040 90 下模座标记： 25016045 90 模柄标记： 10 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 328,9316,92157916图 14 对角导柱示意图 模柄与上模座的联接采用压入式的结构如图 17 所示。 图 15 压入式的模柄 料装置的设计与标准化 在前面已经 确定了采用弹性打料杆，设计打料杆为非整体板。本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有外形凸模的导向作用，并能对小凸模起保护作用。卸料板的边界尺寸经查手册 2表 卸料板长度 L =250度 B=1604模具中，卸料板对冲孔落料凸模起导向作用，卸料板和凸模按 H7/合制造 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 接件的选用与标准化 本模具采用螺钉固定，销钉定位。具体讲 内六角螺钉标记： 35 钢 5 85 螺钉标记： 35 钢 0 76 圆柱销钉标记： 35钢 665 19 86 止动圆柱销标记： 35 钢 4686 柄冲孔落料弯曲连续模总装图 前面各节已经设计好了手柄手柄冲孔落料连续模各零件，根据前面的设计，手柄冲孔落料连续模的总装图如图 18。 316,9215买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 328,9图 16 手柄冲孔落料连续模总装图 12341123456789买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 5 压力机的校核 前面已经初选了压力机， 模座外形尺寸 350385合高度 193文献 4中， 25型压力机工作台尺寸为 370560大闭合高度为 260杆调节长度为 55以在工作台上 加一 10垫板，即可安装。模柄孔尺寸也于本副模具所选模柄尺寸相符。 具零件材料选用一览表 表二 模具材料的选用 19 始用挡料块 2 45钢 456 81 18 固定挡料销 1 45钢 8h=4 94 17 凸模固定板 1 45钢 16 落料凸模 1 15 内六角螺钉 10 35钢 5 85 14 螺钉 1 35钢 0 76 13 模柄 1 50110 2 止动销 1 35钢 46 86 11 圆柱销 6 35钢 665 19 86 10 凸模 1 5 9 凸模 1 8 8 卸料板 1 45钢 7 导料板 2 6 凹模板 1 0016040 5 下模座 1 0030045 90 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 4 导柱 2 20 28170 90 32170 90 3 导正销 2 45 2 导套 2 20 281003890 3210038 90 1 上模座 1 0030040 90 序号 名称 件数