铁心片冲压成形及模具设计（铁芯片）【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 铁 心 片 冲 压 成形 工艺及模具设计 摘要 ：本设计的题目是铁心片的复合模具，通过对方案的选择排样的计算，冲压力的计算和压力中心确定的计算以及凸凹模刃口的计算等使本副模具基本符合冲压要求。 复合模具的精度要求很高导向要求十分精确，在设计本副模具时遇到很大的阻力经过对各方案的选择和排除最终才选择此方案。通过近三周的拼搏，本副复合模具设计终于完成。 由于设计者的能力所限，设计中的不足之处还有好多。还有复合模具益后侧导柱模架 实用模具技术手册 ， 本模具 的冲裁力不大精度基本能保证的前提下选择了中间导柱模架。相信不久本模具投入市场一定能带来很好的效益服务大众，服务社会。 关键词 : 复合模 试冲 间隙配合 过渡配合 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of to of to it of of to of of of to be it is to of is of to of of to at it in is of , of be to a to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 1 绪 论 1 工 艺 的 应 用 1 工 艺 的 历 史 发 展 1 工 艺 的 现 状 2 冲 压 模 具 制 造 技 术 发 展 趋 势 2 2 工艺性分析 4 3 排样设计 5 零 件 的 排 样 方 案 5 宽 度 、 导 尺 间 宽 度 和 材 料 利 用 率 的 计 算 5 4 工艺方案的确定 7 5 模具结构形式的选择与确定 8 6 压力中心的计算初选压力机 9 工 序 总 力 的 计 算 9 压 力 机 10 中 心 的 计 算 10 7 模具主要零件的设计与标准化 12 零 部 件 的 计 算 12 作 零 部 件 的 设 计 与 标 准 化 13 18 定 挡 料 销 的 设 计 与 标 准 化 18 料 尺 的 设 计 与 标 准 化 19 19 8 冲孔落料复合模总装图 21 总结语 23 致谢 .考文献 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 绪 论 压工艺的应用 冲压工艺是塑性加工 的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。 冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。 利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。 冲压产品的尺寸精度是由模具保证，所以 质量稳定，一般不需再经过机械工业加工便可使用。 冲压加工不一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。 因此，冲压工艺是一种产品质量较好而且成本低的加工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。 冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国 的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 压工艺的历史发展 我们的祖先早在青铜器时期就已经发现金属具有锤击变形的性能。可以肯定，中国远在 2400年前已经掌握了锤击金属以制造兵器和工具的技术。因为钢铁材料在冷态下进行塑性加工需要很大的力和功，所以冷压钢铁的技术在古代是不可能性广泛使用的。当人们发现金、银、铜等金属塑性较好，变买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 形时不需要较大的力时，锤击压制技术迅速向金、银、铜的装饰品和日用品范围发展。在西安的陕西省博物馆中陈列的一个汉代（公元前 206 至公元220 ）的量器，厚度约 2制作精美，花纹 细致，就在今天看来，也算是一个精制品。这充分显示了我国古代劳动人民高度精巧的手工艺技术水平。 压工艺的现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15% 左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的 “ 模具之乡 ” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着 与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现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企业的生存空间。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 并陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了 件，并成功应用于冲压模的设计中。 来冲压模具制造技术发展趋势 工艺分析计算方法的现代化。例如，生产汽车覆盖件的冲压工艺，传统方法是根据已有的设计资料和设计者的经验，进行对比分析，确定工艺方案和有关参数，然后设计模具，进行试冲，经过反复试验和修改，才能转入批量生产。近几年来，国外有的公司已开始采用有限变形的弹塑性有限元法，对覆盖件成形过程进行计算模拟，分析应力应变关系，从而预测某一工艺方案的可行性和可能会产生的问题，并将结果显示在图形终端上，供设计人员 进行选择和修改。这样，不仅可以节省昂贵的模具试制费用，缩短产品试制周期，而且可以建立符合生产实际的先进设计方法；既促进了冷冲压工艺的发展，又可以发挥塑性成形理论对生产实际的知道作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 模具设计及制造技术的现代化。为了加快产品的更新换代，缩短工装设计、制造周期，正在大力开展模具的计算机辅助设计和制造（ 技术的研究和应用。采用这一技术，一般可以提高模具设计和制造效率 2 3 倍，模具生产周期可缩短 1/2 1/3 。发展这一技术的最终目标，是要达到模具 体化，而模具图纸将只作为检验模具之用。 采用模具 术，还可提高模具质量，大大减少设计与制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。 冲压生产的机械化和自动华。为了满足大量生产的需要，冲压设备已由单工位低速压力机发展到多工位高速自动压力机。一般中小型冲压件，既可在多工位压力机上生产，也可以在高速压力机上采用多工位连续模加工，使冲压生产达到高度自动化。大型冲压件（如汽车覆盖件）可在多工位压力机上利用自动送料和取件装置，进行机械化流水线生产，从而减轻劳动强度和提高生产率。 为了满足产品更新换代加快和生产批量减小的发展趋势，发 展了一些新的成形工艺、简易模具、通用组合模具以及数控冲压设备和冲压柔性制造系统（ 等。这样，就使冲压生产既可适合大量生产，又可适用于小批量生产。 不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件；研制新型材料板，用来生产航空构件等。 由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，当前在生产中所采用的冲压工艺方法也是多种多样的。但是，概括起来，可以分成分离工序与成形工序两大类。 2 工艺性分析 工件名称：铁心片 生产批量：大批量 材料 ：硅钢板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 厚度： 件简图见图 图 1 铁心片 零件材料为硅钢板，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。 外形落料的工艺性：铁心片属于中型尺寸零件，料厚 外形较简单，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。 冲孔的工艺性： 7寸精度要求一般，可采用冲孔工艺。 此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取 合一般级进冲压的经济精度要求。 3 排样设计 定零件的排样方案 设计模具时，条料的排样很重要。铁心片外形轮廓较简单，采用单列直排即可，材料利用率较高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2 条料的排样 料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算 查表取得搭边值为工件间 a=侧面 条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由 = a+ 0- D 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸 a 侧搭边值 导料销与最宽条料之间的间隙取 代入 数据计算，取得 条料宽度为 导尺间距离的计算：由 s=D+2(a+ 代入数据计算得 导尺间距离为 112 材料利用率的计算：不考虑原材料的尺寸及料头料尾： = %100 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 式中 A 一个冲裁件的面积 n 一个进距内的冲裁件数量； B 条料宽度 s 进距 得 = %5105602526015 =4 工艺方案的确定 铁心片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，即落料 冲孔 方案二：冲孔落料复合模。 方案三：冲孔落料级进模。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 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，方案二和三更具有优越性。 级进模模具制造难度大，并且凸 凹模的壁厚大于最小壁厚，因此选用复合模更为合理。 5 模具结构形式的选择与确定 1 ）正倒装结构：根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，采用正装结构，即凸凹模安排在上模。 2 ）送料方式：采用手动送料方式。 3 ）定位装置：条料送进由导料尺进行导向，由固定挡料销定位。 4 ）导向方式：为确保零件的质量及稳定性，选用滑动导柱、导套导向。由于已经采用了手工送料方式，为了提高开敞性和导向均匀性，采用中间导柱模架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 5 ）卸料方式：本模具采用正装结构，工件留在凹模板孔洞中，由顶件块顶出；包在落 料凸模上的废料由弹性卸料板刮下。 6 压力中心的计算初选压力机 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，本工件的冲裁力包括以下部分。 冲孔的力 外型料的力 废料的力 D；考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响，实际计算冲裁力时按下面公式： P= 1 式中 P 冲裁力（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 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 ( K 系数，一般取 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 = b, 故冲裁力表达式又可表示为： P= 式中 b 被冲材料抗拉强度 (。查得硅钢的 b=375 460取 450 冲裁力 F=2= （ 75+60+151+25+60+25+60+15+75+105+2 7 450=推件力 卸件力系数 , 由手册查得 F 冲裁力 得 D= 工序总力 P 总 =F+D= 压力机公称压力必须大于等于 P 总。 选压力机 查文献 3 开式可倾压力机参数初选压力机型号为 23见表一。 表一 所选择压力机的相关参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 型号 公称压力 /滑块行程 /最大封闭高度/工作台尺寸 /滑块底面尺寸 /可倾斜角/ 封闭高度调节量/250 65 270 560370 130260 30 55 160 55 220 4503 00 220110 25 45 力中心的计算 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与压力机的中心滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不着保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，甚至损坏模具。 冲孔凸模的 压力中心，为复杂凸模模具压力中心，因此压力中心的计算步骤如下 、按比例画出凸模的工作部分剖面图 、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 . 到 、大凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定： 到 的距离 2. . . . =到 的距离 2. . . . . . . . =、由于其余二个凸模为规则的凸模 ，则总的压力中心为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3 计算压力中心 到 的距离21332211 = =到 的距离 21332211 = =7 模具主要零件的设计与标准化 作零部件的计算 由于制件孔为圆形孔结构 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冲孔凸凹模。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。 查取 制件孔尺寸为 70+冲孔时，间隙取在凹模上，则： 凸模尺寸 （ x ） 0- T 凹模尺寸 0+ A T = = A= =中 冲孔凹模和凸模的刃口尺寸， x 磨损系数， 时 x= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 Z 双面间隙， 工件公差 凸模和凹模的制造公差， 12 制件外形为复杂形状，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。 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 、凸模磨损后会增大的尺寸，第一类尺寸 A 第一类尺寸： )0+ b 、凸模磨损后会减小的尺寸，第二类尺寸 B 第二类尺寸： B x ) c、凸模磨损后会保持不变的尺寸，第三类尺寸 C 第三类尺寸： ) 第一类尺寸有： ( + ; ( + ( + ( + ( + 第二类尺寸有： 250+ (25+ 第三类尺寸有： ( 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 作零部件的设计与标准化 冲孔凸模，采用阶梯形结构以增加刚度，其高度由固定板高度和凹模板高度决定。 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+式中 L 凸模长度， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 凸模固定板高度， 凹模板高度， 落料凹模板装于下模座上，采用镶拼结构。由于凹模受力复杂，凹模板高度可按经验公式计算，即 凹模高度 H=凹模壁厚 C=()H 式中 B 不小于 15模壁厚， 刃口至凹模外形边缘的距离； K= 系数，取 凹模高度 H= 取 30凹模壁厚 C= （ 2 ） H 取 50根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板 ，靠标准圆整为25020030（ 1994） 冲孔 凸模的设计： 采用阶梯形结构以增加刚度， 凸模 长可 按下式计算： L=h1+凸模固定板高 1 凹模板的高 0 其中 ： 固定板厚度 取 15 厚度 为 30 所以： L=30+15=45 凸模固定板材料可用 45钢，结构形式和尺寸规格见手册 查 得 25020015 （ 1994） 外形及尺寸如 图示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 图 4 凸凹模的尺寸确定 凸凹模在上模座，查得凸凹模最小壁厚要求 1.4 满足最小壁厚要求。 凸凹模高 h=h1+ 卸料板高 固定板高 弹性元件高 弹性卸料板装在上模座取高度取 12，凸台高取（ 3 5 ） 25020012 与凸凹模间隙为（ 结构如图 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 5 固定板高度查取 28，靠标准为 250 200 28 其结构如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 6 弹性元件的选择 P 式中 K 系数取 P 冲裁力 P X=单个橡胶的力 n= n 橡胶个数取 2 选择 的橡胶 DdH=32 20（ 1994） 凸台及高出高度 5凹模高度设计为： h=h1+h2+2+28+20+5=65其结构如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 7 垫板高度查取 10，靠标准为 250 200 10其结构如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图 8 位装置的设计与标准化 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 9 固定挡料销的结构 选用直径 8h=445 钢 A 型固定挡料销。 B/技术条件按（ 7653 1994）规定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 料尺的设计与标准化 图 10导料尺 准模架的选取 由凹模周界可以选取标准模架。 凹模周界 250=200 材料为 I 级精度的 中间 导柱模架 导柱标记： 32190 导套标记： 3210038 上模座标记： 25020045 下模座标记： 25020050 模柄标记： 00 模柄与上模座的联接采用压入式的结构如图 17所示。模柄孔 40买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 图 11压入式的模柄 联接件的选用与标准化 本模具采用螺钉固定，销钉定位。 内六角螺钉标记： 35钢 5 85 圆柱销钉标记： 35钢 665 19 86 螺钉标记： 35钢 0 76（ 1994） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 8 冲孔落料复合模总装图 前面各节已经设计好了铁心片冲孔落料复合模各零件，根据前面的设计，总装图如图。 图 12 冲孔落料复合模总装图 模具按图纸技术要求加工与装配后，必须在符合实际生产条件的环境中进行买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 试冲压生产，通过试冲发现模具设计与制造上的缺陷，找出生产原因，对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲，直到模具能正常工作，才能将模具正式交付生产使用。 模具应与冲压设备配合好，保证模具应有的闭和高度和开启高度。导柱、导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。刃口锋利，间隙要 均匀。定位要准确、可靠。卸料及出件要畅通，不能出现卡住现象。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 总结语 通过这次毕业设计使我从新系统的复习了所学的专业知识同时也巩固了先前学到的知识，同时感触最深的是，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清楚的认识。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、塑料模具设计与制造等有了更深刻的理解，使制造的模具既能满足使用要求有不浪费材料，保证了工件的经济性，设计的合理性。通过塑料模手册 、模具制造简明手册、模具标准应用手册等了解到许多原来未知的知识。 这次毕业设计是对我三年来学习的一次测验，也是我踏入社会前的一次总演习。 在设计中难免要遇到很多难题，由于有了课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下，克服了一个又一个的困难，使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦，但是在设计中不断思考问题，研究问题，咨询问题，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识，锻炼了自己独立设计的能力，使我