机械毕业设计（论文）-片状弹簧冲孔切口弯曲切断级进模设计【全套图纸】

四川理工学院毕业设计（论文） 片状弹簧 冲孔切口弯曲切断级进模设计 学 生： 四川理工学院机电工程系 四四 川川 理理 工工 学学 院院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：片状弹簧冲孔、切口、弯曲、切断级进模设计 系： （签名） 1.1.毕业设计（论文）的主要内容及基本要求毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1）按给定的主要技术参数，完成模具装配图和零件工作图的设计（一套）：0#图纸 1 张、3#图纸不少于 9 张。 2）提出所给冲压件的工艺方案（至少两种） ，进行分析、比较和论证。 3）排样图设计。 4）总的冲压力及压力中心计算。 5）刃口尺寸计算。 6）分析零件的冲压工艺性、并进行相关计算。 7）标准模具零件地选择和校核：凸模、凹模或凸凹模结构设计、计算以及非标准模 具零件的设计计算。 8）编写冲压工艺卡片。 9）编写冲压零件机械加工工艺过程卡片。 10）编写设计计算说明书一份（字数不少于 2 万字） 11）毕业设计说明书、冲压工艺卡片、零件机械加工工艺过程卡片、设计图等全部 用电子版。 2.2.设计（论文）的原始数据：设计（论文）的原始数据： 1.材料：黄铜 H68(半硬) 2.厚度: 1mm 3.生产批量： 20 万件/年 4.工件简图： 3 3指定查阅的主要参考文献指定查阅的主要参考文献 1）中国模具工业协会标准委员会编、中国模具标准件手册.上海：上海科学普及出版 社，1989. 2） 冷冲模国家标准 国家标准出版社，1989 3） 冲压工艺与模具设计 姜奎华 机械工业出版社，2002 4） 模具制造与工艺 黄毅宏 机械工业出版社，2004 5） 冲模图册 李天佑主编 机械工业出版社，1998 6） 冷冲模设计 丁松聚 机械工业出版社，1999 7） 模具设计与制造简明手册 冯柄亮等。上海科技业出版社，2002 8） 冷冲压与塑料成型工艺及模具设计 翁其金 机械工业出版社，1990 9）赵孟栋主编.冷冲压设计（第 2 版）.北京：机械工业出版社，1997 10）王孝培主编.冲压手册. 北京：机械工业出版社，1990 11）肖景容，姜奎华主编.冲压工艺学. 北京：机械工业出版社，1990 4.4.进度安排进度安排 设计（论文）各阶段名称起 止 日 期 1 熟悉、理解毕业设计课题、明确设计目的；围绕课题搜集、整理、分 析 相关技术资料；拟定设计方案。 2009.3.3-2009.3.20 2 初步计算与初校核。 2009.3.21-2009.4.19 3 复算与校核 2009.4.20-2009.5.17 4 结构设计 2009.5.18-2009.5.30 5 系统整理、完善；编写设计说明书。准备答辩、答辩 2009.6.1-2009.6.19 注：本表一式三份，系、指导老师、学生各一份 I 摘 要 本设计是片状弹簧冲孔、切口、弯曲、切断的级进模的设计。弹簧片为非对称形 状，有 15的弯曲角，为了受力的均匀、控制回弹和生产要求大批量，因此设计时采 用双件对排形式排样。本套模具用侧刃和侧刃挡块完成步进送料，用弹性卸料方式卸 料，主要工序分为六个工步。运作时左右受冲裁力均衡，模具磨损较小，有利于提高 模具寿命，生产效率高，降低了工人劳动强度，生产成本也随之降低，提高了市场价 值。 关键词：冲孔、弯曲、级进模、回弹、排样、侧刃、冲裁力 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 II ABSTRACT Designed on the manufacture of sheet spring punching, incision, bending, cutting off the progressive die design. First through the workpiece process analysis,having a 15 angle of bend ,controlling the sping bank and then comparative analysis of technology programs to identify a reasonable process design, process further calculation to determine the red pressure stamping equipment. Under the die perimeter elected moldbase size and structure of associated parts. The design of this mold in order to meet the requirements of mass production, the use of inlaid block structure to avoid the repair mode so raising the life of mold . The mold sets enhance the production efficiency and reduce labor intensity of workers, reducing production costs,having more marking value. . Key word: The incision,bending.,pressive dies,sping bank,blank layout,pitch punch,blangking force. . 目 录 摘摘 要要 ABSTRACT 第一章第一章 绪绪 论论1 1.11.1 模具技术的现状模具技术的现状1 1.21.2 模具制造的基本要求模具制造的基本要求2 1.31.3 关于弹簧片级进模关于弹簧片级进模3 第二章第二章 工件的工艺性分析工件的工艺性分析5 2.12.1 工件技术要求工件技术要求5 2.22.2 工件材料性能分析工件材料性能分析5 2.32.3 工件的工艺性分析工件的工艺性分析 6 第三章第三章 工艺方案的确定工艺方案的确定7 3.13.1 初拟工艺方案初拟工艺方案 7 3.23.2 工艺方案比较分析工艺方案比较分析7 3.33.3 工艺方案最终选择工艺方案最终选择8 第四章第四章 排样方案设计排样方案设计9 4.14.1 画图排样画图排样9 4.24.2 计算材料利用率计算材料利用率12 第五章第五章 工艺设计工艺设计13 5.15.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸13 5.25.2 计算冲压力计算冲压力16 5.2.1 冲裁力 冲 F16 5.2.2 弯曲力 弯 F16 5.2.3 卸料力 卸 F和推料力 推 F17 5.2.45.2.4 总冲压力总冲压力17 5.35.3 冲压设备的选择及校核冲压设备的选择及校核18 5.3.1 冲压设备的选择18 5.3.2 冲压设备的校核19 5.45.4 计算压力中心计算压力中心19 第六章第六章 刃口尺寸计算刃口尺寸计算21 6.16.1 冲裁间隙冲裁间隙21 6.26.2 间隙的影响间隙的影响21 6.2.1 对冲裁件质量的影响21 6.2.2 对模具寿命的影响22 6.2.3 对冲裁力、卸料力的影响23 6.36.3 合理间隙的选用合理间隙的选用24 6.46.4 计算凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸25 6.4.1 冲孔刃口尺寸26 6.4.2 切口和切断刃口尺寸27 6.56.5 回弹值回弹值28 6.5.1 弯曲件回弹分析28 6.5.2 弯曲件回弹的影响因素29 6.5.3 减少回弹的措施30 6.66.6 弯曲模工作部分尺寸的计算弯曲模工作部分尺寸的计算31 6.6.1 弯曲凸模的圆角半径31 6.6.2 弯曲凹模的圆角半径31 6.6.3 弯曲凸凹模间隙32 6.76.7 弯曲模工作部分尺寸与公差弯曲模工作部分尺寸与公差32 第七章第七章 模具材料的选用模具材料的选用34 7.17.1 模具材料的选用原则模具材料的选用原则34 7.27.2 冲压模具材料的确定冲压模具材料的确定35 第八章第八章 模具结构工艺性设计模具结构工艺性设计36 8.18.1 模具类型的选择模具类型的选择36 8.28.2 确定送料方式确定送料方式36 8.38.3 定位方式的选择定位方式的选择36 8.48.4 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择36 8.58.5 导向方式的选择导向方式的选择36 8.68.6 模具结构形式的确定模具结构形式的确定37 第九章第九章 冲模主要零件设计冲模主要零件设计38 9.19.1 工作零件工作零件38 9.1.1 凸模、凹模的固定形式38 9.1.2 凹模刃口形式38 9.1.3 凹模外形和尺寸的确定39 9.29.2 固定零件固定零件41 9.2.1 凸模固定板41 9.2.2 垫板42 9.2.3 模板43 9.2.4 模柄43 9.2.5 螺钉和销钉43 9.39.3 压料及卸料零件压料及卸料零件44 9.3.1 弹性卸料板和卸料螺钉44 9.3.2 橡皮零件46 9.49.4 导向零件导向零件46 9.4.1 承料板46 9.4.2 导料板47 9.4.3 侧刃48 9.4.4 侧刃挡块49 9.59.5 凸模长度确定及其强度校核凸模长度确定及其强度校核50 9.5.1 凸模长度计算50 9.5.2.凸模抗弯能力校核50 9.69.6 标准模架的选取标准模架的选取52 9.6.1 标准模架52 9.6.2 上模座和下模座52 9.6.3 导柱和导套54 第十章第十章 模具总图模具总图56 10.110.1 模具装配图模具装配图56 10.210.2 模具工作过程概述模具工作过程概述58 总总 结结59 致致 谢谢61 附录附录 A A62 四川理工学院毕业设计（论文） 1 第一章 绪 论 1.1 模具技术的现状 80 年代以来，中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出 了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用 的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。 在模具工业的总产值中，冲压模 具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术 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 着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，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。此外，许多研究机构 和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资助建 设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 CAD 国家工程研究中心、 北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中 心等。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、 快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和 缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而 且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。我国目前的模 具开发制造水平比国际先进水平至少相差 10 年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模 具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。但是我国模具工业 近年来发展很快，据不完全统计，2006 年我国模具生产厂点约有 3 万家左右，从业人 员约 100 多万人，近年来，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，增长在 20%以上。2006 年模具销售额为 720 亿元。2006 年进口模具 20.47 亿 美元，与上年基本持平，比 2005 年减少 1.03%；出口总量为 10.41 亿美元，比 2005 年增长 41.06%。出口首次突破 10 亿美元。随着我国工业的不断发展，对模具提 出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发 第一章 绪论 2 展速度。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、新设 备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断更新和发展。 1.2 模具制造的基本要求 在工业产品的生产中，应用模具的目的在于保证产品的质量，提高生产效率和降 低成本等。因此，正确进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须有高质量的模 具制造技术作为保证。制造模具时，不论采用哪一种方法都应满足如下要求： 1）制造精度高 为了生产合格的产品和 发挥模具的效能，模具的设计和制造必 须具有较高的精度。模具的精度主要制品精度要求和模具结构决定，为了保证制品的 精度和质量，模具工作部分的精度通常要比制品的精度高 24 级。模具结构则对上， 下模之间的配合有较高的要求，组成模具的零部件都必须有足够的制造精度，否则模 具将不可能生产出合格的制品，甚至会导致模具无法正常使用。 2） 使用寿命长 模具是比较昂贵的工艺装备，目前模具的制造费用约占产品成 本的 10%30%，其使用寿命将直接影响生产成本。因此，除了小批量生产和新产品试制 等特殊情况外，一般都要求模具有较长的使用寿命，在大批量生产的情况下，模具的 使用寿命更加重要。 3） 制造周期短 模具制造周期的长短主要决定于制造技术和生产管理水平的高 低。为了满足生产的需要，提高产品竞争力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具 制造周期。 4）模具成本低 模具成本与模具结构的复杂程度，模具材料，制造精度要求以及 加工方法等有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计和制订其加工工艺，努力 降低模具制造成本。 上述四个指标是相互关联，相互影响的。如果想提高模具制造的综合指标，就应 该认真研究现代模具制造理论，积极采用先进制造技术，以满足现代工业发展的要求。 自我认为，模具行业虽说是一个高薪技术行业，但它也面临着极大的问题，除了 在地域性的发展水平不平衡外，在发展地区生产的模具的外观也是一个很重要和需要 改进的地方，我们在追求实用的基础上还应该向艺术方面发展把审美观和艺术修养的 培养列为考察对象,以利于中国在新一轮的较量中取得优势，我们不能在每一个环节 都落后于他人，我们也应该有一点自己的优势，否则，我们的模具行业将永远被别人 牵着鼻子走，踩在别人脚下。 四川理工学院毕业设计（论文） 3 在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲 压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全 体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界 先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、 重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到 质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。 1.3 关于弹簧片级进模 对于此次我要设计的弹簧片制件比较小而生产批量有比较大，那么要完成此次设 计要求就必须要满足生产要求因此综合考虑最好是用级进模设计。制件的生产精度要 求不是很高，但有两个小孔还要弯曲，模具还是比较复杂那么就要求我们要全面的考 虑才能在商场经济中起到作用，才会有竞争力，才能体现设计的价值。 1.3.1 选选用原用原则则: 1.弹簧长度选择一般保证:在开模状态时弹簧的预缩量一般取值 24mm(如遇特殊情 况需加大预压时，视需要来确定压缩值);闭模状态弹簧压缩时小于或等于最大压缩量 (最大压缩量 LA=弹簧自由长 L*最大压缩比取值). 2.复合模外脱板用红色弹簧，内脱板用录(棕)色弹簧。 3.冲孔模和成形模用录色或棕色弹簧。 4.活动定位销一般选用 8.0 顶料销，配 10.0*1.0 圆线弹簧和 M12.0*1.5 止付 螺丝。 5.弹簧规格优先选用 30.0;在空间较小区域考虑选用其它规格(如 25.0,20.0,18.0.)。 1.3.2 分布原分布原则则: 1. 弹簧分布排列时，应保证弹簧过孔中心到模板边缘距离大于外径 D,与其它过孔 距离保持有 5mm 以上实体壁厚。 2. 弹簧排列首先考虑受力重点部位，然后再考虑整个模具受力均衡平稳。受力重点 部位是指:复合模的内脱料板外形和冲头的周围;冲孔模的冲头周围;成形模的折弯边及 有抽牙成形的地方。 3. 在内导柱的周围也应均匀的分布弹簧，以保模具运动正常。 1.3.3 模板加工孔模板加工孔: : 第一章 绪论 4 1.弹簧在模板上的过孔，根据弹簧外径不同取值不一样。 直径25.0 时，过孔取单边大 1.0mm,如 30.0 的弹簧，在模板的过孔为 32.0; 直径25.0 时，过孔取单边大 0.5mm,如 20.0 的弹簧，在模板的过孔为 21.0。 2. 弹簧过(沉)孔位置尺寸可不用标注;直径尺寸则注解处说明精确到小数点后一位。 四川理工学院毕业设计（论文） 5 第二章 工件的工艺性分析 2.1 工件技术要求 工件的要求有以下几点： 1.工件的材料技术要求为：（1）厚度 =1mm ；材料:黄铜 H68（半硬） 。 （2）表面质量：平整,制件尺寸精度为 IT4 级。 2.为大批量生产：年产量约 20 万件。 工件形状（片状弹簧工件图）如图 2-1。 图 2-1 片状弹簧 2.2 工件材料性能分析 工件材料的选取首先要考虑满足冲压件材料的使用要求。对于主要冲压件，要求 材料具有较高的强度和刚度，足够的塑性和表面质量等。 冲压材料一般应满足以下几个要求： 1、具有良好的塑性 第二章 工件的工艺性分析 6 对于冲压成形工序，材料具有良好的塑性有利于冲压变形和制件质量的提高；对 于冲压分离工序，虽然对材料的塑性要求没有成形工序的严格，但是也需要足够的塑 性。 2、具有较好的表面质量 工件材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其他 附着物。表面质量好的材料，冲压时不容易破裂，不容易擦伤模具。 3、较小的板料厚度公差 工件材料厚度不均匀会导致冲压件出现缺陷，直接影响着制件的质量，严重时还 会损坏模具和压力机等。 此次设计冲压的产品为片状弹簧，其材料为黄铜 H68（半硬） ，H68 黄铜具有高的 塑性和强度，成型性好，应用广泛，可制作各种复杂的冷冲件和深冲件，波导管和冷 凝器用管件,机械和电器用零件。其力学性能如表 2-1 所示。 表 2-1 黄铜 H68 的力学性能 材料状态抗拉强度 b/MPa伸长率 10(%) M（软）29440 Yz（半硬）34346125 Y（硬）3