焊片冲压成型工艺及模具设计（全套含CAD图纸）
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河南机电高等专科学校 学生毕业设计中期检查表 学生姓名 王吉平 学 号 061304207 指导教师 原红玲 选题情况 课题名称 焊片 冲压 成形 工艺及模具设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 所在专业 意见： 负责人： 2009 年 4 月 11 日 焊 片 冲 孔 落 料 弯 曲 模 设 计 摘 要 本设计题目为中 焊片冲孔落料弯曲 模设计 。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者 冲孔落料弯曲 模 设计的基础 知识 ，为设计更复杂的 冲压 模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用冲压 成型工艺及模具设计的基础知识， 介绍了模具设计时要注意的要点， 并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发，对 外壳 冲孔 切边 模 的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配 工艺等进行详细的阐述，并应用 行各重要零件的设计。 关键词： 冲孔 ， 落料 ， 弯曲 模 工艺分析 模具结构 of he of ie s is r is to of of of on to of of to of on of to of ss in AD of w , 河南机电高等专科学校 毕业设计任务书 系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名 : 王吉平 学 号 : 061304207 设计题目 ： 焊片 冲压成型工艺及模具设计 起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 11 日 5 月 20 日 指 导 教 师 : 原 红 玲 2009 年 3 月 11 日 毕 业 设 计 任 务 书 1本毕业设计课题来源及应达到的目的： 本设计题目为 冲孔落料弯曲级进模 设计， 通过设计，应对冲压工艺生产较为熟悉，能熟练使用相关设计手册，独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。并且能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。 2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： （ 1） 了解目前国内外 冲压 模具的发展现状 ； （ 2） 分析 钢板 的 成形 工艺并确定其工艺方案 ； （ 3） 模具主要设计计算； （ 4） 绘制模具总装图，并绘制零件图； （ 5）模具的装配及调试； （ 6） 得出 设计结论 。 设计题目 ： 冲孔落料弯曲级进模 设计 材料： 料厚： 产量：大批量 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 系部意见： 系领导： 年 月 日 河南机电高等专科学校 毕业设计 说明书 毕业设计 题目： 焊片冲压工艺及模具设计 系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 062 学生姓名 王吉平 学 号 061304207 指导教师 原红玲 2009年 5 月 4 日 插图清单 图 1 焊片制件 图 4 图 2 展开件图及其尺寸 5 图 3 落料凸模 8 图 4 落料 弯曲凸凹模 9 图 5 凹模 形状 尺寸 10 图 6 冲孔 凸模示意图 13 图 6 模具整体装配 15 图 7 弹性橡皮插图 18 图 8 模架 20 插表清单 表 1 模具材料的选用 22 表 2 冲大孔凸模的加工工艺过程 23 表 3 落料凹模的加工工艺过程 23 表 4 冲裁模试冲时出现的问题及调整方法 25 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 精 车 工序号 03 零件名称 冲大孔凸 模 零件号 00件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 设 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 车床 爪卡盘 游标卡尺 、千分尺 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长 度 走 刀 次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴 转 速 切 削 速 度 基 本 工 时 一次 1 车外圆 外圆车刀 游标卡尺 、千分尺 65 1 外圆车刀 游标卡尺 、千分尺 58 1 外圆车刀 游标卡尺 、千分尺 35 1 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号 零 件 名 称 06 冲孔 凹模 工序号 工 序 名 称 工序内容 车间 设备 量 具 工 时 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 下料 锻造 热处理 铣 削 平磨 钳 工具铣 热处理 平磨 线切割 研磨 锯 床 下料 56 95 锻成 105 100 18火 ,硬度 229外型尺寸 125 80 16上下表面，磨两对侧 划线，去毛刺 ，做螺纹孔及销钉孔 铣个型孔，线切割穿丝孔 淬火，回火， 60 64光表面 ，及基准面 找正切割各型孔 研磨各型孔 下料车间 锻造车间 热处理车间 模具车间 模具车间 模具车间 模 具车间 热处理车间 模具车间 模具车间 模具车间 锯床 空气锤 热处理炉 铣 床 磨床 铣床 热处理炉 磨床 线切割 钢尺 钢尺 硬度测量仪 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 硬度测量仪 10 5 2 2 5 12 2 2 2 编制 王吉平 校对 审核 批准 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 片 冲 孔 落料 弯 曲 模 设计 摘 要 本设计题目为中焊片冲孔落料弯曲 模设计 。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲孔落料弯曲 模设计的基础知识，为设计更复杂的 冲压 模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用冲压 成型工艺及模具设计的基础知识， 介绍了模具设计时要注意的要点， 并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发，对外壳冲孔切边 模 的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配 工艺等进行详细的阐述，并应用 关键词： 冲孔，落料，弯曲 模 工艺分析 模具结构 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 he of of ie s is is to of of of on to of of to of on of to of in AD of 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 1 绪论 1 国塑料模具的发展现状 1 国外模具的现状和发展趋势 2 2 制件的工艺性分析 5 3 艺方案的确定 6 样设计 6 算凸，凹模刃口尺寸 11 孔 凹模刃口尺寸的计算 6 形凸凹模刃口尺寸的计算 7 4 弯曲工艺计算 11 11 模圆角半径 11 模工作部分的设计计算 17 凹模间隙 11 凹模模向尺寸及其公差 11 曲回弹值的计算 11 曲力的计算 12 压力的计算 12 力中心的计算 13 5 模具总体设 14 6 模具主要零部件的结构设计 16 料凸模的结构设计 16 孔 模的设计 16 长度根据结构上的确定 16 16 7 橡皮的选用和计算 17 皮的平面尺寸 17 皮的高度 17 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 橡皮最大压缩量 17 缩工作行程 17 度校核 17 度范围 17 8 模架的设计 20 9 冲压设备的选择 21 10 模具设计总结 22 致谢 26 参考文献 27 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 绪论 随着科学技术的不断进步工业生产的迅速发展，许多新技术新工艺，新材料新设备的不断涌现，因而促进了冲压技术的不断更新和发展。目前，国内外对冲压理论的发展非常重视，但我国的冲压生产技术与发达国家相比之下仍有一定的距离。 内冲压模具的冲压现状个发展趋势 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。但总体来说我国模具行业的发展仍有以下方面的不足之处： 机械化程度低，成产集中度较低，冲压行业大多数企业设备比较落后，能耗高，材料利用率低，环境污染严重。工艺装备落后，组织协调能力较差。 密模具仍依赖进口，模具标准化程度较低。 进工艺应用缓慢。 内掌握先进设计技和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要。 料，能源和人工等成本持续上升，而模具价格却持续下降，模具企业的总体利润不断下降。为了发展，模具企业必须从以前的经验型和模仿型设计向自主创新设计方向发展，积极采用高新技术已成为一种发展趋势。 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，但和发达国家相比，我国的模具发展仍有很大的发展空间。随着社会的飞速发展，产品结构的战略性调整更为重要，使结构复杂，精密度高的高档模具得到了更好的发展。模具行业应紧紧跟随着市场的需求来不断的 提高和发展，并上规模上档次。开发和应用模具 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 ，缩短模具的设计和制造周期。 外冲压模具行业的发展现状和发展趋势 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。因此，模具行业的发展状况已经成为衡量一个国家工业发展速度的标尺。目前国外的模具行业出现了较快的发展，国外的冲压模具具有生产效率高，生产工期短，人均产值高的特点。其企业分工较细，技术精益求精，客户相对稳定，高速切 削加工技术应用广泛。模具的设计、加工及各种管理向数字化方向发展。告诉、高精度已经智能化的各种模具加工设备得到了进一步的发展和推广应用。但目前发达国家的模具正向发展中国家加速转移。其表现方式为：一是建厂。而是投资，三是采购，近年来这一趋势更加明显。因此我国的模具企业应抓住机遇，借助并学习国外先进的技术，加快自己的发展步伐。 进模具设计与制造方面 级进模具使在普通模具的基础上发展起来的一种高精度、高效率、高寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模的发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作 之外还可以根据零件的结构特点个成型性质来完成压筋，冲窝，弯曲和拉深等成型工序冲压时，将带料或条料由模具的入口端送入后，在严格控制步距精度的条件下按照成型工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向各准确的定距系统，配有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以级进模与普通模具相比要复杂。其具有如下特点： （ 1 ）生产效率高 在一副模具中可以完成包括冲裁，弯曲，拉深，和成型等多道冲压工艺，减少了使用多副模具 的周转和重复定位的过程，显著提高了生产效率和设备的利用率。 （ 2 ）模具使用寿命长 由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合膜的最小壁厚问题，设计时还可以根据模具强度和模具的装配需要流出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。 （ 3 ）冲件的精度高 级进模通常具有精度高的内外导向（除模架的导向精度要求高外还必须对小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2、 产量大、形状复杂、精度要求高的中、小型零件。用这种模具冲制 的零件其精度可达 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 ）自动化程度高 操作安全 级进模常采用告诉冲床成产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等装置，具有较高的生产效率。 （ 5 ）设计制造难度大 级进模的结构相对较复杂，镶块多，模具制造精度要求很高给模具的制造，调试级维修带来了一定的难度。同时，要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损后要求更换迅速、方便、可靠，所以模具工作零件必须选材好（常采用高强度的高合金模具钢、高速钢、硬质合金等材料 ）， 必须用应慢走丝线切割加工，成型磨削，坐标镗，坐标磨等先进加工方法制造模具。 综上所述，级进模的结构较复杂，模具设计各制造的技术要求较高，同时对冲压设备、原材料也又相应的要求，模具的成本较高，因此，在模具设计前必须对共建进行全面的分析，然后合理的确定该共建的冲压成型工艺方案，正确设计结构各模具零件的加工工艺过程，以获得最佳的技术经济效益。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 制 件 的 总 体 分 析 制件图 1 该制件为焊片。形状简单、对称是由圆弧，直线组成。冲孔件内外形所能达到的经济精度为 可以认为该零件的精度要 求 能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注，等情况也均符合冲裁件的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。制件形状为 u 形， 圆孔分布比较均匀。形状简单，对精度要求不高，材料的利用率高。 从制件图上可以看出，必须先通过落料 和 冲工艺孔，然后再进行弯曲，需要组合模具，很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，所以在此先主要对弯曲工艺进行分析。包括弯曲件的精度、圆角半径、板料的纤维方向与弯曲线夹角、弯曲的直边高度、其他工艺性等。 制件的材料为优质 通黄铜；有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以， 切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜，是应用惯犯的一个普通黄铜品种。用于各种深引伸和弯折制造的受礼零件，如销钉、铆钉、垫圈、螺母、导管、气压表弹簧、筛网、散热器零件购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 。 将弯曲部分展开的尺寸及其现状如图所 示 :图 该工件未标出冲裁件拐角处的圆角，可得到工件的最小圆角半径 R 为工件没有明显的要求，为了使模具设计简单，本工件取R=1购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 工 艺 方 案 的 确 定 该零件所需的冲压工序是落料，冲孔，弯曲， 可以拟定以下三种工艺方案： 方案一：用简单的模具分三次加工，即落料 冲孔 拉伸 方案二：分两步，即冲孔落料 拉伸 方案三：用冲孔、落料拉伸级进模 方案一，生产效率低，工件的累计误差大，操作部方便，由于该工件为大批量生产，方案二，方案三更具有优越性。综合考虑模具的形位精度和尺寸精度，以及生产效率，以及模具的复杂程度，第三种方案比较优越，零件是形状简单，对称，容易保证精度。该零件的冲压生产采用方案三的级进模为佳。 排样计算 样设计 零件的形状简单对称，没大的变化，选用直排的方式。 可以提高材料的利用率，减少废料。查表 得的搭边值为 计算条料宽度： B= 取 17距； S=30+1=31料利用率的计算： 根据一般的市场供应情况，原材料选用 10002000板，每块可以剪切成 200 10000条，材料的利用率可达 。 计算冲压件毛胚的面积： A=10 11+5 ） 2 = 一个步距的材料利用率 =S 100% =1 7 31 100% = 算凸，凹模刃口尺寸 查表模具大典表 间隙值 孔 凹模刃口尺寸的计算 由于制件结构简单，精度要求不高，所以才用凸模凹模分开加工的方法制作购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 凹模，凹模刃口尺寸计算如下： 查表 凸，凹模制造公差： 凸 =凹 =核： 而凸 + 凹 =满足 凸 + 凹的条件 查表 ：磨损系数 x=按式 2.5 0凸=( 02.0mm 凹0=( 外形凸凹模刃口尺寸的计算 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工法，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，其凸凹模刃口部分的尺寸计算如下： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口尺寸都增大，因此都属于 A 类尺寸。 工件图中未标注公 差的尺寸。查相关文献得出其极限偏差：10 ,5 ,30 ,. 查表 磨损系数 X 为：当 =， X= 当 = ,X=1； 当 = 按式子 （ 4010凹= （ 2凹= （ 凹= （ 5 （ 0凹= （ （ 料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是： 是在技术条件中注明，凸模实际刃口尺寸与凹模配制，保证最小双面合理间隙值 Z 其形状尺寸如图 所示：购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 弯 曲 工 艺 计 算 视中性层长度不变条件计算 R t= 表取 X= =r+ 2+ 坯尺寸 弧+=模圆角半径 由于此工件的 R t=2 小，且 R 为 2大于弯曲半径（ r 。 故凸模圆角半径为 =2 模圆角半径 凹模圆角半径 t 计算选取，因为材料厚度是 所以 （ 2 t ，故凹模圆角半径取 模工作部分的设 计计算 凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响，此弯曲件；直边高度是 查表 ，因此，凹模工作部分深度+4=10凹模间隙 当工件精度要求不高或者校正弯曲时，生产中长采用调整凸凹模间隙的办法来解决回弹问题。设计弯曲模结构时，把凹模做成可调式，由于凹模设计为可调式，故也可以将 凹模间隙值 Z 2 初选为材料的厚度 t ，即 Z 2= 凹模模向尺寸及其公差 工件标注外形尺寸时，以凹模为基准进行计算，间隙取在凸模上，凸=凹=凹模模向尺寸： （ 0= （ 模模向尺寸： L 凸= （ Z 0 = （ 02.0曲回弹值的计算 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 变形程度（ r t 10）时，回弹大，先计算凸模圆角半径，在计算凸模的高度，大变形程度（ r t 5 ）时， 卸载后圆角半径变化小，仅考虑弯曲中心角的回弹变化，弯曲时弯曲中心角为 180 查模具大典，取回弹角 3 曲力的计算 U 形件校正弯曲时，在进行校正弯曲前是自由弯曲，弯曲力 b（ r+t ） = 340 （ =件力 0%即 （ 正弯曲时，校正弯曲力的最大值在压力机工作到下至点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力，而在弯曲工作过程中二者是同时存在的，因此，查表 P=40所以校正力为 F 校 = 6 40= 40=对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大的多，故顶件力可以忽略但是这里为了保险起见，在计算压力机公称压力时还是要将顶件力考虑进去。 F （ （ 顶） = （ （ =（ 压力的计算 落料力： t b= 340 冲孔力： t b= 340 孔时的推件力 F推=表 h=6 则 n=个 查表 F推= 落料时的卸料力 F卸=取 故 F卸= 的冲压力为： 冲+ 卸+ 为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大 30% 左右，即购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 总 =图 力中心的计算 用解析求模具的压力中心坐标，按比例画出工件的 尺寸，选用 如图所示，因为工件左右对称，即 故只需计算 L 1 =Y 1 =0； L 2 =20Y 2 =53=Y 3 =10L 4 =10Y 4 =6= 6 =买后包含有 纸和说明书 ,咨询 c=( L 1 L 2 +L 4 + (+L 2 +L 4 +6) =5 模 具 总 体 设 计 根据上述分析，本零件包括冲孔，落料，弯曲三个工序，可以采用级进购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 ，板料以导料板导向，并从刚性卸料板下面送至挡块右 侧定位上模下行时，板料背板料被切断，并随即将所切断的毛坯料弯曲成形，与此同时，冲孔凸模在板料上冲出孔，上模回程时，卸料板卸下板料废料，推件销在弹簧的作用下推出工件， U 形弯曲件，如图：图 6. 模具整体装配 6 模 具 主 要 零 部 件 的 结 构 设 计 凸模，凹模，凸凹模的结构设计 包括以下几个方面： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 料凸模的结构设计 在落料凸模内部，由于设置推件销，所以凸模刃口设计用直通形刃口，刃口高度 h=6模具的结构简单易采用整体式 查表 k=即 凹模高度 H= 30=12查看模 具设计与制造，取整 H=25凹模壁厚 C=8凹模的外形尺寸的确定：凹模的外形长度 L=b+2c=30+2 34=98凹模的外形宽度 B= 步距 + 工件宽 +2c 取：步距=12 工件 =凹模整体尺寸的确定： 凹模的外形长度 L=98凹模的外形宽度 B=12+ 34=凹模整体尺寸标准化，取为； 125 100 25 孔 模的设计 为了增加强度和刚度，凸模非工作部分的直径应该制成逐渐增大的多级形式，且它的外形 尺寸较大，所以选用 B 形圆凸模，凸模固定板厚度取 28 模的长度根据结构上的需要来确定 。 L=8+28=53凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模落料凹模，还有一堆凸凹模，根据结构的需要，凸凹模的结构如下图所示，确定凸凹模安排在模架上的位置时，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。 7 橡 皮 的 选 用 和 计 算 橡皮允许承受的复合较弹簧大，且安装调试方便，在冲裁模具 中应用很广购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 。 皮的平面尺寸 平面尺寸按其所产生的压力计算。 F=S q 所以 S=F/q 有此公式可以求出 D （ F 是所需要的卸料力或者顶件力） 式中 D 橡皮直径 ; S 橡皮的截面积； q 与 橡皮的压缩量有关的单位压力，按橡皮的压缩弹性曲线选用。 皮的高度 橡皮的高度必须满足工艺要求与模具结构空间要求，并考虑橡皮的寿命。 橡皮最大压缩量不宜超过自由高度 H 的 35% 45% 。 一般应预先压缩（ 10% 15% ） H ，使预压的压 力达到所需的卸料力。 为 （ 25% 30% ） 橡皮的自由高度为： H=（ 式中 橡皮的压缩工作行程，由模具结构可知； H 橡皮的自由高度。 上式算出的高度按下式校核 高度校核 H/D D 为橡皮的直径 ）。 若 H 可适当的放大预压量，再重新计算；如果 H 则将高度分成若干块，每段间垫宜 2 钢垫圈，以免失稳。 本模具有三处用到橡皮，它们分别如下图所示：购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1) 弹性卸 料板 (2) 打料杆处弹顶橡皮 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3) 落料凸模处弹顶橡皮 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 模 架 的 设 计 模架的各个零件标记如下： 后侧导柱模架： 上模座： 100 100 30 下模座： 125 100 35 导柱： 22 130 导套： 2 80 28 图 7. 模架 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 冲 压 设 备 的 选 择 参考模具大典选择型号为： 式双柱可倾液压机可以满足使用要求，其主要技术参数如下： 公称压力 :100滑块行程： 40最大封闭高度： 180封闭高度调节量： 35立 柱间距： 180工作台尺寸： 240 370 垫块尺寸： 35 170 模柄尺寸： 30 55 最大倾角 35 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 模 具 设 计 总 结 我国考古发现，早在 2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。 1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于 1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20世纪 60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了 300 多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下 同 。） 各类冲压模具的生产能力。 一、冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 现将 2004年我国冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料， 2004年我国冲压模具总产出约为 220 亿元，其中出口 美元 , 约合 元 . 根据我 国海关统计资料 ,2004 年我国共进口冲压模具 美联社元 , 约合 从上述数字可以得出 2004年我国冲压模具市场总规模约为 元 . 其中国内市场需求为 元 , 总供应约为 元 , 市场满足率为 82%. 在上述供求总体情况中 , 有几个具体情况必须说明 : 一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具 , 而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具 , 因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率 , 这些模具的发展已滞后于冲压件生产 , 而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具 市场总体满足率 ; 二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多 , 具有一定的竟争力 , 因此其在国际市场前景看好 ,2005 年冲压模具出口达到 美元 , 比2004年增长 就可说明这一点 ; 三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 二、冲压模具水平状况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到 12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进 模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 a精冲模，大尺寸（ 300精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 1 、 模具 术状况 我国模具 术的发展已有 20多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984年共同完成的精神模 统是我国第一个自行开发的模具统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986年共同完成的冷冲模统是我国自行开发的第一个冲裁模 统。上海交通大学开发的冷冲模 统也 于同年完成。 20世纪 90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用 术。国家科委 863 计划将东风汽车公司作为 用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具 996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。 1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 21世纪开始 术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压 模具企业基本都有了 术。其中部分骨干重点企业还具备各 模具 术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在 “ 八五 ” 、九五 “ 期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量统。如美国 G ，美国 司 美国 司的 英国 司的 日本 以色列公司的 引进了 软件及法国 专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 术 /的设计和模具结构图的设计均已实现二维 数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型 了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软 件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 快速原型（ 传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维 标志着 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 2 、模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国 际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。 以进行倾角加工超精加工。这些都 提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（ 理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。 模具工业是国民经济的基础工业 , 是工业生产的重要工艺装备 . 先进国家的模具工业已摆脱从属地位 , 发展为独立的行业 . 日本工业界认为 : “模具工业是其它工业的先行工业 , 是创造富裕社会的动力” . 美国工业界认为 : “模具工业是美国工业的基石” . 在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称 . 在我国 3 月在国务院关于当前产业政策要点的决定模具被列为机械工业技术改造序列的第一位 , 生产和基本建设序列第二位 , 把发展模具工业摆在发展国民经济的重要位置 . 目前 , 我国冲压模具在产值占模具总产值的 40%以上 , 处于主导地位 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 压是一种先进的少无切削加工方法 , 具有节能省材 , 效率高 , 产品质量好 , 重量轻 , 加工成本低等一系列优点 , 在汽车 , 航空航天 , 仪器仪表 , 家电 , 电子 ,通讯 , 军工 , 日用品等产品的生产中得到了广泛的应用 . 据统计 , 薄 板成型后 ,制造了相当于原材料的 12倍的附加值 , 在国民经济生产总值中 , 与其相关的产品占四分之一 , 在现代汽车工业中 , 冲压件的产值占总产值的 59%用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学三年的课程学习和课程、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、在洛阳中国一拖、中信重型矿山机械厂的 生产实习，我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中，将充分利用和查阅 各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 谢 首先感谢本人的指导老师原红玲老师，她仔细审阅了本文的全部内容，并对我的设计内容提出了许多建设性意见。原红玲老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，她给了我鼓励和帮助，在这里我向她表示真诚的感谢！ 感谢母校 河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我 学到了许多新的知识，掌握了一定操作技能。 最后，我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！ 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 考 文 献 【 1 】中国机械工程协会、李春胜、黄德彬主编 . 金属材料手册 . 北京：化学工业出版社， 【 2 】肖祥芷、王孝培主编 . 中国模具工程大典第 4 卷 . 北京：电子工业出版社， 3 】机械工业部编 . 机械产品目录（ 1996）第 5 卷 . 北京：机械工业出版社，1996 【 4 】王孝培主编 . 实用冲压技术手册 . 北京：机械工业出版社， 5 】中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会编 . 中国模具设计大典（第3 卷） . 南昌：江西科学技术出版社， 6 】任嘉卉主编 . 公差与配合手册 . 北京：机械工业出版社， 7 】王建中、李洪主编 . 公差与制图技术手册 . 沈阳：辽宁科学技术出版社， 8 】郭成、储家佑主编 . 现代冲压技术手册 . 北京：中国标准出版社，【 9 】中国标准出版社、全国模具标准化技术委员会编 . 中国机械工业标准汇编：冲压模具卷（下） . 北京：中国标准出版社， 【 10】许发越主编 . 模 具标准应用手册 . 北京：机械工业出版社， 【 11】林慧国等主编 . 模具材料应用手册 . 北京：机械工业出版社， 12】陈锡东、周小玉主编 . 实用模具技术手册 . 北京：机械工业出版社，2001.7 目录 1 绪论 1 国塑料模具的发展现状 1 国外模具的现状和发展趋势 2 2 制件的工艺性分析 5 3 艺方案的确定 6 样设计 6 算凸，凹模刃口尺寸 11 孔 凹模刃口尺寸的计算 6 形凸凹模刃口尺寸的计算 7 4 弯曲工艺计算 11 11 模圆角半径 11 模工作部分的设计计算 17 凹模间隙 11 凹模模向尺寸及其公差 11 曲回弹值的计算 11 曲力的计算 12 压力的计算 12 力中心的计算 13 5 模具总体设 14 6 模具主要零部件的结构设计 16 料凸模的结构设计 16 孔 模的设计 16 长度根据结构上的确定 16 16 7 橡皮的选用和计算 17 皮的平面尺寸 17 皮的高度 17 皮最大压缩量 17 缩工作行程 17 度校核 17 度范围 17 8 模架的设计 20 9 冲压设备的选择 21 10 模具设计总结 22 致谢 26 参考文献 27 河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）评语 学生姓名： 王吉平 班级 : 模具 062 学号 ： 061304207 题 目： 焊片 冲压工艺及模具的设计 综合成绩： 指导者评语： 1） 王吉平 同学工作态度较认真， 基本能完成毕业设计任务； 2） 王吉平 同学 能正确 查阅国内有关 冲压 模具设计与制造方面的大量资料，制订出了较合理的 冲压成形 工艺及模具结构 ； 3） 王吉平 同学设计说明书内容 基本完整，计算基本正确， 格式 较规范； 4） 王吉平 同学装配图、零件图 设计较合理， 但图纸中 存在一定的错误 ； 5）建议该同学成绩评定： 中等 ； 6）可以提交答辩。 指导者 (签字 )： 年 月 日 毕业设计（论文）评语 评阅者评语： 1） 王吉平 同学工作态度较认真， 基本能完成毕业设计任务； 2） 王吉平 同学查阅了国内有关 冲压 模具设计与制造方面的大量资料，制订出了较合理的 冲压成形 工艺及模具结构，设计中不存在创新； 3） 王吉平 同学设计说明书内容 基本完整，计算基本正确， 格式 较规范； 4） 王吉平 同学装配图、零件图 设计较合理，视图表达存在一定的错误 ； 5）建议该同学成绩评定： 中等 ； 6）可以提交答辩。 评阅者 (签字 )： 年 月 日 答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人 (签字 )： 年 月 日 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 1 1 绪论 随着科学技术的不断进步工业生产的迅速发展，许多新技术新工艺，新材料新设备的不断涌现，因而促进了冲压技术的不断更新和发展。目前，国内外对冲压理论的发展非常重视，但我国的冲压生产技术与发达国家相比之下仍有一定的距离。 内冲压模具的冲压现状个发展趋势 内冲压模具的发展现状 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 。但总体来说我国模具行业的发展仍有以下方面的不足之处： 机械化程度低，成产集中度较低，冲压行业大多数企业设备比较落后，能耗高，材料利用率低，环境污染严重。工艺装备落后，组织协调能力较差。 密模具仍依赖进口，模具标准化程度较低。 进工艺应用缓慢。 内掌握先进设计技和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要。 源和人工等成本持续上升，而模具价格却持续下降，模具企业的总体利润不断下降。为了发展，模具企业必须从以前的经验型和模仿型设计向自主创新设 计方向发展，积极采用高新技术已成为一种发展趋势。 内 冲压模具的发展趋势 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 ，但和发达国家相比，我国的模具发展仍有很大的发展空间。随着社会的飞速发展，产品结构的战略河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 2 性调整更为重要，使结构复杂，精密度高的高档模具得到了更好的发展。模具行业应紧紧跟随着市场的需求来不断的提高和发展，并上规模上档次。开发和应用模具 术，缩短模具的设计和制造周期。 外冲压模具行业的发展现状和发展趋势 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 。因此，模具行业的发展状况已经成为衡量一个国家工业发展速度的标尺。目前国外的模具行业出现了较快的发展，国外的冲压模具具有生产效率高，生产工期短，人均产值高的特点。其企业分工较细，技术精益求精，客户相对稳定， 高速切削加工技术应用广泛。模具的设计、加工及各种管理向数字化方向发展。告诉、高精度已经智能化的各种模具加工设备得到了进一步的发展和推广应用。但目前发 达国家的模具正向发展中国家加速转移。其表现方式为：一是建厂。而是投资，三是采购，近年来这一趋势更加明显。因此我国的模具企业应抓住机遇，借助并学习国外先进的技术，加快自己的发展步伐。 进模具设计与制造方面 级进模具使在普通模具的基础上发展起来的一种高精度、高效率、高寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模的发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作之外还可以根据零件的结构特点个成型性质来完成压筋，冲窝，弯曲和拉深等成型工序冲压时，将带料或条料由模具的入口端送入后，在严格控制步距精度的条件 下按照成型工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向各准确的定距系统，配有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以级进模与普通模具相比要复杂。其具有如下特点： （ 1）生产效率高 在一副模具中可以完成包括冲裁，弯曲，拉深，和成型等多道冲压工艺，减少了使用多副模具的周转和重复定位的过程，显著提高了生产效率和设备的利用率。 （ 2）模具使用寿命长 由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合膜 的最小壁厚问题，设计时还可以根据模具强度和模具的装配需要流出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。 （ 3）冲件的精度高 级进模通常具有精度高的内外导向（除模架河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 3 的导向精度要求高外还必须对小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过 2产量大、形状复杂、精度要求高的中、小型零件。用这种模具冲制的零件其精度可达 。 （ 4）自动化程度高 操作安全 级进模常采用告诉冲床成产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等装置， 具有较高的生产效率。 （ 5）设计制造难度大 级进模的结构相对较复杂，镶块多，模具制造精度要求很高给模具的制造，调试级维修带来了一定的难度。同时，要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损后要求更换迅速、方便、可靠，所以模具工作零件必须选材好（常采用高强度的高合金模具钢、高速钢、硬质合金等材料），必须用应慢走丝线切割加工，成型磨削，坐标镗，坐标磨等先进加工方法制造模具。 综上所述，级进模的结构较复杂，模具设计各制造的技术要求较高，同时对冲压设备、原材料也又相应的要求，模具的成本较高，因此，在模具设计前必须对共 建进行全面的分析，然后合理的确定该共建的冲压成型工艺方案，正确设计结构各模具零件的加工工艺过程，以获得最佳的技术经济效益。 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 4 2 制件的总体分析 制件图 1 该制件为 焊片 。 形状简单、对称是由圆弧，直线组成。冲孔件内外形所能达到的经济精度为 以认为该零件的精度要求 能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注，等情况也均符合冲裁件的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。 制件形状为 u 形， 圆孔分布比较均匀。形状简单 ，对精度要求不高，材料的利用率高。 从制件图上可以看出，必须先通过落料 和 冲工艺孔，然后再进行弯曲，需要 组合 模具，很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，所以在此先主要对弯曲工艺进行分析。包括弯曲件的精度、圆角半径、板料的纤维方向与弯曲线夹角、弯曲的直边高度、其他工艺性等。 制件的材料为优质 通黄铜；有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜，是应用惯犯的一个普通黄铜品种。用于各种深引伸和弯折制造的受礼零件，如销钉、铆钉、垫圈 、螺母、导管、河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 5 气压表弹簧、筛网、散热器零件等 。 将弯曲部分展开的尺寸及其现状如图所 示 :图 该工件未标出 冲 裁 件 拐 角 处 的 圆 角 ， 可 得 到 工 件 的 最 小 圆 角 半 径 R为工件没有明显的要求，为了使模具设计简单，本工件取 R=1南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 6 3 工艺方案的确定 该零件所需的冲压工序是落料，冲孔，弯曲，可以拟定以下三种工艺方案： 方案一：用简单的模具分三次加工，即落料 冲孔 拉伸 方案二：分两步，即冲孔落料 拉伸 方案三：用冲孔、落 料拉伸 级进 模 方案一，生产效率低，工件的累计误差大，操作部方便，由于该工件为大批量生产，方案二，方案三更具有优越性。 综合考虑模具的形位精度和尺寸精度，以及生产效率，以及模具的复杂程度，第三种方案比较优越，零件是形状简单，对称，容易保证精度。该零件的冲压生产采用方案三的 级进 模为佳。 排样计算 样设计 零件的形状简单对称，没大的变化，选用直排的方式。 可以提高材料的利用率，减少废料。 查表 得的搭边值为 计算条料宽度： B= 17距 ； S=30+1=31料利用率的计算： 根据一般的市场供应情况，原材料选用 10002000板，每块可以剪切 成 2001000格 的条料 10 条， 材 料的利用率 计算冲压件毛胚的面积： A=10 11+5 ） 2 =个步距的材料利用率 =S 100% =1 7 31 100% =算凸，凹模刃口尺寸 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 7 查表 模具大典表 间隙值 冲孔 凹模刃口尺寸的计算 由于制件结构简单，精度要求不高，所以才用凸模凹模分开加工的方法制作凸凹模，凹模刃口尺寸计算如下： 查表 凸，凹模制造公差： 凸 =凹 =核： 凸 +凹 =足 凸 +凹的条件 查表 ：磨损系数 x=按式 2.5 0凸=(02.0mm 凹0=( 外形凸凹模刃口尺寸的计算 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工法，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，其凸凹模刃口部分的尺寸计算如下： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后 刃口尺寸都增大，因此都属于 A 类尺寸。 工 件 图 中 未 标 注 公 差 的 尺 寸 。 查 相 关 文 献 得 出 其 极 限 偏 差 ：10 ,5 ,30 ,. 查表 磨损系数 X 为：当 =， X= 当 = ,X=1； 当 = X= 按式子 4010凹=（ 2凹=（ 凹=（ 5 0凹=（ 南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 8 料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是： 必标注公差，但是在技术条件中注明，凸模实际刃口尺寸与凹模配制，保证最小双面合理间隙值 Z 其形状尺寸如图 所示：图 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 9 图 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 10 图 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 11 4 弯曲工艺计算 视中性层长度不变条件计算 R t=表取 X= =r+ 2+ 坯尺寸 弧+模圆角半径 由于此工件的 R t=2 小，且 R 为 2于弯曲半径（ r 故凸模圆角半径为 =2 模圆角半径 凹模圆角半径 t 计算选取，以 2t，故凹模圆角半径取 模工作部分的设计计算 凹模工作部分的深度将决定板料的进模 深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响， 此弯曲件；直边高度是 厚 表 底部最小厚度 ，因此，凹模工作部分深度 +4=10凹模间隙 当工件精度要求不高或者校正弯曲时，生产中长采用调整凸凹模间隙的办法来解决回弹问题。设计弯曲模结构时，把凹模做成可调式，由于凹模设计为可调式，故也可以将凹模间隙值 Z 2 初选为材料的厚度 t，即 Z 2= 凹模模向尺寸及其公差 工件标注外形尺寸时，以凹模为基准进行计算，间隙取在凸模上，查表 ，凸=凹= 0 =（ 凸模 模向尺寸： L 凸=（ Z 0 =（ 02.0南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 12 曲回弹值的计算 小变形程度（ r t 10）时，回弹大，先计算凸模圆角半径，在计算 凸模的高度，大变形程度（ r t 5）时，卸载后圆角半径变化小，仅考虑弯曲中心角的回弹变化，弯曲时弯曲中心角为 180查模具大典，取回弹角 3 曲力的计算 U 形件校正弯曲时，在进行校正弯曲前是自由弯曲，弯曲力 b（ r+t） = 340（ 件力 近 似 取 弯 曲 力 的 30%即 （ 正弯曲时，校正弯曲力的最大值在压力机工作到下至点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力，而在弯曲工作过程中二者是同时存在的，因此，查表 P=40以校正力为 F 校 = 6 40=40=于 校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大的多，故顶件力可以忽略但是这里为了保险起见，在计算压力机公称压力时还是要将顶件力考虑进去。 F（ 顶） =（ （ =（ 压力的计算 落料力 ： 340 冲孔 力： 340 孔时的推件力 F推=表 得 h=6 则 n= 个 查表 推= 料时的卸料力 F卸= 南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 13 故 F卸=的冲压力为： 冲+ 卸+ 了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大 30%左右，即 F总 = 力中心的计算 用解析求模具的压力中心坐标， 按比例画出工件的尺寸，选用 图所示，因为工件左右对称，即 故只需计算 干段 0； 20Y 2 =53=Y 3 =10南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 14 10Y 4 =5=Y 5 =6= 6 =c=( L 1 L 2 Y 2 + +Y 4 + ) (+6) =南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 15 5 模具总体设计 根据上述分析，本零件包括冲孔，落料，弯曲三个工序，可以采用级进模，板料以导料板导向，并从刚性卸料板下面送至挡块右侧定位上模下行时，板料背板料被切断，并随即将所切断的毛坯料弯曲成形，与此同时 ，冲孔凸模在板料上冲出孔，上模回程 时，卸料板卸下板料废料，推件销在弹簧的作用下推出工件， U 形弯曲件，如图： 图 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 16 6 模具主要零部件的结构设计 凸模，凹模，凸凹模的结构设计 包括以下几个方面： 料凸模的结构设计 在落料凸模内部 ，由于设置推件销，所以凸模刃口设计用直通形刃口，刃口高度 h=6模具的结构简单易采用整体式 查表 k= 凹模高度 H=30=12 查 看 模 具 设 计 与 制 造 ， 取 整H=25模壁厚 C=8模的外形尺寸的 确定：凹模的外形长度 L=b+2c=30+2 34=98模的外形宽度 B=步距 +工件宽 +2c 取：步距 =12 工件 =模整体尺寸的确定： 凹模的外形长度 L=98模的外形宽度 B=12+ 34=模整体尺寸标准化，取为； 125 100 25 孔 模的设计 为了增加强度和刚度，凸模非工作部分的直径应该制成逐渐增大的多级形式，且它的外形尺寸较大，所以选用 B 形圆凸模 ，凸模固定板厚度取 28 模的长度根据结构上的需要来确定 。 L=8+28=53凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模落料凹模，还有一堆凸凹模，根据结构的需要，凸凹模的结构如下图所示，确定凸凹模安排在模架上的位置时，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。 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 17 7 橡皮的选用和计算 橡皮允许承受的复合较弹簧大，且安装调试方便，在冲裁模具中应用很广泛。 皮的平面尺寸 平面尺寸按其所产生的压力计算。 F=S q 所以 S=F/q 有此 公式可以求出 D（ F 是所需要的卸料力或者顶件力） 式中 D 橡皮直径 ; S 橡皮的截面积； q 与 橡皮的压缩量有关的单位压力，按橡皮的压缩弹性曲线选用。 皮的高度 橡皮的高度必须满足工艺要求与模具结构空间要求，并考虑橡皮的寿命。 皮最大压缩量 橡皮最大压缩量不宜超过自由高度 H 的 35% 45%。 皮安装在模具上 一般应预先压缩（ 10% 15%） H，使预压的压力达到所需的卸料力。 缩工作行程 为 25% 30%） 皮的自由高度为： H= 式中 橡皮的压缩工作行程，由模具结构可知； H 橡皮的自由高度。 上式算出的高度按下式校核 度校核 高度校核 H/D D 为橡皮的直径 ）。 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 18 度范围 若 H 适当的放大预压量，再重新计算；如果 H 将高度分成若干块 ，每段间垫宜 2 钢垫圈，以免失稳。 本模具有三处用到橡皮，它们分别如下图所示：(1)弹性卸料板 (2)打料杆处弹顶橡皮 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 19 (3)落料凸模处弹顶橡皮 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 20 8 模架的设计 模架的各个零件标记如下： 后侧导柱模架： 上模座： 100 100 30 下模座： 125 100 35 导柱： 22 130 导 套： 2 80 28 图 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 21 9 冲压设备的选择 参考模具大典选择型号为： 式双柱可倾液压机可以满足使用要求，其主要技术参数如下： 公称压力 :100块行程： 40大封闭高度： 180闭高度调节量： 35柱间距： 180作台尺寸： 240 370 垫块尺寸： 35 170 模柄尺寸： 30 55 最大倾角 35 河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 22 10 模具设计总结 我国考古发现，早在 2000 多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。 1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于 1958 年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20 世纪 60 年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了 300 多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具的生产能力。 一、冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力 等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 现将 2004 年我国冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料， 2004 年我国冲压模具总产出约为220 亿元，其中出口 美元 ,约合 元 . 根据我国海关统计资料 ,2004 年我国共进口冲压模具 美联社元 ,约合 元 004 元 元 ,总供应约为 元 ,市场满足率为 82%有几个具体情况必须说明 :一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具 ,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具 ,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率 ,这些模具的发展已滞后于冲压件生产 ,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率 ;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多 ,具有一定的竟争力 ,因此其在国际市场前景看好 ,2005 年冲压模具出口达到 美元 ,比 2004 可说明这一点 ;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 二、冲压模具水平状况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套河南机电高等专科学校模具专业毕业设计说明书 23 重量达 50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到 12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 精冲模，大尺寸（ 300冲模及中厚板 精冲模国内也已达到相当高的水平。 1、 模具 术状况 我国模具 术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984 年共同完成的精神模 统是我国第一个自行开发的模具 统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同 完 成 的 冷 冲 模 统 是 我 国 自 行 开 发 的 第 一 个 冲 裁 模统。上海交通大学开发的冷冲模 统也于同年完成。 20 世纪 90 年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用术。国家科委 863 计 划将东风汽车公司作为 用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具成系统于 1996 年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。 1997 年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 件并开始用于生产。 21 世纪开始 术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 术。其中部分骨干重点企业还具备各 模具 术能 显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在 “八五 ”、九五 “期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并 陆 续 引 进 了 相 当 数 量 统 。 如 美 国 美 国司 国 司的 国 司的 本 司的 以色 列 公 司 的 引 进 了 软 件 及 法 国司用于汽车及覆盖件模具的 专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 术 /的设计和模具结构图的设计均已实现二维 数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型 件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林
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