毕业设计（论文）-导电接片模具设计（含全套CAD图纸） .doc

由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706导电接片模具设计摘 要：本次冲压模具设计过程中结合生产实际，运用冲压成形的基本理论对该制件的基本工序的特点、性质、规律进行了分析、研究和探讨，模具选用确定为多工位级进模。分析零件的冲压工艺性，并根据制件结构特点合理安排工序顺序。以落料、拉深、折弯、压扁工序为重点确定冲压工艺方案，计算了毛坯排样、冲压力、刃口尺寸等，详细介绍了模具结构设计及常见问题处理方法。关键词：导电片；多工位级进模；工艺分析 mold design of conductive meet pieceabstract：this mold design process combined with the actual production, use stamping forming of the basic theory to analysis, research and investigate the parts of the basic process characteristics, nature and law, die select as multi-position progressive die. analysis of parts of the stamping process, and according to the product structure characteristic of reasonable arrangement procedure. the blanking, drawing, bending, flattening process is focused on determining the stamping process program, a rough calculation of the layout, punching pressure, cutting edge dimensions etc., introduced the die structure design and treatment of common problems in detail.key words：conductive film; the multi-position progressive die mold; process analysis1 前言随着经济的发展，冲压技术应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。导电接片是冰箱温度控制器中一个小零件,而冲压工艺规程编制及模具设计是工厂模具技术人员的基本要求,“导电接片模具设计”选题来源于生产实际现场,具有较强的实际应用价值。该课题需设计人综合运用大学所学课程去分析研究和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题。通过该课题设计，可以达到: 培养学生正确的设计思想与设计方法，敢于创造革新；培养学生综合、灵活应用所学知识去分析研究和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题；进一步提高学生调查研究、设计计算、理论分析、查阅资料及绘制图样等各方面的基本技能。模具作为特殊的工艺装备，在现代制造业中越来越重要。有了模具，企业有可能向社会提供品种繁多、质优价廉的商品，满足人们日益增长的多方面的消费需要。有了模具，人们的衣食住行可直接或间接地变得丰富多彩。说的具体一点，人们日常接触到的如：汽车、手表、手机、电话、电脑、空调器、传真机、复印机、彩电、冰箱、照相机、儿童玩具等，可以说一切用品，大到飞机、轮船、火车、火箭，小到一根缝衣针，都离不开用模具加工或生产其中某个零件。模具的广泛应用，不仅得到了人们普遍的认识，同时，模具水平的高低，关系到现代制造业的发展与进步，关系到经济建设的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技术档次的关键。多工位级进模是冲压模具中的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具，在一副模具中可以完成冲裁、压弯、成形、拉深等多种冲压工序，它可以将复杂的制件或型孔，经分解变成简单的冲压。相对而言，多工位级进模的单个工位的冲压难度比单工序模要简单多了，因而能够将复杂的零件用一副级进模冲压而成，并且可以在无人操作的情况下进行高速冲压。模具可以采用优质、高强度、高耐磨材料制造，模具的加工采用先进的cnc制模设备和合理工艺。因此，多工位级进模具有高效、高精度、长寿命的特点，它已成为实现大生产、降低生产成本的最佳选择。它是当代先进冲压模具的代表，因此深受人们重视。多工位级进模的结构比较复杂，模具制造精度要求高，在进行模具设计时要考虑的内容较多，要求模具设计师的水平也高。能够设计与制造高精度、高功能、长寿命的多工位级进模，一般需要经验丰富的理论与实践相结合的模具专业人才和较为配套的先进精密制模设备才能有保障。当前，设计与制造多工位级进模，国内已有一定基础，个别企业生产的产品已有较高水平，但大部分企业仍有较大差距，总量供不应求，进口较多。级进模在过去，因技术水平的限制（主要是制造精度困难），工位数较少，35个常见，10个工位就算多了，10个工位以上的就很少见了，所以多工位这个词过去很少听到。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键，从目前了解到的情况，工位间步距精度可控制在之内，工位数已达几十个，多的已有70多个。冲压次数也大大提高，有原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟几百次，对于纯冲裁高达1500次/min（带弯曲的加工500600次/min），级进模的重量亦由过去的几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。冲压方式由早期的手工送料、手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。调整好后的模具在有自动检测的情况下实现无人操作。模具的总寿命由于新材料的应用和加工精度的提高，也不是早先的几十万次，而是几千万次，上亿冲次。当然级进模的价格和其他模具相比要高一些，但在冲件总成本中，模具费所占的比例还是很少很少。由此可见，多工位级进模时当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一中高效、高速、高质、长寿的实用模具。多工位级进模的应用，反应在模具结构设计方面，它代表了对板料冲压工艺和变形规律的全面认识，以及对该方面实践经验的综合应用的水平高低。反映在模具制造方面，集中体现了当代最先进的精密模具加工技术的发展与实践。因此，多工位级进模的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。2 工件的冲压工艺分析2.1 零件图图1 工件图fig l part drawing电器制件如图1所示，制件为冰箱温度控制器中一个小零件，材料为h68黄铜，料厚0.8mm，生产批量100万件/年。技术要求: 未注公差0.12mm； 表面无刮伤,无压痕； 毛刺小于0.03mm; 表面本色处理； 制程控制表面无油污、脏污。2.2 零件的工艺分析此处已删除凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.0450.075mm。导正销孔：d=（d+），d=（d+z）d=（3+0.750.18）=3.135d= （d+z）=（3+0.750.18+0.045）=3.18其中，取0.02第二工位凸、凹模刃口尺寸计算：d=（d+）=（2.03+10.05）=2.08d= （d+z）=（2.03+10.05+0.045）=2.125 d=（d+）=（1.65+0.750.3）=1.875d= （d+z）=（1.65+0.750.3+0.045）=1.92其中，取1/4。第三工位凸、凹模刃口尺寸计算：如图5所示采用凸模为基准件，根据凸模磨损后尺寸变化情况，将冲裁中各尺寸进行分类：图5 工位三凸模刃口尺寸fig 5 station three convex die cutting edge dimensionsa类尺寸：1mm，2.08mm，2.88mm，7mm；b类尺寸：4.5mma=（1+0.750.02）=1.015a=（2.08+0.750.02）=2.095a=（2.88+0.750.02）=2.895a=（7+0.750.02）=7.015b=（4.5-0.750.02）=4.485凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.0450.075mm。第四工位凸、凹模刃口尺寸计算：如图6所示采用凸模为基准件，根据凸模磨损后尺寸变化情况，将冲裁中各尺寸进行分类：图6 工位四凸模刃口尺寸fig 6 station four convex die cutting edge dimensionsa类尺寸：1mm，2.08mm，2.88mm，7mm；b类尺寸：4.5mma=（1+0.750.02）=1.015a=（2.08+0.750.02）=2.095a=（2.88+0.750.02）=2.895a=（7+0.750.02）=7.015b=（4.5-0.750.02）=4.485凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.0450.075mm。第五工位凸、凹模刃口尺寸计算：如图7所示采用凸模为基准件，根据凸模磨损后尺寸变化情况，将冲裁中各尺寸进行分类：图7 工位五凸模刃口尺寸fig 7 station five convex die cutting edge dimensionsa类尺寸：6.9mm，18.1mmb类尺寸：4.3mm，4.6mm，7mmc类尺寸：0.50.02mma=（6.9+0.750.02）=6.915a=（18.1+0.750.02）=18.115b=（4.3-0.750.02）=4.285b=（4.6-0.750.02）=4.585b=（7-0.750.02）=6.985c=0.50.005凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.0450.075mm。第七工位凸、凹模刃口尺寸计算：如图8所示采用凸模为基准件，根据凸模磨损后尺寸变化情况，将冲裁中各尺寸进行分类：图8 工位七凸模刃口尺寸fig 8 station seven convex die cutting edge dimensionsa类尺寸：10mm，8.6mm，6.6mm，5mm，2.5mm，1.5mma=（10+0.750.02）=10.015a=（8.6+0.750.02）=8.615a=（6.6+0.750.02）=6.615a=（5+0.750.02）=5.015a=（2.5+0.750.02）=2.515a=（1.5+0.750.02）=1.515凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.0450.075mm。4.3.4 弯曲刃口尺寸计算（1）凸模圆角半径当工件的相对圆角半径r/t较小时，凸模圆角半径r取等于工件的弯曲半径r，但不应小于所规定的最小弯曲半径值r。当r/t10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径r加以修正。（2）凹模圆角半径凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。当t4mm时，r=2tr取4.5t，r=3.6mm。（3）凹模深度z型弯曲时，h=1.3mm（4）凸、凹模间隙根据有色金属弯曲间隙值计算公式（3.9）：z/2=t+nt （28）z/2凸、凹模间的单面间隙，mm； t材料的最小厚度，mm； t材料的公称厚度，mm；n因数，与弯曲件高度h和弯曲线长度b有关，根据表3.6取n=0.05。z/2=0.84mm（5）u形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差决定原则：工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上；工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。尺寸标注在外形上：凹模尺寸l=（l-0.75）（29）凸模尺寸l=（l-0.75-z） （30）尺寸标注在内形上：凸模尺寸l=（l+0.75）（31）凹模尺寸l=（l+0.75+z）（32），为凸、凹模的制造公差，可采用it7it9级精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一级。因为零件尺寸时标注在外形上，零件精度要求较高，其间隙要适当缩小，取z=0.8mm，凹模圆角半径r=3.6mm。凹模尺寸l=（5-0.750）=5凸模尺寸l=（5+0.750-0.8）=4.25 模具的结构设计5.1 微调结构压弯下模的深浅可以自由调整如第8工位要求之间压弯1.3mm，其中压弯下凸模16的高度可以自由调整，如图9所示，它由下凸模调整组合块14、15以及内六角螺钉13紧定螺钉12组成。件14、15之间有一条方形且带有斜度的滑槽，件15的一端与滑槽的斜面接触，通过调节螺钉，使件14、15作水平移动，带斜度的滑槽也随之移动，促使压弯下凸模16实现上下可调，从而达到调节压弯尺寸满足设计要求的目的。调整完后，螺钉必须拧紧，以防松动而变形。图9 微调机构fig 9 fine tuning mechanism5.2 快换安装固定结构易损小凸模采用快换安装固定结构 如冲制件上1.65mm、2.03mm 小孔，对应的两个凸模是比较容易断裂和破损的。通常情况下，更换凸模必须把凸模固定板与上模座拆开，这样既麻烦，同时拆装次数多了，还会影响精度。本模具不采用传统的方法。当需要更换这两个小凸模时，可卸下上模座上的垫块。然后从卸料板向凸模固定板方向推出小凸模。换了小凸模后，再依次从上模座方向加入垫块。小凸模固定护套的设置，一方面可以方便小凸模进入凸模保护套的孔中，另一方面可以避免两个冲孔凸模做成一体因断面突变而不利于热处理等其他弊病的产生。5.3 导正销的特殊结构导正销采用压圈的特殊结构，使导正销工作前起到压料作用，又可防止导正销回升时带料往上拉。通常，导正销露出卸料板下面的有效导向部分具有一定长度，当压力机滑块由下死点回升，卸料板开始离开条料的时候，由于导正销露出卸料板下面的有效导向部分还插在条料的导正孔中，导正销随上模的回升将带动条料一起回升，与此同时，条料上侧被导料板或浮动导料杆的台阶挡住，从而阻止条料继续回升，而此时，上模还在继续回升的情况下，将套入导正销的那部分带料从导正销上拉下，引起导正销孔的变形，如图11所示。这是正常冲压所不允许的。但是出现这种现象并不是什么情况下都会发生的。当模具精度较高，送料步距较精确，导正销与导正孔的双面间隙（一般双面间隙为0.0150.020mm）且材料较厚的情况下，上述导正销拉料现象并不明显，冲压较为顺利、稳定，对冲件精度一般影响不大。当导正销孔出现毛刺、模具精度不高、送料步距不太精确、导正销与导正孔的双面间隙偏小且材料较薄（小于0.5mm）的情况下较为明显，严重时，不仅对冲件精度产生影响，还影响到送料的正常进行，影响正常生产。 为了消除卸料板回升时，可能出现导正孔受拉变形这种缺陷，本模具设计了如右图所示为导正销采用压圈的特殊结构。由图10可知：在导正销26外面套有一个带台阶式的压圈，两者之间为动配合，压圈上面作用者套在导正销上的弹簧，当压力机滑块为上死点时，导正销活动压圈平面比导正销的导向部分低约1.5mm。当模具闭合时，先是活动压圈平面压住条料（压料力由弹簧29调节确定），之后，导正销的有效部分插入条料的导正孔中，接着卸料板将料压在凹模平面上；然后开始冲压。当冲压完成，滑块离开下死点时，卸料板首先离开条料，这时导正销的有效导向部分还插入条料的到正孔中。滑块继续上升，导正销活动压圈因受弹力的作用而把条料从导正销的导向部分均匀推下，最后，导正销压圈下平面离开条料。显然，这种导正结构，既不影响压料，又可防止条料因上模回升而上拉，从而提高条料的导向精度。由于采用了这种带活动压圈的导正销结构，使图中导料板原来的设计兼有卸料的作用变的不重要了。图10 采用压圈的导正销fig 10 the pressure ring guide pin图11 卸料板回升时导正孔受拉变形fig 11 stripper plate to rise when the pilot hole tensile deformation5.4 安全装置 安全保护装置对级进模，尤其对高速冲压更是把必要的，本模具设在第三工位一侧的导正销上，见装配图a-a剖视图。它是由件22、23、24、25与微动开关构成模具的安全保护装置。在正常情况下，件23因受弹簧力的作用其下平面紧贴住导正销的上平面，这时，件22凸部与弧形柱体23的凹部配合，当条料没有送到位，导正销没有插入或没有准确插入导正孔中，而被条料顶上，件21推动件23克服弹簧力向上移动，使触片22沿d向平动，触动微动开关，使压力机实现紧急停机，保护模具不受损坏。 5.5 定位销与小导柱的设计 卸料板导向结构中的小导柱选用定位销与小导柱合二为一的设计，卸料板由设置在凹模板与下模座的定位销的延伸部分作为小导柱导向，小导柱既作为卸料板的导向，又作凹模版与下模座的定位销。对简化模具结构由一定的好处。 5.6 强力弹簧压料结构 模具在压弯、压扁工序，卸料板与凸模固定板平面并不贴紧的情况下，制件成型时的压料力靠设置在凸模固定板与卸料板间的12个外径位3/4in（1in=0.0254m），截面约为3.5mm4mm 的矩形强力弹簧卸料和压料。采用这种结构，凸模刃磨后不必调整卸料板的厚度。 5.7 凹模和卸料板的特殊结构 凹模和卸料板均采用镶拼结构，这种便于加工和提高加工质量。凹模拼镶块的刃口工作高度小于等于3mm，这样有利于落料。小凸模在工作过程中也可以保持较高的垂直度，凸、凹模间隙也均匀，提高了凸、凹模的一次刃磨寿命，同时也提高了模具的整体使用寿命。5.8 凹模刃口设计废料上浮和堵塞漏料孔是造成模具受损甚至报废的主要原因之一，结合防止废料上浮和堵塞漏料孔的措施及上述因素，选择双锥面式的凹模结构。该制件材料为黄铜，料厚0.8mm，工作过程中形成力和摩擦力均较小，对凹模的强度要求不高，采用锥形的刃口形式对模具精度和寿命的影响不大。6 零件的设计与选用 6.1 确定主要的零件材料及尺寸6.1.1 凹模根据制件要求及排样设计，凹模采用镶拼式，凹模拼块采用合金钢cr12mov制造，热处理5862hrc。凹模镶件采用进口cr12mov制造，热处理5862hrc。凹模拼块尺寸见图12：6.1.2 凸模根据制件的材料，工作凸模的受力不大时选用进口的cr12mov热处理5862hrc，圆形凸模采用插入式快换机构，其高度72mm。异性凸模及弯曲凸模采用压板式快换机构，其高度为72mm。6.1.3 上、下垫板根据凹模以及冲压力合理选用下垫板，本模具下垫板采用cr12mov材质，垫板要求调质处理，这种材料具有抗冲击韧性很高，其尺寸确定为330mm90mm20mm。6.1.4 模座本模具要求上下模座采用45钢锻件并经调质处理。上模座尺寸确定为410mm270mm60mm，下模座尺寸确定为410mm270mm60mm。6.1.5 凸模固定板本模具是11工位级进模，固定板采用s45c，热处理5862hrc。图12 凹模拼块fig 12 die block6.2 模柄的选用模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。在安装模具时应注意模柄直径与压力机模柄孔直径要一致。模柄的形式采用压入式模柄结构，根据所选的压力（j75g-30）选择压力机模柄的尺寸为30mm。选用材料为q235钢的a型压入式模柄（模柄a3078 gb2862.1-81. q235）。此模柄与上模座的连接，采用过渡配合(h7m6)。冲模的工作端为非圆形时，需在模柄与上模座的骑缝处加防转销。6.3 螺钉规格的选用 由凹模板的厚度和下模座的厚度可选用m10内六角螺钉,再根据实际要求,查标准选用gb 70-85 m1085,这里要4只，材料为45钢；由上模座厚度和凸模固定板厚度选用m10内六角螺钉，再根据实际要求gb 70-85m10 70，这里需要4个材料为45 钢；选用导料板的螺钉选用gb 70-85 m420,这里要10个，材料为q235；易损小凸模压板螺钉和放转螺钉分别选用内六角螺钉gb 70-85 m415共4个和gb 70-85 m520 共1个，材料都为45钢；卸料板固定螺钉和凹模固定螺钉都选用内六角螺钉gb 70-85 m620，共34个，选取材料为45钢；折弯深度可调结构中可调组合块螺钉选用gb 70-85 m615，共2个，可调螺钉选用内六角螺钉gb 70-85 m620，共1个。7 压力机的确定级进模的压力机选用，对于高速冲压的级进模而言，不仅仅对公称压力有要求外，还需对冲速有要求，不同的级进模冲速也不一样，对于纯冲裁级进模冲速可以高一点，而对弯曲级进模冲速要相对小一点，对纯冲裁的级进模而言，冲速越高，凸模受力就越小，而且有利于生产效率提高，但是速度高会产生热量，也是一个弊端，而且还要保证制件的质量。本模具冲速为150次/min，在起初试模时要精调，并保证弯曲的质量。该模具的总冲压力：f=74.52kn模具的闭合高度：h=260mm外轮廓尺寸：410mm270mm如果在实际的企业中设计模具时要考虑本厂设备。综合考虑选用压力机的型号为j75g-30。参数：公称压力：300kn；滑块行程：1040mm；最大封闭高度：260mm；滑块行程次数：150次 min；封闭高度调节量：50mm。因此根据冲压力，闭合高度，外轮廓尺寸等数据，选定该设备是合适的。参考文献 1 陈炎嗣.多工位级进模设计与制造m.北京：机械工业出版社，2008.7:115.2 邱永成.多工位级进模设计m.北京：国防工业出版社，1987:1030 .3 王新华.冲模设计与制造实用计算手册m.北京：机械工业出版社，2002:4560. 4 王秀凤，张永春.冷冲压模具设计与制造m.北京：北京航空航天大学出版社，2008.7:2640.5 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