某工件冲压模具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 1 - 毕业设计（论文） 题 目 某工件冲压模具设计 姓 名 学 号 系 部 专 业 指导教师 职 称 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 2 - 摘要 ： 本文通过设计某工件该零件的冲裁模 对冲压模具总体结构设计 ,画装配图 . 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术 关键字 : 冲压 凸模 凹模 模架 凸凹模 全套图纸加 Q 401339828 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 3 - 前 言 模具工业既是高新技 术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60%90%的产品的零件，组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中 得到了明确。汽车基本车型不断增加，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将 不断换型，汽车换型时约有 80%的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计， 中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型， 1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共 计 5000 多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多万元。其他行业，如电子及通讯，家电建筑等，也存在巨大的模具市场。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 4 - 目 录 第一节冲压件 . - 6 - 第二章零件的工艺性分析 . - 6 - 第一节零件的工艺性分析 . - 6 - 第二节 冲裁件的精度与粗糙度 . - 6 - 第三节确定工艺方案 . - 7 - 第三章冲压模具总体结构设计 . - 8 - 第一节模具 类型 . - 8 - 第二节导向与定位方式 . - 8 - 第三节卸料与出件方式 . - 8 - 第四节模架类型及精度 . - 8 - 第四章冲压模具工艺与设计计算 . - 8 - 第一节 排样设计与计算 . - 8 - 第二节 搭边值的确定 . - 9 - 第三节 进距与条料宽度计算 . - 10 - 第四节 材料利用率的计算 . - 12 - 第五章 计算冲压力与压力机的初选 .3 - 第一节 冲裁力 . - 14 - 第二节 卸料力 . - 14 - 第三节 顶件力 . - 14 - 第四节 总的冲压力 F 的计算 . - 15 - 第五节 压力机的初选 . - 15 - 第六章 模具压力中心的确定 .6 - 第七章 冲裁模间隙的确定 .7 - 第一节 冲裁间隙 Z . - 17 - 第二节 冲裁间隙分析 . - 17 - 第八章 凹、凸模刃口尺寸的计算 .9 - 第一节 刃口尺寸计算的基本原则 . - 19 - 第二节 刃口尺寸的计算 . - 19 - 第九章 主 要零部件的设计 .3 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 5 - 第一节 工作零件的设计与计算 . - 23 - 第二节 橡胶的选用 . - 30 - 第三节 模架及其零件的设计 . - 31 - 第十章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 .2 - 第一节 闭合高度的计算 . - 32 - 第二节 冲压设备的选定 . - 33 - 第十一章 模具总装图与凸、凹模零件图 .3 - 总 结 .5 - 致谢 .6 - 参考文献 .7 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 6 - 第一节冲压件 冲压件图如下图所示 : 冲压技术要求 : 1. 材料 :08钢 2. 材料厚度 :. 生产批量 :大 批量 第二章 零件的工艺性分析 第一节 零件的工艺性分析 该零件材料为 08 钢 结构简单 ,抗剪强度为 有落料，冲孔，翻边 3 个工序具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个孔；孔与孔、孔与边缘之间的的 距离也满足要求，最小壁厚为 2第二节 冲裁件的精度与粗糙度 冲裁件的经济公差等级不高于 ,一般落料公差等级最好低于 冲孔件公差等级最好低于 工件的尺寸全部为自由公差，可看作 寸精度较底，普通冲裁完全能满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 7 - 零件图上所注公差经查标准公差表 寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求。 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。查公差表得各尺寸公差： 零件外形： 11 043.014 043.09 件内形： 2 分标准公差值（ 1998） 公差等级 本尺寸 /m / 3 6 8 12 18 30 48 75 6 10 9 15 22 36 58 90 10 18 11 18 27 43 70 110 18 30 13 21 33 52 84 130 30 50 16 25 39 62 100 160 50 80 19 30 46 74 120 190 80 120 22 35 54 87 140 220 三节确定工艺方案 该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序 ,可采用的冲裁方案有单工序冲裁 ,复合冲裁和级进冲裁三种： 冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。 复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每 次冲程都可完成一个冲裁件。该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下五种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔，翻边。采用单工序模生产。 方案二：落料 边。采用倒装复合模 +单工序模生产。 方案三：冲孔 切断级进冲压。采用级进模生产。 方案一结构简单，但需三道工序、三副模具才能完成，生产效率也低，如此则浪费了买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 8 - 人力、物力、财力，从经济性的角度来考虑不妥当，难以满足大批量的生产要求。 方案二采用倒装复合模生产，与方案一相比，倒装复合模具把凸凹模放在下模，虽然模具结构较方案二简单，可冲工件的孔边 距也较大，但是工件的平整性较方案一差。翻边也是一次成型实现 。 方案三采用冲孔翻边切断级进模具生产，也只需要一副模具，制造精度高，先冲孔后翻边，切断，但是其模具结构复杂，生产周期长，成本高。 通过上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。 第三章冲压模具总体结构设计 第一节模具类型 根据零件的冲裁工艺方案 ,采用复合冲裁模 . 第二节导向与定位方式 导向形式：滑动导柱导套导向 定位方式：板料定位靠导料销和弹簧弹顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用的是导料板，无侧压装置。 控制条料的送进步距采用挡料销定距。 第三节卸料与出件方式 冲孔凸模与凸凹模冲孔，冲孔废料直接落料。利用推件块将制件顶出。 第四节模架类型及精度 该模具采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。 第四章冲压模具工艺与设计计算 第一节 排样设计与计算 冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 9 - 根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有搭边、少搭边和无搭边排样三种，根据制件在 条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。 因此有下列三种方案： 方案一：有 搭边 排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少 搭边 排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无 搭边 排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑 模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳 （如图 第二节 搭边值的确定 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会 拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或 影响送料工作。搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损。根据制件厚度与制件的排样方法查表 两制件之间搭边值 搭边值 a=2 边值和侧边值 材料厚度 t 手动送料 自动送料 圆形 非圆形 往复送料 a a1 a a1 a a1 a 以下 2 1 2 2 2 2 3 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 10 - 3 4 3 5 4 4 3 4 5 4 3 5 4 6 5 5 4 5 6 5 4 6 5 7 6 第三节 进距与条料宽度计算 一、送料进距 A 条料在模具上 每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件。 A=D+ (式中 D 平行于送料方向的冲裁件宽度 冲裁件之间搭边值 模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式 ,还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。就本模具而言 ,采用纵向送料方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 11 - 图 样图 二、条料宽度 B 计算 排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑： 置时条料的宽度。 有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。 图 侧压装置时条料的宽度确定 本设计采用的是有侧压装置的模具。 所谓条料宽度，是指工件最大极限尺寸加上侧搭边值。因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 。其计算公式如下： B=D+2a0 - （ 式中 B 条料宽度基本尺寸； D 条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸； a 侧搭边值，查表 条料下料剪切公差； 表 切公差及条料与导料板之间隙 C（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 12 - 条料厚度 (条料宽度 ( 1 1 2 2 3 3 5 C C C C 50 50 100 100 150 0. 150 220 据零件图查表 定剪料公差及条料与导板之间的间隙 = 根据公式 ( B=D+2a+c 0 - =(14+2 2) 18 第四节 材料利用率的计算 一、计算冲压件面 积、周长 因为该工件图由多段圆弧组成，计算周长需要准确的找到各段圆弧的长度，计算面积也需要准确的找到切点，诸多因素采用人工计算时计算量较大，因此采用三维辅助软件可快速准确的计算出面积、周长（如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 13 - 图 压件的周长和面积 取 面积 F=63长 L=、计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率表示： =(B)100% （ 式中 材料利用率（ %）； n 冲裁件的数目； F 冲裁件的实际面积 (包括工件面积与废料面积； B 板料宽度 ( A 送料进距； 根据公式 ( =(63/18 100% 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 第五章 计算冲压力与压力机的初选 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲 裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 般可以按下式计算 ： p = （ 式中 材料抗剪强度（ L 冲裁周边总长（ t 材料厚度（ 系数 模与凹模间隙之波动，取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 14 - 第一节 冲裁力 据图 = 查碳素结构钢的力学性能表知： 08F 的抗剪强度 =216304取 260件厚度 t= 根据公式 ( =260 =) 第二节 卸料力 （ 式中 卸料力系数，查表 x 根据公式 （ N) 表 料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/x d 钢 三节 顶件力 （ 式中 顶件力系数。 查表 d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 15 - 根据公式 （ = 第四节 总的冲压力 F 的计算 根据模具结构总的冲压力 F=N) 选用的压力机公称压力 P（ F，取系数为 ： P (N)。 边力的计算 本产品属于 V 形翻边，由于翻边虽然是一副模具所以在计算翻边力时，需要计 算 1次， ，翻边力计算 F=(R+t) (4F=22 1 600/（ ） =6864N =中 F 翻边力（ N）； B 产品的翻边的宽度（ 材料抗拉强度（ （ 550 t 材料厚度； (K 系数，通常 K= 第五节 压力机的初选 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工 艺力的总和。 冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机。 表 分常用开式压力机的主要技术参数 技术参数 单位 型号 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 16 - 2323232323块公称压力 0 63 100 160 250 630 1000 滑块行程次数 次/00 160 135 115 100 70 70 最大闭合高度 60 170 180 220 250 360 360 闭合高度调节量 5 40 50 60 70 90 90 立柱间距 00 150 180 220 260 250 250 滑块地面尺寸 左右 00 140 170 200 300 300 前后 0 120 150 180 340 340 模柄孔尺寸 直径 0 50 深度 0 70 垫块厚度 5 40 50 60 70 80 90 最大倾斜角 45 35 30 工作台尺寸 左右 80 315 360 450 560 630 710 前后 80 200 240 300 360 420 480 根据冲压力的计算和压力中心的计算，选择开式压力机的型号为 第六章 模具压力中心的确定 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可按以下原则来确定： 模的压力中心为冲裁件的几何中心。 ，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 力矩。求出合力作用点的坐标位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 17 - 其中 1L 、 2L 、 3L 别为各冲裁周边长度。 由于该零件属于对称结构，故其压力中心在其中心位置 按比例画出零件形状，选定坐标系 计算出零件压力中心为 （ 0， 0） 第七章 冲裁模间隙的确定 第一节 冲裁间隙 Z 指冲裁模中凹模刃口横向尺寸 图 是设计模具的重要工艺参数。 图 裁间隙 第二节 冲裁间隙分析 一、间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 二、间隙值的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 18 - 凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保 证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 大值称为最大合理间隙 虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。 对于尺寸精度 ，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。 根据间隙表 材料 08大双面间隙 分较大间隙的冲裁模具初始双面间隙 材料厚度 08、 10、 35、0908F 40、 50 165最小 Z 最小 小间隙 注： 08钢冲裁皮革、石棉和纸板时，取间隙的 25%。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 19 - 第八章 凹、凸模刃口尺寸的计算 第一节 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要 靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模关键环节。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 孔尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。 模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。 果对刃口精度要求过高，增加成本，如果对 刃口精度要求过低，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家“非配合尺寸的公差数值” 处理，冲模可按 制造；对于圆形工件按 压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 第二节 刃口尺寸的计算 根据模具的加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的计算方法分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应该选用凸模与凹模分开加工方法。 凸模与凹模分开加工是指凸模和凹模分别按图纸加工 至尺寸。要分别标注凸模与凹模刃口尺寸与制造公差。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙 m i nm a Z 或者 m i nm a 、 m i nm a 一、冲孔凸、凹模计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 20 - 设冲孔尺寸为 d 0 根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再 增大凹模尺寸以保证最小合理间隙模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式 为 ： 凸模 d x )0- p 凹模 + d (d X 0+ d 在同一工步中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距 式 中 冲孔凹模基本尺寸 ( 冲孔凸模基本尺寸 ( d 冲孔件孔的最小极限尺寸 ( 同一工步中凹模孔距基本尺寸 ( 制件孔距最小极限尺寸 ( 冲孔 件 孔径 公差 ( 凸、凹模最小初始双面间隙 ( X 磨损 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，可查表 工件精度 x=1； 当 工件精度 x=当 工件精度 取 x= 表 损系数 X 料厚t(非圆形 圆形 1 件公差 / 1 2 2 4 4 据图 数 X=凸、凹模分别按 以 凸模： (d+X ) 0- p =(2+. 43) = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 21 - 凹模： d0 =( = 校核 : p d = p d 以冲孔凸、凹模刃口尺寸 11、落料凸、凹模计算 凹模： D X ) d0 凸模： 0P (D X P式中 落料凹模基本尺寸 ( 落料凸模基本尺寸 ( D 落料件最大极限尺寸 ( 落料件外径 公差 ( 凸、凹模最小初始双面间隙 ( X 磨损 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关 。 表 = 由公差表（ 得： 12 0430.0、 22 0520.062.0凸、凹模分别按 所以凹模 ) d0 =(+= ) d0 =(+=62. ) d0 =( =文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 - 22 - 凸模 0P =( =0P =( =62.P =( =核因为 1p 2d =2p2d =3p3d =4p4d =模最大初始双面间隙，查表 8足 p d 边凸模，凹模设计计算 毛坯经凹模圆角进入凹模时，受翻边和摩擦作用，若凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使拉伸件表面划伤或产生断裂；若过大，则压边面积小，由于悬空增大， 易起内皱。因此，合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。 翻边模间隙是单面间隙，即凹模和凸模直径之差的一半。 本次设计的模具结构比较简单，在选择间隙时可以直接查表，所以查