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冲压
工艺
复合
模具设计
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冲孔凸模.dwg
凸凹模.dwg
凸凹模固定板.dwg
凸模固定板.dwg
凹模.dwg
卸料板.dwg
托板.dwg
托板1所有图.dwg
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设计说明书.doc
目 录
摘 要 3
第一章、引言 4
1.1.模具行业的发展现状及市场前景 4
1.2.题目研究方法 5
第二章、冲裁件的工艺性分析 6
2.1.冲裁件的结构工艺性 6
2.1.1.冲裁件的形状 6
2.1.2.冲裁件的尺寸精度 7
第三章、制件冲压工艺方案的确定 8
3.1.冲压工序的组合 8
第四章、制件排样图的设计及材料利用率的计算 9
4.1.制件排样图的设计 9
4.1.1.搭边与料宽 9
4.2.材料利用率的计算 10
第五章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 12
5.1.冲压力 12
5.1.1.冲裁力的计算 12
5.1.2.卸料力、推件力的计算 12
5.2.压力中心的计算 13
5.3.压力机的选用 14
第六章、凸、凹模刃口尺寸计算 15
6.1.凸、凹模刃口尺寸计算原则 15
6.2.凸、凹模刃口尺寸计算方法 15
6.2.1.凸模和凹模配合加工 15
第七章、模具零件的结构设计 17
7.1.凸凹模的设计 17
7.2.落料凹模的设计 17
7.3.选择标准模架 19
参考文献 20
摘 要
随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成,冷冲模是其中的一种。
本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我表示衷心的感谢他们对我的教诲。
冲模是模具设计与制造专业的主要专业毕业之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门毕业，使我对冲压模具有了新的认识，从中也学到了不少知识，激发了我对冲压模具的爱好。
关键词：
工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。
- 内容简介：
-
1 毕业设计 说明书 系 部： 指导老师： 专 业：模具设计与制造 班 级： 小 组 号： 组 长： 同 组 人： 日 期： 年 月 日 2 目 录 摘 要 . 3 第一章、引言 . 4 . 4 . 5 第二章、冲裁件的工艺性分析 . 6 . 6 . 6 . 7 第三章、制件冲压工艺方案的确定 . 8 . 8 第四章、制件排样图的设计及材料利用率的计算 . 9 . 9 . 9 . 10 第五章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 . 12 . 12 . 12 件力的计算 . 12 . 13 . 14 第六章、凸、凹模刃口尺寸计算 . 15 模刃口尺寸计算原则 . 15 模刃口尺寸计算方法 . 15 . 15 第七章、模具零件的结构设计 . 17 . 17 凹模的设计 . 17 . 19 参考文献 . 20 3 摘 要 随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成 ,冷冲 模是其中的一种。 本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此 ，我表示衷心的感谢他们对我的教诲 。 冲模是模具设计与制造专业的主要专业 毕业 之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门 毕业 ，使我对冲压模具有了新的认识，从中也学到了不少知识，激发了我对冲压模具的爱好。 关键词： 工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 4 第一章 、 引言 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 700 亿至 850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增长率（据不完全统计， 2005年国内模具进口总值达到 700 多亿，同时，有近 250 个亿的出口），到 2007 年模具产值预计为 700 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿 元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。 2005年我国汽车产销量均突破 550 万辆，预计 2007 年产销量各突破 700 万辆，轿车产量将达到 300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。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%。 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板料。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。 因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。 冲压加工在汽车、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。现代各种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。 由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件 5 等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。 本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对模具设计的说明，详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍 并 对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。 步骤如下： （ 1）零件成型方案确定； （ 2）零件零件形状 分析，根据模拟结果进一步提出工艺改良方案； （ 3）使用 软件对零件进行分析，设计模具装配图和零件图； （ 4）完成冲压零件设计的文字说明。 6 第二章 、 冲裁件的工艺性分析 冲压主要是按工艺分类 ，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料 及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。 图 此制件的形状较简单， 产品四周 圆角过 渡， 这样设计模具时，凹模热处理后加工时 不 容易开裂， 便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时 7 也可以防止尖角部位刃口的过快磨损 。 产品材料为 08F， 厚度 T=此材料属于 优质 碳素 结构 钢 ，其抗剪强度220抗拉强度 280屈服极限 180具有良好的冲裁性。 冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为 8 第三章 、 制件冲压工艺方案的确定 根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 , 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。 根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。 综上所述分析 ，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择 倒装 复合冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。 9 第四章 、 制件排样图的设计及材料利用率的计算 排样时需考虑如下原则： 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状） 合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。 模具结构简单、寿命长。 保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求 。 1 搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭 边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度 =定搭边工作间 由于产品一头直径 40头直径 24果采用直排的方法，势必材料利用率就低，为提高材料利用率，建议选用错位排样法，具体见 2送料步距和条料宽度的确定 （ 1） 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距 S 的计算公式为 S=D+对于直排的方案， S=12+60+20+中 D 平行于送料方向的冲裁宽度； 冲裁之间的搭边值。 （ 2） 条料宽度 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。 10 当用孔定距时，可按下式计算 条料宽度 (a) 对于 错位 排的方案， B=中 B 条料的宽度（ 冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（ a 侧搭边值； 条料宽度的单向（负向）公差； 所以条料宽度为 体排样图如下： 一个步距内的材料利用率 为 =s 100% 对于直排的方案， =1 100%=式中 F 一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）； n 一个步距内冲裁件数目； 11 B 条料宽度（ s 步距； 12 第五章 、 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 冲压 力是指冲裁力、卸料力 和 推件力的总称。 平刃口冲裁力可按下式计算 落料力计算 F= F=310=中 F 冲裁力（ N）； L 冲裁件周边长度（ 电脑计算为 材料抗剪强度（ 260 材料厚度； ( 系数，通常 K= 冲 圆 孔力计算 F= F=1 12 310=件力的计算 生产中常用下列公式计算 F 卸 =K 卸 F 落 = 推 =K 推 F 冲 = 式中 F 冲裁力； 13 F 卸 、 F 推 分别为卸料系数和 推 件系数 综上所述 ， 总的冲裁力为 F 总 =F 落 +F 冲 +F 卸 +F 顶 =力中心的计算 采用解析法求压力中心，求 立坐标系如下图： 冲 圆 孔 力 t b , 得 12 310=2 落料力 t b , 得 310=3 落料力 t b , 得 310=4 落料力 t b , 得 310=5 落料力 t b , 得 310=1 轴的力臂 轴的力臂 34 14 轴的力臂 轴的力臂 34 轴的力臂 3 轴的力臂 4 轴的力臂 轴的力臂 6 轴的力臂 5 轴的力臂 据合力距定理： 23（ 2+ 轴的力臂； 23（ 2+ 轴的力臂； 以压力中心为（ ）。 根据总压力的大小，模具外形大小及闭合高度， 初步确定压力机的型号： 因此选择压力机的型号为： 40压力机 型号为 40压力机的基本参数如：（表一） 公称压力 /00 垫板尺寸 /度 80 滑块行程 /00 孔径 200 滑块行程次数 /（次/ 80 模柄孔尺寸 /径 50 深度 70 最 大 封闭高度 /00 封闭高度调节量 80 滑块中心线至床身距离 /20 床身最大可倾角 25 工作台尺寸 /后 350 左右 450 15 第六章 、 凸、凹模刃口尺寸计算 模刃口尺寸计算原则 设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨 檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。 模刃口尺寸计算方法 本设计中根据产品材料厚度 定冲裁间隙为 Z=以选择 2Z= 冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算： 冲孔时 )- p 落料时 p 孔心距 p 式中 Dp 分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（ 为落料件的最大极限尺寸（ 为冲孔件的最小极限尺寸（ 工件公差； p 凸模制造公差，通常取 p= /4； p 刃口中心距对称偏差，通常取 p = /8； 凸模中心距尺寸（ L 冲件中心距基本尺寸（ 16 最小冲裁间隙（ 落料凹模尺寸 ： /4 =; /4 =; 落料凸模尺寸： /4 =24 /4 =40冲孔凸模尺寸： )+/4 =20 +孔凹模尺寸： Z)- /4 =12+2 孔中心距离 尺寸 60 保持 不变 ， 公差为 17 第 七章 、模具零件的结构设计 模的设计 材料： 度： 58 62如图） ，与 卸料板间隙配合，与下模板 采用 定，与固定板过盈配合，过盈量 因制件形状简单，总体尺寸不大，选用整体式 方 形凹模较为合理。选用模周界 由冷冲压工艺与模具设计得出凹模周界的 18 计算公式 厚度 H= 15 式中： b 冲裁件的最大外形尺寸， b=92 K 系数，查表得 K= H=92=模壁厚 c=（ H（ 3040=设计中取 c=50模具设计指导表 5形凹模 标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为 200 140。 硬度： 58 62（如图） 确定其他零件的尺寸参数 由模具设计指导表 5得复合模的典型组合尺寸 200 140（单位为 1995）。而由此典型组合标准，即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。 其零件参数如下表所示： 19 凹模周界 凸凹模长度 配用模架闭合高度 H 孔距尺寸 最小 最大 S 2 00 140 86 210 247 零件名称及标准编号 垫板 凸模固定板 凹模 卸料板 垫板 200 140 10 200 14018 200 140 40 200 140 18 200 140 10 螺钉 圆柱销 卸料螺钉 树脂 螺钉 圆柱销 圆柱销 90 10 90 60 60 8 60 10 60 由凹模周界尺寸及模架闭合高度在 210247间，查模具设计指导表 524号 后侧 导柱 标准模架 。 20 参 考文献 1朱光力主
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