单口盒冲压连续模设计【15张CAD图+优秀论文+开题报告、外文翻译、文献综述】
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摘要 I 摘 要 本次设计包含冲孔，落料，弯曲等工序， 故选多工位级进模具 作为 生产工艺方案，这样 可 以 提高材料的利用率 和模具的使用寿命 。 本文详细阐述了单口盒冲压连续模设计的全过程。 论述了 级进模 冲压零件的成形原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理；重点对连续模的冲裁、弯曲、分离工序的方案分析设计，并且 对 多工位连续模重要零部件 进行了 详细 设计 。 关键词 ：单口盒 冲压 连续模 of so its to as it of of of of of on s of of in 录 录 摘要 . I . 一章 绪论 . 1 题目的 . 1 续模概况 . 1 续模的特点 . 1 第二章 冲压工艺分析及工艺方案 . 3 艺分析： . 3 艺方案的确定 . 3 第三章 排样设计 . 5 工位级进模排样设计原则 . 5 体设计 . 5 料载体的选择 . 5 体尺寸的确定 . 5 样形式的 确定 . 6 第四章 冲压力计算及压力中心的确定 . 8 压力计算 . 8 曲力的计算 . 8 料力的计算 . 9 4 2 压力中心计算 . 10 压模压力中心计算 . 11 第五章 冲裁模刃口尺寸的计算 . 15 边模刃口尺寸计算的基本原则 . 15 口尺寸的计算方法 . 16 工位凸、凹模刃口与尺寸的计算 . 16 位一的尺寸计算 . 16 位二、三、四的冲裁凸、凹模刃口尺寸计算 . 17 度校核计算 . 18 模强度计算 . 18 钉强度计算 . 19 第六章 弯曲凸凹模的设计 . 21 曲的工艺分析 . 21 曲凸、凹模工作部分尺寸设计与计算 . 21 圆角半径： . 21 圆角半径： . 21 曲 凸、凹模的间隙 . 21 模深度 . 22 曲凸、凹模的外形尺寸确定 . 22 第七章 凹模板、卸料板及其它结构整体尺寸设计 . 24 模板结构尺寸设计 . 24 料板整体尺寸计算 . 24 它板的尺寸设计 . 25 第八章 模架的设计与选用 . 27 架的设计 . 27 架的导向零件设计 . 27 柄设计 . 28 料装置设计 . 28 料零件的设计原则 . 28 料零件的主要结构形式及选用 . 29 正装置设计 . 30 压卸料板卸料弹簧的选用与计算 . 30 力机的校核 . 31 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 附件 . 35 第一章 绪论 1 第一章 绪论 题目的 多工位 连续模在冷冲压模具中技术要求比较高 ， 结构比较复杂，而且使用条件也并非太简单。此次课题选单口盒连续模设计也是对自己大学四年来所学专业知识的检验，并进一步 巩固与扩展冷冲压 工艺与 模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计 一般的 方法和步骤， 了解材料成型工艺与模具、设备的相互关系，培养综合运用模具专业理论知识解决生产实际问题的能力， 提高独立思考的能力 ， 为将来的工作打下 坚实 的基础。 续模概况 级 进冲压模具也叫连续模、步进模、级进模， 在金属薄板冲压中，级进冲压模具的自动化生产应该是一种最先进的一 种生产方式，它是高效率，高精度、多工位、全自动的冲压方式，能保证产品的一致性，提高生产效率、大幅度降低产品单件的生产成本，减轻了冲压操作工的劳动强度，增强了生产之安全系数。近几年，我国模具技术发展较快， 随着现代冲压模具技术的迅速发展， 模具设计制造水平有了较大提高 ，一些按传统冲压工艺要多副冲模分序冲制的中小型复杂的冲件，越来越多地采用多工位级进模成型，以提高冲件质量和劳动生产率，降低冲件生产成本 1。 当前，国内设计与制造连续模已有一定的基础，个别企业生产的产品已有较高水平，但大部分企业仍依靠引进模具来维持 生产，因而生产成本较高；而对于五金模具行业来讲，提升技术含量、提高冲压模具的自动化是未来必然的选择。 续模的特点 连续模和其他冲模相比，有如下优点： 、连续模是多工序冲模，在一副模具中可以包括冲裁、弯曲、拉深成型等多种多道工序，因此比复合模有更高的生产效率，也能生产相当复杂的冲压件。 、连续模设计时，工序可以分散。因为工序可以不必集中在同一工位，不存在复合模中的“最小壁厚”问题。因此相对来说，模具强度好，寿命长。 、由于连续模中不存在人为送料误差，故精度较高。 、连续模操作安全，可以实现自动 化生产 2。 连续模在冲压模具中亦有其缺点： 、连续模的缺点是结构复杂，制造精度要求高，制造周期长，成本高。 2 、对于外形较大较复杂的工件，若用连续模，则模具往往很大，有时无法与冲床匹配。 、因为连续模是将工件的形状依次在不同的工步冲出，每次都有定位误差。因此工件上如有相对位置精度较高的部分，尽量考虑在模具的同一工位冲出，以保证精度。 、连续模对材料的宽度有较严的要求：过宽时，材料不能进入导料板，送料不畅；过窄，则影响送料精度，还易损坏模具。 第二章 冲压工艺分析及工艺方案 3 第二章 冲压工 艺分析及工艺方案 艺分析： 结构：制件如图 2 从整体上看该制件主要由冲孔、落料和弯曲完成。 尺寸精度：制件尺寸如图 2零件尺寸图上所有标注尺寸均为样品测量尺寸，由于该制件尺寸精度要求低，其公差尺寸按普通冲裁件查取。 合理性：由于该制件要求大批量生产，若采用多副单工序模具成型，则会大大降低生产效率；而采用级进模进行连续冲压成型能够获取较高的生产效率，同时该制件完全可以连续冲压成型。 材料性能：制件材料 不锈钢 标是 0，抗拉强度 长率 可见 有良好的冲裁性能。 图 2品图 图 2品外形尺寸图 图 2品展开尺寸图 艺方案的确定 确定工艺方案主要考虑以下几个方面的问题： （ 1）工序的性质：冲压件工序的性质是指该零件的所需的冲压工序类型。冲压工序的性质根据零件的结构形状 （ 2）工序的数量和工序顺序：工序的数量主要决定于材料的力学性能，几何形状的复杂程度和尺寸精度的高低。当零件需要经过数道工序冲压成型时，零件的总体形状是通过各个成型工序部分逐步地形成。因而零件工序顺序的安排 需根据零件的形状特征尺寸精度要求来确定。 （ 3）工序的组合方式：一个冲压件往往需要多道工序才能完成。因此，编制工艺方案，必须考虑是采用单工序分散冲压，还是将工序组合起来，选用复合模或级进模生产。 从产品尺寸图 2零件形状较为简单，尺寸精度要求不高，所需的主要工序有：冲孔 落料 弯曲。弯曲部分不宜一次成型，若采用单工序模，工序多， 4 手工操作，操作不方便、不安全，累积误差较大，质量难以保证。制件生产批量较大，采用连续模加工，可节约冲压设备和模具，提高生产效率，同时减少手工送料的误差，因而适宜采用 多工位级进模加工。 第三章 排样设计 5 第三章 排样设计 工位级进模排样设计原则 设计排样图时应遵循下列原则： （ 1） 第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的工位设置导正销，也可以在以后的工位中每隔 12个工位设置导正销。 （ 2） 冲孔件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。相对对位置精度有较高要求的多孔，应考虑同步冲出。因模具强度的限制不能同步冲出时，后续冲孔应采用保证孔相对位置 精度要求的措施。复杂的型孔可分解为若干简单型孔分步冲出。 （ 3） 为了提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度，保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。 （ 4） 成形方向的选择（向上或向下）要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。 （ 5） 在设计排样图时，要尽可能考虑材料的利用率，尽量按少、无废料排样，以便降低制件成本、提高经济效益 3。 体设计 料载体的选择 由于该零件工序包括冲孔，冲外形，弯曲等，且料厚又较薄，所以采用边料载体排样中的单 边载体。 体尺寸的确定 根据零件的结构、边料载体和模具制造工艺的难度， 可以确定排样的形式，由于本次设计的工件的形状特殊，故采取直排的形式 ，如下图： 图 3列方式 6 （ 1）搭边尺寸的确定： 由于直排样的工件垂直于送料方向的最大尺寸 D 都大于 50以查 冷冲模课程设计与毕业设计 表 a =2 （ 2）基本步距的确定： 1 m a x 2 6 6 . 1 6 8 . 1S a L m m 式（ 这里取 0 （ 3）条料宽度的确定： 由于本设计采用无侧压装置，所以条料宽度：。 0000m a x 0 . 50 . 52 8 7 . 3 6 0 . 8 9 4 . 1B D a Z m m 式（ 这里 式中， B 条料宽度基本尺寸（ 垂直于送料方向的最大尺寸（ 1a 侧搭边值（ 条料宽度的单向极限偏差（ . 由于本次设计采用单侧载体，考虑到载体的刚度问题，单侧载体的宽度取 4外一侧的搭边值取 2 样形式的确定 冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中的一项很重要的工作。 冲压大批量生产成本中，毛坯材料费用占 60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下： 一个步距内的材料利用率 为： 100 式（ 式中 A 冲裁件面积（包括冲出的小孔在内 2； n 一个步距内冲件数目； B 条料宽度（ S 步距（ 由零件图在 用计算机算得一个零件的面积 材料利用率： 第三章 排样设计 7 1 3 3 9 5 . 5 51 0 0 1 0 0 5 1 . 5 4 %9 4 . 1 7 0 式（ 排样设计经检验无误差后，应正式绘制排样图，并标注必要的尺寸和工位号，如图3示此零件的排样图，共有 7 个工位，分别完成：（ 1）冲孔（工件自身的三个孔，其中的两个作为导正 销 孔）；（ 2）冲裁轮廓；（ 3）冲裁轮廓；（ 4） 冲裁轮廓 ； （ 5）冲裁轮廓； （ 6） 弯曲 127 、 135角及两个 90角 （ 7） 分离并 弯曲。 因为制件 四 向弯曲，只能采用 中间 载体的排样形式。条料厚度为 合采用卷料自动送料（首次送进人工完成），采用挟持式送料装置粗定位，配合导正销精密定位，送进定位可达到 图 3样图 8 第四章 冲压力计算及压力中心的确定 压力计算 计算冲压力的目的是为了选用合适的压力机、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压力，以适应冲压的需求。按图 3制件的冲压力 裁力 弯曲力 卸料力 冲裁力 冲P ：冲裁力由五部分组成，即 1P 、 2P 、 3P 、 4P 、 5P 、 6P ；其中 1P 为冲孔工序中 3个孔的冲裁力； 2P 为冲外形一工序的冲裁力； 3P 为冲外形二工序的冲裁力； 4P 外形 三 工序的冲裁力； 5P 外形四工序的冲裁力； 6P 为分离工序的冲裁力。 其中工位 2与工位 3 的前半部分实际上连为一体，冲裁力合计为 23P ；工位 3 的后半部分与工位 4 实际上连为一体，冲裁力合计为 34P ，以上凸凹模制造的时候也联合制造， 本工件的材质是不 锈钢 标是 0，其抗拉强度是 算冲裁力，以普通平刃口冲裁计算，其冲裁力 般可按下式计算： Lt b 式（ 式中 b 材料抗 拉 强度（ L 冲压周边总长 ( t 材料厚度 ( 用 1 2 2 . 5 3 . 1 4 2 3 . 5 3 . 1 4 2 1 . 5 3 . 1 4 4 7 . 1L m m 式（ 2 1 5 4 L m m 式（ 3 1 9 6 L m m 式（ 4 9 1 L m m 式（ 5 2 8 L m m 式（ 则： 1 2 3 4 5L L L L L L 4 7 . 1 1 5 4 . 8 5 1 9 6 . 8 5 9 1 . 8 2 2 8 . 5 6 式 （ 5 1 9 . 1 8 0 . 6 6 2 5 . 5 5 2 6 2 3 6 3 . 1 8 1 9 4 . 8 6iP m m m m M P a N k N 式（ 曲力的计算 弯曲力 本模具将制件的弯曲过程划分为 两 步，弯曲力分为 7P 、 8P ，其中 7P 为弯曲 135角、 127角以及两个直角的弯曲力； 8P 为 最后一步 U 形弯曲 及弧形角度的弯曲力 。弯曲力是指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的压力，是设计冲压第四章 冲压力计算及压力中心的确定 9 工艺过程和选择设备的重要依据之一 4。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关，理论分析方法很难精确计算，在实际生产中常按经验公式或通过简化的理论公式来进行计算。经分析排样图 3曲过程中 7P 中的 135及 127角可以按 曲力： 式（ 式中： 自由弯曲力； K 安全系数，一般取 B 弯曲件的宽度； t 弯曲件厚度； b 弯曲材料的抗拉强度； r 内圆弯曲半径。在此取 71P （ 135角的弯曲力） 、 72P （ 127角的弯曲力） 分别对应的 3146 2 5 b M P a ，t=r=0，则 2710 . 6 1 . 3 1 3 0 . 6 6 2 5 . 5 5 3 8 0 5 . 8 40 . 6 式（ 式 （ 7P 中的两个直角 弯曲 73P 和 8P 属于 式（ 式中： 自由弯曲力； K 安全系数，一般取 B 弯曲件的宽度； t 弯曲件厚度； b 弯曲材料的抗拉强度； r 内圆弯曲半径。 73P 中 8P 中 0730 . 7 1 . 3 2 4 . 2 0 . 6 6 2 5 . 5 5 8 2 6 5 . 5 20 . 6 式（ 280 . 7 1 . 3 4 0 0 . 6 6 2 5 . 5 5 1 3 6 6 2 . 0 10 . 6 式（ 则 : 7 1 7 2 7 3 8 3 8 0 5 . 8 4 4 0 9 8 . 6 8 2 6 5 . 5 2 1 3 6 6 2 . 0 1 2 9 8 3 2 . 0 72 9 . 8 3 P P P N N N N 式 （ 料力的计算 卸料力 冲裁时，工件或废料从凸模上取下来的力叫卸料力， 查冲压工艺与模具设计得 按以下经验公式计算： X X P 式（ 式中， 冲F 为冲裁力， 卸K 为卸料力系数，查 冲压工艺与模具设计表 2 6 1 . 3 1 4 0 . 6 6 2 5 . 5 5 4 0 9 8 . 60 . 6 20 .7 tP 20 .6 tP 10 值为 ： 0 . 0 5 1 9 4 . 8 6 9 . 7 4XP k N 式（ 由以上计算可估算出总冲压力 1 9 4 . 8 6 2 9 . 8 3 9 . 7 42 3 4 . 4 3i W P 式（ 据此可预先选择压力机型号如下： 表 4力机参数 开式双柱可倾压力机 标准型 称压力 /30 垫板尺寸 /度 / 滑块行程 /20 直径 / 滑块调节行程 /20 滑块行程次数 /(次不少于 70 最大封闭高度 /60 模柄孔尺寸 / 50 70 封闭高度调节量 /0 工作台板厚度 / 滑块中心至机身间距 /60 工作台尺寸 /后 480 左右 710 工作台孔尺寸/后 180 直径 /30 左右 340 4 2 压力中心计算 模具压力中心是指冲压时所有冲压力 合力的作用点位置。 一副冲模的压力中心就是指这副冲模各个冲压部分的冲压力的合力作用点。冲模的压力中心，应尽可能通过模具中心并与压力机滑块中心重合，以避免偏心载荷使模具歪斜，间隙不均，从而加速压力机和模具的导向部分及凸、凹模刃口的磨损 5。 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。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命；对于没有模柄的冲压模，压力中 心应尽量通过模具的几何中心，以保证冲压过程的平稳性。 定冲模的压力中心的原则 第四章 冲压力计算及压力中心的确定 11 （ 1）对称形状的单个冲压件，冲模的压力中心就是冲压件的几何中心。 （ 2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 （ 3）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心 6。 压模压力中心计算 根据理论力学，对于平行力系，合力对同一轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和，由此求多凸模冲裁时的压力中心按如下公式计算： ni 式（ ni 式（ 式中， 21 为各冲裁力和弯曲力， 21 为各冲裁周长和弯曲处宽度，nn y、 2121 和 为各冲裁外形中心坐标。 如图 4示，利用 件标识各冲裁、弯曲位置的横坐标，测量各部分的冲压周边长度，如图所示，利 用式 计算各坐标对应的冲压力如下 : 各冲压边的长度 各点坐标 15.7 10,24,71 3 4 5 6 05,77 05,8 9 10 11 12 12120,13140,14140,15160,16210,17 183 210,19 20 10,21 10,22 0,23 24 25 26 0,27 5,280 5,29 0,30 31 32 33 0,第四章 冲压力计算及压力中心的确定 13 34 50,350 70,360 70,37 90,根据以上信息计算压力中心： ni 2 2 1 1 1 1 1 7 1 7 3 7 3 7 7 3 1 2 1 517 2 1 3 1 1 1 4 8 1 6 + + + + + + + +ni i b A A A A A A A A A A A AF x t L x L x L x L x L x P x xP x P x P x （ ）1 0 . 6 6 2 5 . 5 5 1 5 . 7 2 1 0 4 . 7 1 1 3 2 . 6 2 + 4 . 7 1 7 7 . 3 8 ( 1 . 1 5 2 0 3 . 5 ) + ( 4 . 7 7 9 0 ) + 8 2 6 5 . 5 2 1 2 0 1 6 0 + ( - 4 0 9 8 . 6 1 4 0 ) + ( - 3 8 0 5 . 8 4 1 4 0 ) + ( - 1 3 6 6 2 . 0 1 2 1 0 )x （ ）计算得出： 1 2478645. 289n x N m m 1 1 9 4 . 8 6 2 9 . 8 3 2 2 4 . 6 9n i i P P K N 1 1 2 2 1012 12478645. 289 1 1 . 0 3224690n x F x F F F 式（ 下面计算0yni 2 2 1 1 1 1 1 7 1 7 3 7 3 7 7 3 1 2 1 517 2 1 3 7 1 1 4 8 1 6 + + + + + + + +ni i b A A A A A A A A A A A AF y t L y L y L y L y L y P y yP y P y P y （ ）1 0 . 6 6 2 5 . 5 5 1 5 . 7 3 8 . 4 4 . 7 1 2 3 . 7 8 + 4 . 7 1 2 3 . 7 8 ( 1 . 1 5 4 2 . 4 8 ) + ( - 4 . 7 7 4 4 . 6 7 ) + 8 2 6 5 . 5 2 1 5 . 8 1 5 . 8 + 4 0 9 8 . 6 2 1 . 8 8 + 3 8 0 5 . 8 4 3 1 . 9 7 + ( - 1 3 6 6 2 . 0 1 5 . 2 8 )y （ ）计算得出： 1 1 2 2 1012 12 0 1 8 7 3 . 2 9 7 0 . 9224690n y F y F F F 式（ 14 压力中心坐标为（ 0,9）其位置见图 4见压力中心较为靠近排样的几何中心，即模具中心，冲压排样工序合理。 图
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