典型钣金件冲压模具设计【模具毕业设计说明书论文CAD图纸】.zip
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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat1.txt下垫板.dwg中间孔凸模.dwg全部图纸集合.dwg典型钣金件冲压模具设计.dwg冲压模具设计说明书.doc凸凹模.dwg凸凹模固定板.dwg凸模固定板.dwg凹模.dwg卸料板.dwg装配图.dwg摘 要本次设计了一套落料、冲孔的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用落料、冲孔工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本次设计阐述了冲压倒装复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：落料，冲孔，模具，模具间隙，倒装复合模目 录摘 要II前 言1第一章、绪 论21.1.冲压的概念、特点及应用2第二章、零件的工艺性分析42.1.设计要求42.2.零件的工艺性分析42.3.冲裁件的精度与粗糙度52.4.裁件的材料52.5.确定工艺方案5第三章、冲压模具工艺与设计计算73.1.排样设计与计算73.2.设计冲压力与压力中心,初选压力机83.2.1.冲压力中计算83.2.2.初选压力机93.2.3.压力中心计算9第四章、模具的总装图与零件图11第五章、模具设计计算135.1.计算凸凹模刃口尺寸及公差135.2.模具零件尺寸计算与确定145.2.1凹模设计145.2.2.凸模设计15第六章、模具其他零件的选用176.1.选择坚固件及定位零件176.2.设计和选用卸料与出件零件176.3.选择模架及其它模具零件176.4.压力机的校核18结 论19谢 辞20参考文献21摘摘 要要本次设计了一套落料、冲孔的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用落料、冲孔工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本次设计阐述了冲压倒装复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：关键词：落料，冲孔，模具，模具间隙，倒装复合模I目 录摘摘 要要.II前前 言言 .1第一章、绪第一章、绪 论论 .21.1.冲压的概念、特点及应用.2第二章、零件的工艺性分析第二章、零件的工艺性分析 .42.1.设计要求.42.2.零件的工艺性分析.42.3.冲裁件的精度与粗糙度.52.4.裁件的材料.52.5.确定工艺方案.5第三章、冲压模具工艺与设计计算第三章、冲压模具工艺与设计计算 .73.1.排样设计与计算.73.2.设计冲压力与压力中心,初选压力机.83.2.1.冲压力中计算.83.2.2.初选压力机.93.2.3.压力中心计算.9第四章、模具的总装图与零件图第四章、模具的总装图与零件图 .11第五章、模具设计计算第五章、模具设计计算 .135.1.计算凸凹模刃口尺寸及公差.135.2.模具零件尺寸计算与确定.145.2.1凹模设计.145.2.2.凸模设计.15第六章、模具其他零件的选用第六章、模具其他零件的选用 .176.1.选择坚固件及定位零件.176.2.设计和选用卸料与出件零件.176.3.选择模架及其它模具零件.17II6.4.压力机的校核.18结结 论论 .19谢谢 辞辞 .20参考文献参考文献 .210前前 言言模具工业作为一种新兴工业，它有节约原材料、节约能源、较高的生产效率，以及保证较高的加工精度等特点，在国民经济中越来越重要。模具技术成为衡量一个国家制造水平的重要依据之一，其中冲载模具在模具工业中举足轻重的地位。随着工业发展水平的不断提高，产品更新速度加快，对模具的要求越来越高。尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到 70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具 CAD/CAM 技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。模具是现代加工行业中的基本工艺装备。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。现代工业需要先进的模具设备和高技术人才。本次设计是参考了众多参考文献及专业资料的规范要求编写而成。主要以典型 T 形件为例介绍冲孔和落料模的设计。该设计主要包括材料工艺分析和成形性能、冲压工序特点和工艺计算、模具总体结构设计、模具主要零件结构设计及工艺性分析等。任务量相对较小。参观了本校的模具中心，查阅了大量资料，对工件进行了综合的工艺分析后，确定了工艺路线，各种工艺参数，以及生产设备的选用，从而着手整套模具的设计。导师曾在设计过程、编写说明书及内容安排提出不少有益的意见。在此，谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！在整个设计过程中，我综合比较了其他各种设计图样，并对自己所设计的模具图进行了反复的完善。我将在以后的学习工作中不断完善和提高自己的设计水平。不仅仅是在设计中有所提高，也要在自己的学习能力上进一步的提高自己，完善自己，充实自己，依次来适应社会的发展，让自己变成一个对社会有用的人才！由于本人知识水平和能力的有限，在设计的过程中难免存在很多的纰漏和不足之处，还请大家多多指教！1第一章、绪第一章、绪 论论1.1.冲压的概念、特点及应用冲压的概念、特点及应用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术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1)冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。(4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从2而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。3第二章、零件的工艺性分析第二章、零件的工艺性分析2.1.设计要求设计要求冲压件图如图 1-1 所示:图 2-1 典型 T 形件冲压技术要求:1. 材料:Q235 钢2. 材料厚度:2.0mm3. 未注公差:按 IT12-IT14 级确定2.2.零件的工艺性分析零件的工艺性分析该零件材料为 Q235 钢，属于普通碳素结构钢,结构简单,形状对称,凹模宽度( 为材料厚度),因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小，冲孔的最tB2 . 152 t小尺寸取决于材料性能,凸模的强度和模具结构等。根据表 3-3 可查得圆形孔最小值得所以满足工艺性要求。mmmmtd168 . 129 . 09 . 0冲裁件孔与孔之间:孔与边缘之间的距离受模具的强度和冲裁件质量的制约,其值不应过小,一般要求，所以由冲件图可知tC)5 . 11 (tC)25 . 1 (,221181C，221202C4由以上可知孔与孔之间距离 满足工艺性要求。由于产品四周是尖1C2CC角，为防止凹模热处理应力集中，容易开裂，尖角处需增加 R 角，根据材料厚度及产品大小，增加 R2，如下图所示：2.3.冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于 IT14 级,一般落料公差等级最好低于 IT10 级,冲孔件公差等级最好低于 IT9 级,查表得落料公差,冲孔公差分别为+0.12、+0.10。而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为 0.24，0.20。因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求。由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑。2.4.裁件的材料裁件的材料由表 1-3 可得,Q235 钢,属于普通碳素结构钢，抗剪强度=310-380Mpa,断后伸长率 24%,此材料具有良好的塑性级较高的弹性,冲裁性较好,可以冲裁加工。2.5.确定工艺方案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。零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理；若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直5度较好,生产率较高,但因零件的孔边距太小,模具强度不能保证；用级进模冲裁时,生产率高,操作方便,通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题,根据以上分析,该零件采用倒装复合冲裁工艺方案。6第三章、冲压模具工艺与设计计算第三章、冲压模具工艺与设计计算3.1.排样设计与计算排样设计与计算该冲裁件材料厚度较薄，尺寸小，近似方形，因此可采用横排图 3-1 典型 T 形件（横排）对图 3-1 有：查表取, mma2 . 2mma0 . 21mm5 . 0mmZ1 . 0条料的宽度为取值 74.4 （3-1）mmaDB05 . 000max04 .74)2 . 2270()2(mm05 . 0进距为:mmaS54252601根据 3-14，导板销间距为：7 （3-2）5 .741 . 02 . 22702max0ZaDZBBmm由零件图在 CAD 用计算机算得一个零件的面积为2566.3636mm一个进距内的坯料面积:,26 .4017544 .74mmSB因此材料利用率为: （3-3）%100)/(BSA%1006 .4017/566.3636）（%516.90由利用率可知,图 3-1 的排样合理。3.2.设计冲压力与压力中心设计冲压力与压力中心,初选压力机初选压力机3.2.1.冲压力中冲压力中计算计算冲裁力 （3-4）kltp -冲裁力 -冲件的圆边长度(mm)pl-板料厚度 -材料的抗冲剪强度.t-修正系数，一般值取值为 1.251.3kk该冲件材料为 Q235 钢，经查表的，最大抗冲剪强度为 380，板料厚度MPa为 2mm，冲裁面周边长为mm，中间方孔周长为 88.566mm。566.240l取=1.3k落料力=13+ （3-5）1FLb=1.3240.5662380=237.68KN查表得取 380卸料力= （3-6）1QFFk1=0.04237.68=9.51KN查表得取 0.041k中间方孔冲孔力冲孔力1.3=1.388.5662380 （3-7）2Fblt=80.772KN推料力= （3-8）2QFFk2=0.04580.772=3.635KN8为卡在凹模内的冲孔废料数目n=+F1F1QF2F2QF=237.68+9.51+80.772+3.635=331.597 （3-9）KN3.2.2.初选压力机初选压力机从满足冲压工艺力的要求看，可选用 400的开式压力机。 KN查文献4开式可倾压力机参数初选压力机型号为 JG23-40。模柄尺寸mm型号公称压力/kN滑块行程/mm最大封闭高度/mm工作台尺寸/mm最大装模高度/mm可倾斜角/连杆调节长度/mm直径深度JG23-40400100300420630300308050703.2.3.压力中心计算压力中心计算由于典型 T 形件是完全对称图形，利用解析法计算压力中心，建立如下图所示的压力中心示意图，即：图 4-2 典型 T 形件压力中心示意图F1中间方孔冲孔 F1=Ltb，得 F1=1.388.5662380 =80.772KNF2外形落料 F2=Ltb，得 F2=1.3240.5662380=237.68KN9Y1F1 到 X 轴的力臂 Y1=0X1F1 到 Y 轴的力臂 X1=0Y2F2 到 X 轴的力臂 Y2=0X2F2 到 Y 轴的力臂 X2=0根据合力距定理：XG=（X1F1+X2F2）/（F1+F2）YG=（Y1F1+Y2F2）/（F1+F2）YGF 冲压力到 X 轴的力臂；YG=0XGF 冲压力到 Y 轴的力臂；XG=0所以该模具的压力中心为（0,0） ，在模柄直径范围内，所以符合设计原理。10第四章、模具的总装图与零件图第四章、模具的总装图与零件图根据前面的设计与分析,我们可以得出倒装复合模的总装图。如图 5-1 所示:11图 4-1 倒装复合模总装图12第五章、模具设计计算第五章、模具设计计算5.1.计算凸凹模刃口尺寸及公差计算凸凹模刃口尺寸及公差采用凸模和凹模分开加工的，采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，为了保证间隙值必须满足式：+- （5-1）凸凹maxZminZ凸凹模制造公差按 T8 级数选取对于冲孔尺寸 30mm =0.022mm凸对于冲孔尺寸 16mm =0.016mm凸对于落料尺寸 52mm =0.022mm凸对于落料尺寸 70mm =0.025mm凸冲孔时首先确定凸模刃口尺寸。由于基准件凸模的刃口尺寸在磨损减小，因此应使用凸模的基本尺寸接近工件的最大极限尺寸，凸模制造取负偏差，凹模去正偏差，-磨损系数，-工件公差，按 IT14 精度选取。x冲孔（30mm）=（+） （5-2）12. 00凸ddx0凸=（30+0.50.12）0016. 0=30.060016. 0查表知=0.04，=0.5x =（+Z） （5-3）凹ddxmin凹0=（30+0.50.12+0.20）022. 00=30.26022. 00冲孔（16mm）=（+） （5-4）1 . 00凸ddx0凸=（16+0.50.1）0016. 0 =16.050016. 0 =（+-Z） （5-5）凹ddxmin凹0=（16+0.50.1+0.20）022. 00 =16.25022. 00落料（70mm）=（-） （5-6）02 . 0凹LDx凹013 =（70-0.50.2）025. 00 =69.9025. 00 =（-Z） （5-7）凸LDxmin0凸 =（70-0.50.2-0.2）0025. 0 =69.70025. 0落料（52mm）=（-） （5-8）02 . 0凹LDx凹0 =（52-0.50.2）025. 00 =51.9025. 00 =（-Z） （5-9）凸LDxmin0凸 =（52-0.50.2-0.2）0025. 0 =51.70025. 05.2.模具零件尺寸计算与确定模具零件尺寸计算与确定5.2.1 凹模设计凹模设计凸、凹模采用矩形板状结构和固定板通过螺钉,销钉与下模座固定的固定方式。考虑凸凹模的磨损和保证冲件的质量根据表 3-28,凸凹模刃口采用柱形孔口,刃口高度根据前面计算冲裁力时所取=10mm,漏料部分刃口轮廓适当扩大根据h表 3-28 可以扩大 0.51mm,取 1mm，(为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状,如图所示),凹模轮廓尺寸计算如下:凹模轮廓尺寸的确定凸凹模轮廓轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸(长宽)及BL厚度尺寸 H 从凸凹模外边缘的最短距离称为凹模壁厚对于简单对称形状刃口凹C模,由于压力中心偏移不大，几乎对称中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定,所以:，mmL180mmB170凹模块的厚度，整体凹模的厚度可以按冲裁力的大小来进行估算，其经验H公式为 （5-11）3211 . 0pkkH -凹模厚度（mm）H-冲裁力（）pN2QF1QF-冲裁轮廓修正系数，查表知=1.151k1k14-凸凹模材料修正系数，查表知=1.12k2k=1.151.1=1.151.132.127H33315971 . 0 =40.64mm设计模具时，凹模太厚，干涉模具总闭合高度太大，无法选择合适的标准模架，同时还要选择吨位更大的压力机，所以建议选择=30mmH图 6-1 典型 T 形件凹模5.2.2.凸模设计凸模设计凸模的结构形式当冲裁中小型圆形零件或冲孔直径为 1270mm 时，可用直通型结构，过盈配合或过渡配合(m6)固紧在凸模固定板上的方式，顶端形式台肩，以便固定并保证在工作时不被拉出，或采用螺钉固定。冲裁凸模结构尺寸15为了避免应力集中和有较好的强度，如冲孔凸模放入面积较小，此时落料凸模应比冲孔凸面高 1.5 倍的材料厚度，以保证在模具工作时，先落料面后冲孔避免冲孔凸模凸模被折断。凸模工作部分的长度应根据模具的结构来确定，一般不宜过长，否则往往因纵向弯曲而时凸模工作时失去稳定，致使模具间隙出现不均匀，从而使冲件质量及精度有所降低，严重时甚至时凸模折断。凸模的长度为： （5-12）HHHL211-冲裁凸模的长度；1L-凸模固定板的厚度，它取决与冲件的厚度 ，一般在冲刺 331.597，所以压力得以校核。滑块行程 滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度 t=2,滑件块的厚度 H=5 及凸模冲入凹模的最大深度 3,即 S1=1+5+3=9S=100,所以得以校核。行和次数 行程次数为 80/min 因为生产批量为中批量，又是手工送料，不能太快，因此是得以校核。工作台面的尺寸 根据下模座 LB=300mm245mm，压力机的孔尺寸符合要求，得以校核。滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径为 50,模柄孔深度为 70,而所选的模柄夹持部分直径为 40,长度为 60，在安装时在模具模柄外面增加模柄套，模柄套的外形尺寸与模柄孔一直，故符合要求,得以校核。18结结 论论本次典型 T 形件的结构设计包含了落料和冲孔复合模设计，再根据冲压设计、生产模具，确保了冲压的成功，减少了冲压试模的成本，在最短的时间内得到了满意的冲压件。该方法适合于冲压大型或复杂冲压件，以提高模具制造的成功率，缩短模具生产时间，降低试压成本。本次设计的主要内容是典型 T 形件的设计。模具设计的主要任务是通过对所给工件尺寸，形状，材料及经济性的分析，确定相应的模具结构。主要进行毛坯尺寸的计算，凸、凹模工作部分尺寸的计算、模具的设计及压力机的选择。在设计中
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