糖缸盖多道次拉深冲压工艺及模具设计【两套模具】【课程冲压模具毕业设计说明书论文CAD图】
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两套模具
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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全部图纸集合.dwg工件图-糖缸盖多道次拉深冲压工艺及模具设计【两套模具】.dwg第二次拉伸模具下模座.dwg第二次拉伸模具凸模固定板.dwg第二次拉伸模具凹模.dwg第二次拉伸模具装配图.dwg落料拉伸模具上垫板.dwg落料拉伸模具下模座.dwg落料拉伸模具凸凹模.dwg落料拉伸模具凹模.dwg落料拉伸模具卸料板.dwg落料拉伸模具拉伸凸模.dwg落料拉伸模具装配图.dwg设计说明书文档.doc摘 要 现代工业发展中,模具占有举足轻重的地位,由模具生产出的产品具有成本低,效率高,质量好等优点,因此模具在许多领域得到广泛应用。本论文介绍了糖缸盖零件冲压模具的设计。文中首先简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势，接着对产品进行了工艺分析和工艺方案的确定，并按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、卸料板等。本论文中的模具模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。模具的冲孔和落料凸模用相同的固定板固定；拉深凹模和落料凹模则采用整体式设计。再拉深凹模内设置顶料机构推出工件。关键词：糖缸盖，复合模，拉伸，落料AbstractIn the development of modern industry, the mould occupies a pivotal position, the products produced by the mold have the advantages of low cost, high efficiency, good quality and so on.This paper introduces the design of the stamping die for the filter cover. This paper begins with a brief overview of stamping die current development status and trends, then the product of the process analysis and process scheme, and in accordance with the general steps of stamping die design, calculation and design of the main components of the sets of molds, such as: punch and die, punch plate, plate, stripper, start punching stop pin guide pin, etc. In this paper, the mould base frame adopts the standard mould base, and the suitable stamping equipment is selected. In the design of the working parts and press specifications are the necessary check calculation. The punching die and blanking blanking die of the die are fixed with the same fixing plate. The guide pin is fixed in the fixing plate of the punch, and the relative position of the upper hole and the shape of the workpiece is ensured. The structure can ensure the reliable operation of the die and the requirements of the mass production.Key words: filter cover, compound die, punching, blanking目 录第一章 绪论61.1引 言61.2模具工业在国民经济中的作用61.3全球模具发展概况71.3.1各国产业形貌71.3.2各国优劣势分析71.4中国模具发展状况81.5 课题研究的主要内容和意义8第二章 冲压的工艺方案设计102.1 冲压件的工艺性分析102.1.1 材料的工艺性分析102.1.2 冲裁工艺性102.1.3 拉深工艺性112.2 冲压工艺方案的确定和分析112.3 计算毛坯尺寸112.3.1 零件的修边余量122.3.2 计算毛坯尺寸122.4 计算拉深次数132.5 工艺方案的确定152.6 排样方案的确定152.7 搭边的选取162.8送料步距、条料宽度及板料间距计算172.8.1 送料步距172.8.2条料宽度及板料间距的计算172.7.3 材料利用率计算18第三章 冲压工艺的计算193.1 计算凸、凹模刃口尺寸和公差193.2 计算工艺力、初选压力机213.2.1 计算落料拉伸复合模具的工艺力213.2.2 初选压力机233.2.3 计算第二次拉伸模具的工艺力233.2.4 初选压力机243.3 压力中心的计算24第四章 模具结构的设计254.1凸模和凹模连接固定方法设计254.1.1落料凹模外形结构和固定方法设计254.1.2 凸模的设计254.1.3 落料凹模274.1.4 落料切边凸凹模284.2卸料和压边方法设计294.3位零件的设计294.4 导柱、导套的选用294.5模架及其零件的设计30第五章 模具其余零部件设计315.1 模柄315.2 其他支撑与固定零件315.2.1 凸凹模固定板315.2.2 垫板315.2.3 紧固件31第六章 确定冲压设备33结 论34参 考 文 献35致 谢36摘 要 现代工业发展中,模具占有举足轻重的地位,由模具生产出的产品具有成本低,效率高,质量好等优点,因此模具在许多领域得到广泛应用。本论文介绍了糖缸盖零件冲压模具的设计。文中首先简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势，接着对产品进行了工艺分析和工艺方案的确定，并按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、卸料板等。本论文中的模具模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。模具的冲孔和落料凸模用相同的固定板固定；拉深凹模和落料凹模则采用整体式设计。再拉深凹模内设置顶料机构推出工件。关键词：糖缸盖，复合模，拉伸，落料AbstractIn the development of modern industry, the mould occupies a pivotal position, the products produced by the mold have the advantages of low cost, high efficiency, good quality and so on.This paper introduces the design of the stamping die for the filter cover. This paper begins with a brief overview of stamping die current development status and trends, then the product of the process analysis and process scheme, and in accordance with the general steps of stamping die design, calculation and design of the main components of the sets of molds, such as: punch and die, punch plate, plate, stripper, start punching stop pin guide pin, etc. In this paper, the mould base frame adopts the standard mould base, and the suitable stamping equipment is selected. In the design of the working parts and press specifications are the necessary check calculation. The punching die and blanking blanking die of the die are fixed with the same fixing plate. The guide pin is fixed in the fixing plate of the punch, and the relative position of the upper hole and the shape of the workpiece is ensured. The structure can ensure the reliable operation of the die and the requirements of the mass production.Key words: filter cover, compound die, punching, blanking目 录第一章 绪论61.1引 言61.2模具工业在国民经济中的作用61.3全球模具发展概况71.3.1各国产业形貌71.3.2各国优劣势分析71.4中国模具发展状况81.5 课题研究的主要内容和意义8第二章 冲压的工艺方案设计102.1 冲压件的工艺性分析102.1.1 材料的工艺性分析102.1.2 冲裁工艺性102.1.3 拉深工艺性112.2 冲压工艺方案的确定和分析112.3 计算毛坯尺寸112.3.1 零件的修边余量122.3.2 计算毛坯尺寸122.4 计算拉深次数132.5 工艺方案的确定152.6 排样方案的确定152.7 搭边的选取162.8送料步距、条料宽度及板料间距计算172.8.1 送料步距172.8.2条料宽度及板料间距的计算172.7.3 材料利用率计算18第三章 冲压工艺的计算193.1 计算凸、凹模刃口尺寸和公差193.2 计算工艺力、初选压力机213.2.1 计算落料拉伸复合模具的工艺力213.2.2 初选压力机233.2.3 计算第二次拉伸模具的工艺力233.2.4 初选压力机243.3 压力中心的计算24第四章 模具结构的设计254.1凸模和凹模连接固定方法设计254.1.1落料凹模外形结构和固定方法设计254.1.2 凸模的设计254.1.3 落料凹模274.1.4 落料切边凸凹模284.2卸料和压边方法设计294.3位零件的设计294.4 导柱、导套的选用294.5模架及其零件的设计30第五章 模具其余零部件设计315.1 模柄315.2 其他支撑与固定零件315.2.1 凸凹模固定板315.2.2 垫板315.2.3 紧固件31第六章 确定冲压设备33结 论34参 考 文 献35致 谢36第一章 绪论1.1引 言本文将对圆形糖缸盖冲压工艺与模具设计作一个系统、详细的介绍与运用。它将我们所学课程的理论和生产实际知识联系在了一起，培养了个人独立工作能力和创新能力，树立理论联系实际和严谨求实的工作作风。巩固、扩充模具专业课程所学内容，掌握落料拉伸复合模的设计方法和步骤。更加熟练的掌握了我们所学的模具设计知识和其他机械方面的技能，如计算分析、CAD绘图、查阅设计资料和撰写设计说明书，熟悉标准和规范。通过毕业设计，能够提高自我分析、解决问题的能力，对学过的基础知识进行复习和运用，对专业知识有个更进一步的掌握和了解，提高自己的创新思维的能力，为我们进入社会提供了良好的自身环节。毕业设计的涉及面较广，需要我们查阅各种相关的资料。整个圆形糖缸盖的设计是按照我个人对模具的理解和查阅相关资料的情况下完成的，设计内容难免会有一些漏洞和错误，希望各位老师及领导予以批评和指正。1.2模具工业在国民经济中的作用模具是现代化工业生产的重要工艺装备，它以特殊的形状通过一定的方式使原材料成型。例如，冲压件和锻件是通过冲压和锻造方式使金属材料在模具内发生塑性形变而获得的；金属压铸件、粉末冶金件以及塑料、陶瓷、弹簧、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成型的。由于模具具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已经在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、机械制造、家电等行业得到及其广泛的利用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机、电器等产品中占60%80%；在电视机、计算机等行业占到了80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占到了85%以上。据国际生产技术协会统计，到2000年止，机械零件粗加工的75%和精加工的50%都是由模具来完成的。随着社会经济的发展，人们对工业产品数量、品种、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各工业发达的国家都十分重视模具技术的发展，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。美国是世界上超级的经济大国，也是世界模具工业的领先国家。据1989年统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17。28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的，当年模具中产值仅有106亿日元，到了1991年总产值已超过了17900亿日元，在34年中增长了169倍，这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一。现在，日本的模具工业已经发展到了高度的专业化、标准化和商品化。1.3全球模具发展概况全球主要模具生产国包括亚洲地区的日本、韩国与中国，以及美洲地区的美国、欧洲地区的德国。1.3.1各国产业形貌在产品类別上，2002年日本与中国偏重生产冲压模及塑料模，两者产值合计比重高达八成，南韩则以其他模具产值比重最大，占总产值四成七。在应用市场方面，日本、韩国、美国与德国以汽車模具为最大宗产品，而我国则以电子通讯产品用模具为主。依照2002年各国出入差状況来看，日本、南韩及德国的模具属与出口大国，中国与美国的模具则因国内需求市场大，本国厂商无法完整供应，須借进口模具以满足下游市场的产品制造。由2002年各国主要进出口国別分析，与地域分布有极大的关联性，进出口地区多属邻近国家，而日本较特別的是出口地区以美国为主，但随着中国近年各下由游产业快速的发展，已有渐渐转向拓展中国市场的趋势。在各国工资方面，根据美国国贸局2002年所作模具产业白皮书的调查结果，以德国时薪最高，技术人员时薪水平为$12.13$19.28，设计人员则为$16.91$25.26，日本与美国则介于中中间，中国工资最低，技术人员年薪仅$732$5,853，设计人员仅为$2,927$5,853，若以最高年薪为基准与德国比较，则仅能僱用德国技术人员约38天左右，由此可看出先进国家与中国低廉的工资成本差距如此之大。1.3.2各国优劣势分析技术先进国家如日本、美国、德国等，对于高精度与复合性模具开发，不论在设计能力或制造技术上，均有领先的地位，同時也拥有训练精良的技术研发人才。其中，日本模具厂商在技术上较重视拋光与研磨加工制程，德国模具厂商则由提高机械加工与放电加工的精度与效率着手，以降低手工加工的时间。在市场规模上，不论产值或国内需求以日本衰退最为明显。在运营成本上，常面临高工资、高福利的问题，因此下游产业或模具厂商逐渐将生产据点移往邻近的新兴工业国或技术后进国家，以降低劳工成本，增强价格竞争力，但是这样的趋势往往会造成技术无形中外流的疑虑，使得本身更须投入大笔研发费用，以加速提升加工技术与高速机械性能，拉大彼此间的差异。整体而言，由于各国模具业者，多以中小企业型态经营，因此，在营运资金筹措上常遭遇困难，若无政府政策支持与税务的优惠措施，模具业者将形成单打独斗与孤军奋战的状况，更不论与国际市场的竞争。除了中国与韩国外，各国均面临劳工成本高的压力，因此唯有提高产品附加价值才能摆脱低成本的竞争压力。1.4中国模具发展状况在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。根据“十一五”模具行业发展的任务与目标，我国模具行业要努力解决发展中存在的诸如总量供不应求、产品结构不够合理、工艺装备水平低、配套性不好、利用率低、技术人才严重不足、专业化程度低、高档产品市场缺席。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口等问题，使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展，在良好的市场环境中稳步前进。 1.5 课题研究的主要内容和意义本次毕业设计主要内容是：（1）绘制产品零件图，如下图1.1；（2）完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；（3）按规定格式和要求用Word打印设计说明书一份； 意义：毕业设计是大学学习生活的休止符，它是对我们大学四年所思所学的一次全面检验，能全面的展现我们的专业能力。毕业设计不同以往的实习、考试，它要求我们在全面掌握以往所学专业知识的基础上，把所学知识应用到实际设计生产中，并结合实际进行创新。在此过程中要求的是以我们学生自己工作为主，老师为我们提供的指导为辅，这种学习模式给了我们很大的思考空间，从而能更好地锻炼我们独立自主的学习能力。本次毕业设计，我的课题是圆形糖缸盖冲压工艺及其模具设计，需要我应用所学的AutoCAD软件和Office软件来完成。相信经过这次毕业设计，我能够更加熟练的掌握并应用绘图软件，同时也更加熟悉模具设计的整体流程。大学即将结束，在我们走向工作岗位之前，毕业设计是对我的一次全面检验，我会认认真真、尽心尽力的完成这份任务，给我的大学交上一份满意的答卷，回报老师四年里对我的悉心教导。材料 铝 厚度0.45mm图1.1糖缸盖零件图第二章 冲压的工艺方案设计2.1 冲压件的工艺性分析2.1.1 材料的工艺性分析在本次设计中，选用的拉深材料为铝。选择拉深材料时，首先应满足拉深件的使用要求。由于该拉深件为另一零件的盖，不属于易损工件，对材料的耐磨度要求不高，还应满足冲压工艺对材料的要求，保证冲压过程顺利完成，即材料应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符合规定，铝为一种优质结构材料，其抗剪和抗拉强度为（抗剪强度80 MPa，抗拉强度120-150 MPa）伸长率约40，所以综合其所有的力学性能，铝具有良好的拉深性能，适合拉深。拉深是把一定形状的平板毛坯或空心件通过拉深模制成各种空心零件的工序。在冲压生产中拉深是一种广泛使用的工序，用拉深工序可得到的制件一般可分为三类：1. 旋转体零件：如搪瓷脸盆、铝锅等。2. 方行零件：如饭盒、汽车油箱等。3. 复杂形状零件：如汽车覆盖件等。 2.1.2 冲裁工艺性 冲压件的工艺性说的是冲压件对冲压工艺的适用性，也就是冲压件的精度等级、结构形状和尺寸的大小是否符合冲压件的工艺性能的要求。好的工艺性应该保证模具结构比较简单，材料的使用量比较少，工序的数目也不应该高和操作起来比较简单等等。而几何精度和几何形状尺寸则是对冲压件的工艺性影响最大的。冲压的零件尽可能的对称、简单，如果能采用圆则是最好不过的了，因为正常的形状最后的剩料也是比较少的，特别是圆，它的剩料更少，冲压件的凹槽的宽度和凸起来的部分不能太小，目的就是避免凸模折断，这样做也能通过让磨损量少一点来使冲压件的使用寿命增加。冲孔的精度应该比落料的精度高一级，冲压件的精度一般情况下是IT13级左右。 冲压件的尺寸形状如图1，它的冲裁工艺性如下：（1）结构与尺寸：这个冲压件外形为圆形，结构比较简单。（2）精度：该零件尺寸尺寸没有没有特殊的要求，所以通过普通的冲裁方法也能得到零件的质量的要求。（3）材料：这个零件用的是铝，196mpa是它的屈服强度，所以该零件有良好的塑性和结构强度。（4）生产批量：大批量生产。综上所述，可以通过冲裁加工得到这个零件。2.1.3 拉深工艺性 拉伸件的材料、精度、尺寸是影响拉伸件工艺性的最重要的因素。能一次拉伸成型、对称而且简单是拉伸工艺性的要求。在保证零件质量的情况下，才能拉伸，目的就是避免零件被破坏。拉伸件侧壁应该有一定的斜度，前提是在保证装配要求情况下。拉伸件不能同时标注外内尺寸，应该只标注内形尺寸或者只标注外形尺寸。工艺性能要求零件屈服强度比较小，要有好的塑性屈服强度比较值比较小，板平面方向性系数小，板厚方向系数r比较大。板平面方向性系数和板厚方向系数r说明了材料的各项异性性能。如果想拉伸成型比较容易，就要保持板平面方向性能差异较小。这个零件可看成圆筒形件无凸缘的拉伸件，0.45mm的材料厚度，拉深后厚度不变。铝易于拉深成形，所以该零件采用了铝。 综上所述，这个零件的拉伸工艺性还是比较好的，所以可以通过拉伸工序进行加工来加工零件。所以，该零件的加工工艺性较好。2.2 冲压工艺方案的确定和分析分析零件圆形糖缸盖的冲压工艺，可知零件可分为落料，拉伸，切边，三个工序，由图1.1所示：2.3 计算毛坯尺寸由于拉深前和拉深后材料的体积不变，对于不变薄拉深，假设材料厚度拉深前后不变，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面积等于拉深后零件的表面积”的原则来确定(毛坯尺寸确定还可按等体积，等重量原则)。2.3.1 零件的修边余量由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向异性；模具间隙和摩擦阻力的不一致以及毛坯的定位不准确等原因，拉深后零件的口部将出现凸耳(口部不平)。为了得到口部平齐，高度一致的拉深件，需要拉深后增加切边工序，将不平齐的部分切去。所以在计算毛坯之前，应先在拉深件上增加切边余量由图1.1可知零件为无凸缘零件，高度为50mm，直径为99mm可知h/d=50/99=0.505，查表2.1可知h=3mm。但是该零件材料紧0.45mm，拉伸时容易起皱需适当加大零件的修边余量，综合考虑取h=6mm表,3.1无凸缘零件切边余量h（mm)拉深件高度h 拉深相对高度h/d或h/B附图0.50.80.81.61.62.52.541010202050501001001501502002002502501.01.22345671.21.62.53.856.37.58.51.522.53.856.37.58.522.54681011122.3.2 计算毛坯尺寸由于零件的形状复杂，直接计算胚料尺寸不切实际，所以我们可以三维软件对零件的面积进行分析来节省计算量，通过分析胚料含修边余量的零件面积如图2-1所示，零件的面积为18170.2mm2。图2-1 落料拉伸零件中位面的面积根据A总=152.1，为方便设计与计算取毛坯直径D=155mm图2-2 毛坯示意图2.4 计算拉深次数拉深的变形程度中，必需保证使毛坯在变形过程中的应力能充分利用材料塑性，也不超过材料的变形极限。即必须保证极限变形强度。拉伸后的零件形状如图2-6 我们可以通过理论计算的方法确定极限拉深系数。即在危险断面上的抗拉强度与在传力区的最大拉应力相等，就可以求出最小拉深系数，即为极限拉深系数。在现实生活中，极限拉深系数值通常是在一定的拉深条件下用实验的方法得到的，通过查表来确定极限拉深系数。零件的毛坯相对厚度为：由于零件为台阶圆形所以零件拉伸直径99mm部分的拉伸系数为：零件拉伸直径83mm部分的拉伸系数为：根据零件的毛坯相对厚度查冲压手册可知零件的直径99mm的位置与83mm的位置可以一次拉伸成型。零件拉伸直径64mm部分的拉伸系数为：根据零件的毛坯相对厚度查冲压手册可知拉伸零件的直径64mm的位置的拉伸系数为m0.76所以64mm的位置可以一次拉伸成型。零件拉伸直径35mm部分的拉伸系数为：根据零件的毛坯相对厚度查冲压手册可知拉伸零件的直径64mm的位置的拉伸系数为m0.8所以35mm的位置不可以一次拉伸成型。拉深件需要合理的拉深成型需要满足：根据冲压手册取 m4=0.81；m5=0.82；m6=0.82所以两次拉伸不满足零件生产需求。所以零件35mm的位置需要拉伸三次，所以零件第四次拉伸后的直径为取取最后将零件拉伸至2.5 工艺方案的确定根据前面的计算可知零件的拉伸次数为5次，实际是六次但是零件的第一第二次拉伸放在一起拉伸。所以零件包括落料，第一次拉伸，第二次拉伸，第三次拉伸，第四次拉伸，第五次拉伸，第六次拉伸，切边一共8道工序。方案一：所有工序分开冲压。采用单工序模生产。方案二：落料+第一次与第二次拉深复合，再做第二第三次第四拉伸，再将第五次拉伸与切边复合。采用复合模+单工序模生产。方案三：落料，拉深，冲孔，在一套模具上完成采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需很8副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二也需要很多副模具，但比方案一更有优势只需要5道工序。方案三只需要一副模具，但是模具结构比较复杂，加工困难。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。采用方案二复合模加单工序模具生产。本次毕业设计主要是针对落料第一次拉伸，第二次拉伸复合模具，以及第二次拉伸模具进行设计。2.6 排样方案的确定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件。在冲压生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技术指标之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应等情况，以选择较为合理的排样方案。根据材料的合理利用情况，条料排样方法可以分为以下三种：（一）有废料排样：冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。（二）少废料排样：只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值，因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凹模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率高，冲模结构简单。（三）无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量较差，模具寿命较短，但材料利用率高。采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。综上分析，并考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料，选取有废料排样。2.7 搭边的选取排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。 材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。表2-4最小工艺搭边值材料厚度圆件及r2t的圆角矩形件边长L50mm矩形件边长L50mm或圆角r2taa1aa1aa10.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.51.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.02.01.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t注：表列搭边值适用于低碳钢，对于其它材料，应将表中数值乘以下列系数：中等硬度的钢0.9 软黄铜、紫铜1.2硬钢0.8 铝1.31.4硬黄铜11.1 非金属1.52硬铝11.2由表2-4 确定搭边值根据零件形状两式件间按圆形取工件间搭边值a=1.5，侧边取搭边值=2.0。但2.8送料步距、条料宽度及板料间距计算2.8.1 送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值a，即 =155+1.5=165 2.8.2条料宽度及板料间距的计算 条料宽度按下式： 其中为冲裁件宽度方向的最大尺寸；B-A=(155+22.0)0-0.5=159-0.5 根据以上计算可以画出零件的排样图，如图2-3所示：图2-3排样图2.7.3 材料利用率计算根据一个部距的材料利用率计算：式中 A1个步距内制件的实际面积；如图2-6所示： B板料（条料）宽度； S步距。零件的材料利用率为76.71%图2-7 材料的面积第三章 冲压工艺的计算3.1 计算凸、凹模刃口尺寸和公差凸模刃口部分的尺寸和凹模刃口部分的尺寸决定冲裁件的尺寸精度。凸、凹模刃口部分的尺寸来保证和实现冲裁间隙的合理。进而我们要掌握正确的尺寸。在决定制造公差和模具刃口尺寸的时候，需要考虑以下3个原则：1 凹模的磨损决定落料件的尺寸，凸模尺寸也决定冲裁件的尺寸。2由于想到冲裁时凸、凹模的磨损，所以在设计凸、凹模刃口尺寸得时候，在基准件刃口尺寸在磨损后变大的时候，应该为基准件取较小的刃口公称尺寸。在基准件刃口尺寸在磨损后减少的时候，基准件刃口公称尺寸应取较大的工件尺寸。只有这样取基准件的刃口尺寸这，在凸模磨损到一定程度的时候，机器还是能够冲出合格的零件。3当确定模具刃口制造公差的时候，不仅要确保合理的间隙数值，还要确保工件的精度要求 。 用凹凸模具分别加工圆形糖缸盖，也就是按照凹模和凸模图纸上标注的公差和尺寸来冲裁零件，凹凸模具刃口公差和尺寸保证了冲裁的间隙，在这种情况下，就应该计算出凹模和凸模的刃口公差和尺寸，这种冲裁的圆形糖缸盖的方法具有互换性。方便于大量生产，这种冲裁方法大部分用于规范形状而且结构简单的冲裁件。 2、 当冲裁零件落料的时候，由于凹模刃口尺寸与落料件表面尺寸几乎一致，所以要最先定下凹模刃口尺寸，也就是：以凹模刃口的尺寸为基准，另一个原因：由于零件的尺寸会随着凹模刃口由于磨损的增大而增大，但为了保证冲裁出合格的零件，应该取落料件尺寸公差范围内的较小的数值来作为凹模的基本尺寸，这个值就是凹模基本尺寸最小合力的间隙。 对于没有标注公差就按按IT13级来计算。冲裁模刃口双面间隙： 冲压工艺学中表2-3落料刃口尺寸计算凸模制造公差可以选IT13级精度，落料尺寸为：，查冲压工艺学中标2-4可知校核间隙：+条件，但相差不大，可作如下调整： = 则落料尺寸： 22、在拉深的时候，拉深凹模和拉伸凸模的单边间隙用来确定凸凹模制造公差，选取IT精度为12，对于拉深尺寸,和确定，工件的内部尺寸为 3.2 计算工艺力、初选压力机3.2.1 计算落料拉伸复合模具的工艺力（1）落料力零件的展开长度和材料的厚度、性质对落料力由很大的关系。当用平刃冲裁的时候，其落料力为： 式中 F落料力（N） L冲件的周边长度（mm） t板料厚度（mm） 材料的抗拉强度（MPa）因此，该零件的落料力为： （2）落料卸料力通常情况下，冲裁件从板料切下后，会使零件卡在在凹模内，冲裁剩下的材料则会卡在落料的凸模上面，而把材料从凸模上取下来的力就叫卸料力。零件形状尺寸、材料厚度、模具间隙、材料的力学性能和润滑情况都是影响卸料力的因素。计算上述力的公式为： 式中 F冲裁力(N) 卸料力系数，它的大小可以查表得到，是0.08。 得 （3）拉深力 拉深力会随凸模行程的改变而变化，它的变化曲线下图。 图3-1 拉深力变化的曲线示意图 拉伸力的计算公式：凸模直径（mm）系数，查冷冲压模具课程设计与毕业设计指导表5-22可知K=0.89材料的抗拉强度（MPa） 材料厚度 因此 （4）压边力如果压边力比较大会导致零件被拉裂，如果压边力比较小会导致零件的边壁有褶皱，所以要采用合适的压边力是非常非常必要的的。 查冷冲压模具设计指导表426可知： D毛坯直径（mm） d冲件的外径（mm） q单位压边力（M Pa） 这里q的值取3.0。所以 = 所以落料拉伸模具的总冲压力为：F=22.78+1.82+34.33+33.5=92.43KN3.2.2 初选压力机在冲压工艺所需的变形力为前提的情况下，来确定压力机吨位。所以应该选择的压力机的公称压力 ，应该取为1.4落料拉伸模具公称压力是： 因此初选开式压力机160KN。3.2.3 计算第二次拉伸模具的工艺力（1）拉深力拉伸力的计算公式：凸模直径（mm）系数，查冷冲压模具课程设计与毕业设计指导表5-22可知K=0.75材料的抗拉强度（MPa） 材料厚度 因此 （2）顶件力顶件力取拉伸力的10%，所以拉伸模具的总冲压力为：F=10.17+1.02=11.19KN3.2.4 初选压力机在冲压工艺所需的变形力为前提的情况下，来确定压力机吨位。所以应该选择的压力机的公称压力 ，应该取为1.4落料拉伸模具公称压力是： 因此初选开式压力机63KN。3.3 压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。由零件图1.1可知冲压件为对称圆形，所以压力中心为冲压件的产品中心。第四章 模具结构的设计4.1凸模和凹模连接固定方法设计4.1.1落料凹模外形结构和固定方法设计模设计有冲裁型孔均采用线切割机床加工。除圆形凸模外，各异型凸模设计成直通式外形，主要采用线切割加工。查阅相关文献，可知凹模常用的材料有Cr12、9Mn2V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV等，硬度为HRC6064。本模具采用的是Cr12。凹模的形式有圆形和矩形两种。而级进模用的最多的是矩形凹模。如图4.1所示是凹模洞口的几种结构形式：图4.1b、c、d、e、f型在落料、冲孔、级进模中都被广泛应用。随着科学技术的发展，20世纪70年代初期，线切割开始用于模具加工，因而b型凹模被广泛应用于落料模、冲孔模和级进模中，线切割后用酸腐蚀下面落料孔，也有加工好落料再线切割的，而c、d、e、f型应用很少。本模具采用的是b型。（本段摘自冲压工艺与模具设计P47）4.1.2 凸模的设计1.凸模的结构设计因为落料孔为圆形，采用线切割方法进行加工，所以采用整体直通式凸模，与凸模固定板采用H7/m6配合，按凸模的标准结构形式与尺寸规格选取。 凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。3.凸模材料的选用模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此应有高的硬度与适当的韧性。形状复杂且寿命要求较高的凸模选用Cr12、Cr12MoV等制造。该凸模材料应选Cr12，热处理5862HRC。图4.2（a） 第一次拉深凸模 图4.2（b）第二次拉伸凸模4.1.3 落料凹模可以通过销钉、螺钉将落料凹模和下模座固定。将直刃壁结构作为凹模刃口的结构，主要原因是由于要保证零件的质量，还要考虑凹模的磨损，最主要的原因是生产的量很大，刃壁的高度。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度 凹模壁厚 ,取凹模壁厚55MM 凹模直径是： L= 可以通过凹模轮廓尺寸来选取凹模板，其尺寸。H=25mm 选用作为凹模的材料，淬硬。凹模形状如图4.4所示：图4.4（a） 落料凹模图4.4（b） 拉伸凹模4.1.4 落料切边凸凹模切边凹模与落料凸模的结合成为凹凸模。凹凸模的安装部分为长圆形，这样设计的目的就是方便凹模固定板和凹凸模的配合。凸用Cr12作为凹凸模的材料。图4.5 凸凹模4.2卸料和压边方法设计 零件的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，常用的卸料方式有：刚性卸料、弹压卸料板。本设计采用弹压卸料装置，采用弹压卸料装置有一定的装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.3mm0.5mm,以便顺利卸料。本模具的卸料板仅有卸料作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，取315mm，卸料板的厚度为20mm。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度4348HRC。卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为16mm,螺纹部分为M1218mm,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。同时卸料板在落料是起压边作用4.3位零件的设计冲模的定位装置零件是用来保证材料的进料正确及在冲模中保持位置的正确性。定位零件的种类很多，主要有导料板、导料销、挡料销、侧刃、导正销和定位板等。由冲压工艺分析可知，该模具的定位零件是采用的是固定挡料销送进定距和固定导料销送进定位如简图4.6,第二次拉伸模具模具直接采用凸模定位。图4.6料销和导料销位置4.4 导柱、导套的选用 导柱导套的结构、尺寸一般都是直接由标准中选取，在选用时导柱的长度应保证冲模在最底工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于(1015)mm。在最高工作位置时，导柱上端面与导套的下端面的距离不小于(1020)mm，导柱和导套的配合精度由表4.1查出选择II级。表4.1导套配合间隙配合形式导柱直径模架精度等级配合后的过盈量I级II级配合间隙值滑动配合180.0100.01518300.0110.01730500.0140.02150800.0160.025滚动配合18350.010.024.5模架及其零件的设计 导柱导套式模架，是由上、下模座和导向零件组成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱、导套的导向来实现。本设计选用中间导柱模架如图4.3，中间导柱模架。图4.3 中间导柱模架第五章 模具其余零部件设计5.1 模柄将上模固定在压力机滑块上，而且要让滑块的压力中心和模具中心重合称为模柄。根据上模结构、模具大小和精度等级等等来确定模柄的类型，模柄的尺寸规格则是通过模柄尺寸来确定。一般情况下，模柄孔的直径和模柄的直径是相等的，模柄孔的深度应该比模柄大5-10mm，从总体考虑，本次设计选用凸缘式模柄，上模座窝孔与模柄的凸缘以配合。其结构形式如图5-3。5.2 其他支撑与固定零件5.2.1 凸凹模固定板 凸模只有借助于凸凹模固定板才能安装在上模座上,其他尺寸比凹模对应尺寸小点或相同,以减小冲模形成的危险区的面积,凸凹模装入凸凹模固定板的部位与固定板的呈过渡配合因此 由于凸模直径较大所以取固定板厚度为30mm 下表面和上表面加工成，其余为。将45钢作为凸模固定板的材料。5.2.2 垫板 分散于直接承受凸模传来的压力就是垫板的作用，固定板的尺寸与形状和垫板一样，垫板的厚度根据模具需要选取。选择45钢作为垫板的材料。5.2.3 紧固件销钉和螺钉是模具中经常经常用到的紧固件。为了增强强度，增大同一块板螺钉孔和销钉孔的距离。固定零部件是螺钉的作用，内六角螺钉是模具中使用最广泛的螺钉。选择螺钉的规格：，则螺钉的旋转深度应该是，最小的窝深度应该是,螺钉的结构如下图。 图5.2 螺钉 定位是销钉的作用，一般情况下选择圆柱销.第六章 确定冲压设备从冲压力、模具的尺寸和冲压件的尺寸来确定冲压设备的规格。 1、 。2、要保证能从模具中取出冲压的零件，所以压力机应该具有足够的行程。3、压力机装模的高度应该和冲模闭合的高度适合.4、滑块的张开高度适中。5、模具的下模座尺寸应
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