卡板冲压工艺及模具设计
67页 20000字数+说明书+中期检查+开题报告+19张CAD图纸
上模座.dwg
下模座A2.dwg
中期检查.docx
倒料班左.dwg
凸模.dwg
凸模1.dwg
凸模2.dwg
凸模3.dwg
凸模固定板A2.dwg
凹模1A2.dwg
凹模2A2.dwg
卡板冲压工艺及模具设计开题报告.doc
卡板冲压工艺及模具设计说明书.doc
卡板零件图.dwg
反顶板.dwg
垫板A2.dwg
定位板A2.dwg
导料版右.dwg
导板A2.dwg
弯曲模装配图.dwg
模柄.dwg
连续模装配图.dwg
内容提要
模具工业是现代工业发展的基础,冲压模具是模具工业的重要组成部分。近年来,与机械相关的各个行业都越来越重视模具的设计与应用,不仅是因为模具已发展成为一项比较成熟的共性技术,同时还因为模具在现代工业中发挥越来越重要的作用。
在这次毕业设计中,先介绍了卡板的结构,对其工艺特点进行分析,再根据其结构特点对模具进行设计。其中重点阐述了成形该零件的级进模的排样设计、工位设计、模具总体结构设计、模具凸、凹模设计、固定板设计及抬顶料装置、卸料板结构及各零部件材料、热处理技术要求等。还介绍了单工序弯曲模的设计。该模具结构简单,加工质量好,生产效率高。
设计过程中,不可避免的遇到一些困难,但是通过努力最终得以解决。这次设计是对模具设计的一次全面实践,相信对未来自己从事的工作一定会有相当大的帮助。
关键字:冲压模具,卡板,级进模
Abstract
The mould industry is the foundation of the modernization industry, and stamping die plays a very important part in die industry. In recent years, each industry that related with mechanics is all paying more and more attention to the design and application of mould. That is not only because mould has already been developed into one ripe generality technology, but also because mould plays a more and more important role in modernization industry.
In the graduation project, the structure of clip board is introduced at first. The technological characteristics of the clip board is analyzed. The die of the clip board is designed according to its structural characteristics. The layout design of the progressive die for forming the part and the designs of the work positions, general structure of the die, the punch and matrix of the progressive die, retaining plate, the structure of the block lifting device, the structure of the stripping plate, and the technical requirements for the material and heat treatment of each component are mainly stated. In addition, the design of the single-operation die for bending is introduced. The die structure is simple, the processing quality of the die is good and the productivity is high.
During the design, unavoidable I met some difficulties in the design, but I have conquered them with my assiduity. It’s my first time to practice of the
design of mold, so I believe that it will be great helpful for my job in the future.
Keyword:stamping die,clip board ,the progressive die
前 言1
1 绪论3
1.1 我国冲压模具业发展现状3
1.2我国冲压模具制造技术发展趋势4
2零件工艺分析及确定工艺方案和模具结构类型7
2.1 产品零件图7
2.2 工艺分析9
2.2.1 工艺审核9
2.2.2工件工艺分析10
2.3 工艺方案及模具结构类型11
2.3.1.冷冲模类型与结构11
2.3.2 冲裁模冲裁工艺过程(即冲裁原理)13
2.3.3 零件方案确定14
3 连续模15
3.1 半成品零件图15
3.2连续模的工作原理16
3.3工件工艺分析17
3.4工艺方案及模具结构类型17
3.5排样设计18
3.5.1排样的设计18
3.5.2最小工艺搭边值的选择19
3.5.3. 送料步距的计算19
3.5.4. 条料宽度的计算20
3.6 确定条料利用率21
3.7 裁板方式22
3.8计算冲裁力22
3.8.1.冲裁力的计算22
3.8.2卸料力、推件力、顶件力的计算23
3.9模压力中心的确定25
4 连续模零、部件结构设计29
4.1 凸、凹模结构设计29
4.1.1 凸模29
4.1.2 凹模32
4.1.3凸、凹模工作尺寸计算34
4.2定位形式与结构设计39
4.2.1设计原则39
4.2.2定位零件机构与应用40
4.3卸料结构设计42
4.4连续模导向、安装和有关零、部件43
4.4.1导向43
4.4.2结构件与安装43
4.4.3紧固件选用45
4.4.4模具自制零件的材料及热处理要求46
5 压力机的选用与校核47
6 弯曲模设计计算49
6.1弯曲的基本原理49
6.1.1 弯曲工艺的概念及弯曲件49
6.1.2弯曲的基本原理:49
6.3弯曲件的工艺性52
6.4弯曲力的计算53
6.4.1 弯曲力的计算53
6.4.2弯曲用压力机的额定压力的确定54
6.5弯曲件的回弹54
6.6弯曲模工作部分尺寸的确定55
6.6.1凸、凹模圆角半径55
6.6.2凹模深度56
6.6.3凸、凹模间隙56
6.6.4凸、凹模工作部分尺寸与公差56
6.7弯曲模零件总体尺寸的确定56
6.7.1凸、凹模尺寸56
6.7.2上、下模座尺寸57
6.7.3反顶板尺寸57
6.7.4定位板尺寸57
6.7.5紧固件选用57
6.7.5模具自制零件的材料及热处理要求58
7 模具装配58
总 结60
参考文献61
致 谢62
工件如图所示,材料为Q195,厚度为2mm,图中所注尺寸精度均为IT14,工件需大批量生产。
设计目的:通过对卡板的工艺分析,确定出具体的模具加工方法,从而利用模具加工的下述优点:即
模具的适应性强
模具的生产效率高,节约原材料
模具生产的零件制品互换性好
操作工艺简单
模具社会效益好
此次设计的主要内容有:方案的构思,可行性设计,结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计,装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制,最后包括毕业设计说明书的完成。
总之,本次设计就是通过设计了解一般模具设计的过程和重要部件的设计知识。此外,由于它是一种高效率的工艺装备。在工艺生产中,用模具进行各种材料的成型,可实现高速度的大量生产,并能在大量生产的条件下,稳定的保证制件的质量。同时,具有节约原材料、制件成本低廉等一系列优点。设计高效的卡板生产用模具,以达到最终提高经济效益的目的。因此,有必要对模具知识有一定的了解。
2.2 工艺分析
2.2.1 工艺审核
1).工艺性审核的目的
冲裁件的工艺性是指冲裁件产品对冲压工艺的适应性,亦即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸公差与尺寸基准等是否符合冲裁加工的工艺要求。
在设计冲模前,对制品零件工艺性审核及分析有着十分重要的实际意义。这是因为,良好的冲裁工艺性,能使材料消耗少、工序数目少,使用的模具结构简单而寿命长,并且容易加工制作及操作。
所以,在冲模设计前,一定要认真分析所要加工的制品结构形状、尺寸及精度、所用材料等方面是否符合冲裁工艺要求,从而确定能否进行冲裁的可能性。[10]
2)冲裁件工艺性审核方法
冲裁件的工艺性主要应从一下几方面进行审核:
冲裁件的形状
冲裁件的形状应力求简单、对称。要避免冲裁件上有过长的悬臂和窄槽,否则是模具结构复杂,会给制造与维修带来困难。
本次设计中冲裁件的形状左右对称,具体结构也不复杂,符合冲裁件的形状力求简单的原则。
最小冲孔尺寸
为了防止冲裁时凸模折断或压弯,冲孔尺寸不能太小。
本设计冲孔最小值为直径为8mm,凸模采用强度较高的材料制作,满足最小冲孔尺寸不是过小的要求。
最小圆角半径
冲裁件各直线或曲线的链接处,要有适当的圆角,避免尖角以防造成应力集中而使模具损坏。。
冲裁件上的尺寸精度
冲裁件上的尺寸精度一般不能要求太高,太高的尺寸精度会给模具设计与制造带来困难。一般金属冲裁件的内外形经济精度为IT12-IT14级。
本设计中制件采用自由公差,即IT14级精度等级要求,属于经济性精度原则。
冲裁件断面质量
表2-1 一般冲裁件断面表面粗糙度
材料厚度
t/mm≤1 1-22-33-44-5
剪切断面表面
粗糙度Ra/m 3.2 6.3 12.525 50
冲裁件断面(剪切面)表面粗糙度要求不能超过上表2-1中数值,超过的话只能采用精密冲裁或普通冲裁后再进行整修成形。
本次设计中断面粗糙度为满足IT14级精度,因此满足冲裁件断面质量的工艺性要求。
2.2.2工件工艺分析
1、材料:该冲裁件的材料Q195是普通碳素结构钢,具有较好的可冲压性能。
2、零件结构:该工件外形结构较简单,形状规则,并在转角处有圆角,比较适合冲裁。
3、尺寸精度:零件图上所注尺寸公差无特殊要求,所以按IT14级选取, 利用普通冲裁方式可达到图样要求。
结论:适合冲裁。
2.3 工艺方案及模具结构类型
由于本次设计的是冷冲模,而冷冲模是冷冲压生产中必不可少的工艺装备。它是在室温下,把金属或非金属板料置入模具内,通过压力机(冲床)传给模具上模的压力,对板料加工,最终使板料在模具上、下模(凸、凹模)作用下发生下发生分离或形变而制成所需的形状、尺寸的零件。
为了适应冷冲压生产的需要,冷冲模的结构必须要满足冲压生产的要求,不仅能冲出合格的制品零件,而且能做到批量生产,操作使用方便,安全可靠;使用寿命长,安全可靠,成本低廉;并能容易制造与维修。
2.3.1.冷冲模类型与结构
(1)类型
根据工艺性质分类:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。
根据工序组合程度分类:单工序模、复合模、级进模
此外,还可按照模具导向形状分类,按特种类型分类,还有简易冲模。
(2)结构组成
冷冲模结构分为:
支撑零件:支撑及支持零件主要用来链接及固定工作零件,使之成为完整的模具整体。
导向零件:主要用以保证工作零件凸、凹模之间具有准确位置。
工作零件:用以直接与板料接触,并在压力机压力作用下,以完成板料分离及形变而成为制品零件。
卸料零件:主要用以卸除套在凸模上的之间及废料。
定位零件:用于确定坯料或坯件相对于冲模的正确位置,以保证冲件的质量及精度。
压料零件:主要用于压住坯料或坯件以保证在冲压时使材料能顺利的进行变形,如压边圈主要用于拉伸模结构。
紧固零件:主要用来紧固、连接各类冲模类型,其中圆柱销兼起稳固定位作用
缓冲零件:主要用其弹力,通过顶杆、顶板、推板起卸料作用,主要用于复合模、弯曲模、拉伸模、成形模中。
附加零件:主要用于传动及改变工件运动方向,主要用于自动冲模及半自动冲模中。
通常情况下,模具的工作零件、定位零件,卸、推料零件称为模具的工艺零件;而导向零件,支撑及支持零件,紧固零件,缓冲零件及附加零件等称冲压模具的结构零件,亦称辅助零件。[5] 历经三个多月的毕业设计即将结束,敬请各位老师对我的设计过程作最后检查!
随着机械制造行业的飞速发展,模具行业在各个行业中都占据领先地位,不管在汽车、电子、航空船舶以及在军事武器中都离不开模具。它都成为当代最杰出的工程技术成就之一。尤其是全球化的经济的形成,使各个行业都面临着日益激烈的市场竞争,如何提高企业的应变能力和生存能力,参与国际合作与竞争,是各个企业需要解决的重要课题。人们越来越需要模具高精度的自动化、高标准化来改变这些局面。
目前,在现代机械制造业中,自动操作的模具加工特别受到业内人士的青睐。因为它能够保证产品质量以及减少工人的劳动强度,而且生产效率非常的高。但是这种模具的造价比较高,再者操作这些高精密的机械又需求具备相应能力的人才,所以在短时间内很难达到。
这次毕业设计给我提供了一个学习冲压模具设计及制造相关知识的机会,进一步拓宽了我的知识面,同时也给了我一个温习以前所学知识的机会,使我进一步巩固了机械设计等课程的基础知识。本文阐述了模具的特点和发展趋势,也对我所设计的模具进行了详细的分析、计算、说明。通过这次设计,我掌握了模具设计的设计步骤,以及一些设计要点,也学到了许多绘图技巧,对CAD的运用更加熟练,同时对机械行业的前景有了新的了解。所以我觉得这次设计收获很大,我会把经历变成经验的。相信通过亲手设计一套模具,对自己以后的工作会有深远的意义。
参考文献
[1] 吴诗惇主编 . 冲压工艺及模具设计 . 西安:西北工业大学出版社,2001.9
[2] 《模具设计与制造技术教育丛书》编委会编 . 模具结构设计 .北京:机械工业出版社,2003.10
[3] 钟毓斌主编 . 冲压工艺与模具设计 . 北京:机械工业出版社,2000.5
[4] 中国机械工程学会,中国模具设计大典编委会编 . 中国模具设计大典:第3卷,冲压模设计 . 南昌:江西科学技术出版社,2003.1
[5] 刘朝儒,彭福荫,高政一主编 .—4版 . 机械制图 . 北京:高等教育出版社,2001.8
[6] 张代东主编 . 机械工程材料应用基础 . 北京:机械工业出版社,2001.6
[7] 刘心治主编 . 冷冲压工艺及模具设计 . 重庆:重庆大学出版社,1995.4
[8] 孙凤勤主编 . 模具制造工艺与设备 . 北京:机械工业出版社,1999.10









