铜片冲孔落料级进模设计.doc

铜片冲孔落料级进模设计摘 要本设计题目为铜片冲孔落料级进模模设计，体现了冲孔落料类零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲裁模设计的基础知识，为设计更复杂的冲裁模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。本设计运用冲压工艺及模具设计的基础知识，首先分析了工件的工艺要求，为选取排样的类型做好了准备；然后估算了板料的选取，便于导尺的宽度及确定排样的方法；最后分析了工件的特征，确定模具的设计参数、设计要点及自动漏料装置。本工件为薄板的冲孔落料见，且工件的料厚较薄，所以在选取压力机是不宜过大，材料上说铜料的屈服强度也没有钢料的大，工件的尺寸较小设计时必须考虑设计一个能在冲孔落料时的剪切力小于材料的屈服强度以免冲裁力过大冲出废件。关键词：冲裁模 冲裁 极限强度AbstractBlank and Prerce Grogressive DiesThis design topic hurtles bore to fall to anticipate class to enter a mold mold design for the copper, body now the blunt bore fall to anticipate a type of spare parts of design request, contents and direction, there is certain design meaning.Pass the design to the spare parts molding tool, strengthened designed further blunt cut the foundation knowledge ofwith mold design, for design more complicated of blunt cut a molding tool to have done cushion and absorbed deeper experience. This design usage blunt press the foundation knowledge of craft and molding tool design, analyzed the craft of the work piece a request first, have done preparation for the type that the selection lines up kind;Then the selection estimating plank to anticipate, easy to lead the method of the width and assurance row kind of Chinese foot;Analyzed the characteristic of work piece finally, make sure the design parameter, design important point of molding tool and leak to anticipate device automatically. This work piece falls to anticipate to see for the blunt bore of lamella, and the work piece anticipate thick thinner, so Be selecting by examinations pressure machine is should not lead greatly, say on the material the copper anticipates accepts defeat strength to also have no steel to anticipate of big, the size of work piece is smaller to design have to consider to design 1 can while hurtling the bore fall to anticipate of shearing and slicing the dint is small to accept defeat strength in the material in order to prevent blunt once cut dint to rush out to discard a piece greatly.Keyword： blanking die blanking ultimate 目 录摘要I绪论4第1章 冲裁工艺规程的编制71.1工艺分析、排样设计71.2工艺方案的确定9第2章 冲压模结构设计1021模具结构形式的选择与确定10第3章模具设计的有关计算1131冲压力与压力中心的计算，初选压力机1132模具主要零件和主要工作机构的设计与标准化14第4章绘制模具总装图2841模具零件材料选用一览表28结束语 30致谢 31参考文献32绪 论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足: 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1） 模具日趋大型化； 2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； 3）模具扫描及数字化系统； 4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高； 8）模具研磨抛光将自动化、智能化； 9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。1.2 国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，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的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到451.3冲孔落料件模具设计与制造方面1.3.1 冲孔落料模具设计的设计思路冲孔落料是冲压基本工序之一，它是利用冲孔落料模在压力机作用下，将平板坯料制成一定外形零件的加工方法。一般情况下，冲孔落料件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。只有加强冲孔落料变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定冲孔落料工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲孔落料变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。1.3.2冲孔落料模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间20天；2.确定加工方案，所用时间5天；3.模具的设计，所用时间30天；4模具的调试所用时间5天第一章 冲裁工艺规程的编制1.1工艺分析、排样设计 1.1.1冲压零件的工艺性分析原始资料:材料：QSn4-4-2.5厚度：0.3mm 图1-1工件图图示零件材料为QSn4-4-2.5，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。外形落料的工艺性：铜片属于中等尺寸零件，料厚0.3mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性：两个相同尺寸对称的圆孔，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，符合一般级进冲压的经济精度要求，模具精度取IT9级即可。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。1.1.2排样样设计一、 确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样很重要。铜片零件具有形状简单有点类似矩形的称椭圆形特点，排列采用直排（图2所示）的排样方案可以提高材料的利用率，减少废料。为了降低模具的制造成本，采用连续的送料方式，即连续送料，连续冲压，条料完成第一遍冲两个相同椭圆的小孔后，再冲第二遍落料，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。图1-2： 条料的排样二、条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为1.8mm和2.0mm。条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸条料宽度偏差（查表得=0.4）a侧搭边值（查表得a=2mm）c1导料板与最宽条料之间的间隙,取值为0.08mm代入数据计算，取得条料宽度为25.28mm。导尺间距离的计算：由s=,代入数据计算得导尺间距离为25.36mm。材料利用率的计算：根据一般的市场供应情况，原材料选用1500 mm1000 mm0.3 mm的冷轧薄钢板。每块可剪1500mm 25 mm规格条料60条，材料剪切利用率达100%。由文献2 材料利用率通用计算公式 = 式中 A一个冲裁件的面积，mm2; n一个进距内的冲裁件数量； B条料宽度，mm; s进距， mm得 =79.69%1.2工艺方案的确定1.2.1、工艺方案的确定铜片零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。方案一：用简单模分两次加工，即冲孔落料。方案二：冲孔落料复合模。方案三：冲孔落料级进模。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为中批量生产，方案二和方案三更具有优越性。铜片零件内有一个内椭圆的孔，外形类似矩形的椭圆边与条料边之间的距离为2.0mm，大于此零件要求的最小壁厚（0.3mm）（1），可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料连续模。复合模模具制造难度大，并且冲压后产品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，因此选用级进模更为合理。第二章 冲压模结构设计21模具结构形式的选择与确定正倒装结构：根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，为方便小孔废料和成形工件的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安排在下模。送料方式：因是大批量生产，采用手工送料方式。定位装置：本工件在级进模中尺寸是较小的，又是小批量生产，顺冲时第一个工位采用始用挡料销定位，第二个工位采用固定挡料销定位。送料时废料孔与固定挡料销作为粗定距，在大凸模上安装两个导正销，利用条料上椭圆的孔做导正销孔进行导正，依此作为条料送进的精确定距。导向方式：为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于已经采用了手工送料方式，为了提高开敞性和导向均匀性，采用对角导柱模架。卸料方式：本模具采用正装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为了简化模具结构，可以在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工件厚度为0.3mm，料厚比较薄，为了简化模具结构和达到可靠的卸料力，选用刚性卸料板来卸下条料废料。第三章模具设计的有关计算31冲压力与压力中心的计算，初选压力机3.1.1冲裁工序总力的计算由工件结构和前面所定的冲压方案可知，本工件的冲裁力包括以下部分。冲铜片内的一个椭圆孔，落外型料的力P3，向下推出第二个冲孔废料的力P1，向下推出第一个冲孔废料的力P2，向下推出工件的力P4。由刚性卸料板卸条料的废料的力不是压力机提供的，故不用计算在内。考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响，实际计算冲裁力时按下面公式： P=KLt3式中 P冲裁力（kN） L冲裁件剪切周边长度（mm） t冲裁件材料厚度（mm） 被冲材料的抗剪强度(MPa) K系数，一般取1.3。上式中抗剪强度与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询。为方便计算，可取材料的=0.8b,故冲裁力表达式又可表示为：P=1.3LtLtb式中 b被冲材料抗拉强度(MPa)。查手册1表87得QSn4-4-2.5的b=294MPaP1=9.650.3294=0.851kNP3=58.6310.3294=5.171kN推件力 Pt=nKtP Kt推件力系数,由手册查得Kt=0.055 n同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中n=h/t h凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t料厚( mm)查手册2表240可得和h=4mm,故n=13.2P4=13.2=0.616kNP6=13.20.0555.171=3.932kNP总=P1 +P3+P4 +P6=