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朱丽颖毕业论文.doc

左侧支架及右侧固定板工艺及模具设计【8张图纸】【优秀】【Word+CAD图纸全套设计】

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x0012 左侧 左边 支架 右侧 右边 固定 工艺 模具设计
资源描述：

1  概述 ……………………………………………………………………………1

2  冲压件工艺………………………………………………………………………6

2.1冲压件工艺分析……………………………………………………………6

2.2材料力学性能……………………………………………………………9

2.3确定冲压工序……………………………………………………………9

2.4 编制工艺方案及模具类型结构……………………………………………9

3  冲裁工艺计算……………………………………………………………………11

   3.1 排样设计基本内容…………………………………………………11

3.2排样方法……………………………………………………………11

3.3 板料排料设计……………………………………………………………12

   3.3.1搭边……………………………………………………………12

3.3.2 料宽……………………………………………………………… 13

3.4 冲裁力的计算 ……………………………………………………………15

3.5冲压设备的选用……………………………………………………………16

   3.6压力中心的计算 …………………………………………………………17

3.7凸模、凹模、凸凹模的尺寸与结构设计的确定…………………………18

3.7.1凸模与凹模刃口尺寸的确定 …………………………………… 18

3.7.2凸模、凹模、凸凹模的结构设计…………………………………20

   3.8主要零部件结构和设计…………………………………………………24

   3.8.1定位零件…………………………………………………………24

   3.8.2卸料零件…………………………………………………………24

3.8 3导向零件……………………………………………………………24

   3.8.4弹性装置…………………………………………………………24

       3.9落料冲孔复合模总装配图…………………………………………25

4  冲孔模……………………………………………………………………………26

   4.1 冲裁力的计算……………………………………………………………26

   4.2 冲压设备的选用…………………………………………………………26

   4.3凸模、凹模的尺寸计算…………………………………………………26

   4.4 模架的选择………………………………………………………………27

   4.5主要零部件结构和设计…………………………………………………28

   4.5.1定位零件…………………………………………………………28

   4.5.2固定零件…………………………………………………………28

   4.5.3导向零件…………………………………………………………28

   4.5.4弹性装置…………………………………………………………28

5  毕业设计总结……………………………………………………………………29

致谢…………………………………………………………………………………30

参考文献 ……………………………………………………………………………31




内容简介：
长春工业大学学士学位论文1 概述我国冲压模具的现状与发展根据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具的生产能力。冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元，约合6.2亿元。 根据我国海关统计资料，2004年我国共进口冲压模具5.61亿美元，约合46.6亿元。从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中国内市场总需求为260.4亿元，总供应约为213.8亿元，市场满足率为82%。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好，2005年冲压模具出口达到1.46亿美元，比2004年增长94.7%就可说明这一点；三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。冲压模具水平状况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 快速原型(RP)与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。 专业化程度及分布状况 我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精密冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。冲压模具的发展重点与展望 冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。冲压模具技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。 其他发展重点及展望。其他发展重点及展望的内涵十分丰富，这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。 企业管理是一个系统工程，是一门学问，是科学技术。与工业发达国家模具企业相比，在某种意义上说，我们的管理落后更甚于技术落后。因此改进管理十分重要，且任务繁重，目前模具企业的管理有许多形式，各有其适应对象，但搞好信息化建设，逐步实现信息化管理已成为发展方向，行业也对此有共识。 由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展，根据国内外模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：1）模具生产独立于其他产品生产，专业生产模具外供；2）按模具种类划分，专门从事某一类模具（如冲压模具）生产；3）在某一类模具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类模具中的某种模具（例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等）进行专业化生产；4）专业生产模具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给模具生产企业；5）按工序开展专业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门进行型腔加工或电加工协作的企业、专门接受测量或热处理委托业务的企业及专业从事抛光业务的企业等等，这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。但专业化的路途仍旧遥远，必须加快进程才能适应形势。因此，这也是发展重点。行业调整是一个十分繁重的任务，模具行业更是如此。模具行业面临的调整任务主要有： （1） 模具企业组织结构的调整。使模具分厂（车间）独立出来，成为面向社会、自负盈亏的独立法人是调整的方向。模具企业按小而精、小而专、小而特的方向发展，并且在条件成熟情况下企业之间进行联合，以及发展产、学、研和科、工、贸相结合的联合体，也是调整的方向。规模效应也引起大家的重视。 （2） 模具产品结构的调整。随着汽车工业、电子信息工业和家电工业的发展，冲压模具市场结构正在发生很大变化。与此相适应，冲压模具产品结构必须进行相应的调整。例如汽车覆盖件模具、汽车零件精冲模具、高精度高难度的引线框架冲模、接插件多工位级进模、各种电机定转子级进冲模等，其产品种类和产量必将有很大发展，有关企业必须根据市场需求来调整其产品结构。总体来看，应不断提高技术含量的大型、精密、复杂、长寿命模具的比例。 （3） 模具技术结构的调整。21世纪已进入信息时代，信息时代的发展日新月异，模具行业和企业要发展必须把握时代脉搏，自觉主动地调整自已的技术结构。传统的模具设计制造技术必须用先进适用的高新技术进行改造，模具的技术含量必将逐步而快速地提高，现代化工业企业管理技术也必将逐步替代作坊式的管理模式。模具行业和模具企业，只有不断进行技术结构的调整，才能在瞬息万变的市场经济中立于不败之地。 （4）模具进出口结构的调整。2005年，我国冲压模具进口7.26亿美元，出口1.97亿美元，进出口相抵后净进口5.29亿美元，进出口之比3.7:1。我国的冲压模具出口量只占生产量的5%。这样的结构明显不合理。模具工业发达国家，模具产出中一般都有30%左右的出口，出口模具大大多于进口模具。我们虽然不可能在短时间内达到模具工业发达国家一样的进出口结构，但努力扩大出口，逐步改善结构，经过若干年努力，尽量做到进出口基本平衡，则应该是我们调整的目标。 在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。2 冲压件工艺2.1冲压件工艺分析 马自达旅行车仪表盘骨架左侧支架的各个工序过程都采取了冲压的方法。那么，这里支架的工艺设计实质上是对支架的冲压工艺设计，也就是对它的冲压工艺规程进行设计。工艺设计又涉及到冲压过程设计，冲压工艺设计过程是冲压件各加工工序的总和。它不仅包括冲压产品所用到的冲压加工基本工序，而且包括基本工序前的准备工序，基本工序之间的辅助工序，基本工序完成后的后续工序，以及这些工序的先后次序排定与协调组合。由于冲压工序过程的优劣，决定了冲压件制造技术的合理性，冲压件的质量和产品成本，故必须认真进行冲压工艺过程的设计。 编制冲压工艺规程需要考虑的问题是多方面的，其中主要内容有：冲压件的工艺分析，冲压工序的性质，数量和顺序，工件的定位及半成品尺寸，冲压工序的复合与模具结构形式以及冲压设备的选择等。冲压件的工艺性分析： 冲压件的工艺性是指零件冲压加工成型的难易程度。总的来说冲压加工工艺过程应该包括备料冲压加工工序必要的辅助工序质量，包装的全过程，但一般情况下都比较注意冲压加工工序这一过程。在冲压时，通常加工一个零件需要的冲压工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于资金，设备以及工人的操作水平不同等内在和外在的因素，再加上工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，那么，工件的工艺性的涵义也不可能完全一样。保证材料消耗少，符合冲压变形规律，供销数目少，模具结构简单且有较长的寿命，产品质量稳定，操作简便这才是一个比较好的工艺。我们进行工艺性分析的主要目的在于弄清所要加工的零件的材料性能，形状特点，尺寸大小，精度要求等是否符合冲压工艺的要求。一般情况下，对压件工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。1 冲裁件的形状和尺寸（1） 冲裁件外形不能有夹角，应采用r0.5t的圆角（r为圆角半径），以便于模具加工，减少因为热处理而产生的应力集中和提高模具寿命。（2） 冲裁件应避免有过长的悬臂与狭糙结构，冲压工艺、及模具设计 以防止因凸模过细冲裁时折断。若零件需要这些形状，其宽度要大于料厚的2倍，即b2t。（3）尽量避免冲裁孔径很小的孔2 冲压件的尺寸精度 冲压件的精度与模具结构形式及其制造精度等因素有关。一般冲裁件的经济精度，尺寸公差，中心距公差，冲裁件的角度偏差以及裁断面的近似粗糙度值。弯曲件的结构工艺性3 弯曲件的形状及尺寸（1）弯曲时应防止孔的变形,要求孔位于弯曲变形之外,当材料厚度t2mm时,取Lt,当先压弯后再冲孔,也可在弯曲线上冲工艺孔,以防防止孔在弯曲时变形。（2）弯曲件形状应尽量对称,弯曲半径左右一致,以避免压弯的毛坯偏移。（3）增添工艺孔,槽和切口.在局部弯曲某一段边缘时,为防止材料在弯曲范围内发生裂纹,变形等弊病以及定位的需要,可在落料件上预先冲出工艺孔,工艺槽和工艺切口。4 弯曲件精度弯曲件的精度要求需要合理的考虑,因为它与材料的性能,材料厚度公差,模具精度以及加工次数等因素有关。在此连接件设计当中主要解决好以下几个问题：对冲压件进行工艺分析，设计出的模具结构能保证工件的正常生产；通过分析比较，确定最佳工艺方案。设计出的冲裁模结构必须有足够的强保证生产的正常运行；解决根据冲裁力和弯曲力选择压力机和根据模架最大闭合高度选择压力机间的矛盾；合理选择冲压设备；表面粗糙度。由于该件形状虽复杂，但精度要求不是很高， 弯曲时如何控制回弹的影响；合理排样，最大限度的提高材料利用率。 工件的零件图2.2材料力学性能工件材料为08钢，为优质碳素结构钢材料状态：退火材料的抗拉（抗剪）强度抗拉强度： 抗剪强度：08钢可以用于扎制薄板、深冲制品、油桶。也可制造管子、垫片及氰化零件等2.3 确定冲压工序 此冲压件为左侧支架，零件图如上所示是中型零件，大批量生产。结构为左右对称形式；材料为08钢，为优质碳素钢，具有较好的可冲压性能；厚度为1.2；零件外形简单，由圆弧和直线组成，无尖角，有利于模具制造和提高模具寿命，系典型的的板料冲压件。冷冲压可分为分离工序和成形工序二大类：（1）分离工序：落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切口、切边等几大类（2）成形工序：拉伸、胀形、翻边、扩口、缩口等工序，弯曲也可以划为成形的一种。经过分析，本零件需要通过以下工序完成（1）落料冲孔（2）翻边压窝（3）冲孔（4）翻边2.4 编制工艺方案及模具结构类型由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其加工的方式多种多样，一个冲压件往往需要经过多道工序才能完成，因此，编制工艺方案时，必须考虑是采用单工序模分散冲压呢？还是将工序组合起来，选用复合模或连续模生产。一般来说，这主要取决与冲压件的生产批量、尺寸大小和精度等因素。生产批量大，冲压工序应尽可能地组合在一起，进行复合模或连续模冲压；小批量生产，常选用单工序简单模。但对于尺寸过小的冲压件，考虑到单工序模上料不方便和生产率低，也常选用复合模或连续模生产。对与有精度要求的零件，为了避免多次冲压的定位误差，也应选用复合模冲压。所以为其选择正确的模具加工形式，在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本。确定模具的结构形式，必须解决好以下的问题。 1. 模具类型的确定 是简单模、复合模、还是级进模。 2. 进出料方式的确定 根据原材料的形式，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。 3压料和卸料方式的确定 压料或不压料 弹性或刚性卸料等。 4. 模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的导向方式和固定方式。落料冲孔模具结构分析： 先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。 冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。 方案模具结构需要两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的要求。为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于零件有尺寸公差的要求，为了更好的保证尺寸精度，我们用复合冲裁方式冲裁。3 冲裁工艺计算 3.1 排样设计基本内容 冲裁件在板、条等材料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，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。在企业中能节省企业生产过程中的成本。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。毛坯排样，以确定毛坯在条料上的截取方式，设计搭边，载体等并定出步距。冲裁件大批量生产成本中，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、合理性的指标材料的利用率。其计算公式如下：一个单位进距内的材料的利用率为： 式中 A 冲裁件面积； N 一个进距内冲件个数； B 条料宽度； H 进距。一张板料上总的材料的利用率为： 式中 N 一张板料冲件总数目； L 板材长度。条料、带料和板料的利用率 比一个进距内的利用率低。其原因是条料和带料有料头和料尾的影响，另外用板材剪成条料还有料边的影响。要提高材料的利用率就必须减少废料面积。冲裁过程中分为两种废料即结构废料和工艺废料。结构废料一般不能改变，而工艺废料却可改变，它主要取决于冲压方式和排样方式。32 排样的方法1有废料排样 沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭边废料。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。 2少废料排样 沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 3 无废料排样 冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量和模具寿命更差，但材料利用率最高。当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。 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（单边切断时），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。为此，排样时必须统筹兼顾、全面考虑。 在此设计中，采用有废料直排排样方式。3.3板料排样设计3.3.1搭边搭边分段搭接点应尽量少，搭接点位置要避开产品零件的薄弱部位和外形的重要位，放在不注目的位置。排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。有公差要求的边和使用过程中有滑动配合要求的边应一次冲切，不宜分段，以免误差积累。外轮廓各段毛刺方向有不同要求时应分解。刃口分解应考虑加工设备条件和加工方法，便于加工。条料排样的搭边值一般与工件形状、工件厚度t等有关，多工位连续模的搭边比单工序模的搭边稍微大一些。表2.1列出连续模的搭边值，可以按排样图上的步距P和条料宽度W的比值查表确定。材料宽度边距工件间距标准最小标准最小1.5时25751.5时25750.10.50.52.52.56.56.50.060.090.040.070.0250.060.020.050.0150.040.10.0650.050.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金0.030.080.030.07紫铜、黄铜0.020.060.030.09计算： 1.落料力：=1.3414.31.2340219.74KN 按08钢板计算，为340MPa2.冲孔力：1.355.891.234029.64KN3.落料时的卸料力：0.06219.74KN13.18KN4.冲孔时的推件力: 50.0529.64KN7.41KN 根据材料厚度选取凹模洞口直筒高度为h6mm ， 故：nh/t6/1.25 。5.总压力F FFFF219.74+29.64+13.18+7.41269.97KN3.5冲压设备的选用冲压设备的选用原则:1.压力机的行程大小，应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进，例如拉深所用压力机的行程，至少应大于成品零件高度的两倍以上。2.压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还须留有安装固定的余地，但是过大的工作平面上安装小尺寸的冲模对工作台的受力是不利的。压力机工作台面的尺寸大于压力机滑块底面积, 压力机滑块底面积必须大于模具的尺寸,所以只须考虑压力机滑块底面积的大小。3.所选的压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适用。模具的闭合高度H是指上模在最低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。压力机的闭合高度H是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机，其连杆长短能调节，也即压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大闭合高度Hmax和最小闭合高度Hmin。设计模具时，模具闭合高度H0得数值应满足下式：Hmax-5mmHHmin+10mm无特殊情况H应取上限值，即最好取在：HHmin+1/3L，这是为了连杆调节过长，罗纹接触面积过小而被压坏。如果模具闭合高度实在太小，可以在压床台面上加垫板。4.冲压设备的吨位必须大于所计算的冲压力。根据以上原则选定JG23-40开式双柱可倾压力机,相关参数如下：公称压力 400KN滑块行程 100mm滑块行程次数 80/min最大封闭高度 300mm封闭高度调节量 80mm工作台尺寸（前后） 150mm工作台尺寸（左右） 300mm3.6压力中心的计算根据力学原理，诸分力对某力矩之和等于其合力对同轴之矩，冲裁时的合力作用点或 多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具的压力中心。设计时模具压力中心应与压力机滑块中心一致，如果不一致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，减低模具与压力机的使用寿命。所以在落料模、多凸模冲孔模和多工位连续模等模具设计时，必须确定模具压力中心。通常利用求平行力系合力作用点的方法来确定模具的压力中心。则有由于冲裁力与周边尺寸成正比关系，即，（为板料厚度，为板料抗剪强度），所以上式也可用周边尺寸表示如下形式： 确定模具的压力中心，按比例画出零件的形状，选定坐标系XOY，将工件冲裁周边分成N个基本线段。求出各段长度及各段的重心位置：（忽略圆角） 3.7凸模、凹模、凸凹模的尺寸与结构设计的确定3.7.1凸模与凹模刃口尺寸的确定凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。因此，正确确定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。由于凸、凹模之间存在着间隙，所以冲裁件断面都带有锥度。但在冲裁件尺寸的测量和使用中，则是以光亮带的尺寸为基准。 落料件的光亮带处于大端尺寸，其光亮带是因凹模刃口挤切材料产生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸。 冲孔件的光亮带处于小端尺寸，其光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，且冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，确定凸、凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔工序，并遵循如下原则：1设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。 2根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样，凸、凹在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。 模具磨损预留量与工件制造精度有关。用x、表示，其中为工件的公差值，x为磨损系数，其值在0.51之间，根据工件制造精度进行选取：工件精度IT10以上 X=1工件精度IT11IT13 X=0.75工件精度IT14 X=0.5 3不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。 4选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高24级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按级来选取；对于形状复杂的刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（）。 5工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。冲裁件的尺寸精度是影响冲裁件模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙的数值也必须靠模具刃口尺寸及其公差来保证，因此，正确确定模具刃口尺寸及公差，是设计冲裁的主要任务之一。模具结构本身不复杂，但由于材料比较厚，冲裁力较大，故需注意凸凹模的结构，合理采用线切割和电火花加工，确保刃口加工精度和强度。由于凸、凹模之间存在着间隙，所以冲裁件断面一般都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲空件的小端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用中，落料是以大端尺寸为基准，冲孔件是以小端尺寸为基准。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果间隙越用越大。因此，在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原则:落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时候孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍然能冲出合格的零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙。确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高（既制造公差过小），会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果刃口精度要求过低（既制造公差过的），则生产出来的零件可能不合格，或使模具的寿命降低。零件精度与模具制造精度的关系，若零件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14精度来处理，冲模则可以按IT11精度制造；对于圆形件，一般可按IT6IT7精度制造模具。计算冲孔（定位孔）时，凸模刃口尺寸：7，3.8，7查冲压工艺学 P18表2-7，得系数x0.5 凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制。3.7.2凸模、凹模、凸凹模的结构设计1凸模：需冲2-和的圆孔尺寸如图： 凸模(1) 凸模（2）2凹模：凹模的外形尺寸凹模厚度 凹模壁厚 式中 K 系数，查冲压工艺与模具表4-2； b 冲裁件最大外形尺寸。凹模要保证具有足够的强度，为此需要进行特殊处理。凹模刃口部分尺寸要准确，强度也要有保证。考虑凹模的刃口形式，由于生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，故选择柱形刃口筒型，该刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。 凹模3凸凹模：本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模结构如图。校核凸凹模的强度，凸凹模的最小壁厚M=1.5t=1.8mm。而实际最小壁厚为5mm，故符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制。 凸凹模落料冲孔复合模具工作过程：当制件材料被置于正常工作环境下以后，上模在压力机滑块的带动作用下向下直线运动，凹模与凸模同时与板料接触并轻微受力，此时凹模与凸模继续下行，使得板料受到的压力越来越大，当上模运动到一定位置后，板料发生断裂，此后再运动一小段距离后，分离工作完成。此时，成型制件嵌于凹模行腔内，冲孔废料处于凸凹模的落料孔中，其余板料置于凸凹模的外围；上模在压力机的带动作用下开始上行，运动一段距离以后，推杆在压力机滑块的抵制作用下，相对下行，继而带动刚性推件装置下行，将嵌于凹模之中的成型制件推出，脱离凹模。与此同时，置于凸凹模上的板料在弹性卸料装置作用下，也已完成脱离工作。此时，全部的落料冲孔工序完成。3.8主要零部件结构和设计3.8.1定位零件定位方向和位置选择：送料是从前之后，导向点设在左侧。胚件定位根据模具设计与制造简明手册表1-183选用固定挡料销GB2899.11-81材料选用45钢。3.8.2卸料零件弹性卸料板：其内形与凸凹模应有适合的间隙。卸料板外形尺寸为 LBH200mm170mm18mm卸料螺钉：1、螺纹长度虽然短但与光杆有台阶，保证旋入后不易松动。2、材料为4 5钢，且要求热处理硬度为HRC4348。普通螺钉不具备要求，因此选用标准卸料螺钉。模具设计与制造简明手册表1-202圆柱头内六角卸料螺钉（GB2867.6-81）d1为M8。3.8.3导向零件导向零件用于提高模具精度，减少冲床对模具精度的不良影响，同时还可以节省模具的调整时间，以及提高冲件的精度和模具使用寿命。导柱导套选择标准化（GB/T2681-1990）导 柱： dL32mm240mm导 套： dLD32mm90mm47mm3.8.4弹性装置采用橡胶作为弹性元件。使条料在落料、冲孔过程中始终处于在一个稳定的压力下，从而改善毛坯的稳定性。橡胶的高度：H=（3.5-4）S=27mm H-橡胶的自由高度S-工作行程与模具修磨量或调整量。3.9落料冲孔复合模总装配图 总装配图4 冲孔模4.1 冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了合理地选用冲床和设计模具，冲床的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件的轮廓长度有关。冲孔力：=1.3X175.68X1.2X340 =93.18KN式中 t 材料厚度； 材料抗剪强度； L 冲裁周长4.2冲压设备的选用根据这一工序的总压力为 141.68KN，故本工序选用 JG23-40开式双柱可倾压力机,相关参数如下：公称压力 400KN滑块行程 100mm滑块行程次数 80/min最大封闭高度 300mm封闭高度调节量 80mm工作台尺寸（前后） 150mm工作台尺寸（左右） 300mm4.3凸模、凹模的尺寸计算冲裁件的尺寸精度是影响冲裁件模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙的数值也必须靠模具刃口尺寸及其公差来保证，因此，正确确定模具刃口尺寸及公差，是设计冲裁的主要任务之一。确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高（既制造公差过小），会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果刃口精度要求过低（既制造公差过的），则生产出来的零件可能不合格，或使模具的寿命降低。零件精度与模具制造精度的关系，若零件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14精度来处理，冲模则可以按IT11精度制造；对于圆形件，一般可按IT6IT7精度制造模具由于本道工序只是冲孔简单模，所以采用凸模与凹模配合加工计算其刃口尺寸基准件计算由下面三个公式：（）磨损后增大的尺寸，以接近或等于工件的最小极限尺寸作为基准件的基本尺寸，则 （）磨损后减小的尺寸，以接近或等于工件的最大极限尺寸作为基准件的基本尺寸，则（）磨损后不变的尺寸，以工件的中间尺寸作为基准件的基本尺寸，即冲孔的凹模刃口尺寸由上述公式得：冲孔的凸模刃口尺寸由上述公式得4.4 模架的选择根据模具设计与制造简明手册表1-232模具结构选用中间导柱滑动导向模架GB2855.5-90从前向后手动送料，操作方便。上模座： LBH500mm315mm55mm下模座： LBH500mm315mm65mm导 柱： dL50mm290mm导 套： dLD50mm150mm58mm上垫板厚度：18mm固定板厚度：20mm模具闭合高度：350mm4.5主要零部件结构和设计4.5.1定位零件 胚件定位根据模具设计与制造简明手册表1-183选用固定挡料销GB2899.11-81材料选用45钢。4.5.2固定零件圆柱头内六角卸料螺钉（GB2867.6-81） M12若干4.5.3导向零件导向零件用于提高模具精度，减少冲床对模具精度的不良影响，同时还可以节省模具的调整时间，以及提高冲件的精度和模具使用寿命。导柱导套选择标准化（GB/T2681-1990）导 柱： dL50mm290mm导 套： dLD50mm150mm58mm4.5.4弹性装置弹簧的规格： GB/T2089-1994 弹簧中径 D210mm， 材料直径 d2mm， 自由高度 H28mm。 节距t=6.1mm5毕业设计总结在经历了三个多月的毕业设计之后，我的收获很大，也有很多感慨。毕业设计是大学生四年学习生活的一个缩影，是大学学习和生活中不可缺少的一个重要环节，也是检验大学四年的知识运用的一个很好的考察。毕业设计给予我一定的自我想象和发挥锻炼的机会。本次毕业设计,是我自己第一次完成一整项设计产品的模具设计,该工件结构虽然简单，但是工序较多，在规定的时间内完成从模具装配，结构及零件的设计。除了自己的努力外,更多的是要感谢各位
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