限位板冲压模具毕业设计.doc

需要的话加491860460附带图纸ppt毕 业 论 文（设 计）论文（设计）题目：限位板冲压模具设计及工艺卡的编制目 录摘 要1ABSTRACT2第1章 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定31.1冲压件的工艺分析31.2工艺方案的确定3第2章 模具的结构分析52.1排样方案及搭边的确定52.2排样的设计及计算62.2.1计算条料宽度62.2.2材料利用率计算72.2.3模具结构形式的确定72.2.4材料的经济利用7第3章 模具各工艺力计算及冲裁设备的确定93.1冲压力的计算93.2压力中心的计算10第4章 计算凸凹模刃口尺寸与模具总体设计114.1凸凹模刃口尺寸计算114.2模具总体设计12第5章 模具主要零部件的结构设计135.1工作零件的结构设计135.2定位零件的设计155.3导向零件的设计16第6章 模架及其它零部件的设计与冲压设备选择176.1模架及其他零件设计176.2冲压设备的选择17第7章 设计总结19参考文献20附录21致 谢23附带全套图纸完整说明书491860460另有其他作品摘 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。本论文介绍了限位板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、始冲挡料销、导正销等。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；冲孔凹模和落料凹模则采用整体式。导正销单独固定在凸模固定板内，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。该结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。关键词：限位板；连续模；落料ABSTRACTIn the modern industry development, dies hold the pivotal status, products produced by dies have advantages of lower cost, higher efficiency ,better quality and so on, so the die obtains widespread application in many fields. The progressive flange dies is designed in this paper. This paper has briefly outlined the ramming die development of condition and tendency at present. to the product, has detailed craft analysis and determined the craft plan，the ramming die designs which according to the general step. designed main spare part of this set of die which according to calculated, for example: The punching die, the concave die, the dead plate of, the backing strip, the unload yard lumber, the lead yard lumber, the beginning flush kept off the material to sell, the lead sell and so on .The mould frame used the standard mould frame, selected the appropriate blanking equipment. In this design has carried on the essential examination computation to the work components and the press specification. The punching and blanking punching use the same dead plate to be fixed; The punching die and blanking concave die used the overall dead plate to be fixed，the lead selling fixed in the dead plate of punching die lonely guaranteed on the work piece in the hole and accuracy of the contour relative position, increased the processing precision. So the structure of this design may guarantee the die work movement reliably and request of the ramming product mass production. Key words:The limiting plate；progressive die；punching blanking第1章 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定零件名称 限位板材料 A3生产批量 大批量生产厚度 6mm 1.1冲压件的工艺分析 图1限位板零件图 此零件形状简单、对称，有圆弧和直线组成。冲压件所能达到的精度等级为IT11IT14，孔中心与边缘尺寸公差为0.5mm。此工件为限位板，冲裁加工可以保证其精度，其尺寸不是太大，且大批量生产，符合冲裁工艺要求，工件图未标注尺寸公差，属未标注公差，控制在IT14级。1.2工艺方案的确定此制件所需要冲压工序为落料和冲孔，故可以拟定以下三种方案：方案一：用单工序模分两次加工，即落料-冲孔。方案二：冲孔、落料复合模。方案三：冲孔、落料级进模。分析比较：方案一，此工件虽然结构简单，但需要两道工序，两幅模具，累计误差大，操作不便，成本高且效率低，难以满足大批量生产。方案二，复合模模具的形位精度和尺寸精度易保证，生产效率高，但模具结构复杂且凸凹模最小壁厚为（2.02.5）t=1215mm小于实际壁厚，模具强度较差，制造难度大且冲压后制品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲裁速度，操作不便。方案三，也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述3种方案的比较分析，该制件的冲压生产采用三方案为佳。为保证孔位精度冲模有较高的生产效率，采用导正销定位，刚性卸料装置，自然漏料方式的级进模。第2章 模具的结构分析2.1排样方案及搭边的确定工件排样的方法有三种：有废料排样，少废料排样和无废料排样。1.有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高。2.少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。3.无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。并且工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。对于搭边,它是排样时，零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料。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“啃刀”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：1.材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。2.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。3.材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。4.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。2.2排样的设计及计算限位板具有T型结构的特点，直排时材料利用率较低，应采用只对排，提高材料利用率，减少废料，如下图1-1所示。排样方法设计成隔位冲压，可显著的减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压后的条料水平方向旋转180，再冲压第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件，查表2.9取得搭边值为5.4mm和4.8mm5。 图22.2.1计算条料宽度B=（53+22+25.4+3.6+18）mm=107.4mm步距 S=（442+4.82）mm=97.6mm2.2.2材料利用率计算冲压件毛胚面积：A=mm2一个步距材料的利用率： =66.7%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，; S步距，2.2.3模具结构形式的确定首先通过上述我们将该工件的模具类型定为级进模冲压,而级进模是指压力机滑块在一次行程中,依次在模具几个不同的工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具.整个制件的成形是在级进过程中逐步完成的.级进成形是属工序集中的工艺方法,可使切边、切口、切槽、冲孔、塑料成形、落料等多种不同性质的冲压工序在一副模具上完成.级进模可分为普通级进模和精密级进模。由于用级进模冲压时,冲压件是依次在几个不同位置上逐步成形的,因此要控制冲压件的孔与外形的相对位置精度就必须严格控制送料步距。而控制送料步距在级进模中有两种基本结构:用导正销定距与用侧刃定距。2.2.4材料的经济利用在冲压零件的成本中,材料费用约占60%以上,因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样.而排样的合理与否不但影响材料的经济利用,还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此,在设计排样时应考虑如下原则:(1)提高材料利用率(在不影响制件使用性能前提下,还可以适当改变制件形状);(2)排样方法应使冲压操作方便,劳动强度小且安全;(3)模具结构简单、寿命高;(4)保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。由材料利用若能减少废料面积,则材料的利用率高.而冲裁所产生的废料分为两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工率的计算公式中可看出,件的形状，一般不能改变，称为结构废料；二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而产生的废料统称为工艺废料.它取决于冲压方式和排样方式，只有设计合理的排样方案,减少工艺废料,才能提高材料利用率。第3章 模具各工艺力计算及冲裁设备的确定P0=P+ P (1)P= P+ P (2)式中P推件力 P冲孔时的冲裁力 P落料时的冲裁力 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。查手册中表87得10钢的=335MPa Kt推件力系数,由手册查得Kt=0.045 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（）， t料厚()由表2.21得 h=8mm 则n=h/t=2个由表2.7得Kt0.045所以P=nKtP=20.045(680.832+254.340)=84.165KN 计算总冲压力P0:P0= P+ P+ P=680.832+254.340+84.165=1019.34KN为保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30%左右，即：P=1.3P0=1.31019.337KN=1325.138KN3.2压力中心的计算用解析法求模具的压力中心坐标，按比例画出工件尺寸，选用坐标系XOY，如下图1-2所示：图3 压力中心坐标图因工件左右对称，除了30mm的孔外Xc=0，将工件冲裁周边分成L、L、L、L、L、L、L7基本线段，则重心为：L=D=3.142=6.28mm X=7mm Y=0mmL=6.28mm X=11mm Y=9mmL=6.28mm X=19mm Y=20mmL=6.28mm X=23mm Y=37.5mmL=6.28mm X=27mm Y=67.013mmL=6.28mm X=31mm Y=0mmL=6.28mm X=35mm Y=0mmL8 =6.28mm L8 =39m m L8=0mmL9 = 6.28mm L9 =43m m L9=0mmL10 =6.28mm L10=47m m L10=0mmL11 =6.28mm L11 =51m m L11=0mmL12 =6.28mm L12 =59m m L12=0mm所以：X0=L1X1+L2X2+ L12 X12/（L1+L2+L12 ）=32.67mm Y0=0mm第4章 计算凸凹模刃口尺寸与模具总体设计4.1凸凹模刃口尺寸计算查表2.4得间隙值Z=1.080 Z=1.4401)冲孔。由于制件的结构简单，精度要求不高，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模，这种加工方法可保证零件各个孔的同轴度，使装配工作简化，因此工作零件刃口尺寸的计算就按分开加工的方法。具体计算如下：查表2.5得凸凹模制造公差 =0.02mm =0.025校核：Z- Z=0.360mm 而+ =0.045mm满足：Z- Z+的条件查表2.6得：IT14级时的磨损系数X=0.5凸模尺寸dap=（d+x）-p0 =(30+0.50.52)0-0.02=30.260-0.02mm凹模尺寸dd=(d+x+Zmin)0+=(300.50.521.08)0+0.025 =31.340+0.02mm2)外形凸、凹模刃口尺寸的计算：对于外轮廓落料，由于形状较复杂，故采用配合加工法，此法有利于获得最小合理间隙，凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：当以凹模为基准时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此属于A类尺寸。工件图中未标注尺寸公差，查相关文献得其极限偏差：530-0.07 180-0.43 R220-0.52 700-0.74查表2.6得磨损系数为： 0.6时：X=0.5 0.6时：X=0.75按公式得A凹=（Amax-X）+/4053凹=(53-0.50.74) 0+0.250.74=52.630+0.18mm70凹=（70-0.5+0.74）+0.1850=69.63+0.1850mm18凹=(18-0.750.43) 0+0.250.43=17.680+0.108mmR22凹=(22-0.750.52) 0+0.250.52=21.610+0.13mm落料凸模尺寸与凹模同，分别为：52.63mm、69.63mm、17.68mm、21.61mm不必标注公差，但要在技术条件中注明，凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙Z=1.080mm。3）初选压力机：查文献开式可倾压力机参数初选压力机型号为J23-6.3，见表1。表1 所选择压力机的相关参数型号公称压力/kN滑块行程/mm最大封闭高度/mm工作台尺寸/mm工作台孔尺寸/mm可倾斜角/0封闭高度调节量/mmJA31-160B16001604501120710530300400251304.2模具总体设计1模具类型的选择：有冲压工艺分析可知应采用级进模。2定位方式的选择：因该模具采用的是条料，控制条料的送进方向是采用导料板，无侧压装置，控制条料的送进步距采用挡料销初定距、导正销精定距。而第一件落料无孔，属不合格产品，所以可用始用挡料销定位。3卸料出件方式的选择：因工件料厚为6mm，相对厚度较厚，卸料力比较大，故可以采用刚性卸料装置，又因为是级进模生产，所以采用下出料方式比较便于操作和提高生产效率。4.导向方式的选择：为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。第5章 模具主要零部件的结构设计5.1工作零件的结构设计1)落料凸模：结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用数控机床加工。4个M10的螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5，其总长度L可按下式计算：L = h1+h2+h3+h(14+26+24+19)mm=83mm式中 L凸模长度， mm h1导料板高度，mm h2卸料板高度，mm h3凸模固定板高度，mm h附加高度，一般取1520mm2)冲孔凸模：因所冲孔为圆形，且不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面使加工更简单，另一方面又便于更换。因外形尺寸大，故选用B型标准圆凸模，查表的其尺寸如图4：图4 冲孔凸模 3)凹模：采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据将压力中心与模柄中心重合，其轮廓尺寸可按以下公式计算：凹模厚度：H=KB=0.3075mm=22.5mm 查表2.22 k=0.30凹模壁厚：C=(1.52.0)H=33.7545mm 查表2-11取C=47mm，H=30mm式中B-凹模孔的最大宽度，mm 但B不小于15mm C-凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形边缘的距离； K=系数，取0.30凹模长度：L=b+2c=75+240=155mm凹模宽度：B=步距+b+2c=107.4+70+240=257.4mm经查表标准化厚取凹模尺寸为：315mm250mm32mm如图 图5凹模5.2定位零件的设计导正销：落料凸模下部应设置一个导正销，借用工件上30mm的孔做导正孔，导正销的结构形式如图6所示，考虑料厚和装配厚卸料板下面超出凸模端面1mm所以导正销直线部分的长度为1.8mm，导正销采用P7/h6配合4。图6 导正销示意图起初定距的始用挡料销的选用与标准化，如图7所示：图7 始用挡料销示意图固定挡料销选用与标准化，规格为：A1583，如图8所示：图8 固定挡料销示意图5.3导向零件的设计导料板：导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模平奇，导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就确定了导料板的宽度为107mm，导料板的厚度查表2.24选择14mm，所以导料板尺寸为107mm250mm 14mm；导料板采用45刚制作，热处理硬度为4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上，在导料板的进料端安装有承料板，承料板的尺寸经查表为315mm100mm4mm。1)卸料板的设计：卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸同，与凸模的单边间隙为（0.10.5）t，查表得卸料板厚度为26mm，所以卸料板尺寸为315mm250mm26mm；卸料板采用45刚制作，淬火硬度为40-45HRC。2)卸料螺钉的选用：卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M1010mm，卸料螺钉尾部留有足够的行程空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板间安装垫片来调整。 第6章 模架及其它零部件的设计与冲压设备选择6.1模架及其他零件该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置冲压时可防止由于偏心矩而引起的模具歪斜，下面以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格：上模座315mm250mm55mm下模座315mm250mm70mm导柱45mm230mm导套45mm140mm53mm模具闭合高度：245mm290mm模柄：70100mm凸缘式模柄如图9所示： 图9 凸缘式模柄 垫板厚度315mm250mm28mm卸料板厚度315mm250mm18mm凸模固定板厚度315mm250mm24mm模具闭合高度H闭=h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模+h卸料板 +h下模座+t=55+28+24+32+18+70+6=233mm6.2冲压设备的选择 选择型号为JA31-160B的开式可倾压力机能满足要求。其主要参数如下：公称压力：1600KN滑块行程：160mm最大封闭高度：450mm封闭高度调节量：130mm工作台尺寸(前后左右)： 710mm1120mm工作台孔尺寸 (前后左右直径)：300mm 530mm 300mm、直径400mm立柱间的距离：530mm模柄孔尺寸（直径深度）：70mm80mm工作台板厚：130mm倾斜角：250第7章 设计总结这次毕业设计是对我所学知识的总结和检验。在冲压工艺与模具设计课本后面的冲压模据设计和实例的章节中有冲压模具设计的一般步骤、模具零件加工工艺规程的制定、冲压模具的设计实例，其中冲压模具设计的实例一节中有模具专业主修的冲孔落料模、弯曲模、拉深模的具体设计实例可以为我们的设计提供一步步的导向作用，可以为我们提供参考。 这次的设计对我来说不是那么容易，首先，毕竟是第一次设计，开始还真不知道从那下手，对一些流程还不是很熟悉，在设计的前期我必须要对我所要进行的设计的零件进行全方位的分析，如：零件的材料、零件的厚度、零件的尺寸精度、生产的批量要求等分析；其次，还要对零件有一些基本的认识，冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。凡产品图样上没有标注公差等级或者公差的尺寸，其极限偏差数值通常按IT14级处理。再者，在绘制模具总装图时应清楚地表达出各个零件之间的装配关系以及固定连接的方式。虽然我查阅了好多资料，但由于我的能力有限及缺乏实践经验，对材料和设备的选择等还不能面面俱到，其中还存在着一些缺陷和不足，希望老师能给与指正！参考文献1 模具设计与制造技术教育丛书编委会. 模具结构设计.机械工业出版社，2006.2 模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例. 机械工业出版社，2006.3 王新华. 冲模设计与制造实用计算手册. 机械工业出版社，2004.4 郑家贤. 冲压模具设计实用手册. 机械工业出版社，2007.5 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册. 机械工业出版社，2000.6 高军等主编. 冲压模具标准件选用与设计指南. 化学工业出版社，2007.7 郑家贤. 冲压工艺与模具设计实用技术. 机械工业出版社，2005.8史铁梁 主编. 模具设计指导. 机械工业出版社，2003.9 顾崇衔 主编. 机械制造工艺学. 陕西科学技术出版社，1999.10 王新华 袁联富. 冲模结构图册. 机械工业出版社，2003.11 何忠保 陈晓华 王英. 典型零件模具图册. 机械工业出版社，2000.12 欧阳波仪. 现代冷冲模设计基础实例.化学工业出版社，2006.13 张荣清 主编. 模具制造工艺.高等教育出版社，2006.14 吴伯良.模具机械加工.化学工业出版社，2007.15 李德群,唐志玉.中国模具设计大典M.江西：江西科学技术出版社，2003.附录1、凹模加工工艺过程表2 凹模加工工艺过程1备料锯床2热处理3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达要求7铣铣漏料孔达要求铣床8钳工钻孔，铰孔，攻丝钻床9热