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后桥 冲压 工艺 模具设计 冲孔 复合 UG 三维 17 CAD 独家

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后桥接片冲压工艺与模具设计目 录绪 论4第1章、设计分析61.1.冲压工件的工艺分析61.2.冲压工艺方案的确定6第2章、主要工艺参数计算82.1.毛坯尺寸的计算82.2.排样及相关计算82.3.计算工序压力82.3.1.冲裁力92.3.2.卸料力92.3.3.冲孔力的计算92.3.4.推件力计算92.4.压力中心的确定及相关计算102.5.压力机的选用12.第3章、主要工作部分尺寸计算143.1.凸凹模的刃口尺寸14第4章、模具的总体设计164.1.模具类型的选择164.2.定位方式的选择164.3.卸料、出件方式的选择164.4.导向方式的选择16第5章、模具主要零部件及结构设计175.1.工作零件的结构设计175.1.1.凹模的设计175.1.2.凸模的设计185.1.3.凸凹模的设计195.2.定位零件的结构设计205.3.卸料装置和推件装置205.3.1.卸料装置205.3.2.卸料螺钉的选用及其设置215.4.模架及组成零件215.4.1.模架215.4.2.模座22设计总结23致 谢25参考文献26绪 论模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。但大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。到目前，中国约有模具生产厂家2万多家，从业人员有50多万人，全年模具产值高达450亿元人民币以上。中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。而在模具制造领域中占有重要地位的冲压模具生产技术与工业发达国家相比还相当落后，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方面与工业发达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。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机辅助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。近年许多模具企业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。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。作为一名未来的模具设计师，这次冷冲模具的设计，就是我进行真实模具设计前的一次演练，是我对自己三年大学生活所学知识的一次综合性的运用；使我将所学的知识系统的连贯起来，在老师的指导下，进一步认识到自己的不足，进而加以巩固。这次设计使我对冲压模具的设计规程有了更加深入的了解，认识到了冲压模具在以后的社会生产领域中是多么的重要，这让我对自己所从事的工作充满了自豪感，对自己的以后的工作充满了希望和信心。我以后一定会尽自己最大的努力，在模具制造和设计的这一行业中做出最大的贡献，为我国的模具事业发展奉献自己微薄的力量。由于资料收集不足，文字水平有限，在设计中难免有许多不尽人意之处，还恳请老师能够给予批评指导。第1章、设计分析工件名称：后桥接片 生产批量：大批量 材料：45#钢 材料厚度：1.0mm 工件简图：如下图 1.1.冲压工件的工艺分析 由工件图看，此工件只有落料和冲孔两个工序，材料为45#钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构相对简单，孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚，故可以考虑采用复合冲压工序。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。1.2.冲压工艺方案的确定 该工件包括，落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产； 方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产； 方案三：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。 方案一，模具机构简单，但需2道工序2副模具，生产效率较低，难以满足零件的年产量要求；方案二，只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度同意保证，且生产率也高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，聚居制造并不困难；方案三，也只需一副模具，生产效率也高，但零件的冲压精度稍差，欲保证冲压件的行为精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采方案二为佳。第2章、主要工艺参数计算2.1.毛坯尺寸的计算该工件简单，由图可知，该零件的毛坯长度L=155mm2.2.排样及相关计算该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用有废料直排方式，由表2.26,得a=1.8mm a1=1.5mm条料宽b=155+2a=158.6mm条料进距s=44+a1=45.5mm材料利用率3696.99/158.6/45.5=51.23% 图2.1排样图2.3.计算工序压力 该模具采用复合模，拟采用刚性卸料。2.3.1.冲裁力F=KLtb 式中 F冲裁力（N） L工件外轮廓周长，L=489.99mm T材料厚度，t=1.0mm b材料的抗剪强度（MPa），查得=440-560MPa 则F=1.3489.991.0560356.71KN2.3.2.卸料力F卸=K卸F 式中K卸卸料力系数，其值由表215 ，查得K卸=0.04 则F卸=0.04356.71=14.27KN2.3.3.冲孔力的计算F冲=1.3Lt式中L工件内轮廓周长（mm），L=D=3.1412=37.68mm冲孔力F冲=1.337.681.0560=27.43KN2.3.4.推件力计算 F推=nK推F冲式中K推推件力系数，其值由表215，查得K推=0.05 n卡在凹模内的工件数，n=3推件力F推=30.0527.43=4.11KN 总冲压力F总=F+F卸+F冲+F推=（356.71+14.27+27.43+4.11）KN402.52KN 根据总冲压力F总=402.52KN，初选J2363压力机2.4.压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下图因工件对称于x、y轴，利用解析法计算压力中心：图形如下：R角部分忽略不计。图2.2 凸凹模型口图F1落料力 F1=Ltb, 得F1=1.3111.0560=8.008KNF2落料力 F2=Ltb, 得F2=1.3691.0560=50.23KNF3落料力 F3=Ltb, 得F3=1.3221.0560=16.016KNF4落料力 F4=Ltb, 得F4=1.3291.0560=21.112KNF5落料力 F5=Ltb, 得F5=1.3111.0560=8.008KNF6落料力 F6=Ltb, 得F6=1.3441.0560=32.032KNF7落料力 F7=Ltb, 得F7=1.3181.0560=13.104KNF8落料力 F8=Ltb, 得F8=1.3261.0560=18.928KNF9落料力 F9=Ltb, 得F9=1.3201.0560=14.56KNF10落料力 F10=Ltb, 得F10=1.3451.0560=32.76KNF11落料力 F11=Ltb, 得F11=1.3351.0560=25.48KNF12落料力 F12=Ltb, 得F12=1.3711.0560=51.688KNF13落料力 F13=Ltb, 得F13=1.3111.0560=8.008KNF14落料力 F14=Ltb, 得F14=1.3841.0560=61.152KNF15冲圆孔力 F15=Ltb, 得F15=1.33.14121560=27.43KN Y1F1到X轴的力臂 Y1=17.5X1F1到Y轴的力臂 X1=-77.5Y2F2到X轴的力臂 Y2=12X2F2到Y轴的力臂 X2=-43Y3F3到X轴的力臂 Y3=1X3F3到Y轴的力臂 X3=-8.5Y4F4到X轴的力臂 Y4=-10X4F4到Y轴的力臂 X4=-23Y5F5到X轴的力臂 Y5=-15.5X5F5到Y轴的力臂 X5=-37.5Y6F6到X轴的力臂 Y6=-21X6F6到Y轴的力臂 X6=-15.5Y7F7到X轴的力臂 Y7=-12X7F7到Y轴的力臂 X7=6.5Y8F8到X轴的力臂 Y8=-3X8F8到Y轴的力臂 X8=19.5Y9F9到X轴的力臂 Y9=-13X9F9到Y轴的力臂 X9=32.5Y10F10到X轴的力臂 Y10=-23X10F10到Y轴的力臂 X10=55Y11F11到X轴的力臂 Y11=-5.5X11F11到Y轴的力臂 X11=77.5Y12F12到X轴的力臂 Y12=12X12F12到Y轴的力臂 X12=42Y13F13到X轴的力臂 Y13=17.5X13F13到Y轴的力臂 X13=6.5Y14F14到X轴的力臂 Y14=23X14F14到Y轴的力臂 X14=-35.5Y15F15到X轴的力臂 Y15=-5.5X15F15到Y轴的力臂 X15=55根据合力距定理：YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+F2+F3）YGF冲压力到X轴的力臂；YG=1.209XG=（X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+F2+F3）XGF冲压力到Y轴的力臂；XG=5.312所以其压力中心为（5.312,1.209）2.5.压力机的选用根据总压力的大小，模具外形大小及闭合高度，初步确定压力机的型号：F公称F总 因此选择压力机的型号为：J2363压力机 型号为J2363压力机的基本参数如：（表一）公称压力/KN630垫板尺寸/mm90滑块行程/mm120滑块行程次数/（次/min）70模柄孔尺寸/mm直径50深度70最大封闭高度/mm360封闭高度调节量90滑块中心线至床身距离/mm280床身最大可倾角25工作台尺寸/mm前后480左右710.第3章、主要工作部分尺寸计算冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸，冲裁的合理间隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证，所以正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。根据表210，查得，冲裁模刃口双面间隙Zmin=0.06mm，Zmax=0.12mm3.1.凸凹模的刃口尺寸冲孔刃口尺寸计算：对于工件未注公差可按书末附录D1，查得各尺寸的未注公差，则孔为mm。查表213得因数x=0.5。根据表212查得，凸、凹模的制造公差=0.020mm，=0.020mm，校核：ZmaxZmin=0.040mm 满足：ZmaxZmin条件，可采用凸凹模分开加工的方法，则=mm=落料刃口尺寸计算：由书末附录D1查得其极限偏差为155，41,35，45，44，11,15等尺寸，查表212得出凸、凹模的制造公差。校核由于，故采用凸模与凹模配合加工的方法，因数由表213查得x=0.5,则 按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.070.08mm孔中心到外形中心的距离保持不变，公差为0.01。第4章、模具的总体设计4.1.模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模4.2.定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距。4.3.卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.0mm，尺寸相对比较小，凹模空间就很小，故采用刚性卸料，上模出件采用刚性推件装置，下模出件由弹性卸料板进行。4.4.导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导向方式。第5章、模具主要零部件及结构设计5.1.工作零件的结构设计5.1.1.凹模的设计 模具采用整体凹模，刃口形式为锥形，各冲裁的凹模孔采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 凹模厚度：凹模壁厚：取凹模厚度 H=40mm，凹模壁厚c=50mm，凹模宽度 凹模长度 送料方向的凹模刃口间最大距离，； 送料方向的凹模刃口至凹模边缘的最小距离，查表433得；则凹模轮廓尺寸为，结构如下图5.1.2.凸模的设计 因为所冲的孔为圆形，采用冲中间圆孔的台阶式凸模，如下图 凸模的长度L： 凸模长度一般是根据结构上的需要而确定。该模具采用弹压卸料板，其凸模长度按下式计算： 式中：L凸模长度（mm）； 凸模固定板的厚度（mm） 凸模固定板厚度 =凹模厚度的30%40% =1216mm，取15mm H凹模厚度（mm），H=40mm； 则凸模长度5.1.3.凸凹模的设计该模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，还有凸凹模。如图。凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。校核凸凹模强度：凸凹模的最小壁厚查表336得=3mm, t=1.0mm,实际壁厚为11.42mm。所以符合强度要求，凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配置，并保证双边间隙0.070.08mm。图5.1.1凸凹模5.2.定位零件的结构设计 冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，是使毛坯（条料或块料）送料时有准确的位置，保证冲出合格制件。 毛坯在模具中的定位有两个内容：一是：在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料；二是：在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向。该模具属于送进导向的定位零件为导料销；属于送料定距有挡料销。5.3.卸料装置和推件装置5.3.1.卸料装置卸料板一般可分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。该模具采用的是刚性卸料板。卸料板的厚度，查表1410 得，厚度H=18mm，其外形尺寸一般等于或大于凹模的的尺寸，这取L=250mm，B=140mm，采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。5.3.2.卸料螺钉的选用及其设置1 选用标准件，查表274选圆柱头内六角卸料螺钉GB2867.681，材料为45号钢，热处理硬度3540HRC。2 卸料螺钉的设置形式为一般采用的形式，模座需加工出沉孔。卸料螺钉长度的确定按下式计算： 式中 L卸料螺钉长度（mm）；模座沉孔实体厚度（mm），对于铸铁模座，为卸料螺钉的公称直径，取30mm；固定板厚度（mm），凸凹模固定板取15mm， 则L=（30+20）mm=50mm 取卸料螺钉5.4.模架及组成零件5.4.1.模架 根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。 该模具采用的是后侧导柱模架，特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便。以凹模周界尺寸为依据，查表22.430 ，后侧导柱模架选择模架规格，导柱；导套。上模座厚度取40mm，下模座厚度取50mm。5.4.2.模座模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。该模具模座按照所选的标准模架的型式和规格来决定上、下模座的型式和规格。得上模座规格GB/T2855.5下模座规格 GB/T2855.6。模座材料均选用HT200。模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。模座的上、下表面粗糙度值为1.60.8，在保证平行度的前提下，可允许值降低为3.21.6。 设计总结作为一名工科类学校的学生，做课程设计是我们走出校园走向社会前的最后一次实践锻炼。这次我所选择的课程设计题目是设计一套模具，我选择的设计方案是冲孔落料复合模。由于以前作过课程设计，所以对模具设计的流程还不是很陌生，首先对制件进行工艺性分析，然后选择加工方案，进而计算坯料的面积，接着根据制件尺寸计算出模具工作部分的尺寸，从而设计出模具的工作零部件，即：落料凹模、凸凹模、冲孔凸模。接着选择模架，再根据模具需要选出模具的其它标准零部件，最后装配出模具的总装图，至此模具设计宣告结束。虽然以前有过作过课程设计的经验，但这次做课程设计还是令我感触颇深，让我感触最深的就是查阅了大量的工具书，在那段时间里，我几乎每天都要奔波于宿舍和图书馆之间，翻遍了中国模具设计大典3、冲压手册、模具标准应用手册、冲压模具设计与制造等书，因为做课程设计每一个计算都要有依据可查，每一个零件的设计都要认真选择，要是一个数据没有的话，下边的根本没有办法计算，如果一步出错就要从头再来。刚开始的时候我就遇到这种现象，由于数据选择不是很准确，计算到后边经过检验之后发现不能满足模具的使用要求，没办法，只好重新再来。这些烦琐的计算真的使人苦不堪言，但这也使我认识到自己以后要从事的工作是多么的严谨，不能有丝毫的马虎，使我有了高度的使命感和责任心。做课程设计虽然很艰辛，但做什么事情都是有两面性的，这次课程设计使我将以前所学的东西系统的连贯起来，好多快遗忘的东西又被复习了一遍，加深了我对这些知识的理解和记忆。更主要的是以前在堂上所学的都是空虚的理论知识，没有进行过实际的、系统的实际设计练习，对所学的理论、公式运用不是很熟练，所以很多实际上应该很熟悉的东西真的运用的时候还是感到很陌生；而课程设计就给我们提供了这么一个锻炼的平台，让我们把空洞的理论、公式在设计中反复的运用，使我们把这些知识真正的转换为自己所需要的东西；它在锻炼我们设计能力的同时，也使我们积累了宝贵的设计经验，对以后所从事的设计工作真的是大有裨益。总之，课程设计虽然很辛苦，但是在设计中不断的思考问题，研究问题，咨询问题，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识，锻炼了自己独力设计的能力，使我受益匪浅。致 谢课程设计是一项非常繁杂的工作，它涉及的知识非常广泛，很多都是书上没有的东西，这就要靠自己去图书馆查找自己所需要的资料；还有很多设计计算，这些都要靠自己运用自己的思维能力去解决，可以说，没有一定的毅力和耐心是很难完成这样复杂的工作。在学校中，我们主要学的是理论性的知识，而实践性很欠缺，而课程设计就相当于实战前的一次演练。通过课程设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来，使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识；这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。由于资质有限，很多知识掌握的不是很牢固，因此在设计中难免要遇到很多难题，由于有了课程设计的经验及老师的不时指导和同学的热心帮助下，克服了一个又一个的困难，使我的课程设计日趋完善。课程设计虽然很辛苦，但是在设计中不断思考问题，研究问题，咨询问题，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识，锻炼了自己独立设计的能力，使我受益匪浅，我相信这些经验对我以后的工作一定大有益处。最后，再次感谢各位老师特别是我的指导老师在这一段时间给予无私的帮助和指导，并向他们致意深深的敬意，以后到社会上我一定努力工作，不辜负他们给予我的知识和对我们寄予的厚望！参考文献1 赫滨海主编. 冲压模具简明手册. 化学工业出版社.2 模具实用技术丛书编委会编. 冲模设计应用实例. 机械工业出版社.3 付宏生主编. 冷冲压成形工艺与模具设计制造. 化学工业出版社.4 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册. 机械工业出版社.5 刘建超 张宝忠主编. 冲压模具设计与制造. 高等教育出版社.6 中国机械工业教育协会组编. 冷冲模设计及制造. 机械工业出版社.7 中国机械工业教育协会组编. 模具标准应用手册. 机械工业出版社. 8 中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会组编. 模具设计大典. 江西科学技术出版社.9 钟毓斌主编. 冲压工艺与模具设计. 机械工业出版社.10 王秀凤 万良辉主编. 冷冲压模具设计与制造. 北京 航空航天大学出版社.11 薛严成主编. 公差配合与技术测量. 机械工业出版社. 12 杨占尧主编. 冲压图册. 高等教育出版社.13 王孝培主编. 冲 压 手 册. 机械工业出版社.后桥接片冲压工艺与模具设计目 录绪 论4第1章、设计分析61.1.冲压工件的工艺分析71.2.冲压工艺方案的确定7第2章、主要工艺参数计算82.1.毛坯尺寸的计算82.2.排样及相关计算82.3.计算工序压力92.3.1.冲裁力92.3.2.卸料力92.3.3.冲孔力的计算102.3.4.推件力计算102.4.压力中心的确定及相关计算102.5.压力机的选用13.第3章、主要工作部分尺寸计算143.1.凸凹模的刃口尺寸15第4章、模具的总体设计164.1.模具类型的选择164.2.定位方式的选择164.3.卸料、出件方式的选择164.4.导向方式的选择17第5章、模具主要零部件及结构设计175.1.工作零件的结构设计175.1.1.凹模的设计175.1.2.凸模的设计195.1.3.凸凹模的设计205.2.定位零件的结构设计215.3.卸料装置和推件装置225.3.1.卸料装置225.3.2.卸料螺钉的选用及其设置225.4.模架及组成零件235.4.1.模架235.4.2.模座24设计总结25致 谢27参考文献28绪 论模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。但大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。到目前，中国约有模具生产厂家2万多家，从业人员有50多万人，全年模具产值高达450亿元人民币以上。中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。而在模具制造领域中占有重要地位的冲压模具生产技术与工业发达国家相比还相当落后，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方面与工业发达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。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机辅助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。近年许多模具企业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。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。作为一名未来的模具设计师，这次冷冲模具的设计，就是我进行真实模具设计前的一次演练，是我对自己三年大学生活所学知识的一次综合性的运用；使我将所学的知识系统的连贯起来，在老师的指导下，进一步认识到自己的不足，进而加以巩固。这次设计使我对冲压模具的设计规程有了更加深入的了解，认识到了冲压模具在以后的社会生产领域中是多么的重要，这让我对自己所从事的工作充满了自豪感，对自己的以后的工作充满了希望和信心。我以后一定会尽自己最大的努力，在模具制造和设计的这一行业中做出最大的贡献，为我国的模具事业发展奉献自己微薄的力量。由于资料收集不足，文字水平有限，在设计中难免有许多不尽人意之处，还恳请老师能够给予批评指导。第1章、设计分析工件名称：后桥接片 生产批量：大批量 材料：45#钢 材料厚度：1.0mm 工件简图：如下图 1.1.冲压工件的工艺分析 由工件图看，此工件只有落料和冲孔两个工序，材料为45#钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构相对简单，孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚，故可以考虑采用复合冲压工序。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。1.2.冲压工艺方案的确定 该工件包括，落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产； 方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产； 方案三：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。 方案一，模具机构简单，但需2道工序2副模具，生产效率较低，难以满足零件的年产量要求；方案二，只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度同意保证，且生产率也高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，聚居制造并不困难；方案三，也只需一副模具，生产效率也高，但零件的冲压精度稍差，欲保证冲压件的行为精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采方案二为佳。第2章、主要工艺参数计算2.1.毛坯尺寸的计算该工件简单，由图可知，该零件的毛坯长度L=155mm2.2.排样及相关计算该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用有废料直排方式，由表2.26,得a=1.8mm a1=1.5mm条料宽b=155+2a=158.6mm条料进距s=44+a1=45.5mm材料利用率3696.99/158.6/45.5=51.23% 图2.1排样图2.3.计算工序压力 该模具采用复合模，拟采用刚性卸料。2.3.1.冲裁力F=KLtb 式中 F冲裁力（N） L工件外轮廓周长，L=489.99mm T材料厚度，t=1.0mm b材料的抗剪强度（MPa），查得=440-560MPa 则F=1.3489.991.0560356.71KN2.3.2.卸料力F卸=K卸F 式中K卸卸料力系数，其值由表215 ，查得K卸=0.04 则F卸=0.04356.71=14.27KN2.3.3.冲孔力的计算F冲=1.3Lt式中L工件内轮廓周长（mm），L=D=3.1412=37.68mm冲孔力F冲=1.337.681.0560=27.43KN2.3.4.推件力计算 F推=nK推F冲式中K推推件力系数，其值由表215，查得K推=0.05 n卡在凹模内的工件数，n=3推件力F推=30.0527.43=4.11KN 总冲压力F总=F+F卸+F冲+F推=（356.71+14.27+27.43+4.11）KN402.52KN 根据总冲压力F总=402.52KN，初选J2363压力机2.4.压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下图因工件对称于x、y轴，利用解析法计算压力中心：图形如下：R角部分忽略不计。图2.2 凸凹模型口图F1落料力 F1=Ltb, 得F1=1.3111.0560=8.008KNF2落料力 F2=Ltb, 得F2=1.3691.0560=50.23KNF3落料力 F3=Ltb, 得F3=1.3221.0560=16.016KNF4落料力 F4=Ltb, 得F4=1.3291.0560=21.112KNF5落料力 F5=Ltb, 得F5=1.3111.0560=8.008KNF6落料力 F6=Ltb, 得F6=1.3441.0560=32.032KNF7落料力 F7=Ltb, 得F7=1.3181.0560=13.104KNF8落料力 F8=Ltb, 得F8=1.3261.0560=18.928KNF9落料力 F9=Ltb, 得F9=1.3201.0560=14.56KNF10落料力 F10=Ltb, 得F10=1.3451.0560=32.76KNF11落料力 F11=Ltb, 得F11=1.3351.0560=25.48KNF12落料力 F12=Ltb, 得F12=1.3711.0560=51.688KNF13落料力 F13=Ltb, 得F13=1.3111.0560=8.008KNF14落料力 F14=Ltb, 得F14=1.3841.0560=61.152KNF15冲圆孔力 F15=Ltb, 得F15=1.33.14121560=27.43KN Y1F1到X轴的力臂 Y1=17.5X1F1到Y轴的力臂 X1=-77.5Y2F2到X轴的力臂 Y2=12X2F2到Y轴的力臂 X2=-43Y3F3到X轴的力臂 Y3=1X3F3到Y轴的力臂 X3=-8.5Y4F4到X轴的力臂 Y4=-10X4F4到Y轴的力臂 X4=-23Y5F5到X轴的力臂 Y5=-15.5X5F5到Y轴的力臂 X5=-37.5Y6F6到X轴的力臂 Y6=-21X6F6到Y轴的力臂 X6=-15.5Y7F7到X轴的力臂 Y7=-12X7F7到Y轴的力臂 X7=6.5Y8F8到X轴的力臂 Y8=-3X8F8到Y轴的力臂 X8=19.5Y9F9到X轴的力臂 Y9=-13X9F9到Y轴的力臂 X9=32.5Y10F10到X轴的力臂 Y10=-23X10F10到Y轴的力臂 X10=55Y11F11到X轴的力臂 Y11=-5.5X11F11到Y轴的力臂 X11=77.5Y12F12到X轴的力臂 Y12=12X12F12到Y轴的力臂 X12=42Y13F13到X轴的力臂 Y13=17.5X13F13到Y轴的力臂 X13=6.5Y14F14到X轴的力臂 Y14=23X14F14到Y轴的力臂 X14=-35.5Y15F15到X轴的力臂 Y15=-5.5X15F15到Y轴的力臂 X15=55根据合力距定理：YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+F2+F3）YGF冲压力到X轴的力臂；YG=1.209XG=（X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+F2+F3）XGF冲压力到Y轴的力臂；XG=5.312所以其压力中心为（5.312,1.209）2.5.压力机的选用根据总压力的大小，模具外形大小及闭合高度，初步确定压力机的型号：F公称F总 因此选择压力机的型号为：J2363压力机 型号为J2363压力机的基本参数如：（表一）公称压力/KN630垫板尺寸/mm90滑块行程/mm120滑块行程次数/（次/min）70模柄孔尺寸/mm直径50深度70最大封闭高度/mm360封闭高度调节量90滑块中心线至床身距离/mm280床身最大可倾角25工作台尺寸/mm前后480左右710.第3章、主要工作部分尺寸计算冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸，冲裁的合理间隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证，所以正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。根据表210，查得，冲裁模刃口双面间隙Zmin=0.06mm，Zmax=0.12mm3.1.凸凹模的刃口尺寸冲孔刃口尺寸计算：对于工件未注公差可按书末附录D1，查得各尺寸的未注公差，则孔为mm。查表213得因数x=0.5。根据表212查得，凸、凹模的制造公差=0.020mm，=0.020mm，校核：ZmaxZmin=0.040mm 满足：ZmaxZmin条件，可采用凸凹模分开加工的方法，则=mm=落料刃口尺寸计算：由书末附录D1查得其极限偏差为155，41,35，45，44，11,15等尺寸，查表212得出凸、凹模的制造公差。校核由于，故采用凸模与凹模配合加工的方法，因数由表213查得x=0.5,则 按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.070.08mm孔中心到外形中心的距离保持不变，公差为0.01。第4章、模具的总体设计4.1.模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模4.2.定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距。4.3.卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.0mm，尺寸相对比较小，凹模空间就很小，故采用刚性卸料，上模出件采用刚性推件装置，下模出件由弹性卸料板进行。4.4.导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用后侧导向方式。第5章、模具主要零部件及结构设计5.1.工作零件的结构设计5.1.1.凹模的设计 模具采用整体凹模，刃口形式为锥形，各冲裁的凹模孔采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 凹模厚度：凹模壁厚：取凹模厚度 H=40mm，凹模壁厚c=50mm，凹模宽度 凹模长度 送料方向的凹模刃口间最大距离，； 送料方向的凹模刃口至凹模边缘的最小距离，查表433得；则凹模轮廓尺寸为，结构如下图5.1.2.凸模的设计 因为所冲的孔为圆形，采用冲中间圆孔的台阶式凸模，如下图 凸模的长度L： 凸模长度一般是根据结构上的需要而确定。该模具采用弹压卸料板，其凸模长度按下式计算： 式中：L凸模长度（mm）； 凸模固定板的厚度（mm） 凸模固定板厚度 =凹模厚度的30%40% =1216mm，取15mm H凹模厚度（mm），H=40mm； 则凸模长度5.1.3.凸凹模的设计该模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，还有凸凹模。如图。凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。校核凸凹模强度：凸凹模的最小壁厚查表336得=3mm, t=1.0mm,实际壁厚为11.42mm。所以符合强度要求，凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配置，并保证双边间隙0.070.08mm。图5.1.1凸凹模5.2.定位零件的结构设计 冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，是使毛坯（条料或块料）送料时有准确的位置，保证冲出合格制件。 毛坯在模具中的定位有两个内容：一是：在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料；二是：在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向。该模具属于送进导向的定位零件为导料销；属于送料定距有挡料销。5.3.卸料装置和推件装置5.3.1.卸料装置卸料板一般可分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。该模具采用的是刚性卸料板。卸料板的厚度，查表1410 得，厚度H=18mm，其外形尺寸一般等于或大于凹模的的尺寸，这取L=250mm，B=140mm，采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。5.3.2.卸料螺钉的选用及其设置1 选用标准件，查表274选圆柱头内六角卸料螺钉GB2867.681，材料为45号钢，热处理硬度3540HRC。2 卸料螺钉的设置形式为一般采用的形式，模座需加工出沉孔。卸料螺钉长度的确定按下式计算： 式中 L卸料螺钉长度（mm）；模座沉孔实体厚度（mm），对于铸铁模座，为卸料螺钉的公称直径，取30mm；固定板厚度（mm），凸凹模固定板取15mm， 则L=（30+20）mm=50mm 取卸料螺钉5.4.模架及组成零件5.4.1.模架 根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。 该模具采用的是后侧导柱模架，特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便。以凹模周界尺寸为依据，查表22.430 ，后侧导柱模架选择模架规格，导柱；导套。上模座厚度取40mm，下模座厚度取50mm。5.4.2.模座模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。该模具模座按照所选的标准模架的型式和规格来决定上、下模座的型式和规格。得上模座规格GB/T2855.5下模座规格 GB/T2855.6。模座材料均选用HT200。模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。模座的上、下表面粗糙度值为1.60.8，在保证平行度的前提下，可允许值降低为3.21.6。 设计总结作为一名工科类学校的学生，做课程设计是我们走出校园走向社会前的最后一次实践锻炼。这次我所选择的课程设计题目是设计一套模具，我选择的设计方案是冲孔落料复合模。由于以前作过课程设计，所以对模具设计的流程还不是很陌生，首先对制件进行工艺性分析，然后选择加工方案，进而计算坯料的面积，接