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接地 冲压 模具设计 全套 cad 图纸

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任 务 书一、课题来源、目标及意义本次课题的主要来源是生活中常见的一个接地片，它的加工尺寸精度要求并不高，可以作为模具设计方面的毕业设计项目。这个项目主要是为了让我们三年所学得到一个完美的展现平台，对我们的所学的专业方面的一些知识有个更详细的了解。相信经过这次设计以后，必定会为以后设计模具打下一个比较良好的基础。我们会少走很多弯路，知道如何合理去设计一套模具，在遇到一些问题时，指导该如何去处理。而且，我相信这次的设计，一定会很大程度的提高我们关于模具设计方面的兴趣。二、毕业设计（论文）内容及要求本次设计将通过对冲压零件的合理安排分析与计算，对其排样图进行一个合理的安排，以得到材料的最大利用率以及提高生产效率，对产品零件的分析，设计，对各个参数的仔细考量，设计出一套合理的冲压模具。这次设计对学生能力有着极大的提高，相信三年来所学，一定会在这次设计中充分结合，会熟悉冲压模具设计过程中的各个步骤，合理安排这次毕业设计。三、毕业设计（论文）进程安排序号 设计（论文）各阶段名称 计划时间1毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。2 丁友生.冷冲模设计与制造（第二版）.杭州：浙江大学出版社，2011.3 陈一能 新编模具钢应用经验手册 .力明出版社，2010 年.4 翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社，2011.5 钟翔山.冲压模具设计技巧、经验及实例.北京：化学工业出版社，2011.6 候书林.机械工程实训.北京：北京大学出版社，20157 时海芳.材料力学性能.北京:北京大学出版社，20158 匡和碧.冲压模具设计实用教程.北京：化学工业出版社，20149 田光辉.模具设计与制造.北京:北京大学出版社，201510 于爱武.机械加工工艺编制与实施.北京，北京大学出版社，2014.2 教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。3 学生上交开题报告，开始设计。教师指导4 学生完成毕业设计，并上报周记 5 次，教师指导5 学生提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿） 。6 毕业设计答辩。四、参考书及参考文献1 金建龙.冲压模具排样工艺图册(多工位级进模) .北京：化学工业出版社， 2013.2 丁友生.冷冲模设计与制造（第二版）.杭州：浙江大学出版社，2011.3 陈一能 新编模具钢应用经验手册 .力明出版社，2010 年.4 翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社，2011.5 钟翔山.冲压模具设计技巧、经验及实例.北京：化学工业出版社，2011.6 候书林.机械工程实训.北京：北京大学出版社，20157 时海芳.材料力学性能.北京:北京大学出版社，20158 匡和碧.冲压模具设计实用教程.北京：化学工业出版社，20149 田光辉.模具设计与制造.北京:北京大学出版社，201510 于爱武.机械加工工艺编制与实施.北京，北京大学出版社，2014.指导教师（签字）: 院（系）主任（签字）: 开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值本次课题的主要来源是生活中常见的一个接地片，它的加工尺寸精度要求并不高，可以作为模具设计方面的毕业设计项目。这个项目主要是为了让我们三年所学得到一个完美的展现平台，对我们的所学的专业方面的一些知识有个更详细的了解。对于这次设计，我们将综合运用我们所学的知识，对零件进行分析，从材料的选用方面，排样方式设计，凸凹模刃口尺寸，等方面入手，进行详细分析，最终完成对主要零件的零件图、模具装配图等的绘制。要充分利用所学，利用CAD，UG 等进行设计。以使毕业设计能够达到一个比较完美的水平。相信经过这次设计以后，必定会为以后设计模具打下一个比较良好的基础。我们会少走很多弯路，知道如何合理去设计一套模具，在遇到一些问题时，指导该如何去处理。而且，我相信这次的设计，一定会很大程度的提高我们关于模具设计方面的兴趣。二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段（途径）此次设计，我们需要考虑很多，不过，首先我们需要考虑的是我们所设计的产品是否适合基本的冲压要求，然后我们在根据我们学到的一些基本的冲压相关的一些成形工艺，以及模具相关方面的一些基础知识，设计合理的冲压方式。根据零件尺寸要求，合理设计关于零件的排样方式，提高材料的利用率。在根据冲裁间隙等计算凸凹模尺寸，确定其尺寸公差。最后利用 CAD 软件对主要的零件进行零件图的绘制，总装图的绘制等。因为第一次设计，肯定不会那么完美，也必定会遇到一些问题。我们要抓紧关键。其中，研究的关键问题是合理安排零件的排样方式，最大限度的节约材料，提高生产效率。还有关于零件的冲裁力的计算和压力机的原则。其他还需要注意一些细节问题，比如说尺寸公差，表面粗糙度等要求，不一而足。不过我相信，对于这些问题，我们可以通过对老师的咨询和相关书籍、参考文献的查询，我们一定能够合理的解决。三、论文的主体框架和主要内容概述每一套完美的设计，我们必须有一套完整的操作步骤，合理安排工步工序，充分利用所学的知识，才能获得最终的成功。首先我们可以对任务进行一个总体的分析，详细了解下任务；然后对零件的工艺进行分析，比如说结构与尺寸的分析，对尺寸精度和粗糙度进行一个分析最终对材料进行一个分析，得到生产纲领；接着对冲裁工艺进行方案的确定，再确定模具的总体结构设计，比如书模具类型的选择，操作方式与定位方式，卸料、出件方式等得到一个基本的解决方案；再接着对冲裁工艺进行一个分析，包括零件的排样分析，材料利用率等等。还有一些冲裁间隙的确定，凸凹模刃口尺寸的分析；最后根据分析，我们利用 CAD 对模具的总装配图进行绘制，还有各个关键零件的绘制。在设计过程中，我们可以通过相关资料的查询，结合教材上的知识进行分析，一定会有极大的提高。四、论文工作进度与安排起讫日期 工作内容 达到要求毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。选题审批完成教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。完成开题报告学生上交开题报告，开始设计。教师指导开题报告审核完成，并已开始设计学生完成毕业设计，并上报周记 5 次，教师指导毕业设计最终稿完成学生提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿） 。 材料上交完成五、指导教师意见指导教师：年 月 日六、所在专业负责人审查意见专业负责人：年 月 日七、参考文献阅读清单（要求 8 篇以上）序 号 题 目 （ 及 作 者 ） 出 处（ 书 籍 及 出 版 社 、 期 刊 名 及 期 刊 卷 期 号 等 ）1 金 建 龙 .冲 压 模 具 排 样 工艺 图 册 (多 工 位 级 进 模 ) 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 2013.2 丁 友 生 .冷 冲 模 设 计 与 制造 （ 第 二 版 ） 杭 州 ： 浙 江 大 学 出 版 社 ， 2011.3 陈 一 能 新 编 模 具 钢 应用 经 验 手 册 力 明 出 版 社 ， 2010 年 .4 翁 其 金 .冲 压 工 艺 与 冲 模设 计 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 2011.5 钟 翔 山 .冲 压 模 具 设 计 技巧 、 经 验 及 实 例 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 2011.6 候 书 林 .机 械 工 程 实 训 北 京 ： 北 京 大 学 出 版 社 ， 20157 时 海 芳 .材 料 力 学 性 能 北 京 :北 京 大 学 出 版 社 ， 20158 匡 和 碧 .冲 压 模 具 设 计 实用 教 程 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 20149 田 光 辉 .模 具 设 计 与 制 造 北 京 :北 京 大 学 出 版 社 ， 201510 于 爱 武 .机 械 加 工 工 艺 编制 与 实 施 北 京 ， 北 京 大 学 出 版 社 ， 2014.包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 摘要冲压成形是金属成形中的一种重要的成形方法。本课题就是将生活中常见的一种连接器材接地片作为设计模型，利用冲压成形的的相关知识作为理论依据，进行详细的阐述相关的设计过程。根据零件的尺寸、材料、生产方式等要求，对零件的工艺性进行分析，确定冲裁工艺形式，再通过工艺设计，确定冲裁件的排样和材料利用率，再对冲裁件的冲压力进行计算，初步确定压力机的类型。然后计算刃口尺寸。最后，结合分析利用 CAD 进行绘图，将模具的排样图，零件图，以及装配图画出来。本次课题通过对零件的分析以及设计的冲压模具，对我们三年来所学的知识进行了一个巩固和升华，最终得到了一个很好的体现，使这份毕业设计能够得到极大的提高。关键词：模具；冲压成形；分离；压力机包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396IIAbstractStamping is also a important method of metal forming. This topic is to live in a common connection equipment grounding piece as a design model, using the related knowledge of stamping as theoretical basis, related in detail in this paper, the design process.According to the size of the parts, materials, production methods and requirements, the analysis of technology for parts, again through the process design, and stress calculation, the hedge cutting a preliminary determine the type of press. Then calculate blade size. Finally, combining with the analysis of the use of CAD for drawing, will die layout diagram, parts diagram, and assembly drawings.This topic through the analysis of the components and the design of stamping die, the knowledge we learned in three years for a consolidated and sublimation, finally got a very good reflected, for the completion of this graduation design is so smooth.Key words: Mould; stamping forming; separate; press machine包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目 录前 言 .11 任务分析 .22 零件的工艺分析 .32.1 结构与尺寸的分析 .32.2 尺寸精度与粗糙度 .32.3 材料分析 .32.4 生产纲领 .32.5 结论 .33 冲裁工艺方案的确定 .44 确定冲裁模具总体结构设计 .54.1 模具类型的选择 .54.2 操作方式与定位方法 .54.3 卸料方式 .54.4 出件方式 .54.5 导向方式的确定 .54.6 模具模座及模架的选择 .55 冲裁工艺设计分析 .65.1 排样分析 .65.2 利用率计算 .65.3 冲压力与压力中心的计算 .85.3.1 冲裁力 .85.3.2 卸料力、推件力、顶出力 .85.3.3 压力机的选择 .9包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163966 冲裁间隙的确定 .107 模具结构零件的设计 .127.1 凸、凹模刃口尺寸设计的基本原则 .127.2 凸凹模刃口尺寸 .128 模具的总装配图与零件分析 .158.1 凹模设计 .158.2 模具装配图纸的绘制 .158.3 模具零件图纸的绘制 .179 结论 .19致 谢 .20参考文献 .21包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163961前 言冲压技术在如今的工业生产中得到了十分广泛的应用，冲模也成为如今冲压工艺中不可或缺的一部分。随着冲压件在机械、电子、仪器仪表、家电、玩具、生活日用品等领域中占得比重不断增加，冲压模具也得到了极大的发展。如今的大势就是全球工业制造业重心向亚洲地区倾斜，而中国更是一个人口大国，必定将要向着世界级的制造业基地的目标逐步迈进。大学三年光阴，在不知不觉中落下帷幕。作为一个模具设计与制造专业的学生，在大学最后的时间，设计一套冲压模具，作为大学三年来的一个满意答卷，是必不可少的。这次设计的是生活中常见的一个接地片的冲压模具。考虑到零件结构比较简单，所以采用的是级进模冲裁。所谓级进模，就是在一套模具中完成全部所有加工的加工方式。只要合理安排工序，就不需要在意冲裁件的复杂程度，都可以只用一套模具进行加工。由于是第一次独立设计出一套模具，所以难免有所错漏，希望能得到各位老师的谅解，并给予指导改正，本人深表感谢。21 任务分析材料及板厚：SPCC 钢， t=0.2mm零件图：见图 1-1 和图 1-2 所示零件 （接地片）生产批量：大批量未注公差：按 IT14 级确定图 1-1 接地片草图图 1-2 接地片立体图32 零件的工艺分析2.1 结构与尺寸的分析如图 1 所示，零件为接地片，该工件外形尺寸要求不高，但是对毛刺方向有一定的要求，分析发现，先冲孔，冲切废料，后落料才能达成。所以采用一出一的排样方式。2.2 尺寸精度与粗糙度如图 1 所示，零件未标注公差，所以具体尺寸公差根据“入体原则”和 IT14 级精度得。查表可得，各尺寸的公差分别为：零件外形：3 ，7 ，12 ，17 025.036.043.043.零件内形：R10.125，4 。9060孔心间距：120.215由于此次冲裁件的要求精度不高，普通冲裁就可以达到要求。因为接地片冲裁不是关于断口粗糙度要求,所以不用考虑粗糙度的要求，取 Ra3.2 就好。2.3 材料分析由任务分析可知，冲裁件使用的材料为 SPCC 钢，也叫普通碳素结构钢冷轧板，俗称冷板。冷轧板的力学性能和加工性能均优于热轧薄钢板。抗拉强度 270 兆帕，伸长率为36%。力学性能：钢板能承受一定强度的弯曲而不开裂，具有较良好的力学性能，其抗拉强度为 270 兆帕。表面质量：钢板表面应该没有坑、裂纹之类的缺陷，也没有划痕，无锈迹。2.4 生产纲领大批量生产，适合冲压加工2.5 结论可以冲裁43 冲裁工艺方案的确定关于冲裁工艺方案有以下几种。第一，可以将落料和冲孔结合起来，采用复合模结构进行生产。这样的好处是只要一个模具，生产效率即高效又方便，适合需要大批量生产的冲裁件。第二，可以先落料，然后再冲孔，利用单工序模生产。这样做结构就相对比较简单，制造成本和难度都不算高，但是需要两套模具，生产效率就不高，且机床的占用率很高，很难满足大批量生产的需要。第三种就是将冲孔和落料连续起来，在一套模具，一个工序里进行，利用级进模方式。这样做的好处就是也仅仅需要一套模具，它的制造精度也能达到要求，生产效率高。适合大批量冲裁件的生产。根据我们的产品排样方式来看，我们采用第三种方式冲裁比较方便，如图 3，我们可以先冲直径为 1.5 的导正孔，然后冲两个直径为 2 的圆孔，接着冲一个工字形，这边都是冲孔，接着采用落料，直接来一个方形的落料，使我们的成品直接落料，得到一个成品。图 3 排样图54 确定冲裁模具总体结构设计4.1 模具类型的选择级进模也是一种多工序冲模。但与复合模不同的是，在一次工作行程中，对模具的不同位置进行多步冲压工艺。整个制件的成形在坯料连续送进的过程中逐步完成的，所以又称为连续模。级进模不仅可以完成冲裁过程，而且可以完成成型工艺，甚至是装配工艺，生产效率高。所以本次冲裁方式选用级进模冲裁。4.2 操作方式与定位方法根据条料的尺寸，虽然生产规模比较大，但合理安排生产，采用人工送料的方式也能达到要求。而且还能节约成本，达到较高的经济效益。为了保证零件的精度，对导料板和导向销组合定位。4.3 卸料方式根据零件冲裁的尺寸和精度要求，采用了弹性卸料装置进行卸料。弹性卸料装置既起卸料作用，又起压料作用，所以得到的零件的质量较高，平直度也高。因为冲裁件的结构比较简单，所以可以采用弹性橡胶卸料。4.4 出件方式由于冲裁件结构简单，也为了提高产品的生产率，我们可以让冲裁件和废料直接又凹模刃口掉落的出件方式。4.5 导向方式的确定导向也是冲模模具的及其重要的组成部分，能够确保上、下模的精确定向运动，使模具工作正常。所以为了方便冲裁的正常进行，采用导柱、导套导向。4.6 模具模座及模架的选择模架是冲裁模具用来安装和固定模具相关组件的基础骨架，必须要保证各零件相对位置的正确，安装的稳定、牢固。本次选用标准模架，因为可以直接采购获得，且精度和质量都有保证，能够极大的缩短模具了的制作周期，并降低生产成本。模座是冲裁模最基本的支承零件，其他所有的零件都直接或者间接的安装在模座上，所以具有一定的抗压强度和刚度。选用材料为 HT200。65 冲裁工艺设计分析5.1 冲裁件排样分析所谓排样，就是指冲裁件在条料、带料或者面板上的布置方式。合理的排样可以极大的提高材料的利用率，提高生产，让模具寿命得到极大的延长。经考虑操作方便、保证尺寸精度要求，采用有废料排样。如排样图 5-1,5-2 所示。图 5-1 排样图 A图 5-2 排样图 B工步排样设计：工位：冲导正销孔；工位：冲两个2.0mm 的小圆孔；工位，工位：冲切废料；工位：空工位；工位：落料。5.2 利用率计算7表 5-1 搭边值和侧边值的数值注：表中数据使用于低碳钢，对于其他材料。应将表中数据乘以下列系数：中等硬度钢 0.9，硬钢 0.8，非金属材料1.52。方案 A: B料宽；22S步距：条料每次前进的距离。14a,a1搭边：排样时相邻两个冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料 2。a=2, a1=2.5材料利用率指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比 2。=(A/BS）100%=（189/308）100%=61.4%方案 B: B料宽；18S步距： 19a,a1搭边： a=2, a1=2.5材料利用率=(A/BS）100%=（189/342）100%=55.3%在成本计算中，材料费用在冲裁件成本中占一半以上。因此，如何合理分配零件的占用，提高利用率，是排样设计所必须考虑的。8所以，选用 A 方案5.3 冲压力与压力中心的计算5.3.1 冲裁力一般平刃口模具冲裁时，冲裁力按下式计算：F=KLtb 式中F冲裁力(N)；L冲裁周边长度（mm） ；t材料厚度（mm） ；b材料抗剪强度（MPa） ；系数，一般取 K=1.3;根据零件图，利用 CAD 软件，求出冲裁件周边长度 L=60mm，因为选用的材料为 SPCC, 抗拉强度为 =270MPa,材料厚度 t=0.2mm，冲裁力也可按 F=Lt ，所以b bF=60x0.2x270=3240N5.3.2 卸料力、推件力、顶出力影响卸料力、推件力和顶件力的因素有很多，要精确计算是比较困难的。在实际生产中，我们常采用经验公式计算：Fx=KxF FT=nkTFFD=kDF式中 Fx、FT 、FD 分别为卸料力系数、推件力系数、和顶件力系数，其值见表5-3表 5-3 卸料力、推件力、顶出力的系数F冲裁力9n同时留在凹模内的冲件（或废料）数，n=h/t(h 为凹模洞口的直刃壁高度，t为材料厚度)Fx= KxF=0.05x3240=162NFT= nkTF=15x0.063x3240=3061.8NFD= kDF =0.08x3240=259.2N5.3.3 压力机的选择经上分析,结合采用的是弹性卸料装置和下出料的方式，所以，模具的总压力=F+ FT =3204+3061.8=6265.8N压力机的公称压力必须大于 1.11.3 倍的总压。即P0(1.11.3)F=(1.11.3)X6265.8=6892.38N=7KN所以压力机可选型号为 J23-6.5106 冲裁间隙的确定冲裁间隙还对冲裁件尺寸精度、冲压力、卸料力、顶件力、推件力等有显著影响。一套模具寿命受多种因素影响，其中间隙是最重要的因素之一。冲裁加工时必须使冲裁间隙在合理的范围之内。因为模具在使用时会产生一定的磨损从而增加间隙，所以在设计和制造模具时应该取合理间隙的偏下值。一般情况下，确定合理的间距的方法有理论确定和经验确定两种方法。在我们日常生产中使用理论方面的东西很不方面，主要用来确定相互之间的一些关系，比如说间隙与材料厚度之间的关系等等。我们在日常生产中确定间隙的采用的最多的方法是用经验法来确定，极大节省了所需时间。一般按材料性能和厚度来选择模具初始间隙。查得材料 SPCC 和 Q195-215A 在性能，力学方面差不多。根据表 6-1，最小双面间隙 Zmin=0.012mm，最大双面间隙Zax=0.016mm。表 6-1 冲裁模初始双面间隙紫铜、黄铜、软铜 杜拉铝、中等硬钢 硬钢软铝(0.08-0.2)%C (0.3-0.4)%C (0.5-0.6)%C材料厚度（mm）Zmin Zax Zmin Zax Zmin Zax Zmin Zax0.2 0.008 0.012 0.010 0.014 0.012 0.016 0.014 0.0180.3 0.012 0.018 0.015 0.021 0.018 0.024 0.021 0.0270.4 0.016 0.024 0.020 0.028 0.024 0.032 0.028 0.0360.5 0.020 0.030 0.025 0.035 0.030 0.040 0.035 0.0450.6 0.024 0.036 0.030 0.042 0.036 0.048 0.042 0.0540.7 0.028 0.042 0.035 0.049 0.042 0.056 0.049 0.0630.8 0.032 0.048 0.040 0.056 0.048 0.064 0.056 0.0720.9 0.036 0.054 0.045 0.063 0.054 0.072 0.063 0.0811.0 0.040 0.060 0.050 0.070 0.060 0.080 0.070 0.0901.2 0.050 0.084 0.072 0.096 0.084 0.108 0.096 0.1201.5 0.075 0.105 0.090 0.120 0.105 0.135 0.120 0.1501.8 0.090 0.126 0.108 0.144 0.126 0.162 0.144 0.1802.0 0.100 0.140 0.120 0.160 0.140 0.180 0.160 0.2002.2 0.132 0.176 0.154 0.198 0.176 0.220 0.198 0.2422.5 0.150 0.200 0.175 0.225 0.200 0.250 0.225 0.275112.8 0.168 0.224 0.196 0.252 0.224 0.280 0.252 0.3083.0 0.180 0.240 0.210 0.270 0.240 0.300 0.270 0.3303.5 0.245 0.315 0.280 0.350 0.315 0.385 0.350 0.4204.0 0.280 0.360 0.320 0.400 0.360 0.440 0.400 0.4804.5 0.315 0.405 0.360 0.450 0.405 0.490 0.450 0.540127 模具结构零件的设计7.1 凸、凹模刃口尺寸设计的基本原则冲裁件的精度主要取决于模具的刃口尺寸精度、正确的设计尺寸及偏差，是冲裁模设计的一项重要工作。在测量和使用过程中的冲裁，基准一般取光面尺寸。顺利冲裁是模切挤压产生的材料的切割边缘的结果。所以，关于刃口尺寸计算时，得分情况考虑，主要就是落料和冲孔这两种情况，且需要注意以下几点：（1）在落料时，基准选取凹模刃口尺寸，在凸模上选取合适的间隙；而在落料时模，基准一般选取凸模刃口尺寸，在凹模上选取合适的间隙值。（2）关于刃口基本尺寸的确定，得依照冲裁的性质，间隙等关系来最终确定，必须要确保在使用之后磨损的情况下还要达到公差的要求。7.2 凸凹模刃口尺寸计算公式落料：设工件尺寸为 0D=（ - ）dDmaxXd0=（ - ） =（ - - ）pinZpmaxXminZ0p冲孔：设工件孔的尺寸为 0d=（ + ）pdminX0p=（ + ） =（ + + ）Zd0minXminZd0式中： ， 冲孔时凸凹模直径pd， 落料时凸凹模尺寸D工件最小的孔径min工件最大的外径ax13表 7-1 规则图形（圆形、矩形）冲裁时凸、凹模刃口尺寸的制造公差（mm）公称尺寸 凸模偏差 p凹模偏差 d18 -0.020 +0.0201830 -0.020 +0.0253080 -0.020 +0.03080120 -0.025 +0.035120180 -0.030 +0.040180260 -0.030 +0.045260360 -0.035 +0.050360500 -0.040 +0.060500 -0.050 +0.070表 7-2 刃口磨损系数 x14表 7-3 凸凹模刃口尺寸制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数 x刃口尺寸公差 刃口尺寸计算3025.0.25 变大 凹模：A1=（3-0.5x0.25 ） =2.87502.02.凸模：A1=(2.875-0.012) =2.86302.02.7036.0.36 变大 凹模：A2=（7-0.5x0.36 ） =6.82凸模：A2=(6.82-0.012) =6.80802.02.12043.0.43 变大 凹模：A3=（12-0.5x0.43 ） =11.78500凸模：A3=（11.7855-0.012) =11.7732.02.17043.0.43 变大 凹模：A4=（17-0.5x0.43 ） =16.78502.02.凸模：A4=(16.785-0.012) =16.77302.02.R10.125 0.25 变小 凹模：A5=R（1+0.5x0.25） =R1.12511凸模：A5=R(1.125+0.012) =R1.1310.0.4 30.0.30 变小 凹模：A6=（4+0.5x0.30） =4.1502.02.凸模：A6=(4.15+0.012) =4.1629 36.00.36 变小0.5、p；d0.02凹模：A7=（9+0.5x0.36） =9.1802.02.凸模：A7=(9.18+0.012) =9.12900120.215 0.43 不变 _ _ C=120.012158 模具的总装配图与零件分析8.1 凹模设计凹模洞口常见的有如下几种类型，如图 8-1，图 8-1 凹模洞口类型因为 a 图凹模洞口制造方便，刃口的强度比较高，刀磨之后其工作尺寸基本保持变，所以本次设计采用 a 图的凹模洞口形式。8.2 模具装配图纸的绘制本模具为了保证模具的上、下模导向的精确性而采用的是对角型导柱、导套。为了加工方便，缩短模具的制作周期，降低成本，而采购的标准模架。装配图如 8-2 所示：161-下模座 2-凹模板 3-导柱 4-销钉 5-导料板 6-螺钉7-卸料板 8-橡胶 9-导套 10-凸模固定板 11-上模座12-螺钉 13-销钉 14-模柄 15-销钉 16-螺钉 17-卸料螺钉 18-凸模19-凸模 20-凸模 21-凸模 22-导柱 23-导套 24-导正销图 8-2 模具总图178.3 模具零件图纸的绘制本次设计模具，其凸模、凹模板都是采用的 Cr12，Cr12 模具钢力学性能较好，比如说淬透性、耐磨性。凸模固定板、导料板、凹模板、卸料板等采用的是 45 钢，45 钢冷具有较强的强度，在热处理之后，其塑性、韧性等力学性能会得到极大的提升。图 8-3 凸模固定板18图 8-4 凹模板（其他零件详见附录图纸）199 结论历时六个多月，作为大学里的最后一个环节毕业设计，到此就全部结束了。这是对我们三年来所学知识的一个总结与概括，也是对所学知识与技能的一个检验与综合运用。这次设计，我熟练的运用机械制图、机械设计、冷冲压模具设计等专业知识与原理，利用 Auto CAD、UG 等软件对零件进行分析与设计，在设计过程中，也对这些知识有了一个重复理解与学习的过程。当然也遇到了一些问题，毕竟还是新手，但是通过查阅、参考关于冲压模具设计方面的资料，对老师关于设计方面的咨询，特别是对模具设计在实际操作过程中可能遇到的问题有了一个详细的了解。在这段时间里，我对冲压模具有了一个更为详细的了解。我们每个人在认识事物方面都会有三个阶段，从陌生到接触，从接触到了解，再从了解到熟悉，这是我们每个人都要经历的，关于模具于我，也是这样。从最开始的懵懂，到现在的设计，经历了太多，这三年的时光，我们没有虚度，学到了很多，必定值得永久珍藏回味。时代在发展，科技在进步，我相信我一定能将我所学，成功的运用到以后的工作实际中去。20致 谢设计的过程永远都是充满艰辛的，但结果总是让人欣慰。在此特别要感谢老师对我的细心指引与教导。老师从选题，到构思，再到相关资料的查询以及最终的定稿都在细心指导。正因为他的指导，我才能得以如此成功的完成这份毕业设计，而且大学三年来，是老师带领我们走进模具的殿堂，从开始的陌生，到懵懂，到熟悉，都是老师在悉心的对我们指导，所以在此表示衷心的感谢！同时还要感谢我的同学们，三年的生活，是你们让我感到温暖，你们的无私帮助也是我能够顺利完成这份毕业设计的原因所在，在这里向你们表示衷心的感谢！最后，感谢百忙之中参加答辩的各位评审老师们，谢谢你们！21参考文献1 金建龙.冲压模具排样工艺图册(多工位级进模) .北京：化学工业出版社， 2013.2 丁友生.冷冲模设计与制造（第二版）.杭州：浙江大学出版社，2011.3 陈一能 新编模具钢应用经验手册 .力明出版社，2010 年.4 翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社，2011.5 钟翔山.冲压模具设计技巧、经验及实例.北京：化学工业出版社，2011.6 候书林.机械工程实训.北京：北京大学出版社，20157 时海芳.材料力学性能.北京:北京大学出版社，20158 匡和碧.冲压模具设计实用教程.北京：化学工业出版社，20149 田光辉.模具设计与制造.北京:北京大学出版社，201510 于爱武.机械加工工艺编制与实施.北京，北京大学出版社，2014.摘要冲压成形是金属成形中的一种重要的成形方法。本课题就是将生活中常见的一种连接器材接地片作为设计模型，利用冲压成形的的相关知识作为理论依据，进行详细的阐述相关的设计过程。根据零件的尺寸、材料、生产方式等要求，对零件的工艺性进行分析，确定冲裁工艺形式，再通过工艺设计，确定冲裁件的排样和材料利用率，再对冲裁件的冲压力进行计算，初步确定压力机的类型。然后计算刃口尺寸。最后，结合分析利用 CAD 进行绘图，将模具的排样图，零件图，以及装配图画出来。本次课题通过对零件的分析以及设计的冲压模具，对我们三年来所学的知识进行了一个巩固和升华，最终得到了一个很好的体现，使这份毕业设计能够得到极大的提高。关键词：模具；冲压成形；分离；压力机 IAbstractStamping is also a important method of metal forming. This topic is to live in a common connection equipment grounding piece as a design model, using the related knowledge of stamping as theoretical basis, related in detail in this paper, the design process.According to the size of the parts, materials, production methods and requirements, the analysis of technology for parts, again through the process design, and stress calculation, the hedge cutting a preliminary determine the type of press. Then calculate blade size. Finally, combining with the analysis of the use of CAD for drawing, will die layout diagram, parts diagram, and assembly drawings.This topic through the analysis of the components and the design of stamping die, the knowledge we learned in three years for a consolidated and sublimation, finally got a very good reflected, for the completion of this graduation design is so smooth.Key words: Mould; stamping forming; separate; press machine目 录前 言 .11 任务分析 .22 零件的工艺分析 .32.1 结构与尺寸的分析 .32.2 尺寸精度与粗糙度 .32.3 材料分析 .32.4 生产纲领 .32.5 结论 .33 冲裁工艺方案的确定 .44 确定冲裁模具总体结构设计 .54.1 模具类型的选择 .54.2 操作方式与定位方法 .54.3 卸料方式 .54.4 出件方式 .54.5 导向方式的确定 .54.6 模具模座及模架的选择 .55 冲裁工艺设计分析 .65.1 排样分析 .65.2 利用率计算 .65.3 冲压力与压力中心的计算 .85.3.1 冲裁力 .85.3.2 卸料力、推件力、顶出力 .85.3.3 压力机的选择 .96 冲裁间隙的确定 .107 模具结构零件的设计 .127.1 凸、凹模刃口尺寸设计的基本原则 .127.2 凸凹模刃口尺寸 .128 模具的总装配图与零件分析 .158.1 凹模设计 .158.2 模具装配图纸的绘制 .158.3 模具零件图纸的绘制 .179 结论 .19致 谢 .20参考文献 .210前 言冲压技术在如今的工业生产中得到了十分广泛的应用，冲模也成为如今冲压工艺中不可或缺的一部分。随着冲压件在机械、电子、仪器仪表、家电、玩具、生活日用品等领域中占得比重不断增加，冲压模具也得到了极大的发展。如今的大势就是全球工业制造业重心向亚洲地区倾斜，而中国更是一个人口大国，必定将要向着世界级的制造业基地的目标逐步迈进。大学三年光阴，在不知不觉中落下帷幕。作为一个模具设计与制造专业的学生，在大学最后的时间，设计一套冲压模具，作为大学三年来的一个满意答卷，是必不可少的。这次设计的是生活中常见的一个接地片的冲压模具。考虑到零件结构比较简单，所以采用的是级进模冲裁。所谓级进模，就是在一套模具中完成全部所有加工的加工方式。只要合理安排工序，就不需要在意冲裁件的复杂程度，都可以只用一套模具进行加工。由于是第一次独立设计出一套模具，所以难免有所错漏，希望能得到各位老师的谅解，并给予指导改正，本人深表感谢。11 任务分析材料及板厚：SPCC 钢， t=0.2mm零件图：见图 1-1 和图 1-2 所示零件 （接地片）生产批量：大批量未注公差：按 IT14 级确定图 1-1 接地片草图图 1-2 接地片立体图22 零件的工艺分析2.1 结构与尺寸的分析如图 1 所示，零件为接地片，该工件外形尺寸要求不高，但是对毛刺方向有一定的要求，分析发现，先冲孔，冲切废料，后落料才能达成。所以采用一出一的排样方式。2.2 尺寸精度与粗糙度如图 1 所示，零件未标注公差，所以具体尺寸公差根据“入体原则”和 IT14 级精度得。查表可得，各尺寸的公差分别为：零件外形：3 ，7 ，12 ，17 025.036.043.043.零件内形：R10.125，4 。9060孔心间距：120.215由于此次冲裁件的要求精度不高，普通冲裁就可以达到要求。因为接地片冲裁不是关于断口粗糙度要求,所以不用考虑粗糙度的要求，取 Ra3.2 就好。2.3 材料分析由任务分析可知，冲裁件使用的材料为 SPCC 钢，也叫普通碳素结构钢冷轧板，俗称冷板。冷轧板的力学性能和加工性能均优于热轧薄钢板。抗拉强度 270 兆帕，伸长率为36%。力学性能：钢板能承受一定强度的弯曲而不开裂，具有较良好的力学性能，其抗拉强度为 270 兆帕。表面质量：钢板表面应该没有坑、裂纹之类的缺陷，也没有划痕，无锈迹。2.4 生产纲领大批量生产，适合冲压加工2.5 结论可以冲裁33 冲裁工艺方案的确定关于冲裁工艺方案有以下几种。第一，可以将落料和冲孔结合起来，采用复合模结构进行生产。这样的好处是只要一个模具，生产效率即高效又方便，适合需要大批量生产的冲裁件。第二，可以先落料，然后再冲孔，利用单工序模生产。这样做结构就相对比较简单，制造成本和难度都不算高，但是需要两套模具，生产效率就不高，且机床的占用率很高，很难满足大批量生产的需要。第三种就是将冲孔和落料连续起来，在一套模具，一个工序里进行，利用级进模方式。这样做的好处就是也仅仅需要一套模具，它的制造精度也能达到要求，生产效率高。适合大批量冲裁件的生产。根据我们的产品排样方式来看，我们采用第三种方式冲裁比较方便，如图 3，我们可以先冲直径为 1.5 的导正孔，然后冲两个直径为 2 的圆孔，接着冲一个工字形，这边都是冲孔，接着采用落料，直接来一个方形的落料，使我们的成品直接落料，得到一个成品。图 3 排样图44 确定冲裁模具总体结构设计4.1 模具类型的选择级进模也是一种多工序冲模。但与复合模不同的是，在一次工作行程中，对模具的不同位置进行多步冲压工艺。整个制件的成形在坯料连续送进的过程中逐步完成的，所以又称为连续模。级进模不仅可以完成冲裁过程，而且可以完成成型工艺，甚至是装配工艺，生产效率高。所以本次冲裁方式选用级进模冲裁。4.2 操作方式与定位方法根据条料的尺寸，虽然生产规模比较大，但合理安排生产，采用人工送料的方式也能达到要求。而且还能节约成本，达到较高的经济效益。为了保证零件的精度，对导料板和导向销组合定位。4.3 卸料方式根据零件冲裁的尺寸和精度要求，采用了弹性卸料装置进行卸料。弹性卸料装置既起卸料作用，又起压料作用，所以得到的零件的质量较高，平直度也高。因为冲裁件的结构比较简单，所以可以采用弹性橡胶卸料。4.4 出件方式由于冲裁件结构简单，也为了提高产品的生产率，我们可以让冲裁件和废料直接又凹模刃口掉落的出件方式。4.5 导向方式的确定导向也是冲模模具的及其重要的组成部分，能够确保上、下模的精确定向运动，使模具工作正常。所以为了方便冲裁的正常进行，采用导柱、导套导向。4.6 模具模座及模架的选择模架是冲裁模具用来安装和固定模具相关组件的基础骨架，必须要保证各零件相对位置的正确，安装的稳定、牢固。本次选用标准模架，因为可以直接采购获得，且精度和质量都有保证，能够极大的缩短模具了的制作周期，并降低生产成本。模座是冲裁模最基本的支承零件，其他所有的零件都直接或者间接的安装在模座上，所以具有一定的抗压强度和刚度。选用材料为 HT200。55 冲裁工艺设计分析5.1 冲裁件排样分析所谓排样，就是指冲裁件在条料、带料或者面板上的布置方式。合理的排样可以极大的提高材料的利用率，提高生产，让模具寿命得到极大的延长。经考虑操作方便、保证尺寸精度要求，采用有废料排样。如排样图 5-1,5-2 所示。图 5-1 排样图 A图 5-2 排样图 B工步排样设计：工位：冲导正销孔；工位：冲两个2.0mm 的小圆孔；工位，工位：冲切废料；工位：空工位；工位：落料。5.2 利用率计算6表 5-1 搭边值和侧边值的数值注：表中数据使用于低碳钢，对于其他材料。应将表中数据乘以下列系数：中等硬度钢 0.9，硬钢 0.8，非金属材料1.52。方案 A: B料宽；22S步距：条料每次前进的距离。14a,a1搭边：排样时相邻两个冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料 2。a=2, a1=2.5材料利用率指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比 2。=(A/BS）100%=（189/308）100%=61.4%方案 B: B料宽；18S步距： 19a,a1搭边： a=2, a1=2.5材料利用率=(A/BS）100%=（189/342）100%=55.3%在成本计算中，材料费用在冲裁件成本中占一半以上。因此，如何合理分配零件的占用，提高利用率，是排样设计所必须考虑的。7所以，选用 A 方案5.3 冲压力与压力中心的计算5.3.1 冲裁力一般平刃口模具冲裁时，冲裁力按下式计算：F=KLtb 式中F冲裁力(N)；L冲裁周边长度（mm） ；t材料厚度（mm） ；b材料抗剪强度（MPa） ；系数，一般取 K=1.3;根据零件图，利用 CAD 软件，求出冲裁件周边长度 L=60mm，因为选用的材料为 SPCC, 抗拉强度为 =270MPa,材料厚度 t=0.2mm，冲裁力也可按 F=Lt ，所以b bF=60x0.2x270=3240N5.3.2 卸料力、推件力、顶出力影响卸料力、推件力和顶件力的因素有很多，要精确计算是比较困难的。在实际生产中，我们常采用经验公式计算：Fx=KxF FT=nkTFFD=kDF式中 Fx、FT 、FD 分别为卸料力系数、推件力系数、和顶件力系数，其值见表5-3表 5-3 卸料力、推件力、顶出力的系数F冲裁力8n同时留在凹模内的冲件（或废料）数，n=h/t(h 为凹模洞口的直刃壁高度，t为材料厚度)Fx= KxF=0.05x3240=162NFT= nkTF=15x0.063x3240=3061.8NFD= kDF =0.08x3240=259.2N5.3.3 压力机的选择经上分析,结合采用的是弹性卸料装置和下出料的方式，所以，模具的总压力=F+ FT =3204+3061.8=6265.8N压力机的公称压力必须大于 1.11.3 倍的总压。即P0(1.11.3)F=(1.11.3)X6265.8=6892.38N=7KN所以压力机可选型号为 J23-6.596 冲裁间隙的确定冲裁间隙还对冲裁件尺寸精度、冲压力、卸料力、顶件力、推件力等有显著影响。一套模具寿命受多种因素影响，其中间隙是最重要的因素之一。冲裁加工时必须使冲裁间隙在合理的范围之内。因为模具在使用时会产生一定的磨损从而增加间隙，所以在设计和制造模具时应该取合理间隙的偏下值。一般情况下，确定合理的间距的方法有理论确定和经验确定两种方法。在我们日常生产中使用理论方面的东西很不方面，主要用来确定相互之间的一些关系，比如说间隙与材料厚度之间的关系等等。我们在日常生产中确定间隙的采用的最多的方法是用经验法来确定，极大节省了所需时间。一般按材料性能和厚度来选择模具初始间隙。查得材料 SPCC 和 Q195-215A 在性能，力学方面差不多。根据表 6-1，最小双面间隙 Zmin=0.012mm，最大双面间隙Zax=0.016mm。表 6-1 冲裁模初始双面间隙紫铜、黄铜、软铜 杜拉铝、中等硬钢 硬钢软铝(0.08-0.2)%C (0.3-0.4)%C (0.5-0.6)%C材料厚度（mm）Zmin Zax Zmin Zax Zmin Zax Zmin Zax0.2 0.008 0.012 0.010 0.014 0.012 0.016 0.014 0.0180.3 0.012 0.018 0.015 0.021 0.018 0.024 0.021 0.0270.4 0.016 0.024 0.020 0.028 0.024 0.032 0.028 0.0360.5 0.020 0.030 0.025 0.035 0.030 0.040 0.035 0.0450.6 0.024 0.036 0.030 0.042 0.036 0.048 0.042 0.0540.7 0.028 0.042 0.035 0.049 0.042 0.056 0.049 0.0630.8 0.032 0.048 0.040 0.056 0.048 0.064 0.056 0.0720.9 0.036 0.054 0.045 0.063 0.054 0.072 0.063 0.0811.0 0.040 0.060 0.050 0.070 0.060 0.080 0.070 0.0901.2 0.050 0.084 0.072 0.096 0.084 0.108 0.096 0.1201.5 0.075 0.105 0.090 0.120 0.105 0.135 0.120 0.1501.8 0.090 0.126 0.108 0.144 0.126 0.162 0.144 0.1802.0 0.100 0.140 0.120 0.160 0.140 0.180 0.160 0.2002.2 0.132 0.176 0.154 0.198 0.176 0.220 0.198 0.2422.5 0.150 0.200 0.175 0.225 0.200 0.250 0.225 0.275102.8 0.168 0.224 0.196 0.252 0.224 0.280 0.252 0.3083.0 0.180 0.240 0.210 0.270 0.240 0.300 0.270 0.3303.5 0.245 0.315 0.280 0.350 0.315 0.385 0.350 0.4204.0 0.280 0.360 0.320 0.400 0.360 0.440 0.400 0.4804.5 0.315 0.405 0.360 0.450 0.405 0.490 0.450 0.540117 模具结构零件的设计7.1 凸、凹模刃口尺寸设计的基本原则冲裁件的精度主要取决于模具的刃口尺寸精度、正确的设计尺寸及偏差，是冲裁模设计的一项重要工作。在测量和使用过程中的冲裁，基准一般取光面尺寸。顺利冲裁是模切挤压产生的材料的切割边缘的结果。所以，关于刃口尺寸计算时，得分情况考虑，主要就是落料和冲孔这两种情况，且需要注意以下几点：（1）在落料时，基准选取凹模刃口尺寸，在凸模上选取合适的间隙；而在落料时模，基准一般选取凸模刃口尺寸，在凹模上选取合适的间隙值。（2）关于刃口基本尺寸的确定，得依照冲裁的性质，间隙等关系来最终确定，必须要确保在使用之后磨损的情况下还要达到公差的要求。7.2 凸凹模刃口尺寸计算公式落料：设工件尺寸为 0D=（ - ）dDmaxXd0=（ - ） =（ - - ）pinZpmaxXminZ0p冲孔：设工件孔的尺寸为 0d=（ + ）pdminX0p=（ + ） =（ + + ）Zd0minXminZd0式中： ， 冲孔时凸凹模直径pd， 落料时凸凹模尺寸D工件最小的孔径min工件最大的外径ax12表 7-1 规则图形（圆形、矩形）冲裁时凸、凹模刃口尺寸的制造公差（mm）公称尺寸 凸模偏差 p凹模偏差 d18 -0.020 +0.0201830 -0.020 +0.0253080 -0.020 +0.03080120 -0.025 +0.035120180 -0.030 +0.040180260 -0.030 +0.045260360 -0.03