冲压模具毕业设计指导书

1 毕毕业业论论文文 设设计计 指指导导书书 题目题目 学生学生姓名姓名 学学 号 号 班班 级级 专专 业业 模具设计与制造模具设计与制造 院 部 院 部 制造工程学院制造工程学院 指导教师指导教师 邱瑞杰邱瑞杰 年年 月月 日日 吉吉林林科科技技职职业业技技术术学学院院 J JI IL LI IN N S SC CI IE EN NC CE E A AN ND D T TE EC CH HN NO OL LO OG GY Y V VO OC CA AT TI IO ON NA AL L C CO OL LL LE EG GE E 吉林科技职业技术学院 2 第一部分第一部分 冲压模具毕业设计基本要求与安排冲压模具毕业设计基本要求与安排 冲压模具毕业设计是 模具设计与制造专业 教学计划安排的 是为学生在学完基础理论课 技术基础课和专业课的基础上所设置 的一个重要的实践性教学环节 亦是毕业设计的主选内容 冲压模具毕业设计指导书主要从教学目的 实践内容 要求 步骤与方法 时间安排几个方面提出具体的计划和任务 目的是指 导学生更好地完成毕业设计工作 取得良好的效果 1 冲压模具毕业设计目的 该毕业设计安排在学习 冲压工艺编制与模具设计制造 理论 课程之后进行 其目的在于 1 帮助学生巩固 冲压工艺编制与模具设计制造 课程中所学的 相关理论知识 熟悉有关资料 树立正确的设计思想 掌握冲压模 具设计的方法和一般程序 培养学生独立分析和解决问题的能力 2 通过模具结构设计 使学生在工艺性分析 工艺方案论证 工 艺计算 模具零件结构设计 编写技术文件和查阅文献方面受到一 次综合训练 为以后的工作打下初步的基础 2 冲压模具毕业设计课题 冲压模具毕业设计课题由指导教师用 毕业设计任务书 的形 式下达 课题难度以一般中等复杂程度的单工序模 较为简单的级 进模 弯曲模和拉深模为宜 3 冲压模具毕业设计内容 毕业设计内容包括 冲压工艺性分析 工艺方案制订 排样图 设计 冲压力计算 刃口尺寸计算 弹簧与橡胶件的计算和选用 凸模 凹模或凸凹模结构设计以及其他冲模零件的结构设计 绘制 模具装配图和工作零件图 编写设计说明书 4 冲压模具毕业设计要求 1 装配图 模具装配图用以表明模具结构 工作原理 组成模具的全部零 件及其相互位置和装配关系 一般情况下 模具装配图用主视图和俯视图表示 若不能表示 清楚时 再增加其他视图 一般按 1 1 的比例绘制 装配图上要标 明必要的尺寸和技术要求 吉林科技职业技术学院 3 1 主视图 主视图一般放在图样上面偏左 按模具正对操作者方 向绘制 采取剖视画法 一般按模具闭合状态绘制 在上 下模 之间 有一完成的制件 冲压件断面涂红或涂黑 主视图是模具装配图的主体部分 应尽量在主视图上将结构表 达清楚 力求将成形零件的形状画完整 剖视图画法一般按照机械制图国家标准执行 但也有一些行业 习惯和特殊画法 例如 为减少局部视图 在不影响剖视图表达剖 面迹线通过部分结构的情况下 可以将剖面线以外部分旋转或平移 到剖视图上 螺钉和销钉可各画一半等 但不能与国家标准发生矛盾 2 俯视图 俯视图通常布置在图样的下面偏左 与主视图相对 应 通过俯视图可以了解模具的平面布置 习惯上将上模拿去 只 反映模具的下模俯视可见部分 或将上模的左半部分去掉 只画下 模 而右半部分保留上模画俯视图 冲压模具在俯视图上还应用双点划线画出排样图和制件图 3 制件图和排样图 装配图上还应该绘出制件图 制件图一般 画在图样的右上角 要注明制件的材料 规格以及制件的尺寸 公 差等 如位置不够也允许画在其他位置上或在另一页上绘出 对于有落料工序的冲压件 还应绘出排样图 排样图布置在制 件图的下方 应标明条料的宽度及公差 步距和搭边值 对于需多 工序冲压完成的制件 除绘出本工序的制件图外 还应该绘出上工 序的半成品图 画在本工序制件图的左边 制件图和排样图均应按比例绘出 一般与模具的比例一致 特 殊情况可以放大或缩小 它们的方位应与制件在模具中位置相同 若不一致 应用箭头指明制件成形方向 4 标题栏和零件明细表 标题栏和零件明细表布置在图样的右 下角 按照机械制图国家标准填写 零件明细表应包括件号 名称 数量 材料 热处理 标准零件代号及规格 备注等内容 模具图 中所有零件均应详细写在明细表中 5 尺寸标注 图上应标注必要的尺寸 如模具闭合尺寸 如主 视图为开式表达则写入技术要求中 模架外形尺寸 模柄直径 螺 孔尺寸等 不标注配合尺寸和形位公差 6 技术要求 技术要求布置在图样下部适当位置 其内容包括 应写明凸 凹模刃口间隙 模具的闭合高度 主视图为工作状态时则 吉林科技职业技术学院 4 直接标在图上 该模具的特殊要求 其他按国家标准 行业标准或 企业标准执行 装配图布局 2 模具零件图 模具零件主要包括工作零件 如凸模 凹模 凸凹模等 结构 零件 如固定板 卸料板 定位板 导向零件等 紧固标准件 如 螺钉 销钉等及模架 弹簧等 要求绘制出标准模架和紧固标准件外的所有零件图 对某些因 模具的特殊结构要求而需要再加工的标准件也需绘制零件图 零件图的绘制和尺寸标注均应符合机械制图国家标准的规定 要注明全部尺寸 公差配合 形位公差 表面粗糙度 材料和热处 理要求及其他技术要求 模具零件在图样上的位置应尽量按该零件 在装配图中的方位画出 不要随意旋转或颠倒 以防画错 影响装配 对凸模 凹模配合加工 其配制尺寸可不标注公差 仅在该标 称尺寸右上角注上符号 并在技术条件中说明 注 尺寸按 凸模 或凹模 配制 保证间隙若干即可 3 设计说明书 为更全面地培养学生的工作能力 也为教师进一步了解学生设 计熟练的程度和知识水平 还要求学生编写设计说明书 用以阐明 自己的设计观点 设计方案的优劣 依据和过程 设计说明书的主 吉林科技职业技术学院 5 要内容如下 1 摘要 2 目录 3 序言 4 冲压件零件图 5 制件的工艺性分析 6 冲压工艺方案的制订 7 冲压模具工艺与设计计算 排样图设计及材料利用率计算 1 冲压力计算及冲压设备的选择 2 计算凸凹模刃口尺寸及公差 3 弯曲件展开长度计算 4 毛坯尺寸计算 5 拉深次数计算 6 工序件尺寸的计算 7 8 冲压模具结构设计 模具类型 1 导向与定位方式 2 卸料与出件方式 3 模架类型及精度 4 9 冲压模具零部件设计 冲压模具的总装图 1 冲压模具的零件图 2 a 凹模设计 b 凸模设计 c 凸凹模设计 选择紧固件及定位零件 3 选用卸料与出件零件 4 压力机的校核 5 a 公称压力 b 闭合高度 10 其他需要说明的问题 11 结论 12 致谢 吉林科技职业技术学院 6 13 主要参考文献目录 在设计中 特别是在编写设计计算说明书及论文中 所用 的参考书要写清编者姓名 书名 出版单位及日期 并标注序号 说明书中应附模具结构简图 所选参数及使用公式应注明出处 并说明式中各符号所代表的意义和单位 所有单位一律使用国家法 定计量单位 说明书最后所附参考文献目录应包括书刊名称 作者 出版社 出版年份 在说明书中引用所列参考资料时 只需在方括号中注明 其序号及页数 要求学生运用 CAD UG 等软件绘制零件图和总装配图并打印出来 以及用计算机打印出设计说明书 4 冲压模具毕业设计步骤与方法 1 明确设计任务 收集有关资料 1 设计准备 设计前应预先准备好设计资料 手册 图册 绘图用具 1 图纸 说明书用纸 认真研究任务书及指导书 了解冲压模具设计的目的 内 2 容 要求和步骤 分析设计题目的原始图样 零件的工作条件 明确设计要求及内容 熟悉各种可采用的模具结构形式及其优缺点 3 2 冲件图样分析 冲压件零件图是分析编制冲压方案 设计模具的重要依据 对零件图的分析主要是从冲压工艺的角度出发 对冲压件的形状 尺寸 最小孔边距 孔径 材料厚度 最大外形 等 精度 表 面粗糙度 材料性能等逐项分析 确定冲压工序图 然后在教师 指导下拟订工作进度计划 2 工艺分析和工艺方案制订 1 工艺性分析 在明确设计任务 收集有关资料的基础上 分 析制件的技术要求 结构工艺性及经济性是否符合冲压工艺要求 若不符合 应提出修改意见 经指导教师同意后修改或更换设计任 务书 2 制定工艺方案 首先在工艺分析的基础上 确定冲压件加工 的总体方案 然后确定冲压成形方案 它是制定冲压成形工艺过程 的核心 吉林科技职业技术学院 7 在确定工艺方案时 先决定制件所需要的基本工序性质 数目 顺序 再将其排列组合成若干种方案 最后对各种可能的工艺方案 进行分析与比较 综合其优 缺点 选出一种最佳方案 在进行方案分析与比较时 应考虑制件的精度 生产批量 工 厂条件 模具加工水平及工人操作水平等诸方面因素 要画模具结 构草图 有时还需要进行一些必要的工艺计算 3 冲压工艺计算和工艺设计 1 计算毛坯 以便在最经济的原则下合理使用材料 2 排样及材料利用率计算 就设计冲裁模而言 排样图设计是 进行工艺设计的第一步 每个制件都有自己的特点 每种工艺方案 考虑的出发点也不尽相同 因而同一制件也可能有多种不同的排样 方法 在设计排样图时 必须考虑制件的精度 模具结构 材料利 用率 生产效率 工人操作习惯等诸多因素 制件外形简单 规则 可以采取直排 单排排样 排样图设计 较为简单 只需查出搭边值即可求出条料宽度 画出排样图 若制 件外形复杂 或为了节约材料 提高生产率而采用斜排 对排 套 排等排样方法时 设计排样图则较为困难 可用纸板按比例做出若 干个样板 利用实物排样往往可以达到事半功倍的效果 在设计排 样图时往往要同时对多种不同排样方案计算材料利用率 比较各种 方案的优 缺点 选择最佳排样方案 3 确定凸 凹模的间隙 计算凸 凹模的刃口尺寸和各工作部 分尺寸 刃口尺寸计算较为简单 当确定凸 凹模加工方法后可按 相关公式进行计算 一般冲模计算结果精确到小数点后两位 采用 成形磨削 线切割等加工方法时 计算结果精确到小数点后 3 位 若制件为弯曲件或拉深件 需先计算展开尺寸 再计算刃口尺寸 4 冲压力计算 包括冲裁力 弯曲力 拉深力 卸料力 推件 力 压边力等 冲压设备的选用 根据排样图和所选模具结构形式 可以方便地计算出所需总压力 根据计算出的总压力 初选冲压设 备的型号和规格 待模具总图设计好后 校核设备的装模尺寸 如闭 合高度 工作台板尺寸 漏料孔尺寸等 是否合乎要求 最终确定压 力机型号和规格 5 计算模具各主要零件 凹模 凸模固定板 垫板 模架等 的外形尺寸 以及卸料橡胶或弹簧的自由高度等 如 先计算凹模 模板 厚度 再根据厚度确定凹模 模板 周界尺寸 圆形凹模为直径 吉林科技职业技术学院 8 矩形凹模为长和宽 6 选择模架 对于冲压模具设计 根据凹模周界尺寸大小 从 冷冲模国家标准 JS T 8065 1995 JS T 8068 1995 冷冲模 典型组合 中即可确定模架规格 待模架规格确定后即可确定主要冲 模零件的规格参数 再查阅标准中有关零部件图表 7 对于拉深模 需要计算是否采用压边圈 计算拉深次数 半 成品的尺寸和各中间工序模具的尺寸分配等 8 其他零件的计算 4 冲压模具结构设计 1 操作类型的选择 2 操作方式选择 3 定位方式选择 4 卸料和出件方式选择 5 导向方式的选择 5 冲压模具零部件设计 1 画装配图 模具装配图上的零件较多 结构复杂 为准确 迅速地完成装配图绘制工作 必须掌握正确的画法 一般画装配图均先画主视图 再画俯视图和其他视图 画主视 图既可以从上往下画 也可以从下往上画 但在模具零件的主要参 数已知的情况下 最好从凸 凹模结合面开始 同时往上 下两个 方向画较为方便 且不易出错 画装配图时一般应先画模具结构草图 经指导教师审阅后再画 正式图 2 零件图 所有需要加工制造的零件 6 编写设计说明书 5 冲压模具毕业设计时间 学生完成的工作量应根据参与实践时间长短和实际情况确定 一般为 8 周左右 如表 1 1 所示 表 1 1 冲压模具设计与制造实践时间 按 8 周分配 工作内容工作时间任务要求 阅读任务书一周分析冲压件 制件工艺性分析及方案的制订一周制订出合理的方案 冲压模具总体结构设计一周设计出总体结构 冲压模具工艺与设计计算一周完成所有计算 冲压模具零部件工艺设计一周设计出所有零部件 吉林科技职业技术学院 9 设计并绘制冲压模具装配图一周1 份 设计并绘制冲压模具零件图一周1 套 所有需加工的模具零件 设计说明书一周1 份 25 35 页 合计时间8 周 第二部分第二部分 冲压模具毕业设计实例冲压模具毕业设计实例 仅供参考 仅供参考 落料冲孔复合模设计实例落料冲孔复合模设计实例 摘摘 要要 模具 是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工 业产品 同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产 品零部件的一种生产工具 大到飞机 汽车 小到茶杯 钉子 几 乎所有的工业产品都必须依靠模具成型 用模具生产制件所具备的 高精度 高一致性 高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的 模具在很大程度上决定着产品的质量 效益和新产品开发能力 所 以模具又有 工业之母 的荣誉称号 略 吉林科技职业技术学院 10 目 录 摘摘 要要 9 1 冲压件零件图 10 2 零件工艺性分析 11 3 冲裁工艺方案的确定 11 4 零件工艺计算 12 4 1 刃口尺寸计算 12 4 2 排样计算 13 4 3 冲压力计算 14 4 4 压力中心计算 14 4 5 冲压设备的选用 14 5 冲压模具结构设计 15 5 1 标准模架的选用 15 5 2 卸料装置中弹性元件的计算 15 5 3 其他零部件结构 16 6 冲压模具零部件设计 16 6 1 模具装配图 16 6 2 模具零件图 16 结结 论论 22 吉林科技职业技术学院 11 参考文献参考文献 23 致致 谢谢 24 1 冲压件零件图 工件为图 1 所示的落料冲孔件 材料为 Q235 钢 材料厚度 2mm 生产批量为大批量 工艺性分析内容如下 2 零件工艺性分析 1 材料分析 Q235 为普通碳素结构钢 具有较好的冲裁成形性能 2 结构分析 零件结构简单对称 无尖角 对冲裁加工较为有利 零件中部 有一异形孔 孔的最小尺寸为 6mm 满足冲裁最小孔径 min d 的要求 另外 经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边mm20 1 t 距为 5 5mm 满足冲裁件最小孔边距 的要求 所以 min lmm35 1 t 该零件的结构满足冲裁的要求 3 精度分析 零件上有 4 个尺寸标注了公差要求 由公差表查得其公差要求 都属 IT13 所以普通冲裁可以达到零件的精度要求 对于未注公差 图 1 零件图 吉林科技职业技术学院 12 尺寸按 IT14 精度等级查补 由以上分析可知 该零件可以用普通冲裁的加工方法制得 3 冲裁工艺方案的确定 零件为一落料冲孔件 可提出的加工方案如下 方案一 先落料 后冲孔 采用两套单工序模生产 方案二 落料 冲孔复合冲压 采用复合模生产 方案三 冲孔 落料连续冲压 采用级进模生产 方案一模具结构简单 但需两道工序 两副模具 生产效率低 零件精度较差 在生产批量较大的情况下不适用 方案二只需一副 模具 冲压件的形位精度和尺寸精度易保证 且生产效率高 尽管 模具结构较方案一复杂 但由于零件的几何形状较简单 模具制造 并不困难 方案三也只需一副模具 生产效率也很高 但与方案二 比生产的零件精度稍差 欲保证冲压件的形位精度 需在模具上设 置导正销导正 模具制造 装配较复合模略复杂 所以 比较三个方案欲采用方案二生产 现对复合模中凸凹模 壁厚进行校核 当材料厚度为 2mm 时 可查得凸凹模最小壁厚为 4 9mm 现零件上的最小孔边距为 5 5mm 所以可以采用复合模生产 即采用方案二 4 零件工艺计算 4 1 刃口尺寸计算 根据零件形状特点 刃口尺寸计算采用分开制造法 1 落料件尺寸的基本计算公式为 A 0maxA X DD 0 minmax 0 minAT TT ZX DZDD 尺寸 可查得凸 凹模最小间隙Zmin 0 246mm 最大mm100 22 0 R 间隙Zmax 0 360mm 凸模制造公差 凹模制造公差mm02 0 T 将以上各值代入 校验是否成立 经mm03 0 A AT minmax ZZ 校验 不等式成立 所以可按上式计算工作零件刃口尺寸 即 mm835 9 mm22 0 75 0 10 030 0 0 03 0 0A1 作作D mm712 9 mm246 0 835 9 0 020 0 0 02 0 T1 作作D 2 冲孔基本公式为 吉林科技职业技术学院 13 0 minT T X dd A 0minminA ZX dd 尺寸 查得其凸模制造公差 凹模制造公mm5 4 18 0 0 Rmm02 0 T 差 经验算 满足不等式 因该尺寸mm02 0 A AT minmax ZZ 为单边磨损尺寸 所以计算时冲裁间隙减半 得 mm65 4 mm 18 0 75 0 5 4 0 02 0 0 02 0 T1 d mm76 4 mm 2 246 0 65 4 02 0 0 02 0 0A1 d 尺寸 查得其凸模制造公差 凹模制造公mm3 18 0 0 Rmm02 0 T 差 经验算 满足不等式 因该尺寸mm02 0 A AT minmax ZZ 为单边磨损尺寸 所以计算时冲裁间隙减半 得 mm14 3 mm 18 0 75 0 3 0 02 0 0 02 0 T1 d mm26 3 mm 2 246 0 14 3 02 0 0 02 0 0A1 d 3 中心距 尺寸mm2 057 mm05 0 57mm 4 2 057 L 尺寸mm12 0 5 7 mm03 0 5 7mm 4 12 0 5 7 L 尺寸mm12 0 5 4 mm03 0 5 4mm 4 12 0 5 4 L 4 2 排样计算 分析零件形状 应采用单直排的排样方式 零件可能的排样方 式 吉林科技职业技术学院 14 有图 2 所示两种 比较方案 a 和方案 b 方案 b 所裁条料宽度过窄 剪板时容易 造成条料的变形和卷曲 所以应采用方案 a 现选用 4000mm 1000 mm 的钢板 则需计算采用不同的裁剪方式时 每张板料能出的零件 总个数 1 裁成宽 81 4mm 长 1000mm 的条料 则一张板材能出的零 件总个数为 22054549 22 1000 4 81 4000 2 裁成宽 81 4mm 长 4000mm 的条料 则一张板材能出的零 件总个数为 217218112 22 4000 4 81 1000 比较以上两种裁剪方法 应采用 第 1 种裁剪方式 即裁为宽 81 4mm 长 1000mm 的条料 其具体排样图如图 3 所示 4 3 冲压力计算 可知冲裁力基本计算公式为 KLTF 此例中零件的周长为 216mm 材料 吉林科技职业技术学院 15 厚度 2mm Q235 钢的抗剪强度取 350MPa 则冲裁该零件所需冲裁力 为 kN197196560N35022163 1 NF 模具采用弹性卸料装置和推件结构 所以所需卸料力和推件 X F 力为 T F kN85 9 kN19705 0 XX FKF kN 5 32kN197055 0 3 TT FNKF 则零件所需得冲压力为 kN35 239kN 5 3285 9 197 TX FFFF作 初选设备为开式压力机 J23 35 4 4 压力中心计算 零件外形为对称件 中间的异形孔虽然左右不对称 但孔的尺 寸很小 左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很 小 所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点 4 5 冲压设备的选用 根据冲压力的大小 选取开式双柱可倾压力机 JH23 35 其主 要技术参数如下 公称压力 350kN 滑块行程 80mm 最大闭合高度 280 mm 闭合高度调节量 60 mm 滑块中心线到床身距离 205mm 工作台尺寸 380 mm 610 mm 工作台孔尺寸 200 mm 290 mm 模柄孔尺寸 50 mm 70 mm 垫板厚度 60 mm 5 冲压模具结构设计 5 1 标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸 所以应首先计算凹模 周界的大小 由凹模高度和壁厚的计算公式得 凹模高度 mm22mm7728 0 KbH 凹模壁厚 mm40mm228 1 2 5 1 HC 所以 凹模的总长为 取 160mm mm157mm 40277 L 凹模的宽度为 mm100mm 40220 B 吉林科技职业技术学院 16 模具采用后置导柱模架 根据以上计算结果 可查得模架规格 为上模座 160mm 125mm 35mm 下模座 160mm 125mm 40mm 导柱 25mm 150mm 导套 25mm 85mm 33mm 5 2 卸料装置中弹性元件的计算 模具采用弹性卸料装置 弹性元件选用橡胶 其尺寸计算如下 1 确定橡胶的自由高度 0 H 工 HH4 5 3 0 mm10mm 712 10 5 1 t hhH 作作作作作 由以上两个公式 取 mm40 0 H 2 确定橡胶的横截面积A pFA X 查得矩形橡胶在预压量为 10 15 时的单位压力为 0 6MPa 所 以 2 mm16417 MPa6 0 N9850 A 3 确定橡胶的平面尺寸 根据零件的形状特点 橡胶垫的外形应为矩形 中间开有矩形 孔以避让凸模 结合零件的具体尺寸 橡胶垫中间的避让孔尺寸为 82 mm 25mm 外形暂定一边长为 160mm 则另一边长b为 mm115mm 160 258216417 2582160 b Ab 4 校核橡胶的自由高度 0 H 为满足橡胶垫的高径比要求 将橡胶垫分割成四块装入模具中 其最大外形尺寸为 80mm 所以 5 0 80 40 0 D H 橡胶垫的高径比在 0 5 1 5 之间 所以选用的橡胶垫规格合 理 橡胶的装模高度约为 0 85 40 mm 34mm 5 3 其他零部件结构 凸模由凸模固定板固定 两者采用过渡配合关系 模柄采用凸 吉林科技职业技术学院 17 缘式模柄 根据设备上模柄孔尺寸 选用规格 A50 100 的模柄 6 冲压模具零部件设计 6 1 模具装配图 模具装配图如图 4 所示 6 2 模具零件图 模具中上模座 下模座 垫板 凸模固定板 卸料板 凸凹模 固定板 冲孔凸模 凸凹模 凹模 推件块零件图如图 5 14 所示 图 4 装配图 1 下模座 2 12 13 19 螺钉 3 11 18 销钉 4 凸凹模固定板 5 凸凹模 6 橡 胶 7 卸料版 8 导料销 9 凹模 10 上模座 14 打杆 15 横销 16 推板 17 模柄 20 导柱 21 导套 22 垫板 23 凸模固定 2 板 24 推杆 25 推件块 26 凸模 27 卸料螺钉 28 挡料销 17 图 5 上模座零件图 吉林科技职业技术学院 19 图 6 下模座零件图 图 7 推件块零件图 吉林科技职业技术学院 20 图 8 凸凹模固定板零件图 图 9 卸料板零件图 吉林科技职业技术学院 21 图 10 凸模固定板零件图 图 11 垫板零件图 吉林科技职业技术学院 22 图 12 凹模零件图 图 13 凸模零件图 图 14 凸凹模零件图 吉林科技职业技术学院 23