【冲压模具设计】U形件冲孔落料弯曲复合模设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】
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【冲压模具设计】U形件冲孔落料弯曲复合模设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】,冲压,模具设计,冲孔,弯曲,曲折,复合,设计,全套,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单,开题,报告,讲演,呈文,优秀,优良,毕业设计,论文
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零件需要优化下 可以的地方适当增加圆角 保证工艺性工件材料 自定 院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 学 号： 学院（系、部）： 专 业： 题 目： U 型弯曲件 冲压工艺及模具设计 指导者： 评阅者： 20 X 月 第 I 页 毕业设计说明书（论文）中文摘要 本文分 析了 结构、尺寸、精度和原材料性能，并具体指出了该产品的成型难点；拟定了 模 落料 冲孔和成型折弯 模具冲压工艺方案；详细阐述了排样设计方法和过程，确定了该产品需要落料的二维和排样图；完成了所有必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、各工位冲压力、总的冲压工艺力、压力中心等；概述了模具概要设计方法，系统的阐述了模具主要零件的结构、尺寸设计及标准的选用。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性并对设备选择和核算进行了较为细致的叙述。 关键词 模具 工艺分析 零件设计 模具设计 第 毕业设计说明书（论文）外文摘要 of of as of of in of so It of It of It of in it of of it a 业设计说明书（论文） 第 目录 件介绍 . 3 件工艺性分析 . 3 艺方案的确定 . 错误 !未定义书签。 第二章排样设计 . 错误 !未定义书签。 坯排样设计 . 错误 !未定义书签。 料的利用率 . 错误 !未定义书签。 第三章工艺计算 . 错误 !未定义书签。 压工艺力的计算 . 错误 !未定义书签。 件力的计算 . 10 模 . 17 . 18 . 19 . 20 . 20 . 21 前言 . 错误 !未定义书签。 第一章工艺设计 . 3 . 错误 !未定义书签。 力中心计算 . 11 第四章模具总体概要设计 . 12 具概要设计 . 12 具零件结构形式确定 . 13 位机构 . 14 . 14 . 15 第五章模具详细设计 . 16 作零件 . 16 . 19 件零件 . 20 毕业设计说明书（论文） 第 向零件 . 21 他零件 . 22 第六章设备选择 . 23 备吨位确定 . 23 备校核 . 23 第七章结论 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 毕业设计说明书（论文） 第 1页 前言 冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。它包括落料、冲孔、切断、修边、切舌、剖切等工序，其中落料和冲孔是最常见的二种工序。 落料 闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料； 冲孔 闭曲线以外的部分作为冲裁件时，则称为冲孔。图 落料和冲孔二道工序完成。 a)落料 b)冲孔 图 圈的落料与冲孔 冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。在冲压加工中应用极广。它既可直接冲出成品零件也可以为弯曲、拉深和挤压等其它工序准备坯料，还可以在已成形的工件进行再加工（切边、切舌、冲孔等工序）。 冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是 冲裁过程必不可少的工艺装备。图 模开始工作时，将条料放在卸料板 19上，并由三个定位销定位。冲裁开始时，凹模和推件块首先接触条料。当压力机滑块下行时，凸凹模的外形与凹模 7共同作用冲出制件外形。与此同时，冲孔凸模与凸凹模 18的内孔共同作用冲出制件内孔。冲裁变形完成后，滑块回升时，在打杆作用下，打毕业设计说明书（论文） 第 2页 下推件块，将制件排除凹模外。而卸料板在橡胶反弹力作用下，将条料刮出凸凹模，从而完成冲裁全部过程。 根据冲裁变形机理的不同，冲裁工艺可以分为普通冲裁 和精密冲裁两大类。本章主要讨论普通冲裁。 图 料冲孔复合模 1下模板 2卸料螺钉 3导柱 4固定板 5橡胶 6导料销 7落料凹模 8推件块 9固定板 10导套 11垫板 12、 20销钉 13上模板 14模柄 毕业设计说明书（论文） 第 3页 15打杆 16、 21螺钉 17冲孔凸模 18凸凹模 19 卸料板 22挡料销 为了正确设计冲裁工艺和模具，控制冲裁件质量，必须认真分析冲裁变形过程，了解和掌握冲裁变形规律。 图 模与凹模都具有与制件轮廓一样形状的锋利刃口，凸凹模之间存在一定间隙。当凸模下降至与板料接 触时，板料就受到凸、凹模的作用力，其中： 凸、凹模对板料的垂直作用力； 凸、凹模对板料的侧压力； 凸、凹模端面与板料间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，一般从模具刃口指向外； 凸、凹模侧面与板料间的摩擦力 从图中可看出，由于凸、凹模之间存在间隙， 板料受到弯矩 M 作用，由于 M 使板料弯曲并从模具表面上翘起，使模具表面和板料的接触面仅限在刃口附近的狭小区域，其接触面宽度约 为板厚的 触面间相互作用的垂直压力并不均匀， 随着向模具刃口的逼近而急剧增大。 毕业设计说明书（论文） 第 4页 图 裁时作用于板料上的力 1 2 3图 果模具间隙正常，冲裁变形过程大致可分为如下三个阶段。 1弹性变形阶段 (图 在凸模压力下，材料产生弹性压缩、拉伸和弯曲变形，凹模上的板料则向上翘曲，间隙越大，弯曲和上翘越严重。同时，凸模稍许挤入板料上部，板料的下部则略挤入凹模洞口，但材料内的应力末超过材料的弹性极限。 2塑性变形阶段 (图 因板料发生弯曲，凸模沿宽度 为 材料内的应力达到屈服强度时便开始进入塑性变形阶段。凸模挤入板料上部，同时板料下部挤入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。随凸模挤入板料深度的增大，塑性变形程度增大，变形区毕业设计说明书（论文） 第 5页 材料硬化加剧，冲裁变形抗力不断增大，直到刃口附近侧面的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时，塑性变形阶段便告终，此时冲裁变形抗力达到最大值。由于凸、凹模间存在有间隙，故在这个阶段中板料还伴随着弯曲和拉伸变形。间隙越大，弯曲和拉伸变形也越大。 3断裂分离阶段 (图 、 、 ) 材料内裂纹首先在凹模刃口 附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。已形成的上下微裂纹随凸模继续压入沿最大切应力方向不断向材料内部扩展，当上下裂纹重合时，板料便被剪断分离。随后，凸模将分离的材料推人凹模洞口。 从图 凸模行程曲线可明显看出冲裁变形过程的三个阶段。图中 是冲裁的弹性变形阶段； 是塑性变形阶段， B 点为冲裁力的最大值，在此点材料开始剪裂， 为微裂纹扩展直至材料分离的断裂阶段， 主要是用于克服摩擦力将冲件推出凹模孔口时所需的力。 图 裁变形过程 冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。断面状况尽可能垂直、光洁、毛刺小。尺寸精度应该保证在图纸规定的公差范围之内。零件毕业设计说明书（论文） 第 6页 外形应该满足图纸要求；表面尽可能平直，即拱弯小。影响零件质量的因素有：材料性能、间隙大小及均匀性、刃口锋利程度、模具精度以及模具结构形式等。 1冲裁件断面质量及其影响因素 由于冲裁变形的特点，冲裁件的断面明显地分成四个特征区，即圆角带 a、光亮带 b、断裂带 c 与毛刺区 d，如图 圆角带 a ：该区域的形成是当凸模刃口压入材料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被拉入间隙的结果； 光亮带 b ：该区域发生在塑形变形阶段，当刃口切入材料后，材料与凸、凹模切刃的侧表面挤压而形成的光亮垂直的断面。通常占全断面的1/2； 断裂带 c ：该区域是在断裂阶段形成。是由刃口附近的微裂纹在拉应力作用下不断扩展而形成的撕裂面，其断面粗糙，具有金属本色，且略带有斜度。 毛刺区 d ：毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，刃口 正面材料被压缩，刃尖部分是高静水压应力状态，使裂纹的起点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺， 裂纹的产生点和刃口尖的距离成为毛刺的高度。在普通冲裁中毛刺是不可避免的，普通冲裁允许的毛刺高度见表 毕业设计说明书（论文） 第 7页 a）冲孔件 b）落料件 图 裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况 在四个特征区中，光亮带越宽，断面质量越好。但四个特征区域的大小和断面上所占的比例大小并非一成不变，而是随着材料性能、模具间隙、刃口状态等条件的不同而变化。 影响断面质量的因素有： ( )材料性能的影响 材料塑性好，冲裁时裂纹出现得较迟，材料被剪切的深度较大，所得断面光亮带所占的比例就大，圆角也大。而塑性差的材料，容易拉断，材料被剪切不久就出现裂纹，使断面光亮带所占的比例小，圆角小，大部分是粗糙的断裂面。 ( )模具间隙的影响 冲裁时，断裂面上下裂纹是否重合，与凸、凹模间隙值的大小有关。当凸、凹间隙合适时，凸、凹模刃口附近沿最大切应力方向产生的裂纹在冲裁过程中能会合，此时尽管断面与材料表面不垂直，但还是比较平直、光滑、毛刺较小，制件的断面质量较好（图 示）。 当间隙增大时，材料内的拉应力增大，使得拉伸断裂发生早，于是断裂带变 宽；光亮带变窄；弯曲变形增大，因而塌角和拱弯也增大。 当间隙减小时，变形区内弯矩小、压应力成分高。由凹模刃口附近产生的裂纹进入凸模下面的压应力区而停止发展；由凸模刃口附近产生的裂纹进入凹模上表面的压应力区也停止发展。上、下裂纹不重合。在两条裂纹之间的材料将被第二次剪切。当上裂纹压入凹模时，受到凹模壁的挤压，产毕业设计说明书（论文） 第 8页 生第二光亮带，同时部分材料被挤出，在表面形成薄而高的毛刺（图 a）所示）。 当间隙过小时，虽然塌角小、拱弯小，但断面质量也有缺陷。如断面中部出现夹层，两头呈光亮带，在端面有挤长的毛刺。 当 间隙过大时，因为弯矩大，拉应力成分高，材料在凸、凹模刃口附近产生的裂纹也不重合。分离后产生的断裂层斜度增大，制件的断面出现二个斜角 1 和 2 ，断面质量也不理想。而且，由于塌角大、拱弯大、光亮带小、毛刺又高又厚，冲裁件质量下降。如图 示。因此， 模具间隙应保持在一个合理的范围之内。另外，当模具装配间隙调整得不均匀时，模具会出现部分间隙过大和过小的质量现象。因此，模具设计、制造与安装时必须保证间隙均匀。 ）间隙过小 ）间隙合理 ）间隙过大 图 隙对剪切裂纹与断面质量的影响 毕业设计说明书（论文） 第 9页 ( )模具刃口状态的影响 模具刃口状态对冲裁过程中的应力状态及制件的断面质量有较大影响。当刃口磨损成圆角时，挤压作用增大，所以制件塌角带和光亮带增大。同时，材料中减少了应力集中现象而增大了变形区域，产生的裂纹偏离刃口，凸、凹模间金属在剪裂前有很大的拉伸，这就使冲裁断面上产生明显的毛刺。当凸、凹刃口磨钝后 ，既使间隙合理也会在制件产生毛刺，如图 凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺（图 a）；当凹模刃口磨钝时， 则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺（图 b）；当凸、凹模刃口同时磨钝时， 则冲裁件上、下端都会产生毛刺（图 C）。 冲裁件的尺寸精度，是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本尺寸之差。差值越小，精度越高。这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。 冲裁件的尺寸精度与许多因素有关。如冲模的制造精度、材料性 质、冲裁间隙等。 (1）冲模的制造精度 冲模的制造精度对冲裁件尺寸精度有直接影响。冲模的精度愈高，冲裁件的精度亦愈高。表 模具制造精度与冲裁件精度的关系。 需要指出的是冲模的精度与冲模结构、加工、装配等多方面因素有关。 a) 凹模磨钝 b) 凸模磨钝 c) 凸、凹模均磨钝 图 、凹模刃口磨钝时毛刺的形成情况 毕业设计说明书（论文） 第 10页 (2）材料的性质 材料的性质对该材料在冲裁过程中的弹性变形量有很大影响。对于比较软的材料，弹性变形量较小，冲裁后的回弹值亦少，因而零件精度高。而硬的材料，情况正好与此相反。 (）冲裁间隙 当间隙适当时，在冲裁过程中，板 料的变形区在比较纯的剪切作用下被分离，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲孔件尺寸等于凸模的尺寸。 当间隙过大，板料在冲裁过程中除受剪切外还产生较大的拉伸与弯曲变形，冲裁后因材料弹性恢复，将使冲裁件尺寸向实际方向收缩。对于落料件，其尺寸将会小于凹模尺寸，对于冲孔件，其尺寸将会大于凸模尺寸。但因拱弯的弹性恢复方向与以上相反，故偏差值是二者的综合结果。 当间隙过小，则板料的冲裁过程中除剪切外还会受到较大的挤压作用，冲裁后。材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体的反方向胀大。对于落料件，其尺寸将会大于凹模尺寸 ，对于冲孔件，其尺寸将会小于凸模尺寸。 3冲裁件形状误差及其影响因素 冲裁件的形状误差是指翘曲、扭曲、变形等缺陷。冲裁件呈曲面不平现象称之为翘曲。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。冲裁件呈扭歪现象称之为扭曲。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。冲裁件的变形是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产生的。 关于模具结构对冲裁件质量的影响，将会在后面章节讲述。 综上所述，用普 通冲裁方法所能得到的冲裁件，其尺寸精度与断面质毕业设计说明书（论文） 第 11页 量都不太高。金属冲裁件所能达到的经济精度为 求高的可达到 。厚料比薄料更差。若要进一步提高冲裁件的质量要求，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。 冲压加工技术应用范围十分广泛，在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。 冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。冲裁是利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的工序。 如冲裁的目的在于获得一定形状和尺寸的内孔，封闭曲线以外部分为制 件称为；冲裁的目的在于获得具有一定外形轮廓和尺寸的制件，封闭曲线以内的部分为制件称为落料。显著提高了劳动生产率和设备利用率。 如拉伸模是将板弯成一定形状和角度的零件的成形方法，是板料冲压中加工工序之一。 冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板料）的加工过程。所以冲压加工具有如下特点： 1）生产效率高、操作简单、内容实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产； 2）冲压零件表面光滑、尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉； 3）在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件； 4）可得 到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。 由于冲压加工具有节材、节能和生产效率高等突出特点，决定了冲压产品成本低廉，效益较好，因而冲压生产在制造行业中占重要地位。 本论文主要对 U 型弯曲件 冲压模具设计为主线，依据模具的基本组成部分，采取基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，图例与剖析相结合，模具设计与加工工艺相结合的方式，分析 U 型弯曲件 的冲压工艺性，提出设计其模具的多种方案，通过比较分析设计出较合理的模具。同时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使模具设计和加工更加紧密的 结合在一起。 本论文在设计时广泛吸收了国内外各个领域成熟的经验和最新的参考资料，并在模具的成型零部件等关键部位采用了国内外的优质模具钢。为了顺应毕业设计说明书（论文） 第 12页 形势发展的需要，在技术上也有一定的创新，使用了计算机辅助设计来绘图，像 ，达到优化设计的目的。 毕业设计是按检阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的。本论文是关于介绍我在毕业设计中做的一副 U 型弯曲件 落料模具的全部设计资料，文中包含了较详细的工艺分析、模具结构设计及冲压机床的选择。整个设计是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨下完成，通过这次毕业 设计的锻炼，我增加了专业知识，丰富了视野，提高了自主创新的能力。但是，我毕竟是初次接触模具如此具体的设计，再加上知识经验的局限现性，设计内容可能会有一些漏洞和错误，学生的所有不足之处，殷切希望各位尊敬的老师及所有的评委能给予指正和指导，谢谢各位老师。 毕业设计说明书（论文） 第 13页 第一章 工艺设计 件介绍 本次毕业设计的产品 见图 示，材料为厚 2 板料 ,要求批量为中批量。该零件属于典型的冲裁件 。 图 弯曲件 零件图 件工艺性分析 零件尺寸 ： 图中零件的标注公差的为 精度，其余未注由图中技术要求可知为 ，零件的尺寸较小，成形的位置较为紧凑，成形比较简单。 零件材料为 ，有很良好的塑性，料厚为 2薄料，冲压性能毕业设计说明书（论文） 第 14页 良好。 零件的结构：零件需要经过一次冲裁， 和一次成型折弯 零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。 综上所述，得到结论：零件具有较好的可冲压性。 艺方案 的确定 工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和工序的顺序安排等，应在工艺分析的基础上制定几种可能 的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。 冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。 复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每次冲程都可以完成一个冲裁件。该工件包括、落料、拉伸三个基本工序，可以有以下三种工艺方案： 方案一：先落料 后 冲孔再折弯 。采用单工序模生产。 方案二： 落料 冲孔 再折弯模具 。采用 复合模具和单工序模具协作 生产。 方案一结构简单，但须 三 道工序、 三 副模具才能完成，生产效率也低，如此则浪费了人力、物力、财力，从经济的角度来考虑不妥当，难以满足大批量的生产要求。 方案 二 是 采用落料冲孔复合模具工作然后再折弯只有两幅模具就可以 通过上述两种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案 而 为佳。 毕业设计说明书（论文） 第 15页 第二章 排样设计 坯排样设计 在进行模具设计时，首先要设计条料排样图，条料排样图的设计是模具设计时的重要 依据。模具条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后拉伸，最后切断，并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的 60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题，特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。 排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。 毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排。 根据此 次毕业设计的零件结构特征，决定采用单排、中间载体。采用这种毛 坯排样的模具结构的相对简单，模具制造较为方便。 搭边是指排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的剩料。其作用是使条料定位，保证零件的质量和精度，补偿定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不拉伸，便于送进，并能使冲模的寿命得到提高。 由参考文献 3表 2 材料厚度为 2料长度大于 100边可以取 a=2 毕业设计说明书（论文） 第 16页 条料采用无侧压，可以 确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别 为 c 由参考文献 3中公式 2 010 )(2 =冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度。设计连续模时，要合理的确定步距的基本尺寸和精度。步距的基本尺寸，就是模具中相邻工位的距离。连续模任何相邻两工位 距离都必须相等。 此次毕 业设计的条料为单排，步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廓尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和，其步距基本尺寸 由参考文献 3得： S = L + a 式中 坯外形轮廓的最大宽度值 该零件的步距确定为： S= L + a=向单排 毕业设计说明书（论文） 第 17页 图 样图示意图 毛坯排样图如图 示，考虑取件的方便性，最后选择横向单排。 料的利用率 根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：直排， 有废料排样。 为了节约材料，应合理的选择搭边值。搭边值过小，会使作用在凸模侧表面上的发向应力沿切口分布不均，降低冲裁质量和模具寿命，故必须使搭边的最小宽度大于冲裁时塑性变形区的宽度，一般可以取材料的厚度。若搭边值小于材料的厚度，冲裁时搭边可能被拉断，有时还会被拉入到凸、凹模间隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口。 搭边值的大小与材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及挡料的方式、卸料方式有关。硬材料的搭边值可以小一些，软材料和脆材料的搭边值应大一些。毕业设计说明书（论文） 第 18页 零件尺寸大或有尖突时，搭边值 应大一些，厚材料的搭边值取大一些。 第三章 工艺计算 冲压工艺力的计算 工艺计算是模具设计的基础，只有正确的计算出各道工序的凸凹模尺寸、冲压力、毛坏尺寸等，才能设计出正确的模具。而且是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。 工艺计算是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。 裁力计算 冲裁力是冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总 称。 冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料的厚度、工件的周长、材料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲裁力的大小是为了合理的利用冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能够传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 该模具采用弹性卸料和下方出料方式。总冲压力0 、卸料力卸于采用复合冲裁模，其冲裁力由落料冲裁力落料冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算： （ 式中 F 冲裁力（ N）； L 零件剪切周长（ t 材料厚度（ 毕业设计说明书（论文） 第 19页 b 材料抗拉强度（ 。 K 系数 ,一般取 K= 已知零件材料是 b=400料厚度 t=2 值由全部冲裁线即冲裁零件周长尺寸组成： 1） 落料、冲裁力。材料 按 00b 2404002300 落料 2） 卸料力。查表得 卸料力系数 K。 落料卸卸 3） 冲孔、冲裁力。材料 按 00b 1904002382 冲孔 4） 推料力。查表得卸料力系数 K。 冲孔推推 5） 总冲压力0 所以总冲压力 =457 冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。冲模压力中心 应尽可能和模柄的轴线以及和压力机滑块的中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向机构滑动件之间的磨损，提高运动精度以及模具和压力机的寿命。 冲模压力中心的求法，采用求平衡力系合力作用点的方法。由于绝大部分冲 裁件沿冲裁轮廓的断面厚度不变，轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。具体的方法如下： 1） 按比例画出冲压轮廓线，选定直角坐标 2） 把图形分成几部分，计算各部分长度 求出各部分重心位置的坐标值； 3） 按下列公式求出冲模压力中心的坐标值（ 0） 1 1 2 2012 .x L x L L 1 1 2 2012 .y L y L L 毕业设计说明书（论文） 第 20页 由于该零件形状对称，所以压力中心在该零件的中点上坐标值（ 0）。 第四章 模具总体概要设计 具概要设计 模是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体，结构是模具的“形”。模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此落料模具和拉伸模的结构对模具的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。 在此次模具的结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的 基本结构框架，确定组成 落料模具 的主要结构单元及形式，对模具制造和使用提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。 在结构设计中概要设计是模具结构设计的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定 落料模具和拉伸 模的基本结构框架。结构概要设计包括： （ 1）模具基本结构： 定位方式 以及导向方式确定 ;卸料方式以及 出件方式确定； （ 2）模具基本尺寸：模具工作空间尺寸、各个板的厚度、闭合高度。 （ 3）模架基本结构：模架的类型 ;导柱与导套选配以及模柄类型的选择。 （ 4）压力机的选择：压力机的类型；压力机规格。 模具零件结构形式确定 本模具是用落料模具完成的如图 4.1(a)图。采用自行设计的模架机构导向，弹性卸料板卸料。 毕业设计说明书（论文） 第 21页 4.1(a)模具二维图 导料销进行导向，定位板定位，推杆进行推出制件，并完成零件的、 落料工序。模具主要有上模座、凸模垫板（上垫板）、凸制模固定板、卸料板、凸凹模固定板、凹模垫板（下垫板）、定位板、下模座、导柱、导套。 落料模具凹模周界长 260 180具总长 380宽 220具的闭合高度是 225模固定板用于安装所有凸模、凹模板用于落料。所有凸模采用铆接固定在卸料板上，装配后磨平。与凹模垫板采用螺钉紧固、销钉定位的方式固定。卸料板是一整块，采用四个螺钉固定。 定位机构 为限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位板、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位装置应避免油污、碎屑的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较 高时，要考虑粗精度毕业设计说明书（论文） 第 22页 和精精度两套装置，分步进行；坯料需要两个以上工序的定位时，它们的定位应该一致。 卸料机构 卸料机构的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模等。可分为固定刚性卸料板以及弹性卸料板。 在本次模具设计中采用弹性卸料板，弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。 向机构。 对生产批量大，要求模具寿命和制件精度较高的冲模。一般应采用导向机构来保证上、下模的精确导向。上、下模导向，在凸、凹模开 始闭合前或压料板接触制件前就应该充分的合上。导向机构有导柱、导套机构，侧导板与导板机构和导块机构。在此副模具中由于零件的尺寸较小，对制件的精度要求较高。所以采用后置导柱、导套和旋入式模柄配合，这样的后置导柱导向精度比较平稳，精度较高。 毕业设计说明书（论文） 第 23页 第五章 模具详细设计 工作零件 裁凸、凹模刃口尺寸计算 一、冲裁 凸、凹模刃口尺寸计算原则 计算冲裁凸、凹模刃口的依据为：冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相等，尺寸与凸模刃口尺寸相同。零件的尺寸精度。合理的间隙值。 磨损规律，如圆形凹模尺寸磨损后变大，凸模尺寸磨损后变小，间隙磨损后变大。冲模的加工制造方法。因而在计算人口尺寸时应按下述原则进行。 保证冲出合格的零件 根据冲裁变形规律，尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。因而时，应以凸模为基准。落料时，以凹模为基准。基准件的尺寸应在零件的公差范围内。时间隙取在凹模上，落料时间隙取在凸模上。 保证模具有一定的使用寿命 新模具的间隙应是最小的间隙，磨损后到最大合理间隙。考虑到冲裁时凸、凹 模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准刃口尺寸在磨损后增大的 ，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其人口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值。这样，在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。 考虑冲模制造修理方便，降低成本 为使新模具的间隙值不小于最小合理间隙，一般凹模公差标注成 +d，凸模公差标注成p。间隙能保证的条件下不要把制造公差定的太紧。一般模具制造精度比工件精度高 2 至 4 级。若零件没有标注公差，对于非圆形 见按国家标准“非配合尺寸的公差数值” 度处理。本毕业设计对未标注公差的零件尺寸采用 度处理。 二、冲裁刃口尺寸计算方法 制造冲模的关键主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其间隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸计算公式和公差标注也不同。凸、凹模刃口尺寸的计算方法基本上可分为两类，分别加工与配合加工，对于形状复杂或薄料毕业设计说明书（论文） 第 24页 的冲裁件的冲裁，为了保证凸、凹模之间的间隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件来加工另一件，使他们之间保持一定的间隙。这种加工 方法的特点是 模具间隙是在配制中保证的，因此不需要较核m | ，所以加工基准时可以适当放宽公差，使其加工容易。 尺寸标注简单，只需在基准件上标注尺寸和公差，配制件仅标注基准尺寸并注明配做所留间隙值。 由于形状复杂工件各部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损情况也不同，有变大的、有变小的、也有不变的，必须对有关尺寸进行具体分析后，按前述尺寸计算原则区别对待。 查表 2模具冲裁间隙值 ， ，查表 凸、凹模制造公差： p ， d ，查表 2，因数 x= 校核： 5= 满足校核条件 m a x 1. 应以凸模为基准，然后配做凹模。 变小的尺寸 这类尺寸就是前面所述基准件凸模尺寸，应按式： 应用公式 : 0() x 增大的尺寸 这类尺寸在凸模上相当于落料基准件凹模尺寸，() x 0 . 0 0 60 0 0 60- . 6 50 . ）（0() x 0 . 0 0 60 0 0 60- . 8 50 . 340 ）（无变化的尺寸 这类尺寸可分为以下情况： 当孔的尺寸为0C时 ( 0 / 2 20= . 1 50 . 320 00 . 0 0 0 0 4- ）（4= . 1 50 . 34 00 . 0 0 0 0 4- ）（当孔的尺寸为 0C时 ( 0 / 2 当孔的尺寸为 C 时 /22（ 1） 冲孔应以凸模为基准，然后配做凹模 毕业设计说明书（论文） 第 25页 落料 应以凹模为基准，然后配做凸模 按计算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口实际尺寸并保证最小合理间隙 模高度设计 凸模的长度应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修磨量以及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。本模具设计 采用弹性卸料板，凸模的长度计算可按下式： L= 21 式中 1h 凸模固定板的厚度 2h 卸料板的厚度 t 材料的厚度 h 附加长度 括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等。一般取 h=15 至 20 本次级进模具设计的凸模长度设计是以第六工位拉伸凸模高度 h 为基准， 其余的凸模长度以 此为基准进行必要的加长或缩短。 5 位 零件 为了限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置，用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位销和恻压装置等。定位装置应可靠并具有一定的强度，以保证工作精度、质量的稳定；定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方；定位装置应避开油污的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高定位零件的作用是使毛坯（条料或块料）送料时有准确的位置，保证冲出合格的制件。毛坯在模具中的定位有两个内容：一 是送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料，二是与送料方向上垂直方向的定位，通常称为送进导向。 毕业设计说明书（论文） 第 26页 挡料零件 导料销或导料板是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏的定
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