【冲压模具设计】传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计【11张图纸】
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【冲压模具设计】传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计【11张图纸】,冲压,模具设计,传动,工艺,制定,制订,冲孔,11,十一,图纸
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1 毕业设计 (论文 )开题报告 题目名称： 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计 学生姓名： 学 号： 系 /专业： 机械工程系 / 精密模具设计与制造 班 级： 指导教师： 2006年 3 月 20 日 2 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告 1本课题的背景及意义 本课题研究的题目是传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计 . 模具是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、 军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 中国模具行业发展现状 目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。 1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件 产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国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，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 1 2 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、 及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量 一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，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。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资 3 助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。 经过多年的努力，在模具 术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国 内需求，因而需要大量从国外进口。 中国模具行业发展前景 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元，今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。 汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。 1999 年，国内汽车年产量为 183 万辆，。保有量为 1500 万辆，预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是 汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件 36 万吨，而目前的生产能力仅为 20 多万吨，因此发展空间十分广阔。 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过 3200 万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。 其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。 4 2 本课题的基本内容及关键问题 一 1 冲孔件的工艺分析； 2 冲孔件的尺寸计算； 3 压力机的选择； 4 工序卡编制。 二 1 凹、凸模刃口尺寸的计算； 2 标准模架的选择； 3 非标准零件的设计。 三 1 冲孔件工艺的分析和编制； 2 冲孔模的设计； 3 要保证制件的同轴度要求和平面度要求。 5 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告 3 本课题调研情况综述 冷冲压是一种先进的金属加工方 法，它具有生产效率高，加工成本低，材料利用率高，产品尺寸精度稳定，操作简单易于实现机械化和自动化等一系列优点，因而在批量生产中得到了广泛的应用，在现代化工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。 传动盖是洗衣机中的一个必备零件，生产批量较大，在经过在无锡冲压厂的参观和实习我了解到在生产中效率是首先考虑的，在最少的时间用最快的速度制造出最多的零件，同时又要保证质量，这就需要设计者在设计时注意很多的问题，譬如制造模具的成本， 模具的寿命，生产出制件的质量等等。 冲压是靠压力机和模 具对板材施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件 (冲压件 )的成形加工方法。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表 面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可 减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 6 4本课题的方案论证 根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深、冲孔、切边四种。按其先后顺序组合，可得以下几种方案： （ 1）落料 拉深 整形 冲孔 切边 单工序冲压 （ 2）落料 拉深 整形 切边 冲孔 单工序冲压 （ 3）落料、拉深复合 整形 冲孔 切边 复合冲压 （ 4）落料、拉深复合 整形 冲孔、切边复合 复合冲压 （ 5）落料 拉深 整形 冲孔 切边采用级进模 分析：方案（ 1）、（ 2）、均属于单工序冲压，其模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快，而且对于刚刚设计模具的新手都是比较合适的。 方案（ 3）、（ 4）均采用不同的复合，优点是：工序集中，生产效率有所提高，需要模具、压力机和操作人员较少，劳动强度较低。但由于制件尺寸不大，壁厚小，强度会受到影响，而且模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，制造周期长。方案（ 5）其生产力高，可实行自动化生产，劳动强度低。但此类模具结构复杂，设计困难，在安装、调试、维修较 困难，制造周期较长，适合于大型企业生产。 考虑到零件的精度要求不高，生产批量不是很大，而且适合刚刚起步设计模具的新手，故采用第一种方案。 参考文献： 1 丁松聚 冷冲模设计 机械工业出版社 2 史铁梁 模具设计指导 机械工业出版社 3 付宏生 冷冲压成形工艺与模具设计制造 化学工业出版社 4 冯小明 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社 5 许发樾 模具标准应用手册 机械工业出版社 6 彭建声 简明模具工实用技术手册 机械工业出版社 7 孟少农 机械加工工艺手册 机械工业出版社 8 黄毅宏 李明辉 模具制造工艺 机械工业出版社 9 许发樾 模具材料与热处理 机械工业出版社 10 姜奎华 冲压工艺与模具设计 机械工业出版社 7 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告 指导教师意见： （对本课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教 师： 年 月 日 36 毕业设计（论文）报告纸 第 1 页 共 36 页 装 订 线 目 录 第 1 章 绪论与概述 模具国内外发展现状及意义 3 模具工艺发展的几个阶段 4 冲压模具的发展方向 5 第 2 章 冲裁理论与主要计算 主要问题及技术要求 8 普通冲裁的基本概述 8 冷冲压的概念 8 关键问题 9 主要设计计算 10 冲裁力理论与计算 10 凹、凸模的双面间隙 11 凹、凸模的刃口尺寸 12 冲裁孔周长计算 14 冲裁力的计算 14 压力中心的确定 15 凹模的外形尺寸确定 15 凸模固定板的厚度 16 卸料板的选用与厚度 17 模的选择 ，长度确定 18 模闭合高度计算 19 择压力机 19 第 3章 模具设计 零部件的设计 20 凸模组件及其结构设计 20 凹模组件及其结构设计 22 36 毕业设计（论文）报告纸 第 2 页 共 36 页 装 订 线 定位零件的设计 24 压料与卸料零件的设计 25 弹簧的选用 25 模具整体结构的设计 27 对模架的基本要求 27 模架形式的选择（ 27 上模板的尺寸选择（ 28 下模板的尺寸选择（ 30 导柱与导套的选择（ 30 模柄的选择（ 32 螺钉与定位削的选择（ 65B/T 33 绘制模具总装图及各非标的准零件图 附 第四章 结 论 计算方面的总结 34 关于零件设计的总结 34 关于模具 的原理和 结构设计的总结 35 第五章 参考文献 36 毕业设计（论文）报告纸 第 3 页 共 36 页 装 订 线 第一章 绪论与概述 一：模具国内外发展现状及意义 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。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧人们已经越来认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现 已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。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 陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了 件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、 一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 件，上海交通大学模具 家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 件等在国内模具行 业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低； 术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 36 毕业设计（论文）报告纸 第 4 页 共 36 页 装 订 线 我国模具标准化工作起步较晚，模具标准件生产、销售推广和应用工作也比较落后，因此，模具标准件品种规格少、供应不及时、配套性差等问题长期存在，从而使模具标准件使用覆盖率一直较低。近年来虽然由于外资企业的介入，比例已有较大提 高，但总的来说还很低。据初步估计，目前这一比例大致为 40 45之间。而国际上一般在 70以上，其中中小模具在 80以上。由于我国模具企业的性质和所在的地区不同，模具标准件使用覆盖率存在很大差异。三资企业要比其他企业高，南方的企业要比北方的企业高。这在广东表现得最明显。广东集中了大量的三资企业，他们带动了其他企业观念的转变和市场的发展，因而广东模具企业的模具标准件使用覆盖率要远远高于其他地区。 国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求，促使模具技术迅速发展，作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺 装备，模具已发展成为一门产业。20 世纪 80 年代以来，中国模具工业的发展十分迅速。近 20 年来，产值以每年 15%左右的迅速增长。 2000 年我国模具工业总产值已达 280 亿元人民币。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占 11%。 在冷冲模具方面，代表当代模具技术水平的汽车覆盖件模具，我国东风汽车公司模具厂、第一汽车厂模具中心等都能制造。他们在 工工艺手段、冲压件质量及模具性能方面，均以达到或接近国际先进水平。多工位连续模和多功能 模具是我国重点发展的精密、高效模具品种。目前，国内以可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁心扭斜和安全保护等功能的铁心精密自动叠压多功能模具。生产电动机定、转子双回转叠片的硬质合金连续模步距精度可大 2 m，寿命达到 1亿次以上。用于生产集成电路引线匡架的 20 二、 模具工业发展的几个阶段 模具工业是随着改革开放，在快速发展的经济浪潮推动下得以发展壮大的。 20世纪 80年代初至今，模具工业整整走过了 20个年头。在这期 间模具工业的发展大体可以分为三个阶段。 36 毕业设计（论文）报告纸 第 5 页 共 36 页 装 订 线 1、 从 20世纪的年代初期到中期，北京模具工业处于封闭或半封闭状态模具生产力比较低，技术水平也比较落后。 2、 从 20世纪 80年代中期到 90年代中期，模具工业处于改革开放机制转变的大好时期，随着改革开放不断深人，模具工业也发生了巨大变化。 3、 从 20世纪 90年代中期到 2003年，企业进人调整、重组、改制阶段。 我国 “ 十五 ” 模具行业发展规划提出：模具标准件要扩大品种、提高精度，达到互换。其中主要品种，如模架、导向件、推杆、弹性元件等，要实现按经济规模大批量生产。 2005年模具标准件使用覆盖率达到 60， 2010年达到 70以上（其中大型模具 60零件实现标准化）。基本满足市场需要。模架、导向件、推杆、推管、弹性元件、标准组件、小型标准件（如标准凸凹模、浇口套、定位圈、拉钩等）和热流道元件是发展重点。由此可见模具标准化及模具标准件方面的任务艰巨。中国模具工业协会标准件委员会提出：标准化是基础，专业化是方向，商品化是关键。这是模具标准化工作的指导思想 。 三、冲压模具的发展方向 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达 到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广 术 模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业将加大 术培训和技术服务的力度；进一步扩大 术的应用范围。计算机和网络的发展正使 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极 高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 36 毕业设计（论文）报告纸 第 6 页 共 36 页 装 订 线 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统 已在汽车、摩托车、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。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工 (像数控铣一样 )，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外 发达国家一般为 80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积 (、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具 自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 必须满足产品开发在 T（ Q（ C（ S（ 业设计（论文）报告纸 第 7 页 共 36 页 装 订 线 （ 要求。 加强冲压成型理论及冲压工艺的理论研究，开展 发和应用冲压新工艺。才用模具先进制造工艺及设备，往数控化、高速化、复合化加工技术方向走，先进特种加工技术的应用，精密磨削、微细加工技术的 应用，可以说效率和质量是制造业的永恒主题。 在模具新材料及热、表处理方面必须提高使用性能，改善加工性能，提高寿命。模具 须采用二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术，模具行业是最早应用 速经济制模技术，加快模具的制造速度，降低模具生产成本，适应小批量试制。提高先进的管理模式，并行工程思想、标准化、专业化生产。 模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水品的高低，是衡量一个国际产品制造水平高低的重要标志之一。国外把模具称为“ 进入富裕社会的原动力”、“金属加工中的帝王”。我国模具工业发展十分迅速，平均每年持续增长 14%左右。 综上所述，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。 36 毕业设计（论文）报告纸 第 8 页 共 36 页 装 订 线 第二章 冲裁理论与主要计算 一、主要问题及技术要求 （ 1）、基本内容是利用垂直 复合冲裁模 冲裁技术完成 定子冲片 成型，保证图中所示的尺寸正确。完成此零件的相关配件的设计和各个配件的绘图任务，最后完成该零件的模具的设计。 1、冲裁的工艺分析 分析冲裁件的结构形状， 尺寸精度，材料是否符合，冲压力工艺要求，从而确定冲裁的可能性。 2、确定冲裁工艺方案及模具结构形式 工序数目，工序性质，工序顺序，工序组合及模具结构形式。 3、冲压模具的设计计算。 排样 冲压力 压力中心 模具刃口尺寸计算 确定各主要零件的外形尺寸 计算模具的闭合高度 确定所用冲床 4、绘制冲模总装图 5、从冷冲模标准中选取标准件，将标准编号写入详细表。 6、绘制非标准零件图 （ 2）、技术要求：该零件材料为 08钢，材料厚度为 次设计主要完成的冲孔 ，落料 任务，其中 所以 未注公差都按照 要求。任务书中未提及其他技术要求。凹、凸模的制造，技术要求也相对比较简单 材料 将会选用 热处理大概在 58 62间。 二、普通冲裁的基本概述 1、 冷冲压的概念： 冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加，使其产生分离或变36 毕业设计（论文）报告纸 第 9 页 共 36 页 装 订 线 形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法，是机械制造中先进工方法之一。 冲裁工艺的种类很多，常用的有切断、落料冲孔边口剖等。所以冲裁是分离工序的总称，其中尤以落料、冲孔应用最多。在工件上出所需形状的孔（冲去的为废料）成为冲孔。 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。所谓普通冲裁是有凹、凸模刃口之间产生剪裂缝的形式实现板料分离。而精密冲裁则是以变形的形式实现板料的分离。本次设计，所涉及到的是 精密复合冲裁模 ，相对比较 复杂 ，精度 较高 。 2、关键问题： （ 1、 ） 冲压工序 ：对零件进行冲孔 ，落料 ； （ 2） 、材料 ：为 有良好的冲压性能，适合冲裁； （ 3、 ） 结构 ：相对简单， 由圆弧和直线组成。 孔与孔、孔与边缘之间的距离也能满足要求。如图所示 36 毕业设计（论文）报告纸 第 10 页 共 36 页 装 订 线 4、精度 ： ， ， ， 精度较高，其余 全部为自由公差，要求为 寸精度较低， 精密复合 冲裁完全能满足要求。 5、冲压工艺方案的确定 方案： 用复合模具冲出的工件精度高于连续模，而连续模又高于单工序模。这是因为用单工序模冲压多工序的冲裁件时，要经过多次定位和变形，产生积累误差大，冲裁件精度较低。复合模是在同一位置一次冲出，不存在定位误差。因此，对于精度较高的冲裁件宜用复合工序进行冲裁。综上所述初步选 定模具结构为复合模具。 6、压力中心的确定及相关计算 因为此冲裁件为类似圆形的对称零件，所以模具压力中心以 117 的圆心为压力中心 。 7、工作零件刃口尺寸计算 因工作零件的形状相对较 复杂 ，适宜采用线切割机床 分别加工 凸模、凹模、凸 凹模以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。 三、主要设计计算 冲压件工艺分析： 对零件进行冲孔 ，落料 ；材料为 ，具有良好的冲压性能，适合冲裁； 结构 相对 复杂 ，有 ， ， 孔的部分圆 弧 和相距 的四条直线边和一些 槽；孔与孔、孔与边缘之间的距离能满足要求。 ， ， 精度较高。其余 全部为自由公差，要求为 ，尺寸精度较低， 精密 冲裁完全能满足要求。 冲压件 工艺方案的确定： 该工件只需要冲孔 ，落料两 个基本工序，所以为直接垂直冲孔 ，同时落料 。采用 复合 工序模 生产。方案模具结构 复杂 ，但成本 高而生产效高。不需要人工使用夹钳将零件放入或取出。 1、 冲裁力理论计算： 36 毕业设计（论文）报告纸 第 11 页 共 36 页 装 订 线 冲裁力是选择压力机的主要依据，这里冲裁力包括冲孔压力冲F，压 （ 1）、冲裁力 对于 精密 平刃口的冲裁，其 F 可按下式计算： 冲（ N） 式中 F 冲裁力 材料的抗剪强度 （ L 冲裁件周长 K 系数。常取 K=1.3 t 板料厚度 b 材料的抗拉强度（ 表 2冲压金属材料的力学性能 材料名称 牌号 材料状态 力 学 性 能 碳素结构钢 08 已退火 抗剪强度 抗拉强度 b 屈服点 s 伸长率 10()% /552496 32 （ 2）、卸料板推力卸算方法按下式 式中 F 冲裁力 卸K 卸料力系数 表 2卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 /6 36 毕业设计（论文）报告纸 第 12 页 共 36 页 装 订 线 2、 凹、凸模的双面间隙： 合理的间隙值是保证精冲件剪切断面质量和模具寿 命的重要因素。间隙值的大小与材料性质、材料厚度、工件形状等因素有关。对塑性好的材料，间隙值取大一些，低塑性材料的间隙值取小一些。 取 凸模与凹模的加工方法制造模具时常用以下两中方法来保证合理间隙。 一 分别加工法 分别规定凸模与凹模的尺寸和公差，分别进行制造。用凸模和凹模的尺寸制造公差来保证间隙要求。这种加工方法必须把模具的制 造公差控制在间隙的变动范围之内，使门将制造难度增加，但可以互换。 二 单配加工法 用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后，凸模和凹模必须对号入座，不能互换。 对 比两种加工方法；第一种加工方法，凸模与凹模具有互换性，一般对冲裁件行状简单，间隙较大的模具或加工费用高的精密设备加工凸模和凹模。第二种方法加工出的凸模与凹模要对号装配，一般用于冲裁件形状复杂，间隙较小的模具。 3、 凹、凸模的刃口尺寸： 由于冲裁件的形状 复杂 。故暂采用 单配 加法来保证合理间隙。也就是 先加工凸模，凹模。来配凸凹模 。： 凸凹模基本尺寸 A 类尺寸： D 凹 = 4101 D B 类尺寸： d 凸 = 0411 尺寸： C 凸 = 3121m 注： 落料零件的尺寸取决于凹模的刃口尺寸； 冲孔零件的尺寸取决于凸模的刃口尺寸； 因为根据： A 类：凸模或凹模在磨损后会增大的尺寸； B 类：凸模或凹模在磨损后会减小的尺寸； C 类：凸模或凹模在磨损后基本不变的尺寸； 所以： A 类尺寸有 、 类尺寸有 、 、 、 、 C 类尺寸有 、 、 、 6 毕业设计（论文）报告纸 第 13 页 共 36 页 装 订 线 A 类： 117 凹 = 6 = 110 凹 = 9 = 2 凹 = = 1 凹 = = 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是 以 0 隙与落料凹模配置。 B 类： 70 凸 = = = = = = = = = = = = C 类： = = = = 2 凹 = = = = 冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是 0 隙与冲孔凸模配置。 36 毕业设计（论文）报告纸 第 14 页 共 36 页 装 订 线 4、 冲裁孔周长计算 L 内 = = 外 = 5、 冲裁力的计算 查表 2 取 350。并由 上 式可以得出 冲裁力 F = 5 并由可以得出 卸 =（ 料力 （ P= 压卸冲冲 6、 凹模的外形尺寸确定 该冲模的凹模外形 接近 圆形，保证了凹模有足够的强度与刚度，其厚度也有一定的修磨量。凹模的外形一般根据被冲件材料的厚度和冲件的最大外形尺寸来决定，计算公式为 凹模厚度 5 凹模壁厚 0302 式中 b 冲裁件的最大外形尺寸 K 系数，考虑板料厚度的影响，可以查表 厚度系数 K 值 b/厚 t/ 2 3 3 36 毕业设计（论文）报告纸 第 15 页 共 36 页 装 订 线 100 查表 2， K 取 式 2以得出 15 30取H 6045(2 C 取 45以周界尺寸可以为 00110902 所以 B 取 200 据这里计算出的凹模长与宽的尺寸，可以经过在冷冲模标准中选取标准值。 凹模的固定方法 该冲模的凹模采用螺钉和销钉固定在凹模固定板上 。 也可根据结构需要做适当的调整。 7、 卸料板的选用与厚度 这里所需要使用的卸料板为弹性卸料装置 的最下端，通过弹性装置与上模座相连。通过标准可以查得卸料板的外形尺寸，另外考虑到该冲裁零件为 圆环形 ， 用的是条料。 所以必须 分三部分 。 第一部分 卸条料 ,上面安装压边圈 厚度为 40 第二部分 卸凸模与凹模之间的工件 厚度为 10 第三部分 卸凸凹模内的废料 厚度为 708、 凸模的选择，长度确定 一般的凸模有两种基本形式。一种是直通式，一种是台阶式，如图 2里我们选取的是 直通 式，工作部分和固定部分的形状与尺寸 相同。 36 毕业设计（论文）报告纸 第 16 页 共 36 页 装 订 线 凸模长度的确定由公式 321 式中 1H 凸模固定板的厚度 2H 卸料板的厚度 3H 导料板的厚度 Y 附加的长度，包括凸模刃口的修磨量，凸模进入凹模的深度（一般为 凸模固定板与卸料板的安全距离等，A 一般取 15 但本模中的凸模与凹模的高度一样。 L=H 凹 =30、 冲模闭合高度计算 闭合高度的计算可以由公式得出 下凹卸橡胶中上闭 其中 闭H 总的闭合高度 凹H 凹模固定板的高度 上L 上 模 座 的长度 中H 中间板 的高度 36 毕业设计（论文）报告纸 第 17 页 共 36 页 装 订 线 卸H 卸料 板的厚度 下H 下模板的厚度 由式得出 下凹卸橡胶中上闭 = 45 +50 + 16 + 40 + 30 + 45 = 2260、 选择压力机 选择压力机为台式压力机，选用 压力机 所有参数如表 表 2开式双柱压力机参数 型号 标称压力 /块行程 /程次数 /(次/连 杆调节长度 /大装模高度 /作台尺寸 模柄孔尺寸 电动机功率 30 100 45 80 400 4800 30 80 65 70 320 4800 第三章 模具设计 一、 零部件的设计 工艺零件的设计 工艺零件直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。包括工作零件直接对毛坯进行加工的成 型零件，定位零件用以确定加工中毛坯正确位置的零件，压料、卸料及出件零件。 1、 凸模组件及其结构设计 (一 )、凸模形式 与结构 有固定台阶式的凸模，其中间台阶和凸模固定板以过度配合相配，而凸模顶36 毕业设计（论文）报告纸 第 18 页 共 36 页 装 订 线 端的最大台阶是用其台阶挡作凸模。在卸料时不致于从凹模固定板中拉出，无固定台阶式的凹模，其工作部分和固定部分为等端面形式。故非常适合凸模刃口用线切割或磨削成形。本模选用无固定台阶式的凹模结构。凸模的图如下，形状复杂用无固定台阶式，这样便于线切割加工。 三维图 二维图 （ 二 ）、凸 模 固定 凸模的固定是用销定位，由螺钉固定在下模板上。如上图 （ 三 ）、垫板的选择 垫板装在固定板与上模座或下模座之间，作用是防止冲裁时凸模压坏上模座。36 毕业设计（论文）报告纸 第 19 页 共 36 页 装 订 线 垫板材料一般选用 45钢，热处理硬度取 43单位压力大的则选取 处理硬度取 52里由于单位压力较小，所以才用材料为 45钢，热处理硬度为 43 2、 凹模组件及其结构设计 三维图 二维图 （一）、凹模洞口形状的选择 因为本模是精密冲裁模，采用凹模的洞口选择斜壁的形式不合理。 该形状的洞36 毕业设计（论文）报告纸 第 20 页 共 36 页 装 订 线 口 对于 一 般的工件的模具 还可以，但对于本模不行，因为本精密冲裁模，工件是圆环形的，采用了正装的复合模 。 （二）、凹模的外形尺寸 凹模的外形设计为 方 形，外形尺寸必须保证凹模有足够的强度与硬度。凹模的厚度要考虑修磨量。第二章中计算出凹模的外形尺寸，取厚度为 40形为 200体外形如 上 图 （三）、凹模的固定方法 凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。螺钉与销的数量、规格和它们的位置尺寸均在标准中查得，也可以根据实际需要进行更改。 这里采用平衡均匀分布的 4 个 钉将凹模固定在下模座上。另外采 用 2 个定位销其定位作用。 （四）、凹模的主要技术要求 凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模的底面与顶面应保持平行。为了提高模具寿命与冲裁精度，凹模的底面和型孔的孔壁应光滑，表面粗糙度 m。底面与销孔的 m 3 凸凹模的结构设计 凸凹模的结构于凸的结构形式相似，都是无台阶的形式。定位由销定位，固定用螺钉来连接。 36 毕业设计（论文）报告纸 第 21 页 共 36 页 装 订 线 二维图 三维图 36 毕业设计（论文）报告纸 第 22 页 共 36 页 装 订 线 4、 定位零件的设计 冲模的定位零件用以控制原料的正确送进，以及各个毛坯的正确位置。对于该 精密冲裁模 ， 需要送料方面的控制 。根据零件的工艺分析，选用了定位 销定位零件。如图 36 毕业设计（论文）报告纸 第 23 页 共 36 页 装 订 线 定位 销是用作单个条料 的定位装置，以保证前后工序相对位置 精度或对工件内孔或外 缘的位置精度要求。这里所应用到的是以条料 定位。 5 卸料零件的设计 三维图 36 毕业设计（论文）报告纸 第 24 页 共 36 页 装 订 线 二维图 卸件板的作用是把冲在凸模与凹模之间的冲裁件推出来。本中卸板用的是用台阶的。
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