【冲压模具设计】复合冲裁模模具设计【15张CAD图纸】
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【冲压模具设计】复合冲裁模模具设计【15张CAD图纸】,冲压,模具设计,复合,冲裁模,15,cad,图纸
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河南理工大学 万方科技学院 本科毕业设计 中期检查表 指导教师： 郑建新 职称： 副教授 所在院（系）： 机械与动力工程学院 教研室（研究室）： 机制教研室 题 目 板材复合冲裁模模具设计 学生姓名 崔晓兵 专业班级 07 机制 2 班 学号 0720150112 一、选题质量：（主要从以下四个方面填写： 1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求； 2、题目难易程度； 3、题目工作量； 4、题目与 生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度） 崔晓兵 同学这次所选的题名为 板材复合冲裁模模具设计 ，内容涉及到对冲压工艺的分析、计算以及相应的模具设计。这次设计与所学的专业课程紧密联系，符合专业培养目标。在这次的设计工作中，需要对所学的专业知识进行综合地应用，能熟练的应用相关的参考资料，并且能培养查找专业文献的能力。这次的设计所选的题名比较新颖，并且第一次接触这 类 模具设计，学生要单独去完成，工作量比较大，这能培养同学的自主创新的能力。 二、开题报告完成情况： 崔晓兵 同学的开题报告已经完成。 从适 合实际工作环境出发，确定了明确的课题设计方向；通过去工厂的实习了解，对冲压模具的结构已经有了一定的认识了解。已经对课题设计进行了分析以及设计计算，并有了突破性的进展。同时对一些相关的参考资料进行了仔细阅读，开题报告完 成质量较高。 三、阶段性成果： 1、本次设计的开题报告已经完成，设计方案已经确定。已经完成了模具排样图的设计以及模具装配图和主要零部件的设计梗概。 2、一些设计的零件图已经 基本完成，局部的装配图现在已经开始在画了，设计说明书 基本完成 。 3、英文翻译工作已经完成，现在正对一些结构设计进行复核。 四、存在主要问题： 1、对设计中的强度校核不太清楚，材料力学和理论力学的基础知识不扎实； 2、设计当中的一些方案有些不合理，还是需要对一些设计方案进行改进。 3、在使用 图时，有些较常用的指令不熟悉。 五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语 崔晓兵 学在毕业设计实习中吃苦耐劳，认真遵守实习工厂的各项规章制度，能够虚心向厂技术部的工程师请教问题，认真地完成毕业实习笔记，广泛收集毕业设计的相关资料。在毕业设计过程中能独立去完成自己的设计工作，虚心请教指导老师在 设计当中遇到的困难。 毕业设计任务进展顺利。 指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学万方科技学院 本科毕业设计开题报告 题目名称 复合冲裁模模具设计 学生姓名 专业班级 07 机制 学号 一、 选题的目的和意义： 本课题要求对复合冲裁模模具设计， 复合冲裁模是在冲床的一次冲压过程中可以同时完成两步或两步以上的工序。该复合冲裁模将落料、冲孔两步工序在一起完成。该模具选取了合理的凸、凹模间隙及最佳的模具设计结构完成工件的加工要求。它具有操作方便、一次成形、生产效率高的特点。阐述了零件冲压复合模具的整体结构及其工作过程，为保证冲裁件的质量，指出了复合模具设计和加工注意的要点。该 设计思路可扩展应用到其它类似零件的冲裁加工中。 因为 模具制造 对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计、制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，选用最佳的工艺方案；掌握各种制造方法对模具结构的要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出工艺性能良好的模具结构；了解国内先进的模具制造技术，尽量采用新工艺、新技术。并且巩固和加深已经学过的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为以后的工作奠定良好的基础。 2 二 国内外研究综述： 80 年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%， 1999 年我国模具工业产值为 245亿，至 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 模具制造在机电产品制造行业中应用广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造行业中占有重要的地位。 改革开放以来，通过技术引进和合资经营，我国的模具制造技术有了长足 的进步，少数单位在冲模技术领域采用了 术和先进制造技术，显著地缩短了模具设计和制造周期，提高了模具质量，实现了模具工作零件的互换。 虽然我国的模具工业和技术得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，随着科学技术的进步、社会经济的快速发张， 模具制造 技术的应用越来越广泛，模具成形技术及模具设计与制造已成为当代工业生产的重要手段。因此社会上迫切需要各种模具设计师、模具技师等技术人才，未来的中国模具工业和技术的发展空间是巨大的。 二、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 1、 到图书馆或网上查阅有关冲压模具设计的文献资料 ,借阅相关书籍 ,了解国内外相关 技术现状 、 发展趋势； 2、 对 冲裁的零件设计 进行分析 ,确定最佳工艺方案，进行 主要工艺参数的计算，并确定压力机的选择 ； 3、根据对冲裁件的分析计算进行模具设计； 4、根据选型和计算尺寸，运用 件 绘出模具装配图 、 部件零件图 。 三、 主要参考文献与资料获得情况： 1牟林冲压工艺与模具设计 M北京：中国林业出版社， 2006 2杨玉英实用冲压工艺及模具设计手册 M北 京：机械工业出版社， 2005 3徐慧民模具制造工艺学 M北京：北京理工大学出版社， 2007 4翁其金、徐新成 冲压工艺及冲模设计 机械工业出版社 2004 3 5朱伟成 ,徐成林 ,宋宝阳 ,富壮 J2007 6张苇冲压件模具 状与发展 J轻型汽车技术， 2004 7刘京华 模具识图与制图 化学工业出版社 2007 8洪丽华 ,陈永禄 J2007 9钟日铭 陈忠钰 008 中文版机械设计基础与实践 机械工业 2007 10 模具实用技术丛书编委会 北京 :机械工业出版社 、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明） 1、 第 05 06 周 整理相关背景资料 ,初步选题、提出设计方案 ; 2、 第 07 周 开题 、 系统方案设计及方案论证 ; 3、 第 08 09 周 模具总体结构设计 ,模具结构参数计算，完成主要零部件的设计 ; 4、 第 10 13 周 完成模具装配图、部件零件图的绘制 ; 5、 第 13 14 周 审查 、 改进设计，并完成毕业设计说明 书撰写 、 打印 、 装订 ; 6、 第 15 周 准备毕业答辩 五、 指导教师审批意见： 指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 摘要 本次设计的是复合冲裁模，复合冲裁是在冲床的一次冲压过程中可以同时完成两步或两步以上的工序。该复合冲裁模将落料、冲孔两步工序在一起完成。该模具选取了合理的凸、凹模间隙及最佳的模具设计结构完成工件的加工要求。它具有操作方便、一次成形、生产效率高的特点。阐述了零件冲压复合模具的整体结构及其工作过程，为保证冲裁件的质量，指出了复合模具设计和加工注意的要点。该设计思路可扩展应用到其它类似零件的冲裁加工中。 关键词 ： 模具设计； 模具加工； 冲压； 复合冲裁模； 模具结构； n a is or by It of is to of of be to of so of 摘要 . 1 前 言 . 1 1 设计题目及要求 . 1 压工艺与模具设计的内容及步骤 . 1 艺设计 . 2 零件及其冲压工艺分析 . 2 确定工艺方案 ,主要工艺参数计算 . 3 选择冲压设备 . 3 具设计 . 3 模具结构形式的选择与设计 . 3 模具结构参数计算 . 3 绘制模具图 . 3 2 工艺设计 . 4 件及其冲压工艺性分析 . 4 定工艺方案 . 4 冲裁工序的组合 . 4 冲裁件结构工艺性 . 8 要参数的计算 . 9 裁力 . 9 材料的周长和面积 . 10 料的经济利用 . 11 力中心的计算 . 14 择冲压设备 . 20 用压力机的分类 . 20 力机类型的选择 . 20 定设备规格 . 21 3 模 具 设 计 . 23 模的分类 . 23 模零件的分类 . 24 作零件 . 25 凹模的设计 . 25 模长度确定及其强度校核 . 27 冲模刃口尺寸的计算 . 31 位零件 . 37 压料、卸料零件 . 38 连接与固定零件 . 44 柄 . 44 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 上、下模座 . 45 模具结构形式的确定 . 46 确定导向方式 . 46 4 模具的装配及工作过程 . 48 具的装配 . 48 作过程 . 48 总 结 . 49 致 谢 . 50 参 考 文 献 . 52 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1前 言 冲压工艺是塑性件，它主要用于加工板料零件时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。 冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。 利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。 冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可使用。 冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的扎制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。 冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器 、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要。因此，冲压工艺是一种产品质量较好而且成本较低的加工 工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。现代各先进工业化的国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 冲压工艺，模具以及冲压设备等正在随着科学技术的发展而不断发展，从总体来看，现代冲压工艺与模具的主要发展方向可以归纳为以下河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2几个方面： (1)、冲压成型工艺与理论的研究 成形，近年来，冲压成型工艺有很多的新的发展 ,特别是精密冲裁，精密剪切，复合材料成形，软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的成形精度日趋精确，生产率也有极大的提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。 由于引入了计算机辅助工程 (压成行已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，已实现冲压过程的优化设计。 (2)、冲压加工自动化与柔性化 为了适应大批量、高效率的生产需要 ,在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。专门配置了机械手或机器人，这不仅大大提高了冲压件的生产品质和生产 率，而且增加了冲压工作和冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级进模、多任务位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统 (为了适应多品种生产是不断更换模具的需要，已成功地发展了一种快换模系统。现在，量生产方面 ,需 68 分钟即可完成。此外，近年来，集成制造系统（ 正被引入冲压加工系统，出现了冲压加工中心，并且使设计、冲压生产、零件运输、仓储、品质检验以及生产管理等全面实现自动化。 (3)、 冲模 从美国 司与 1971 年在简单级进模中首先将 模 术已成为冲压工艺与模具的主要发展方向之一。 1978 年日本机械工程实验室开发了 统 ,采用了图形显示设备和交互图形设计技术，使 始走向实用化。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3我国在冲压模具的 面也取得了重大的进展，上海交通大学在80年代初期开展了大规模的 究开发工作，目前在上海交通大学已建立了模具 家工程中心。在华中理工大学建立了模具 由于新技术的应用和引导 ,模具技术在国民经济中的地位愈来愈大，在一定程度上决定了我国机械制造业在 21 世纪的市场竞争能力，为此，我们要有足够的认识并采取得力的措施。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 设计题目及要求 原始设计题目如下图所示 ： 技术要求未 注 圆 角 均 为 R 4 , I T 1 2材 料 厚 度 t = 1 . 2 m 材 料 ： 0 8 1 冲件零件图 压工艺与模具设计的内容及步骤 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产综合考虑 ,选择性各个方面和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构，应使冲压件的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上，尽可能降低冲压件的工艺成本和保证安全生产。一般来讲，设计的主要内容及步骤包括 ： 成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全。 此次冲压件是板料，有关板料的冲压介绍如下： 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2板料冲压：利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。板料冲压的坯料厚度一般小于 4常在常温下冲压，故又称为冷冲压。 原材料：具有塑性的金属材料，如低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝及其合金等，也可以是非金属材料，如胶木、云母、纤维板、皮革等。 板料冲压的特点： （ 1）冲压生产操作简单，生产率高，易于实现机械化和自动化。 （ 2）冲压件的尺寸精确，表面光洁，质量稳定，互换性好，一般不再进行机械加工，即可作为零件使用。 （ 3）金属薄板经过冲压塑性变形获得一定几何形状，并产生冷变形 强化，使冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。 （ 4）冲模是冲压生产的主要工艺装备，其结构复杂，精度要求高，制造费用相对较高，故冲压适合在大批量生产条件下采用。 艺设计 零件及其冲压工艺分析 根据冲压件产品图，分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能 ,并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件 /生产批量等因素，分析零件的冲压工艺性能的冲压工艺方案，内容包括工序性质、供序数目、工序顺序及组合方式等。 工艺参数指制定工艺方案所依据的数据 ,计算有两种情况 ,第一种是工艺参数可以计算的比较准确，如零件材料的排样利用率、冲裁压力中心、工件面积等；第二重视工艺参数只能作近似计算，如一般弯曲或拉深成形力、复杂零件的坯料展开尺寸。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 确定工艺方案 ,主要工艺参数计算 在冲压工艺性分析的基础上，找出工艺与模具设计的重点与难点，根据实际情况提出各种可能。 选择冲压设备 根据要完成的冲压工序性质和各种冲压设备的性能特点，考虑冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮廓尺寸的大小等主要因素，结合工厂现有设备情况来合理 选定设备类型和吨位。 具设计 模具设计包括模具结构形式的选择与设计、模具结构参数计算、模具图绘制等内容。 模具结构形式的选择与设计 根据拟定的工艺方案，考虑冲压件的形状特点、零件尺寸大小、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求等选定与设计冲模结构形式。 模具结构参数计算 确定模具结构形式后，计算或校核模具结构上的有关参数，如模具工作部分的几何尺寸、模具零件的强度与刚度、模具运动部件的运动参数、模具与设备之间的安装尺寸，选用和核算弹性组件等。 绘制模具图 模具图是冲压工艺与模具设计结果的最终体现，该模具图包括制造模具和使用模具的完备信息。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 42 工艺设计 件及其冲压工艺性分析 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性。该工件的材料是08F，属于低碳钢。选用 08板尺寸为 1500600 号的。这种钢板的冲压性能好，该材料抗剪强度 为220310，抗拉强度 为 280390 （在下文的计算中抗拉强度取 295 由冲裁件图上所标注的尺寸公差可以确定该工件的表面加工精度要求为 8，在冲裁中其尺寸公差等级为 3，属于普通冲裁。 定工艺方案 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、工序组合和工序顺序的安排等，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、尺寸等多方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的冲裁方案。 冲裁工序的组合 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，在模具的不同位置同时河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5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。 冲裁组合方式的选择根据冲裁件的生产批量、尺寸精度、形状复杂 程度、模具成本等多方面因素来考虑。 (1) 生产批量 由于模具费用在制件成本种占很大的比例，所以，冲裁件的生产批量在很大程度上决定了冲裁工序的组合程度，即决定所用的模具结构。一般来说，新产品试制与小批量生产，模具制造简单，力求制造快，成本低，采用单工序冲裁，对于中批和大批量生产，模具结构力求完善，要求效率高、寿命长，采用复合冲裁或级进冲裁。 (2) 冲裁件尺寸精度 复合冲裁所得工件公差等级高，内、外形同轴度一般可达到料，工件较平整，不翘曲。级进冲裁所得工件的尺寸公差等级较复合冲裁低，工件有拱弯、不够平整。但工序冲裁的工件精度最低。 (3) 对工件尺寸、形状的适应性 复合冲裁可用于各种尺寸的工件。材料厚度一般在 下。但工件上孔与孔之间和孔与边缘之间的距离不能过小。孔边距小于最小合理值时，若采用复合冲裁，则该部位的凸凹模的壁厚因小于最小极限值，易因强度不足而破裂。此时也不宜采用单工序冲裁，因孔边距过小，落料后冲孔时，这些 部位会发生外胀和外扭变形，得到不合格的产品，这时宜采用级进冲裁，这样可避免这些缺陷。级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形零件，且可冲裁的材料厚度比复合冲裁要大。但级进冲裁受压力机台面尺寸与工序数的限制，冲裁工件一般为中、小型件。为提高生产效率与材料利用率，常采用多排冲压。级进冲裁时广泛采用多河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6排冲压，但复合冲裁则很少采用。 (4) 模具制造、安装调整和成本 对复杂性状的工件，采用复合冲裁与采用连续冲裁，模具制造，安装调整较易，成本较低。对简单形状、精度不高的零件，级进冲裁，模具结构较之复合模简单，易 于制造。 本次模具设计的冲裁工件形状虽然不规则，但结构并不是很复杂。冲孔、落料两道工序即可完成，考虑到冲裁件的定位误差、材料厚度、大批量生产、安装以及成本等因素，决定采用复合冲裁。在此有四种方案可供选择： 方案一、 落料 图 2 落料 此种方法的优点是：定位误差小，只需要一次定位即可。位置精度高。其缺点是：危险截面强度虽够，但模具制造复杂，难以加工和装配。并且成本比较高。 方案二、 冲孔、落料 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7图 3 冲孔、落料 采用落料、冲孔复合模。先冲孔，冲掉阴影部分，再落料。此种方法虽然降低了模具的加工和装配的难度，降低了制造成本。但是冲孔与落料的交界处留有尖角，难以加工和去除，这常常是冲压工艺所不允许的。 方案三、 冲孔、落料 图 4 落料、冲孔 也还是先冲掉阴影部分，再落料。此种方法虽然也和方案二有着同样的优点，此外比上述方案好的是冲孔与落料的交界处没有尖角，同时还能 保证冲孔凸模和落料凹模的足够强度。 方案四、 冲孔、落料 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8图 5 冲孔、落料 此种方法是采取冲孔、落料分开加工两道工序，用两套模具。这样很容易产生定位误差，难以保证加工精度。 综合考虑上述四种方案，方案三还是比较理想的。在用一套模具能满足加工要求的前提下，尽量不用两套或多套模具来加工。所以，采用方案三为最终方案。 冲裁件结构工艺性 冲裁件结构工艺性 指冲裁件结构、形状、尺寸对冲裁工艺的适应性。 主要包括以下几方面： （ 1）冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于排样时合理利用材料，尽可能提高材料的利用率。 （ 2） 冲裁件转角处应尽量避免尖角，以圆角过渡。一般在转角处应有半径 R 圆角，以减小角部模具的磨损。 （ 3） 冲裁件应避免长槽和细长悬臂结构，对孔的最小尺寸及孔距间的最小距离等也都有一定限制。 （ 4）冲裁件的尺寸精度要求应与冲压工艺相适应，其合理经济精度为高精度冲裁件可达到 用整修或精密冲裁等工艺，可使冲裁件精度达到 成本也相应提高。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 要参数的计算 裁力 冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抗力，计算冲裁力的目的是为了合理的 选择压力机和设计模具。考虑到模具刃口的磨损、凸模和凹模间隙的不均匀、材料性能的波动和材料厚度偏差等因素，实际所需的冲裁力比所给公式的冲裁力的值增加 30%。 如用平刃口模具的冲裁时，按下面的公式进行计算 式中 F 冲裁力 N ； L 冲裁件周长 (； t 材料厚度 材料剪切强度 而实际冲裁力应按下式计算： b 材料的抗拉强度 冲孔时的冲裁力 b 3 4 冲 b 3 4 冲 b 5 3 72 9 冲 2 2 5 3 3 4 3 4 4321 冲冲冲冲 落料时的冲裁力 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 3 4 8 92 9 8 落 卸料力、顶件力 冲裁时，工件或废料从凸模上卸下来的力叫卸料力；从凹模内将工件或废料顺着冲裁的方向推出的力叫做推件力；逆冲裁方向顶出的力叫顶件力。 卸料力 8 3 4 8 2 2 落冲卸卸 3 8 3 4 8 2 2 落冲顶顶 式中 冲F 冲裁力 N ； 顶F 顶件力 N ； 卸K 顶K 卸料力、顶件力系数； 冲裁时的冲压力为冲裁力、卸料力、顶件力之和，这些力在选择压力机时是否考虑进去，应根据不同的模具结构区别对待。 考虑弹性卸料装置卸料力较小，一般用于材料厚度小于 冲裁件。本次模具设计的冲裁件厚度为 冲裁力也不是很大，故采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模。 8 6 8 3 8 8 9 7 1 5 顶卸冲公称 材料的周长和面积 周长： 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11面积： 图 6 面积计算 矩工件矩料的经济利用 在冲压生产中，冲裁件在板、条等材料上的布置方法成为排样。排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、生产成本和模具结构形式都有重要影响。 A 排样设计原则 (1)提高材料利用率 冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占总成本的 60%以上，所以材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。在不影响零河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12件性能的前提下，应合理设计零件外形及排样，提高材料利用率。 (2)改善操作性 冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。一般说来，在冲裁生产时应尽量减少条料的翻动次数，在材料利用率相同或相近时，应选用条料宽度及进距小的排样方式。 (3)使模具结构简单合理，使用寿命高。 (4)保证冲裁件质量。 B 排样方式的选择 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 采用少废料、无废料排样时，材料利用率高，不但有利于一次行程获得多个冲裁件，还可以简化模具结构、降低冲裁力，但受条料宽度误差及条料导向误差的影响，冲裁件尺寸及精度不易保证，另外，在有些无废料排样中，冲裁时模具会单面受力，影响模具使用寿命。有废料抖样时冲裁件质量和模具寿命较高，但材料利用率较低。所以 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。 排样是否合理直接影响到材料的经济利用。工件材料 08F 的轧制薄钢板，其尺寸为 150000 排样方法： 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13采用直排的方法，排列简图及搭边值见下图 图 7 材料的排样 板料 001500 ，长度方向上 可以剪成 9 块条料，条料边距为 1.8 每块条料上排 各工件。因此，整个板料上共 171919 各工件。 评价排样经济性、和理性的指标是材料的利用率，其计算公式如下： %10000 式中： F 冲裁件面积 2 n 材料上冲件总数； 0L 板料长度 0b 板料宽度 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14要提高材料的利用率，就必须减少废料的面积，冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料和工艺废料。 结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料，成为结构废料，它决定于工件的形状，一般不能改变。 工艺废料 工件之间和工件于条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去得料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料，称为工艺废料，它决定于冲压方式和排样方式。 材料 的利用率： %86%1006001500 15629171 %14%861 也就是说工艺废料为 14% %47%1 006 001 50 0 7 01 71 %39%47%141 这 %39 是结构废料，是由工件自身的形状结构决定的，是不可避免的。 力中心的计算 为了保证压力机和模具正常地工作，必须使冲模的压力中心于压力机滑块中心线向重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。 形状简单而对称的工件，如圆形、正多边形，其冲裁时的压力中心与工件的几何中心重合。形状复杂的工件，多凸模冲孔模及连续模的压力中心则用解析法或作图发来确定。本次模具设计工件形状不规则，所以采用解析法来确定冲模的压力中心。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15计算步骤： 按比例画出工作部分剖面的轮廓图； 在轮廓内外任意距离处，选定坐标轴 和 ； 将轮廓线分成若干基本线段，计算各基本线段的长度321 、（途中冲裁力与冲裁线长度成正比，故冲裁线段的长短，即可代表冲裁力的大小）； 计算基本线段的中心位置到 轴的距离21及到 轴的距离21； 根据“对同一轴线的分力之和的力矩等于各分力矩之和”的原理，可按下式求出冲模压力中心到 轴和 轴的距离 到 轴的距离： 到 轴的距离： 3213322110 将工件分成 41 段， x 轴在 1l 上， l 的中心，各段的长度为： 如下图 8所示： 3213322110河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16图 8 直线的中心在线段的中心点，圆弧的中心重心按下式 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17计算： 式中： Z 重心到圆心的距离； b 弦长； s 弧长； R 圆弧半径； 于是求得各圆弧的重心如下： 35333126242220181614126 、均为 2圆弧，其 Z 值相同， 2224 44 8 、4R 的圆弧，其中 b 418 各线段的重心如下： = 3 = =05142522716南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18=0112131242135 =395969615769817671用下列两个公式计算工件的压力中心 ： =2324258232425155南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19式 1 3213322110 式 2 932759701065531360x 9 3213322110河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 择冲压设备 用压力机的分类 压力机的种类很多 ,按照不同的观点可以把压力机分成不同的类别 按驱动滑块力的种类分机械的、液压的 、气动的等；按滑块个数可分为单动的、双动的、三动的等；按驱动滑块的机构的种类又可分为曲轴式、肘杆式、摩擦式；按机身结构形式可分为开式的、闭式的等等。另外还有许多种分类方法，一般按驱动滑块力的种类而把压力机分为机械压力机、液压机。 力机类型的选择 压力机类型的选择，主要是根据冲压工艺的性质、生产批量大小、制件的几何形状、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素来确定的。 开式曲柄压力机虽然刚度差，降低了模具寿命和冲件的质量。但是它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件的生产中。 闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能两个方向操作 ,适于大中型冲压件的生产。 双动曲柄压力机有两个滑块 ,压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。 高速压力机或多工位自动压力几适用于大批量生产。 液压机没有固定的行程 ,不会因为板材厚度超差而过载 ,全行程中压力恒定 ,但是压力机的速度低、生产效率低 尤其是大型厚河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21板冲压件的生产。 摩擦压力机结构简单、造价低、不易发生超负荷损坏。在小批量生产中用来完成弯曲、成形等冲压工件。 肘杆式精压机刚度大、滑块行程小，在行程末端停留时间长，适用于校正、校平和整形等类冲压工序。 定设备规格 (1) 压力机的行程大小，应该能保证成形零件的取出与毛坯的放进，例如拉伸所用压力机的行程，至少应大于成品零件高度的两倍以上。 (2) 压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还需留有安装固定的余地，但过大的工作台面上安装小尺寸的冲模时 ,工作台的受力条件也是不利的。 (3) 所选压力机的封闭 高度应与冲模的封闭高度相
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