【冲压模具设计】卡板冲压工艺及模具设计【19张CAD图纸-2套模具】
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【冲压模具设计】卡板冲压工艺及模具设计【19张CAD图纸-2套模具】,冲压,模具设计,工艺,19,cad,图纸,模具
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河南理工大学 万方科技学院 本科毕业设计（论文）中期检查表 指导教师： 李章东 职称： 副教授 所在院（系）： 机械与动力工程学院 教研室（系、研究所）： 机制教研室 题 目 卡板冲压工艺及模具设计 学生姓名 彭鹏 专业班级 07 机制 2 班 学号 0720150072 一、 选题质量 ： 选择的毕业设计题名为卡板冲压模具设计，内容主要涉及到凸模和凹模的设计。 这次的设计需要对所学的知识加以综合运用，使同学能熟悉有关的参考资料，培养 查找资料的能力。这次毕业设计与该同学的本科和专科专业课程联系紧密，符合专业 培养目标。 二、 开题报告完成情况： 该同学从实际的工作环境出发，确定了明确的课题设计方向。通过去工厂的实习， 对模具的结构和主要零件有了更进一步的了解。该同学已经对课题进行了思考和设计， 并且有了突破性的进展。对相关的资料进行了查阅，开题报告质量完成较高。 三 、阶段性成果： 在毕业设计前期，我查阅了大量有关卡板的资料以及模具设计的资料，设计进展到中期，有以下收获 ： 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、英文翻译工作已经完成，现在正对一些结构设计进行复核。 3、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，设计说明书已经整理一半。 四 、存在的主要问题及解决方法： 1 对于模具设计的知识掌握的不够，缺乏深刻的认识； 2 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； 3 设计当中的一些方案有些不合理，还需要对一些设计方案进行改进； 4 对于制图软件，不够熟练。 五 、指导教师对学生在毕业设计（论文）中的纪律及毕业设计（论文）任务的完成进展等方面的评语 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（论文）开题报告 题目名称 卡板冲压工艺及模具设计 学生姓名 专业班级 07 机制 2 班 学号 一、 选题的目的和意义： （ 1）综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。 （ 2）学习模具设计的一般方法，了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。 （ 3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有 关技术资料等，培养模具设计的基本技能 （ 1）综合运用冷冲模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和 二、 国内外研究现状简述： 随着我国成为世界制造业的中心，电子信息技术中的电子元器件和汽车部件越来越多的成为中国制造，而模具是机械、电子、汽车、家电等工业产品的基础工艺装备，作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其它工业的发展起着十分重要的作用，在国际上称为 “工业之母 ”。 2005 年我国模具产值为 610 亿人民币， 2006 年约 720亿，平均每年以 20% 25%的速度增长。模具的技术水平明显有了提高，一些国产优质模具的性能已接近国外同类产品的先进水平，但由于我国起步晚，许多模具不得不依赖进口，与发达国家相比差距还非常大。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要发展如下： 1. 工艺分析计算的现代化。它将与现代数学、计算机技术联姻，对加工零件进行计算机模拟和有限元分析，达到预测某一工艺方案对零件成形的可能性与成形过程中可能会发生的问题，供设计人员修改和选择。 2 造与分析（ 研究和应用将极大地提高模具制造效率，提高模具质量，使模具设计与制造技术实现一体化。 3. 模具的标准化、商品化、机械化及专业化自动生产 。 三、 毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： （ 1）模具整体方案设计，包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、刃口尺寸计算、压力机选择、定位方案、推件、出件装置的确定等； （ 2）模具整装配图和模具主要零件的设计； （ 3）编写设计毕业论文 本研究主要是研究冲压过程中的工艺性、冲裁间隙、凸凹模刃口尺寸的确定、 排样、冲压力与压力的中心的计算。完成本课题后可获得以下成果： 1一个冲裁产品 2一副冲裁模具的设计技术与图纸，冲裁过程中出现的问题及解决方案 。 四、 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周贤宾冲压技术的发展 J机械工人， 2002,1: 125朱伟成 ,徐成林 ,宋宝阳 ,富壮 J2007,1: 196张苇冲压件模具 状与发展 J轻型汽车技术， 2004,176(4): 147刘胜国 J2007,23(1): 128洪丽华 ,陈永禄 J2007 9闫伟光 J2002 ,11: 50 10陈旭娟 J， 2005 五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明）： （ 1） 第 5 文献资料收集与整理； （ 2） 第 7 周 开题报告及专家论证； （ 3） 第 8 模具设计、工艺分析及数据计算，模具图纸的整理及出图 ; （ 4） 第 14 周 产品工艺规程的安排及制造 （ 5） 第 15 周 设计撰写，修改定稿，准备答辩。 六、 指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）： 指导教师： （签名） 年 月 日 一、进度情况说明： 二、阶段性成果： 三、存在的主要问题及解决方法： 四、指导教师对学生在毕业设计（论文）中的纪律及毕业设计（论文）任务的完成进展等方面的评语 指导教师： （签名） 年 月 日 附件 3 河南理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范 一、毕业设计（论文）资料 的组成、装订 毕业设计（论文）资料应包括：毕业设计（论文）说明书、译文及原文影印件、工程图纸（按国家标准装订）、计算机编程软件（光盘或软盘）及使用说明书等。 毕业设计（论文）说明书按统一标准装订，装订的顺序如下： 毕业设计（论文）说明书封面毕业设计任务书毕业设计评阅人评语毕业设计评定书毕业设计答辩许可证毕业设计答辩委员会（小组）决议中文摘要外文摘要目录前言正文致谢参考文献附录封底。 二、毕业设计报告（论文）的内容与要求 一份完整的毕业设计（论文）应包括以下几方面。 （一）论文题目 论文题目应简短、明确、有概括性。通过题目使读者大致了解毕业设计（论文）的内容、专业的特点和科学的范畴。如果有些细节必须放进标题，为避免冗长，可以分成主标题和副标题，主标题写得简明，将细节放在副标题里。 （二）论文摘要 摘要应以浓缩的形式概括研究课题的内容、方法和观点，以及取得的成果和结论，应能反映整个内容的精华。中外文摘要以 300 500字为宜；撰写摘要时应注意以下几点： 1用精炼、概括的语言来表达，每项内容不宜展开论证或说明； 2要客观陈述，不宜加主观评价； 3成果和结论性字句是摘要的重点，在文字 论述上要多些，以加深读者的印象； 4要独立成文，选词用语要避免与全文尤其是前言和结论部分雷同。 （三）目录 目录按三级标题编写（即： 1.、 、 ）要求标题层次清晰。目录中标题应与正文中标题一致。 （四）前言 应说明本课题的意义、目的、研究范围及要求达到的技术参数；简述本课题应解决的主要问题。 （五）正文 正文是作者对研究工作的详细表述。其内容包括：问题的提出，研究工作的基本前提、假设和条件；基本概念和理论基础；模型的建立，实验方案的拟定；基本概念和理论基础；设计计算的方法和内容；实 验方法、内容及其分析；理论论证，理论在课题中的应用，课题得出的结果以及结果的讨论等。 一般情况下，根据毕业设计（论文）课题的性质 ,正文可包含上述部分内容。撰写正文部分的具体要求如下： 1理论分析部分应写明所作的假设及其合理性，所用的分析方法、计算方法、实验方法等，哪些是自己改进的，哪些是自己创造的，以便指导教师审查和纠正，篇幅不宜过多，应以简练的文字概略地表达。 2对于用实验方法研究的课题，应具体说明实验用的装置、仪器的性能，并应对所用装置、仪器作出检验和标定。对实验的过程和操作方法，力求叙述简明扼要， 对人所共知的内容或细节内容不必详述。对于经理论推导达到研究目的的课题，内容要精心组织，做到概念准确，判断推理符合客观事物的发展规律，符合人们对客观事物的认识习惯，换言之，要做到言之有序，言之有理，以论点为中心，组成完整而严谨的内容整体。 3结果与讨论是全文的重要内容，在撰写时对必要而充分的数据、现象、认识等要作为分析的依据写进去。在对结果作定性和定量分析时，应说明数据的处理方法以及误差分析，说明现象出现的条件及其可证性，交代理论推导中认识的由来和发展，以便他人以此为依据进行实验验证。对结果进行分析后得出的 结论，也应说明其适用的条件与范围。此外，适当运用图、表作为结果与分析，也是科技论文通用的一种表达方式，应精心制作、整洁美观。 （六）结论 结论包括对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，还应包括所得结果与已有结果的比较和本课题尚存在的问题，以及进一步开展研究的见解与建议。结论集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究的课题的见解，是全文的思想精髓，是文章价值的体现，结论要写得概括、简短。撰写时应注意以下几点。 1结论要简洁、明确，措辞应严密，且容易被人领会； 2结论应反映个人的研究工作，属于他人已有过的 结论要少提； 3要实事求是地介绍自已研究的成果，科学问题的探索是永无止境的，切忌言过其实，在无充分把握时应留有余地。 （七）致谢 致谢应以简短的文字对课题研究与论文撰写过程中曾直接给予帮助的人员 (例如指导教师、答疑教师及其他人员 )表示自已的谢意，这不仅是一种礼貌，也是对他人劳动的尊重，是毕业生 未来科 技工作者应有的思想作风。 （八）参考文献与附录 参考文献是毕业设计 (论文 )不可缺少的组成部分，它反映毕业设计 (论文 )取材来源、材料的广博程度和材料的可靠程度。一份完整的参考文献也是向读者提供的一份有价值 的信息资料。一般做毕业设计 (论文 )的参考文献不宜过多，但应列入主要的中外文献。对于一些不宜放入正文中、但作为毕业设计（论文）又不可或缺的组成部分，或有主要参考价值的内容，可编入毕业设计 (论文 )的附录中，例如，公式的推演、编写的算法语言程序等。如果毕业设计中引用的实例、数据资料，实验结果等符号较多时，为了节约篇幅，便于读者查阅，可以编写一个符号说明，注明符号代表的意义。附录的篇幅不宜太多，附录一般不要超过正文。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 内容提要 模具工业是现代工业发展的基础，冲压模具是模具工业的重要组成部分。 近年来，与机械相关的各个行业都越来越重视模具的设计与应用，不仅是因为模具 已发展成为一项比较成熟的共性技术 ，同时还因为 模具在现代 工业中发挥越来越重要的作用。 在这次毕业设计中，先介绍了卡板的结构，对其工艺特点进行分析，再根据其结构特点对模具进行设计。其中重点阐述了成形该零件的级进模的排样设计、工位设计、模具总体结构设计、模具凸、凹模设计、固定板设计及抬顶料装置、卸料板结构及各零部件材料、热处理技术要求等。还介绍了单工序弯曲模的设计。该 模具结构简单，加工质量好，生产效率高。 设计过程中，不可避免的遇到一些困难，但是通过努力最终得以解决。这次设计是对模具设计的一次全面实践，相信对未来自己从事的工作一定会有相当大的帮助。 关键字：冲压模具，卡板，级进模 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 he is of a in In is to of is a in In of is at of is of is to of of of of of of of In of is is of is is in my Its my to of 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 of it be my in 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 前 言 . 1 1 绪论 . 3 国冲压模具业发展现状 . 3 . 4 2零件工艺分析及确定工艺方案和模具结构类型 . 7 品零件图 . 7 工艺分析 . 9 艺审核 . 9 析 . 10 工艺方案及模具结构类型 . 11 . 11 裁模冲裁工艺过程（即冲裁原理） . 12 件方案确定 . 13 3 连续模 . 14 半成品零件图 . 15 . 15 . 16 . 17 . 17 . 18 . 18 送料步距的计算 . 19 条料宽度的计算 . 19 定条料利用率 . 21 板方式 . 21 . 22 . 22 件力、顶件力的计算 . 23 . 25 4 连续模零、部件结构设计 . 28 凸、凹模结构设计 . 28 凸模 . 28 凹模 . 31 模工作尺寸计算 . 33 . 38 . 38 . 39 . 41 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 装和有关零、部件 . 42 . 42 . 42 . 44 6 . 45 5 压力机的选用与校核 . 46 6 弯曲模设计计算 . 48 . 48 曲工艺的概念及弯曲件 . 48 . 48 . 51 . 52 弯曲力的计算 . 52 . 53 . 53 . 54 模圆角半径 . 54 . 54 模间隙 . 55 模工作部分尺寸与公差 . 55 . 55 模尺寸 . 55 模座尺寸 . 56 . 56 . 56 . 56 理要求 . 56 7 模具装配 . 57 总 结 . 60 参考文献 . 61 致 谢 . 62 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 前 言 四年的大学生活即将接近尾声，进行为期两个月的毕业设计，我们感受颇深。毕业设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节，所以我特别珍惜这一次最后的学习机会，认真扎实的完成所分配给我的设计任务，使大学最后的几个月在学习和进取中充实的度过。另外，毕业设计还可以培养独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对我参加工作后能否尽快地适应社会有很大的帮助。通过这一环节的训练，提高了以下能力： a、综合运用所学知识和技能，独立分析和解决设计问题的能力； b、熟练运用基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等等的能力；实验研究的 能力；撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力： c、收集加工各种信息的能力，获取知识的能力； d、创新意识和严肃认真的科学作风。 本次设计的课题是模具设计，具体是设计卡板的大批量生产用模具。由于卡板属于小制件产品生产，利用一般机加工方法生产费时费力而且产品质量还不能很好的得到保障。 在现代化工业生产中，模具已广泛用于电动机与电器产品、电子与计算机产品，仪表、家电产品与办公设备、汽车、军械，通用机械等产品的生产中。 由于模具本身多为单件生产，型面复杂且精度要求高，加工难度大 、生产周期长、制造费用高，不宜用于单件及批量小的制品零件生产。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 而采用模具生产具有三高两低的特点，即高效率、高精度、高材料利用率和低成本、低能耗，且产品的一致性好，有利于装配和互换等，因而得到了广泛的应用。由于模具是订单式生产，当前新产品的结构越来越复杂，质量要求也越来越高，交货期越来越短，这就对模具设计提出了更高的要求。 在现代化工业生产中，使用模具生产零件制品，是一项优质、高效、低能耗、适应性很强的生产技术，同时也是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值较高的社会财富。但利用模具生产制品，只 适用于制品批量较大的生产。 作为模具设计与制造者，应当了解模具生产的全过程。前道工序的操作者，要把后道工序作为自己的“用户”，使后道工序满意自己的加工效果；而后道工序又作为前道工序的检验及验收者，互相监督检查，互相制约。只有这样，才能使模具生产全过程有条不紊、有序进行，并能生产制造出结构合理、精度较高、质量稳定，能达到用户满意的优质模具产品。 对于上述所提到的各项问题，在设计时应综合考虑。既要有效率，又要能保证质量，最终满足经济型要求。因此，在本次设计中，我将综合考虑各项要求，争取设计出合格的冲模用模具。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 1 绪论 国冲压模具业发展现状 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。 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 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 4 国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 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。 国冲压模具制造技术发展趋势 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、集成河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 化方向发展。 (3) 模具扫描及数字化系统 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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 (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。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 . 2 零件工艺分析及确定工艺方案和模具结构类型 品零件图 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 图 产品零件图 工件如图所示，材料为 195，厚度为 2中所注尺寸精度均为件需大批量生产。 设计目的：通过对卡板的工艺分析，确定出具体的 模具加工方法，从而利用模具加工的下述优点：即 1. 模具的适应性强 2. 模具的生产效率高，节约原材料 3. 模具生产的零件制品互换性好 4. 操作工艺简单 5. 模具社会效益好 此次设计的主要内容有：方案的构思，可行性设计，结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书的完成。 总之，本次设计就是通过设计了解一般模具设计的过程和重要部件的设计知识。此外，由于它 是一种高效率的工艺装备。在工艺生产中，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大量生产，并能在大量生产的条件下，稳 定的保证制件的质量。同时，具有节约原材料、制件成本低廉等一系列优点。 设计高效的卡板生产用模具，以达到最终提高经济效益的目的。因此，有必要对模具知识有一定的了解。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 工艺分析 艺审核 1） 冲裁件的工艺性是指冲裁件产品对冲压工艺的适应性，亦即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸公差与尺寸基准等是否符合冲裁加工的工艺要求。 在设计冲模前，对制品零件工艺性审核及分析有着十分重要的实际意义。这是因为，良好的冲裁工艺性，能使材料消耗少、工序数目少，使用的模具结构简单而寿命长，并且容 易加工制作及操作。 所以，在冲模设计前，一定要认真分析所要加工的制品结构形状、尺寸及精度、所用材料等方面是否符合冲裁工艺要求，从而确定能否进行冲裁的可能性。 10 2）冲裁件工艺性审核方法 冲裁件的工艺性主要应从一下几方面进行审核 : 冲裁件的形状 冲裁件的形状应力求简单、对称。要避免冲裁件上有过长的悬臂和窄槽，否则是模具结构复杂，会给制造与维修带来困难。 本次设计中冲裁件的形状左右对称，具体结构也不复杂，符合冲裁件的形状力求简单的原则。 最小冲孔尺寸 为了防止冲裁时凸模折断或压弯，冲孔尺 寸不能太小。 本设计冲孔最小值为直径为 8模采用强度较高的材料制作，满足最小冲孔尺寸不是过小的要求。 最小圆角半径 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 冲裁件各直线或曲线的链接处，要有适当的圆角，避免尖角以防造成应力集中而使模具损坏。 冲裁件上的尺寸精度 冲裁件上的尺寸精度一般不能要求太高，太高的尺寸精度会给模具设计与制造带来困难。一般金属冲裁件的内外形经济精度为。 本设计中制件采用自由公差，即 精度等级要求，属于经济性精度原则。 冲裁件断面质量 表 2一般冲裁件断面表面粗糙度 材料 厚度 t/ 1 1切断面表面 粗糙度 m 5 50 冲裁件断面（剪切面）表面粗糙度要求不能超过上表 2过的话只能采用精密冲裁或普通冲裁后再进行整修成形。 本次设计中断面粗糙度为满足 精度，因此满足冲裁件断面质量的工艺性要求。 件工艺分析 1、材料：该冲裁件的材料 195 是普通碳素结构钢，具有较好的可冲压性能。 2、零件结构：该工件 外形结构较简单，形状规则，并在转角处有圆角，比较适合冲裁。 3、尺寸精度：零件图上所注尺寸公差无特殊要求，所以按 选取， 利用普通冲裁方式可达到图样要求。 结论：适合冲裁。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 工艺方案及模具结构类型 由于本次设计的是冷冲模，而冷冲模是冷冲压生产中必不可少的工艺装备。它是在室温下，把金属或非金属板料置入模具内，通过压力机（冲床）传给模具上模的压力，对板料加工，最终使板料在模具上、下模（凸、凹模）作用下发生下发生分离或形变而制成所需的形状、尺寸的零件。 为了适应冷冲压生产的需要，冷冲模的结构必须 要满足冲压生产的要求，不仅能冲出合格的制品零件，而且能做到批量生产，操作使用方便，安全可靠；使用寿命长，安全可靠，成本低廉；并能容易制造与维修。 (1)类型 根据工艺性质分类： 冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。 根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模 此外，还可按照模具导向形状分类，按特种类型分类，还有简易冲模。 （ 2）结构组成 冷冲模结构分为： 支撑零件：支撑及支持零件主要用来链接及固定工作零件，使之成为完整的模具整体。 导向零件：主要用以保证工 作零件凸、凹模之间具有准确位置。 工作零件：用以直接与板料接触，并在压力机压力作用下，以完成板料分离及形变而成为制品零件。 卸料零件：主要用以卸除套在凸模上的之间及废料。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 定位零件：用于确定坯料或坯件相对于冲模的正确位置，以保证冲件的质量及精度。 压料零件：主要用于压住坯料或坯件以保证在冲压时使材料能顺利的进行变形，如压边圈主要用于拉伸模结构。 紧固零件：主要用来紧固、连接各类冲模类型，其中圆柱销兼起稳固定位作用 缓冲零件：主要用其弹力 ，通过顶杆、顶板、推板起卸料作用，主要用于复合模、弯曲模、拉伸模、成形模中。 附加零件：主要用于传动及改变工件运动方向，主要用于自动冲模及半自动冲模中。 通常情况下，模具的工作零件、定位零件，卸、推料零件称为模具的工艺零件；而导向零件，支撑及支持零件，紧固零件，缓冲零件及附加零件等称冲压模具的结构零件，亦称辅助零件。 5 裁模冲裁工艺过程（即冲裁原理） 压 力 机 工 作 台 凹模 被冲板料 凸模压力机滑块在冷冲压生产中，用来将金属板料或非金属板料相互分离的冲 模称河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 为冲裁模。如上图 2示为一普通冲裁模工作示意图。其中凸模 4 是通过模柄安装在压力机滑块 5 上，凹模 2 是通过模座固定在压力机工作台 1 上。凸模 4 与凹模 2 组成一队上、下工作刃口，两者之间断面形状相同、尺寸相似，并略有一定间隙。在冲压开始时，将被冲的板料 3 放在凹模 2 上面，并进行适当的定位。当凸模 4 随压力机滑块下降对板料施加压力时，板料在凸、凹模作用下产生塑性变形进行剪切或者弯曲，直至最后顺凸凹模刃口断裂或弯曲分离而形成所要求形状的零件，完成冲裁工作。其板料在冲裁过程中变形情况，可参见参考文献【 3】中表2冲裁模冲裁时板料变形过程。其简单变形原理为： 冲裁时，板料变形过程分为： （ 1） （ 2） （ 3） 图 2 3冲裁变形与分离过程 件方案确定 该零件包括冲孔、落料、弯曲三个基本工序，可以采用以下三种方案： 、 先落料，再冲孔，最后弯曲，采用单工序模生产。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 、 落料冲孔 复合冲压，再弯曲，采用复合模与单工序模相结合生产。 、 冲孔落料连续冲压，再弯曲，采用连续模与单工序模相结合生产。 、 先落料，再冲孔弯曲复合冲压，采用单工序模与复合模相结合生产。 方案模具结构简单，制造周期短，加工成本低，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，这样应采用复合冲裁或连续冲裁方式。 如采用 复合模 ，则其 凸凹模 壁 厚不能太薄（外形与内形、内形与内形），以免影响强度 ； 凸凹模刃磨有时不方便 ， 尤其是在凸凹模即冲裁，又成形的情况 时。所以， 只有当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，才选用复合模具结构。 综上所述可知， 宜采用方案三， 即采用固定挡料销和导料板定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料连续冲压模与弯曲单工序模相结合的生产方式。 以下就这两副模具分别进行设计计算。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 3 连续模 半成品零件图 图 半成品零件图 连续模，指的是 压力机 在一次冲压行程中，采用带状冲压原材料，在一副模具上用几个不同的工位同时完成多道冲压工序的冷冲压冲模，模具每冲压完成一次，料带定距移动一次，至产品完成。 连续模在冲压过程中材料料带始终向一个方向运动；模具内部河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 料带切断后向两个或者两个以上方向运动的叫级进模；料带送料在模具内部完成的叫自动连续模；在一个冲压生产链 上用不同工艺的冲压模具用机械手或其他自动化设施，采用模具或者零件移动完成工件冲压加工额定模具叫多工位模。 连续模具有以下特点： 以完成包括冲裁、弯曲、拉深和成形等多道工序；减少了使用多复模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率； 不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可以根据模具强度和模具的装备需要留出空工位，从而保证模具的强度和装备空间； 块较多，模具制造精度要求很高给模具的制造、调试及维修带来一 定的难度； 量大、形状复杂、精度较高的中小型零件。 件工艺分析 1、材料：该冲裁件的材料 195 是普通碳素结构钢，具有较好的可冲压性能。 2、零件结构：该工件外形结构较简单，形状规则，并在转角处有较适合冲裁。 3、尺寸精度：零件图上所注尺寸公差无特殊要求，属自由尺寸，可河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 按 查公差表可得各尺寸公差为： 零件外形： 件内形： 心距： 78 边距： 艺方案及模具结构类型 由 零件利用冲孔落料连续模生产。 样设计 在冲压零件中，节约材料和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好的确定冲压件的尺寸和合理排样是降低成本的重要措施之一。 冲裁件在条料上的布置方法称为排样。排样的合理与否影响到材料的经济利用，还会影响到模具结构 与寿命、生产率、工件公差等级、生产操作方便与安全等。排样方法按有无废料可分为三种：无废料排样、少废料排样、有废料排样。 无废料排样是指工件与工件之间、工件与条料之间均无废料。少废料排样是指沿工件的部分外形切断或冲裁，而废料只有冲裁刃之间的搭边或侧搭边。无废料排样是全部沿工件外形冲裁，在冲裁刃之间，工件与条料之间均无搭边 1 。 根据以上述叙可见，采用少、无废料排样要求工件的相应无搭边部河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 分公差等级与板材一致或根本上无公差要求。鉴于图 示的工件尺寸及公差等级 ，采用少、无废料排样均不能满足要求，因此应采用有废料排样。经计算此工件采用对排排样，可提高材料利用率，但会使模具制造难度增大，模具制造成本增加，考虑到此零件材料为 料成本相对偏低，故只考虑直排方案。 样的设计 原则 : 于受到成型工艺要求的局限，如模具压力中心与冲床中心不一致（相差较大）时，可修正模具安装尺寸予以调节。 三维网技术论坛 - - W* : L% U 正销孔），第二部即设置导正销导正，以确实消除送距及材料送 进的翘曲等引起的送料不准（且后续工位也难以矫正）。切边及打凸等工序可安排在冲圆孔前面。 要充分考虑成型的可靠性及成型件的强度等。 要时预留空档位。 级进模排样的设计，需多参考一些类似产品设 计成功的例子，通过对多套排样方案进分风析、检讨，从中选出最佳方案。 小工艺搭边值的选择 冲裁排样时，制品与制品之间、制品与条料之间的板料称为搭边。搭边是用来补偿冲压过程中条料定位的误差，以保证条料具有一定的刚河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19 性，保持送料的方便和保证冲压件的质量。 由于搭边是废料，故搭边值不宜太大，但选的过窄又会引起冲压过程搭边断裂或翘曲造成“啃模”而损坏模具。 设选取固定卸料板，有侧压板时，查冲压工艺及模具设计表 R 2工件间的搭边： a=工件边缘搭边： 小工 送料步距的计算 模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离称为送料步距。当每个进距内只冲裁一个零件时，送料步距等于条料上两个零件对应点间的距离。 1A D a公式中 ： A 送料步距， D 送料方向上的冲裁件宽度， 1a 冲裁件间的搭边值， 算得步距为： 45.2 . 条料宽度的计算 冲裁时，通常需按照要求将板料裁剪为适当宽度的条料，称为下料。在设计冲裁模时，设计者应根据冲裁件的形状尺寸、选用的搭边值计算出条料宽度，以备供应、工艺、生产等部门备料。 条料宽度按冲压工艺及模具设计式（ 算，即 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 001 2 B D a (式中 B 条料公称宽度， D垂直于送料方向的工件尺寸 , 1a侧搭边， 条料宽度的公差，见冲压工艺及模具设计表 ： 条料宽度 B= （ 96+2 式按冲压工艺及模具设计式（ 查冲压工艺 及模具设计表 = 确定后排样图如图 图 半成品排样图 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 定条料利用率 查板材标准，宜选取 100020002 工件的有效面积 : 0S如，条料长度为 1000条料上可冲压工件数为 1 1 0 0 0 1 . 2 2 2 . 1 04 4 1 . 2n 个 取 n =22个 假如，条料长度为 2000条料上可冲压工件数为 2 2 0 0 0 1 . 2 4 4 . 2 24 4 1 . 2n 个 取 n=44个 显然，两种规格的利用率是相等的。即 2 2 2 4 1 2 . 0 2 1 0 0 % 5 3 . 1 %1 0 0 0 1 0 0 板方式 、裁板方式 根据板材规格 1000 2000 2，按直排法可裁条数为 1 2 0 0 0 / 1 0 0 2 0S 条 （长度为 1000 取1S=20条； 2 1 0 0 0 / 1 0 0 1 0S 条 （长度为 2000 取2S=10条。 两种裁板方式得到的工件数分别为 1122 20=440件 2244 10=440件 2、板料利用率 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 0 4 4 0 2 4 1 2 . 0 2 100%1 0 0 0 2 0 0 0 =即选取把板料裁成长为 1000为 100 算冲裁力 冲裁力是指从板料上冲出所需轮廓尺寸的制品，其材料对凸模的最大抵抗力，也就是压力机在此时的最小承受压力。 冲裁力可以分为平刃冲裁力和斜刃冲裁力两种。冲裁力的大小计算公式可参见下表所示： 刃口形式 计算公式 平刃式 斜刃式 注：表中 冲裁力， N； L 冲裁件断面周长， t 冲裁件厚度， 材料抗剪强度， K 修正系数，一般取 具体为： 当 H=t 时， K= 当 H=2t 时， K= 此外，一般情况下，材料 了方便计算，冲裁力也可以按下式估算： L冲河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 23 式中 ：b 材料的抗拉强度， 落料力 落=2 195/1000(=冲孔力 冲=2 195/1000(=料力、推件力、顶件力的计算 冲裁时，退下卡在凸模上的废料或制件所需的力，或者是从凸模上将零件或废料取下所需的力称为卸料力，记为卸P。 计算公式为： 冲卸卸 卸料力系数 冲裁时，吧卡在凹模中的废料或制件退出来所需的力，或从凹模腔内顺着冲裁方向将零件或废料推出所需的力称为推件力，记为推P。 计算公式为： 冲推推 式中： n 卡在凹模中的制品数量（ n=h/t） 推件力系数 冲裁时从凹模中顶出零件或废料所需的力，或从凹模腔内逆着冲裁方向将零件或废料顶出所需的力称为顶件力，记为顶P。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 24 计算公式为： 冲顶顶 式中： 顶件力系数 由于此连续模采用刚性卸料装置和自然漏料方式，故按冲压工艺及模 具设计式（ 总的冲压力为 1 ： P P P P P 总 落 冲 卸 推(式中 总的冲压力； 落料时的冲裁力； 冲孔时的冲裁力； 卸料力； 推件力。 查表 =195K=计算： 料力 压工艺及模具设计表 则： 推料力 =4(查模具结构设计表 2h=82 ，查冲压工艺及模具设计表 ： 计算总冲压力： P P P P P 总 落 冲 卸 推=南理工大学万方科技学院本科毕业论文 25 =压力中心的确定 冲裁力的压力中心就是冲压力合力的作用点。 冲模时，
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