【冲压模具设计】内开连杆件弯曲冲孔级进模设计【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】内开连杆件弯曲冲孔级进模设计【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,连杆,弯曲,曲折,冲孔,级进模,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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院毕业设计 题目 : 内开连杆件 多工位级进模 分院 ： 院 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 毕业论文答辩 时间： 2014 多工位级进模 1 【 摘要 】 ： 本课题是 内开连杆件 级进模具设计，通过冲裁件的工艺分析，确定零件能否进行冲裁，并明确在冲裁工艺及模具设计中主要解决的问题或难点所在。 内开连 杆件 级进模模具包含冲孔和落料和折弯三 个基本工艺步骤，其中冲孔包括 五 个工步，落料一个工步。由于该零件大批量生产，因此采用级进冲裁模，这样生产效率高，操作简便。该零件材料厚度较薄，尺寸小，呈 不规则形状 ，因此采用直排样。为了便于操作和保证零件的精度，宜采用 送料机 和导正销配合定距，导料板导向的定位方式 。考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式，由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，级进模模具的定位精度要求较高，因此采用四导柱模架。 凸凹模通过配合加工来满 足凸凹模之间的精度要求。该模具的设计过程：先通过工艺分析确定了工件的排样图（其中包含：工艺步骤的划分，条料的定距方式，凸凹模的形状等） ,通过排样图确定凸凹模的尺寸，通过 制出凸凹模的工程图。 【 关键词 】 ：级进模；排样；冲孔；落料。 【 : is of by if in of or is a to of so of a of of of in to by a of of is of so to of by of of of , by of of of in on 【 : 目 录 前 言 . 1 1 零件介绍 . 4 2 零件的工艺性分析 . 4 结构形状 . 4 尺寸精度 . 5 材料 . 5 3 确定冲裁工艺方案 . 5 冲裁工艺方案 . 5 冲裁工艺方案分析 . 6 级进模具方案研究 . 6 4 确定模具总体结构方案 . 7 模具类型 . 7 操作与定位方式 . 7 卸料与出件方式 . 8 模架类型及精度 . 8 5 工艺与设计计算 . 8 排样 . 8 冲裁排样 . 8 搭边值的确定 . 9 材料的利用率 . 10 计算冲压力与压力中心，初选压力机 . 11 冲裁力的计算 . 11 辅助力的计算 . 12 压力机公称压力的选取 . 12 压力中心的确定 . 13 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 . 13 凸、凹模刃口尺寸计算原则 . 13 凸、凹模刃口尺寸的计 算方法 . 13 凸、凹模刃口尺寸计算 . 13 6 冲裁模具主要部件和零件的设计与选用 . 15 凸模的结构 设计 . 15 凹模的结构设计 . 18 定位零件结构设计 . 20 导正销 . 20 导料板和承料板 .未定义书签。 侧刃和侧刃挡块 .未定义书签。 卸料及压料零件结构设计 . 20 卸料板 . 20 卸料螺钉及 树脂 . 21 支撑固定零件 . 22 上、下模座 . 22 销钉 . 22 模柄 . 23 凸模固定板 . 23 卡环 .未定义书签。 垫板 . 23 7 模具装配 . 24 上模装配 . 25 下模装配 . 25 模具总装 . 25 8 确定模具主要零件加工工艺过程 . 26 落料凸模加工工艺过程 . 26 间孔凸模加工工艺过程 . 27 孔凸模加工工艺过程 . 27 口槽孔凸模加工工艺过程 . 28 模固定板加工工艺过程 . 28 模加工工艺过程 . 29 9 论文小结 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 附页 连接支架 级进模具设计 1 前 言 模具被称为 “ 百业之母 ” 。模具是工业生产中最基础和最具有源头意义的一环，无论在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中， 60% 80%的零部件都依靠模具孕育而来。作为制造业的上游部分，模具对产品质量、效益的决定作用会在工业流程的洪波中成倍放大，远远超出人们的想象。因此，要说模具决定着一个国家制造业的国际竞争力，半点都不夸张。 模具材料是工模具加工业的基础。随着我国国民经济发展和人民生 活水平的提高， 人们对产品的审美观，价值观也不断提高，从而对各类工、模具产品，无论是内在质量还是外表美观等方面均要求日益精臻，困此势必对工模具材料在数量上、系列上和质量上提出更 高的要求。中国的模具材料从无到有，从小到大，从少到多，直到现在，无论是从钢种还是从规格、标准化、系列化等方面，都是伴随着模具制造发展而发展的。 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 700亿至 850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增 长率，据不完全统计， 2009年国内模具总产值已经超过 1000 多亿， 模具生产企业超过 3 万余家，从业人员有 100 多万人 。 2009 年 模具进出口总额为 其中模具及模具标准件出口 总额 由 2005年的 9000 多万美元猛增到2009年的 就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。 2007 年我国汽车产销量均突破 700万辆，预计 2010年产销量各突破 1000万辆，轿车产量将达到 500万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在 发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。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%。 模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过几十年曲折的发展，模具行业已初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产，只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使得模具的应用和设计更为方便。随着信息产 业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（ 术的研究和应用，大大提搞了模具设计和制造的效率，减短了生产周期。采用模具 可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是 和 软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化，电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显，特别是对一些通用件的 使用的越来越多，大大的提高了它们的互换性。此外还加强了各个地区的交流合作，对整个模具行业水平的提高也起到了重要的作用。 毕业论文（设计） 2 在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来， 我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。 随着改革开放和国民经济的增长，很大程度上推动了模具制造业的发展。模具制造业已走出企业禁锢的状态，十年中，我国的仿制国外新钢种的同时，还在高校、科研院所和各钢厂的配合下，自行研制开发了一批适合我国国情的模具新钢种。不仅改善了加工性能，而且还大大提高了模具的使用寿命。仿制 代替 造冲压模，用 代替45号钢制造塑料模型芯、型腔，使模具的光洁度和寿命都有了较大的提高。用 冷作模具钢方面，自行开发了 65等品种。其中 65 因具有良好的抗冲击性而更适合于作冷墩及原料冲裁凸模。 因有良好的耐磨性特别适合于作螺纹滚丝轮，与比，寿命可提高十多倍。除上述合金钢外，还开发了 牌号的钢结硬质合金和 列的钨钴类硬硬合金以满足高寿命的要求，制造高速冲床用的模具。在塑料模具钢方面，自行开发了易切削类的 506是一些具有良好加工、使用性能的优良钢 种，并在使用上得到用户的认可。在热作模具钢方面 新品种的开发和应用彻底改变了热作模具几十年来由 3 日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。 随着入世后制造业中心向中国转移，模具产业有望迎来 30%的增长。与 具专业的从 业人员的价值会随着从业年限和经验的积累而不断提升，是一个真正的 “ 永不衰退的行业 ” 。 由于模具制造的多样性、复杂性和广泛的适用性，故而模具工业被称之为 “ 帝王工业 ” 。 冲压模具的形式很多，根据工序组合程度分 为 单工序模 、 复合模 和 级进模 。 单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 级进模，也叫连续模 ， 由多个工位组成，各工位完成不同的加工，各工位顺序关联，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工 。 级进模 ，都是用在冲压模具上的 ， 一连接支架 级进模具设计 3 般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等多个工序。 多工位级进模是具有精密、高效、长寿命的的特点。它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件。多工位级进模的工位数可高达几十个，其模具能自动送料、自动检测出送料误差等。多工位精密级进模常用于高速冲压，因此，生产率得到极大地提高，解决了手工送料的误差，减少了冲压设备和工人，提高了产品精度。 相对于普通模具来说，多工位级进模结构更为复杂，制造技术和制造要求更高，模具的成本相对也高，同时对冲压设备、原材料 (卷料 )也有相应的要求，对模 具设计的合理性也提出了较高的要求。因此，在模具设计前必须对制件进行全面分析，然后结合模具结构特点和冲压件的成形工艺性来确定该制件的冲压成形工艺过程。 多工位精密级进模有如下特点： （ 1） 在一副模具中，可以完成包括冲裁、弯曲、拉深和成形等多种多道冲压工序。从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。 （ 2） 由于在级进模中工序可以分散，不必集中在一个工位上，故不存在复合模上的“ 最小壁厚 ” 问题，可根据生产中实际需要留出空位，从而保证模具强度，延长模具寿命。 （ 3） 多工位精密级进模 常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件等自动化装置，操作安全，具有较高的劳动生产效率。 （ 4） 级进模结构复杂，模具制造精度要求很高，给模具制造、调试及维修带来一定难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后更换迅速、方便可靠。 电机定 内开连杆件 冲片是由导磁率高、损耗低的硅钢片制成。定 内开连杆件 冲片是电机的重要部件，其质量对电机性能有直接影响。一台电机的定 内开连杆件 通常由几十片甚至上百片定 内开连杆件 硅钢片叠铆组成。 传统的定 内开连杆件 冲片加工工艺是先经过多道工序得到定子、 内开连杆件 单冲片，再采用手工或机械理片，最后在专用装备上进行压装， 这种工艺效率低、定位误差大，毛刺方向一致性难以控制。采用自动叠铆定 内开连杆件 冲片级进模加工则能有效地解决上述缺陷，并能提高叠铆后的整齐度，保证一定叠铆力，满足大批量要求。 电机定 内开连杆件 铁芯自动叠铆硬质合金级进模是具有国际先进水平的高速冲模。它突破了铁芯生产的传统方式，在一副模具内自动完成冲压成形、扭槽、回转、叠铆、分组等高难度的技术功能，直接形成铁芯组件，给高精度铁芯的大批量、自动化生产开辟了新路。 毕业论文（设计） 4 1 零件介绍 如图 1所 示， 内开连杆件 零 件，材料为 料厚度为 批量生产。 图 1 内开连杆件 零件图 2 零件的工艺性分析 冲裁件的工艺性是指该工件在冲裁加工过程中的难易程度。良好的冲裁工艺性应用保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单且寿命长、产品质量稳定、操作安全方便等。因此，冲裁件的工艺性是否好，对冲裁件质量、生产效率以及冲裁模的使用寿命均有很大影响。 然而，影响冲裁件公艺性的因素很多，如冲裁件的结构形状、尺寸精度和材料等，这些因素往往取决于产品的使用要求。 结构形状 冲裁件的形状应尽可能的 简单、对称，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状，或由简单的几何图形组成的形状。 该零件结构较复杂，形状对称，尺寸较小，无悬臂狭槽，孔边距较大另外该零件有 2次折弯 ，如图 2所示。 连接支架 级进模具设计 5 图 2 折弯处 尺寸精度 制件上 工件 11 的公差为 （为 ）， 6 的公差为 （为 ）， 8的公差为 （为 ） 其他尺寸无精度要求，视为 ，因此，制件总体精度为 表 1所示。作为 内开连杆件 ，其毛刺高度应小于 表 1 公差表 基本尺寸 ( ) 公 差 等 级 ( m) ( ) 3 14 25 36 18 30 610 22 36 1018 27 43 1830 33 52 3050 39 62 5080 46 74 80120 54 87 材料 制件所用的材料为 料具有一定的脆性， 抗剪强度为 380 拉强度为 460 综上所述，制件具有较好的冲压性能，适宜采用冲裁 加工，但精度要求较高。 3 确定冲裁工艺方案 在确定制件冲裁工艺方案时，先决定制件所需的基本冲裁工序性质、工序数目以及工序的顺序，再将其排列组合成若干种可行方案。然后对各种工艺方案进行分析比较，综合各种方案的优缺点，最后选出一种最佳方案。在分析比较方案时，应考虑制件精度、批量、工厂条件、模具加工水平及工人操作水平等方面的因素，有时还需必要的工艺计算。 冲裁工艺方案 （ 1）采用单一工序的冲压方法。即采用 四 副模具，第一副落 料 模具 ； 第二幅冲孔模具； 第 三 副 折弯 ， 第四幅折弯 （ 2）采用复合工序的冲压方法 ： 第一副冲孔落料模具；第二幅折弯 ,第三个折弯 （ 3）采用级进工序的冲压方法：即 冲孔 空位 冲孔 切缺口 切缺口 空位 加强筋 冲孔 空位 断料 。 毕业论文（设计） 6 冲裁工艺方案分析 （ 1）第一种方案的优点是模具设计、制造简单、周期短，模具结构简单，模具成本低。但不能采用切口自动叠装的结构，需采用增加定向槽口的结构，冲裁完成后由人工叠装 内开连杆件 ，且整个冲裁过程需采用三副模具，因此生产效率低，不能满足 内开连杆件大批量生产的需要 （ 2）第二种方案的优点是冲压的生产率较高，且制件的平整度较高。但模 具结构较第一种 方案复杂，设计制造周期较长，模具成本较高 。 （ 3）第三种方案的优点是冲压生产易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高，能满足 内开连杆件 大批量生产的需要。 综上分析，从制件结构看， 产品比较小而且成型比较多所以选着第三种方案 。 级进模具方案研究 级进模具可分为以下几种典型结构： 模具的工作零件包括冲孔 凸 、 切口凸 、 折弯凸 和 断料凸 。定位零件包括导料板、使用挡料销、固定挡料销和导正销。使用挡料销用于 条料首次送进时的定位，使用时用手压出挡料销。条料定位后，在 树脂 的作用下挡料销自动退出。条料再送进一个步距时以 送料机 粗定位，装在凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外轮廓的位置精度，侧刃只起切边的作用，如图 6所示。 图 6 导正销 定距级进模 2. 成型侧刃的级进模 侧刃的部分结构用于零件的成型。成型侧刃是特殊功能的凸模，它的作用不仅是切边，还用于零件两端凹形轮廓的成型。为了防止条料在冲压过程中翘曲，采用两个侧刃对面排列，如图 7所示。 连接支架 级进模具设计 7 图 7 成型侧刃级进模 3. 送料机 和导正销定距的级进 模 它以侧刃代替了使用挡料销和固定挡料销控制条料送进距离。侧刃是特殊功能的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于步距的边料。由于沿送料方向上，在侧刃前后，导料板间距不同，前宽后窄形成一个凸肩，所以条料上只有切去料边的部分方能通过，通过的距离即等于步距；用装在凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外轮廓的位置精度，如图 8所示。 第一种结构的优点是挡料销保证了条料送进时有准确的送进距，定位较精确，制造简单，使用方便。但用于厚度较大的冲压材料。 第二种结构的优点是切边模结构简单 易于制造。但侧刃结构复杂，且侧刃容易磨损。 第三种结构的优点是模具结构较第一种定位准确可靠，生产效率高，结构简单且容易保证凹模和凸模固定板的强度，制造成本较低。 考虑零件的尺寸精度要求较高及材料厚度较薄，为了便于操作，宜采用 导正销精定位送料机粗定位的方案 4 确定模具总体结构方案 在冲裁工艺方案确定以后，根据冲件的形状特点、精度要求、生产批量、模具制造条件、操作与安全要求，以及利用现有设备的可能，确定每道冲裁工序所用冲模的总体结构方案。确定模具总体结构方案，就是对模具作出通盘的考虑和总体结构上的安排，它既 是模具零部件设计与选用的基础，又是绘制模具总装图的必要准备，因而也是模具设计的关键。 模具类型 考虑冲裁工艺方案中确定了冲裁工序性质、数量及组合方式，根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。与冲裁工艺方案相适应。 操作与定位方式 因为零件的生产是大批量的，因此生产中宜采用自动送料方式送料。考虑零件尺寸较小，精度要求较高，材料厚度较薄，采用级进冲裁模，为提高定距的可靠性，尽可能的降低模具复杂度及成本，宜采用导料板导向、 送料机 和导正销配合的定位方式（见中国模具设计大典 第三卷 冲压模具设计 表 毕业论文（设计） 8 卸料与出件方式 零件厚度较薄，尺寸较小，质量要求较高，且模具为级进模具，所以宜采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。 模架类型及精 度 零件生产批量大，厚度薄，精度要求高 ,且是级进模，因此采用 I 级精度的四导柱模架（见 5 工艺与设计计算 排样 冲裁排样 排样是指制件在板料或条料上的布置方法。 冲裁件的排样与材料的利用率有密切关系，对零件的成本影响很大。为此，应设法在有限的材料面积上冲出最多数量的制件。由于拍样方法的不断改进，材料利用率足步提高。但仅仅考虑材料利用率的提高还不够，排样的好坏同时影响冲裁件的精度、生产效率的高低、模具寿命及经济效益等，还必须考虑生产操作的方便性和模具结 构合理性等问题。 冲裁排样有两种分类方法：一是从废料的角度来分，可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。有废料排样时，工件与工件之间，工件与条料边缘之间都有搭边存在，冲裁件质量较容易保证，并具有保护模具的作用，但材料利用率低；少、无废料排样时，工件与工件之间，工件与条料边缘之间存在较少或没有搭边，材料的利用率高，但冲裁时由于凸模刃口受不均匀侧向力的作用，使模具易于遭到破坏。另一种是按制件在材料上的排列形式来分，可分为直排法、斜排法、直对排法、斜对排法和混合排法等多种形式。这种分类法在实际生产中应用较为 广泛。其排样方法（见参考文献 1中表 2 由表 2零件结构对称，质量要求较高，材料厚度薄，尺寸较小。是采用多工位级进模来加工的，它的冲裁工序为：冲孔 落料，因而它的排样采用有废料直排式，排样如图 9所示。 连接支架 级进模具设计 9 图 9 内开连杆件 多工位级进模 排样图 搭边值的确定 搭边值是指冲裁时制件与制件之间、制件与条 (板 )料边缘之间的余料。搭边虽然是废料，但在冲压工艺上起着很大的作用。搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；能够保持条料具有一定的刚性，便于送料；能够起到保护模具的作用， 以免模具过早的磨损而报废。 搭边值的大小取决于制件的形状、材质、料厚及板料的下料方法。搭边值大小影响材料利用率。如表 2 5所示，一般由经验确定。 表 2 b、 y 值（） 材料厚度 t/mm b y 金属材料 非金属材料 2t 的工件 矩形工件边长 50形工件边长 50件间 边 a 工件间 边 a 工件间 边 a 表 2 5可知。 内开连杆件 的料厚为 内开连杆件 工件间搭边值 2，沿边搭边值 a 4（见参考文献中表 2条料宽度偏差 =送料最小间隙 冲切后的条料与导料板之间的间隙 y=。 因为采用侧刃定距和无侧压装置，因此： 条料宽度为： =（ 2a n b） 0 = 步距为： S=D 式中 D 制件垂直于送料方向的基本尺寸（）； n 侧刃数； b 侧刃裁去的余料； y 冲切后的条料宽度与导尺间的间隙（）。 材料的利
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