Q235冷轧板压片模具设计论文

目 录 摘要 1 前言 2 第一章 设计内容及目的 . 3 第二章 冲压件工 艺性分 析 . 5 第三章 冲压工艺方案的确定 . 6 第四章 主要设计计算 . 7 1、排样方式的确定及其计算 . 6 2、冲压力的计算 . 7 3、压力中心的确定及相关计算 . 9 4、工作零件刃口尺寸计算 . 9 5、弹簧的选择设计设计 11 第五章 模具总体设计 . 12 1、模具类型的选择 . 12 2、定位方式的选择 . 12 3、卸料、出件方式的选择 . 12 4、导向方式的选择 . 12 第六章 主要零部件设计 . 13 1、工作零件的结构设计 . 13 2、定位零件的设计 . 15 3、卸料部件的设计 . 16 4、模架及其它零部件设计 . 17 5、模具总装图 . 18 6、冲压设备的选定 . 19 7、模具零件加工工艺 . 19 8、模具的装配 . 20 冷冲压工艺卡 22 毕业总结和体会 27 致谢 考 文 献 摘 要 本文主要阐述产品压片冷冲压模具的设计。在设计的过程中所要做的内容包括：冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图设计，总的冲压力计算，刃口尺寸计算，弹簧 橡胶件的计算及选用，凹模、凸模或凹凸模结构设计以及其他冲模零件的结构设计，绘制模具装 配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡和工作零件机械加工工艺过程卡。 经过了上几次的课程设计，使我在这次设计当中不再陌生每一步所要做的内容和每一步的计算，我都很清楚，虽然每一步都要通过计算，得出来的数值是算起来很烦锁，但当我完成了整个设计才真正了解到每一个步骤都是那么的严谨，一环扣一环，缺少一样都不行，我在这过程中也深深地体会到，因为我在这过程中都是不断地改数据，这样也使我感觉到不仅是细小要考虑，而总体的设计也不可少，要两者同时进行才能得出最合理的设计来。 数据计算出来后我运用 外挂 个作图软件绘制压片模具的装配图以及零件图，还用 这个过程中使我再次增强我的软件作图的动手能力。 在本次设计的过程中不仅使我很好地回顾再以加固以前我所学的知识，而且最重要的就是我又体会到了要有全面的知识才能够设计出来更合理的设计方案。 关键词： 设计 冲压复合 模具 加工与 装配工 艺 前言 冷冲压是在室温下，利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离或塑性变形，从而获得所需形状和尺寸零件（也称制件或冲件）的一种压 力加工方法。因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。冷冲压模具便是用于实现冷冲压工艺的一种专用工具。 冷冲压技术主要包括冷冲压工艺及冷冲压模具设计两方面。冲压工艺是指获得冲压制件的生产方法及生产过程。 冷冲压生产依靠冲模和冲压设备来完成加工，便于实现自动化，生产效率高，操作简便。对于普通压力机，每分钟可生产几件，而高速压力机每分钟可生产数百至上千件。大批量生产时，成本较低 ;冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好，具有一模一样的特征 ;金属材料在压力机和模具的工同作用下，能获得其他加工方法难 以加工或无法加工的、形状复杂的零件 ;冷冲压是一种少无切削的加工方法，可以获得合理的金属流线分布，材料利用率较高，零件强度、刚度好。 要得到冲压产品，自然应先从产品工艺开始，且要落实到生产中，主要的工作将是设计和使用生产用工装，其中最生要的是各种模具。在模具设计中，首先是定方案，方案确定后才有可能根据设计手册数据，设计具体的模具。显然，方案的选择是战略性的，具体模具设计是战术性的，即是说，对生产成败起决定性作用的，是生产方案的确定。 本毕业设计的内容就是根据产品工艺性、生产技术及成本要求，查模具设计手册和有关 资料设计出一整套模具。 第一章 设计 内容及目的 （一） 设计内容 题目： 制件如图 1片材料为 轧板， t=量 10万件 /年。 图 1压片 技术要求 : 1 材料 :T=2 未注公差尺寸： 0 6303 制品去毛刺并清洗干净 ;不能有花斑、压伤、刮痕、变形或表面处理不良等现象 ; 4 所有孔中心距 公差为 5 所有孔径公差 为 计 内容包括冷冲压工艺性分析，工艺方案制定，排样图设计，总的冲压力计算及压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶的计算和选用，凸模、凹模或凸凹模结构设计以及其他冲模零件的结构设计，绘制模具装配图和工作零件图，编写设计说明书，填写冲压工艺卡和工作零件机械加工工艺过程卡。 （ 二 ） 、设计目的 该毕业设计是运用了冷冲模具设计的思路与制造的方法，其目的在于巩固所学知识，和各项动手能力，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力和动手能力。通过模具结构设计，学生在工艺分析、工艺方案论证、工艺计算 、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献反面收到一次综合训练，增强学生的实际工作能力。从而能为以后的实际工作做好良好的过度，并能得到更好的帮助。 第二章 冲压件工 艺性分 析 该制件是将材料为 为 压片形状较简单，尺寸较小，厚度一般薄，属于普通冲压件，要求中批量生产，精度要求比较高，但有几点必须注意： （ 一 ） 、 材料 半硬的 有良好的冲压性能，适合冲裁。 （ 二 ） 、 结构 该冲压件形状简单，尺寸较小，厚度适中，冲孔与边缘之间的距离满足要求，属于中批量生产 ， 制件 较小，从安全考虑，要采取适当的取件方式，如设计一斜台，方便零件自动收集。 （ 三 ） 、 精度要求 根据产品图纸尺寸要求分析，该产品精度要求比较高，所有孔径偏差为 整度要求也比较高， 是该产品属于普通冲压件，完全满足冲裁的要求。 第三章 冲压工艺方案的确定 （ 一 ） 、工艺方案的确定 根据制件工艺分析，基本工序有落料、冲孔 2种，按不同组合得如下方案。 （ 1）、落料 工序冲裁； （ 2）、冲孔 进模冲裁； （ 3）、冲孔 合冲裁； 采用方案（ 1）属于 单工序冲压。工序简单，要制造两套模具，模具制造成本低，周期短，但由于此制件生产量较大，尺寸较小，此方案征文效率低，工件尺寸的累积误差大，但产品的精度要求较高，而已操作不安全，故不宜使用。 采用方案（ 2）较方案（ 1）生产效率高，精度可达 保证一定的误差。但此方案适用于制造大批量、较复杂的制件。这个制件结构简单，用此方案定位难，易产生误差，故也不适用。 采用方案（ 3）用复合模冲裁，结构紧凑，精度高，平整，适用冲厚度适中的制件而该产品精度要求较高，刚好满足。并且该产品的材料为 种方案非常适合要求。 经上述对该产品的工艺分析，该产品的形状较小，生产量较高，为了保证生产率，通过比较，决定取用方案三，同时采用弹性卸料及顶件装置，保证工件平整，且操作比较安全，生产效率高。 （ 二 ） 、模具结构形式的确定 因制件材料适中，为保证制件平整，采取弹压卸料装置，并采用弹性挡料销定位，这样生产率高，为方便操作和取件，选用开式双柱可倾压力机，横向送料。 综合上述，由表文献 2查表 55用弹压卸料横性送料典型组合结构，倒装式复合模。 第四章 主要设计计算 （ 一 ） 、 排样方式的确定及其计算 排样方式的确定 及其计算零件外轮尺寸基本为 49 14,考虑到操作方便性 ,并为了保证制件精度 ,采用直排排样方式 ,为了增加使用效率条料采用两个交叉并排（冲完一排再掉头冲）排样如图 4 开料尺寸： T=220(步距： 可啤 146 4样 排样计算如表 4 4样计算 项目分类 项目 公式 结果 备注 排 样 冲裁件面积 9*14 548548 条料宽度B B= 文献 1表3a=距 S S=14+ =11 一块板可裁的条数710/94=7 条，余 5mm 7条，余 5 文献 1附表3 选钢板：220(采用纵裁剪切条料尺寸为：220条可冲零件的个数 1220*2/47个， =147个 材料利用率 =00=7*7147*548/(1220*710)*100%=68 =68 (二 )、 冲压力的计算 压力中心的确定及相关计算 (如 表 4表 4 压 力 冲裁力 F F =139 315=131=131 文献 1附表 1 0=315 力Fx=31=6x=6 文献 1表3 件 力T=*31=T 文献 1表3压工艺总力 F+ 57+6=144k N Z =44 172据计算总力可选用用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模 (三 )、 压力中心计算 如图 4由于该产品的形式为均匀对称的几何体，所以其压力中心在该产品的几何中心上。 (四 )、 计算凸、凹模刃口尺寸 1 落料凹模刃口，如图 4 4料 凹模刃口 落料凹模磨损后尺寸变大的为外轮廓尺寸 4 2=49 根据 文献13A=() A0得 文献 1表 冲裁的双面间隙 据落料凹模相关尺寸配作加工落料凸模 图 4孔 凸模刃口 冲孔凹模磨损后尺寸都变大，根据 文献 13尺寸分别为： A=() A0得 3=据冲孔 凹 模 相关尺寸配作加工落料凸模 （四） 、 弹簧的选择设计 个橡胶，根据经验橡胶的直径为 22度为 44模顶出橡胶为 25*45，数量为两个即可。 第 五章 模具总体设计 一 、 模架类型的选择 经过上述的计算与分析该模具采用倒装试复合模 二 、 定位方式的选择 导料板，无侧压装置，采用浮动挡料销来定距。 三 、 卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为 度适中，卸料力也比较大，故可采用打杆卸料 。 四 、 导向方式的选择 由于该模为复合模，凸凹模配合进度比较高，产品尺寸精度也比较高，故采用滑动导柱作导向。 第六章 主要零件部件的设计 （一） 工作零件的结构设计 1 落料凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。因生产批较大，产品厚度也不小，查表选用 处理到 58 62定凹模厚度 文献 1 凹模厚度的计算公式 H=5=S+(=0=2= 22=105 系数，考虑板厚的影响，其值查文献 1表 3 S 垂直于送料方向的凹模刃 壁间的最大距离； 值查文献 1表 3 由表矩形凹模标准可查得较为靠近的凹模周界尺寸： 15011035 二 ）凸模 1、 凸模长度依模具结构而定，采用弹性卸料板，则凸模长度为： L=5+25 =60(式中： 要考虑凸模进入凹模深度（ 冲孔凸模如下图 6 图 6孔凸模 2 . 落料凸模 凸模长度依模具结构而定，采用弹性卸料板，则凸模长度为 L=h2+t =25+20+15 =60(式中： 要考虑凸模进入凹模深度（ mm）t 为余量 如图 6示： ： （三） 、 定位零件的设 计 根据排样板：在卸料板上装挡料销采用浮动管位，用来准确的定距。 图 6用标准件）下面用弹簧固定，便于开合模能自由活动。 图 6料凸模 （四） 、卸料部件的设计 1 卸料板的设计 起到导料和卸料作用。卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，总的厚度为20料板采用 45钢制造，淬火硬度为 40 45图 6 图 6脱料板 2 卸料螺钉的设计 卸料板上设置 6 个卸料螺钉，公称直径为 8纹部分为 10料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后 ， 应使卸料板超出凸凹模端面 误差时通过在 螺钉与卸料板之间安装垫片来调整 （五） 、 模具的总装图 通过以上设计，可得到如图 6示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、上模座板，垫板、冲孔凸模（ 2个）、上夹板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹胶为弹性元件。下模部分由下模座、下夹板、凸凹模、卸料板等组成。冲孔废料从凸凹模孔内漏下，而条料废料则由弹压卸料板卸下。其装配图如下： 图 6装配图 （六） 冲压设备的选定 通过校核，选择开式双柱可倾压力机 满足使用要求。其主要技术参数 如下： 公称压力： 100块行程： 60程次数： 135次 /大闭合高度： 270作台尺寸（前后左右）： 240360作台孔尺寸（前后左右直径）： 90180130柄孔尺寸： 3050大倾斜角度： 30 （ 七 ） 、模具零件的加工工艺 模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。 落料凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。 凹模的加工工艺过程： 1、 备料：将毛坯锻成长方体 185 115 20 、 热处理：退火 3、 刨：刨六面，互为直角，留单边余量 、 热处理：调质 5、 磨平面：磨六面，互为直角 6、 钳工划线：划出各孔的位置线 7、 加工穿丝孔：按所划的线加工 8、 热处理：按热处理工艺，淬火回火达到 58、 磨平面：精磨上下来面 10、线切割：按图线切割，轮廓达到尺寸要求 11、钳工精修：全面达到设计要求 （八） 、模具的装配 编制装配工艺规程的步骤和主要内容如下： 1、分析模具装配图，审查装配工艺性 审核模具装配图样的正确性、完整性，分析模具结构的工艺性。（视图及投影关系 正确，尺寸标准齐全，配合关系正确。结构符合标准化规定，尽量采用标准件和 通用件。便于装配与拆卸，便于调整与维修。）审查装配技术要求是否齐全、合理。 2、划分装配组件，选择装配基准，确定装配顺序 (1)将模具划分为组件，装配时应先进行组装，然后进行总装。冷冲模组件常分为：模柄组件、凸模组件、凹模组件等。 (2)选择装配基准。选用凸模或凹模等工作零件为基准件。以导柱导套为装配基准。 (3)确定装配顺序。应考虑基准件的工作状态，根据零件之间相互依赖关系 (凸、凹模间隙是否均匀以及压力中心和漏料的位置等 )和保证装配精 度的难易程度来确定总装顺序。先装上好上模，对好摸之后再装下模。 3、确定控制凸、凹模间隙 装配时必须保证凸、凹模的间隙均匀一致。 4、确定检验与试模 （ 1）、适当选择模柄（根据压力机的不能选择）固定在模具上 （ 2）、量好该模具闭合时的高度，调好压力机的行程并把模具锁在压力机上 （ 3）、检查好压力机的各位置的情况和开关 （ 4）、开始试冲（根据模具冲出样品的情况，适当调整压力机的行程直到冲出合格的产品） 5、试模时需注意的几个问题 （ 1）、选择压力机时必须看好最大行程与最小行程且要适当选择垫脚 （ 2）、若含有冲 孔的模具在装模是必须看好废料是否能顺利漏出 （ 3）、在调压力机行程时必须多次试来适当调 冷冲压工艺卡片 广东机电职业技术学院 冷冲压工艺卡片 产品型号 零（部）件名称 共 1页 产品名称 压片 零（部）件型号 第 1 页 材料牌号及规格 材料技术要求 毛坯尺寸 每毛坯可制件数 毛坯质量 辅助材料 220* 1447 工序号 工序名称 工序内容 加工简图 设备 工艺装备 工时 0 下料 220 2500 1 冲压 冲孔 ,落料( 一次一件 ) 裁复合模 2 检验 按产品图纸检验 3 4 5 6 编制 （日期） 审核 （日期） 回签 （日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文 件号 签字 日期 冲模零件机械加工工艺过程卡 1 模具 0605班 冲模零件机械加工工艺过程卡 模具名称 压片冲压复合模 共 3 页 零件名称 凹模 第 1页 材料 名称 碳素工具钢 毛坯种类 毛坯尺寸 零件质量 件数 更改内容 牌号 材 1 序号 工序内容 加工车间 设备名称编号 工艺 装备 工时 定额 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下料： 按要求锯到尺寸要求 155*115*35 正火： 铣：粗、半精加工六个面，：磨上下平面，两个基准面到图样尺寸 划线：找中心线，各螺孔，销钉孔 加工各孔：各螺钉孔，销钉孔 上模座配钻配铰 线切割：加工凹模刃口 磨：精磨上下表面，表面粗糙度达到图样要求 去毛刺 检验：按图样检验 备料车间 锻造车间 模具车间 模具车间 模具车间 模具车间 线割理车间 模具车间 模具车间 模具车间 锯床 加热炉 铣床 磨床 立钻 线切割机 磨床 钳工台 编制 校对 审核 会签 冲模零件机械加工工艺过程卡 2 模具 0605班 冲模零件机械加工工艺过程卡 模具名称 压片冲压复合模 共 3 页 零件名称 脱料板 第 2页 材料 名称 碳素工具钢 毛坯种类 毛坯尺寸 零件质量 件数 更改内容 牌号 材 1 序号 工序内容 加工车间 设备名称编号 工艺 装备 工时 定额 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下料： 按要求锯到尺寸要求 155*115*20 正火： 铣：粗、半精加工六个面，：磨上下平面，两个基准面到图样尺寸 划线：找中心线，各螺孔，销钉孔 加工各孔：各螺钉孔，销钉孔上模座配钻配铰 热处理：淬火 5254：精磨上下表面，表面粗糙度达到图样要求 去毛刺 检验：按图样检验 备料车间 锻造车间 模具车间 模具车间 模具车间 模具车间 热处理车间 模具车间 模具车间 模具车间 锯床 加热炉 铣床 磨床 立钻 加热炉、油槽 磨床 钳工台 编制 校对 审核 会签 冲模零件机械加工工艺过程卡 3 模具 0416班 范堡清 冲模零件机械加工工艺过程卡 模具名称 压片冲压复合模 共 3 页 零件名称 凸模 第 3页 材料 名称 碳素工具钢 毛坯种类 毛坯尺寸 零件质量 件数 更改内容 牌号 材 1 序号 工序内容 加工车间 设备名称编号 工艺 装备 工时 定额 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 铣：粗、半精加工上下两面，：磨上下平面，两个基准面到图样尺寸 线割：外形 热处理：淬火 5762：精磨上下表面，表面粗糙度达到图样要求 去毛刺 检验：按图样检验 模具车间 模具车间 线割车间 模具车间 热处理车间 模具车间 模具车间 模具车间 铣床 磨床 线切割机 加热炉、油槽 磨床 钳工台 编制 校对 审核 会签 6、 现对于工艺卡 2 进行详细的说明如下 : (1)、开料，根据开料单的要求在锯床上锯出一块料 155*115*22，锯料时必须压紧料板并适当加冷却液 （ 2）、飞边，把锯出来的料用压板固定在卧式铣床上，采用合金飞刀进行飞料，调好铣床的速度，一般为 980r/s，在飞边时必须选择最好的一个边作为基准靠紧在铣床上的一条垂直于 x 轴的边上 ，并用压板压紧。以试切法进行加工，第一刀的进给量一般调在 止边的不均匀而把刀飞断）以后的进给量可以适当增大一般为 1飞其他边时必须以上次飞好的边作为基准。使其尺寸为 150*110*22 （ 3）、磨上下两面，在磨床上进行，一般采用通电磁性吸住，在磨得过程中第一刀进给量也不能太大，一般为 后每次可适当增大一辈为 其达到尺寸的要求 150*110*20 （ 4） 钳工画线，在工作台上进行划线，在划线时必须使工件靠紧垂直工作台的一边，划好线后打好中心点 （ 5）、 钻孔，根据上步所打的中心点进行钻孔，根据孔德大小不同采用不同的钻嘴，并且采用不同的转速（首先采用 5 的钻嘴钻两个导柱孔 ，然后采用 2 的钻嘴钻 6 个定位孔 E，其转速一般为