卡套的冲压模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要本设计题目为卡套的冲压模具设计，该设计是大学以来第一次独立设计一套模具，阐述了弯曲模的级进模设计过程。通过对该零件的模具设计，巩固了自己冲压模具设计的基础知识，为自己在实习期可能会运用到的知识提供了学习和运用空间，同时也为之后能够设计更复杂的模具提供经验。在此次设计中运用了冲压成型工艺及模具结构设计的基础知识，首先对工件的工艺性进行了分析，计算了弯曲件的展开长度，设计出了四种工艺方案，选择了最佳方案。然后设计出相应的排样图，对其工艺路线进行相应的工艺计算，对去相应的定位方式、卸料方式、凹模的洞口形状进行分析。接着对它的压力和弯曲力进行计算，选择出合适的压力机。最后，确定零部件的尺寸结构、装配图对它的压力和弯曲力进行计算。在设计过程中，还运用了CAD和UG画图软件进行相应的绘图设计。关键词级进模；工艺分析；工艺计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985目录前言11产品图纸211零件图212零件展开图22零件工艺性分析321材料分析322零件的形状与尺寸分析323冲压件的精度与粗糙度的分析324工艺方案的确定33弯曲件坯料长度计算531确定中性层位置532计算展开长度54排样图设计75总冲裁力和弯曲力的计算951冲裁力的计算952卸料力的计算953推件力的计算954顶件力的计算955总冲压力计算1056弯曲力的计算106压力机的确定1161确定压力中心1162公称压力的确定1163滑块行程S11买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098564滑块行程次数1165闭合高度1166工作台面尺寸1167模柄孔尺寸117模具设计方案与计算1271设计方案1272模具工作原理1273定位方式的选择1374卸料方式的选择1375凹模洞口形状设计1376刃口尺寸计算138冲模导向装置设计1681导柱设计1682导套设计1683导柱、导套的装配方式169模具的装配图1710结论18致谢19买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850前言光阴似箭，转眼我们就到了做毕业设计的阶段了。经过这近两年半的不断学习和锻炼中，我从一开始完全不懂什么是模具，再到一点点地接触，一点点的学习，我发现模具是非常神奇的东西，生活中的东西都可以用模具做出来。通过冲压、注塑、吹塑、压铸、挤压、冶炼、锻压等成型方式，都可以获得自己想要获得的东西。换而言之，模具就是在借助外力的作用下使毛坯加工成具有一定形状和尺寸的最终成型物的工具。它的作用非常强大，它广泛应用于汽车、电机、家电、电器、电子、仪表、仪器和通信等产品中，在高新技术领域也是非常具有重要性的。这份毕业设计是对我两年半以来学习程度的检验，内容设计到各个课程的知识，包括了机械图样的识读与绘制、机械制造规划、材料热表处理、塑料模具设计与制造、冲压工艺与模具设计、计算机辅助设计CAD和三维建模与结构设计。这是我们第一次设计模具，对我来说还是具有非常大的挑战性的。在这过程中我们要系统完整地设计出一套模具，经过制图、运算和编写技术文件，提高了我独立分析、解决问题和理论知识与实践相结合的能力。我们毕业设计做的方面有很多，有塑料模设计、冲压模设计、模流分析和成本核算，但是我毫不犹豫的选择了冲压模具设计。因为我觉得冲压模是最常见的模具之一，它可以采用不同的排样方式和不同的工序组合进行相互比较设计出最佳的加工方案，但是它对制图能力和空间想象力具有较高的要求。不过我相信通过我坚持不懈的努力，不断的悉心求学，经过不断地琢磨与分析，不断地去发现问题，解决问题，改善方案，最终可以完整地设计出一套满意的冲压模。在这套冲压模具中，我采用了落料、冲孔和折弯三个基本工序。因为我发现生活中有许多需要弯曲的零件，不仅仅只是冲裁，对此我想进行一次尝试。所以我史无前例地一次大量翻阅了许多参考书和文献资料。这个零件的形状和尺寸是我自己随意画的，但是它是依据一定参数进行选定的，在后面的设计过程中我也尽可能的去全方位的考虑周全。在设计时，我发现不能仅仅只是运用二维软件，更需要三维软件，这样能更直观的发现在设计中的问题。所以我也努力地去提高自己对软件的使用熟悉程度。同样在设计过程中也提高了我使用OFFICE办公软件的能力，我想这些都会对我之后的实习会有很大的帮助。在设计过程中，我要考虑很多方面，包括工作零件、定位装置、卸料装置和压力机买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851的选择，这些过程让我更全面的了解了冲压模具的设计，这将对我今后也受益匪浅。1产品图纸11零件图如果要求设计制作的冷冲压模所冲压成型的冲压件就是最后的产品，提交给模具设计的图样就应该是产品零件图。其中的内容应该包含了能够全方面准确反映出零件的结构形状的完整视图；完全的尺寸标注；准确的精度和技术要求；材料的种类和厚度。图11零件图12零件展开图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852图12零件展开图2零件工艺性分析21材料分析冲裁件材质为Q235，是碳素结构钢，力学性能好，抗拉强度375460，Q235的塑性较好，有一定的强度。适用于一般结构件和工程金属构件,具有良好的切削加工性。22零件的形状与尺寸分析1、该零件为冲裁弯曲件，为中小型零件。零件厚度为2MM，其形状简单，结构对称。2、该零件的外形没有尖角的设计，圆角符合R05T，这样更有助于模具的制造，也提高了模具的寿命。3、该零件的形状是由直线和圆弧组成的，并且没有悬臂与狭槽。4、该零件的一面有四个孔，尺寸为10MM。它的冲孔尺寸并不小，这样能够有效防止凸模折断和弯压。5、该零件孔间距B和孔边距B1的值满足B15TT,见图13有利于冲裁件的质量和模具的强度与寿命。6、该零件的直边高度不小且相等，满足了HR2T的要求。7、两边的弯曲角相等，这样能够避免弯曲时造成的滑落和偏移。图21孔间距和孔边距23冲压件的精度与粗糙度的分析该零件的材料厚度为2MM，生产批量为大批量生产，尺寸公差采用IT14级，外形尺寸较小，公差等级一般，而且没有断面粗糙度的要求，所以适用于普通冲裁。24工艺方案的确定该冲裁件包括落料、冲孔和折弯三个基本工序。可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853合冲裁和级进冲裁三种。1该零件属于大批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理。2若采用复合模，生产率较高，由于生产步骤较多，所以需要费用较高，也不太合理。3考虑到该件有90的折弯和不在同一平面的冲孔，结构对称，为提高生产效率，模具采用级进模。通常情况下，弯曲件级进模可采取侧刃或者成形侧刃的定位形式，并且采用切除废料的形式基本完成冲压件形状的冲孔和冲切，完成弯曲成形后再进行切断。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098543弯曲件坯料长度计算31确定中性层位置该零件为简单的“U”形直角弯曲，首先要先计算出该零件的毛坯尺寸，因为它是落料模设计的条件，也是决定弯曲件尺寸精度的重要依据。其实坯料的总长度就是中性层的总长度，所以要先确定中性层位置。板料在弯曲过程中，主要发生了弹性变形和塑性变形。弯曲变形区域主要集中在弯曲件的圆角部分，板料由厚变薄，此时正方形网格就变成了扇形的。在靠近圆角的地方发生了少许变形，越远的直边部分却并没有变形。弯曲件在发生弯曲变形时，中性层内移，相对弯曲半径R/T越小，板料就会越薄，中性层内移也越大。为了计算出弯曲模的坯料长度，就要确定中性层位置，它是由曲率半径表示的，RXT。其中R表示弯曲件的内弯曲半径，T表示材料厚度，X表示中性层位移系数，具体数值见表31。表31中性层位移系数X值R/T01020304050607081012X02102202302402502602803032033R/T1315225345678X03403603803904004204404604805根据该零件内弯曲半径为4MM，材料厚度为2MM，由R/T3/215查表得X036，所以RXT3036237232计算展开长度弯曲件的展开长度等于直边长度总和加圆弧长度总和。直边长度未发生弯曲变形，所以长度未发生变化。而圆弧长度会因为材料的变形和中性层的位移发生变化。由于R/T1505,可以依据中性层展开长度计算公式LL1L2L3/180L1L2L3/180RXT代入相应值，L表示坯料展开总长度，L表示直边长度，表示弯曲中心角度。见图31买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855图31R/T05的弯曲件L304040/23722126691218MM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098564排样图设计级进模设计的关键就是排样图的设计，它充分表现出冲压件在加工的过程中的工位的安排、定位形式、材料的利用和工件相互之间的关系，排样图能够快速直接地反映出模具的基本结构形式。图41排样图表41最小搭边值查阅冲压模设计与制造第73页，即表41最小搭边值。因为材料的厚度为2MM，所以工件间的最小搭边值A12MM，侧边最小搭边值A22MM。在该排样图中，我选用的工件间的搭边值取A15MM，侧边搭边值取A5MM，所以选择合理。料宽B0DMAX2AC01218252510142007，其中买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857DMA指的是条料宽度方向冲件的最大尺寸，A指的是侧搭边值；指的是条料宽度的单向偏差，可根据冲压模具设计与制造第75页，即表13条料宽度偏差。因为该排样图中一个零件长度为50MM，再加上合理的搭边值5MM，步距S50555。一个步距之间的材料利用率1218502101031426631427810067因为利用率为67，所以合理买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098585总冲裁力和弯曲力的计算总的冲裁力由冲裁力、卸料力、推件力和顶件力等组成。计算冲裁力的目的是为了合理地选用压力机和设计模具。压力机的公称压力必须大于所计算的总的冲裁力，以适应冲裁的要求。51冲裁力的计算根据冲裁力公式P冲KLTB，系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取K13，T为材料厚度，B是指材料抗剪强度，Q235的抗剪强度为385MPA，冲裁周边长度周长之和为L12185023436MM代入公式得P冲KLTB13343623853439436N3439KN52卸料力的计算根据卸料力公式P卸K卸F冲，K卸表示卸料力系数，查表51，可取004，代入公式得P卸K卸F冲0043439KN138KN表51卸料力、推件力和顶件力系数表料厚T/MMKXKTKD01006500750101401050045005506300805250040050550062565003004045005钢65002003025003铝、铝合金0025008003007纯铜、黄铜00200600300953推件力的计算根据推件力公式P推K推F冲，K推表示卸料力系数，查表51，可取006，代入公式得P推K推F冲0553439KN1891KN买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985954顶件力的计算根据推件力公式P顶K顶F冲，K顶表示卸料力系数，查表51，可取006，代入公式得P顶K顶F冲0063439KN206KN55总冲压力计算P0P冲P卸P推P顶343913818912065674KN56弯曲力的计算弯曲力是指要把工件弯曲成设计的形状时压力机所需要施加的力，弯曲力的影响因素有板料厚度、板料材质、弯曲参数、弯曲方式和凸、凹模间隙有关。它是计划加工材料弯曲的工艺和选择设备型号的重要参考依据，所以要进行相应的计算。根据U形件弯曲力公式F自，其中F自表示自由弯曲力（N）；K表示安TR70B2K全系数，一般K取13；B表示弯曲件宽度（MM）；T表示弯曲材料的厚度（MM）；R表示弯曲件的内圆角半径（MM）；表示弯曲材料的抗拉强度（MPA）。BF自（07135022385）/3214014N14KN结论冲压力远远大于弯曲力，因此可以忽略。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985106压力机的确定61确定压力中心由于工件为对称零件，工件的中心就是压力中心62公称压力的确定压力机的公称压力可初选为P0630KN,型号为J2363的普通开式双柱可倾式压力机。63滑块行程SJ2363型号压力机的滑块行程为100MM，远远满足冲裁件的冲压行程。64滑块行程次数J2363型号压力机的行程次数为65次/MIN，基本满足批量弯曲件的生产效率要求。65闭合高度在设计模具时必须要考虑到模具安装在压力机上时的轮廓尺寸。模具的闭合高度H表示模具在最低工作位置时，上下模座之间的高度。J2363型号压力机的最大闭合高度为315MM，封闭高度调节量为65MM，所以最小闭合高度为265MM，最大闭合高度为240。满足公式HMIN10MMHHMAX5MM即260260310。因为该模具的闭合高度没有使HHMAX，所以这压力机能用。在这套模具中，还可以再加垫板，或者增加某些零件的高度。66工作台面尺寸J2363型号压力机的工作台面尺寸（前后左右）为460MM710MM，符合这套模具的下模座尺寸。67模柄孔尺寸设计时模具的模柄尺寸要与模柄孔尺寸匹配,模柄孔尺寸为5070MM。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985117模具设计方案与计算71设计方案根据上面的分析，本零件的冲压模具采用级进模的设计方案。主要设计方案需要有三个步骤，冲孔45折弯90折弯。根据制件的工艺分析，其基本工序有冲孔、弯曲、落料三道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案1落料弯曲冲孔；不可行；2落料冲孔弯曲；单工序模冲压，需要两副模具。3冲孔落料弯曲；单工序模冲压，需要两副模具。4冲孔弯曲落料；连续模冲压。方案（1）侧孔无法冲压，所以不可行；方案（2）、（3）优点在于精度较高，属于单工序模冲裁，单工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件需要批量生产，成本较高，速度慢，故不宜采用。方案（4）制造精度和生产效率均可以满足要求，且方案（4）只需要一套模具，提高了生产率，有利于实现生产的自动化，模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，但是模具使用寿命长，有利于大批量生产。通过对上述四种方案的综合比较，选用方案（4）为该工件的冲压生产方案。综合上面所述，本模具采用冲孔折弯级进模。具体步骤走侧刃冲孔成型缺口空位45折弯空位90折弯断料。72模具工作原理1走侧刃，当送料机将条料送进后，第一步由侧刃进行切边；2冲孔，由冲孔凸模与凹模配合，对板料冲孔，成型内部尺寸；3成型缺口，继续进料，侧边刃口成型外形尺寸；4走空位后，45折弯，直接90折弯也可以，在材料硬度较大时，为防止回弹、折断、折裂，故先折弯45；5走空位后，90折弯，成型零件；6断料，将成型好的零件从条料板上切下。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851273定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板。控制条料的送进步距采用定位销。74卸料方式的选择因为工件料厚为3M，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性卸料装置，采用模具的卸料板卸料，由橡胶垫提供卸料力。75凹模洞口形状设计直壁式的孔壁垂直于顶面，刃口尺寸不随修磨刃口增大。故冲件精度较高，刃口强度较高，刃口强度也较好。直壁式刃口冲裁时磨损大，洞口磨损后会形成倒锥形，因此修磨的刃磨量大，总寿命低。图71凹模示意图76刃口尺寸计算图72凸模1刃口示意图表71凸模1刃口尺寸计算制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数刃口尺寸公差/4凸模刃口尺寸计算60300030变小05008B60750300/46230008凹模与凸模相互配合，最小间隙为005买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513图73凸模2刃口示意图表72凸模2刃口尺寸计算制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数刃口尺寸公差/4凸模刃口尺寸计算100360036变小075009B100750360/410270009凹模与凸模相互配合，最小间隙为005图74凸模3刃口示意图表73凸模3刃口尺寸计算制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数刃口尺寸公差/4凸模刃口尺寸计算240520052变小05013B24050620/424260013凹模与凸模相互配合，最小间隙为00550300030变小075008B5075030/45230008凹模与凸模相互配合，最小间隙为005图75凸模4刃口示意图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514表74凸模4刃口尺寸计算制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数刃口尺寸公差/4凸模刃口尺寸计算550740074变小05019B55050740/455370019凹模与凸模相互配合，最小间隙为005510300030变小075008B51075030/45330008凹模与凸模相互配合，最小间隙为005图76凸模5刃口示意图表75凸模5刃口尺寸计算制件尺寸制件公差刃口磨损凸模尺寸变化刃口磨损系数刃口尺寸公差/4凸模刃口尺寸计算550740074变小05019B55050740/455370019凹模与凸模相互配合，最小间隙为00550300030变小075008B5075030/45230008凹模与凸模相互配合，最小间隙为00550300030变小075008B5075030/45230008凹模与凸模相互配合，最小间隙为0054890620062不变05016C307/8307008凹模与凸模相互配合，最小间隙为005250520052不变05009C8/88009凹模与凸模相互配合，最小间隙为005买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985158冲模导向装置设计81导柱设计导向装置是用来减少冲床对模具精度的不良影响，进一步提高模具精度和冲压件精度，减少了模具的调整时间，提高了模具的使用寿命。最常用的导向装置有导板导向结构形式和导柱导套式。图81导套在该套模具中，采用光滑圆柱导向装置，选用的是B型导柱，选择的材料为20CR,渗碳深度为0812MM，硬度为5862HRC。模架的闭合高度为260MM,导柱的长度为245MM，压入部分长度为120MM。在冲模在最低位置时,导柱的上端面与上模座顶面的距离为10MM，符合1015MM的要求下模座底面与导柱底面的距离为5MM，也符合不小于5MM的要求。82导套设计图82导套在该套模具中，选用的是A型导套，选择的材料为20CR,渗碳深度为0812MM，硬度为5862HRC。工作部分直径D为58MM，压入部分直径为55MM。83导柱、导套的装配方式该套模具导柱导套采用的装配方式是最常见的装配方式，它是将导柱装在下模座，导套则装在上模座上，分别采用了过盈配合H7/R6。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985169模具的装配图1下模座2凹模3导料板4卸料板5导柱6卸料弹簧7凸模固定板8垫板9导套10上模座11模柄12、22螺钉13卸料螺钉14切断凸模15、17弯曲凸模16销钉18、20、21冲孔凸模19导正销模具装配示意图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851710结论在大学的最后阶段，我们要对两年半来所学的知识做一个汇总总结，用所学习到的知识系统地做一套模具。通过这次的毕业设计让我第一次那么全面考虑设计模具的很多细节和步骤，从一开始感觉任务很沉重，到一点一点地将它完善。它让我对模具设计与制造有了更深刻的认识，让我回顾这三年所学习的点点滴滴，学的好的不好的都可能会涉及到，学的好的方面可以加以复习和