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!【包含文件如下】【冲压课程设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
冲压模具设计 封面和任务书.doc
凸模固定板.dwg
凸模固定板机械加工工序卡.doc
凸模固定板机械加工工艺卡.doc
凹模机械加工工序卡.doc
凹模机械加工工艺卡.doc
凹模板.dwg
卸料板.dwg
目录.doc
装配图.dwg
说明书版本1.doc
说明书版本2.doc
目 录
1 绪论 1
1.1 冷冲压模具在工业生产的地位 1
1.2 冷冲压模具的历史发展与现状 1
1.3 冷冲压模具的分类 2
1.3.1按冲压工艺进行分类 2
1.3.2按工序组合程度进行分类 2
1.3.3按上下模的导向方式分类 3
1.3.4按导料或定位形式分类 3
2 冲孔落料复合模 3
2.1工艺分析 3
2.1.1材料分析 3
2.1.2结构分析 3
2.1.3 精度分析 3
2.2 工艺方案的确定 3
2.3必要的工艺计算 4
2.3.1凸凹模尺寸计算 4
2.3.2排样计算 5
2.3.3压力中心计算 6
2.3.4材料利用率 6
2.4 计算冲裁力和初选压力机 6
2.4.1冲裁力的计算 6
2.4.1初选压力机 7
2.5 模具的总体设计 8
2.5.1 模具类型的选择 8
2.5.2定位方式的选择 8
2.5.3送料方式的选择 8
2.5.4 导向方式 8
2.5.5 卸料方式 8
2.6 模具零部件设计 8
2.6.1凹模设计 8
2.6.2凸模设计 9
2.6.2凸凹模设计 10
2.6.3定位零件设计 11
2.6.4卸料与推件装置 11
2.6.5模架及其它零件的设计 12
模柄的设计 12
固定板的设计 13
2. 6.5.3垫板的设计 13
2. 6.5.4螺钉与销钉的设计 13
2. 6.5.5卸料板的设计 13
2. 6.5.6模架的选用 13
2. 6.5.7模座的确定 13
2.7 压力机的校核 14
2.7.1公称压力 14
2.7.2滑块行程 14
2.7.3行程次数 14
2.7.4工作台面的尺寸 14
2.7.5滑块模柄孔尺寸 14
2.7.6闭合高度 14
2.8 模具总装图 15
3 总 结 16
致 谢 17
参考文献 17
2.1 .1材料分析?
???零件的材料为Q235普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。
?2.1.2 结构分析?
???该零件属于较典型冲裁件，零件结构简单，孔边距在凸凹模所允许的最小壁厚范围内（见参考文献冲压书p43）孔的最小尺寸为8mm，满足冲裁最小孔径dmin≥1.0t=2mm的要求。所以，可以采用复合冲裁工序。
?2.1.3 精度分析
零件上的尺寸均未标注尺寸偏差，根据冲压教材p43取IT=14
2.2 工艺方案的确定
该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案：
方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；
方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产；
- 内容简介：
-
冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 1 目录 一、 绪论 2 具行业的发展现状及市场前景 3 压工艺介绍 3 压工艺的种类 3 二、对冲压件的工艺性分析 4 三、 冲压工艺方案的确定 6 定冲压工艺的程序 6 定工艺方案 7 四、主要的设计计算 7 样设计 8 算凸、凹模刃口的尺寸 9 裁力的计算 10 力中心的计算 11 料橡胶的设计计算 11 五、主要零部件设计 12 具类型的选择 12 位方式的选择 12 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 2 料、出件方式的选择 13 向方式的选择 13 料的卸出方式 13 料方式的选择 13 料方式 13 架的选择 13 六、模具的总体设计 13 作零件的设计 13 料凹模 14 凹模 15 孔凸模 15 位零件的设计 15 件装置的设计 16 料部分的设计 16 七、 冲压设备 的选择 16 八、绘制模具总装图 17 九、设计小结 18 致谢 19 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 3 参考文献 19 一、 绪论 具行业的发展现状及市场前景 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，市场需求维持在 600 亿至 650 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 13%的年增长率（据不完全统计， 2004 年国内模具进口总值达到 600 多亿，同时，有近 200 个亿的出口），到 2005 年模具产值预计为 600 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2005 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，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。 2003年我国汽车产销量均突破 400万辆， 预计 2004 年产销量各突破 500 万辆，轿车产量将达 到 260 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的20%之多。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。 1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。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%。 压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件 (冲 压件 )的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工 (或称压力加工 )，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有 60 70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件度可达微米级， 且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 4 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。 压工艺的种类 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定 轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验 材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了 厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。 二、 对冲压件的工艺性分析 题目 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 5 冲孔、落料复合模 零件 工件名称：垫片 生产批量：大批量 材料： 度： 件图：如图所示 任务内容 工艺设 计 a、工艺审查与工艺分析 b、工艺计算： 毛胚计算 工序件计算或排样图 c、工艺方案的确定 工序的确定 基准和定位方式的选择 模具设计 a、总图 b、零件图 冲裁件的工艺性 冲裁件的艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性对冲裁件质量、材料利用率、生产率、模具制造及使用寿命等都有很在影响响。因此，在设计中应尽可能堤高其工艺 性。冲裁件主要包括以下几个方面。 冲裁件的形状和尺寸 冲裁件形状应尽可能设计成简单、对称，使排样时废料最少值见表。 冲裁件的外形和内孔应尽量避免尖锐的角，在各直线或曲线连接处，除少，冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 6 无废料排样或采用镶拼模结构外，都应有适当的圆角相连，其半径 R 的最小值。 冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小，其合理数值可参考表。 冲孔时，孔径不宜过小，其最小孔径与孔的形状、材料的力学性能、材料的厚度等有关 冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不应过小，其许可值图所示，当孔边缘与制件外形边缘不平行时应不小于 t，平行时应小于 端头圆弧尺寸的腰鼓形冲压件，如若采用两侧无废料 排样， R =2b 时，当条料出现正偏差就会使两端产生台阶，如图 2b）所示，因而最好取R 2b 。 在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件直壁之间保持一定的距离，若距离太小，冲孔时会使凸模受水平推力而折断。 1、 零件的材料为 通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲 裁。 2、 结构 该零件属于较典型冲裁件，形状简单对称。孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚，故可以考虑复合冲压工序 3、 精度 冲裁件内外形所能达到的经济精度为 中心与边缘距离尺寸公差为 +以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。 该工件未标出冲裁件的拐角处圆角，可得到工件最小圆角半径 R为 工件没有明确要求，为使模具整体设计简单，本工件取 R=3 4、 结论 可以冲裁 三、 冲压工艺方案的确定 定冲压工艺的程序 制定冲压工艺的原始资料制定冲压工艺的原始资料制定冲压工艺的原始资料 冲压工艺规程的制定应在收集、调查研究并掌握有关设计的原始资料基础上进行，冲压工艺的原始资料主要包括以下内容： 冲压件的产品冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 7 图及技术要求 产品图是制定冲压工艺规程的主要依据。产品图应表达完整，尺寸标注合理，符合国家制图标准。技术条件应明确、合理。由产品图可对冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及装配关系、使用性能等有 全面的了解。以便制定工艺方案，选择模具类型和确定模具精度。当产品只有样机而无图样时，应对样机测绘后绘制图样，作为分析与设计的依据。 产品原材料的尺寸规格、性能及供应情况 原材料的尺寸规格是指坯料形式和下料方式，冲压材料的力学性能、工艺性能及供应状况对确定冲压 件变形程度与工序数目、冲压力计算等有着重要的影响。 产品的生产批量及定型程度 产品的生产批量及定型程度，是制定冲压工艺规程中必须考虑的重要内容。它直接影响到加工方法的确定和模具类型的选择。 冲压设备条件 工厂现有冲压设备状况，不但是模具设计时选择设备的 依据，而且对工艺方案的制定有直接影响。冲压设备的类型、规格、先进与否是确定工序组合程度、选择各工序压力机型号、确定模具类型的主要依据。 模具制造条件及技术水平 工厂现有的模具制造条件及技术水平，对模具工艺及模具设计都有直接的影响。它决定了工厂的制模能力，从而影响工序组合程度、模具结构及加工精度的确定。 其它技术资料 主要包括与冲压有关的各种手册（冲压手册、冲模设计手册、机械设计手册、材料手册）图册、技术标准（国家标准、部颁标准及企业标准）等有关的技术参考资料。制定冲压工艺规程时利用这些资料，将有助于设计者分 析计算和确定材料及精度等，简化设计过程，缩短设计周期，提高生产效率 . 冲压件的分析 它包括两方面：冲压件的经济性分析；冲压件的工艺性分析。 冲压件的经济性分析 根据产品图或样机，了解冲压件的使用要求及功用，根据冲压件的结构形状特点、尺寸大小、精度要求、生产批量及原材料性能，分析材料的利用情况；是否简化模具设计与制造；产量与冲压加工特点是否适应；采用冲压加工是否经济。 冲压件的工艺性分析 根据产品图或样机，对冲压件的形状、尺寸、精度要求、材料性能进行分析，判断是否符合冲压工艺要求；裁定该冲压件加工的难易程 度；确定是否需要采取特殊的工艺措施 定工艺方案 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案 : 方案 :先落料、再冲孔。采用单工序模生产。 方案 :落料 冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案 :冲孔 落料级进冲压。采用级进模生产 方案模具结构简单，但需要两道工序、两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。方案只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 8 案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用放案为佳。 四、主要的设计计算 样设计 设计复合模时，首先要设计条料排样图。由于该零件结构简单，为方形，所以选择排样方式为直排，采用直排的排样方案可以提高材料的利用率，减少废料。 查表取得搭边值为 算条料宽度： B=（ 20+2 3局： S=（ 20+料利用率的计算： 根据一般的市 场供应情况，原材料选用 9002000冷轧薄钢板，每块可剪成 301000 规格条料 60 条，材料剪切率可达 计算冲压件毛抷的面积 :A=(20 20)00m 一个布局的材料利用率 % 0 02 1 01%1 0 0n样图，如图所示： 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 9 算凸、凹模刃口的尺寸 a 查表得间隙 Z Z 孔 、凹模刃口尺寸计算，查表得凸、凹模制造公差 : t= a=核： Z 32= t+ a=足 Z t+ a 的条件 查表得： 的磨损系数 X=式： d 凸 =（ d 0- t =（ 8+ 凹 =（ d 凸 +Z + =（ 8+mm b 外形冲裁件结构形状简单，根据下列判别式选择刃口制造方法： t+ aZ ，用配做法制造模具刃口； t+ a Z ，用分别制造法制造模具刃口。 查表得 Z Z t= a= t+ a=Z 32以用分别制造法制造模具刃口。 有关外形落料尺寸： 20 20 )x( m a x 0 A =（ 20+ 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 10 )( m =( )x( m a x 0 A =(20+( m =(裁力的计算。 落料力： F 落 =b=80 300=46800=80 b=300孔力： F 冲 =b=2 300=2 4 b=300孔时的推荐力推K： =h=6 N= 查表得，取 K 推 =以 ：推K=F=冲裁力为： 总F=落F+冲F+推F+卸F=了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大 30%左冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 11 右，即 F 总 =力中心的计算 由于零件为对称冲裁件的压力中心，位于冲裁件轮廓图形的几何中心 . 料橡胶的设计计算 采用 氨酯弹性体 项目 公式 结果 备注 卸料板工作行程 1h +t+ 2h 1h 为凹凸模凹进卸 料 板 的 高 度1h 为凹凸模冲裁后进入凹模深度1 胶 工 作 行 程 修h 9h 为 凹 凸 模 修磨量，取 5个橡胶承受的载荷 1F 1F = 4卸F 用 4 个圆筒形橡胶 拟选橡胶 查参考文献 表 表 据 1F 初选 胶 橡 胶 预 压 缩 量预H 预H =10% 自由H 4般取 预H =（ 10% 15% ）自由H 校核橡胶自由 高 由H =14 合适 橡 胶 压 缩 量冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 12 度 自由H 预H =13由H 橡胶的安装高度安H 安H = 自由H - 预H 36五、模具总体设计 具类型的选择 在工艺性分析的基础上，根据产品零件图和生产批量的要求，初步拟订出备料、冲压工序和必要的辅助工序 (如去毛刺、清理、表面处理、酸洗、热处理等 )的先后顺序。有些零件还需配合一些非冲压工序 (如切削加工、焊接、铆接等 )，才能完成其全部制作加工过程。确定毛料形状、尺寸和下料方式根据产品零件图，计算和确定毛料尺寸和形状，拟订既能保证产品质量、又能节省材料的最佳排样方案，然后确定合适的下料方式。通过对该零件的结构、形状及 精度的分析，并结合零件的生产批量，该零件采用单工序落料模就可完成冲压加工。 由冲压工艺性分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。 位方式的选择 定位方式的分类： 1、 定位板和 定位销 ； 2、挡料销 3、 导正销 4、导料板 5、侧刃 该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销无测压装置。控制条料的送进步距采用活动挡料销来定距。 料、出件方式的选择 倒装式复合模，采用弹性卸料，刚性出件。 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 13 向方式的选择 为方便安装调整，同时为送料的方便，故采用中间导柱模架 。 料的卸出方式 可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件落在落料凹模孔洞中，应在凹模孔设置推件块，卡于凸凹模上的卸料可由卸料板推出； 冲孔废料在上模座中开设打杆，由打杆从孔洞中打下来，由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应具有压料的作用，应选择弹性卸料板来写下条料废料。 料方式的选择 因为是大批量生产，采用手动送料方式，从前向后送进 料方式 因为制件采用的是倒装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可 架的选择 为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于零件尺寸导向零件较小，且精度要求不是太高，所以易用中间导柱模架。最大合模 高度：150小合模高度 130模座厚度 25模做厚度 30 上模座： 200255模座： 200250柱： 5020 导套： 5028柄： 4075板厚度 1008015料板厚度： 100808模固定板厚度：1008015、模具主要零部件的结构设计 作零件的设计 料凹模 凹模的厚度： H= 15 =20=6考文献表 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 14 凹模的壁厚： C=（ 2） H（ 30 40 凹模宽度： B=b+2c=20+2 40=100模长度： L=80参考文献表 准 得） 凹模厚度：由上计算厚度 6凹模版做成薄板形式并加空心垫板后厚度取 15 得凹模轮廓： 80 60 15图所示： 凸模 冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 15 高度： L=41凸模固定板厚度（查参考文献初选 160 160 20弹性卸料板厚度（初选 80 60 8增加高度（冲压时橡胶高 17凸模高过卸料板30 孔凸模 结合工 件外形考虑加工，将凸模设计成直通式凸模，与凸模固定板按 H7/合。 其总长度： L=30模厚度、空心垫板厚度（查参考文献初选 80 60 15凸模固定板厚（查参考文献表初选 80 80 15经查圆柱头直杆圆凸模标准，采用： 50 5825凸模。 位零件的设计 挡料销： 因模具采 用橡胶弹性卸料，且卸料橡胶安装高度 17高。为方便挡料，采用橡胶弹顶挡料销装置。查参考文献得挡料销高出卸料板 3料板厚 8取挡料销 H=12料销与卸料板采用 H9/隙配合。 导料销： 使用两个导料销，采用橡胶弹顶导料装置。查参考文献 表 导料销高出卸料板 6 8料板厚 8取导料销 H=12料销与卸料板采用 H9/隙配合 件装置的设计： 采用刚性出件，由推杆直接推动推件块，将凹模内的工件推出。根据推杆连接的各 板高度，和模柄孔径查参考文献取带肩推杆： A 12B/T 件块的周界尺寸和零件的周界尺寸相同，考虑凹模厚度、空心垫板厚度、及推杆安装、凹模修模量等因素，取高度 16 料部分的设计： 卸料板：由活动挡料销和导料销安装高度：选用卸料板轮廓100 80 18料螺钉：标准取 料钉尾部有足够的形成空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凹凸模端面 1误差时通过在冲压模具设计与制造实训说明书 共 19 页 第 页 16 螺钉与卸料板之间安装垫片来调节。 、 冲压设备的选择 根据总冲压力 总F =具闭合高度 140床工作台面的尺寸，选用 主要设计参数如下： 公称压力； 63块行程： 35大装模高度： 150作台尺寸（前后 左右） :480 710柄孔尺寸 ; 3055大倾斜角度 45 机床工作台孔尺寸 (直径 前后 左右 )： 250 200 310 因下模座外形尺寸（前后 左右）： 118 186 小于机床工 作台孔的尺寸 故需加垫板：材料 45 见如右图的零件图。 冲压模具设计与制造
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