连接垫片的冲压模具设计【级进】【有工艺卡】【优秀机械毕业设计论文A4067】
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垫片
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模具设计
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工艺
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
a4067
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-
文档包括:
说明书一份,31页,9600字左右.
任务书一份.
图纸共8张:
A0-装配图.dwg
A2-上模座.dwg
A2-下模座.dwg
A3-落料凹模.dwg
A3-落料凸模.dwg
A3-卸料板.dwg
A4-冲孔凸模.dwg
A4-导套.dwg
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）开题报告 题目 连接垫片冲压模具设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 连接垫片冲压模具设计 学 生 姓 名 导 教 师 表 日 期 2012 年 09 月 29 日 一、选题的依据及意义 ： 设计的主要目的是：通过对产品的分析设计适合的模具，利用安装在压力机上 的冲模对金属板材进行塑性变形加工以得到符合设计要求和使用要求的产品零件；检验对所学相关课程理论、技能的理解程度；培养理论联系实际的良好作风。 设计的主要意义是：通过此次设计了解设计冲压模的一般程序，了解相关的理论知识并加以应用和巩固；熟练的运用有关技术资料，如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册及其他有关规范等；初步的掌握设计冷冲压模具的能力，为将来的工作打下初步的基础。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 随着制造行业的发展，材料加工方法也随着发展，其中冷冲压加 工方法在制造行业得到了广泛的发展，特别在汽车制造行业。随着冷冲压加工方法的应用，许多汽车零件的外形和精度得到了改善。侧减震片的加工方法也得到了发展，最后由冷冲压加工而成。最近的几年里，冷冲压加工方法得到了广泛的发展。 冷冲压（ 建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种加工方法。 在冷加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 。冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。 随着国民经济的高速发展 、 冲压技术的发展和新型模具材料的不断研究开发， 市场对模具的需求量不断增长 ， 模具的结构也发生了一定的变化，对模具的制造，装配等都有了很大的影响。 近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展 。 模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备 ,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点 ,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。中国模具的“珠江三角 洲、长江三角洲和以成都 /重庆为代表的西部模具”三足鼎立局面已经基本形成，然而与国际先进水平相比 ,中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面 ,模具寿命也只有国际先进水平的 50%左右 ,大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具 ,每年都需要花费大量资金进口。 一、经过几十年的发展 ,我国的冲压模具行业获得了飞速发展 ,具体体现在： (1)辅助设计 /加工 /工程技术得到广泛使用 ,模具总量名列世界第三位。 (2)大型模具企业拥有高速数控加工 /加工中心 /数控机床等先进的加工工艺与装备 ,可以开展T 或模具逆向工程工作 ,硬件装备已经站在了与世界基本同步的水平线上。 (3)在冲模的表面精整加工技术方面 ,开展了积极探索、积累了一些经验。 （ 4）以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模具 ,采用 件进行三维设计和模拟 ,减少试模时间和缩短周期。借助高速、精密的加工设备加工生产 ,获得良好的尺寸精度和表面粗糙度 ,用新型的研磨或抛光方法代替传统的手工研磨抛光 ,提高模具质量 1。这些都代表了冲压模具发展的趋势。 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 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 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 件等在国内模具行业拥有不少的用户。 二、 国际模具制造业的技术特点 如下： （ 1）产品专业化车身模具企业向专业化发展，如德国大众公司模具厂、奥迪公司模具厂、司，意大利 司，美国 本丰田公司模具厂、荻原公司、富士公司，韩国现代汽车模具中心等。有的专业制造整体侧围模 具，有的专业生产四门模具，有的专门生产地板及结构件模具。模具向多工位自动化以及级进模方向发展。 （ 2）制造数字化三维实体设计广泛应用于模具制造中，二维 转为三维 后可直接用于有限元分析和数控编程，百分之百采用 析。模具设计采用 3D 参数化设计。实现了不等厚板成形模具设计，将同模模具推向生产。模具数控加工技术包括实型铸造技术、精细化编程、高速加工技 术、型面数控强化和修补技术 2。 三、 冲压模具制造技术发展趋势 ： （ 1）制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层 钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。 （ 2）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。其中精密冲裁技术得到了较快发展， 精密冲裁是一种先进制造技术，可取代某些零件的切削加工，具有优质、高效、低耗、应用 广的特点。以齿圈压板精冲而论，在普通液压机 上进行精冲，工艺装备简单而工件精密 3。 它以金属板 材为原料，采用少无切削的塑性加工方法，一次成形即可得到尺寸精度高、剪切面粗糙度低的零件，采用精冲技术生产的零件称为精冲、件 4。 (3) 随着计算机图形技术的发展成熟，近年来 在 冲压成形领域兴起了计算机辅助设计 (计算机辅助 工程 (计算机辅助制造 (术。该技术的出现 对传统冲压技术的变革产生了重要的影响。尤其是板料成形数值模拟技术的出现，使板料冲压成形技术彻底摆脱了“经验”和“定性”的水平，进入了“科学”和“定量”的发展阶段。采用这一技术进行板材冲压成形工艺过程的模拟，可以预知冲压成形过程中金属的流动、应力应变及厚度场的分布、模具 受 力及皱曲、破裂、冲击线等可能的缺陷及失效形式。这为优化工艺参数和模具结构提供了极为有效的工具，在减少甚至取消试模过程，缩短产品开发周期，降低产品开发成本方面发挥着越来越重要的作用，已逐渐成为指导模具设计和优化的重要手段 5。 (4)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、集成化方向发展。 (5)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。 (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 。 四、 冲压在机械制造中的地位及特点 ： 冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产 60% 70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分 经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 冲压件的重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件 6。 冲压生产的工艺和设备正在不断发展，除传统的使用压力机和钢制模具制造冲压件外，液压成形以及旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形等各种特种冲压成形工艺亦迅速发展，把冲压的 技术水平提高到了一个新的高度。特种冲压成形工艺尤其适合多品种的中小批量（甚至是数十件）零件的生产。对于普通冲压工艺，可采用简易模具、低熔点合金模具、成组模具和冲压柔性制造系统等，组织多品种的中小批量零件的冲压加工。 总之，冲压模具具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。 三、研究内容及实验方案： 研究内容 ： 1 了解模具的工作过程； 2 懂得利用工 具手册查找模具的标准； 3 自主设计中页板卷圆成型模具； 4 拟写设计说明明书； 采用的设计方案及技术路线有： 1、根据图纸对“连接垫片 ”进行工艺分析； 2、对零件材料进行冲压 性能分析并确定毛坯形状，尺寸和下料方式； 3、审查制件是否符合冲压结构工艺性以及冲压的经济性； 4、拟定工艺方案，在分析工艺性的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，然后确定冲压加工工艺方案； 5、根据零件在生产中的具体要求合理地确定冲裁间隙； 6、冲压工艺计算及设计：（ 1）排样及材料利用率的计算，选择合理的排样方式，决定出搭边值，并确定出条 料的宽度，并力求取得最佳的材料利用率；（ 2）冲压力，冲压中心计算及冲压设备初步选择； 7、分析冲压工序所的冲压件的冲压成形的工艺性能并在此基础上制定冲压成形工艺方案； 8、进行主要参数计算：（ 1）毛坯尺寸计算；（ 2）压力中心计算； 9、绘制 模 具 装配图； 10、绘制 模 具 零件图 11、编写技术文件及说明书。 四、目标、主要特色及工作进度 工作内容及完成时间： 1. 查阅相关资料，外文资料翻译（ 6000 字符以上） ，撰写开题报告 。 第 1 周 第 2 周 2. 绘制 连接垫片 冲件图，分析 冲件 成形工艺及坯料展开 第 3 周 第 6 周 3. 编制 连接垫片 冲压成形工艺规程； 第 7 周 第 8 周 4. 绘制 连接垫片 模 具 总装图及零件图； 第 9 周 第 13 周 5. 撰写毕业设计说明书（论文） 第 14 周 第 16 周 6. 毕业设计审查，毕业答辩。 第 17 周 模具的设计中可能存在的问题： 1、冲压模的间隙选择不当，进而影响冲裁件断面质量，冲裁件尺寸精度，冲裁力，卸料力，推料力，顶料力，模具的寿命； 2、模 具压力中心确定不当，模具在工作中产生偏弯距，使冲模发生歪斜，从而会加速模具磨损，影响模具的寿命； 3、冲裁件的质量及影响因素； 4、排样方式选择不当，影响材料利用率； 5、冲裁尺寸的计算和确定的误差分析； 6、模边值确定不当，进而影响制件的合格性； 五、参考文献 1、 刘胜国 ， 我国冲压模具技术的现状与发展 ， 黄石理工学院机电工程学院 ，黄石理工学院学报， 2007 年 1 期； 2、 朱伟成 ， 冲压技术发展趋势 ， 中国第一汽车集团公司 ，汽车工艺与材料， 2007年 1期； 3、 冲模设计手册编写组 设计手册 模设计手册， 1995 4、 陈为国 . 铰链卷圆成形工艺及模具设计 5、 王新华，袁联富编 北京：机械工业出版社， 2003 6、 罗益旋 银声音像出版社， 2004 7、 2875冷冲模国家标准 XXXX 学院毕业设计(论文) 1目目 录录摘 要 .3第 1 章 连接垫片冲压件的工艺分析 .4第 2 章 连接垫片冲压工艺方案的确定 .6第 3 章 主要的设计与计算 .73.1 排样方式的确定及其计算 .93.2 冲压力的计算 .103.3 压力中心的确定及相关计算 .123.4 工作零件刃口尺寸计算 .113.5 推件弹簧的设计 .15第 4 章 模具的总体设计.144.1 定位方式的选择 .144.2 卸料、出件方式的选择 .144.3 导向方式的选择 .14第 5 章 主要零部件的设计.154.1 工作零件的结构设计 .154.2 定位零件的设计 .154.3 导板、卸料部件的设计 .174.4 模架及其它零部件的设计 .17第 6 章 模具的总装图 .21 XXXX 学院毕业设计(论文) 2第 7 章 模具零件加工工艺 .22第 8 章 模具的装配设计 .26结 论 .29参考文献 .30致 谢 .31 XXXX 学院毕业设计(论文) 3摘要摘要级进模也叫连续模，连续模在标准术语已经取消由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模 具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。随着科学技术的迅猛发展，各种产品的更新换代越来越快，而模具的更新换代也越来越快。模具的设计在工业高速发展的现代社会，级进模的也应用得越来越广泛了，尤其是适用于高速高效的自动化生产过程中。因此我们模具专业的学生在学完金属材料学、机械制造基础、模具设计与制造等基本知识，以及掌握CAD、Pro/e、UG 等有关软件后，要做到对软件的灵活运用和对所学知识能综合运用，作为学模具方面的学生也更应该努力的掌握级进模设计这方面的技能。本毕业设计就是旨在调动所学创造的结晶。在一个多月的时间里，不断的揣摩，不断的思考，运用一切能够运用的东西：到图书馆查资料，网上查资料，再弄不明白的就问同学问老师，直到搞明白为止。弄好之后，也不敢怠慢，就拿给老师修改，争取做到更好。在这过程中也锻炼了自己的能力！ XXXX 学院毕业设计(论文) 4第第 1 1 章冲压件的工艺分析章冲压件的工艺分析图图 1.11.1 连接垫片零件图连接垫片零件图技术要求：技术要求：材料：Q196材料厚度：1mm生产批量:大批量未注公差：按 IT14 级确定 （1） 零件的工艺性分析该零件是用 Q196 结构相对简单，虽然有些形状不对称，但该零件只有冲孔和落料两个工序，而 Q196 有就有良好的冲压性能，适合冲裁。由于零件要冲出 8的孔、一个 12 的孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，孔与孔之间的距离也要满足要求。最小壁厚为 6.3mm。根据课本冲压模具设计与制造一书得知：由于受凸模的强度限制，所冲出的孔 XXXX 学院毕业设计(论文) 5不能太小。孔的尺寸取决于材料的性能、凸模的强度、模具结构。根据资料可以差得最小孔 d=0.9t=0.92=1.8mm6mm,所以满足工艺要求。冲裁件孔与孔之间；孔与边缘之间的距离受模具强度与材料的质量的制约，其值一般不宜过小，一般要求 C（11.5）t；（1.52）t。由以上可知孔C与孔之间的距离满足要求。（2）冲裁件的精度和粗糙度冲裁件的经济精度为不高于 IT14，一般的落料的公差等级最好低于 IT14，冲孔件的公差等级最好低于 IT10 级。有资料公差表可得落料公差 0.20；冲孔公差为未注公差IT14。落料公差最高 0.50，冲孔公差最高 0.15。同理满足要求，因此可以用一般精度的冲裁可以满足要求，由于工件没有断面粗糙度的要求，这粗糙度我们不予考虑。（3）冲裁件的材料分析Q196，冲压模具设计大典可知：抗剪强度 =300Mpa，断后延长率 35%，此材料有良好的塑性和较高的弹性，冲裁性能较好，可以冲裁加工。 XXXX 学院毕业设计(论文) 6第第 2 2 章章 连接垫片冲压工艺方案的确定连接垫片冲压工艺方案的确定确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。该冲裁件包括冲孔与落料两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁、复合冲裁、连续冲裁三种方案。第一种方案单工序冲裁，零件属于大批量生产，难以满足大批量的生产要求，而且采用单工序冲裁则需要两副单工序模具，而且生产率、工件的精度都较低，所需的费用成本高，不合理。第二种方案采用复合冲裁，只有一副模具，生产成本较低，可得到精度与平直度较好的工件，生产率较高，但孔边距则较小，板材厚度较小，模具强度不一定能够得到保证。而且制造的难度也较大，并且冲裁后的成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作也不方便。而第三种方案采用级连续模冲裁，先冲孔，在落料，生产率高，操作方便，工件的精度也较高。而且通过合理的设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题，并且还只有一副模具，节约了生产成本。综上所述，根据以上三种方案的分析对比，可得该工件采用连续冲裁这个方案为最佳。 XXXX 学院毕业设计(论文) 7第 3 章 主要的设计与计算3.1 排样方式的确定及其计算级进模排样概述现代冲压技术的迅速发展，使形状复杂的冲压件，特别是一些按传统冲压工艺要多副冲模分序冲制的中小型复杂的冲压件，越来越多地采用多工位级进模成形，以提高冲件质量和效率，降低冲件生产成本。但设计与制造这类多工位级进模难度大，技术要求高，而排样图设计则首当其中。只有设计出合理的排样图才有可能顺利完成这类级进模设计与制造。级进模冲件的排样设计是级进模结构设计的基础及其重要组成部分，影响到级进模结构选型及制模工艺性，制模周期与模具费、冲件质量及材料利用率以及冲件生产成本，是一项综合性技术很强的设计工作。1. 级进模冲件排样要点级进模冲件排样与单冲模相比要复杂的多，其排样要保证连续冲压工艺顺利实施并获取尽可能高的材料利用率，操作安全，效率高，影响因素多，要求高。其步骤与要点如下：（1）通过对冲件详尽的工艺分析后，就冲件连续冲压一模成形的可行性进行研究并提出多个冲压工艺方案进行对比，从中选优后实施排样。（2）冲件的形状、尺寸及精度直接影响到连续冲压工艺及工步顺序，排样时要考虑连续冲压的工艺性、冲模结构设计的需要，在工步顺序与工位安排上注意以下各点：a.冲件上群孔中对孔距精度要求在)IT10 级以上或孔距公差值小于 0.01mm 的孔均应在一个或相邻两个工位上冲出。b.冲件上孔壁、孔边小于料厚 t 不足 2mm，应分步在两个工位上冲出，以增强凹模强度及凸模在其固定板上的安装位置。c.对于群孔同轴度、位置度要求很高，允差小于 0.01mm，可将有关孔一次冲出或在相邻两工位上冲出。d.如冲件外形和展开毛坯尺寸公差很小，可考虑整体落料而后成形；如冲裁件局部凸台或凹口尺寸要求严可用多工位分切后拼合。e.对于产量大的小型复杂形状成形冲件，应尽量采用级进模，以提高冲件质量与效率。f.尺寸精度要求)IT10 级以上的高精冲件，排样时应尽量减少工步，防止工位数多，送料积累误差大，降低冲压精度。g.具有复杂的多向弯曲、侧向成形与切口等要横向施力冲压的冲件应考虑在平面冲孔、切口后以及落料之前，采用楔传动横向冲压，以提高精度与效率。（3）考虑冲模结构设计的需要和冲压变形所需位置的要求，设置必要的空挡工位，加大凸模在固定板上的安装位置；原材料打扁减薄增大覆盖的凹模表面积，加大凹模壁部等。2. 级进模冲件的排样类型及方法根据级进模冲压工艺特点、工位间送进方式、排样有无搭边及切除工艺废料方法等可将级进模冲件排样归纳为以下几种类型及排布方法。（1）分切组合排样。 XXXX 学院毕业设计(论文) 8各工位分别冲切和成形冲件的一部分，各工位相对独立，互不相干，其相对位置由模具控制，最后组合成完整合格的冲件，见图 1a、图 1b。（2）拼切组合排样。冲件的内孔与外形，甚至是一个完整的任意形状冲裁线，都用几个工位分开冲切，最后拼合成完整的冲件，虽与分切组合类似，但却不尽相同。其各工位拼切组合，冲切刃口相互关联，接口部位要重合，增加了制模难度。（3）裁沿边排样。用冲切沿边的方法获取冲件侧边的复杂外形即裁沿边排样。当冲切沿边在送料方向上的长度 L 与进距 S 相等时，即 L=S 时，则可取代侧刃并承担对送进原材料切边定距的任务。通称这类侧边凸模为成形侧刃。由于 JB/T-76481-标准侧刃品种少且尺寸规格有限，最大切边长仅 40.2mm。当送料间距 S40.2mm 时，便只能用非标准侧刃了。采用标准侧刃的另一个缺点是要靠在原材料侧边切除一定宽度的材料形成长度等于送料进距的切口，对送进原材料定位，增加了工艺废料，使 值下降 2%3%。用侧边凸模裁沿边，既能完成冲件侧边外廓任意复杂外形的冲裁，又可实现对送进原材料进距限位，取代标准侧刃，一举多得。（4）裁搭边排样。对于细长的薄料冲裁件，与搭边连接的部位有复杂的待冲切外廓的长冲件，可避免细长冲裁件扭曲变形、卸件困难等特点。比较典型的冲件是仪表指针、手表秒针等，采用上述裁搭边排样，效果很好。为了制模方便，有时将搭边放大，便于落料，而作为搭边留在原材料上的冲件，最后才切开分离出来。（5）沿边与搭边组合冲切排样。通过分工位逐步冲切沿边与搭边获取成形冲件展开毛坯并冲压成形的排样称之为沿边与搭边获取成形冲件展开毛坯并冲压成形的排样称之为沿边与搭边组合冲切排样。诸工位冲去的是工艺废料，冲件留在原材料上逐步成形至最后工位分离出模。（6）套裁排样。用大尺寸冲裁件内孔的结构废料，在同一副级进模的专设工位上冲制相同材料更小尺寸的冲件，即套裁排样。一般情况下是先冲内孔中的小尺寸冲件，大尺寸冲件往往最后工位上落料冲出。由于上下工位无搭边套料，同轴度要求高，送料进距偏差要小才能保证套裁冲件尺寸与形位精度。（7）拼裁排样。利用冲件的工艺废料或与沿边相连的结构废料相互拼合冲制相同材料的冲件即拼裁排样。与套裁排样的区别在于，拼裁是尽量利用工艺废料或多余的沿边与搭边及由于冲件复杂的外形，凸凹差异大而产生的外沿结构废料，冲制材质相同的多种冲件。排样时，充分利用冲件外形凸、凹部分，相互掺叉嵌入拼合排布，使原材料得到充分利用。设计连续模，首先就要设计条料排样图。连接垫片厚度一般，但尺寸相对较大，可以采用横排和直排比较合理。而直排时材料的利用率低，应采用横排如图 3.1 所示的排样方法。可以显著的减少废料。查教科书冲压模具设计与制造，搭边值是由经验确定的。矩形件的边长 L50mm、t=1mm 时，查表得最小的搭边值：工件间的距离 XXXX 学院毕业设计(论文) 9=1.8mm,侧面的距离 a=1.5mm。1a 图 3.1 连接垫片排样图条料的宽度为 B=82mm 步距为 s=45mm，经过 CAD 查询得 A=1248.5mm则一个进距内的材料利用率为= （3.1）%100BhnA式中 A冲裁件面积（包括冲出小孔在内） （mm2） ；n一个步距内的冲件数目；B条料宽度（mm） ；s步距（mm）.计算可得=67.7%由此可得图 3 的排样还算合理，材料利用率较高。3.2 冲压力的计算该模具采用连续模，拟选弹性卸料、下出件的方式，冲压力的相关计算如下：落料冲裁 XXXX 学院毕业设计(论文) 10落料冲裁力 F：K=1.3, L=184mm ,=300MpaF=KLt=1.3246.62.0300=143520N卸料力: =0.04,xFxK =F=0.04143520=5740NxFxK推件力 Ft: n=3, =0.055tK Ft=nF=30.055143520=23680NtK冲孔冲裁冲 8 的孔冲裁力：K=1.3，L=25.12mm,=300Mpa1F =1.325.12300=9797N1F冲 12 的孔冲裁力：K=1.3，L=37mm,=300pa2F =31.337300=11809N 2F冲压工艺总力:zF=F+=143520+23680+5740+9797+11809=194546NFtFxF1F2F3.3压力中心的确定及相关计算为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会是合理间隙 得不到保证，从而影响制件质量和模具的使用寿命甚至损坏。经 PRO.E 分析得模具的压力中心 C（7.83，3.16） 。由以上结果可以看出，该工件的冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍需按原点。且该点在压力机模柄投影面积范围内，符合要求。3.4 工作零件刃口尺寸计算该连续模分为冲孔和落料两个工序，刃口的设计业分两种方法。1）冲孔工序刃口尺寸的计算。凸、凹模间隙值的确定采用分别加工法： XXXX 学院毕业设计(论文) 11凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大的影响,所以应选择合理的间隙。冲裁间隙主要按制件质量要求，根据经验数字来采用。由 H62（黄铜） 、t=2,查冲压模具设计与制造表 2.3.2 得 =0.06mmminZ =0.08mmmaxZ =0.08-0.08=0.02mmmaxZminZ冲孔要冲 8、12。1）冲 8 孔：冲孔的精度为 IT14，所以取 x=0.5；则凸凹模分别按 IT6、IT7 的精度制造加工。由互换性与测量技术基础 查得 =0.008，=0.010TA则：000min0.0080.008()(80.5 0.020)8.010TTddx 0.0100.010min00()(80.06)8.06AATddd校核计算：+ ，即是：TAmaxZminZ0.008+0.010=0.0180.02，满足公差间隙的条件。2）12 的孔：冲孔的精度为 IT14，所以取 x=0.5；则凸凹模分别按 IT6、IT7 的精度制造加工。由互换性与测量技术基础 查得 =0.008，=0.012TA则：000min0.0080.008()(120.5 0.020)12.010TTddx 0.0120.012min0()(120.06)12.06AATddd校核计算：+ ，即是：TAmaxZminZ0.008+0.012=0.020.04，满足公差间隙的条件。3）8 孔与 12 孔与的距离：4）1157.1 0.1 0.125 0.02(57.1 0.102)8dLLmm R14 的圆弧的定位尺寸125 0.02(17.30.202)8dLLmm 5）其他尺寸000min0.0080.009()(280.5 0.020)28.010TTddx XXXX 学院毕业设计(论文) 12 0.0900.090min0()(280.06)28.06AATddd000min0.0070.007()(160.5 0.020)16.010TTddx 0.0900.090min0()(160.06)16.06AATddd000min0.0070.006()(21 0.5 0.020)21.010TTddx 0.0140.014min0()(21 0.06)21.06AATddd3.5 推件弹簧的设计弹簧属标准件，在模具中应用最多的是圆柱螺旋压缩弹簧和碟形弹簧。弹簧选用的原则：a.所选弹簧必须满足预压力的要求： nFFx/0式中：弹簧预压状态的压力（N） ；0F 卸料力（N） ；xF n- 弹簧的数量。b.所选弹簧必须满足最多许可压缩量的要求： ；HH20HHHH式中：弹簧的最大许可压缩量（mm） ；2H 弹簧的实际压缩总量（mm）;H 弹簧预压缩量（mm）0H卸料板的工作行程（mm）,一般取=t+1,t 为板厚度；HH XXXX 学院毕业设计(论文) 13凸模的刃磨量和调整量，一般取 5-10mm。H所以根据模具的安装位置和选择四导柱模架，可选 4 个弹簧则每个弹簧的预压力为： NnFFx21254/8500/0查有关弹簧的规格，初选弹簧规格为：TF 301635,经验证，所选弹簧符合要求。 XXXX 学院毕业设计(论文) 14第 4 章 模具的总体设计（1）定位方式的选择应为该模具采用的是条料，控制条料的送进方式采用导料板，无侧压装置。控制条料送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距，而第一件的冲压位置应为条料的长度有余量，可以靠操作工目测而定。（2）卸料和出件方式的选择应为工件料厚味 1mm,经计算卸料力也不大，故可以采用弹性卸料方式。出件方式，应为是级进模生产，所以可以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。（2） 导向方式的选择中间导柱模架：省料，导向精度较高；不能左右进料四角导柱模架：导向精度高，前后左右都可以进料；取放工件不够方便对角导柱模架：导向精度较高，前后左右都可以进料；取放工件不够方便后侧导柱模架：导向精度较高，前后左右都可以进料，取放工件方便，导柱阻力不对称为了便于提高模具的使用寿命和工件的精度质量，该级进模采用四导柱的导向方式。 XXXX 学院毕业设计(论文) 15第 5 章 工作零件的结构设计1、工作零件的结构设计1)落料凸模 结合工件的外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，并采用线切割机床加工，3 个 M8 螺钉固定在凸模垫板上，并与凸模固定板的配合按间隙配合 H6m5.其总长可按公式计算：20+14+2+28=64mmhthhL21具体结构如图 5.1 所示： 图 5.1 落料凸模 XXXX 学院毕业设计(论文) 162）冲孔凸模 冲圆形孔，8 的孔和两个 6 的孔，且孔都是不需要特别保护的小凸模，所以所冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，一方面有便于装配和更换。其中冲 8 的凸模结构如 5.2 所示。 图 5.2 8 冲孔凸模冲两个 的孔凸模的结构如下图 5.3 所示。 图 5.3 12 冲孔凸模 3）凹模的设凹模采用整体设计，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工机床加工，安排凹模在模架上的位置，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄大概重合。查冲压模具设计大典的凹模的相关计算： XXXX 学院毕业设计(论文) 17凹模的厚度 H=kb=0.3580=28mm凹模的壁厚 c=(1.52)H=50.466.8mm 取凹模的厚度 H=20mm 凹模壁厚 5.3mm凹模的宽度 L=b+2c=(70+210)mm=90mm凹模的长度 B 取 90mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为 110mm80mm30mm，结构如下图 5.5 所示。图 5.5 凹模零件图2、定位零件的设计落料凹模下部设置两个导正销，分别借用工件上 8 mm 和 12mm 两个孔作为导正孔，8 mm、12mm 导正销导正孔的导正销的结构分别如图 5.6、5.7 所示导正应在卸料板压紧之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模的端面 1mm ,所以导正销直线部分的长度为 1.8mm.导正销采用 H7/r6 安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用 H7/h6 配合。 XXXX 学院毕业设计(论文) 18 图 5.6 8 mm 导正销 图 5.7 10mm 导正销4）导料板、卸料部件的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模平齐，导料板与条料间的间隙取 1mm.这样就可以确定导料板的宽度，导料板的厚度按模具设计大典上表查得挡料销的高度 h=3mm,导料板的厚度 H=6mm。导料板采用 45 钢制作，热处理的硬度 4045HRC。 XXXX 学院毕业设计(论文) 19卸料板的设计，卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 16mm。卸料板采用 45 钢制作，淬火硬度 4045HRC。螺钉的选用设置四个卸料螺钉，公称直径为12mm,螺纹部分为 M1010mm。卸料螺钉拧紧后应使卸料板超出凸模端面 1mm。5）模架及其他零部件的设计该模具采用四导柱模架，导向精度比较高，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模的周界尺寸为依据选择模架。 图 5.8 模架示意图表 5-1 标准模架截表查表得模架选择 200160160220 GB/T 2851.790。导柱选择 28170，导套选择 2810038。上模座厚度取 40mm,上模垫板的厚度取 20mm,固定板的厚度 25mm,下模座上模H垫H XXXX 学院毕业设计(论文) 20的厚度取 45mm,那么模具的闭合高度：下模H mmmmhH190)44535641040(HHLHH2下模垫上模闭式中： L凸模的长度，L=64mm； H凹模的厚度，H=35mm； 凸模冲裁后进入凹模的深度，=2mm。2h2h可见该模具闭合高度小于所选压力机的最大装模高度，设计合理，可以使用。 XXXX 学院毕业设计(论文) 21第 6 章模具总装图通过以上的设计，可得到 6.1 所示的模具总装图。 XXXX 学院毕业设计(论文) 22 图 6.1 模具总装图第 7 章模具零件的加工工艺7.1 凸模大型芯工艺规程7.1.1 零件的工艺分析从零件图可知我们所加工的工件为轴杆类零件。对于外圆柱面，我们可以采用车削加工 。而精加工我们可以采用磨削的方式进行加工。切断的话，我们可以用线切割切断以保证其加工精度。7.1.2 毛坯选择采用自由锻造的棒料。锻造毛坯需经过退火或正火处理后才可以使用。7.1.3 技术要求1 保证加工的尺寸精度。2 保证形状和位置精度，端面应该平行，凸模的端面应该与中心线垂直。3 表面光洁。凸模零件成型的面表面粗糙度 Ra 为 0.8um,其余表面 Ra 为 3.2um。4 凸模工作部分要有较高的硬度，耐磨性，及良好的韧性。凸模工作部分表面硬度打58-62HRC。工作部分采用局部淬火哦。 XXXX 学院毕业设计(论文) 237.1.4 热处理1 凸模毛坯在加工前，采用退火热处理，其目的是消除内应力，降低硬度，改善机械加工性能，为最终热处理做准备。2 凸模零件的最终热处理是在精加工前进行淬火，低温回火，以提高其硬度和耐磨性。图 7-1 冲孔凸模产品型号零件图号JPC-003机械加工工艺过程卡片产品名称零件名称冲孔凸模共 1 页 第 1 页材料牌号毛坯种类自由锻棒料毛坯外形尺寸15X65mm每件毛坯数毛坯单重净重工序号工序名称工序内容定位基准加工设备备注0生产准备领料 15X65mm圆棒料5车削1 车端面，打中心孔棒料外圆卧式车床10车削粗车外圆留精加工余量 0.3mm中心孔卧式车床15热处理热处理淬火，低温回火 58-62HRC20精磨磨外圆，使其成中心孔卧式 XXXX 学院毕业设计(论文) 24型表面的粗糙度达到 Ra0.8um磨床25线切割去除小端中心孔，并切断线切割机30检验7.2 落料凹模加工工艺规程7.2.1 零件的工艺分析从零件图可知我们所加工的工件为箱体类零件。对于工件形状，我们可以采用铣削加工的形式加工出来。而精加工我们可以采用线切割的方式进行加工。7.2.2 毛坯选择采用自由锻造的棒料。锻造毛坯需经过退火或正火处理后才可以使用。7.2.3 技术要求1 保证加工的尺寸精度。2 保证形状和位置精度，端面应该平行，凸模的端面应该与中心线垂直。3 表面光洁。凸模零件成型的面表面粗糙度 Ra 为 0.8um,其余表面 Ra 为 3.2um。4 凸模工作部分要有较高的硬度，耐磨性，及良好的韧性。凸模工作部分表面硬度打58-62HRC。工作部分采用局部淬火哦。7.2.4 热处理1 凸模毛坯在加工前，采用退火热处理，其目的是消除内应力，降低硬度，改善机械加工性能，为最终热处理做准备。2 凸模零件的最终热处理是在精加工前进行淬火，低温回火，以提高其硬度和耐磨性。 XXXX 学院毕业设计(论文) 25 图 7-2 落料凹模 产品型号零件图号JPC-004机械加工工艺过程卡片产品名称零件名称落料凹模共 1 页 第 1 页材料牌号毛坯种类自由锻棒料毛坯外形尺寸115X90X34mm每件毛坯数毛坯单重净重工序号工序名称工序内容定位基准加工设备备注0生产准备领料 115X90X35mm长方体料 XXXX 学院毕业设计(论文) 265铣削1 铣端面立式铣床10铣削粗铣工件形状，留精加工余量 0.3mm数控铣床15热处理热处理淬火，低温回火 58-62HRC17钻孔钻床20线切割线切割，使其成型表面的粗糙度达到Ra0.8um线切割机25精磨使其高度符合设计要求磨床30检验第 8 章装配工艺的设计一、制定装配工艺过程的基本原则一、制定装配工艺过程的基本原则1、保证产品的装配质量，以延长产品的使用寿命；2、合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效 XXXX 学院毕业设计(论文) 27率；3、尽量减少装配占地面积；4、尽量减少装配工作的成本。二、制订装配工艺规程的步骤二、制订装配工艺规程的步骤1、研究产品的装配图及验收技术条件：（1）审核产品图样的完整性、正确性；（2）分析产品的结构工艺性；（3）审核产品装配的技术要求和验收标准；（4）分析和计算产品装配尺寸链。2、确定装配方法与组织形式：（1）装配方法的确定：主要取决于产品结构的尺寸大小和重量，以及产品的生产纲领。（2）装配组织形式：1）固定式装配：全部装配工作在一固定的地点完成。适用于单件小批生产和体积、重量大的设备的装配。2）移动式装配：是将零部件按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配点工作的总和就是整个产品的全部装配工作。适用于大批量生产。3、划分装配单元，确定装配顺序：（1）将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，进行分级装配；（2）确定装配单元的基准零件；（3）根据基准零件确定装配单元的装配顺序。4、划分装配工序：（1）划分装配工序，确定工序内容（如清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试运转、油漆、包装等）； XXXX 学院毕业设计(论文) 28（2）确定各工序所需的设备和工具；（3）
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