止动件冲裁冲压复合模具设计【优秀机械毕业设计论文A4171】
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止动件冲裁
冲压
复合
模具设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
a4171
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-
文档包括:
说明书一份。37页。14800字左右。
图纸共15张，如下所示
产品零件图.dwg
图10 上垫板.dwg
图11 下垫板.dwg
图12 凸模固定板.dwg
图13 空心垫板.dwg
图14 推件块.dwg
图15 卸料板.dwg
图16 凸凹模固定板.dwg
图5 凸凹模.dwg
图6 冲孔凸模.dwg
图7 落料凹模板.dwg
图8 上模座板.dwg
图9 下模座板.dwg
总装配图.dwg
- 内容简介：
-
密级： 学号： 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 止动件冲裁模具设计 系 别： 机械工程 专 业： 机械设计制造及自动化 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请在以 上相应方框内打“” ） 学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 毕业论文（设计） 1 摘要 本文介绍了止动件冲裁模具设计的的全过程。通过对零件的工艺分析，改进工艺方案，用一套复合模来完成落料冲孔工序 ,阐述了垫圈冲裁符合模具的整体结构特点和工作过程，应当注意的问题以及装配的工艺性。解决了薄板冲孔、冲缝复合模的凸模细长易断、模具的使用寿命短以及孔的同轴度难以保证的一系列技术问题 。改进了落料、冲孔、冲缝的制作工艺，设计了一套新型复合冲裁模，提高了工件的同轴度精度，延长了模具的使用寿命。对定位板零件的冲压工艺进行了分析，改用冲孔、整孔、落料连续冲压工艺，明显的提高了工件的质量和生产率。本文还简述了定位板冲模的排样图、冲压力以及压力中心的工艺计算，设计了冲孔、整孔、落料级进模。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。通过充分利用现代模具制造技术 对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。 关键词： 止动件；冷冲 压；模具设计；模具结构；模具加工 毕业论文（设计） 2 of On a on of of up of of of a of a of a By to of of 业论文（设计） 3 目录 前言 . 1 第一章 引言 . 错误 !未定义书签。 具行业的发展现状和市场前景 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 压 工艺的分类 . 错误 !未定义书签。 工艺分类 . 错误 !未定义书签。 基本变形方式分类 . 错误 !未定义书签。 冲压模具的发展史 . 错误 !未定义书签。 史上 的冲压模具工业 . 错误 !未定义书签。 压模具工业的现状 . 错误 !未定义书签。 压行业阻力和障碍与突破 . 4 具标准化程度不高 . 4 产集中度低 . 错误 !未定义书签。 乏专业人才 . 错误 !未定义书签。 乏自主品牌 . 错误 !未定义书签。 压技术相关研究的最新成果及发展方向 . 5 第二章 基本理论知识 . 错误 !未定义书签。 裁变形过程 . 错误 !未定义书签。 性变形阶段 . 错误 !未定义书签。 性变形阶段 . 错误 !未定义书签。 裂分析阶段 . 错误 !未定义书签。 裁件质量 . 7 裁间隙 . 错误 !未定义书签。 凸模尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 凹模尺寸计算原则 . 错误 !未定义书签。 凹模刃口的计算 . 错误 !未定义书签。 压力的计算 . 错误 !未定义书签。 裁力 . 错误 !未定义书签。 件力、推件力、卸料力的计算 . 11 力中心的计算 . 错误 !未定义书签。 毕业论文（设计） 4 裁排样设计 . 错误 !未定义书签。 料利用率 . 错误 !未定义书签。 样方法 . 错误 !未定义书签。 裁模搭边 . 错误 !未定义书签。 料宽度与导板间距的计算 . 错误 !未定义书签。 第三章 止动件的设计 . 错误 !未定义书签。 计题目 . 错误 !未定义书签。 压件工艺分析 . 错误 !未定义书签。 案及模具结构类型 . 错误 !未定义书签。 艺方案的分析及确定 . 错误 !未定义书签。 模结构的确定 . 错误 !未定义书签。 样设计 . 错误 !未定义书签。 力计算 . 错误 !未定义书签。 压力的计算 . 错误 !未定义书签。 料力的计算 . 错误 !未定义书签。 件力的计算 . 错误 !未定义书签。 力中心 . 19 件刃口尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 料凹模板尺寸 . 错误 !未定义书签。 凹模尺寸 . 错误 !未定义书签。 孔凸模尺寸 . 错误 !未定义书签。 孔刃口尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 床的选用 . 错误 !未定义书签。 床设备的选择 依据 . 错误 !未定义书签。 力机的选择 . 错误 !未定义书签。 他模具零件结构尺寸 . 23 架选择 . 错误 !未定义书签。 合高度 . 24 具的零件设计与计算 . 24 模的外形尺寸 . 24 模尺寸结构 . 25 料板结构形式 . 26 毕业论文（设计） 5 料螺钉 . 错误 !未定义书签。 料螺钉尺寸关系 . 27 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 30 毕业论文（设计） 1 前言 冲裁模具设计是为了机械设计制造及自动化的学生在学习完大学教学计划所规定的所有基础课程和专业课后，所设置的一个重要的实践性教学环节。它的目的在与使学生能够巩固课本及课堂所学的专业知识、理论知识及理论知识，了解冲压模具的设计方法及步骤，培养了我们的设计能力，让我们更加清 楚地理解怎样确定模具加工方案，让我们即将走上工作岗位的毕业生打下坚实的基础。熟练掌握徒手测绘的能力和 练运用设计手册和参考文献；了解国家规定的标准以及在设计过程中的规范，加强对模具设计的认识，培养独立发现问题，分析问题和解决问题的能力。它是对我们大学四年所学知识的一次综合性的考核，也是我们从学生时代走向社会的必经之路，是我们学生时代最后一个里程碑。 由于本人水平有限，本次毕业设计存在的不妥和错误之处，还望各位指导老师批评和雅正，恳请老师不吝赐教，同学提出宝贵的建议和意见，在 此我表示衷心的感谢！ 毕业论文（设计） 2 第一章 引言 具行业的发展现状和市场前景 模具被称为现代工业生产之母，也是实现工业转型升级和经济发展的支柱之一。近十年来，随着国民经济的高速发展，我国模具业也得到 迅猛发展。 2009年全国模具总产量 3530万吨，连续 10年居世界首位，以平均每年 速度增加，从业人员约有 200余万人。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%，其他 各类模具约占 11%。在汽车，电子，通信，仪器，家电等领域中，约 80%的零部件都要依靠模具成型。就汽车产业而言，一个型号的汽车所需要的模具有几千副，而当汽车更换车型的时候，约有 80%的模具需要更换，对未来中国模具行业的发展，国际模具及五金塑胶产业供应商协会 常务秘书长罗百辉充满信心并寄语模具界同仁：在“十二五”期间，国际模具及五金塑胶产业供应商协会将在有关政府主管部门的领导下，与各地方协会通力协作，做好“十二五”发展规划的实施工作，在全行业的共同努力下，我们相信模具行业必将有更大的发展，为我国制造业做出应有的 贡献。 模具全球化是当今模具工业最主要特征之一。模具的消费者和生产商遍布全球。模具行业的全球化使得模具加工企业向技术相对落后、生产率不高的国家迁移，而发达国家的模具生产则定位在高精度的模具上。模具生产企业在面对全球化的市场竞争的同时不得不通过缩短生产周期来取得更大的竞争优势。软件的功能模块越来越齐全，使得模具向集成化，智能化，网络化发展，同时随着模具产品向大型化，精密化，标准化方向发展。加工精度超过 1学，超声波，激光技术结合在一起的高速加工、复合加工在今后的模具制造行业中有广阔 的前景。因为选材和用料不当而导致模具寿命短，占失效模具的 45%以上，因此选择优质模具材料及先进的表面处理技术显得十分重要。伴随产品质量的不断提高，模具的生产向着数字化，精细化，无图化，信息化，自动化方向发展；模具企业向着技术集成化，设备精良化，管理信息化，产品品牌化，经营国际化方向发展。 压工艺介绍 靠压力机和模具对板材，带材，管材和型材等施加压力，使其产生塑性变形或者分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法称为冲压。冲压和锻造同属塑料加工（或称压力加工）合称锻压。冲压的坯料主要是 热轧和冷轧的钢带和钢板。全球的钢材中，有 60%70%是板材，其中大部分经过冲压制毕业论文（设计） 3 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、半工机械，生活器具等产品中，也有大量的冲压件。 冲压加工的三要素是板料，模具和设备。冲压按加工温度可以分为热冲压和冷冲压，热冲压适合变形抗力高，塑性差的材料；冷冲压是在室温下进行的，是薄板常用的冲压方法。而本课题所研究的止动件我们选择冷冲压。冲压所使用的模具称为冲模，冲模是将材料批量加工成所需冲件的专用工 具，拥有先进的冲模，就可以实现先进的冲压工艺。 压工艺的分类 工艺分类 1、 分离工序： 分离工序 是使用模具分离材料的一种基本冲压工序，它可以直接制成平板零件或为其他冲压工序如弯曲、拉深、成形等准备毛坯，也可以在已成形的冲压件上进行切口、修边等 。 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 。 2、 成形工序：被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当应力处于材料的屈服极限与强度极限之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称 成形工序，如弯曲、拉深、成形等变形工序。其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。 基本变形方式分类 1、弯曲： 将金属板材、管件和型材弯成一定角度、曲率和形状的塑性成型方法。弯曲是冲压件生产中广泛采用的主要工序之一。 2、拉深： 拉深也称拉延或压延，是利用模具使冲裁后得到的平板坯料变成开口的空心零件的冲压加工方法。 3、拉形： 是通过拉形模对板料施加拉力，使板料产生不均匀拉应力和拉伸应变，随之板料与拉形模贴合面逐渐扩展，直至与拉形模型面完全贴合。 4、旋压： 是一种金属回 转加工工艺。在加工过程中，坯料随旋压模主动旋转或旋压头绕坯料与旋压模主动旋转，旋压头相对芯模和坯料作进给运动，使坯料产生连续局部变形而获得所需空心回转体零件 。 5、整形： 是利用既定的磨具形状对产品的外形进行二次修整。主要体现在压平面、弹脚等。 6、涨形： 是利用模具使板料拉伸变薄局部表面积增大以获得零件的加工方法。 毕业论文（设计） 4 7、翻边： 是沿曲线或直线将薄板坯料边部或坯料上预制孔边部窄带区域的材料弯折成竖边的塑性加工方法。 8、缩口： 是一种将已经拉伸好的无凸缘空心件或管坯开口端直径缩小的冲压方法。 同时，我们还可以把冲压 按工序组合的形式分类可分为简单工序和组合工序。 冲压模具的发展史 史上的冲压模具工业 我国考古发现，在 2000年前，我国已经有冲压模具用来制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的技术已经世界领先。 1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立冲模车间，并于 1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20世纪 60年代开始生产精冲模具。在经过了漫长的发展道路后，目前我国已形成了300多亿元各类冲模的生产能力。 压模具工业的现状 我国冲压模具在数量和质量、技术、能力等方面虽 然都有了很大的发展，但是和世界先进水平相比较还有很大差距，一些大型、复杂、寿命长的模具主要依靠进口；而低档次的简单冲模，已经供过于求。 近年来，我国冲压模具水平已经有很大提高。大型冲压模具单套重量 50精度模具精度可达 12命 2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业可以生产，同时精冲模在国内已达到相当高的水准。 对于我国面临发达国家技术优势和发展中国家价格优势的双重压力，罗百辉指出：中国模具企业必须在技术、管理和人才培训方面下功夫，积极引进国外的先进技术，提高高端模具产品开发能力， 调整模具产品结构，不断提高我国模具产品的国际竞争力。我国国民经济在“十二五”期间将继续保持较快的发展速度，给模具行业的发展提供了可靠的宏观支持，使得模具行业挑战与机遇并存。 压行业阻力和障碍与突破 具标准化程度不高 模具是一种产品成形工具，虽然它具有鲜明的独特性，但是工业的标准化十分重要。模具的标准化主要包括：模具标准件的生产和应用、模具技术参数的制定和执行、模具标准的宣传推广等。我国的模具生产起步较晚，而且宣传推广力毕业论文（设计） 5 度不够，导致我国模具标准化落后平均生产水平，更落后其他工业发达的国 家。我国的模具标准化技术是在 1983年开始的。 产集中度低 目前我国模具生产的格局是“大而全，散乱差”，而国外企业是“小而专，小而精”。现在模具行业已经走出了手工制模，进入了数字化时代，实现无图生产。我国许多厂家由于设备不配套，许多程序依旧靠手工完成，严重影响制模精度和质量，而且生产周期长，制约了我国模具行业向更高层次发展。传统的手工制模使得厂家没有能力承接大型、复杂、精密且使用寿命长的高档模具。 乏专业人才 随着当今新一轮的产业调整，一些模具产品正向发展中国家转移。我国正逐渐成 为世界模具大国。但是业内掌握的先进设计分析技术和数字化技术的专业人才远不能满足模具行业飞速发展的需要，在一些一线城市，模具设计、开发，维修人员成为人才市场最紧缺的人才。此外，因为大多数合资公司由外方进行设计，导致我方的技术人员难以掌握冲压工艺的真谛。 乏自主品牌 广东省目前有 2000多家五金模具销售机构，但拥有自主品牌的只有两三家。国内企业自主开发能力弱，品牌的缺乏导致模具行业经济效益不高，在市场竞争中处于被动。一些大，精模具依赖进口。振兴我国模具冲压行业需要大批量的专业人才和大量熟悉国内外市 场，具有现代化管理理念的优秀企业家，我国要花大力气，有计划的培养。 压技术相关研究的最新成果及发展方向 随着科学技术的不断进步，工业产品生产日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对冲压技术提出了更高的要求。冲压技术自身也在不断地创新和发展。为了适应大批量、高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构，对于大型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人，这不仅仅大大提高了冲压件的生产品质和神产率，而且也增加了冲压工作的安全性。在中、小件的大批量生产方面，现 已广泛应用多工位级模、多工位压力机或高速压力机。在中、小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统。为了适应多品种生产时不断更换模具的需要，已成功地开发出快速换模系统。 随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量、复杂、毕业论文（设计） 6 大型、精密、更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算计辅助设计（ 数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设 计与制造（ 术转变。 随着计算机的深入使用，我国不少企业已经在尝试或开展计算机辅助冲压工艺设计 统已从工业设计发展到工艺信息的管理，设计方法也从派生式、混合式、创成式三种 统并举的局面向智能化的混合式方向发展。但很多地方仍需要设计人员的决策与经验，真正实用的基于知识的大型复杂冲压件 统尚未建立。由于冲压工艺设计过程的复杂性和模糊性，想要全面有效的解决问题，需要一种新型智能工程设计方法，既基于知识工程的 术及信息管理技术综合应用到冲压件工艺设计中，建立智能优化的 统，并实现与 管理的集成化，将是该领域未来的发展方向。 毕业论文（设计） 7 第二章 基本理论知识 裁变形过程 如果模具间隙正常，冲裁变形过程可大致分为三个阶段。见图 2 弹性变形阶段 在凸模的压力下，材料产生弹性压缩、拉伸、弯曲变形，凹模上的板材向上翘起，且间隙越大，弯曲和翘曲越严重。图 2 性变形阶段 随着凸模挤入板材深度的增加，塑性变形程度变大，变形区材料硬化加剧，冲裁变形抗力不断增加，直至人口附近侧面材料在拉应力的作用 下出现微裂纹时，塑性变形阶段结束，此时冲裁变形抗力达到最大。同时因为凹模和凸模间有间隙，所以在这阶段中板材还伴随弯曲和拉伸变形。间隙越大，弯曲和拉伸变形越大。图 2 裂分析阶段 内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，其次会在凸模刃口附近侧面产生，已形成的裂纹随着凸模继续雅茹而沿着最大切应力方向向材料内部扩展。当上下刃口裂纹重合，板材断裂分离。图 2、 图 2示的凸模行程 A 段是弹性变形阶段； 是塑性变形阶段， B 点是冲裁 力的最大值，此时，板材开始出现裂纹； 是微裂纹扩展至材料断裂分离阶段； 是克服摩擦力将冲件推出凹模孔所需要的力。 图 2裁变形过程 图 2裁力曲线 毕业论文（设计） 8 裁件质量 冲裁件质量指的是断面状况、尺寸精度、形状误差。断面状况尽可能光洁、垂直，毛刺小。尺寸精度应该保 证在图纸规定的公差范围内。零件外形应该满足图纸要求，零件表面尽可能平直。 由于冲裁变形的原因，零件的断面会明显的分成四个特征区，圆角带 a、光亮带 b、断裂带 d，如图 2 圆角带 a：此区域的形成是当凸模刃口压入材料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被拉入间隙引起； 光亮带 b：此区域发生在塑性变形阶段，当刃口切入材料后，刃口切入材料后，材料和凸、凹模刃口的侧面挤压而形成光亮垂直的断面。一般光亮带占全断面的一半左右； 断裂带 c：此区域形成在断裂阶段，由刃口附近的微裂纹在拉应力的作用下不断扩 展而形成的撕裂面，断面粗糙，带有金属颜色，有斜度； 毛刺区 d：毛刺的形成是在塑性变形阶段后期，刃口切入材料一定深度，刃口正面材料被压缩，在应力作用下裂纹加长，材料断裂产生毛刺。 图 2件断面图 a、冲孔件 b、落料件 裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸 凸模刃口横向尺寸 差值。 Z 便是双面间隙， 2Z 为单面间隙，一般冲裁间隙指的是双面间隙， Z 通常是正值。如图 2 在实际生产中，我们可以三个主要因素：冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命来给出冲裁间隙的范围。间隙在此范围内时加工出模具有较长的寿命和合格的质量，我们把这个间隙范围称为合 理间隙，此范围内最小值为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。在生产过程中由于磨损会使得间隙变大，所以在设计和制造模具时应选择最小合理间隙。 毕业论文（设计） 9 图 2裁模间隙 凸模尺寸的计算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差直接影响零件的尺寸精度，模具的合理间隙值也需要通过凸凹模的刃口尺寸和公差来确定。 凹模尺寸计算原则 因为凹凸模之间存在间隙，所以冲裁件断面带有锥度，但在冲裁件尺寸的测量和使用中，以光亮带为基准。 落料件的光亮带处于大端尺寸，其光亮带是因为凹模刃口挤切材料产生的 ，且落料件大端尺寸和凹模尺寸相同。 冲孔件的光亮带处于小端尺寸，其光亮带是因为凸模刃口挤切材料产生，且冲孔件小端尺寸和凸模尺寸相同。 在冲裁过程中，由于零件和凸凹模的反复摩擦，是的凸模轮廓越来越小，凹模轮廓越来越大，导致间隙越来越大。因此，确定凸凹模刃口尺寸应该区分落料和冲孔工序，并遵从以下原则： 1、 设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来获得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上，通过增大凹模刃口尺寸来获得冲裁间隙。 2、 根据冲模在使用中的 磨损情况，设计落料模时，凹模基本尺寸取接近或等于工件的最小极限尺寸；在设计冲孔模时，凸模基本尺寸取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样即使凸凹模在磨损到一定程度时，仍然可以冲出合格的零毕业论文（设计） 10 件。 3、 无论落料还是冲孔，冲裁间隙都选用最小合理间隙值。 4、 选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度和模具精度的关系，既要保证工件精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度比工件精度高 2 4级。 5、 工件尺寸公差和冲模刃口尺寸的制造偏差原则上应按照“入体”原则编著为单向公差。入体原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但 是对于磨损后无变化尺寸，一般都标注双向偏差。 凹模刃口的计算 因为冲模加工方法不同，导致刃口的计算方法也不同，可分为两类： 1、 按凸模和凹模图样分别加工 此方法适用圆形或简单形状的工件，所以这种工件的凸凹模制造比较简单，且精度容易保证，故采用分别加工。 图 2模刃口与工件尺寸及公差分布 此方法加工优点是凸凹模具有互换性，生产周期短，方便批量制造。缺点是模具的制造成本比较高。 冲模刃口与工件尺寸及公差分布如图 2算公式如下： 落料 毕业论文（设计） 11 0m a x )( 0m i nm a i n )()( 1 T 冲孔 0m ( A 0m i nm i i n )()( 孔心距 81式中： D, 落料凹凸模尺寸 TA 冲孔凹凸模尺寸 落料件最大极限尺寸 冲孔件最小极限尺寸 工件的制造公差 最小合理间隙 X 磨损系数 工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸 , 凸凹模的制造公差 2、 凸模与凹模配作法 冲制薄材料的冲模、复杂形状工件的冲模或者单件生产的冲模，我们使用凸模和凹模配作法。 配作法是先按设计 尺寸制造出一个基准件，然后根据基准件的实际尺寸按照最小合理间隙配制另一个。此方法优点是模具的间隙由配制保证，工艺简单，制造容易。 压力的计算 裁力 冲裁力是指在冲裁时材料对模具的最大抵抗力，它是随着凸模进入材料的深度而变化的。一般说的冲裁力是指冲裁力的最大值，是设计模具和选用压力机的重要依据之一。 冲裁力的计算公式如下： 般取 为单孔周长，单位 单位 b 为板材强度极限，单位 件力、推件力、卸料力的计算 冲裁结束时，因为材料的弹性回复和摩擦的存在，会使冲落部分的材料卡在凹模内，冲裁剩下的则会紧箍在凸模上。为了方便冲裁继续进行，需要将箍在凸毕业论文（设计） 12 模上的料卸下，将卡在凹模里的材料推出。 顶件力：逆冲裁方向将料从凹模里顶出来的力 , D ; 推件力：将卡在凹模里的材料顺冲裁方向推出 来的力， T ; 卸料力：从凸模上卸下紧箍材料需要的力， 。 式中， , 为卸料力，推件力，顶件力系数，详细见表2 表 2件力、推件力、卸料力系数 材料厚度 t/x D 钢 、铝合金 铜、黄铜 K 在冲大搭边，多孔，轮廓复杂件时取最大值。 力中心的计算 模具压力中心是指冲压时冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可以通过以下原则来确定： 1、 对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 2、 工件形状相同并且分布位置对称时，冲模的压力中心和零件的对称中心相重合。 3、 形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压 力中心。计算依据是各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置即所求模具的压力中心。 裁排样设计 排样是指需要开料的工件在板料上的布置和开切方法。选择合理的排样布局方式，是提高材料利用率，降低生产成本和保证工件质量的有效措施。排样起先是指冲裁件在 条料、带料、板料上的布置方式。选择合理的排样方式和适当的搭便值，是提高材料利用率、降低生产成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。毕业论文（设计） 13 根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对头斜排等 多种排列方式。 料利用率 冲裁件的实际面积占所用板料面积的百分比叫做材料利用率。它是衡量合理利用材料的经济性指标。一步距内材料的利用率的公式为 : %100 图 2料种类图 A 一个步距内冲裁件的面积 B 板料宽度 S 步距 如果考虑材料头尾的损失，那么一张板料上材料利用率公式为： %100a n 一张板料上冲裁件的数量 一个冲裁件的实际面积 L 板料长度 样方法 根据材料合理利用，条料排样方法有三种，如图 图 2样方法分类 毕业论文（设计） 14 1、 有废料排样法：沿冲裁件外形全部冲裁，每两个冲裁件和条料之间都存在废料，冲裁件的尺寸靠冲模来完成，这种方法精度高，模具寿命长，但是浪费严重，材料利用率低。如图 a 2、 少废料排样法：沿冲裁件部分部位冲裁切断，废料产生在两冲裁件之 间，与条料之间无废料。此方法由于受条料质量和定位误差限制，冲裁件质量稍差，边缘毛刺容易影响模具寿命，但材料利用率较高，冲模简单。如图 b 3、 无废料排样法：冲件之间无搭边，沿直线或曲线切断条料获得冲件。冲裁件质量差，模具寿命短，但是材料利用率高。一次切断可以获得两个冲裁件，生产效率明显提高。如图 c 裁模搭边 排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。 搭边的作用： 1、 补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残次品。 2、 保持条料有一定的强度和刚度，保 证送料的顺利进行，从而提高制件质量，沿整个轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。 搭边是废料，从节省材料的角度出发，搭边值越小越好。但是搭边值过小会挤进凹模，增加刃口磨损，模具寿命降低，而且还影响冲裁件的剪切表面质量。一般搭边值是由经验确定的，考虑的因素有： 1、 材料的力学性能。塑性号的材料，搭边值要大一点，而硬度高、强度大的材料，搭边值要小一点。 2、 材料的厚度。材料越厚搭边值越大。 3、 排样的形式对排的搭边值大于直排的搭边值。 4、 工件的形状和尺寸。工件的外形越复杂，圆角的半径越小，搭边值越大。 5、 运料及挡 料方式用手工送料，有侧压板导向的搭边值可以小一点。 料宽度与导板间距的计算 1、 有侧压装置时条料宽度和导板间距，如图 2料宽度 0m a 2( 2m a 计） 15 图 2侧压板的冲裁 2、没有侧压板时条料宽度与导板间距，如图 2 2有侧压板的冲裁 条料宽度 0m a 2( 2m a x 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a 侧搭边值 条料宽度的单向偏差 C 导板料与最宽条料之间的间隙 毕业论文（设计） 16 第三章 止动件的设计 计题目 设计一止动件，零件 图如下： 图 3料为 料厚度为 2求大批量生产。试制定工件冲压规程，设计其模具，编制模具零件的加工工艺规程。 零件名称：止动件 材料： 图 3件图 材料厚度： t=2产批量：大批 压件工艺分析 1、 材料：该冲裁件所用材料为 较好的塑性和较低的硬度，具有较好的可冲压性能。 2、 零件结构：该冲裁件结构简单，形状对称。一般冲裁件外形不能有尖角，而该冲裁件转角有半径为 2的圆角，适合冲裁。 3、 尺寸精度：该止 动件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 边距 12公差为 于 精度等级。查公差表可得各尺寸公差为： 止动件外形： 动件内形： 心距： 37 出结论：该零件适合冲裁。 案及模具结构类型 毕业论文（设计） 17 艺方案的分析及确定 该冲裁件包括落料、冲孔两个基本工序，有以下三种工艺方案可供选择： 先落料后冲孔，采用单工序模生产。 落料 冲孔复合冲压，采用复合模生产。 冲孔 落料连续冲压，采用级进模 生产。 方案模具结构简单，但是需要两道工序、两套模具才可以完成零件的加工，存在累积送料误差，生产效率低下，难以满足大批量生产要求。 方案只需要一副模具，零件的形位精度和尺寸容易保证，生产效率较高，但需要人工卸料取件。虽然模具结构复杂，但是零件的形状对称简单，所以模具制造并不困难。 方案也只需要一副模具，生产效率高。但是送料精度对制件精度有影响，模具结构比较复杂。 由于零件结构简单，为了提高生产效率，应该选择复合冲裁或者级进冲裁。由于孔边距有公差要求，为了保证此尺寸精度，我们决定采用复合冲裁进行生产。 模结构的确定 1、 模具的形式 复合模可分为正装式和倒装式 正装式的特点：工作和冲孔产生的废料都在凹模表面，需要定时清理才可以进行下一次冲裁，操作麻烦而且不安全，但是冲出来的工件表面平直。不适合用于多孔件
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