毕业设计 毕业论文 模具设计与制造 支撑肋级进模设计

1、 毕业项目 2012 届项目类别：工业案例 项目名称：冷冲模设计-支撑肋的级进模设计 专业名称：模具设计与制造 姓 名 ： 学 号 ： 班 级： 指导教师： 2012年5月5日苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部： 精密工程系 毕业项目类别：毕业设计毕业项目题目：冷冲模设计指导教师： 职称：教师类别：专职学生： 专业：模具设计与制造班级：模具09302班1、毕业项目的主要任务及目标任务:结合工作实际及学校所学内容制作一份简单产品的冷冲模设计。目标:根据产品的图纸,认真分析零件的各部分细节，确定该零件关键性技术问题的解决方法，审查零件的有关尺寸、结构、视图、材料及技术要求的合理性

2、，确定最合理的模具结构。2、毕业项目的主要内容 一、产品介绍二、产品材料的选择与配方设计三、工艺参数的确定四、设备的选择 五、模具设计续表：3、主要参考文献（若不需要参考文献，可注明，但不要空白）1、2、3、4、进度安排毕业项目各阶段任务起止日期1毕业项目的主题选择2012/4/12012/4/102毕业项目资料的搜集2012/4/102012/4/203毕业项目初稿的完成2012/4/202012/4/304对毕业项目的修改2012/5/12012/5/75依据导师建议再次修改2012/5/82012/5/126. 最终完成2012/5/16注： 此表在指导老师指导下填写。诚 信 声 明本人

3、郑重声明：所呈交的毕业项目报告/论文冷冲模设计-支撑肋级进模设计是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。 作者签名： 2012年05月12日 摘 要多组合的级进模在冷冲压模具这一行有这较大的市场这种级进模具它所具有的经济性、多功能性等特点是无法替代的，而且可以在高精度及一般精度的产品方面得到广泛的应用，比如铭牌，徽章等产品；多组合的级进模具有一定的经济效益，能很好的完成冲压工作，是模具行业大多数冲压件产品模具的选择。本毕业项目是做一套支撑肋的级进模设计，主要利用UG软件中级

4、进模向导的应用模块，逐步地完成设计，并按照模具设计手册进行强度及尺寸的计算进行修改和完善。关键词：冷冲模，级进模，UG，设计设计者： 指导老师:陈志勇目 录1.零件图32.冲压工件工艺分析33.工序方案44.排样设计45.冲压工艺计算76.冲压设备的选择97.模具设计108.主要零件图与组装图189.明细表30参考文献32致 谢331. 零件图材料：08钢生产批量：中等批量料厚：3mm2. 冲压工件工艺分析该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，中等批量，属普通冲压件，制件尺寸精度为IT14级。1) 该冲压件的形状性对比较简单，其结构对称，也没有复杂形状的曲线，且各相接处都有圆角过渡。2) 最小冲

5、孔直径为7.0mm，由表2.6.21可知冲孔的最小尺寸d1.0t。故冲孔不会过小，冲孔凸模不易折断。3) 由图2.6.31 知，孔边距为r+0.5t,故制件上的孔边距不会小，不会使工件的冲压时产生变形。4) 弯曲的直边高度 该冲压件的弯曲边的高度H远大于2t，不会使弯曲根部发生开裂。5) 弯曲半径 该冲压件的两侧有Z形弯曲，其弯曲半径r=3mm，由表3.3.11可知08的最小相对弯曲半径rmin/t=0.4,而r/t=1。可以保证弯曲顺利进行。冲压件冲压工艺过程的确定3. 工序方案根据制件工艺性分析，其基本工序有落料，冲孔和弯曲三种。按其先后顺序组合，可得如下五种方案：1) 冲孔-落料-弯曲，

6、单工序冲压2) 落料-冲孔-弯曲，单工序冲压3) 落料-冲孔-弯曲，复合模冲压4) 冲孔-切口-切断-弯曲，连续冲压方案（1），（2）属于单工序冲压，由于此制件生产批量较大，尺寸较小，这两种方案生产率较低，操作也不安全，故不宜采用。方案（3）属于复合式冲压，由于制件结构尺寸小，壁厚较厚，形状相对复杂，复合模装配较困难，强度也会受到影响，寿命不高，故不宜采用。方案（4）属于级进冲压，既解决了方案（1），（2）的问题又不存在方案（3）的难点，故此方案最为合适。4. 排样设计1) 展开尺寸计算根据公式3.3.131 计算展开，利用UG钣金展开如图所示：2) 排样方案确定根据冲压件的外形与尺寸，可知该

7、冲压件的形状简单，规则。一般采用直排单排的形式。又因为该制件长度远大于宽度，故也不适合横排，这样会送料步距太大，从而导致模具过于庞大。采用两边载体排样，这样此条料的利用率比较高。3) 搭边的作用是补偿定位误差，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缺的废品。由表2.5.21差得侧面的搭边值a1=2.5mm，工件间的搭边值a=2.5mm。一般情况下条料的宽度B=D+2a1其中B条料的宽度（mm）D工件垂直于送料方向上的最大尺寸（mm）a1侧搭边（mm）故条料的宽度 B=194mm .4) 冲压工序多工位级进模中的工位顺序一般是：冲裁成形切断分离。各个工位内容安排如下：

8、第一工位：冲导正孔和冲孔第二工位：切边第三工位：空位第四工位：冲孔与切边第五工位：切边第六工位：折弯第七工位：切边第八工位：折弯5) 排样图6) 材料利用率=x100%式中A一个步矩内冲裁件的实际面积 B条料宽度 S步矩求得：=70%5. 冲压工艺计算1) 预冲孔尺寸的确定要确定预先冲制的孔的有导正钉孔直径和翻孔前预制孔的直径。级进冲模的导正钉孔一般设置在条料或是带料的载体上或是最后切割的空余部分。也可以借用冲压件上无精度要求的圆孔作为导正钉孔，在孔径不变的情况下，把原有的孔的精度提高到导正钉孔所需要的精度。也可以将导正钉孔设置在最后工位或是接近最后工位才冲切的型孔、大孔位置上。根据零件图和排

9、样图可知道将导正钉孔设置在余料位置上比较合适。导正钉直径的大小与导正钉的强度有关，导正钉孔径过小，会影响到导正钉的强度；导正钉孔径过大，会影响安装位置的占用面积。可取。2) 凹凸模间隙值确定该材料为08钢料厚3mm；由表2-3得初始双面间隙值0.210mm2。3) 工序力的计算采用整体弹压多工位级进模，其工序力包括冲裁力，弯曲力，卸料力，推件力。冲裁力F（N）可按如下公式进行计算F=KLt1式中L冲裁件的周边长度（mm）；t材料的厚度（mm）；材料的抗剪强度（Mpa）；K系数。考虑到模具刃口的模磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。在一般情况下，材料的

10、=1.3，为了计算方便，也可以采用下面的表达式来计算冲裁力F（N）F=Lt式中 材料的抗拉强度（Mpa）。由表12-36查得08F的抗拉强度=295Mpa，=175Mpa。经计算得冲裁件的周边长度L=421mm。故冲裁力 F冲=Lt=4212295=248390N.由表2-21查得K卸=0.05，K推=0.055。因为材料厚度t=3mm，取凹模刃口高度h=6mm，因此在凹模的刃口内同时存有的冲孔废料个数n=h/t=2（个）。卸料力 F卸= F冲K卸=2483900.05=1241.95N。推件力 F推=F冲K推n =2483900.0552=27322.9N。故总冲裁力F1=F冲+F卸+F推=

11、248390+1241.95+27322.9=276954.85N。弯曲力F（N）可按如下公式进行计算F=式中 C与弯曲形式有关，V形弯曲C取0.6K安装系数，一般取1.3；B料宽（mm）；t料厚（mm）；r弯曲半径（mm）；材料的抗拉强度（Mpa）。所以弯曲力F2=2=27731.36=229574N。弯曲过程中的压料力F压和顶件力F顶可近似取弯曲力的30%80% 。故 F压=50%F3=0.5229574=114797N F顶=50%F3=0.5229574=114797N综上所述，冲压成形过程中总的冲压力为总冲裁力、翻孔力、弯曲力和弯曲时的压料力，顶件力的总和。故总冲压力 F=F1+F2

12、 +F压+F顶 =276954.85+229574+114797+114797=482122.85N。6. 冲压设备的选择设备类型的主要依据是所完成的冲压工序性质，生产批量，冲压件的尺寸及精度要求，现有设备条件等。中小型冲压件主要选用开式单柱（或双柱）的机械压力机；大中型冲压件多选用双柱闭式机械压力机。根据冲压工序可分别选用通用压力机，专用压力机（挤压压力机，精压机，双动拉深压力机）。大批量生产时，可选用高速压力机或多工位自动压力机；小批量生产尤其大型厚板零件的成型时，可采用液压机。摩擦压力机结构简单，造价低，在冲压时不会因为板料厚度波动等原因而引起设备或模具的损坏，因而在小批量生产中常用于弯

13、曲，成型，校平，整形等工序。对板料冲裁，精密冲裁，应注意选择刚度和精度高的压力机；对于挤压，整形等工序应选择刚度好的压力机以提高冲压件尺寸精度。根据总冲压力F=482122.85N，初选50吨的压力机。选择曲柄压力机的型号：YB32-63。7. 模具设计利用UG中级进模向导模块设计模具的主要过程：零件经过钣金模块处理后，利用PDW开始进行设计，其过程是产品建模、项目初始化、毛坯展开、废料设计、毛坯布局与工序排样等，使用毛坯生成器选定一个静止面后生成毛坯。 毛坯布局综合考虑模具寿命、材料使用率选用合适的步距和宽度。在建模模块中删除一个毛坯可变三毛坯布局为二毛坯布局。 废料设计在建模模块中设计曲线

14、再在废料对话框中定义废料、分割废料、考虑重叠、修剪等附件。工序排样时模具的整个结构就已经能够被确定。而模具自身的基本结构取决于排样图。因此设计排样时应该从全局来考虑而不能仅仅看到局部某些结构细节方面也不容忽视。在具体设计过程中对工位方面详细的分配不仅要安排折弯、冲裁、成形等分别是哪一工位同时还应该考虑到每个镶块在排布上问题包括排布的空间是否充足以及各镶块间彼此的影响。冲裁工位方面冲裁力在分配上的问题值得注意应当尽量使其分布均匀、恰到好处。成形工位以及折弯工位最好能够一次成形。要是把握不大可以添加一步空步等这样可以使模具在调整时变得容易。针对一些在成形中倾向于产生翘曲或者在平面度方面要求比较高物

15、品为了使平面度达到要求校平工位必不可少。工位顺序方面前后上位不能被干扰如果不合理就需要对工位原来的顺序进行调整。比如:相应的某物体需要弯曲成z字形时如果对弯曲上冲孔的位置有公差方面比较具体的规定这种情况下就必须先弯曲后冲扎从而使冲孔的位置比较准确。对级进模来说其最后工位非常重要因为从模具中取出产品的方式取决于最后工位。一般而言取出产品有吹出和落下两种方式对某些特殊产品还用到了机械手来取出产品。切断在任何一种取件方式中是必不可少的。并且对切断处的具体地点、尺寸等都必须要有严格的控制切断处的问题能够对模具的出件方面造成影响还会对是否能够顺利、均匀地送进条料造成影响。但是如果出件方式是落料式的同时在

16、切断处其毛刺的方向是反向的针对这种情况需要和产品设计相关人员进行探讨、交流后才能决定。 冲裁凸模 产品的形状直接决定了对应的形状冲裁凸模有直身型加强型两种结构。固定途径主要包括以下几个方面:螺丝固定、销钉固定、顶丝固定、压块固定以及挂台固定等方面。其中最安全并且值得信赖的是挂台固定其中销钉固定很少用到而其它几在种固定方式能够满足维修时方便而快速的更换要求。具体选择可以根据自己的需要来决定。 对凹模刃口而言在凹模板上可以快速割出。但是对于那些硬度非常高或者产量很大的产品为了便于维修常常用到凹模镶块。固定凹模镶块主要有三种途径:压块固定、螺丝固定以及挂台固定等。 规划单侧冲截对应的凹模镶块的过程中

17、为了避免废料上浮现象的发生可以采取在不冲裁的一边适度的挤住废料加大挤料尖角等措施以防止其上浮。折弯镶块 折弯镶块的固定方法既能够用螺丝也常用挂台来固定。折弯凸模与折弯凹模之间的距离应该保持在一个料的厚度。为了防止在折弯时可能出现擦伤产品的现象应该将折弯凸模头部相应的设计成圆弧状。而在自负弯曲所对应的接近折弯线处校正筋是必须的从而即使折弯时产品的根部也能够发生塑性变形的目的同时降低回弹使90弯曲角得以保证。模板设计 级进模模板中总体来说有以下几种标准:凹模板、卸料板、上模座、固定板以及下模座等。 其中至关重要是固定板、卸料扳、以及凹模板它们也是级进模中不可或缺的。固定板主要用来固定凸模而卸料板在

18、很多方面往往起压料、卸料、以及导向等作用而凹模板常常有两个方面的应用:直接做凹模刃口或者将一些凹模镶块镶拼上去。一般来说3块模板需要用到4个小导柱。方法是将小导柱在其凸棋固定板上进行固定然后在凹模板以及卸料板上各自镶4个对应的小导套为了使凸模在运动上的精度符合要求必须严格把握小导套以及小导柱之间的相配合的精度。选定的标准模板目录:DB-UNIVERSAL3 类型:5板指定参考点 X:-40Y:0Z:0系列:2420ST23DP-h30PP-h20 TP-h50 SP-h20 DS-h50另加一块上模底板 TBP-h10设计让位在整个设计过程中也起着非常重要的作用。一般而言成形或者弯曲等工位以及

19、其所对应的一切后续工位都应当让位并且让位要足够应该同时兼顾动态和静态两个方面的让位问题。 2.4 其它零件设计 除了镶块设计外某些辅助零件对模具的正常运行来说也不容忽视。导正钉。产品的精度在很大程度上受到导正钉的影响。例如后续工位都以第一工位中冲的孔来进行向导此方法可以很好的使产品的精度达到要求。在设计方面应当重视对导正钉长度上的掌控。为了在很大程度上防止带料现象自由状态时应该留意模具导正钉的直臂其伸出卸料板的范围应该控制在产品自身的一个料厚之内。送进高度往往取决于浮动送料钉。使在对应的高度条料送进时不会受到顶杆或者镶块的干扰。浮动送料钉不但可以抬起条料而且还能够对条料进行导向。浮动送料钉的位

20、置以及数量需要按照条料的厚度以及宽度来决定。顶杆与拾料块。在进行切门、折弯、或者拉伸等方面的成形工序时往往会带有包紧力从而让条料自身的成形部位能够附着在镶块上并且很难脱模。为了使条料能够正常弹起应当在合理的地方设计好行之有效的顶杆或者抬料块然后在弹簧力的作用下将条料顶出。对于最后工位某些已经被切断的产品往往会在冲压油的作用下附着到模具上。因此为了避免对模具造成损伤或者叠件现象的发生必须在最后工位的上模以及下模中设计顶杆。1) 项目初始化：2) 设置毛坯3) 设置毛坯布局4) 废料设计5) 排样设计6) 设置模架参数7) 设置标准件8) 创建腔体8. 主要零件图与组装图1) 冲头2) 镶块3) 上模座4) 凸模固定板垫板5) 凸模固定板6) 卸料板垫板7) 卸料板8) 凹模板9) 凹模固定板垫板10) 下模座7. 组装类型图1) 下模2) 组装图主视图3) 上模爆炸图4) 下模爆炸图5) 组装爆炸图9. 二维组装图10. 明细表参考文献1沈言锦.冲压工艺与冲压模设计M.北