托架冲压成形工艺与级进模具设计-毕业说明书CAD图纸课程文论
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共49页)
编号：159140213
类型：共享资源
大小：1.37MB
格式：ZIP
上传时间：2021-10-29
上传人：小***
认证信息
个人认证
林**（实名认证）
福建
IP属地：福建
150
积分
- 关 键 词：
-
托架
冲压
成形
工艺
模具设计
毕业
说明书
CAD
图纸
课程
文论
- 资源描述：
-
托架冲压成形工艺与级进模具设计-毕业说明书CAD图纸课程文论,托架,冲压,成形,工艺,模具设计,毕业,说明书,CAD,图纸,课程,文论
- 内容简介：
-
摘 要模具在现代的工业设计中已经占据了最重要的地位，作为全世界最重要加工方式，模具的生产工艺具有他特有的优点，主要是生产效率高，产品质量好，适用范围广， 市场需求大，生产成本低。所以模具已经应用生活的各个方面。本次毕业论文设计选取的设计题目为托架冲压成型工艺与模具的设计，论文中对该托架的冲压成型工艺进行了深入的分析和探讨，在此基础上，详细的介绍了该托架的从压成型的工艺、设计参数，在此基础上对该托架的二维装配图纸以及零件图进行设计绘图。此外选取的冲压模具零件主要有冲床，模架垫板，卸料板，凸模固定板，凹模等。最终得到完整的冲压模具工作流程。本次论文设计是对个人能力的全方面的锻炼和提升，不仅是对大学期间的知识进行了回顾和总结，同时还提高了我的分析问题和解决问题的能力和手段。是对个人技能的全方位的提升。关键词：托架；冲压成型；级进模；绘图；工艺AbstractMold has occupied the most important position in modern industrial design. As the most important processing method in the world, the production process of mould has its unique advantages, such as high production efficiency, good product quality, wide application range, large market demand and low production cost. So the mould has been applied to all aspects of life.The design topic of this graduation thesis is the design of stamping forming process and die for bracket. The stamping forming process of the bracket is deeply analyzed and discussed in this paper. On this basis, the slave forming process and design parameters of the bracket are introduced in detail. On this basis, the two-dimensional assembly drawings and parts drawings of the bracket are designed and drawn. In addition, the selected stamping die parts mainly include punch, die base cushion plate, unloading plate, punch fixing plate, concave die and so on. Finally, a complete stamping die workflow is obtained.The design of this paper is to exercise and improve all aspects of personal ability. It not only reviews and summarizes the knowledge of the university, but also improves my ability and means to analyze and solve problems. It is an all-round improvement of personal skills.Key words: bracket; stamping forming; progressive die; drawing; process目 录1 绪论11.1冲压技术的发展及应用11.2模具发展现状11.3本设计的主要内容与意义32 托架零件的冲压工艺分析52.1 零件的材料分析52.2 零件工艺分析62.3 尺寸精度62.4 材料工艺性分析62.5 冲裁工艺性62.6 计算毛坯尺寸72.6.1 计算弯曲展开72.6.2 翻边尺寸计算82.7 排样设计92.5.1排样原则102.5.2搭边及其作用102.5.3搭边值的确定112.5.4排样的设计123 托架零件连续模的工艺计算133.1 压力的计算133.1.1冲裁力的计算133.1.2弯曲力的计算143.1.3 翻边力的计算153.2 压力中心计算163.3 各主要零部件的尺寸计算163.3.1凹模的设计163.3.2凸模固定板的尺寸设计193.3.3 凸模193.3.4垫板的选用253.3.5卸料机构的设计263.3.6定位零件的设计263.3.7 紧固件273.3.8 弹性元件的选用283.4 冲裁间隙的确定283.5 刃口尺寸的计算293.5.1刃口尺寸计算的原则293.5.2刃口尺寸的计算293.5.3 计算凸、凹模刃口的尺寸293.5.4冲裁刃口高度313.5.5 弯曲模具尺寸的计算313.5.6 弯曲回弹323.5.7 U形弯曲处的凸、凹模工作部分尺寸及公差323.5.8 翻边刃口尺寸计算333.5.9 冲裁间隙334 托架的模架设计与压力机选用344.1 模架的设计344.2 冲床的选用344.3 模具整体结构设计355 压力机的校核375.1 压力机的压力的校核375.2 压力机的滑块的行程校核375.3 压力机的行程次数375.4 滑块模柄孔尺寸375.5 模具的闭合高度376 模具材料的选用397 模具的装配与检测407.1 模具的装配407.2 模具的检测40结 论41参考文献42致 谢43V1 绪论1.1冲压技术的发展及应用冲压成形作为现代工业中一种非常重要的加工方法，在各种钣金零件的生产过程中具有许多独特的优势【1】。冲压生产出来的零件它的刚性比其他工艺生产出来的零部件好，强度比较高，在互换性方面也具有非常大的优势，最最重要的是成本低。而且在生产中容易于实现机械自动化和生产效率高的优势。冲压是制造金属零件的一种非常先进的方法，其它的零部件在效益和成本方面是无法相提并论的。冲压技术在工业制造中起着非常重要的作用，冲压技术在汽车，机械和能源。 生产信息，航空航天，国防工业和日常生活【2】。冲压模具是在数学、力学、机械科学技术上发展起来的、通过几十年的发展它吸收了计算机应用、机械控制、等相关领域的知识后，使冲压模具发展成了一门完善的基础性学科，使现在的冲压模具从业人员从以前的野路子发展成了学院派的高技术人才【2】。现在国家为了推动制造业的发展都是以冲压模具的设计与制造作为基础工业产，来推动制造业的发展，同时带动一个地区就业环境的改善和经济的发展，冲压成形技术在国民经济，现代化的发展中越来越多地发挥着作用【3】。 提高人民生活水平。 重要角色。冲压技术从几十年前的手工加工开始发展，到目前为止，在它的发展历程中产生了大量的新技术，就比如说产品的旋压成形它不仅体现在许多新工艺和新技术的广泛应用上，如旋压成型，高能量成型等等。更重要的是，人们对冲压的理解和掌握有了质的飞跃。技术上的【4】。现代冲压生产是一种持续大规模生产的制造方法。 由于高科技的参与和参与，冲压模具的加工以及冲压模具的生产已经从最开始的工业1.0手工时代变革为如今的工业4.0自动化、智能化时代。 自动化在冲压模具生产过程中大大的减少了人员在冲压模具生产过程的参与程度，由于，生冲压产品的生产过程是一种比较危险的生产过程，所以自动化程度的提供也降低了人员的工伤率，更体现了国家以人为本的发展基础【5】。1.2模具发展现状现在的模具生产与加工，是一种非常透明化的。世界上对模具的需求还是供小于求，现在每年市场上对于模具的需求在5000亿人民币以上。 由于发达国家的制造业转移，中国的模具工业迎来了非常大的发展机遇。 现在我国的模具生产与制作工业，它每年的增长率可以跑赢国家GDP的生产率，这证明了模具工业在我国还是具有非常大的发展潜力，（近几年来，我国的模具生产设计与加工基本上已经不用依赖进口，反而可以出口大量的模具）。到2005年，该模具的产值估计达到600亿元。标准部件和模具的出口将从目前的每年9 000万美元增加到2005年的约2亿美元。 就汽车模具而言，汽车模型需要数以千计的模具，对于模具需求最多的产业就是汽车产业，一个新的车系的生产与制作大部分的模具都需要重新设计与加工，加总要数亿元人民币。另外，电子通讯产品的模具需求也很大，在发达国家，它占模具总市场的20%。 到目前为止，我国从事模具设计、生产与制作的相关企业据不完统计我国多达20,000家，从事模具行业相关的人员达到了50万人以上【7】【8】。 20年前，中国的整个模具工业的生产总产值仅仅才300亿元。发展到现在，我国的模具工业成为了一个庞大的基础工业，它的生产总值已经可以达到几千亿元，其中大部分都是有私营企业所实现的，国有企业在模具的基础行业中应景丧失了竞争能力，在整个模具的生产总值当中有2/1是由冲压模具所提供的， 有3/1是由注塑模具所提供的，另外还有12/1是由压铸模具所提供放的，剩下的就是由其他模具所提供的【6】。模具是工业生产中的基本设备。模具不仅是一种高附加值产品，而且是一种高科技产品。模具是一个国家基础工业水平的体现，也是一个国家工业技术发展水平的衡量标准。多年来，中国经济发展迅速。它推动了模具工业的迅速发展使模具在各个行业都得到了相应的应用。目前，中国模具工业的发展正在加速。“十四五”期间冲压模具的发展主要体现在【9】：1.大型汽车覆盖件模具；2.高精密冲裁模；3.大型及精密塑料模；4.主要模具标准件；5.其它高技术含量的模具。以大型冲压模具为代表，我国已经能够生产出一些汽车覆盖件模具。 但是我国的模具在标准零件的使用上与发达国家相比还是存在着相当程度的差距。以大型冲压模具为代表，中国已经能够生产一些汽车覆盖模具。 汽车覆盖模具难以设计和制造，具有高质量和精度要求，代表了非常高水平的模具设计和加工。现如今我国模具设计的水平在设计制造方法和手段上处于世界前列，在模具结构设计上，它不亚于其他国家。在汽车模的设计加工过程中前进了大大的一步。 另外在模具的制造精度以及生产周期和成本控制，我国已经具有非常大的优势【10】。 1.3本设计的主要内容与意义该设计主要研究连续模式的设计。 级进模是在压机的第一次冲程中在几个工位的常规行程中的冲压过程的一部分，并在最后的过程中冲出整个工件。 由于级进模的生产过程是连续不断的，压力机的每一个冲程都能产生一个零件，所以它的生产效率非常的迅速【11】。这种打孔方式可以大大减少打孔模具的数量，它的操作方式非常简便，并且比较适用于自动化生产，同时，也大大降低了生产过程中的风险因素。 由于级进模具它是分为很多个工位生产的，所以再生产过程中容易产生累积误差，这样会降低零件的生产精度。 所以级进模具在对冲裁一些精度要求不高的小零件时具有很大的优势，但是它在一些大型冲裁件或精度要求高的冲裁件时，就没有什么优势了。冲压模具的设计首先要读懂零件图纸，然后根据零件图纸分析零件的冲压工艺，最终确定合适的冲裁方案。 因此，冲压模具的设计包括布局图的设计、总压力计算机压力中心的计算、边部尺寸的计算、弹簧和橡胶零件的计算和选择、冲头结构的设计【12】。模具结构及其他相关零件的设计，通过对模具前的分析计算，可以绘制出模具的装配图和各部分的图纸。主要内容如下：1.研究模具制造相关企业，了解模具的生产、制造和加工。 参考本设计主题的相关资料。 完成了基本参数的计算和冲头的选择；2.通过对产品图的分析确定所需要设计的模具类型以及模具结构，设计出已知工件的级进模具，充分了解所设计的级进模具结构以及它的工作原理。3.在设计过程中采用计算机辅助软件，对模具进行设计与造型。4.设计并计算模具工作部件的尺寸和公差；5.需要对典型模具零件进行材料选择和工艺路线分析；6.绘制模具零件图及装配图；7.编写设计说明书。本主题源于实际生产，具有典型的组件结构，大量使用和中等难度。 根据对零件结构特点的分析，本课题优化了模具的设计，采用多步渐进模式。把你学到的和实际生产结合起来，使学生迅速的理解与掌握相关的冲压生产工艺及模具设计，也提高了设计能力，对以后工作中所遇到的实际问题起到大大的实质性好处。通过上述冲压模具的设计与分析，给学生在今后进入公司在工程设计技能及分析能力方面奠定了坚实的基础。2 托架零件的冲压工艺分析2.1 零件的材料分析 通过CAD绘图软件来画出该托架产品的二维平面图，如下图所示，从图中可以看出，这个零件产品为U型结构，厚度是0.8毫米，选用的材料是08F钢，通过分析可以知道，这个零件能够通过冲孔翻边弯曲落料这一系列的程序来获得，从图中分析该产品的弯曲程度很大，加工过程中必须采用多次弯曲的加工工艺来完成。图2.1 托架零件图1、零件的尺寸分析：从上图平面图中可以看出，该托架产品对精密度的要求并不强，此外图中未标识的公差等级可以以IT12来处理，产品的最大尺寸是两侧面的宽度为64 mm，材料的厚度为0.8mm。2、零件的材料分析：通过查询文献，可以得到08F钢的抗拉强度大于295 MPa，延伸率要大于0.35，此外，该材质的塑形比较好，适合进行冲压成型【13】。3、零件的结构分析：通过分析托架可以得出该加工工艺中主要分为两步：落料和弯折。不能采用一次成型的工艺，零件的结构比较规则，冲压的性能很好。通过对以上几个方面分析分析能够判断出该零件可以进行冲压，而且冲压的性能好。2.2 零件工艺分析 从产品结构上分析，可以得出加工工艺有冲压、落料、弯折、翻边。由于弯曲角度大，所以弯折过程较为复杂，需要通过两次弯折工艺完成。下面拟定2种冲压方案进行比较，选出最佳的冲压方案。2.3 尺寸精度该托架产品对冲压精密度的要求不高，通过对表2-1分析，根据基本尺寸来确定公差等级，根据零件的尺寸确定冲压的等级为IT12级。表2.1 冲裁件外形与内孔尺寸公差（mm）【14】2.4 材料工艺性分析在本论文设计过程中，选取08F钢为加工材质。08F钢为一种优质结构材料，材料经过退火处理，其作用是消除内应力，较小材质的硬度，改善塑性精细结构，以及均匀化学成分，其剪切和拉伸强度为（175兆帕，295兆帕），屈服强度（约175兆帕）延伸率约为40%。因此，结合08F钢的各种力学性能，08F钢具有良好的加工性能，适合弯曲加工【14】。2.5 冲裁工艺性冲压过程中冲孔的精密度需要比落料高出一级，冲压件的精度一般情况下是IT12级左右。冲压件的产品的形状如图2.3，冲裁工艺条件有下列几点：（1）产品结构以及尺寸大小：冲压产品的外形为弯曲件，产品的结果小队比较简单，尺寸大小二维平面图所示。（2）产品精度：该零件尺寸无贴别的要求，通过普通的冲裁方法也能得到零件的质量的要求。（3）材料：产品零件由08F钢制成。196兆帕是其屈服强度，所以该部分具有良好的塑性和结构强度。（4）生产批量：适用于大批量加工生产。综上所述，可以通过冲裁加工得到这个零件。2.6 计算毛坯尺寸2.6.1 计算弯曲展开冲压模具设计过程中针对弯曲件，在冲压加工之前都需要对产品的展开尺寸进行计算，一般情况下零件通过中性层来进行计算。图2.2 有圆角半径的弯曲件圆角部位的展开长度与对应的中性层的长度相等，计算公式为2.1所示 （2.1）式中： 根据该零件产品的弯曲形状，共有三处弯曲三种弯曲半径，分别为：零件V形弯曲位置的弯曲半径为；零件U形弯曲位置的弯曲半径为；零件方孔位置的翻边按照弯曲展开，弯曲半径为；通过零件图可以知道，零件弯曲的相对半径：零件V形弯曲的相对半径：；零件U形弯曲位置的相对半径：；零件方孔位置的翻边按照弯曲展开，相对半径：；通过零件图可以知道，零件弯曲的中性位移系数：零件V形弯曲的中性位移系数：；零件U形弯曲位置的弯曲半径为；零件方孔位置的翻边按照弯曲展开，弯曲半径为；表2.2 中性层位移系数x该产品的U形弯曲位置计算如下：2.6.2 翻边尺寸计算由零件的三维可以知道零件上有两个翻边的位置所以在对零件的设计之前需要对零件的翻边位置进行展开计算。零件上方便的位置为圆形形的形状可以按照圆形的翻边计算所以零件翻边的位置按照计算，零件的中心线位置的直径按照计算，翻边位置的高度尺寸为 。零件的翻边位置的高度可以通过下面的公式进行计算：通过对公式的转换可以知道零件的翻边系数的计算公式为：式中：对于零件的翻边高度时：零件翻边前的底孔直径的计算公式：式中：翻边系数；翻边前底孔的直径；所以计算得零件翻边前的底孔直径为：零件的展开图如图2.3所示：2.7 排样设计对于级进模具的设计，在模具的设计前需要对零件的各个工序的加工位置进行安排，即设计零件的排样，零件的排样是模具设计的一个重要的设计过程，排样方案的好坏决定着模具的后期的设计，好的排样对于模具的强度，以及模具的生产成本都有较大的影响，如果零件的排样设计得有问题就会导致零件的加工出现问题，严重的话甚至可能会导致模具的报废，而且一旦零件的排样图确认好后就表示零件的各个加工的工序就已经确认好了无法更改，因此在设计零件的排样图的时候一定要反复的琢磨，选出最优的排样设计方案。2.5.1排样原则 对于零件的不同的加工工序的刃口形状同样也需要进行排样的设计，也就是零件的工序排样，在冲压模具的冲压过程当中零件每冲压一次就需要向前移动一个步距，由于零件的工序位置的不同他的加工的形状也不一样，所以零件的工序排样也是非常重要的，在工序排样的设计中应该考虑好各个刃口的位置，以保证零件的凸凹模的强度【15】。1托架零件的工序排样设计在托架零件的工序的设计的时候需要尽量将各个不要的工序尽可能的分散开来，这样设计可以很好的保证好零件凸凹模的强度，以达到提高模具寿命的目的。 2托架零件空工位的设置零件排样上的空工位就是指在零件的冲裁的时候该工序不进行零件的加工，一般是在零件较小的场合为了保证模具的强度而设计的，对于能够保证模具强度的场合一般是不设计空的工位的，因为空工位的设置会增加零件排样的长度，增加模具的大小，提高一个零件的生产工序，不利于零件加工成本的控制，所以本次设计的托架零件的排样不设置空工位。3托架零件载体的设置由于级进模具的设计有几个工位，所以不同的工位需要相互连接起来，这个就是零件的载体，所以级进模具的载体需要具有较好的强度，根据零件的载体的位置的不一样可以将级进模具的设计的载体分为以下几种不同的方案，即零件的载体在排样的一侧即为单侧载体，零件排样的载体的位置在零件排样的两侧即为双侧载体，零件的排样在排样的中间即为中间载体。通过对本次设计的托架零件的排样分析最终本次设计的模具采用中间载体作为本次的载体设置方案。2.5.2搭边及其作用零件条料的的搭边就是为了保证零件在冲压过程当中保证有较好的精度与质量所设计的工艺余料，虽然搭边值会影响零件排样的材料利用率，但是他是又是不可或缺的，所以在排样的设计的时候即要保证好领的的搭边宽度能保证零件的冲裁不出现缺陷，又要保证好零件侧搭边不至于过大影响材料的利用率。2.5.3搭边值的确定搭边值主要是针对加工过程之材料的使用率而设计的。在排样期间，工件与工件侧面和条带之间的残余叫做边缘。其目的是对定位误差进行补偿，以保证条带材料具备合适的刚度，保证冲压质量，便于送料。 如果边缘太宽，则会浪费材料；如果边缘太窄，会导致边缘断裂或翘曲，从而对模具的食用时间造成影响。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的机械性能。硬质材料可以更小，柔软材料可以更大。 工件的形状和大小。大尺寸或尖锐，复杂的形状。 材料厚度。 薄材料的边缘值应该更大。 材料的进给和材料堵塞方法。 手动进给，侧边镀边缘值可以减小。 在对搭边进行选取是有两个指标：间隙搭边以及侧搭边，通过查表2.3可得到零件的间隙搭边为1.8mm；侧搭边为2.0mm。为了确保自动生产，我们能够适当的将间隙搭边取值大一些。表2.3最小工艺搭边值2.5.4排样的设计级进模具的步距是级进模具设计过程中是非常的重要的，条料的步距就是零件冲裁的时候每次冲裁条料所需要移动的距离，级进模具的步距的设计是固定的，零件的步距的设计对零件的冲裁的精度也是有较大的影响的，所以级进模具的步距一点要设计的得合理。条料的步距适合于任何一个工序，而且都是相同的。根据前面的分析零件的步距S=76.56mm；条料的宽度B=150.54mm。图 2.4 托架排样图零件的各个工序为：工位1：冲零件上的方孔，圆孔翻边底孔；工位2：圆孔翻孔，方孔翻边，并设置导正销；工位3：冲两件间的废料；工位4：弯曲零件U形弯曲；工位5：切断落料并完成零件V形弯曲；3 托架零件连续模的工艺计算3.1 压力的计算3.1.1冲裁力的计算冲压模具的冲裁力的计算主要是对该零件的冲裁力、卸料力、推件力、弯曲力等各个工序的力的大小进行详细的计算，最终计算出零件冲裁过程当中的总的冲压力的大小，根据总冲压力的大小选择出托架零件的冲裁所需要的合适的压力的大小，以防止模具在生产过程中选择出不合适的压力机，导致模具损坏。通过CAD软件对零件的冲裁面的长度进行测量得出零件冲裁的外形周边长度：通过零件的总的冲裁长度计算零件加工时的冲裁力的大1.冲裁力的计算： （3.1）2. 卸料力的计算： （3.2）3. 推件力的计算： （3.3） 式中： 、因此冲裁部分的总的冲压力为:表3-1 卸料力、推件力和顶出力因数3.1.2弯曲力的计算由于零件的弯曲为V形弯曲和U形弯曲，如图3.1所示：图3.1 零件图1）自由弯曲时的弯曲力公式当零件的弯曲的形状类似于V形的时候，零件的弯曲力的计算公式为： （3.4）当零件的弯曲的形状类似于V形的时候，零件的弯曲力的计算公式为：； （3.5）式中：；2）在零件弯曲的时候，同时需要对零件弯曲的位置施加一个对零件弯曲位置校正的力，校正弯曲的力的计算公式为： (3.6)式中：3）计算本弯曲件V形弯曲部分弯曲力。V形弯曲力：U形弯曲力：根据查表可得，通过计算可知A=2589.99；通过零件弯曲位置的校正面积计算可知零件弯曲位置的校正的力为：零件在弯曲的时候所需要的总的弯曲压力为： 3.1.3 翻边力的计算翻边力：顶件力取值为翻边力的10%，则零件在翻边的时候所需要的总的翻边压力为： 模具的总冲压力为前面计算的各工序的力之和：所以3.2 压力中心计算零件的压力中心主要就是对零件的各个工序的压力的中心进行计算，模具的压力中心需要保证在模具的模柄的位置，这样就可以保证模具在加工的过程当中不会因为模具两侧的压力不均造成模具的导柱的磨损加大，压力中心的计算公式为:计算公式: = （3.7） = （3.8） 取两孔的中心为零点，通过力矩相等可以计算出压力中心的坐标值为：图3.2 压力中心所在的位置3.3 各主要零部件的尺寸计算3.3.1凹模的设计模具的冲孔选取线切割机方式生产。各种形状的冲头设计成直通形状，主要使用线切割，圆形冲头除外。从相应的文献可以得出，使用率最高的模具材质主要有Cr12、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV等，材质的硬度HRC6064。本论文端盖模具选用Cr12材料。模具呈圆形或矩形。 最常采用的是矩形模。 如下图所示，模腔有以下几类不同的结构形式：图3.3 凹模刃口形状b，c，d，e，f型广泛用于冲裁，冲孔和级进模。线切割方式最早用于模具生产是在1970年左右，线切割之后，采取酸腐蚀。消隐孔也被切割和加工，同时c，d，e，f型在加工过程中也很少应用，该模具由b型制成。冲压模具的凹模的设计可以有不同的设计方式分别为将零件的凹模设计为一个整体的整体形势，以及将零件的凹模分别设计为几块在拼接到一起的拼接式、还有将凹模做成镶件，全部由镶件组成的镶嵌形式。对凹模的几种不同的设计方式进行分析：整体式凹模是将凹模由一整块零件进行加工，凹模上的孔可以通过线切割加工。 这个方案的缺点就是模具在生产的过程中如果模具发生磨损则模具的凹模不能更换。 整个凹模零件必须通过重新加工和更换。 拼接形式的凹模通过拼合方式的不同可以分为两种，分别为分段拼合的方式以及孔拼合的方式；凹模与模座之间可以通过螺钉与销钉进行装配，由于这种零件的拼合位置可以互换，这样可以有效的提高模具的使用寿命。嵌块式凹模就是由不同的镶块镶嵌组成模具的凹模，为了方便调整其间隙并对模具进行维修，嵌块与固定板之间采用过渡配合装在一起，配合的公差为H7/m6，固定板下面再增加一个垫板，通过螺钉进行连接，这样凹模构成了一个整体结构形式。凹模零件的厚度计算公式为: (15mm) （3.9）根据上式可以计算出所需凹模的厚度,其中,查表可得,故：由于零件有一个42.5mm高的弯曲所以凹模厚度可以取 由以下公式: （3.10）综合个方面因素考虑取。通过前面的计算，再通过查询冲压模具的标准模架可以将模具的凹模尺寸设计为315mmx500mm。冲压模具的凹模一般将材料设计为Cr12，这种材料在淬火后它的硬度可以达到60HRC-64HRC之间，如图3.3所示为凹模的尺寸设计图。图3.3 凹模的尺寸设计图3.3.2凸模固定板的尺寸设计模具凸模固定板的厚度可以通过模具前面计算的凹模的厚度来进行确定【19】： 所以托架零件的凸模固定板的厚度取30mm 对于托架零件的凸模固定板的材料可以选择为45刚，如图3.5所示为凸模固定板的设计。图3.4 凸模固定板的尺寸设计图3.3.3 凸模凸模的加固方法选用固定板进行固定。其与固定板之间的配合方式采用过渡配合（H7/m6或H7/n7）【21】。为了能够能够更好的固定模具，增大稳定性，最大直径为形式台肩。让凸模不会被拉出，材料选取,热处理硬度为。图3.5 冲孔凸模图3.6 冲导正销孔凸模图3.7冲翻边底孔凸模图3.8 翻边凸模图3.9 冲方孔凸模图3.10 方孔两侧弯曲凸模图3.11 冲废料凸模图3.12 落料凸模图3.13 V形弯曲凸模图3.14 U形弯曲凸模3.3.4垫板的选用因为本次设计的模具它的工位比较多，所用模具的凸模数量相对来讲较多，会造成上模部分需要承受较大的冲裁压力，所以在这种情况下需要在凸模后面设计垫板，垫板的厚度与冲材力的大小成正比，所以综合考虑，最终，选择了厚度H=16MM的垫板。凹模垫板厚度同样设计为16MM。图3.15 上垫板图3.16 下垫板3.3.5卸料机构的设计卸载机构主要去除冲头上的条料，卸料机构同样可以用于压料的作用，防止冲压过程中两件的冲裁变形，同时模具的卸料板具有引导材料和保护冲头的功能。卸料装置分为刚性卸载和弹性卸料两种【22】。在托架的级进模设计中，设计中采用的卸载机构为弹性卸料的方式，常用于零件较薄的材料。这可以改善部件的平整度。当零件弯曲时，卸载方法也可以防止条带移动。弹簧卸载机构的力是弹簧在卸料板提供的弹力。当上模向上运动时，模具的卸料板将零件的条带向下推。当上模移动到一定距离时，卸料板将零件的条带从模具的凸模上面卸下料，从而完成工艺的形成，然后继续进行。条料向前移动一个步距的距离然后开始下一个冲压过程【20】。根据前面分析，设计模具的卸料机构如下图3.17所示：图3.17 模具卸料机构3.3.6定位零件的设计在模具工作的过程当中，需要保证模具的条料在板料的运送的过程当中保证精度和平稳需要对零件条料的送进设计定位另计和导向的零件。在冲压模具的设计过程当中模具的定位零件其中包含有导料板、导料销、挡料销、侧刃和定位板等。分析托架的冲压工艺可知，本次托架零件的定位零件是采用的是导料板导向，以及导正销精定位。导料板如图3.18所示，导正销如图3.19所示：图3.18 导料板图3.19 导正销3.3.7 紧固件销钉与螺钉是模具产品中最常使用的紧固件。其作用是增强模具产品的强度和硬度。使用螺钉的意义是加固模具的各个零部件，工业生产中最常见的螺钉为内六角型。该模具选用螺钉的型号为：，旋转深度为，最小的窝深度为，螺钉的二维图如下所示。 图5-5螺钉3.3.8 弹性元件的选用弹性装置主要有树脂和弹簧两种，由于本次设计的模具为级进模具，因此可采用树脂作为卸料板的弹性元件。设卸料螺钉直径为10mm，弹簧上螺钉孔直径为12mm，则：弹性元件的自由高度，由下式得： 式中：；一般情况下取46mm；则弹簧高度取65mm。3.4 冲裁间隙的确定冲压模具在实际的生产的时候它的凸凹模间的间隙并不是一个稳定的的数值，应该通过模具的实际来多方考虑，同时需要将模具的加工偏差和加工过程中的零件的磨损都需要考虑进去，然后得出一个间隙的范围，最终的模具的装配以及加工将零件的冲裁间隙保证在所需要的范围值之间就可以了，另外模具在加工的过程当中零件的饿凸模和凹模都会发生磨损的现象，所以在零件的设计的时候将零件的间隙的最小值设计为零件冲裁间隙的最小值【23】。 根据零件的材料厚度为0.8mm查冲压手册可以得出材料10钢零件的最小的凸凹模间的双面间隙为0.072mm，最大的凸凹模件的双面间隙为0.104mm3.5 刃口尺寸的计算3.5.1刃口尺寸计算的原则模具的刃口尺寸精度对于所冲裁零件的精度具有决定性的作用，通过模具刃口尺寸以及加工精密度能够确保模具的合理间隙。所以在确定模具刃口尺寸以及其制造公差的时候，应该考虑一下几个原则：1.由于冲裁过程中会对凸、凹模质检造成一定程度的磨损，所以在冲裁模设计过程中，凹模尺寸必须必公差范围小；此外在设计冲模时，凹模的基本尺寸的取值应该为公差范围尺寸的较大值【24】。2.模具胚料的大小由模具本身的尺寸决定，模具冲孔的尺寸是通过冲头的尺寸来决定的。所以在冲裁模设计过程中，根据模具在冲头上间隙参考。3.5.2刃口尺寸的计算对于零件的凸模以及凹模尺寸的计算按照零件的加工的方式的不同可以有两种不同的计算方式，两种不同的尺寸计算方式分别为分开加工的方式和配合加工的方式分开加工的方法在零件的厚度比较大的场合比较实用，而且对于零件的尺寸精度没有太高的要求，而配合加工的方式比较适用于零件的厚度较小的场合，而且这种方式生产的零件的尺寸精度较高【25】。托架零件的厚度本次设计为0.8mm，厚度比较小，所以选择使用用配合加工做为零件的加工方法。3.5.3 计算凸、凹模刃口的尺寸 可采用上面提到配合加工的方法来计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、在模具的工作过程当中工作零件磨损后变大的尺寸，即： 2、在模具的工作过程当中工作零件磨损后变小的尺寸，即： 3、在模具的工作过程当中工作零件磨损后无变化的尺寸，其计算公式为： 式中：所加工的工件尺寸精度IT10以上 x=1所加工的工件尺寸精度IT11IT13 x=0.75所加工的工件尺寸精度IT14 x=0.5凹模制造偏差，通常取。有零件图可知零件冲孔的位置计算如下：磨损变大的尺寸：（4mm） （7.48mm） （11mm） （7.68mm） （10mm） 该模具落料现状如图2.9所示：图3.9 落料刃口示意图查公差表将尺寸分别转化为；取x=0.5 则； =则； =图3.9中的各个尺寸都没有无公差要求，可以按按国家标准IT12级公差要求处理。3.5.4冲裁刃口高度由于材料厚度0.8mm，经过资料和分析可以得出刃口高度范围为,本次设计取。3.5.5 弯曲模具尺寸的计算弯曲零件的凸模以及凹模间的间隙可以通过下面的公式来进行计算：式中： ，其值按表3-2选取。表3-2 间隙系数C值（单位mm）当工件精度要求较高时，间隙值应适当减小，可以取Z/2=t。查冲压手册板料厚度的正偏差为 由公式可得：3.5.6 弯曲回弹在本次的托架级进模具的设计过程中，弯曲时其中的一个重要的冲压的过程，但是由于不管是什么材料都具有内应力，因此零件的弯曲再内应力的作用下可能会产生回弹的现象。回弹在零件的弯曲过程中是不可能避免的，在模具的设计过程中我们应该要考虑尽量的减少零件的回弹量，但是零件的弯曲回弹是不可能被消除的，只能减弱。当零件的弯曲的半径与材料厚度之间的r(58)t时，压力机施加在零件上的压力消失以后零件的弯曲就会发生变化，零件弯曲好的半径也会因回弹的产生发生改变。但是当零件的弯曲的半径与材料厚度之间的r5t，零件的回弹基本就不会影响到弯曲半径，所以不用考虑零件的回弹，本次是的托架零件的回弹就可以不考虑【26】。零件弯曲的回弹主要还是由领奖材料的性能以及零件弯曲位置的弯曲半径等因素来决定的。零件的弯曲半径和材料厚度之间的比值越小，零件在弯曲后因回弹所产生的变形就越大，零件的弯曲半径和材料厚度之间的比值越大，零件在弯曲后因回弹所产生的变形就越小。由零件图可知托架零件的弯曲半径与材料间的比值r/t=0.7/1=0.78通过查询冲压模具设计手册可以知道零件弯曲位置的回弹值为1，回弹的量不大，所以设计时可以不考虑零件的弯曲回弹。3.5.7 U形弯曲处的凸、凹模工作部分尺寸及公差标记工件形状尺寸时，应以冲头上的间隙为准，标记工件内部尺寸时，应以冲头上的间隙为准，并以冲头上的间隙为准。1）弯曲件标注外形尺寸凹模尺寸:凸模尺寸: 2) 弯曲件标注内形尺寸凸模尺寸:凹模尺寸: 式中：LU形弯曲件基本尺寸，mm；、凸、凹模工作部分尺寸，mm；弯曲件公差，mm；、凸、凹模制造公差，选用IT7IT9级精度，mm；Z/2凸、凹模单面间隙。由零件图得到，零件弯曲的内形尺寸被标注，且没有标注公差，此位置公差按IT12级加工，查表得弯曲件公差，凹模制造公差，选用IT7级精度，凸模制造公差，选用IT6级精度。凹模尺寸为：凸模尺寸为：3.5.8 翻边刃口尺寸计算根据凸凹工作件拉深的原理，确定了翻边尺寸和模具边缘尺寸的计算。通过公差尺寸的极限偏差，考虑翻边凹模边缘尺寸，并要求内部尺寸（设计要求内部尺寸），因此根据冲头尺寸，根据IT12级精度8mm计算，翻边刃口的间隙取Z/2=t=0.8mm即，d凸=（d+0.4）0-p = (8+0.40.15)mm =8.06mmd凹=( d凸+Z) 0+d= （8.06+1.6）mm =9.66mm3.5.9 冲裁间隙 为了保证冲裁件的质量以及模具寿命，设计时必须要选择合适的冲裁间隙值。查冲压设计应用实例2-10根据材料与材料的厚度选择合适的冲裁间隙。首先计算出凸模部分的工作尺寸，根据凸模的工作尺寸配置凹模尺寸,保证凸凹模之间具有均匀的间隙，取0.072mm0.104mm。模具的导柱与导套之间采用过度0.006mm0.012mm。4 托架的模架设计与压力机选用4.1 模架的设计本次设计模具冲裁间隙小于0.05mm,故选用过盈导向模架：上模座尺寸: 315mm 500mm 50mm 材质：HT200下模座尺寸: 315mm 500mm 60mm 材质：HT2004.2 冲床的选用再模具的设计过程当中，模具的加工设备，压力机的选择是非常的重要的，选择好合适的压力机可以使模具的工作状态达到最佳的状态，能够适当的延长模具的使用寿命。冲压模具的压力机的选择需要考虑很多的方面，就比如说零件的总冲压力的大小；模具的闭合的高度等因素，主要要考虑的就是以下几个不同的因素【27】：（1）首先就是要考虑模具压力机在冲裁过程中的行程，因为只有压力机具有足够的行程才能保证模具在冲压的过程当中能够有足够的位置可以取出成型后的冲裁件。（2）在模具安装到压力机上的过程当中，需要保证模具的尺寸要比压力机的工作台的尺寸要小一点，这样才能保证模具能够顺利的安装在所选择的压力机上进行零部件的加工。（3）所设计的冲压模具的闭合高度必须保证所设计的高度满足下面的公式：所选择的压力机的最大的安装的高度需要大于模具的安装的高度，如果模具的高度比所选择的压力机的高度大，这样模具就不能够正常的工作，如果模具的高度比压力机所允许的高度小的话那么就可以在所设计的模具上最佳垫板以达到模具的安装的要求。对于压力机大小的选择主要还是考虑零件的总的冲压力的大小，所选择的压力机的最大的冲压力一定要大于所设计的零件的加工所需要的总的冲压力的大小。前文已经对零件的各个冲压工序的力进行了详细的计算可以知道零件加工所需要的总的冲压力的大小为：，由零件的总的冲压力的大小以及模具设计的高度初步选用型号为J23-40的可倾开式双柱冲床。压力机参数如图4.1所示：图4.1 压力机各项参数型 号 J23-40公称力 KN400滑块行程 mm110行程次数 min-150最大封闭高度 mm320封闭高度调节量 mm70滑块中心至机身距离 mm200工作台板厚度 mm65立柱间距离 mm275工作台至导轨间距离 mm370工作台尺寸前后 mm400左右 mm675工作台孔尺寸前后 mm180左右 mm270直径 mm215滑块底面尺寸前后 mm190左右 mm290模柄孔尺寸直径 mm50深度 mm754.3 模具整体结构设计通过一项对该托架冲压模具的计算和工艺方案选取，可以对该冲压模进行整体设计与绘图，详细信息如图4.1所示。图4.1 模具整体结构示意图通过结构图所示的参数可以初步计算得出H模（闭合高度）为： 5 压力机的校核5.1 压力机的压力的校核 对于所选择的压力机他的标准的冲压力的大下应该要为前面所计算的总的冲压力的1.1-1.4倍【28】；所选择的压力机的冲压力的大小为400KN，所以能够符合零件的冲裁的要求。5.2 压力机的滑块的行程校核压力机的滑块的行程需要能够保证零件在冲裁的过程当中能够将零件从模具当中取出，所设计的托架零件的厚度为0.8mm，在模具的工作的过程当中卸料板的行程为20mm，在凸模的工作当中凸模深入凹模的深度为20mm所以模具工作的过程中所需要的行程S=0.8+20+20=40.8mmS=110mm,所以所选择的压力机能够符合设计的要求。5.3 压力机的行程次数 本次所选择的的压力机它的行程次数每分钟为50次，零件的加工采用的是自动的送料的方式，所以压力机的行程次数不能太大，所以所选择的行程的次数是非常合适的。5.4 滑块模柄孔尺寸 模具的模柄和压力机的模柄的安装孔一定要相互符合，所选择的压力机的模柄的尺寸为，而设计的模具的模柄的尺寸为所以模柄的尺寸也是合适的。5.5 模具的闭合高度 本次设计所选择的压力机的最大的模具厚度为Hmax=320mm 模具的高度的调节量M=70压力机的行程H1=110mm所以模具的最小的安装高度Hmin=HmaxM=320-70=250即3200-5H模250+10 所设计的模具的厚度为283.5mm，按照上面的公式可知所选择的模具的厚度是合适的。通过前面的各项参数的校核可知所选择的压力机是能够符合模具的生产要求的。6 模具材料的选用冷冲模的加工方式主要包括落料模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模。同时冷冲模具加工过程中经常会对材料进行冲击、拉伸、弯曲的加工处理，所以一旦模具的材料选的不够好，就会造成加工过程中出现脆性断裂、塌陷、磨损、啃咬和软化等现象。所以，冲压模具在材料选用的时候应该具备以下几点性能【29】：1、材料的抗变形性能较好：判断一个材料的抗变形性能的参数主要包括：淬火、回火抗压强度、弯曲强度等。2、抗裂性参数需要较高：材料的抗裂性参数包括：冲击强度、抗压强度、弯曲强度、断裂强度和抗冲击载荷下的模具裂纹。3、材料必须具备较好的耐磨性以及抗疲劳性能：对于用于加工冲压模具的钢材，耐磨性能是一项非常重要的指标，为了能够的到性能较好的钢材，需要在相同硬度材质机体中分布大量的细硬质合金。4、材料必须具有较好的冷、热加工性能：钢材产品的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、脱碳敏感性低、变形倾向小等，这样才能方面模具的加工，热处理后的材料容易成型，加工后的产品不易变形。根据以上四点：凸、凹模采用工作部分局部淬火同时材料同样采用淬火变形小的钢材。7 模具的装配与检测7.1 模具的装配所谓的级进模就是在冲头加工过程中，通过单个行程冲压得到2个或者更多的工序的模具。该类型的产品的模具具有结构复杂，对装配的要求很高。但是该类型的模具效率非常高，精度高，在精度要求较高的零件生产中具有很广泛的适用范围。本论文选用的模具为级进模。他的装配过程一般包括以下几个流程【30】：（1）安装旋入模柄，垂直安装模座端面，装配后与大端面磨平。（2）将冲头装入冲头固定板，使其垂直于固定板的端面，与磨削端面齐平。（3）将模具安装在固定板上，使其与固定板端面垂直，并与磨削端面平齐。（4）将模具安装在模具的下部。（5）用冲头将固定板安装在上模板上。不要把螺丝拧得太紧，试着装上模具，使导柱慢慢进入导套。如果冲头和模具的孔不正确，轻敲冲头固定板，通过螺钉孔调整间隙，直至间隙均匀。此时，用划线器在上模板上画出冲头固定板的位置。7.2 模具的检测在对该模具进行安装之前，需要对整个模具进行检查，主要包括以下几点【31】：（1）模具的凸凹模的刃口需要保证锋利，和零件的表面粗糙度；（2）工作零件需要进行热处理加工，保证零件的硬度要求；（3）对于不参与工作的棱角位置需要倒角处理，防止零件在装配生产过程中产生刮伤；（4）模具的工作零件没有砂眼等材料缺陷；（5）模具的导柱和导套需要符合行程的要求，防止模具工作过程中导柱导套之间的配合长度不够。结 论通过一个学期的毕业论文的设计，在老师的悉心指导下，在同学们的帮助下，我顺利的完成了我的毕业论文设计，在本次我论文设计过程中，我的选题为托架冲压成型工艺分析与模具设计，主要目的是通过自己所需的知识，完成该冲压件的设计加工过程的全部流程，最终得到产品的设计说明书。在整个论文过程中通过对产品零件图进行分析，得出了产品的采用的加工方式，加工材料，通过一些系列的计算得到了产品的各个参数。通过AutoCAD2004软件制作复合模具的装配图和零件图。通过对模具分析，对模具加工过程中的设备进行了选择。最后对该模具进行校核。通过本次论文设计，对我很多方面的能力都是一次提升，主要有以下几个方面：1、通过本次论文的设计，是我对之前学习到的知识进行了回顾和复习，同时通过查阅文献，让我对专业相关的知识有了一定的积累，对整套模具的设计方法和设计步骤有了更加深刻的了解。就本次论文而言，主要的设计步骤主要有一下几个方面：课题调查、设计方案、整体设计、零件设计、技术资料整理、改进设计等过程。2、对个人的综合技能有了很大的提高，之前我们的学习大部分停留在课堂之上，然而本次论文设计让我们有机会接触到更多，更好，更专业的知识，机器和各零部件需要更多的制造工序的知识。3、加强了对机械绘图软件的熟悉和掌握，之前对CAD、UG等设计软件的学习大部分停留在简单的绘图和操作命令上，通过这次的模具完整的设计，让我能够熟练的操作CAD绘图软件，让我更加有信息在以后从事模具相关工作。4、
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号