落料模毕业设计说明书

1、天津职业大学模具设计与制造毕业设计（论文）目 录前言 ·1设计课题及任务书································111 设计课题·········

2、3;·····························112 设计任务书···················&

3、#183;················52 工艺方案分析及确定····························721 件的工艺分析·

4、83;································722 工艺方案的确定···············

5、3;················823 排样图的确定································

6、···103 艺设计与计算·····································1031 冲裁的方式与冲压力的计算·····

7、83;··············1032 计算各主要零件的尺寸·························11结束语 ·······

8、·······································25参考文献 ··········

9、;·································26致谢················&

10、#183;································27内容提要 本论文应用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握

11、冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。采用落料、翻边实现落料及落料件的修边，模具设计制造简便易行。设计为单工序BL模口形状，。该工序为：BL（落料）、本设计共分6章，分别论述了产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模板及零件设计，模具组立等问题。本设计的内容是确定单工序模具内型和结构形式，绘制模具总图和非标准件零件图。 Content summary Thus the present paper applies this spe

12、cialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studie

13、d, the method and the step which the grasping cold stamping mold designed, the basic mold skill which the grasping cold stamping mold designed had understood how analyzed the components the technology capability, how definite craft plan, had understood the mold basic structure, sharpened the computa

14、tion ability, cartography ability, has been familiar with the standard and the standard, simultaneously various branches correlation curriculum all had the comprehensive review, independent thinking ability also had the enhancement. . can enhance the production efficiency enormously, but falls the m

15、aterial to stretch the concave mold design to be important, in the design should consider fully it falls the material stretch mold mouth shape, otherwise easy to affect falls the material stretches the shape. the punch holes, small booklet, c punch holes, riveting nut, d formation. This design altog

16、ether is divided 6 chapters, elaborated the product craft analysis separately, the ramming plan determination, the process design, the template and the components design, the mold group at once question. The present paper is the third project (punch holes) mold. This design content is determined the

17、 superposable die former and the structural style as well as the technology capability, draw up the mold assembly drawing and the non-standard letter detail drawing.前 言随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实

18、的基础。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD等绘图软件进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。 本书是落料模设计说明书，结合模具的设计和制作，听取校内和校外指导老师的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。 本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，设计中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师批评指正。1

19、设计课题及设计任务书11设 计 课 题M型垫片落料冲压模具设计1.1.1、课题来源： 生产实践1.1.2、课题研究的目的与主要内容：M型垫片是公司日常设备维护、调试过程中应用较为广泛的一工件，以往都是采用激光切割的方法制造，成本较高，所以我才有设计此套模具的想法。1.1.3、目的：（1） 、用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一项冷冲模设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。（2） 、和扩充“冷冲模设计”课程所学内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。（3） 、握冷冲压模具设计的基本知识。如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。1.1.4、基本要求：（1）、到课题

20、研究的目的所提的要求。（2）、重点放在实际生产中，即亲自与模具的跟踪生产，熟悉自己所设计模具的工艺和生产全过程。（4） 以生产者的身份来设计模具；为求所设计模具适合在所在设备条件下生产， 即要综合生产实际，又要满足生产要求，更要提高生产效率和经济效益。（5） 生产实际中，熟悉所用制造模具的设备的使用。课题研究已具备的条件（包括制造车间，主要仪器设备）1.1.5、制造车间设备：1火花线切割机 2火花脉冲电压机 3控加工中心 4床 5线尺、平台、钻花、半规尺、游标卡尺 6NC雕刻机1.2设计任务书 设计工件如图1.1所示：图1.1 技术要求：1. 本产品单工序落料 翻边件，材料为Q235,厚度为2

21、.0mm.2. 零件未注精度要求IT14级；3. 工件外观必须平顺，毛边物等均需去除。 第一工序模具图模具的总体结构草图如图1.2：图1.22.工艺方案分析及确定2.1 零件的工艺分析冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。2.2 工艺方案的确定确定方案就是确定冲压件的工艺路线

22、，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。 此副模具为生产该产品的第一道工序即BL+PI所用。产品最终成形还需FO+FL模。该零件属于大批量生产，冲压精度高，手工操作。模具制造周期长。2.3 排样的确定在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。（）、冲裁件的排样排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。根据不同几何形状的冲件，可得出与

23、其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。（2）、材料利用率衡量材料经济利用的指标是材料利用率。一个进距内的材料利用率为= （3.1）式中A冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（mm2）；n一个进距内的冲件数目；B条料宽度（mm）；h进距（mm）.一张板料上总的材料利用率为： =式中N一张板料上的冲件总数目； L板料长度（mm）；A板料宽度（mm）；（3）、搭边排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。搭边数值取决于以下因素：件的尺寸和形状。材料的硬度和厚度。排

24、样的形式（直排、斜排、对排等）。条料的送料方法（是否有侧压板）。挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。a=3.0mm通过以上分析和计算得出以图2.1的排样形式为最佳方案。 图2.13. 工艺设计与计算3.1 冲裁方式与冲压力的计算3.1.1、冲裁方式与冲压力的计算： 当一次冲裁完成以后，为了能够顺利地进行下一次冲裁，必须适时的解决出件、卸料及排除废料等问题。选取的冲裁方式不同时，出件、卸料及排除废料的形式也就不同。因此冲裁方式将直接决定冲裁模的结构形式，并影响冲裁件的质量。根据不产品的结构和工艺性能，本副模具顶板式顺出件结构。由于本模具

25、采用顺出件式模具冲裁，省去校平工序，既可满足工件对平面度的要求，又能保证安全生产。3.1.2.力的计算计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。则冲裁力可按下式计算：F=A (3.1)式中，A为剪切断面面积，为板料的抗剪强度。 考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为1.3，并取抗剪强度为抗拉强度b的0.8倍，于是在生产中冲裁力便可按下式计算：F=LTb （3.2）式中 L -冲裁轮廓的总长度(mm);t_板料厚度(mm);b _板料的抗拉强度(MPa)。经查的取b=300 （冲压工艺与模具设计）F=240*350*2

26、.0*=168000N32工艺计算3.2.1工艺与设计计算3.2.1 冲裁力计算以下为根据冲裁力计算公式F=KLtb 计算。公式：L为模具工作线长度；t为制件料厚；b为制件抗剪强度。t=0.8; 查表得知：b=350Mpa K-系数，查表得K=1.3 ( 1) 落制件。F=Ltb=6704N。F=Ltb=( 0.95+3) ×0.8×350=1106N,由以上各项相加的总冲裁力: F 总冲=10kN。3.2.2 卸料力Fx=KxF；查手册黄铜Kx 取0.04。Fx=0.04×59000=2360N。3.2.3 推件力FT=nKTF；查手册、材料Q235取KT=0.

27、06n 为同时卡在凹模中的制件数目2。FT=11×0.06×59000=38940N。3.2.4 顶件力F0=KDF；KD 查手册材料Q235取0.06。F0=0.06×1567.3=94.04N3.2.5 压力机标称压力的确定P( 1.11.3) FF=F+Fx+FT=10000+2360+38940=51300NP( 1.11.3) F=6669kN所以F 总=70kN。3.3 计算模具刃口尺寸1）冲裁件断面质量影响因素() 材料性能的影响 a、b、d大，c小() 模具间隙的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度() 模具刃

28、口状态的影响，当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。(4) 冲裁间隙冲裁间隙指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。 3.3.1凸、凹模刃口尺寸计算原则1冲裁件断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。2凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。计算原则 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，即冲裁

29、间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。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，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。3.3.

30、2 凸、凹模刃口尺寸的计算方法加工方法：1. 分开加工2.具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精度，增加制造难度。2.配合加工Zmin易保证，无互换性、制造周期长。凸模公差0.020，凹模公差0.030。冲模精度较工件精度高级，取IT11级。零件图上未注尺寸的公差，属自由尺寸，可按IT13级确定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差为4： 零件外形：mm mm mm mm mm 1 按凸模与凹模图样分别加工法（1） 落料（2）冲孔=L±SSSSS1111 （3）孔心距+ZminZmax，选取必须满足以下条件：为了保证可能的初始间隙不超过Zmax，即凸、凹模的制造公差

31、，可按级来选取，也可查表2.4.1选取，但需校核。或取 3.3.3凸模与凹模配作法配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。 特点：模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可放大基准件的制造公差，使制造容易。（1）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：磨损后变大，变小还是不变。（2）根据尺寸类型，采用不同计算公式。磨损后变大的尺寸，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。磨损后变小的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。磨损后不变的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。（3）刃口制造偏差可按工

32、件相应部位公差值的1/4来选取。对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并冠以（±）。由公差表查得：为IT14级，取x = 0.5；3.3.4 落料切边部分边缘：因为前几工序为级进切边工序，其工作原理与落料刃口设计原则一样。应先确定凹模尺寸，使凹模标称尺寸接近或等于工件的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸保证最小合理间隙，凹模制造偏差取正偏差，凸模取负偏差。对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法。当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。零件图中未注公差的尺寸由表3-2查出其极限偏差：mm mm mm mm 查表3-15得&

33、#160;x=0.75，则： A17.9=（49.0-0.75×0.50）0+0.50/4=48.6250+0.125A15.6=（39.5-0.75×0.50）0+0.50/4=39.1250+0.125A8.05=（9-0.75×0.50）0+0.50/4=8.6250+0.125 A4.5=（7.0-0.75×0.30）0+0.30/4=6.6250+0.075该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值：3.3.4、冲裁力计算根据现有冲压设备，满足客户日需求量，实现规模化作业，降低成本，提高生产效率，因此采用4台连线。机台

34、参数详见下表：3.3.5、 压力中心的计算因为此图形为对称图形,固它的压力中心即重心就是此图形的 对称中心。3.4.计算各主要零件的尺寸3.4.1、凹模结构设计在冲裁模中，为了减小冲裁力，震动和响声，采用由斜口剪构成的波浪形刃口。 平刃口的冲裁 P=L×S²0公斤 波浪形刃口的冲裁力P1公斤 = P1 从以上大概的关系式看出波浪高度h>0.5S时才有效，波浪高度h=s时， 冲裁力剪小50%,h=2s时，冲裁力减小75%，可是h=×tg，波浪角一般 取24度则h=0.03-0.07,所以在取波浪高度h时必须符合这个条件。 实际上波浪形刃口的冲裁力按下式估算：

35、P1=（30%50%）P 落料时波浪形刃口取在凹模锒块上冲空时取保在凸模嵌块上，要取得对 称，考虑到加工方便和锒块长度，一块锒块上最多取半个波浪或一个波浪， 一个波浪的锒块高点取在中间。考虑本成品零件的结构形状,本凹模采用镶块式。200-300为一块由于料片线比较大，刀口才用波浪刀口，刀口厚度根据其行程和强度来进行计算，其材质用SKD11，据计算其厚度可为60mm。3.4.2、计算凸、凹模的工作部分的尺寸凸、凹模间隙值的确定：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，此工件的公

36、差要求不高，可采用较大公差。 Z=0.200mm（）考虑落料和冲孔的区别，落料尺寸处决于凹模，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。（）刃口的磨损对冲件尺寸的影响，凸凹模应取接尽冲裁件的最大极限尺寸。 落料时 由冷冲模设计手册2查得 互换性与测量技术基础4查得 落料凸模与凹模的基本尺寸相同， 保证单边间隙为0.200落料凹模如图3.1： 图3.13.4.4、凸凹模选材，热处理及加工工艺过程该零件保证双面间隙为0.01mm 之间。该零件的形状简单，外成形表面精加工可以采用电火花线切割，成形磨削，连续磨削的方法.根据一般的工厂的加工设备条件，可以采用以下两个方案：备料锻造退火铣各面磨侧面及上下表面钳工划线

37、 热处理研磨内孔成形磨削外形。备料锻造退火铣各面磨侧面及上下表面钳工作穿丝孔电火花线切内外形。从以上两方案来看，方案一要经济一些，但热处理变形要比方案要大一点。方案二显然变形小一点，但在电火花时价格昂贵，为采用节省模具的制造成本。固方案一要好多了。材料的利用率=A/B*100%=89.3%3.4.5、工艺方案如下:备料锻造铣平磨工艺过程如表3.2 表3.2叙号工序名称工序的主要内容1下料锯下料(56*30mm)2锻造锻造(22*36mm)3铣铣各侧面面及上下表面4平磨平磨上下表面3.4.6、冲压设备的选用 压力机对模具寿命的影响也不容被忽视。压力机在不加载状态下的精度称为静精度，加载状态下的精

38、度称为动精度。 当压力机的动精度不好时，就等于哟暖和精度不好的压力机进行冲压加工。由于测量动精度很困难，目前还没有压力机动精度的标准，生产厂家也只保证压力机的静精度。因此压力机的动精度一般只能根据其静精度的好坏、框架结构形式和尺寸以及对压力机生产厂家的信任程度来推断。根据以上原因和总的冲裁力必须小于或等于压力机的公称压力，故选压力机技术规格如下:公称压力 60T滑块行程 400mm滑块行程次数 20/MIN最大的封闭高度为250mm3.4.7、模具的闭合高度的计算冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相

39、适应。压机的装模高度 是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面间的距离。当连杆调至最短时为压机的最大装模高度Hmax；连杆调至最长时为为最小装模高度Hmin。冲模的闭合高度H应介于压机的最大装模高度Hmax之间，其关系为： Hmax-5mmHHmin+10mm 250mm>H>100mm如果冲模的闭合高度大于压机最大装模高度时，冲模不能在该压力机上使用。反之小于压力机最小装模高度时，可加经过磨平的垫板。冲模的其它外形结构尺寸也必须和压力机相适应，如模具外形轮廓平面尺寸与压力机垫板、滑块底面尺寸，模柄与模柄孔尺寸，下模缓冲器平面尺寸与压力机垫板孔尺寸等都必须相适应，以便模具能正

40、确安装和正常使用。3.4.8、销钉的选用根据多方面的考虑，选用圆柱销。3.4.9、定位零件的设计本副模具用弹簧柱塞来定位的。它的主要目的是用来控制送料步距。弹簧柱塞为三住标准品。3.4.10、凸模的固定凸模锁付在下模座上，凸模也采用镶块式，其刀口与上模刀口错开，用螺丝和销钉来固定凸模。3.4.11、凹模的固定凹模用螺丝和销孔固定在背托上。3.4.12、该工序上模平面模具草图（简要说明）下模平面图草图如：本模具为翻边和弯曲的模具。精度要求很高，翻边是凸模在上，凹模在下，经计算其形成为90mm，上模固定，下模活动，由于翻边力很大其压力源为顶杆的方式，卸料时由活塞卸料。3.4.13、压力机选择见下表

41、模具的闭合高度为800mm。压力机符合。3.4.14冲裁力的计算F=L*T*1/3=181*2.5*350*1/3=52791.7NPAD=52791.7*1/3=17597N（理论）3.4.15板件定位弯曲是用销定位，翻边时用键定位和形状定位，由于翻边时受很大的侧向力，用键能承受很大的侧向力。3.4.16导向由于受到侧向力，所以选用导板导向更为合理。3.4.17到底垫块由于翻边，到底垫块能保证其成型到底。3.4.18刀块间隙翻边间隙Z=（1.01.1）t 所以Z=22.2mm3.4.20零件的顶出该模具由于受力较大，其翻边压力源采用顶杆。弯曲部分采用弹簧。3.4.21上刀块、下刀块的制作工艺R角的镶块用线割，由于板件的形状，上下凸模采用镶块式。其制作工艺按线割组立打螺丝孔真空淬火机加涂层来完成。3.4.22压力中心其压力中心就是模具中心，模具中心与机械中心重合。3.4.23、确定装配基准应以冲材销孔、导柱为装配基准件。冲裁模具材料的选取：可查冷冲压模具设计指导表8-8和8-9：上刀块的材料为SKD11，下刀块的材料为SKD11，热处理硬度为58-62HRC，垫板、凸模固定板、凹模固定板