冲压毕业设计报告

1、- PAGE 24 - 毕业设计报告设计题目： 导电片级进模设计 设计作者： 陈秋惠 专业班级/学号： 1006070125 合作者1： 沈少强 专业班级/学号： 1006070132 合作者2： 黄珍珍 专业班级/学号： 1006070138 指导教师： 李志彬老师 设计时间： 2012年12月 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc345794774 1.引言4 HYPERLINK l _Toc345794775 2. 设计任务及要求5 HYPERLINK l _Toc345794776 2.1设计任务5 HYPERLINK l _Toc345794777

2、 2.2设计要求5 HYPERLINK l _Toc345794778 3.冲压件工艺性分析6 HYPERLINK l _Toc345794779 4.冲压工艺方案的确定6 HYPERLINK l _Toc345794780 5.排样的确定7 HYPERLINK l _Toc345794781 5.1确定搭边值7 HYPERLINK l _Toc345794782 5.2材料利用率7 HYPERLINK l _Toc345794783 6.其他计算8 HYPERLINK l _Toc345794784 6.1冲压力的计算8 HYPERLINK l _Toc345794785 6.2压力中心的确

3、定及相关计算9 HYPERLINK l _Toc345794786 6.3工作零件刃口尺寸计算 PAGEREF _Toc345794786 h 11 HYPERLINK l _Toc345794787 6.4卸料橡胶的设计 PAGEREF _Toc345794787 h 12 HYPERLINK l _Toc345794788 7.模具总体设计 PAGEREF _Toc345794788 h 14 HYPERLINK l _Toc345794789 7.1模具类型的选择 PAGEREF _Toc345794789 h 14 HYPERLINK l _Toc345794790 7.2定位方式的选

4、择 PAGEREF _Toc345794790 h 14 HYPERLINK l _Toc345794791 7.3卸料、出件方式的选择 PAGEREF _Toc345794791 h 14 HYPERLINK l _Toc345794792 7.4导向方式的选择 PAGEREF _Toc345794792 h 14 HYPERLINK l _Toc345794793 8.主要零部件设计 PAGEREF _Toc345794793 h 14 HYPERLINK l _Toc345794794 8.1工作零件的结构设计 PAGEREF _Toc345794794 h 14 HYPERLINK l

5、 _Toc345794795 8.1.1凹模 PAGEREF _Toc345794795 h 14 HYPERLINK l _Toc345794796 8.1.2 落料凸模 PAGEREF _Toc345794796 h 15 HYPERLINK l _Toc345794797 8.1.3 冲孔凸模 PAGEREF _Toc345794797 h 16 HYPERLINK l _Toc345794798 8.2定位零件的设计 PAGEREF _Toc345794798 h 16 HYPERLINK l _Toc345794799 8.2.1 固定导正销 PAGEREF _Toc34579479

6、9 h 16 HYPERLINK l _Toc345794800 8.2.2 导料板的设计 PAGEREF _Toc345794800 h 17 HYPERLINK l _Toc345794801 8.3卸料部件的设计 PAGEREF _Toc345794801 h 18 HYPERLINK l _Toc345794802 8.3.1 卸料板的设计 PAGEREF _Toc345794802 h 18 HYPERLINK l _Toc345794803 8.3.2 卸料螺钉的选用 PAGEREF _Toc345794803 h 18 HYPERLINK l _Toc345794804 8.4模

7、架及其他零部件设计 PAGEREF _Toc345794804 h 19 HYPERLINK l _Toc345794805 9.模具总装图 PAGEREF _Toc345794805 h 21 HYPERLINK l _Toc345794806 10.致谢 PAGEREF _Toc345794806 h 24 HYPERLINK l _Toc345794807 参考文献 PAGEREF _Toc345794807 h 241.引言近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大，模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。

8、模具是精密工具，形状复杂，承受 HYPERLINK /view/540328.htm t _blank 坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面 HYPERLINK /view/34359.htm t _blank 硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一，模具种类很多，根据加工对象和加工工艺可分为：加工金属的模具。加工非金属和粉末冶金的模具。根据结构特点，模具又可分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等。本课题采用级进模生产工件。级进模由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同 HYPERLINK /

9、picview/700392/700392/0/647912d7b61bb9cea144dfe8.html o 查看图片 t _blank 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。在压力机一次行程中，在模具不同部位上完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。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 HYPERLINK /view/19087.htm t _blank 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。本课题采用CAD、Pro/E和UG技术完成导电片模具的结构设计和模具设计。模具结构紧凑，工作安全可靠，可以完全实现全自动操

10、作。2. 设计任务及要求2.1设计任务冲压件名称导电片材料T2板厚0.3工件精度IT10 图2-1-12.2设计要求对工件进行工艺分析，工艺计算，制定冲压工艺方案，确定模具结构尺寸和选择压力机；用Pro/E或者UG软件设计三维零件图及总装爆炸图，CAD绘制冲模二维总装图和部分主要零件图；完成设计说明书一份。要求生产出来的工件 HYPERLINK /view/572432.htm t _blank 尺寸精确、表面光洁；结构合理、生产效率高、易于自动化；设计符合工艺需要，经济合理。3.冲压件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。该零件结构简单，左边是外径10里冲5的孔，右边为U形的导电片。最小壁

11、厚为2.5mm，孔与孔、孔与边缘之间的距离满足要求。材料为T铜，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件尺寸精度等级为IT10计算，根据参考文献一可得零件的尺寸公差为：外形尺寸：，内形尺寸：，孔中心距：200.042满足冲裁工艺要求。4.冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压，采用级进模生产。方案分析：方案一：该方案模具结构简单，制造方便。但需要两道工序，两副模具才能完成零件的加工，成本相对较高，生产率低。而且在第一道工序完成后，进入第二道工序时会产生较大误

12、差，使精度、质量都大打折扣，达不到生产需要，故不采用。方案二：只需一副模具，工件精度及生产效率都较高，但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本也就高。并且冲压后成品件留在模具上，清理模具上的废料会影响工作进度，不适合这种大批量生产。方案三：该方案只需一副模具，而且级进模多工位，生产效率高，操作方便，工件精度也满足要求。适合这种大批量生产的小型冲压件。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案三为佳。5.排样的确定5.1确定搭边值导电片的形状具有一头大一头小的特点，圆环外径10，U形状跨度是16mm,所以采用直对排时材料利用率高，如右图所示。采用此排样方法冲压时，两工件之间搭边a1=1

13、.8mm，工件边缘搭边a=2.0mm，步距为S=1.8+1.8+16+5+5=29.6mm，由于该模具考虑采用双边侧刃定距。参考文献1，P74，公式（2.5.7），故条料宽度：B=（Lmax+1.5a+nb1）=（35+1.52+21.5）=41式中：Lmax条料的宽度方向冲裁件的最大尺寸，mm； a侧搭边值，mm； n侧刃数，mm； b1侧刃冲切的料边宽度，mm。 图5-1-15.2材料利用率冲裁件面积A可由CAD算出得A=277.898mm2参考文献1，P68，公式（2.5.1），故一个步距内材料利用率：=100%=100%=45.8%式中：A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距

14、。参考文献1，P351，参照钢板标准，选用950mm1500mm的铜板，每张铜板可以剪成23张条料（41.3mm1500mm），每张铜板可以冲2300个零件，因此参考文献1，P68，公式（2.5.2），材料总利用率：总=100%=100%=44.9%式中：n条料上的冲裁件的总数目；A一个步距内冲裁件的实际面积；L钢板长度；M钢板宽度。6.其他计算6.1冲压力的计算该模具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件。参考文献1，P76，公式（2.6.3）、（2.6.4）、（2.6.5），冲压力的相关计算见表。项目分类项目公式结果备注冲压力冲裁力FF=KLt=1.3364.63160.316022.753K

15、NL=364.6316mm=160MPa卸料力FXFX=KXF=0.0622.7531.365KN参考文献P76KX=0.06推件力FTFT=nKTF=180.0922.75336.860KN冲压工艺总力FZFZ=F+FX+FT=22.753+1.365+36.86060.978KN弹性卸料，下出件图6-1-1根据计算结果，冲压设备拟选J2316。压力机的主要参数如下：公称压力：160KN滑块行程：70mm最大封闭高度：220mm工作台尺寸：左右：450mm 前后：300mm工作台孔尺寸：左右：220mm 前后：110mm 直径：160mm模柄孔尺寸：30mm50mm。6.2压力中心的确定及相

16、关计算如图所示为凹模型口图。在图中以O点为原点，Y轴在条料的中心线上，X轴在图示位置，将冲裁轮廓线按几何图形分解成基本线段，求压力中心C。有关计算如表所示。图6-2-1压力中心数据表：基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=22.14-17.435L2=10.07-4.5639L3=8.383.441.93L4=10.0012.443L5=16.0017.435L6=10.0012.427L7=8.383.428.07L8=10.07-4.5631L9=15.71-12.65.4L10=12.573.45.4L11=10.0012.49.4L12=8.0017.45.4L13=

17、10.0012.41.4L14=22.1417.4-9.4L15=10.074.56-5.4L16=8.38-3.4-2.47L17=10.00-12.4-1.4L18=16.00-17.4-9.4L19=10.00-12.4-17.4L20=10.074.56-13.4L21=8.38-3.4-16.33L22=12.57-3.4-39L23=10.0-12.4-35L24=8.0-17.4-39L25=10.0-12.4-43L26=15.7112.6-39L27=29.6-19.431.4L28=1.5-20.1515.2L29=29.619.4-31.4L30=1.520.15-15.

18、2图6-2-2总的压力中心为：X0=0Y0=1.79由以上结果得压力中心C坐标为（0，1.79）。该零件的冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-10冲床，C点仍在压力机模柄孔的投影面积范围内，满足要求。6.3工作零件刃口尺寸计算结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工凸、凹模、凸模固定板以及卸料板，这样可以保证各零部件的同轴度，是装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，参考文献1，P63，公式（2.4.1）（2.4.6），具体如下表：尺寸及分类尺寸转换 计算公式结果备注落

19、料10RA=（Rmax-X）RT=（RA-Zmin）RA=工件精度等级为IT10级，故模损系数X=1mm。查教材2.3.2，冲裁双面间隙Zmax=0.021mmZmin=0.015mm则Zmax-Zmin=0.006mm。校核满足A+TZmax-Zmin。RT=1.5RA=RT=16RA=RT=8RA=RT=29.6RA=RT=35RA=RT=冲 孔5dT=（dmin+X）dA=（dT+Zmin）dT=dA=8dT=dA=8dT=dA=孔心距20200.042LA=L8LA=200.0105图6-3-16.4卸料橡胶的设计初拟选卸料螺钉的尺寸为公称直径为10mm，螺纹部分为M88mm，总长为7

20、9mm。卸料板的工作行程 h工=h1+t+h2=2.3mm式中：h1凸模凹进卸料板的高度1mm；h2凸模冲裁后进入凹模的深度1mm。因此橡胶的工作行程 H工=h工+h修=2.3+3=5.3mm式中：h修凸模修模量，取3mm.。卸料螺钉的光杆直径为10mm，因此取橡胶的内径为10.5mm。初选6个橡胶，因此每个橡胶最少承受载荷为Fxy=F卸/6=227.5N。橡胶自由高度H自由=4H工=29.2mm其中：H工是H自由的25%。橡胶的外径D=26.23mm式中：Fxy所需工作压力为227.5N；P压缩15%时的单位压力为0.5MPa。故 D取32mm，则橡胶其他参数为d=10.5m，H=25mm，

21、D1=42mm。选用的6块橡胶板一致，以防会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。校核校核橡胶自由高度0.5H自由/D=0.781.5，滿足要求。橡胶的预压缩量H预=15%H自由=15%25=3.75mm。橡胶的安装高度H安=H自由H预=21.25mm.模具总卸料力F卸=6P=6Fq=2.152KN式中：F横截面积。总力F= F卸+F+FT=61.77KN160KN，故压力机选择合格。图6-4-17.模具总体设计7.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。7.2定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置，控制条料的

22、送进步距采用侧刃初定距，导正销精定距。7.3卸料、出件方式的选择因为工件料厚为0.3mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。7.4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用对角导柱的导向方式。8.主要零部件设计8.1工作零件的结构设计8.1.1凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将O点与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4计算：参考文献1，P110，表2.9.5，K=0.4参考文献1，P110，公式（2.9

23、.3）、（2.9.4），得：凹模厚度：H=Kb（15mm）=0.460.4mm=25.6mm，实际取H=30mm凹模壁厚：c=（1.52）H（3040mm）=（1.52）20mm=4560mm实际取c=45mm凹模长L=b+2c=60.4+245mm=150.4mm，取160mm.同理得宽为125mm查标准JB/T7643.1-2008，凹模长160mm，宽125mm，高20mm.图8-1-18.1.2 落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，以铆接的形式固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5，其落料凸模长度：L=h1+H安+h+h21=30+21.2

24、5+201=70.25mm式中：h1凸模固定板厚度，mm；H安橡胶的安装高度，mm.；h2卸料板厚度，mm；取凸模长度为71mm。图8-1-28.1.3 冲孔凸模因为所冲的孔有圆孔和U型孔。冲圆形孔凸模时采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。参考文献2，P129，冲5的圆形凸模可选用标准件6mm5mm71mm（JB/T 58252008），再修模。U形凸模可采用铆接形式。图8-1-38.2定位零件的设计8.2.1 固定导正销落料凸模下部设置一个导正销，分别借用工件上5的孔作导正孔。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出1mm，所以导正销直线部分的长

25、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。图8-2-18.2.2 导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，参考文献2，P153，选用导料板的尺寸为：JB/T 7648.52008，160mm45mm8mm，单边修磨4mm，即160mm41mm8mm。图8-2-28.3卸料部件的设计8.3.1 卸料板的设计卸料板的周边尺寸与凹模的周边尺寸相同，两边厚度为12mm，中间部分冲入导料板为压紧铜板。故中间厚度为20mm.卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。图8-3

26、-18.3.2 卸料螺钉的选用卸料版上设置4个卸料螺钉，选用JB/T 7650.62008，公称直径为10mm，螺纹部分为M88mm。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。图8-3-28.4模架及其他零部件设计（1）参考文献2，P92，根据滑动导向对角导柱模架（GB/T28512008），该模具采用滑动导向对角导柱模架，其特点是导向装置在对角。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格为上模座：160mm125mm35mm；下模座：160mm125mm40mm。（2）选择A型导柱d/mmL/mm为25150, 28150；A型导套d/mmL/mmD/mm为258533, 288533。导柱导套按H7/h6或H7/h5配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间隙小的一般应按H6/h5配合，间隙较大的按H7/h6配合。图8-4-1（3）入式模柄，它与模座孔采用过渡配合H7/m6、H7/n6,并加销钉以防转动。压入式模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模。图8-4-2（4）厚度H上模取35mm，下模座厚度H下模取40mm，上、下垫板高度H垫为8mm，那么，该模具的闭合高度为：H闭=H上模+H下模+L+H垫+H -h2=35+40+71+8+30-2=182mm式中：L凸模长度，L=7