一次成型的落料-冲孔复合模冲压模具.doc

1、日照职业技术学院毕业设计摘要这次设计的是一次成型的落料-冲孔复合模。通过学习了冲压与模具设计等相关专业书之后，我自己自行设计的一套集落料-冲孔-拉深-切边的模具。本次设计的目的不是检验产品是否能够使用，而是掌握如何来设计模具，了解模具设计的关键所在，因为本人是第一次设计模具，所以这次论文是基于我的经验和基础和在指导老师以及同学的帮助下完成的，从零件工艺的分析到确定工艺方按，然后到模具设计步骤，最后装配成一套模具。针对凸凹模，复合模的结构特点，采用基于参数化的自动和交互设计相结合的方法对凸凹模进行了设计。为实现凸凹模结构的CAD系统商品化，适用化奠定了基础。SummaryThis time de

2、sign of model once of fall to anticipate- hurtle the bore - slice the compound mold in side.Passed to study to wash to press after designing with molding tool the related profession in etc. book, myself design by oneself a set of to gather to fall to anticipate- hurtle the bore- pull deep- slice the

3、 molding tool of the side. The purpose of this design is not a key to examine the product whether can use, but control how come to design the molding tool, understand the molding tool design place, because oneself design the molding tool for the first time, so this time the thesis is a help to base

4、on my experience with the foundation with at guide teacher and classmates to descend to complete of, analyze the certain craft from the spare parts craft the square press, then arrive the molding tool the design the step, assembling finally a set of molding tools.Aim at the convex and cave mold, the

5、 construction characteristics of the compound mold, adopt according to the auto that parameter turn with hand over to designed the method that combine together to proceed the design to the convex and cave mold with each other目 录1 绪 论12 带孔中字形零件冲压工艺分析22.1 零件结构22.2 尺寸精度22.3 材料分析23 冲压工艺方案确定33.1 冲裁工艺方案的确

6、定33.1.1 冲裁工艺方法的选择33.1.2 冲裁顺序的安排34 模具总体结构的确定54.1 送料方式的确定54.2 定位方式的选择54.3 卸料、出件方式的选择54.4 导向方式的选择55.1 排样方案的确定65.1.1 搭边值的确定65.1.2 条料宽度的确定75.1.3 材料利用率75.2 冲裁力的计算85.2.1 卸料力、推料力的计算85.2.2 总冲裁力的计算85.3 初选压力机85.4 压力中心的计算86 凸、凹模刃口尺寸计算96.1 模具刃口尺寸的计算方法96.2 模具刃口尺寸的计算96.3 模板的尺寸107 总装二维图11总结14致 谢15参考文献16附件图纸2绪 论冲压加工

7、在汽车、电子、电器、仪表、航空和航天产品及日用品生产中得到了广泛的应用。20多年来，我国工业发展迅速，产品更新换代快。 冲压模具设计与制造的课程设计的目的是陪养学生对冲压工艺规程编 制方法、掌握应用现代化设计手段和运用CAD/CAM软件设计中等复杂程度的冲压模具、编制模具零件的加工工艺和程序并能数控机床进行加工。冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始的，经过各种工序和其他必要的辅助工序加工出图纸要求的零件，对于某些组合冲压和精度要求较高的冲压件，还需要经过切削、焊接或铆接等加工才能完成。进行冲压模具设计与制造就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面的因素，合理安排零件

8、生产工序，最优的选用并确定各工艺参数 ，合理设计模具结构、选择加工方法和设备等。本次设计的是一副落料-冲孔-拉深-切边复合模，这次设计是在老师认真、耐心的指导下进行的，是在对模具的经济、模具的寿命、生产周期及生产成本等因素进行了全面的仔细的分析下而进行设计的。由于初次设计，水平有限，毕业设计中不妥和错误之处在所难免，还请老师同学多提宝贵意见，以便得以修正，以臻完善，则不盛感激。 2 带孔中字形零件冲压工艺分析图1-1 制件图2.1 零件结构零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一圆形孔，孔的尺寸为30mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为25

9、mm，满足冲裁件最小孔边距lmin1.5t=3mm的要求。所以该零件的结构满足冲裁的要求。2.2 尺寸精度零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸属于自由尺寸，按IT14精度等级查表2-3，普通冲裁完全能满足要求。2.3 材料分析根据分析，08钢为普通碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。3 冲压工艺方案确定3.1 冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排

10、。3.1.1 冲裁工艺方法的选择冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产、零件的尺寸较小且结构较复杂，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、比较、宜采用复合模。复合模又分正装和倒

11、装，正装复合模的特点是冲孔废料由凸凹模中推出，而倒装复合模的废料直接由凸模从凸凹模内孔推出。显然，后者操作方便，根据以上分析，宜采用倒装复合冲裁工艺方案。3.1.2 冲裁顺序的安排零件为落料冲孔件，可提出的加工方案如下:方案1：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产；方案2：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产； 方案3：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案1模具结构简单，但需要两道工序、两套模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案2只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案3

12、也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案2比较生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略显复杂。通过比较三个方案，满足冲裁加工的要求，所以综上采用复合模生产，即采用方案2：落料冲孔复合模。14 模具总体结构的确定4.1 送料方式的确定根据零件的生产批量及模具类型确定，可采用自动送料方式。4.2 定位方式的选择定位包含控制送料进距的挡料和垂直方向的导料等。由于选择毛坯的是条料，零件的精度较高，且采用自动送料方式，所以可以采用固定挡料销进行送料方向的定位，采用导料销进行垂直方向的导料。4.3 卸料、出件方式的选择刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用

13、于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲压料厚在2mm以下的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。因为工件料厚为2mm，卸料力一般，可采用弹性卸料装置。又因为采用推件块，利用模具的开模力来推工件，既安全又可靠。即采用刚性装置取出工件。4.4 导向方式的选择结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用中间导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。5 零件工艺计算5.1 排样方案的确定分析零件形状，零件初定的排样方式有图两种。5.1.1 搭边值的确定从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过

14、小的搭边容易挤进凹模，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验和查表来确定的。查表搭边a和a1数值根据此表和工件外形可知L50mm，可确定搭边值a和a1，a取2.2mm，a1取2.5mm，较为合理。5.1.2 条料宽度的确定根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的模具和无侧压装置的模具，侧压装置的作用是用于压紧送进模具的条料（从料带侧面压紧），使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。本套模具无导料板为无侧压装置。故按下式计算：条料宽度： B-0=（Dmax+2a1+C）-0 式中：Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a1侧搭边值，条料宽度的单向（负向）偏差，

15、 C导料板与最宽条料之间的间隙，所以根据以上理论数据由公式得出：5.1.3 材料利用率关于材料利用率，可用下式表示：=100% 式中：A 一个步距内冲裁件的实际面积；B 条料宽度；S 步距。根据上述斜排、横排两个式子的计算对比，可确定斜排的材料利用率比横排的材料利用率高，所以排样方式选图斜排，为较合理的排样方式。零件排样图如图所示。5.2 冲裁力的计算Fp=KptL 式中:材料抗剪强度，见附表（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；T材料厚度（mm）；此例中零件的周长为562.5433mm，材料厚度2mm，08钢的抗剪强度取320MPa，则冲裁该零件所需冲裁力由公式得：=1.32562.54333

16、20=469kN5.2.1 卸料力、推料力的计算模具采用弹性卸料装置和推件结构，凹模型口直壁高度h=10mm，其中KX和KT查出为0.06和0.07，所需卸料力FQ和推件力FQ1为： FQ=KF=0.06469=28.14kNFQ1=NK1F=50.07469=164.15kN(K1=0.07，n=h/t=10/2=5)5.2.2 总冲裁力的计算F总=F+FQ+FQ1=(469+28.14+164.95)kN=661.29KN5.3 初选压力机由表初选设备为开式压力机J2380,其主要技术参数如下：公称压力：800kN滑块行程：130mm最大闭合高度：380mm闭合高度调节量：60mm滑块中心

17、线到床身距离：200mm工作台尺寸：540mm800mm工作台孔尺寸：200mm290mm模柄孔尺寸：60mm75mm垫板厚度：60mm5.4 压力中心的计算分析本制件图可知，该图关于X轴、Y轴对称，内、外轮廓均为中心对称。所以压力中心在零件几何中心。6 凸、凹模刃口尺寸计算6.1 模具刃口尺寸的计算方法凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关，基本上可分为两类。（1）凸模与凹模分开加工。这种方法主要适用于圆形或形状简单的冲裁件。采用这种方法时，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，同时，为保证一定的间隙，模具的制造公差必须满足下列条件： Zmax-Zmin（2）凸模与凹模配合加工。先加工基准件

18、，然后非基准件按基准键配作，加工后的凸模和凹模不能互换。通常落料件选凹模为基准模，冲孔件选凸模为基准模。多用于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。6.2 模具刃口尺寸的计算（1） 第一类尺寸凸模或者凹模磨损后会变大的尺寸落料凹模或者冲孔凸模磨损后制件尺寸将会增大的尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的方法是：（2）第二类尺寸凸模或者凹模磨损后会减小的尺寸落料凹模或者冲孔凸模磨损后制件尺寸将会减小的尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法如下：（3）第三类尺寸凸模或者凹模磨损后基本不变的尺寸凸模或凹模磨损后制件尺寸基本不变的尺寸，不必考虑磨

19、损的影响，相当于简单形状的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法如下： 查表得Zmin=0.246，Zmax=0.360。查表中刃口磨损系数得X=0.75。未注公差等级按IT13级，查表6-2得工件凹模基本尺寸为： ，,，。对应凹模尺寸为=落料凸模的基本尺寸与凹模相同，凸模刃口尺寸与落料凹模刃口实际尺寸配制，保证间隙在0.2460.360mm之间。综上确定落料凸模： 对应凸模尺寸为冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配制，保证间隙在0.2460.360mm之间。6.3 模板的尺寸复合模模板包括：上模座、垫板、上夹板、凹模、内脱板、外脱板、凸模、下模板、下模

20、座，详细尺寸见附件图纸故：模具闭合高为209mm7.9 总装二维图在综合理论的计算尺寸、装配尺寸以及加工尺寸等所有信息后，将各部件的尺寸进行建模，所有部件完成后，按装配条件对所有部件进行装配的模型创建，如图所示：总结设计是源头，设计虽然只占模具成本的10%左右，却决定了整个模具成本的70%80%。所以，在设计时详尽地考虑了模具结构，考虑提高生产率，如何方便维修。但是，又不能完全依赖于设计，在实际生产中要具体问题具体分析，根据实际状况进行模具调整也是必需的。在生产中模具的维修、保养也是很重要的。在模具维修时，应该多注意细节，找出根本原因，针对其维修。在拆装模具时，要认真仔细，以防损伤模具。定期的

21、维护、保养也可以大大提高模具寿命。在这次的毕业设计中，我综合了三年多来所学的所有专业知识，认真对待，刻苦钻研。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。这使我获益匪浅。在做毕业设计的过程中，设计和绘图等方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮助，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷冲压模具设计有了更近一步的认识，在模具设计过程中，不仅把大学三年所学到机械方面的知识加深了，还学会了查找有关书籍和资料，并且能够把各门专业课程灵活的运用到设计中去。致 谢通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次毕业设计，综合运用本

22、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。在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我的张海军老师他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。同时感谢对我帮助过的同学们。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分的乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。参考文献1冷冲模设计丁松聚丁主编-北京机械工业出版社2冷冲压模具设计手册3模具制造与设计简明手册4互换性与测量技术基础-长沙湖南大学出版社1998.105金属材料及热处理丁仁亮主编北京机械工业出版社5 机械制图教科书李澄等主编高等教育出版社7 模具制造工艺教科书华北航天工业学院孙凤勤主编机械工业出版社