冲压模具设计

冲压模具设计 新疆机电职业技术学院 毕 业 设 计 设计题目: 止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 所属系部: 机械工程系 指导老师:刘淑芳 职 称: 学生姓名:暴祥祥 学号: 20080960 专 业: 模具设计与制造 新疆机电职业技术学院制 2011年 4 月 10 日 新疆职业技术学院 毕业设计任务书 题目: 止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 任务与要求: ? 熟悉模具设计的过程 ? 说明模具的工作过程 ? 熟练掌握模具零件的制造方法 ? 设计说明书一份 A2的装配图一张 ? ? A4的零件图2，4张 时间: 2011 年 3月 1 日 2011 年6 月 15 日 共 8 周 所属系部: 机械工程系 学生姓名: 暴祥祥 学 号: 20080960 专业: 模具设计与制造 指导单位或教研室: 数控教研室 指导教师: 刘淑芳 职 称: 新疆机电职业技术学院制 2011年 4月 10日 2 毕业设计进度 计划表 施工进度计划表下载施工进度计划表下载指导青年教师计划表促销活动计划表生产物料采购计划表 指导教师 日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 签 字 2011.4.15-2011.4.18. 选择设计题目 完成 对题目进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ～翻阅2011.4.18.-2011.5.1. 完成 相关 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 实地调研并确定工艺方2011.5.1.-2011.5.15. 完成 案 2011.5.15.-2011.5.20. 重要零件的工艺参数的 完成 选择与冲裁计算 2011.5.20-2011.6.10. 模具设计 完成 2011.6.15. 毕业设计论文资料上交 完成 教师对进度计划实施情 况总评 签名 年 月 日 3 新疆机电职业技术学院 毕 业 设 计 审 查 意 见 书 指导教师对学生 暴祥祥 所完成的题目为止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 的毕业设计进行情况、完成质量的审查意见: 成绩: 指导教师: 年 月 日 新疆机电职业技术学院 4 毕 业 设 计 评 阅 意 见 书 评阅人对学生 暴祥祥所完成的题目为止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 的毕业设计评阅意见为: 成绩: 评阅人: 年 月 日 新疆机电职业技术学院 5 毕 业 设 计 答 辩 结 果 毕业设计答辩委员会对学生 暴祥祥所完成的题目为 止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 的毕业设计及答辩评语为: 经答辩委员会研究～确定成绩为: 毕业设计答辩委员会主任: 答辩委员会委员: 年 月 该生毕业设计最终成绩评定: 审阅成绩,权重评阅成绩,权重答辩成绩,权重最终成绩 0.4, 0.4, 0.2, 6 止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 【摘要】: 本次毕业设计产品为止动件，首先对止动件的冲压工艺进行了分析，冲压工艺方案及模具结构类型的进行了确定，并进行了必要的冲压工艺参数计算，对凸凹模、凹模、冲孔凸模进行了设计，同时介绍了止动件落料冲孔复合模结构设计的要点， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模架和导向零件的选用，模具主要工作零件的制造工艺和装配工艺的过程，模具的总装配及模具使用注意事项等内容。 关键 冲压工艺 落料—冲孔复合模 模具设计与制造 词:止动件 前言 目前，我国冷冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。 本次毕业设计产品为止动件，首先对止动件的冲压工艺进行了分析，冲压工艺方案及模具结构类型的进行了确定，并进行了必要的冲压工艺参数计算，对凸凹模、凹模、冲孔凸模进行了设计，同时介绍了止动件落料冲孔复合模结构设计的要点，标准模架和导向零件的选用，模具主要工作零件的制造工艺和装配工艺的过程，模具的总装配及模具使用注意事项等内容。 近几十年来，随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计(CAD)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术转变。 冲压模具成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心， 7 结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术 在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作 用。 进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术 在生产的广泛应用上，如:旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是 人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。 现代模具生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介 入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机 械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业， 体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压模具生产的发展方向。 目录 题目 ......................................................................... 9 1零件工艺性分析 ............................................................. 10 2冲裁工艺方案 ............................................................... 10 3排拌、计算条料宽度及步距 ................................................... 10 4材料利用率................................................................. 11 5工艺力设计计算 ............................................................. 11 5.1冲裁力的计算 ................................................................................................................... 11 5.2压力中心的计算 ............................................................................................................... 12 6计算各主要零件的尺寸 ....................................................... 13 6.1凹模厚度 ........................................................................................................................... 13 6.2凸模固定板厚度 ............................................................................................................... 13 6.3垫板承的采用 ................................................................................................................... 13 6.4卸料橡皮的自由高度 ........................................................................................................ 14 6.5计算凹凸模工作部分尺寸 ................................................................................................ 14 ....................................................................................................................... 14 6.5.1冲孔 6.5.2落料....................................................................................................................... 15 6.5.3凸凹模刃口尺寸确定 ............................................................................................ 16 7模架的选择................................................................. 17 7.1上模座的参数 ................................................................................................................... 17 7.2下模座的参数 ................................................................................................................... 17 7.3选用其他模具零件结构尺寸 ............................................................................................ 18 8模柄的选择................................................................. 18 9模具总体设计 ............................................................... 19 10模具工作原理 .............................................................. 20 11设备的选定 ................................................................ 20 结束语 ...................................................................... 21 谢辞 ........................................................................ 22 参考文献 .................................................................... 22 8 题目:止动件落料、冲孔复合模的设计与制造 名称:止动件 材料:Q235 厚度;2mm 生产:大批量 9 1零件工艺性分析 该零件外形简单，形状规则，适于冲裁加工，材料为Q235，t=2mm的碳素结构钢，б=450MPa,具有良好的冲压性能，零件尺寸公差无特殊要求，按IT12b 级选取，利用普通冲裁方案，即可达到图样要求。 2冲裁工艺方案 冲裁该工件包括落料、冲孔两道基本工序，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:落料冲孔同时进行，采用复合模生产 方案三:先冲孔，后落料，采用给进模生产 各方案的特点比较如下: 方案一:模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两幅模具成本相对较高，生产效率低，在第一道工序完成后，进入第二道工序，必然会增大误差，使工件精度、质量降低，达不到需要的要求，故不选此方案。 方案二:复合模，生产效率高，零件加工精度高，冲压件平直且有较好的剪切断面，即选此方案。 方案三:级进模适于多工位且效率高，由于该件批量较大，工序较少，应不选此方案。 3排板、计算条料宽度及步距 因生产批量大，为了简化冲裁模结构，便于定位，采用单排排样方案。查 《冲压模具设计与制造》表2.5.2，确定搭边值: 工件间 沿边 a,2.2mma,2.5mm1 送料步距 A,20，2.2,22.2mm 条料宽度按相应公式计算 0 查相关表 BDa,，(2),,0.4 ,, o0则 mm B,65，25，2),70,,0.40.4 10 排样图如图1所示: 图1 排样图 4材料利用率 有参考文献材料利用率相关计算 ,,，SAB100% 式中，S-工件的实际面积 A- 送料的步距 条料宽度 999.83则, ,,,64.3%22.2，27 5工艺力设计计算 5.1冲裁力的计算 根据式(2.12)冲孔力 FLt,, 查表,,450MPa bb 11 F,2，9,，2，450MPa,50868N1 切断力 F,(2，65，2，20，40,，157,360,2，96)，450,184657.5N2 根据式(2.13)，冲孔部分及切断部分的卸料力 FKF, 卸卸 查表2.17 故 F,0.04卸 F,(F，F),(50868N，184657.5N)，0.04,9421.02N12卸 根据式(2.15)，冲孔部分及切断部分的顶件力 F,KF 顶顶 查表2.17得 故冲孔部分顶件力 K,0.06顶 F,2，0.06，50868N,6104.16N顶1 切断部分顶件力 F,184657.5，0.06,11079.45N顶2 所以 F,F，F，F，F，F12总顶1顶2卸 = 50868N，184657.5N，9421.02N，6104.16N，1170.45N ,262130。13N 5.2压力中心的计算 压力分布如图2所示 图2 压力中心 L,65,2，96,45.4mmy,10mm11 L,20，2,40mmy,10mm22 12 L,65mmy,20mm33 L,18,,56.52mmy,10mm44 ,()10sin157,180 L,20,，(157,180),54.776mmy,,3.18mm55(),157,180由于该件左右对称，所以只计算该件关于一方向的对称即可 45.4，0，40，10，65，20，65，20，56.52，10，54.776，3.18y, 045.4，40，65，56.52，54.776 ,9.32mm 取压力中心为9.5mm 6计算各主要零件的尺寸 6.1凹模厚度 按式(2.24)其中 k按表2.22查得 b,65mmk,0.28 故 H,kb,0.28，65,18.2mm 但该件上还要冲一较小孔和切断，所以凹模厚度应适当增加 故取 H,25mm 按式(2.25) C,(1.5~2)H,40mm 根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸，长度,宽度为160mm,125mm 6.2凸模固定板厚度 取整为 H,0.7H,0.7，25,17.5mm25mm1 6.3垫板承的采用 垫板承的采用与厚度，是否采用垫板，以承压面较小的凸模进行计算，冲小圆形 孔的凸模承压面如图: F3.14，9，2，450 ,,,400MPa2A3.14，4.5 查相关表得铸铁模板的[б,]为 90~140MPa 故 б>[б,] 因此必采用垫板，垫板的厚度取6mm 13 6.4卸料橡皮的自由高度 根据工件材料厚度为2mm，冲裁时凸模进入凹模深度取1mm，考虑模具维修 时刃模余量2mm，再考虑开启时卸料板高出凸模1mmm,则总的作行程为 h,6mm工件 橡皮的自由高度 h工件 h,,20~24mm自由(0.25~0.30) 取自由高度 h,24mm自由 模具组装时橡皮预压量为 h,(0.1~0.15)h,2.236mm预自由 取预压量为3mm 由此可算出模具中安装橡皮的空间高度为21mm 6.5计算凹凸模工作部分尺寸 由于零件图上尺寸未标注尺寸偏差，可根据技术要求，按IT12级确定工件 尺寸的公差，查文献得，其尺寸公差为 ，0.120，0.21，0.25，0.15,0.30 ,9mmR20mm20mm37mm13mm65mm,0000.2100 由表2.8查得 Z,0360mmZ,0.246mmmaxmin Z-Z,0.360-0.246,0.114mmmaxmin 根据技术要求，公差按IT12级，则 X,0.75设凸凹模分别按IT6级和IT12级加工制造，则 6.5.1冲孔 工件尺寸 ,9mmX,0.75,,0.12 000d,(d，x,),(9，0.75，0.12),9.09mm ,,p-0.08-0.08p ，,，0.012，0.012pd,(d，Z),(9.09，0.246),9.336mm dpmin000校核: ,，,,Z-Zpdmaxmin 0.008+0.012?0.114 0.02<0.114 (满足公差间隙条件) 冲孔凸模如图3所示; 14 图3 冲孔凸模 6.5.2落料 落料凹模刃口尺寸的确定，应以凹模为设计基础，按配制加工方法，只需要 计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸，凹模的实际尺寸按间隙要求 配制。 (1)由零件图可得，凹模磨损后变大的有 ，0.30，0.21，0.25 A(65)A(20)A32.5)d30d20d10 ，0.25,刃口尺寸计算公式A,(A-x,) jmax0 对以上尺寸其磨损系数均为 X,0.5 ，0.25，0.3，0.075 A,(65-0.5，0.3),59.985mmd100 ，0.25，0.21，0.0525 A,(20-0.5，0.21),19.895mmd200 ，0.25，0.125，0.0315A,(32.5,0.5，0.25),32.375mm d300 0(2)凹模磨损后变小的尺寸有 取 B(20)x,0.75d1-0.21 0刃口尺寸计算公式 B,(B，X)jmin-0.25 15 00 B,(20，0.75，0.21),20.1575mm，-0.250.21-0.0525 ，0.12(3)凹模磨损后不变的尺寸有 取 C(7)x,0.5d10 刃口尺寸计算公式 C,(C，0.5,),0.125,jmin C,(7，0.5，0.12),0.125，0.12,7.6,0.015mmj 落料凹模的结构尺寸如图4所示; 图4 落料凹模 6.5.3凸凹模刃口尺寸确定 查表2.8，冲裁合理间隙 Z,0.360mmZ,0.246mmmaxmin 故凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配制，保证双面小间隙为 ,凸凹模的结构刃口尺寸如图5所示; Z,0.246mmmin 16 图5 凸凹模 7模架的选择 7.1上模座的参数 由文献[4]查表4—15得: L,170mmH,35mmS,170mm1 A,85mmA,150mmR,38mm12 L,80mmD,38mm2 7.2下模座的参数 由文献[4]查表4—16得: L,170mmH,35mmS,170mm1 A,85mmA,150mmR,38mm12 L,80mmD,38mm2 17 图6 下模座 7.3选用其他模具零件结构尺寸 根据倒装复合模形式特点:凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94,确定其他 模具模板尺寸，如下: 凹模周界:;凸凹模长度:; L,50mmD,160mm，125mm1 (1个) : ; 垫板GB2858.681,160mm，125mm，6mm 凸模固定板: ; GB2858.581,160mm，125mm，30mm 卸料板: ; GB2858.581,160mm，125mm，10mm 凸凹模固定板: ; GB2858.581,160mm，125mm，15mm 螺钉(4个): ; GB7085,M10 卸料螺钉(4个) : ; GB2867.581,M10 销钉(4个): GB7085,M10 8模柄的选择 模柄采用压入式模柄，其与上模座孔采用过渡配合。模柄结构如图8所示， 18 图7 模柄 参数如下: -0.080，0.030 d,50mmD,52mm-0.240,0.011 D,61mmH,95mm1 h,8mmh,35mm1 d,17mmb,2mm2 9模具总体设计 有了上述各步计算所得的数据及确定的工艺方案后，便可以对模具进行总体 设计并画出草图，模具图如图9所示; 19 图8 装配图 1下模座 2鞋料螺钉 3导柱 4橡胶 5卸料板 6销钉 7落料凹模 8导套 9上模座 10模柄 11打杆 12紧固螺钉 13凸模垫板 14冲孔凸模 15凸模固定板 16推件块 17凸凹模 18凸凹模固定板 19螺钉 20销钉 10模具工作原理 冲裁模开始工作时，将条料放在卸料板上，并由定位销，挡料销定位。冲裁开始时，落料凹模7和推件块16首先接触条料，当压力机滑块下行时，凸凹模17的外形与落料凹模7共同作用，冲出制件外形，与次同时，冲孔凸模14与凸凹模17的内孔共同作用冲出制件内孔，冲裁完成后，滑块回升，在打杆11作用下，打下推件块16，将制件推出落料凹模7外，而卸料板5在橡胶力作用下，将条料顶出凸凹模17，从而完成冲裁全过程。 11设备的选定 该模具的总冲压力:F=262.130KN 总 闭模高度: H=185mm 模 外廓尺寸: 280mm,200mm 查表得选J(2335)型压力机 20 公称压力(KN) 350KN 滑块行程(mm) 80mm 最大闭模度(mm) 280mm 工作台尺寸 610mm,380mm 垫板尺寸 厚度60mm直径150mm 模柄孔尺寸 50mm,70mm 滑块底面尺寸 190mm,210mm o床身最大可倾角 20 因此根据冲压力，闭模高度，外部尺寸等数据，选定该设备是合适的。 结束语 通过为期两个多月的毕业设计，使得自己对三年来所学的各门专业课知识有 对各方面知识之间的联系也有了进一步的体会，同时也使我了一个很好的回顾， 真正感到了理论与实际联系的重要性。设计过程中也深深体会到了自己原来所学知识的肤浅，从而也就使我认识到再学习的重要性。 本次毕业设计，通过对垫板工艺的正确分析、确定工艺方案及模具的结构形式，设计了倒装式的冲裁模具并详细地叙述了模具成型零件包括凹模板、凸模板、凸模固定板、凸凹模固定板、上模架、下模架、卸料板、模柄等的设计过程，重要零件的工艺参数的选择与计算及其它结构的设计过程。 其主要内容包括了:冲裁件的工艺性分析，模具结构形式分析，工艺方案的确定，冲孔落料工作部分，计算毛坯尺寸，画排样图，计算冲压力，压力机的选择，计算中心压力，凸凹模刃口尺寸的计算，落料冲孔复合模部分尺寸，校核冲裁模工作部分，工艺计算冲裁件的毛坯尺寸计算，冲压力的计算，凸模与凹模的 冲裁模中的凸凹模间隙凸、凹模工作尺寸，冲压设备的选择，模具的圆角半径， 总体结构，主要零部件的设计及选择，模具制造装配要点等等。使我从这次设计当中学到了很多有用的东西，以前在课本上学的一些理论的知识通过这次设计才真正得到理解和消化，感到非常的高兴。虽然课本上的有些知识点和参考书上的有些知识点存在一定的差距，但是通过仔细琢磨和同学的热心帮助一些疑难问题还是得到解决，真的从中受益匪浅。 经过短短一个多月的努力，我顺利地完成了自己的毕业设计，可以说是我三年学习的总结，也让自己为自己在校三年的学习画上了圆满的句号。 21 谢辞 本次设计主要由刘淑芳老师指导，刘老师每天都利用课余休息时间对我们的设计精心指导，并且对我们的设计进行了细致、详尽的审阅，不对的地方都能够给予及时的指正，在技术资料方面给予了大力的支持，并且提出了很多宝贵的意见和建议，从而使我这次设计能够顺利的完成，在我们以后的工作中起了很大的作用，在此我致以我最深的谢意;在设计过程中我还得到了其他同学们的大力帮助，在此一并表示感谢。 最后祝愿老师在以后的工作和生活中一帆风顺、万事如意～ 参考文献 [1] 周勤芳(公差与技术测量(第二版)[,](上海:上海交通大学出版社，2001 [2]史铁梁.冲压设计指导,,,.北京:机械工业出版社，2003.8 [3]杨哓.冲压模具图册,,,.北京:高等教育出版社，2004.7 [4]成虹.冲压工艺与模具设计,,,.北京:高等教育出版社，2006.7 [5]徐光祺.冲模技术,,,.北京:机械工业出版社，2004.9 [6]王新华.冲模设计与制造实用计算手册,,,.北京:机械工业出版社，2004.8 [7]许发樾.模具结构型式与应用手册,,,.北京:机械工业出版社，2006.7 [8]邓明.实用模具设计简明手册,,,.北京:机械工业出版社，2006. 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