自行车灯架冷冲模冲压模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 江阴职业技术学院 毕业设计（论文） 题 目 自行车灯架 冲压模具设计 姓 名 学 号 系 部 机电工程系 专 业 模具设计与制造 指导教师 职 称 副教授 2014 年 12 月 10 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本设计为一 自行车灯架 的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分 零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词 ： 模具 冲裁件 凸模 凹模 凸凹模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he a of to of of of to of of to as of to In to of of of is no to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 第一章绪言 . 1 第一节材料的工艺分析 . 5 第二节 材料选择 . 6 第三节 工件结构形状 . 6 第四节 尺寸精度 . 7 第二章 冲裁工艺方案的确定 . 9 第三章 模具结构形式的确定 . 错误 !未定义书签。 第四章 模具总体设计 . 10 第一节 模具类型的选择 . 10 第二节 操作与定位方式 . 10 第三节 卸料、出件方式 . 10 第四节 确定送料方式 . 11 第五节 确定导向方式 . 11 第五章 模具工艺参数确定 . 12 第一节 排样设计与计算 . 12 第二节 搭边值的确定 . 12 第三节 进距与条料宽度计算 . 13 第四节 材料利用率的计算 . 16 第六章 计算冲压力与压力机的初选 . 17 第一节 冲裁力 计算 . 17 第二节 卸料力 计算 . 18 第三节 顶件力 计算 . 18 第四节 总的冲压力 . 18 第五节 压力机的初选 . 19 第七章 模具压力中心的确定 . 20 第八章 冲裁模间隙的确定 . 21 第一节 冲裁间隙 Z . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二节 冲裁间隙分析 . 22 第九章 凹、凸模刃口尺寸的计算 . 24 第一节 刃口尺寸计算的基本原则 . 24 第二节 刃口尺寸的计算 . 24 第十章 主要零部件的设计 . 29 第一节 工作零件的设计与计算 . 29 第二节 橡胶的选用 . 35 第三节 模架及其零件的设计 . 36 第十一章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 . 38 第一节 闭合高度的计算 . 38 第二节 冲压设备的选定 . 38 第十 二章 模具总装图与凸、凹模零件图 . 39 结论 . 40 致谢 . 41 参考文献 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第一章 绪言 第一节 材料的工艺分析 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。 工件名称： 自行车灯架 工件简图：如图 生产批量：大批量 材料： 工件厚度： 3工件精度： 件简 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 二 节 材料选择 根据表 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。 第 三 节 工件结构形状 工件结构形状相对简单，属轴对称结构，除有一个直径为 26的 孔 ,其余皆为直线，孔与边缘之间的距离也满足要求，可以冲裁。 开尺寸的计算 弯曲件毛坯的展开尺寸是根据变形中性层长度不变的原理来求出的，对于变形程度很小或对尺寸要不高的弯曲件来说，可以近似的认为变形中性层与毛坯的断面中心相 重合，这时，中性层的位置为 =r+t/2 式中 r 弯曲件内层的弯曲半径 t 板料的厚度， 而当需要精确的求出弯曲毛坯的展开长度时，就必须精确的求出变形中性层的位置。确定位置之后就可以进行毛坯展开长度的计算了，这需要一个中性层的位移系数，此系数对于弯曲形状及弯曲程度不同，数值也不同，需要根据实际的模具调节展开尺寸。 本产品，尺寸没标公差，属于自由公差，可以直接按毛坯的断面中性层尺寸计算， 经过计算 度 D=60 此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。 产品展开后是正方形，四个角是 尖角，为防止模具破裂，减少模具应力集中，应将四个尖角改成 R 角，如图 ， 展开图纸如下图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 四 节 尺寸精度 零件图上所注公差经查标准公差表 寸精度较低，普通冲裁完全可以满足要求。 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。查公差表得各尺寸公差： 零件外形： 88 0740.060 0740.045 0620.020 0520.0870.0件内形： 25 26 12 色金属的力学性能 材料名称 材料牌号 材料状态 极限强度 伸长率%/ 屈服强度 弹性模量E/剪 抗 拉 碳素结构钢 退火的 216752 177 08 255242 196 186000 10F 216750 186 10 255949 206 194000 15F 245148 15 265336 225 198000 20F 275336 225 196000 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2O 275535 245 206000 25 314294 275 198000 30 353412 294 197000 35 392900 314 197000 40 412118 333 209000 45 432396 353 200000 50 432394 373 216000 表 分标准公差值（ 1998） 公差等级 本尺寸 /m / 3 6 8 12 18 30 48 75 6 10 9 15 22 36 58 90 10 18 11 18 27 43 70 110 18 30 13 21 33 52 84 130 30 50 16 25 39 62 100 160 50 80 19 30 46 74 120 190 80 120 22 35 54 87 140 220 表 235 抗拉强度： =275 383剪强度： =216 304长率 ： =32% 分析其力学性能较好，故选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第二章 冲裁工艺方案的确定 该制件的冲裁工序包括落料和冲孔，其冲裁加工有以下三种方案： 方案一：先冲孔，后落料 ，然后弯曲 。单工序模生产。 方案二：冲孔 落料复合冲压 然后弯曲 。复合模生产。 方案三：冲孔 落料 弯曲 级进冲压。级进模生产。 方案一模具结构简单，投资少，且每次冲裁所需的冲裁力较小，可以解决冲压设备吨位不够的问题。其缺点在于零件的精度难于保证，并且零件比较小，在第二次冲孔时，准确定位不宜，容易使人受伤，生产率低。 方案二也只需 2副模具，制 件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚，模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。 方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。 通过对上述三种方案的分析比较 ,采用 方案二 复合模是比较合理的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第四章 模具总体设计 第一节 模具类型的选择 经分析，工件尺寸精度要求不高，形状较简单，但工件产量较大，根据材料厚度，为保证冲 模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，弹性卸料装置的 倒 装复合模具结构方式。 第二节 操作与定位方式 一、 操作方式 零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，提高经济效益。 二、 定位方式 因为导料销和挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销。 第三节 卸料、出件方式 一、 卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较： 刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸 料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（ t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（ t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模。 工件 平直度较高，料厚为 3料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料 。 二、 出件方式 因采用 倒 装复合模生产，故采用 弹性上 出件。 第四节 确定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机，采用 横 向送料方式，即由 右 向 左 送料。 第五节 确定导向方式 采用后侧导柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 第五章 模具工艺参数确定 第一节 排样设计与计算 冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。 根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有 搭边 、少 搭边 和无 搭边 排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。 因此有下列三种方案： 方案一：有 搭边 排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲 模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少 搭边 排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无 搭边 排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳（如图 第二节 搭边值的确定 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。 搭边的作用是补偿 定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还 会 拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或 影响送料工作。搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损。根据制件厚度与制件的排样方法查表 两制件之间搭边值 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 侧搭边值 a=3 边值和侧边值 材料厚度 t 手动送料 自动送料 圆形 非 圆形 往复送料 a a1 a a1 a a1 a 以下 2 1 2 2 2 2 3 3 3 4 3 5 4 4 3 4 5 4 3 5 4 6 5 5 4 5 6 5 4 6 5 7 6 第三节 进距与条料宽度计算 一、 送料进距 A 条料在模具上每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件。 A=D+ (式中 D 平行于送料方向的冲裁件宽度 冲裁件之间搭边值 模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式 ,还是采用从 右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。就本模具而言 ,采用纵向送料方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 样图 二、 条料宽度 B 计算 排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。 图 侧压装置时条料的 宽度确定 本设计采用的是有侧压装置的模具。 所谓条料宽度，是指工件最大极限尺寸加上侧搭边值。因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 。其计算公式如下： B=D+2a0 - （ 式中 B 条料宽度基本尺寸； D 条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸； a 侧搭边值，查表 条料下料剪切公差； 表 切 公差及条料与导料板之间 隙 C（ 条料厚度 (条料宽度 ( 1 1 2 2 3 3 5 C C C C 50 50 100 100 150 0. 150 220 据零件图查表 = 根据公式 ( B=D+2a+c 0 - =( 3) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第四节 材料利用率的计算 一、 计算冲压件面积、周长 因为该工件图由多段圆弧组成，计算周长需要准确的找到各段圆弧的长度，计算面积也需要准确的找到切点，诸多因素采用人工计算时计算量较大，因此采 用 三维 辅助软件可快速准确的计算出面积、周长（如图 图 压件的周长和面积 取 F=、 计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率表示： =(B)100% （ 式中 材料利用率（ %）； n 冲裁件的数目； F 冲裁件的实际面积 ( 包括工件面积与废料面积； B 板料 宽度 ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 A 送料进距 ； 根据公式 ( =(2 5 100% 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 第六章 计算冲压力与压力机的初选 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 般可以按下式计算 ： p = （ 式中 材料抗剪强度（ L 冲裁周边总长（ t 材料厚度（ ； 系数 模与凹模间隙之波动 ， 取 第一节 冲裁力 据 图 = 查碳素结构钢的力学性能表知： 216304取 260件厚度 t=4 根据公式 ( =3 260 =) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 第二节 卸料力 （ 式中 卸料力系数 ， 查表 x 根据公式 （ N) 表 料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/x d 钢 三节 顶件力 （ 式中 顶件力系数。 查表 d 根据公式 （ = 第四节 总的冲压力 F 的计算 根据模具结构总的冲压力 F=N) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 选用的压力机公称压力 P （ F，取系数为 ： P 48 (N)。 曲力 的计算 本产品 属于 曲 ， 由于弯曲虽然是一副模具，定位做成可调接的，所以在计算弯曲力时，需要计算 1次， ， 弯曲力计算 F=(R+t) (4F=60 3 600/（ ） =24068N =中 F 弯曲力（ N）； B 产品的弯曲的宽度（ 材料抗拉强度（ （ 550 t 材料厚度； (K 系数，通常 K= 第五节 压力机的初选 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。 冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机 。 表 分 常用开式压力机的主要技术参数 技术参数 单位 型号 2323232323块公称压力 0 63 100 160 250 630 1000 滑块行程次数 次/00 160 135 115 100 70 70 最大闭合高度 60 170 180 220 250 360 360 闭合高度调节量 5 40 50 60 70 90 90 立柱间距 00 150 180 220 260 250 250 滑块地面左右 00 140 170 200 300 300 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 尺寸 前后 0 120 150 180 340 340 模柄孔尺寸 直径 0 50 深度 0 70 垫块厚度 5 40 50 60 70 80 90 最大倾斜角 45 35 30 工作台尺寸 左右 80 315 360 450 560 630 710 前后 80 200 240 300 360 420 480 根据冲压力的计算和压 力中心的计算，选择开式压力机的型号为 第七章 模具压力中心的确定 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可按以下原则来确定： 模的压力中心为冲裁件的几何中心。 模的压力中心与零件的对称中心相重合。 坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的 力矩。求出合力作用点的坐标位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 其中 1L 、 2L 、 3L 别为各冲裁周边长度 。 图 力中心 按比例画出零件形状，选定坐标系 计算出零件压力中心为 （ 0， 第八章 冲裁模间隙的确定 第一节 冲裁间隙 Z 指 冲裁模中凹模刃口横向尺寸 图 是设计模具的重要工艺参数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 图 裁间隙 第二节 冲裁间隙分析 一、 间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 二、 间隙值的确定 凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、 模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 大值称为最大合理间隙虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。 对于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。 根据间隙表 得材料 最小双面间隙 大双面间隙文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 表 分较大间隙的 冲裁模 具初始双面 间隙 材料厚度 08、 10、 35、090、 50 165最小 Z 最小 小间隙 注： 08钢冲裁皮革、石棉和纸板时，取间隙的 25%。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 第九章 凹、凸模刃口尺寸的计算 第一节 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决 于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模 关键环节 。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 孔尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。 模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。 如果对刃口精度要求过高，增加成本 ， 如果对刃口精度要求过低 ， 会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工