分度环形孔垫片冲孔落料复合模的模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851XXXX大学课程设计说明书系部指导老师专业模具设计与制造班级小组号组长同组人日期年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852目录摘要31、引言411模具行业的发展现状及市场前景412课题来源和研究意义513题目研究方法52、冲裁件的工艺性分析721冲裁件的结构工艺性7211冲裁件的形状7212冲裁件的尺寸精度83、制件冲压工艺方案的确定931冲压工序的组合932冲压顺序的安排94、制件排样图的设计及材料利用率的计算1041制件排样图的设计10411搭边与料宽1042材料利用率的计算115、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心1251冲压力12511冲裁力的计算12512卸料力、推件力及顶件力的计算1252压力中心的计算1353压力机的选用146、凸、凹模刃口尺寸计算1561凸、凹模刃口尺寸计算原则1562凸、凹模刃口尺寸计算方法16621凸模和凹模分开加工16622凸模和凹模配合加工167、模具整体结构形式设计188、模具零件的结构设计1981凸凹模的设计1982落料凹模的设计1983选择标准模架2084卸料、压边弹性元件的确定219、模具总体结构设计2391模具类形的选择2392定位方式的选择2393卸料、出件方式的选择2394导柱、导套位置的确定2310、模具的动作原理24设计小结25参考文献26买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853摘要随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。课程设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我表示衷心的感谢他们对我的教诲。冲模是模具设计与制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门课程，使我对冲压模具有了新的认识，从中也学到了不少知识，激发了我对冲压模具的爱好。关键词工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098541、引言11模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持15的年增长率（据不完全统计，2005年国内模具进口总值达到700多亿，同时，有近250个亿的出口），到2007年模具产值预计为700亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆，预计2007年产销量各突破700万辆，轿车产量将达到300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50，塑料模具约占33，压铸模具约占6，其它各类模具约占11。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面（1）工艺分析计算方法的现代化（2）模具设计及制造技术的现代化（3）冲压生产的机械化和自动化（4）新的成型工艺以及技术的出现（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。12课题来源和研究意义本设计题目由实习单位提供，经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计,研究目的是在厂原有的基础上，对模具进行改进设计，提高产品质量与效益。21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。13题目研究方法本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对模具设计的说明，详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍并对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856步骤如下（1）零件成型方案确定；（2）零件零件形状分析，根据模拟结果进一步提出工艺改良方案；（3）使用CAD等软件对零件进行分析，设计模具装配图和零件图；（4）完成冲压零件设计的文字说明。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098572、冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。21冲裁件的结构工艺性211冲裁件的形状图1零件及尺寸此制件的形状较简单，但产品四周圆角过渡，这样设计模具时，凹模热处理后加工时不容易开裂，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。产品材料为10钢，此材料属于碳素结构钢，其抗剪强度260340MPA,抗拉强度300440MPA,屈服极限210MPA，具有良好的冲裁性。212冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为IT12IT14的经济级普通冲裁。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098593、制件冲压工艺方案的确定31冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定（1）根据生产批量来确定对于年产量需求100万件的该产品来说采用复合模或连续模较合适。（2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定,对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。根据操作是否方便与安全来确定复合冲裁其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。综上所述分析，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择倒装复合冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。32冲压顺序的安排倒装式落料冲孔复合模，下模弹压卸料装置，上模打料装置。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985104、制件排样图的设计及材料利用率的计算41制件排样图的设计排样时需考虑如下原则提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状）合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。模具结构简单、寿命长。保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。411搭边与料宽1搭边排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度20MM，确定搭边工作间A1为15MM,A为18MM。具体排样图如下买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985112送料步距和条料宽度的确定（1）送料步距条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为SDA1S5015515MM式中D平行于送料方向的冲裁宽度；A1冲裁之间的搭边值。（2）条料宽度条料宽度的确定原则最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。当用孔定距时，可按下式计算条料宽度BDMAX2A502180553605MM式中B条料的宽度（MM）；DMAX冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（MM）；A侧搭边值；条料宽度的单向（负向）公差；剪切条料宽度偏差05,因此B53605。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851242材料利用率的计算一个步距内的材料利用率为NF/BS10013142525/536515100711式中F一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）；N一个步距内冲裁件数目；B条料宽度（MM）；S步距；5、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心51冲压力冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。511冲裁力的计算平刃口冲裁力可按下式计算落料力计算FKLF133145020340138788N138788KN式中F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度（MM）；直径50的圆材料抗剪强度（MPA）；260340MP材料厚度；MM；20K系数，通常K13；买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513冲圆孔力计算FNKLF11331418203404996368N4996KN冲月牙孔力计算FNKL12624KN512卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算F卸K卸F落0045138788625KNF退K退F冲005（499612624）881KN式中F冲裁力；F卸、F顶分别为卸料系数和顶件系数综上所述，总的冲裁力为F总F落F冲F卸F顶138788499612624625881330048KN52压力中心的计算采用解析法求压力中心，求XG，YG建立坐标系如下图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514XY1234F1冲孔力F1LTB,得F14996KNF2冲孔力F2LTB,得F24208KNF3冲孔力F3LTB,得F34208KNF4冲孔力F4LTB,得F44208KNF5落料力F5LTB,得F5138788KNY1F1到X轴的力臂Y10X1F1到Y轴的力臂X10Y2F2到X轴的力臂Y21732X2F2到Y轴的力臂X210Y3F3到X轴的力臂Y31732X3F3到Y轴的力臂X310Y4F4到X轴的力臂Y40X4F4到Y轴的力臂X420Y5F5到X轴的力臂Y50X5F5到Y轴的力臂X50根据合力距定理YG（Y1F1Y2F2Y3F3）/（F1F2F3）YGF冲压力到X轴的力臂；YG0XG（X1F1X2F2X3F3）/（F1F2F3）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515XGF冲压力到Y轴的力臂；XG053压力机的选用初步确定压力机的型号F公称F总因此选择压力机的型号为J2363压力机型号为J2363压力机的基本参数如（表一）公称压力/KN630滑块行程/MM270垫板尺寸/MM直径80直径60滑块行程次数/（次/MIN）22模柄孔尺寸/MM深度80最小封闭高度/MM190封闭高度调节量80滑块底面积尺寸/MM滑块中心线至床身距离/MM床身最大可倾角20前后450工作台尺寸/MM左右4006、凸、凹模刃口尺寸计算61凸、凹模刃口尺寸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；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。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。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零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516在公差范围内的0510之间。磨损量用X表示，其中为冲件的公差值，X为磨损系数，其值在0510之间，与冲件制造精度有关，可按下列关系选取零件精度IT10以上X1零件精度IT11IT13X075零件精度IT14X05。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一律采用最小合理间隙值（ZMIN）。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高34级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6IT7级选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零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冲件相应部位公差值的1/8并冠以（）；若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。62凸、凹模刃口尺寸计算方法621凸模和凹模分开加工这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时，需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足DPZMAXZMIN622凸模和凹模配合加工配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验DPZMAXZMIN。同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前，工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具，广泛采用配合加工的方法来设计制造。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517冲孔时DPDMINXP落料时DPDMAXXZMINP孔心距LPLP式中DPDP分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（MM）；DMAX为落料件的最大极限尺寸（MM）；DMIN为冲孔件的最小极限尺寸（MM）；工件公差；P凸模制造公差，通常取P/4；P刃口中心距对称偏差，通常取P/8；LP凸模中心距尺寸（MM）；L冲件中心距基本尺寸（MM）；ZMIN最小冲裁间隙（MM）；落料凹模尺寸AJ1AMAXX/450050044998002落料凸模尺寸AH1AJ12Z/45020084984002冲孔凸模尺寸BJ1AMIN1X/418050041802002BJ2AMIN2X/42505002252002冲孔凹模尺寸BH1BJ12Z/41820081816002BH2BJ2Z/425008258002两孔中心距离40尺寸不变。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985187、模具整体结构形式设计落料冲孔模结构形式买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519下模采用弹压卸料装置，上模采用借力打力的方法，用打料杆进行打料的方法来卸料，整个模具结构紧凑，简单，容易加工和装配，调试也方便。8、模具零件的结构设计81凸凹模的设计材料CR12MOV硬度5862HRC（如图），与固定板过盈配合，且加工防转销，与卸料板间隙配合。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852082落料凹模的设计因制件形状简单，总体尺寸不大，选用整体式方形凹模较为合理。选用CR12MOV为凹模材料。凹模周界由冷冲压工艺与模具设计得出凹模周界的计算公式厚度HKB（15MM）式中B冲裁件的最大外形尺寸，B50K系数，查表得K068则H0685034MM凹模壁厚C（1015）H（3040MM）3451MM本设计中取C5055MM由模具设计指导表543圆形凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为160。硬度5862HRC，凹模反边加工台阶，方便挂住退料板，方便卸出产品。（如图）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521上确定其他零件的尺寸参数由模具设计指导表54，可得复合模的典型组合尺寸160（单位为MM）（JB/T806611995）。而由此典型组合标准，即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。其零件参数如下表所示配用模架闭合高度H孔距尺寸凹模周界凸凹模长度最小最大SS1S2S316050189210零件名称及标准编号垫板凸模固定板凹模卸料板凸凹模固定板垫板1608160151603516015160151608螺钉圆柱销卸料螺钉树脂螺钉圆柱销圆柱销M860850M860M1060860106083选择标准模架由凹模周界尺寸及模架闭合高度在189220MM之间，查模具设计指导表57选用标准模架10号中间导柱圆形标准模架。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852284卸料、压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧和橡胶，但是由于这副模具所需的卸料力较大，如果选用弹簧，即使使用8个弹簧，每个弹簧所承担的负荷也将达到F预F卸/N6250/8N78125N。同时由于这是一落料模，产品材料厚度较大，模具的行程较大，也给弹簧的选用带来困难。即使试用了弹簧，也势必造成为了安装弹簧而选用较大的模架。因此我们选用橡胶作为卸料的弹性元件。1、确定卸料橡胶（1）确定橡胶的自由高度H自，由模具设计指导表39得H自L工/025030H修模L工冲模的的工作行程（MM）对冲裁模而言，L工T1H修模预留的修模量式中，L工为模具的工作行程再加13MM。本模具的工作行程为产品的厚度加2MM。故L工3MM，H修模的取值范围为46MM，在这取中间值5MM。H自（3/035）MM15MM（2）确定L预和H装。由表39可得如下计算公式L预橡胶的预压缩量H装冲模装配好以后橡胶的高度L预（01015）H自0115MM15MM2MMH装H自L预（152）MM13MM（3）确定橡胶横截面积A（MM2）AF/QF所需的弹压力Q橡胶在与压缩状态下的单位压力F由前可知为F6250N，Q026070MPA。在这里由于根据模具的行程，取Q06MPA则A6250/07MM28928MM2（3）核算橡胶的安装空间可以安装橡胶的空间可按凹模外形表面积与凸凹模地步面积之差的90估算。经计算A3148080买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985233142525181335MM2，则可以安装橡胶的面积为S1632015MM2，大于所需橡胶面积，因此足以安装橡胶的需要。9、模具总体结构设计91模具类形的选择由冲压工艺分析和设计目的、要求以及从经济方面考虑，本套模具倒装落料冲孔复合模。工序简单，模具结构也不复杂，到模具计算尺寸复杂。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852492定位方式的选择该模具活动部件采用导柱导套定位，固定部件采用销钉定位。93卸料、出件方式的选择根据模具冲压的运动特点以及推件力的大小,该模具采用弹压卸料方式比较方便，因为工件料厚为20MM。利用刚性打料装置顶出模具零件，从而把产品顶出，即安全又可靠。94导柱、导套位置的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该简单模采用后侧导柱模架。其导柱和导套则根据所选定的模架按标准选取。10、模具的动作原理本模具（装配图如图所示）在一次行程过程中完成制件的落料，冲孔两道工序的全部工作在压力机滑块下行前，卸料板需要用高出凸模12毫米。当压力滑块下行时，毛坯料被压在凹模与卸料板之间，继续下行，毛坯料被凸模和凹模，冲头和凸模之间的小间隙冲压成出产品。完全将产品切开后，冲床滑块到最低点，压力滑块上行，卸料板将废料顶出，产品在凹模，上模滑买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098525到最高点时，冲床打料将产品打下。完成一次冲压工序。本次设计的落料冲孔模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成两道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高，因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高,可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低，节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间，提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外