模具冲压设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

模具冲压设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

以上 )等都依赖进口。 突破点：所用的材料应与行业协调发展 汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。 铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。 阻力五：大、精模具依赖进口 当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为 40%~45%，而国际上一般在 70%左右。 突破点：提升信息化、标准化水平 必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广 CAD/CAM/CAE 一体 化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术 (CAE)。 加速我国模具标准化进程，提 4 高精度和互换率。 模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工方法所不能比拟的。 模具又是 “效益放大器 ”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 设计原理及规模介绍 由于模具制造对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计，制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑他们的特点，选用最佳的工艺方案，掌 握各种制造方法对模具的结构要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出工艺性良好的模具架构，了解国内先进的模具制造技术，计量采用新工艺，新技术。 并巩固和加深已经学习的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为以后的工作奠定良好的基础。 5 第 1 章 冲裁工艺设计 设计任务 图 工件名称：带缺圆形垫片 材料： 45 号钢 料厚： 1mm 生产方式 ： 大批量生产 冲压工艺性分析 冲压件材料 材料为 1mm 厚的 45 号钢板，强度较强，硬度良好，具 有良好的冲压性能，可以冲裁。 冲压件结构 该零件形状简单，结构为上下对称，轮廓由圆弧和直线组成，内、外形无尖角。 孔边距 10mm 和 15mm，是材料厚度的 10 倍多，孔的直径是材料厚度的 10 左右，完全符合冲裁件的工艺要求，精度要求可用冲裁加工保证，且为大批量生产，选用冲压加工是最经济，最快速的方法。 冲压件尺寸精度 零件所有尺寸 除缺口处的尺寸外 均未注公差，可按 ST07 级 加工 一般冲裁可满足其+0 6 尺寸精度要求。 结论：该零件冲裁工艺性良好，可以冲裁加工。 冲压工艺方案 模具类型 的选择 从图样分析可知， 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案 : 冲裁模结构类型很多，按工序组合程度分类，可分为：单工序模、复合模、级进模等。 单工序模是指在压力机的一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模，落料模只适用于冲裁精度要求不高，形状简单和生产批量小的冲件。 复合模是指在压力机的一次行程中，在模具的同一工位上同时完成两道或两道以上不同冲裁工序的冲模。 它在结构上的主要特点是有一个或几个具有双重作用的工作零件——凸凹模，如在落料冲孔复合模中只有一个既能作落料凸模 又能作冲孔凹模的凸凹模。 根据凸凹模在模具中的装配位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模。 复合模因压料较好，冲件平整精度高，该生产采用的是大批量生产，生产效率较高。 级进模又称连续模，是指在压力机一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同时完成多道工序的冲裁模。 在级进模上，根据冲件的实际需要，将各工序沿送料方向按一定顺序安排在模具的各工位上，通过级进冲压便可获得所需冲件。 级进模不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序等等，是一种多工序高效率冲模。 它可分为普通级进模和多工位精密级进模。 根据零件的冲裁工艺方案， 确定采用复合模。 此模具的结构较为简单，降低了模具的加工难度，减少生产成本，提高了生产效益。 （ 1）先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 （ 2）落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。 （ 3）中孔一落料连续冲压，采用级进模生产。 方案 一： 模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求 .由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。 方案 二： 只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。 7 尽管模具结构较方案一复杂，但由于零 件的几何形状简单，模具制造并不困难。 方案 三： 也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。 欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该见冲压生产以采用方案 二 为最佳。 模具结构形式的确定 正装式复合模和倒装式结构比较： 正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲载件，还可以冲制孔边距较小的冲载件。 废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凸凹模减小最小壁厚。 倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲载件，但倒装式复合模结构 简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有力条件，所以应用十分广泛。 由于该制件的厚度较薄 t=1mm 不 利于 使用倒装式复合模生产。 由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。 定位方式的选择 因为导料销和固定挡料销结构简单，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。 控制条料的送进步距采用挡料销初定距。 卸料方式的选择 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。 常用用于较硬 、较厚且精度要求不高的工件冲载后卸料。 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载间隙。 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 2mm 且模具结构为倒装的场合。 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 2mm 的板料，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)~0( ，若弹压卸 8 料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲载间隙。 常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为 1mm 相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，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，故采用弹性卸料。 出件方式 因采用正装式复合模生产，故采用上出件为佳。 确定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B 约等于送料方向的凹模长度 L，故采用横向送料方式，即由右 向左送料。 导向方式的选择 方案一：采用对角导柱模架。 由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳，其对角导柱模架上、下模座工作平面的横向尺寸 L 一般大于纵向尺寸 B，常用于横向送料级进模或者纵向送料的单工序冲载模、复合模。 方案二：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。 方案三：四导柱模架。 具有导向平稳、导向准确可靠，刚性好等优点。 常用于冲压件尺寸较 大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。 方案四：中间导柱模架。 导柱安装在模具的对称线上，导向准确可靠、滑动平稳。 但只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，该制件需要大批量生产，为方便送料和操作，该复合模采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。 9 第 2 章 工艺计算 冲压力计算 该模具为正装下定出单工序落料模，采用弹性卸料装置，将废料从凸模上卸下，同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件。 故总冲压力为冲裁力、卸料力和顶件力的总和。 表 ：卸料力、推件力和顶件力系数 冲裁力 根据冲裁力的计算公式 LtF 公式 查表冲压常用黑色金属材 料的力学性能取 MPab 600 ， )(155)](5030[ mma r c S inL   ， 得： )(93)(6 0 011 5 5 KNNLtF b   卸料力 卸料力的计算公式 FKF 卸卸  公式 查表卸料力、推件力和顶件力系数取 K ， 得： ）（卸 KNF  钢 料厚 K 卸 K 推 K 顶 ～ ～ ～ ～ 0055 ～ ～ ～ ～ ～ 10 顶件力 推件力的计算公式 FKF 顶顶  公式 查表卸料力、推件力和顶件力系数取 顶K ， 得： ）（顶顶 KNFKF  总冲压力 总冲压力： 顶卸总 FFFF  公式  ）（  )(106KN 压力机的 选择 根据总冲压力 总F 选择压力机的标称压力，因为 106KN＜ 160KN,所以初选 J2316 型开式双柱可倾曲柄压力机。 压力机的主要参数： 公称力 160KN 滑块行程 55mm 最大封闭高度 220mm 封闭高度调节量 45mm 滑块中心至机身距离 160mm 工作台尺寸（前后 左右） 300mm450mm 立柱间距离 220mm 垫板尺寸 40mm 模柄孔尺寸 248。 4060 11 排样设计及材料利用率分析 排样方法 排样的方式有多种多样，如：直排、斜排、直对排、混合排、少废料和废料等排样方式， 由于此冲裁件为规则圆形 ， 故 采用直排。 排样时工件以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。 搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。 搭边值的大小与下列因素有关： （ 1） 材料的力学性能，硬材料的搭边值可小一些，软材料的搭边值要大一些。 （ 2） 工件的形状与尺寸，工件的尺寸大或者有圆角半径较小的凸起时，搭边值取大一些。 （ 3） 材料厚度，材料厚度大则搭边值大一些。 （ 4） 送料及挡料方式，手工送料、有侧压装置 的模具，搭边值要小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 （ 5） 卸料方式，弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。 但过小的搭边容易挤进凹模，增加 刃口磨损，降低模具寿命，并且影响冲裁件的剪切表面质量。 有废料排样，因零件为简单 图 形，并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素，采用直排 , 排样基本参数 (1)搭边值 查《实用冲压工艺及模具设计》表 39，确定搭边值 两工件间的搭边： mma  工件边缘的搭边： mma  (2)送料步距 S mmaDS  公式 (3)条料宽度 12 0 a x )()2(   OO ZaDB )(540 mm ， (4)板料规格 选用 2020mm800mm1mm (5)条料长度 L=800mm (6)条料及板料的利用 (7)每张板料可剪裁的条料数： 2020247。 54=37，余 2mm (8)每条条料可冲裁的零件数： N1=800247。 ≈17 (9)每张 板料可冲裁的零件数 : 62937172 N (10) 一条条料的材料利用率 %1001011  AAN =175045/(54800)100%≈% (11) 一个进距内材料的利用率为 2222 ) r c s i n2(1025 mmA   = %)( 1 4 4%100/2  BhnA (12)一整张板料的利用率为 %100)2 0 0 0800/( 1 4 437173  % 13 图 排样图 压力中心的确定 从冲裁零件形状和尺寸来看，该工件属于 上下 对称图形，所以压力中心在 它 的 对称中心上。 按比例画出制件形状，将制件轮廓线分成 321 lll 、 的基本线段，并选定坐标系xOy，如图所示。 故只计算 0x。 151 mml  mmx  mml ) r c c o s (22  mmx in)c o s25( 1212  1 2 ) rc s in (253 l mmx o s22s in2520 1113  mmlll xlxlxlx 3322110   该工件 冲裁力 不大，压力中心偏移坐标原点较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍。