冲压模具设计1(编辑修改稿)

冲压模具设计1(编辑修改稿)内容摘要：

，高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具 （ 12 英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国 200 多家模具厂点得到应用，取得良好效 果。 该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的的模型所需的诸多功能，大大缩短的研 制制造周期。 如 RENSCAN200 快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上， 用雷尼绍的 SP21 扫描测头实现快速数据采集，控制核心是雷尼绍 TRACECUT 软件，可自动 生成各种不同数控系统的加工等程序及不同格式的 CAD数据。 用于模具制造业的“逆向工 程”。 该公司又推出了 CYCLON 高速扫描机，这是一台独立工作的专门用来扫描的设备，不占用加工机床的工作时间。 其扫描速度最高可达 3m/min，大大缩短了模具制造周期，另外，其数据采集速度比 RENSCAN200 快，定时探针接触力小，因此可以用非常细的探针，用来扫描细小的模具和细微的特征表面，扩大模具生产的品种范围。 由于模具扫描系统已在汽车、摩托车、定电等行业得 （ 13 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。 模 具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率 低 (约占整个模具制造周期的 1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制论文 13 约了我国模具加工 向更高层次发展。 因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。 日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具研磨抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。 日本已研制了数控研磨机，可实现三给曲面模具研磨抛光的自动化。 另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。 应注意发展特种研磨与抛光、如挤压衍磨、电化学抛光、 超声抛光以及复合抛光工艺与装 （ 14 随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。 这也是我国长远发展 的目标。 模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 本课题的来源及主要任务 本课题主要任务就是设计一落料拉深复合模和冲孔模，绘制出模具装配图和大部分零件图，熟悉复合模设计步骤，并与课程设计过的弯曲模和级进模作个比较，了解复合模的结构特点。 本课题任务主要有两个特点： (1) 涉及冲压模具方面的知识； (2) 涉及机械制造方面的知识。 从上述任务特点可以知道，本课题知识的综合性较强，涉及的知识面较广。 冷冲压 :是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。 冲压模按照工序组合分为三类：单工序模、复合模和级进模。 复合模与单工序模相比减少了冲压工艺，其结构紧凑，面积较小；冲出的制件精度高，工件表面较平直，特别是孔与制件的外形同步精度容易保证；适于冲薄 料，可充分利用短料和边角余料；适合大批量生产，生产率高，所以得到广泛应用，但模具结构复杂，制造困难。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。 冲压件的质量、毕业论文 14 生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。 模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。 近年来，冲压成型工艺有了很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形 、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的成形精度日趋精确，生产率有了极大的提高，正把冲压加工提高到高品质、新的发展水平。 由于引入了计算机辅助工程（ CAE）冲压成形已从原来对应力应变进行有限元分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化分析设计。 计算机在模具领域，包括设计、制造、管理等领域发挥着越来越重要的作用。 第 1章 冲裁件的工艺分析 本次设计冲压工件 材料为 Q235B，厚度为。 尺寸公差采用 IT12 级，工件大批量生产，工件图 如图 11 所示 ： 图 11 工件图 论文 15 工件材料 由图 11 分析 可知，本次设计工件材料为 Q235B，厚度为。 Q235 是一种钢材的材质。 Q 代表的是这种材质的屈服度，后面的 235，就是指这种材质的屈服值，在 235MP 左右。 并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。 由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。 常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。 大量应用于建筑及工程结构。 用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。 Q235 的机械性能 : 抗拉强度（σ b/MPa）： 375500 伸长率（δ 5/%）： ≧ 26（ a≦ ） ≧ 25（ a） ≧ 24（ a） ≧ 23（ a） ≧ 22（ a） ≧ 21（ a） 其中 a 为钢材厚度或直径。 此工件材料采用 Q235B，生产批量为 大批量生产，需要用模具进行生产。 从材质上看，冲裁材料为镀锌铁片钢，属低强度、高延伸性、高延伸率、塑性及流动性好的软材料，有利于成型，总体来说，强度硬度不高，塑性纫性很好。 工件结构形状 此工件材料采用 Q235B，生产批量为大批量生产，需要用模具进行生产。 由于该零件有 2个Ф 和 1个 Ф 4mm孔 ，另外还有几字形的弯曲， 因而模具包含有冲孔、落料 、弯曲 工序。 对于孔，由于孔径于大料厚，不属于深孔冲裁，因此在模具设计时不必对冲孔凸模采取适当保护措施加以保护，也不必对凸模进行强度校验。 从材质上看，冲裁材料 为镀锌铁片钢，属低强度、高延伸性、高延伸率、塑性及流动性好的软材料，有利于成型，总体来说，强度硬度不高，塑性 韧性 很好。 毕业论文 16 工件尺寸精度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用 IT12级精度，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，综合评比适宜冲裁加工。 工件展开长度计算 中性层的确定 由于中性层的长度在弯曲变形前后不变，其长度就是弯曲件坯料展开尺寸的长度。 而欲求中性层长度就必须找到其位置，用曲率半径 0 表示。 中性层位置与板料厚度 t、弯曲半径 r、变薄系数  等因素有关，在实际生产中为了使用方便，通常采用下面的经验公式来确定中性层的位置： 0 r xt  式中： 0 —— 中性层半径； r—— 弯曲件内弯半径； x为中性层位移系数，其值件下表：表 2 表 2 板料弯曲中性层系数 r/t K1(V) K2(U) K3(O) — — — — — r/t 2 3 4 5 6 8 K1(V) K2(U 论文 17 ) K3(O) 从弯曲件图可以看到：圆角半径都为 r=1mm，板料厚度 t=，查表 2得 K1=，K2=，则中性层半径为： mmktr 0   mmktr 0   毛坯展开尺寸的计算 由于圆角半径 r，所以毛坯展开长度等于弯曲件直线部分长度与弯曲部分中性层展开长度的总和，即 0 ()180 ii i iL l r x t    。 弯曲件有 2 个弯曲部分， 代入数据 计算 得： mmL 9   = 所以工件展开长度 L取整数， L=50mm。 画出工件展开图如图 ： 毕业论文 18 图 工件展开图 第 2章 冲裁工艺方案的确定 因该工件属大批量生产，根据零件的生产批量，尺寸精度和材料种类与厚度，选择模具的导向方式与精度，定距方式及卸料方式等，现有如下 两种模具结构方案： ]2[ 方案一：采用复合模结构。 即：在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位同时完成冲孔和拉深。 复合模有如下特点： 冲裁出来的产品精度高，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好。 冲件表面较为平整。 适宜冲薄料，也适宜冲脆性或软质材料。 冲模面积较少。 方案二：采用级进模结构。 即：在压力机滑块的一次行程、在模具不同工位分别进行工件的内形和外形冲裁，而在最后工位才制成工件。 级进模有如下特 点： 材料利用率较高。 凸模形状简单，提高模具使用寿命。 工作效率比较高。 方案三：先冲孔，再 落料 ，后折弯。 单工序模生产。 该工件材料为 Q235B，厚度为。 大批量生产，精度要求不高， IT12 级即可，对比以上三种方案决定采用 级进 模结构。 通过到工厂的调研，了解到其工件包括下料、落料、冲孔、 折弯 几个工序。 经过研究可设计 一 套 级进 模具进行加工。 第 3 章 模具结构形式的确定 级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程论文 19 中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲 模。 级进模的定距方式有两种： 导正 销定距和侧刃定距。 本模具采用侧刃 粗 定距 ，导正销精确定位的方式定距。 侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。 在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。 再通过导正销对工件进行精确定距。 第 4 章 模具总体设计 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。 操作方式 零件 的生产批量为 大批量 ，但合理安排生 产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。 卸料、出件方式 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 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 的板料由毕业论文 20 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、正装复合模的卸料装置。