毕业设计论文-冲压模具工艺设计

毕业设计论文-冲压模具工艺设计内容摘要：

. 查上表，表 11 得凸模冲孔的最小直径为 d≥ 3，而零件中 d=4 ≥ 17，查《模具设计与制造手册》普通冲裁件的最小圆角半径得查表16 得，普通冲裁最小孔边距 b 得 b3，而零件的孔边距是 b=，所以冲孔边缘离外形的距离不是零件形成过程的制造难点，也不会影响制件的质量甚至模具的寿命。 尺寸和形状公差的分析 尺寸精度 :零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按 T14 级确定工 件尺寸的公差 ..查公差表可得各零件外形 : 77mm  mm  mm 零件内形 : 10  mm 孔中心距 37  mm 结论 :适合冲裁 . 表 2— 2 冲裁件的合理精度等级（ SJ162880） 工艺方案的确定 类 别 材料厚度 (毫米 ) 精 度 等 级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 精密冲裁 ———— 普通冲裁 ～ ——————————— ＞ ～ 1 ——————————— ＞ 1～ 3 ———————— ＞ 3 ——————— 孔中心距 ≤ 3 ——————— 孔边距 ≤ 3 ——— ———— 兰州工业高等专科学校 2020 届 13 ： 冲裁工艺方案可分为单工序冲裁、复合模冲裁、级进模冲裁 , 单工序冲裁是指在 压力机一次形成类只完成一种冲压工序。 复合模冲裁是指在压力机的一次行程中 ,在模具的同一工作位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。 级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序排列成一定的顺序 ,在压力机一次行程中条料在冲模的不同工序位置上分别完成工件所需的工序 ,在完成所有要求的工序后 ,以后每次冲程都可以得到一个完整的冲裁件 .此三种方案都可以完成落料、冲 孔工序 . 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 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冲孔一落料连续冲压，采用级进模生产 . 方案优缺点的比较 ： 表 2－ 3 单工序模 、复合模和级进模 的比较 比 较 项 目 单 工 序 模 复 合 模 级 进 模 冲压精度 较低 较高 一般 冲压生产率 低，压力机一次行程内只能完成一个工序 较高 ，压力机一次行程内可完成两个以上的工序 高，压力机一次行程内能完成多个工序 实现操作机械化、自动化的可能性 较易，尤其适合于多工位压力机实现自动化 难，制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作 容易，尤其适应于单机上实现自动化 生产通用性 通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产 通用性较差，仅适合于大批量生产 通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产 冲裁制造的复杂性和价格 结构简单，制造周期短，价格低 复杂性和价格都价高 复杂性和价格低于复合模 方案①适合冲裁小 批量和试制 ,工件尺寸等级较低、成本低、生产效率低、制造简 单 ,操作简便 ,但需要两道工序、 两套模具才能完成零件的加工， 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②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。 尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困 难，但安全性较差。 方案③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，模具加工难度大，装配精度要求高，安全性好。 通过以上三种方案的分析比较，对该工件冲压生产以采用方案③为佳。 方案的确定 方案①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 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， 采用复合冲裁或级进冲裁方式。 但从生产安全性考虑，最后考虑采用级进模具兰州工业高等专科学校 2020 届 14 最合适。 而方案③又可以根据工序分为 ①冲孔 — 落料；②落料 — 冲孔；由于孔边距小，冲孔边缘离外形距离对形成过程有一定的影响。 根据上述分析最后确定方案③的冲孔 — 落料最为合适。 模具结构形式的确定 确定工位数和工序 该工件采用的是冲孔 落料级进模，工件的外形尺 寸 ，故排 样图可有： 初步确定模具的定位形式 因为该模具采用的是板料，控制板料的送进方向采用导料板，控制条料的送进步距采用侧刃定距。 初步确定模具的卸料方式 因为工料料厚 2mm，材料 20F，精度要求不高，较厚，故可以采用刚性卸料。 又因为是级进模具生产，所以采用下出件比较便于操作和提高生产效率。 初步确定模具导向装置 导向方式的选择：为了提高模具寿命和工作质量，方便安装调整，该级进模具采用后侧导柱的导向方式导向。 比较项目 无导向模 导柱模 导板模 导向精度 取决与压力机导轨导向精度 IT6~7 IT6~7 安装与调整 安装与调整困难，制件质量不稳定，工作零件寿命短 安装与调整方便，制件质量稳定 安装与调整较方便，但导向零件磨损较快，影响凸模寿命和导向 精度 操作 定位可见，变化较灵活，操作方便 定位可见，变化受到导柱位置限制，操作定位不可见，操作不方便 兰州工业高等专科学校 2020 届 15 较方便 应用范围 用于弯曲，拉伸，成形等单工序模，是与中小批量的生产 适于大批量生产精度要求较高的各种冲压件 用于级进模和单工序模，导板可兼作卸料板 初步确定模架的形式 查《模具设计与简明手册》采用滑动式后侧导柱Ｐ２９９ 必要的尺寸计算 排样设计与计算 （一） 排样方法的确定 排样方法有：无废料、少废料和有废料排样。 有废料排样：沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及之间与条料侧边之间，都有工艺余料存在。 因留有搭边，所以制件质量和寿命较高，但材料利用率低。 少废料排样：沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁，只有制件之间留有搭边，材料利用率提高。 无废料排样：就是无工艺搭边的排样，制件直接由切断材料获得。 该冲裁件结构简单，并具有对称性，最小孔边距 ㎜，比较小，考虑到保证制件质量的问题，应采用有废料排样。 （二） 确定搭边值 材料的厚度 工件间 a1 延边 a 工件间 a1 延边 a 工件间 a1 延边 a ～ ～ ～ ～ ～ .2 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 12 兰州工业高等专科学校 2020 届 16 查 查《冲压模具设计与制造》表 1— 79,按矩形确定搭边值 : 两工件间的搭边 :a= ㎜。 工件边缘搭边 :a 1= ㎜。 （三）确定条料的步距 步距为 : ㎜ 条料宽度与是否有侧压装置有关 . 有侧 压装置时条料的宽度 : B=(D+2 a+▽ )▽ =（ 120+2 +） = 无侧压装置时条料的宽度： B=〔 D+2 (a+▽ )+c〕 =〔 120+2（ ++）〕 = 综合分析工件的结构形状，选无侧压装的。 确定后排样图如图 2所示 . 条料的利用率 一个步距内的材料利用率η为 . 裁单件材料的利用率按 [2]式计算 ,即 兰州工业高等专科学校 2020 届 17 %100bhn  A =1550247。 （ 70 ） 100%=% (33) 式中 A— 冲裁面积 (包括内形结构废料 )； n— 一个冲距内冲冲裁件数目； b— 条料宽度； h— 进距。 查板材标准，宜选 900mmX 1000mm 的钢板，每张钢板可剪裁为 14 张条料 (70 looomm)，每张条料可冲 378 个工件，则η总为： η 总 =LBnA1 100% = 1000900 15503785 100% = % 冲裁压力的计算 （ 一）冲裁力 冲裁力 Fp= F1= (34) = 2 654 340=577941N≈ 578 (KN) 式中： Fp— 冲裁力（ N）； L— 工件外轮廓周长， 落料周长 L1=270 ㎜ 、 圆孔周长 L2= ㎜ 、 方孔周长 L3=299 ㎜， L=L1+L2+L3+270++299=654（㎜）总周长 L＝ 654mm； t— 材料厚度；  — 材料的抗剪强度（ Mpa），查得 [2] ＝ 340Mpa。 （二）卸料力 FQ PQ FnKF 11  (35) 式中： KP— 卸料力因数，其值由 [2]表 215 查得 KP＝。 则卸料力： FQ= 577941=23118N≈ 23 (KN) （三）推件力 推件力计算按 [2]式 211： F 推 =Nk1FP (37) 式中： K1— 推件力因数，其值由 [2]表 215 查得Ｋ 1＝ ； n— 梗塞在凹模内的 制件或废料的数量， n=h／ t,h为刃口部分的高， mm。 t 为材料的厚 .h=8mm t=2mm n=h／ t=8／ 2=4(mm) 推件力则为： F 推 ＝ 16 578 = (KN) 其中 n=16 是因有十二 个孔 . （四）模具总冲压力为： 兰州工业高等专科学校 2020 届 18 F 总 ＝ F 落 ＋ F 卸 ＋ F 压 ＝ 578+23+=1156(KN) 压力机公称压力的确定 冲压设备的选择依据： 1． 所选压力机的公称压力必须大于总冲压力，即 F 压＞ F总 2． 压力机的行程大小应适当。 由于压力 机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁，弯曲等模具，其行程不于过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。 对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成行零件的取出。 3． 所选压力机的最大高度应与冲模的闭合高度相适应。 即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。 4． 压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。 但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受里条件也是不利的。 压力机 的选择 根据总冲压力 F 总 =1156KN,模具闭合高度 ,冲床工作台面尺寸等 ,并结合现有设备 , 用 J2363开式双柱可倾冲床 ,并在工作台面上备制垫块。 其主要工艺参数如下 ： 公称压力： 125KN 滑块行程： 145mm 行程次数： 38 次 ∕ 分 根据总冲压力 F总 =1156KN,模具闭合高度 ,冲床工作 台面尺寸等 ,并结合现有设备 ,选用 J231。