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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流冲压模具设计(含全套说明书和CAD图纸).精品文档.学校代码：10410 序 号：0398本 科 毕 业 论 文题目： 冲压模具 学 院： 工 学 院 姓 名： 胡求煜 学 号： 20050402 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 机制051 指导教师： 胡淑芬 二OO九年 五 月江西农业大学工学院毕业论文（设计）课题申报表论文（设计）课题名称垫板冲压模设计申报教师姓名系职称专业学历联系手机/电话E-mail胡淑芬机械副教授机械本科13607086111sfhu1223对选本课题学生的要求选报人数要求选报专业要求限报要求其它要求1人
2、机制、农机无计算机绘图毕业论文（设计）要求：1、好学上进，能吃苦耐劳，刻苦钻研，有相应专业知识，具备独立工作能力；2、能及时地查阅到国内外与本课题相关的资料和文件；3、会计算机绘图，能通过计算机绘图绘制相应的零件、部件和组件，绘制出总装配图；4、工作量要符合我院毕业设计的要求；5、根据毕业设计的要求在规定的时间内完成毕业答辩所需要的全部工作。毕业论文（设计）内容：1、在实际生产线了解冲压模的生产过程和工艺；2、查阅国内外有关资料和文件分析冲压模的工艺特点；3、研究其它冲压模的工作原理，提出冲压模的设计思想，并画出工作草图；4、通过计算机绘图绘制相应的零件和部件，绘制出冲压模总装配图；5、撰写出
3、8000字左右的设计说明书；6、根据毕业设计的要求在规定的时间内完成毕业答辩所需要的所有工作。毕业论文（设计）工作步骤：第一阶段：参观实际生产线，了解冲压模的生产过程；查阅国内外有关资料和文件分析冲压模的工艺特点，查找相关的装置；第二阶段：研究其它冲压模的工作原理，提出冲压模的设计思想；第三阶段：给出总体方案，画出工作草图，通过计算机绘图绘制相应的零件和部件，绘制出冲压模总装配图；第四阶段：撰写出设计说明书；根据毕业设计的要求在规定时间内完成毕业答辩所需要的所有工作。审核情况： 分管院长： 年 月 日冲压模具毕业设计材 料：08F钢板料厚度：t=1.2mm 生产批量：大批量任 务：编制冲压工艺
4、方案、设计模具结构图 8摘 要 本次毕业设计是完成垫板冷冲压工艺模具设计，采用落料；冲孔工艺。设计中分析了工件的冲压工艺性，计算了毛坯排样；冲压力，刃口尺寸计算等。进行了模具总体结构；主要零部件的设计，绘制了落料；冲孔复合模的模具装配图和零部件图。关键词： 冲压工艺 模具设计 装配图一 引 言 随着我国经济的发展，模具对于现代工业来说是十分重要的，尤其是冲压技术的应用。在各个经济部门中，几乎都要冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活息息相关。模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的
5、高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。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。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。改革开放以来，我国模具工业发展迅猛。1996至2001年间，我国模具工业的产值年平均增长14%左右。目前，全国共有模具生产厂点1.7万个，从业人员50多万人。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币，我国模具年产值已位居世界第四。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进
6、步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等
7、，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 目 录一 引言4二 冲压工艺分析6 2.1 产品结构形状分析6 2.2 产品尺寸，精度，粗糙度，断面质量分析6三 冲压方案的确定6四 垫板冲模结构的确定 4.1 模具的形式8 4.2 定位装置8 4.3 卸料装置8 4.4 导向装置8 4.5 模架8五 冲压工艺的计算9 5.1 排样9 5.2 计算冲压力10 5.3 计算模具的压力中心11 5.4 计算模具的刃口尺寸12六 垫板复合模主要零件的设计计算17 6.1 落料凹模17 6.2 冲孔凸模长度及强度校核18 6.3 卸料装置20 6.4凸凹模长度确定，壁厚的校核 21七 模座的设计22 7.1
8、 模座的材料22 7.2 上模座22 7.3 下模座23八 其他零件的选用23 8.1 导柱模架的选用23 8.2 导柱导套的选择24 8.3 定位元件的选择26 8.4 模柄的选择27九 冲压模具的安全技术28十 冲模的安装28十一 模具的动态分析28十二 心得体会30参考文献 31二 冲压工艺分析： 2.1 产品结构形状分析 由零件图可知，产品为长条板型落料，圆片及其他冲孔，对称，有尖角。孔与孔之间，孔与边缘之间的最小距离C满足C1.5t的要求（C1.8） 2.2 产品尺寸，精度，粗超度，断面质量分析 1：尺寸精度 查磨具设计手册得：由于冲裁件的厚度为1.2mm 取 TT8到IT9 2：产
9、品材料分析： 对于冲压材料一般要求的力学性能是强度低；塑性高；表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计是08F号钢，属于优质碳素结构钢，是低碳钢。其力学性能是强度，硬度低；塑性，韧性好。经退火后，冲裁的加工方法是完全可是成形的。另外，产品对于表面质量没有严格要求，所以尽量选用国家标准板材，其冲裁出饿表面质量就可以保证。 3：产量 要求能够大批量生产，很适合采用冲压加工的方法。最好采用复合模或级进模。三 冲压工艺方案的确定 完成此工件需要冲孔，落料两道工序。其加工 工艺方案可分为以下三种。 （一）: 第一种方案：采用单工序逐步加工 1：冲孔，落料单工序模。工序简图见1-1 2: 落料，冲孔单工序模
10、。工序简图见1-2特点：由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便，但生产率低，工件精度低，不适合大批量生产。 图1-11 冲孔2 落料 图2-21 落料2 冲孔（二） 第二种方案：采用复合模加工成形，工序图见图1-3 图1-3特点： 生产率高，工件精度高，但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。（三） 第三种方案： 采用连续模加工成形，工序图见图14 图14 第二工位 第一工位特点： 生产率高，便于实现机械化，自动化，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度低。根据本零件的设计要求，以及各种方案的特点，决定采用第二种方案较合理。四 垫板冲模结构的确定 4.1 模具的形式 复合模又可以分为正
11、装式复合模和倒装式复合模。（1） 正装式复合模的特点：工件和冲孔的废料的将落在凹模的表面上。必须加以清除后才能进行下一次冲裁。因此，操作不方便，也不安全，对多孔工件不宜采用。但冲出的零件平直度较高，适合冲裁材质较软，板料较薄的冲裁件，还可以冲裁孔边距较小的冲裁件。（2） 倒装式复合模的特点:冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞中积聚到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清楚废料。操作方便，应用很广，并为机械化出件提供了有利条件。但工件表面平直度较差。凸凹模承受的张力较大。 经分析，此工件有3个孔，若采用正装复合模，操作很不方便且不适合大批量生产。从操作方便，模具结构制造简单等方面考虑，决定采用倒装复合模。
12、但此板件较薄，平直度要求较高，因此在倒装复合模中添加弹性橡胶。 4.2 定位装置 采用伸缩式档料销纵向定位，安装在下模座和卸料板之间。工作时可随下行而压入空内。工作很方便。 采用导料螺栓横向定位。因为它的结构简单，使用方便，对模具强度削弱小。 4.3卸料装置 1：条料的卸除 采用弹性卸料板，因为是倒装复合模，卸料板安装在下模座。 2：工件的卸除 采用打料装置将工件上模落料凹模中推下落在模具工作面上。 3：冲孔废料的卸除 采用下模内积聚到一定数量，便从下模座的漏孔中自动排出。 4.4导向零件 导向零件有许多种，如用导板导向，则模具安装不方便，而且阻挡操作者的视线，所以不用。若用滚珠式导柱导套进行
13、导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，也不采用。针对本零件精度要求不是很高（ IT8到IT9），采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可以降低成本。 4.5模架 若采用中间模架，则导柱对称分布滑动平稳，但只能向一个方向送料，阻挡操作者的视线，操作不便，适用于单工序模和工位少的级进模。若采用后侧导柱，则操作方便，结构紧凑，适用于大件边缘冲裁，但其平稳性不够，常用于小型冲模。四导柱模架刚性很好，导向平稳可靠，但其价格较高，一般用于精密冲裁模。 综合上述特点和零件特点，本设计决定采用后侧导柱模架，但考虑到平稳性，在此模具结构中增设弹性橡胶。五 冲压
14、工艺的计算5.1 排样 1 搭边 查冷冲压模具设计 确定搭边值a,b 当t=1.2mm 时 a=1.8 b=2.0 2 条料的宽度 采用无侧压装置，所以= 条料宽度的单向偏差，mm 查表的 -0.5 3 材料的利用率 式中 n板料上实际冲裁的零件数量 零件的实际面积 L板料长度，mm B板料宽度，mm 条料宽度B=D+2a=14+21.8=17.6mm 步距=48+1.8=49.8 F=558 取工件数量n=2 材料的利用率为=63.7% 5.2 计算冲压力 冲裁力公式 F= 式中 F冲裁力 冲孔冲裁力 落料冲裁力 1：冲孔冲裁力 =K 式中K系数 查表去K=1.3 冲孔周长 L=2+63.1
15、4=63.96mm t材料厚度 t=1.2mm 材料抗剪强度，Mpa 查模具设计与制造简明手册 0.8F号钢，=295Mpa 取=300Mpa =K=1.363.961.2300=24944.4N=25KN 2: 落料冲裁力 = 式中 落料周长 =R+2=131.96 = =1.3131.961.2300=61757.28N=62KN 3：卸料力 = 式中 卸料系数 查表得为0.04到0.05 取=0.05 =0.0562 =3.1KN 4: 推料力 =n 式中 推料系数 查表取=0.055 n同时卡在凹模内的件数 n=3 =n=0.055253=4.1KN 5: 顶件力 =（+） 式中 顶件
16、系数 查表去=0.06 =（+）=0.06（62+25）=5.22KN 6：模具总压力 冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺的总和，即大于总的冲裁力。根据模具不同，计算公式不同。 当采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模为 =+=62+25+3.1+4.1+5.22=99.42KN 7: 初选压力机 根据=99.42KN 选公称压力为160KN的压力机 5.3 计算模具的压力中心 由于零件关于关于x轴对称，y轴对称。 冲孔所需的冲裁力为 根据理论力学知道，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和。由此苛求出压力中心坐标（ ） 根据公式得=0 =0 得出压力中心为 5.3 计算模具刃口尺
17、寸 尺寸计算原则： 在确定冲模凹模和凸模刃口尺寸时，必须遵循以下原则：1） 根据落料和冲孔的特点：落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸。故冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。2） 根据凹凸模刃口的磨损规律。凹模刃口磨损后使落料件尺寸变大，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸，凸模刃口磨损后使冲孔孔径减小，故应使尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸3） 考虑工件精度与模具精度间的关系，在确定模具制造公差时，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙数值，一般冲模精度较工件精度高2到3级 1：冲孔凸凹模 以上各式中 冲孔凸模的刃口尺寸 冲孔凹模的刃口尺
18、寸 冲孔件的最小极限尺寸，mm 系数 工件孔径公差，mm 凸模刃口尺寸制造偏差，mm 凹模刃口尺寸制造偏差，mm 凸凹模最小初始双面间隙，mm 查表 =0.072 由于本零件冲孔数量为3个 且大小不一 ，因此要求计算3个凸模的刃口尺寸 1） 孔11： =6 查表 =0.5 =0.02 =0.126 由于此凸模非标准件 根据=0.005 =6 =6.136 = 6.01mm =6.136mm 2: =12 查表 =0.5 =0.5 =0.072 由于此凸模非标准件 根据=0.125 =12 mm mm3：配合加工，只需计算凹模尺寸。凸模按凹模尺寸配合。 落料：=48 查表 =1 =0.25 1
19、垂直于进料方向 =18 =0.5 =0.43 根据=0.1082 平行于送料方向 =52 =0.5 =0.5 根据=0.125六 垫板复合模主要零件的设计计算 6.1 落料凹模1：厚度H H=kb k修正系数 k为0.3到0.4 取k=0.4 H=kb=0.4 14=5.62：长度和宽度 L,B L=D+2W 式中W送料方向的凹模型孔壁间的最大距离 根据经验公式 W=(1.52.0)H 取W=1.5H=1.55.6=8.4 D送料方向的凹模刃壁间的最大距离 L=47.78+28.4=64.58mm 垂直于送料方向： B=d+2W d垂直于送料方向的凹模型孔壁间的最大距离 B=13.97+28.
20、4=30.77mm3：凸模刃口高度h 查简明冲压手册得 h=5mm 6.2 冲孔凸模长度及强度校核 本设计采用B型圆凸模 硬度HRC5862 尾部回火HRC4050 技术条件JB/T 7653-1994 1:冲孔的凸模长度 L=h1+h2+h+H L凸模长度，mm h1凸模固定板的厚度，mm h1=20 h2卸料板的厚度，mm h2=15 h凸模进入凹模深度（0.5-1）mm 取h=1mm H附加长度，一般取1520mm 针对本零件有2个凸模的设计，由于孔较多且大小不规则，凸模采用阶梯布置。可得： 对于此凸模L=20+15+1+20=56mm此凸模非标准件，直径自定义 对于另外2个凸模则比上个
21、凸模稍短可得: L=20+15+1+19=55mm 这两个凸模是标准件，直径可查表 得 凸模 的 D1=11 D2=8 凸模 的 D1=13 D2=10 6.3 卸料装置 橡胶弹簧具有重量轻，弹性大，变形不受限制，较高的内阻，可吸收冲击和高频振动能量，工作平稳，噪音小，安装和调试方便，便于维护和保养等特点。另外，橡胶弹簧可同时承受多向载荷，可简化系统。 在本设计中，由于倒装复合模使得薄板件的缺陷，平直度不够。使用橡胶弹簧亦可使冲裁在压力下进行。所以本设计采用橡胶弹簧。 橡胶的选用和计算原则： 1：保证橡胶正常工作应使橡胶在预压缩状态下的预压力满足 式中 橡胶在预压缩状态下的压力 卸料力 2.1
22、85KN 取=3KN 2：为保证橡胶不过早失效，其允许最大压缩量不超过其自由高的45%，一般取 =(0.340.45) 式中 橡胶允许的总压缩量 橡胶的自由高度 所选橡胶弹簧必须满足+ 式中 = =t+1mm=1.8mm 一般取510mm 取 =5mm 则 =6.87mm 取=4=28mm 设=30mm =0.1=3mm 式中： A橡胶横截面积，, A= P橡胶产生的单位面积压力，Mpa 取弹簧的压缩量为35%， 查表得P=2.1Mpa 得 a=37.838mm 校核： =0.74 符合0.51.5 设计合理。 橡胶弹簧的安装高度=-=30-3=27mm 6.4 凸凹模长度确定，壁厚的校核 1
23、：凸凹模长度H的确定 H=h1-2+h 式中 h1橡胶垫的自由高度，mm 压缩值，mm h固定板的厚度，mm H=27-3-2+20=42mm 2：凸凹模壁厚校核 查表，倒装复合模凸凹模最小壁厚=2.3mm 当t=0.8mm。本设计中n=(51.75-12-2.5-10-10-10) 0.5=3.6252.3mm 满足最小壁厚 n的要求，设计合理。七 模座的设计7.1 模座的材料 一般选用铸铁HT200 HT250， 也可以选用A3,A5结构钢，本设计中从降低模具成本考虑，选用铸铁HT250材料。查冲压模具标准件选用与设计指南，选用标准结构。7.2上模座 采用滑动导向模架 上模座做选用“125
24、10035 GB/T2855.5” 7.3 下模座 下模座选用“12510045 GB/T2855.6” 八 其他零件的选用 8.1 导柱模架的选用 标准件的规格，导柱“20150 GB/T2861.1” 导套“208033 GB/T2861.6” 后侧导柱模架 技术条件：按GB/T80501999的规定 模架200125170205I GB/T2851.3 I级精度的后导柱模架1 上模座 2 导套 3 导柱 4 下模座 8.2 导柱导套的选择 选用A型导柱结构，材料20钢，热处理要求；渗碳深度0.8-1.2mm,硬度58-62HRC。 本设计取直径d=20mm，公差带h5，长度L=160mm
25、。 选用A型导套结构，材料，热处理与技术要求同上。 如下图所示： 8.3 定位元件的选择 为了保证模具正常工作，必须保证坯料或工件对模具处于正确的相对位置，即必须定位。 1） 在本设计中采用活动档料销，采用弹簧弹顶挡料装置。 如图： 直径d=6mm，长度L=22mm的弹簧弹顶挡料装置622JB/T7649.5 材料:45号钢，热处理4348HRC 技术条件：按JB/T76531994的规定 2） 采用侧边导料销进去送料方向的定位，保证垂直进料方向的精度。 本设计采用A型导料销。 长度d=6mm , L=22mm的 A型导料销 622GB/T7648.7 材料 T8A, 热处理硬度5256HRC
26、 技术条件按JB/T76531994的规定 8.4 模柄的选择 中小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是:一要与压力机滑块上的模柄正确配合，安全可靠；二是与上模正确而可靠连接。 在本设计中采用旋入式的模柄，其主要用于中小型有导柱的模具上，符合本次设计的要求。 如图：采用A型旋入式模柄 材料：Q235AF 技术条件：按GB/T76531994的规定直径D=20的A型旋入式模柄模柄A20GB/T7646.2九 冲压模具的安全技术 在设计冲压模具时，必须满足下列要求：1. 模具结构应能保证操作方便，安全可靠，操作者勿需手，臂，头伸入危险
27、区即可顺利完成冲压工作。2. 调试，安装，修理，搬运和储藏方便安全，不会因模具结构问题而引起意外事故3. 模具零件要有足够的强度，材料选择合理，模具应避免有与机能无关的外部凸凹，外部应倒棱；倒柱倒套应远离操作者，模具压力中心应通过或靠近模柄中心线，导向定位等重要部件要使操作者能看清楚4. 设计模具时应考虑安装机械化装置的位置，以便必要时机械化自动化装置代替手工操作5. 顶件器，推件器以及卸料板等结构必须可靠6. 不使操作者有不安全的感觉 十 冲模的安装 冲模的使用寿命，工作安全和冲件质量等对于冲模的正确安装有着极大的关系： 1：冲模应正确安装在压力机上，使模具上下部分不发生偏斜和位移，这样就可
28、以保证模具有较高的准确性，避免产生废品，而且可以保证模具寿命 2: 模具安装时将带有导向的模具上下应同时搬到工作台面上。应先固定上模，然后根据上模的位置固定下模 3：在冲压生产过程中，由于压力机振动，可能引起固定冲模的紧固零件松动。操作者必须随时注意和检查各紧固零件的工作状况 十一 模具的动态分析 模具的装配图： 1 下模座 2 导柱 3弹簧 4卸料板 5挡料销 6导套 7上模座 8凸模固定板 9推件块 10连接推杆 11推板 12橡胶弹簧 13凸缘模柄 14 打杆 15 凸模 16垫板 17凹模 18 凸凹模 19 凸凹模固定板 冲裁时，凸凹模固定不动，条料由正面送进。放置在凸凹模上，15凸
29、模和17凹模同时下行，同时完成落料和冲孔。4弹性卸料板一方面顶住条料起校平作用，同时在17落料凹模推压下向下退让，此时12橡胶弹簧顶住10连接推杆，保证冲裁时的压力。上面回程时，4弹性卸料板别橡胶弹簧顶出，将条料从凸凹模上卸下，冲孔废料则直接由凸凹模模孔中漏到压力机台面下。在上面回到上止点之前，14打杆受到压力机横杆的推动，通过11推板和10连接推杆将冲裁件从17凹模中推出。 十二 心得与体会 通过本次毕业设计，在理论知识的指导下，结合生产实习中所获得的实践经验，在胡淑芬老师和同学的帮助下，认真并独立的完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了
30、更进一步，更深刻的认识，同时也认识到了自己的不足。 本次毕业设计历时1个月左右，从分析领会毕业设计的要求，到拿出自己的方案，然后对自己手上的冲压件的性能进行分析计算，比如材料，形状等。因此对要设计的冲压件有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定本次毕业设计的工艺方案。然后进行排样，冲压力，压力中心等的计算，直到模具总装配图的绘制，经历了大量的计算过程，查阅了很多相关的书籍资料。因此通过本次毕业设计的训练，也培养和锻炼了一种自己查阅资料，获取有价值信息的能力。 总之，通过本次毕业设计的锻炼，使我对模具设计与模具制造的相关过程有了比较深刻的认识和全面的掌握。认真严谨的完成了本次毕业设计也是大学四年里最后也最重要的一次设计。但是由于水平有限，错误和不足之处在所难免，恳请各位老师批评指正，不胜感激。 参考文献 1 翁其金，徐新成 冲压工艺及冲模设计 机械工业出版社 2 于永泗 齐民 机械工程材料第五版 大连理工大学出版社 3 夏巨堪 李志刚 中国模具设计大典电子版 中国机械工程学会 4 中国磨具设计大典 第三卷 5 简明冷冲压手册编写租 简明冷冲压手册 第三版 机械工业出版社 6 陈于萍 周兆元 互换性与测量技术 第二版 机械工业出版社