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1、 .本科毕业论文（设计）论 文 题 目 冲压工艺模具结构设计 姓名（学号） 李 系 别 机系 专 业 机械设计制造及其自动化 导 师 姓 名 冲压工艺模具结构设计作 者78290349指导教师摘要：本文是关于支板冲压工艺的模具结构设计，包括冲孔和落料两个基本工序。根据零件形状尺寸和材料要求选用倒装式复合模具，采用工件间无搭边值的直对排样。用两副模具，一次性落两个料，无需翻转条料即可完成所有冲裁。因直对排样，所冲两工件关于中心对称，故模柄设计中心即为两副模具的对称中心。挡料装置采用侧刃，以保证步距精度。依据材料外缘尺寸设计凹模模具，再以凹模实际尺寸采用配作法确定凸凹模外缘尺寸；根据冲孔要求设计凸
2、模尺寸，再以冲孔凸模实际尺寸确定凸凹模的凹模尺寸，其它零件由实际情况选用标准件。确定了零件和模具的尺寸后计算出所需压力机的公称压力，并据此选择压力机。本套模具可进行大批量高效生产，装配简单，性能可靠，具有较高的使用寿命。关键词：支板，冲压工艺，复合模Ramming craft mold structural design Written by Li Chang longSupervised by Sun YongAbstract：This paper is on-board process of stamping die structure design, including punching
3、 and blanking two basic processes. According to parts sizes and shapes and materials requested selection of flip-die, who used part of an edge straight to the value of the layout. With two die, two one-time drop-expected, no flip expected to complete all of the punching. Direct result of the layout,
4、 the two parts on the center-symmetry, the module handles Design Center is the symmetry of the two die Centre. Block the adoption of side edge device, the step to ensure accuracy. Based on the outer edge of materials design size die, and then to die with a size of the actual practice of determining
5、the outer edge of die size, according to Punch designed punch size, and then punching punch to determine the actual size of die Size , And other parts from the actual situation of selection criteria. Identify the parts and die after the calculation of the size necessary to press the Nominal pressure
6、, and, accordingly choose Press. This set of mold can be efficiently produced in large quantities, the assembly of simple, reliable, high life.Key words：Supporting plate,Ramming craft,Superposable die目 录1 序言12 工艺分析23 冲裁工艺方案的确定33.1 方案种类33.2 方案比较33.3 方案的确定34 模具结构形式的确定34.1 排样设计与计算44.1.1 排样方法的确定44.1.2 确
7、定搭边值44.1.3 确定条料步距44.1.4 条料利用率54.1.5 排样图54.2 冲裁压力的计算64.2.1 冲裁力的计算64.2.2 卸料力64.2.3 推件力64.2.4 顶件力74.3 压力机公称压力的确定及机型选择74.4 单个冲裁件压力中心的确定84.4.1 凹凸模刃口轮廓84.4.2 凸模刃口轮廓尺寸及冲裁力94.4.3 单个零件压力中心坐标104.4.4 总压力中心坐标104.5 刃口尺寸的计算104.5.1 加工方法的确定104.5.2 尺寸变换114.5.3 冲裁件外形与内孔尺寸公差114.5.4 落料凹模外型124.5.5 凸凹模刃口尺寸的确定125 模具总体结构设计
8、135.1 模具类型的选择135.2 定位方式的选择135.3 卸料、出件方式的选择136 模具零件的设计136.1 落料凹模136.2 冲孔凸模146.3 凸凹模156.4 模架及其它零件的设计167 模具总装图178 模具零件加工工艺189 模具的装配方法199.1 上模装配199.2 下模装配1910 结束语20参考文献21致谢22 .页脚. 1 序言 模具是在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。模具的应用极为广泛，大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝
9、纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的，其形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量，直接影响产品的质量、成本和新产品研制。因此，模具生产的水平是机械制造水平的重要标志之一。模具一般分为两个部分：动模和定模，或凸模和凹模，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上；在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等施加在坯料上，模具承受的是
10、坯料的胀力。模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件项出装置等，这些部件一般都是制成通用型，以适用于一定范围的不同模具。加工金属的模具按所采用的加工工艺分类，常用的有：冲压模，包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻孔模、缩孔模、起伏模、胀形模、整形模等；锻模，包括模锻用锻模、镦锻模等；以及挤压模和压铸模。用于加工非金属和粉末冶金的模具，则按加工对象命名和分类，有塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。冲压模是用于板料冲压成形和分离的模具。成形用的模具有型腔，分离用的模具有刃口。最常用的冲压模只有一个工位，完成一道生产工序。这种模具应用普遍，结构简单，制造容易，但生产效率低。为提高生产率，可将多道冲压工序
11、，如落料、拉深、冲孔、切边等安排在一个模具上，使坯料在一个工位上完成多道冲压工序，这种模具称为复合模。另有将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上，在冲压过程中坯料依次通过多工位被连续冲压成形，至最后工位成为制件，这种模具称为级进模，又称连续模。 冲压模的特点是：精度高，尺寸准确，有些冲裁模的凸模与凹模的间隙近于0；冲压速度快，每分钟可冲压数十次至上千次；模具寿命长，有些硅钢片冲裁模寿命在几百万次以上。模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素，模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态
12、，以及进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，即在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。模具是精密工具，价格昂贵，必须尽量提高使用寿命。模具的正常失效形式主要有磨损、塌陷断裂、粘合等，不同用途的模具失效形式也各不相同。提高模具寿命的途径主要是根据应用条件，合理选用模具钢和确定热处理规范。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分，有人说，现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业
13、。模具技术水平的高低，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，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。2 工艺分析本设计为支板的落料-冲孔模具，零件图形状及尺寸已知，已知零件图的准确度直接影响模具的设计精度及工件质量。具体数据如下图：图1此工件有冲孔和落料两个工序。材料为A3、t=1.2mm的钢材。具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构中等复杂，有一个直径8mm的圆孔，并与轮廓圆弧同心。工件的下方有两个突出的角，高为8，由圆角半径为8mm的圆弧与顶部的半径为8mm的圆弧相连接。但是此工件满足复合模冲裁加工要求，即孔与工件边缘之间的最小距离为4mm，大于要求值，可采用复合
14、模。工件的落料尺寸按IT12级，冲孔尺寸按IT11级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。3 冲裁工艺方案的确定3.1 方案种类该方案包括冲孔和落料两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一： 先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二： 采用落料、冲孔同时进行的复合模生产。 方案三： 冲孔、落料级进冲压。采用级进模生产。3.2 方案比较方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两套模具，成本相对较高，生产效率低，更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要的要求，难以满足生产需求。故而不选此方案。方案二：只要一套模具，工件的
15、精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸适中，制造相对前面一种方案更简单经济，可进行大批量高效生产。方案三：级进模是一种多工位，高效率的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。一般适用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓一般，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高。相对来讲，所以排除此方案。3.3 方案的确定纵上所述，方案二更方便、经济、高效，也符合零件的大批量生产要求，故本套模具采用复合模，且根据零件形状尺寸和排样方案可确定用两副模具成中心对称安装，相关参数后面详细介绍。 4 模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合符合模，正装式采用装在下模座底下的弹顶器推
16、动顶杆和顶块，弹模和倒装式性元件的高度受模具有关空间的限制，顶件力大小容易调节，可获得较大的顶件力。卡在凸凹模内的冲孔废料由顶件装置推出。每冲裁一次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内部积存废料，涨力小，不易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上不易清除。有空能影响操作和安全。从而影响生产效率。倒装式复合模的冲孔落料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，结构简单，操作方便。但凸凹模内的有积存废料，胀力较大，因此倒装式复合模因受凸凹模最小壁厚限制，不易冲制孔壁过小的工件。所以这种结构适合于冲裁较硬的或厚度大于0.3的板料。纵上所述，考虑到工件成形后，如何脱模方便，正装式复合模成形工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一个推出装置，借助模具的复合力就可以轻松的将工件卸下来。考虑到工件成形后，如何脱模方便，故采用倒装式复合模。 参考文献1 翁其金，徐新成编冲压工艺及冲模设计.北京：机械工业出版社.20042 杨关全.模具设计与制造基础.北京：北京师范大学出版社.20053 周开勤.机械零件手册.北京：高等教育出版社.20014 模具设计与制造技术教育丛书编委会：模具结构设计，北京：机械工业出版社.20035 吴伯杰著.冲压工艺与模具.北京：电子工业出版社.20046 二代龙震工作室.冲压模具设计基础.北京：电子工业出版社.2005