毕业设计--接线片冲压模具.docx

毕业设计（说明书）设计课题：接线片冲压模具班 级 ： 模具11233 专业： 模具设计与制造 系别： 机械技术系 答辩委员会主任 ： 主答辩人 ： 年 月 日 目 录第一章 绪 论 . 5 第二章 冲压工艺设计 . 7 2.1 冲压件简介 . 7 2.2 冲压的工艺性分析 . 7 2.3 工艺方案的确定 .8 第三章 冲压工艺的设计与计算. .9 3.1 排样的设计与计算 .9 3.2 冲裁力的计算 . 10 3.3 凹模轮廓尺寸的确定 .11 3.4 模具结构零部件的选择. 133.5凸、凹模刃口工作尺寸计算.12 3.6 弯曲凸模结构及设计 . 17 第四章 模具零件设计 .15 4.1 凹模的设计 . 15 4.2 圆凸模结构及设计 . 15 4.3 圆凸模定位、固定方式.16 4.4 凸模固定板设计 .18 4.5卸料板设计. 18 第五章 选用及校核压力机 .20 第六章 结论 .24 参考文献. 25 致谢. 26 设计小结. 27摘 要 本设计为简单形状的弯曲件冲压模具设计，根据制件的尺寸、材料批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案。然后通过工艺设计计算，确定排样方式。计算冲裁力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差。最后设计、选用标准零部件。在结构设计中，主要对凸模、凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计或选取，对模具主要零件的加工工艺规程进行编制，对压力机进行校核，绘制模具总装图及零件图，最终完成模具设计。关键词：冲压 模具 凸模 凹模第一章 绪 论 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，用模具加工出的冲压件几乎是“一模一样”，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲压加工与其他加工方法相比，生产的制件所表现出来的高精度，高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单位小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。由于冲压加工具有上述突出特点，因此在批量生产中得到了广泛的应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业中必不可少的加工方法。弯曲是利用金属的塑性变形，将板料、棒料、型材或管材等按设计要求弯成一定曲率和一定角度的零件的一种冲压工序。它属于成形工序，是冲压加工的基本工序之一。在冲压零件的生产中，采用弯曲成形的零件种类繁多。根据所使用的工具与设备的不同，弯曲方法可分为在通用压力机上利用模具进行的压弯和在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。 弯曲所使用的模具叫弯曲模，它是弯曲过程中必不可少的工艺装备。与冲裁模相比较，弯曲模精确工艺计算较难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。弯曲模结构设计应在选定弯曲工艺方案的基础上进行。为了保证达到制件要求，在进行弯曲结构设计时，必须注意以下几点： (1) 弯曲毛坯的定位要准确、可靠，尽可能是水平放置。多次弯曲最好使用同一基准定位。 (2)结构中要能防止毛坯在变形过程中发生位移，毛坯的安放和制件的取出要方便、安全和操作简单。 (3) 模具结构尽量简单，并且便于调整修理。对于回弹性大的材料弯曲，应考虑凸模、凹模制造加工及试模修模的可能性以及刚度和强度的要求。 弯曲模的主要零件加工一般比较复杂， 多采用线切割进行加工。弯曲回弹的影响因素多，不容易从纯理论的角度精确计算出来，多需要在试模后再进行调整。 本设计的 异形弯曲件是常见的钣金件，具有弯曲模具设计的典型结构，需要综合应用模具设计的知识完成毕业设计 第二章 冲压工艺设计2.1 制件 图2.1制件图 材料：20钢,料厚t=1mm,料厚公差查书多工位级进模表A-10, t= 1-0.050mm 未注公差：按照IT14级。2.2 制件的工艺性分析 该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，大批量生产，属于普通冲压件。材料为 20 钢，适合冲压生产，在设计过程中应注意以下几点： (1）2X8mm 两孔距 6 mm，在设计模具时应加以注意； (2）制件为冲孔弯曲件，控制回弹是关键； (3）制件较小，从安全上考虑，要采取适当的取件方式； (4）有一定的批量，应该重视模具材料和结构选择，保证一定的模具寿命。 2.3 工艺方案的确定 根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲。从工序间的可能组合来看，该零件的冲压可以有以下几种方案。 1.方案一 采用单工序模生产方式，先落料再冲孔最后再弯曲。该方案模具结构简单，需要三道工序、三付模具可以完成零件的加工。但该方案生产效率低，不同工序生产时制件的定位较难，操作也不方便，尺寸精度也难保证。 2.方案二 采用复合模生产，落料冲孔和弯曲复合。该方案制件精度较高，但模具结构复杂。考虑到本次设计的零件精度要求不高且生产批量较大，所以不采用此方案。 3.方案三 采用级进模生产，级进模生产适用于产品批量大、模具设计、制造与维修水平相对较高的外形较小零件的生产。本次设计的零件产量为大批量生产，而且零件的精度不高。因此级进模比较适合该制件生产。 综上所述，方案三为最佳设计方案。则本次的冲压设计方案具体为：冲孔切料弯曲落料。4，方案确定： 综上所述：故选用级进模。 第三章 冲压工艺的设计与计算3.1 排样的设计与计算 1、毛坯定位方式的选择 为了减小板料宽度，同时满足送料精度要求，采用导料板控制条料的送进导向，侧刃控制送料步距，在关键工序设置导正销精确控制送料歩距。2、毛坯的展开图如下 图 3.1 .1毛坯展开图图 3.1.2 排样图本设计排样图如图 3.1 .2所示。制件排样分案的特点是：由于采用侧刃定距，模具宽度增加，但长度会缩短，便于弯曲成形而且送进步距小，有利于提高生产率。 3、弯曲毛坯展开尺寸计算： L=130mm + gp4、确定搭边值 由文献查搭边值的确定得： a1= 1.2 a=1.5但是由于制件尺寸较大，故a1=1.8 a=2 本设计中采用侧刃定距的模具，故按下式计算： 条料宽度： B=B2+nb=D+2a+nb-0 其中：D 为条料宽度最大轮廓尺寸 a为侧面搭边， d 为条料下料剪切公差。 b为侧刃余料,金属材料取12.5mm。 n为侧刃个数。 条料宽度：B=B2+nb=D+2a+nb-0 = 130+2*2+2*2-0.60 =138-0.60 mm。 导料板间距 B01=B+c=138-0.60 +0.2=138.2-0.60mm C为条料与导料板之间的间隙，查表c取0.2. B02=B2+y=D+2a+y=130+2*2+0.2=134.2mm Y为侧刃冲切后条料与导料板之间的间隙，常取0.1到0.2 步距：S步距=20+1.8=21.8mm。 5、材料利用率 =ss0x100%=sA*Bx100% 式中; h 是材料利用率，s 是工件实际面积，s0 是所用材料面积A 是步距，B 是条料宽度 =ss0x100%=sA*Bx100%=153919.8*138x100%=56.3% 3.2 冲裁力的计算 1. 冲裁力Fp Fp=kptL式中 kp安全系数，kp取1.3 L冲裁周边长度（mm） 材料的抗剪强度（MPa）取400Mpa t为材料厚度（mm）取1mm Fp=kptL=1.3*1*289*400=150280N=150.28KN 侧刃冲裁长度L侧刃 =19.8+2=21.8mm 冲孔冲裁长度L冲孔=8mm落料冲裁长度L落料1=198mm 落料冲裁长度L落料2=90mm Fp侧刃=kptL=1.3*1*21.8*400=11336N=11.336KN Fp冲孔=kptL=1.3*1*8*400=4160N=4.16KN Fp落料1=kptL=1.3*1*198*400=102960N=102.96KN Fp落料2=kptL=1.3*1*90*400=46800N=46.8KN2.卸料力 F卸=K*Fp K卸料力系数K=0.05F卸=K*Fp=0.05*(4.16+102.96+46.8)=7.6KN3.推件力 F推=k*FpK顶件力系数K=0.06 F推=k*Fp=0.06*（11.36+4.16+102.96+46.8）=9.91KN4.压力机公称压力的确定由于此模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，所以冲压力FZFZF落+ F孔 + F侧+ F卸+F推 11.36+4.16+102.96+46.8+7.6+9.91=182.79KN5.弯曲力计算 弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。 F 校=Aq =30850 =12000N=12KN 式中：F 校校正弯曲力，N； A校正部分投影面积,mm2； q单位面积校正力，根据冷冲压工艺及模具设计表 3.3.2 取 50 MPa。 3.3 凹模轮廓尺寸的确定 1凹模厚度 H=kb（15mm） b为冲裁件的最大外形尺寸 k为考虑板料厚度的影响系数，可以查表2.8.1 H=kb=0.12*130=15.6mm因模具有折弯部分，故综合考虑弯曲凸凹模深度h=20mm，所以H=20+20=40mm 综上凹模H=40mm2.凹模壁厚C=（1.52）H(2040mm)、C=1.5*40=60mm, 3凹模宽度 B=b+2c=130+2*60=250mm4.凹模的长度 L=6*21.8+2*60=250.8mm 5 选取标准凹模 根据凹模轮廓尺寸选取标准凹模规格标记示例:凹模周界L=250mm,B=250mm,闭合高度H=190285mm。 6. 选取模具结构的典型组合 根据材料状态，厚度以及零件的排样图，选定模具结构：纵向送料弹性卸料典型组合3.4模具结构零部件的选择 根据凹模板的周界尺寸及典型组合形式，模架选用中等精度，中、小尺寸冲压件的中间导柱模架，从前向后送料，操作方便。模具的闭合高度（190285），查表选择滑动中间导柱图3.4.1滑动中间导柱模架简图模架，标记为 250250（190285） GB/T2851.5技术条件：按照GB/T2861.32008的规定。上模座：LBH 250mm250mm45mm 下模座：LBH 250mm250mm55mm 导 柱：dL 35mm180mm 导 套：dLD 35mm115mm43mm 垫板厚度：(612)mm 取12mm 凸模固定板厚度:H1 =0.7*H=0.7*40=28mm取整H1=30mm卸料橡胶的安装高度：根据工件料厚为1mm,冲裁时凸模进入凹模的深度取1mm，考虑模具维修时刃磨余量为2mm，再考虑 开启时卸料板高出凸模1mm，则总的工作行程h工件=5mm,橡皮的自有高度 h自由=h工件（0.250.30）=1720mm 取h自由=20mm 模具在组装时橡皮的预压量为h压=（10%15%）*h自由=23mm 取h压=3mm，由此可算出模具中安装橡皮的自有高度为20-3=17mm,所以卸料橡胶的安装高度: 17mm卸料板厚度：1020mm 取,20mm 导料板厚度：查多工位级进模设计实用技术表5-1得410mm,取6mm凹模厚度：40 mm 模具的闭合高度H模=45+12+30+17+20+6+40+55=230mm在（190280）mm范围 且符合要求。3.5凸、凹模刃口工作尺寸计算 图3.5.1产品图由图可知：该零件属于无特殊要求的一般冲裁件。 2*8及尺寸16由冲孔同时获得，查表2.2.4，2cmin=0.13,2cmax=0.16 则2cmin-2cmax=0.03mm 因为未注公差要求IT14级，所以8+0.36取x=0.5设凸模，凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则1，冲孔(8+0.36) dp=(dmin+X)-p0=(8+0.5*0.36)-0.0090mm=8.18-0.0090mm dd=(dp+2cmin)0+d=(8.18+0.13)0+0.015)mm=8.310+0.015mm校核:p+d2cmax-2cmin 0.009+0.0150.16-0.13=0.03 左边小于等于右边，满足间隙公差条件。2,孔距尺寸（160.43mm）Ld=(Lmin+0.5)0.125=(16-0.43)+0.5*0.860.125*0.86=16mm0.113,落料1图3.5.2落料图1 选凹模为设计基准， 白线为凹模轮廓磨损后的变化。按配制法加工，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制。 由图可知,(未注公差按照IT14级要求标注)制造偏差=0.25凹模磨损后变大的尺寸有20.9-0.520， 97-0.870. Aj=(Amax X ) 0+0.25X=0.5 Aj=(Amax X ) 0+0.25 =（20-0.5*0.52）0+0.25*0.52 = = 19.740+0.13 Aj=(Amax X ) 0+0.25 =（97-0.5*0.87）0+0.25*0.87 =96.560+0.218 凹模磨损后减小的尺寸有80+0.36, Bj=(Bmin+ X)-0.250 系数X取0.5Bj=(Bmin+ X)-0.250=（8+0.5*0.36）-0.25*0.360=8.18-0.090凹模磨损后不变的尺寸有65 0+0.74.。Cj=Cmin+0.50.125Cj=(65+0.5*0.74)mm0.125*0.74=65.37mm0.09mm落料2图3.5.3落料图2 选凹模为设计基准， 白线为凹模轮廓磨损后的变化。按配制法加工，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配制。 凹模磨损后变大的尺寸有37-0.620. 21.8-0.520 Aj=(Amax X ) 0+0.25 Aj=(Amax X ) 0+0.25 =（37-0.5*0.62）0+0.25*0.62= 36.69 0+0.155 Aj=(Amax X ) 0+0.25 =（21.8-0.5*0.52）0+0.25*0.52 =21.540+0.26.查表2.2.3，冲裁合理间隙2Cmin=0.13mm,2cmax=0.16mm,故凸模刃口尺寸按照凹模相应部分尺寸配制尺寸标注简单，只在基准件上标注尺寸和公差,但是凸模和凹模不能互换。3.6弯曲凸凹模模结构及设计图3.6.1折弯成型图1弯曲凸模的圆角半径 当弯曲件的相对弯曲半径r/t4hh0h0h010252010152215_255022152027253230507527202532303735751003225303735424010015037303542404750t2mm时，rA=(36)t，因为t=1mm,所以rA=5mm3,凹模工作部分深度弯曲凹模深度l0要适当，查表3.4.1知，弯曲件l0=10mm,h=20mm4，弯曲凸凹模之间的间隙V形件弯曲模，凸凹模间隙是由调节压力机的装模高度来控制5，凸凹模工作尺寸及公差设计原则;弯曲件标注外形尺寸时，则以凹模设计为基准，间隙取在凸模上，当标注内形尺寸，选择凸模为设计基准件，间隙取在凹模上。弯曲件标注外形尺寸，弯曲件为单向偏差图3.6.2折弯图 凹模尺寸为Ld=(Lmax-0.75)0+d=1100.43 凸模尺寸为Lp=(Ld-2c)-p0=11-0.210 式中，Ld，Lp弯曲凸凹模的横向尺寸 Lmax弯曲件的横向最大极限尺寸 弯曲件的横向尺寸公差 =0.43 C凸凹模的单边间隙，v形件设计时不考虑。 d，p弯曲凸凹模的制造公差，可采用IT7IT9级精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一级 p 取IT7级p=0.21。 d取IT8 级 d=0.33。 Ld=(Lmax-0.75)0+d=（11-0.75*0.43）00.21=10.670+0.21mm Lp=(Ld-2c)-p0 =10.67-0.330 mm第四章 模具零件设计4.1 凹模的设计 图4.1.1凹模绘制凹模零件图，实际上是把排样图和经过计算选取的标准凹模轮廓图形结合起来。凹模型腔位置尺寸，常以凹模轮廓的几何中心或以凹模互相垂直的两边为基准标准凹模材料选用 Cr12，热处理要求 HRC42-46。本设计凹模如图所示。4.2圆凸模结构及设计 1圆冲孔凸模材料和热处理 查参考文献2P434 页，表 7-15 得材料为 Cr12，热处理 4246HRC。 冲孔凸模： 图4.2.1冲孔凸模图为了方便固定，冲孔凸模采用台阶式，其长度由模具贯结构而定：L冲孔=H凸固+H橡胶+H卸+Ht+H导+H入凹=30+17+20+6+1+1=75mm上式中:H凸固为凸模固定板厚度,取30mm；H橡胶为橡胶压紧装配高度，取17mm,；H卸为卸料板厚度,取20mm， Ht为料厚取1mm，H导 为导料板的厚度，H入凹为进入凹模的高度,取1mm。因冲孔直径较大，不需校核凸模的强度与刚度。材料选用T10A，淬火硬度HRC5862。4.3，落料模的高度 L落料1=L落料2=L冲孔=75mm4.4,折弯模的高度 L折弯=H凸固+H橡胶+H卸+H导+H入凹=30+17=20+6+19-1=91mm图4.4.1折弯模图 45 凸模固定板设计 1设计时应注意卸料板与固定板型孔位置及公差应该与凹模一致。固定板材料和热处理，查参考文献2P434 页，表 7-15 得材料为 45，热处理 2832HRC2凸模固定板尺寸确定周界与凹模尺寸相同，尺寸为：250250mm，厚度为：30mm第五章 选用及校核压力机根据计算出的工艺力FZF落+ F孔 + F侧+ F卸+F推 11.36+4.16+102.96+46.8+7.6+9.91=182.79KN可选用公称压力为 250KN 的开式双柱可倾压力机，型号为 J23-25。该压力机相关尺寸如下： 公称压力：250KN滑块行程: 65mm 最大封闭高度：270mm封闭调节高度调节量；55mm滑块中心线至床身距离：200mm立柱距离：270mm工作台尺寸：前后370mm,左右560mm工作台孔尺寸：前后200mm,左右290mm,直径260mm垫板尺寸：厚度50mm模柄孔尺寸：直径40mm,深度60mm床身最大可倾角：30校核压力机安装尺寸主要是对冲模总体高度，模座闭合高度等尺寸校核是否符合设计要求。 冲模总体结构尺寸必须与选用的压力机相适应即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。 冲模的封闭高度是指模具工作行程终了时上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。 压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置时，滑块的下平面至工作台上平面之间的距离。而压力机装模高度是指压力机滑块在下止点时，滑块下平面至垫板上平面之间的距离。封闭高度和装模高度相差一个垫板厚度。 第六章 结 论1本设计异形件冲压生产采用级进模工艺，具体工序为：冲孔落料弯曲落料。 2根据冲压工艺，选用滑动中间导柱模架250*250*（190280），即可满足要求。 3.采用导料板控制条料的送进导向，侧刃控制送料步距。 4.采用弹压卸料版，既可卸下板料，又可以在冲压过程中压紧制件，使制件平整。 5.根据工艺要求，选用开式双柱可倾压力机，型号为 J23-25。 参考文献1.冲压工艺与模具设计 成虹主编 高等教育出版社 2006.7 第二版2.公差配合与技术测量 徐茂功 桂定一主编 机械工业出版社 2005.5 第 二版 3.多工位级进模设计与实用技术4冷冲模课程设计与毕业设计指导5.模具设计指导 史铁梁主编 机械工业出版社 2006.7 第二版6.工程制图 林晓新主编 机械工业出版社 2005.7 第一版 7.工程材料与热处理 张红英 朱怀忠主编 科学出版社 2005 第一版 8.模具制造工艺学 柳舟通 余立刚主编 科学出版社 2006.7 第一版 9.模具专业英语 王晓江主编 机械工业出版社 2008.7 第二版 10.冷冲模设计资料与指导 杨关全主编 大连理工大学工业出版社 2007.8 致 谢临近毕业之际，由衷的感谢各位老师在三年之中的谆谆教诲和在作毕业设计的过程中的指导，使我对我们所学专业有了更透彻的了解，同时也弥补了在设计中出现的种种不足，三年学到的知识是有限的，但三年中学到学习的方法是无限的。在您的点滴指导中完成此次设计，我感到很充实。至此表示深深的谢意！ 设计小结本次毕业设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。 通过这次毕业设计使我在复习老知识的同时学到了许多新知识， 对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课： 如机械制图、 模具材料、公差配合与技术测量等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题，如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证工件 的经济性，加工工艺的合理性。 通过对异形弯曲件冲压模的设计，使我对弯曲模有了深刻的认识， 弯曲模的主要零件的加工一般比较复杂， 多采用线切割进行加工， 弯曲回弹的影响因素多，不容易从纯理论的角度精确的计算出来，多需要在试模后再进行调整。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题，虽然设计中对它们做出了解决，但还是感觉这些方案中还是不能尽如人意，如压力计算时的公式的选用、凸凹模间隙的计算、卸件机构选用，都可以进行进一步的调整，使生产效率提高。 历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面 的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，并且和同学的探讨，模具设计在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。 在这次设计过程中得到了老师以及许多同学的帮助，我受益匪浅。在此，对关心和指导过我的各位老师和帮助过我的同学表示衷心 李猛2015/4/201. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管