垫板冲压工艺及模具设计概述模板.doc

毕业设计(论文)垫板冲压工艺及模具设计学生姓名:学 号:专 业:指导老师:学 院:江西新余独创性申明本人郑重申明：所呈交毕业设计（论文）是本人在指导老师指导下进行研究工作及取得研究结果。其中除加以标注和致谢地方，和法律要求许可之外，不包含其它人已经发表或撰写完成并以某种方法公开过研究结果，也不包含为取得其它教育机构学位或证书而作材料。其它同志对本研究所做任何贡献均已在文中作了明确说明并表示谢意。本毕业设计（论文）结果是本人在新余学院期间在指导老师指导下取得，结果归新余学院全部。特此申明。作者署名（手写）： 署名日期： 年 月 日 版权使用授权书本毕业设计（论文）作者及指导老师完全了解新余学院相关保留、使用毕业设计（论文）要求，有权保留并向国家相关部门或机构送交毕业设计（论文）复印件和磁盘，许可毕业设计（论文）被查阅和借阅。作者署名（手写）： 指导老师署名（手写）：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 摘要 现在，中国冲压技术在世界上还是比较落后，其原因是中国冲压理论，和设备方面和工业发达国家有一定距离，造成磨具寿命，设计，加工，成产周期等于工业发达国家差距越来越大。 本论文关键研究垫板加工工艺及用途，加工点半模具设计及分析，垫板用途十分广泛，可用做于变压器里零件，即使是一个小垫板加工性能方便，节省材料，便于大批量生产，垫板作于连接处缓冲紧固作用。依据垫板需求来选择适宜模具，采取级进模。 在设计前关键进行是对工件尺寸公差确实定，用尺寸公差才能确定模具精度。经过排样分析来进行模具分析，首先考虑冲裁力，卸料力，模具冲裁间隙等原因，并将设计方面利用CAD软件画出装配图，零件图，凸模图，凹模图，编写设计要求和任务书。 关键词：垫板； 冲压工艺 ； 级进模 ABSTRACTAt present, China in the world of stamping technology is still relatively backward, the reason is the theory of stamping, and equipment with the industrialized countries have a certain distance, causing abrasive life, design, processing, and industrial development into the production cycle equal the gap between the countries is growing.In this thesis, plate processing technology and use half of the mold design and processing and analysis, pad use is very extensive, can be used in the transformer parts, convenience is a small pad processing performance, save material, to facilitate mass production, as the cushion pad connection tightening effect. According to the pad needs to select a suitable mold, the use of progressive die.Before the design is mainly determined dimensional tolerances of the workpiece, to determine the accuracy of the mold with dimensional tolerances in order. After nesting analysis for mold analysis, first consider the punching power, the discharge power, die blanking clearance and other factors, and design using CAD software to draw assembly drawing, part drawings, FIG punch, die diagram, preparation of design requirements and mission statement.Keywords: plate; stamping process; progressive die目录前 言11 材料分析和模具结构选定31.1冲压时工艺性分析41.2冲压材料选择51.3冲裁工艺方案确实定62模具材料选择73.1 排样方案确实定及计算93.2冲压力计算113.3模具压力中心确实定123.4 冲模刃口尺寸及公差计算133.5零件结构尺寸确实定163.6模具总装图214 冲压设备选择235.模具装卸255.1模具装配255.2卸料装置确实定266.模具检测27总结和展望29参 考 文 献31致谢33附录35前 言模具是生产工业最基础零件单位，她是国家生产进步基础设备，它代表着国家和地域生产工业水平衡量标准。模具在制造、汽车、机械、电器、各式各样电用机制造中有着举足轻重地位、她是工业发展进步基础，最终能够要一环，模具进步被大家称为国家进步关键指标。伴随国民经济和工业技术发展，各中机械零件多种材料对模具需求量和需求种类越大，模具技术难度也提升。工业教授认为，模具种类即使有多种多样，但在“十二五”期间它发展难点应该是既能满足大量零件要求，又有很高技术要求，然而那些不能自主设计模具还需要从海外市场进货模具来说是一大难题，需要大量进口模具来满足中国要求，然而进口模具即使能长时间使用，还能向精密复杂方向进步模具需要大家自主研发来满足市场需求。模具种类。大小精度,种类生产难度等要求对整个工业影响是不可估量，它能够直接影响整个工业生产进度和需求。所以，有部分关键模具需要关键培养发展，通常模具发展也应该有愈加快发展必需比关键件发展愈加快来能提升模具发展速度，来提升模具质量跟精度达成更标准地步。能够缩短她生产周期。中国模具在市场上有着足够优势。不敢是在质量上，还是价值上全部比其它国家模含有优势，对于这个优势中国应该多对于模具出口这方面应该作为关键来发展，所出口模具应该有自己特色跟独到之处，选择精度较高技术要求高模具应该关键发展应用于出口，这对于我哥工业进步将会是有着重大作用，然而中国模具对于优异发达国家来说中国模具制造技术是比较落后，应该从技术装备生产条件方面加以研究。然而中国模具发展要落后很多这和中国制造业发展有很大关系，可见，中国模具工业发展还有很长路要走。1 材料分析和模具结构选定零件简图 ：图1.1所表示工件名称 ：垫板生产批量 ：大批量材 料 ：10号钢厚 度 ：2mm 图1.1零件图1.1冲压时工艺性分析工艺性是指冲压工艺方面要求来衡量设计是否正确。总体来说，在要求适合工件正常使用条件下，用最轻松最有效最节能方法将工件制造出来。就说概工件工业性好，不然就是该工件性能差。工件工艺性好坏并没有尤其要求，是在相同工件在不一样冲压方法得到工件比较出来。工件好坏收到冲压技术要求和设备等外在条件影。1.冲裁工件內部形状和外部形状形转角要尽可能降低尖角最好用圆弧过渡。 2.冲裁工件凸凹部分长度不应该太小，要降低长时间悬挂和摇摆。3.冲裁工件孔和孔距离，受到模具宽度限制不能太小也不能太大4.冲裁件形状应能符合材料合理排样，降低废料。5.冲裁直线和曲线连接点，应该有一定角度圆角。圆形冲裁件，满足圆弧半径则冲裁件直径应大于板料宽二分之一多，这么才能让少废料排出；假如设计圆弧R等于工件宽度R则就不能排样，就会产生台肩。冲孔过程中，会受到凸模限制，则孔尺寸不能太小弯曲工件或拉深工件冲孔时候，工件孔壁和工件距离不应该太小。对冲压材料冲压应用所冲压材料，要能够适应产品设计技术难点，还得应该满足切削加工，步骤加工要求。工艺方案确实定：一：该工件使用单工序模，要先落料完成后才冲孔，需要两套不一样模具模具；二：该工件使用复合模具，一次九能完成落冲孔需要一套模具；三：该工件使用级进模跟单工序模相反先冲孔再落料，一套模具。三种方案比较见表1.1。表1.1 三种方案比较 模具种类比较项目单工序模复合模连续模 生产效率低高通常生产质量低高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具成本较低较复杂高模具复杂程度较易较复杂高模具外形尺寸较低较高高模具制造周期较快较长长模具外制作程度较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件通常很好好这是需要单工序模具生产工件，需要两个工序，则两套模具模具生产费用高生产效率不好，不能确保尺寸精度则方案一不能使用。假如使用级进模制造南多九更高了，简单尺寸全部得不到确定，生产效率也不高则也不能使用级进模，所以方案三也不合理。用复合模制冲件过程中，工件结构简单清楚而且成轴对称，制造起来愈加方便，复合模生产成本不高，难度校，尺寸精度高，对于三种方案可行性，由上可看出应该选择方案二合理，用级进模进行生产。1.2冲压材料选择冲压工艺对材料基础要求关键是：1. 对性能要求设计时能既能提升冲压过程变形和工件质量，材料应有优良冲压性能为了有利于冲压变形和制件质量提升，材料应含有良好冲压成形性能。材料性能和它机械性能相连，要求材料含有，弹性小塑形强板间应力大。2. 对材料厚度公差要求工件厚度应满足国家标准，有限间隙可用于一定宽度材料，功差不适宜可影响贡献质量，还能造成模具跟冲床撞击，要求材料表面平滑没有损伤没有被氧化和其它杂物，材料表面质量越好冲裁件质量会越好。3. 常见冲压材料冲压材料种类，形状，质量，尺寸。通常小零件全部使用 剪裁后条料。这么条料跟冲裁件尺寸相差无几，可降低对材料浪费，所以应该选择跟冲高呀工件尺寸差不多材料进行冲压。 由上面3点能够看出，冲压材料应选择10号钢作为材料。1.3冲裁工艺方案确实定从零件形状，尺寸来选择加工方案，因为是垫板则 能够选择冲孔，落料方法，因为是大批量生产，工序集中可提升工作效率，降低工人劳动效率还一天提升安全性。把这两道工序加在一起九形成两种不痛方案，先冲孔再落料工步；落料冲同时完成。使用方案2加工时，极难使长度尺寸长度，很轻易造成冲头磨损，则使用方案一很好。该工件是呈轴对称，除孔和这两个位置有精度要它位置没有尺寸要求。材料为Q-235A钢它冲压性良好。表1.2 强度系数料厚t0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.75最小壁厚m1.41.61.82.02.32.52.73.23.84.0最小直径D151821料厚t2.02.12.52.753.03.54.04.55.05.5最小壁厚m4.95.05.86.36.77.88.59.310.012.0最小直径D212528323540452模具材料选择模具市场零件它质量要求，寿命期全部是影响产品原因，可降低消耗，使产品在市场中关键要求，模具多种性能，取决于模具制造时所选择材料和哪种热处理方法，及多种影响模具性能原因利用模具生产制品零件，其模具质量好坏，寿命长短，直接关系到产品制造精度。把它们降到最低才能使模具适用性愈加好。冷冲模有，级进模，复合膜，弯曲模。重默在使用中受到拉伸，弯曲等作用力，模具时常失效，所以用钢材作为冲压材料，它含有这种性能是最好选择。1. 材料应有很高抗断裂能力及塑形能力好。最关键是抗弯曲变形，预防材料断裂，材料韧性越好，其抗冲击能力越好。弯曲应力和凸模应力集中，所以要很好韧性。2. 材料应有很强抗力，如压力，变形里淬火等抗力，衡量模具抗力原因是硬度，硬度高是膜含有很强抗变形力，使模具耐磨，高温热处理在60应含有较高断裂抗关键抗力指标有材料抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗HRC强度下保持韧性，才有较强抗性。3. 材料应含有耐磨，抗疲惫性，为了提升耐磨性，提升钢性能，可在它交变应力下产生破坏。4.材料应含有优良冷热加工性，包含可锻性加工型淬透性。由此可见：凸、凹模使用工作部分局部材料也用淬火变形模具钢。3模具设计计算3.1 排样方案确实定及计算模具设计过程中降低废料是很关键，很麻烦一项工作，排样好处可使材料有最大利用率，材料质量和节省材料可提升生产率和模具使用寿命，所以排样好坏是经济原因之一。冲裁可产生两种废料，一是孔内产生取决于工件形状称为废料，二是因为材料和刀口之间加工产生侧面废料称为工业废料。合理排样能够使工艺废料得到最大得降低，可提升材料使用率，代编工件形状结构。排样过程中，工件件条料余料叫做搭边。搭边值大小和下列原因相关： 材料塑形相关，工件尺寸，形状相关。材料厚度相关，暴毙材料搭边值应该大部分、 在工件加工时送料方法相关，手工送料搭边值应该小部分。常见排样方法有两种： 有料排样：指工件外轮廓冲裁，工件之间搭边，则材料利用率很低，不过工件之间搭边会有利于提升工件质量，模具使用寿命也会增加。无料排样：指工件之间和条料之间没有大便存在，刀口次序切下而取得工件。从排样方法能够看出有料排样方法即使简单，但工件质量比较低，模具使用寿命会降低。搭边值得多少能够确定工件质量和材料利用率，排样方法关键是看工件形状，外形来确定。总而言之排样图3.1所表示。表3.1搭边值表料厚手送料自动送料圆形非圆形往复送料11.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.535443由表3.1 确定搭边值表依据零件形状两式件间按矩形取搭边值，侧边取搭边值。则进距： 条料宽度 b-=(D+2a+)0-b-=(19.8+22.2+0.7)0-0.7图3.1排样图3.2冲压力计算1） 落料力 2）冲孔力中心孔： 2个小孔：3）冲裁时推件力表3.2卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料K卸K推K顶纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度mm0.10.060.0750.10.140.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03查表3.2 序号1凹模刃口形式，则 个故： 在冲裁时候降低压力机摆动，能够用凸模冲裁，加热冲裁，因为过程中会受到材料压力作用而折断，这把凸模设成阶梯凸模图3.2。图3.2阶梯凸模则最大冲压力：3.3模具压力中心确实定图3.3由图可知，工件成对称性，落料时，落在中心力01,冲孔F压力在02上。图3.3压力中心设冲模压力中心离O1点距离为x，依据力矩平衡原理得：由此算得 3.4 冲模刃口尺寸及公差计算1）冲孔部分对于冲孔来说，通常采取采取凸模和凹模分开来加工。表3.3 初始双面间隙Zmax、Zmin材料厚度t/mm08、10、3509M2、Q235Q34540、5065MnZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZmin小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380由表3.3 确定初始双面间隙Zmax、Zmin值： 表3.4规则形状冲裁时凸模、凹模制造公差基础尺寸凸模公差凹模公差基础尺寸凸模公差凹模公差1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040180602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070对冲孔时：， 对冲孔时：， 故满足条件冲孔部分：冲孔部分：尺寸极限偏差转化为2）落料部分加工外轮廓落料，会因为形状原因，采取配合方法加工。当用凹模为，凸模刀口尺寸改变，则属于A类。零件图中末注公差尺寸其极限偏差：、 、尺寸极限偏差转化为、 表3.5 因数X材料厚度t/mm非圆形x值圆形x值10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.210.590.600.300.30查表3.5得则： 由此可看出该零件模刃口部分尺寸应按刀口尺寸配制，确保双面间隙值。3.5零件结构尺寸确实定1）凹模外形尺寸确实定凹模厚度确实定：取总压力工件长 凹模宽度确实定：取步距 工件宽 2）凸模长度确实定凸模长度计算为其中初定：导尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 则： 图3.4落料凸模图3.5冲孔凸模图3.6凹模3.6模具总装图图3.7总装图 1-模柄；2-上模板；3-导套；4-导柱；5-卸料板；6-螺钉；7-下模座；8-螺钉；9-凹模；10-条料；11-定位销；12-凸模；13-上垫板；14-圆柱销4 冲压设备选择按公称压力选择压力机查表4.1表4.1开式双柱可倾压力机技术规格型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-16BJ23-25JC23-25公称压力31.563100160160250350滑块行程25354555706580滑块行程次数2001701451201205550最大封闭高度120150180220220270280封闭高度调整量25353545605560滑块中心线至床身距离90110130160160200205立柱距离120150180220220270300工作台尺寸前后160200240300300370380左右250310370450450560610工作台孔尺寸前后90110130160110200200左右120160200240210290290直径110140170210160260260垫板尺寸厚度30303540605060直径150模柄孔尺寸直径25303040404050深度40555560606070滑块底面尺寸前后90180190左右100200210床身最大可倾角454535 35 3535 20 选择公称压力630KN开式双柱可倾压力机，该压力机和模具设计相关系参数为：公称压力：630滑块行程：130封闭高度调整量：80工作台尺寸：模柄孔尺寸：3.模架外形尺寸及弹簧尺寸确定选择模架（GB/T2851.390）。上模座：下模座：导柱： 导套： 导柱、导套渗碳深度,硬度冲孔凸模、落料凹模、凸凹模及弯曲凸、凹模材料可用，热处理硬度。5.模具装卸5.1模具装配在冲床上经过两次以上行程工序时叫做复合膜，这么模具结构比较复杂装配能力高，适适用于多种静谧工件加工。下面为装备步骤：拉开机器装入模柄，位置应该平整，和后面顶出轴平行。把模具安装在下座模处，底座应该洁净整齐，再把模具固定在下模座上，使其不能松动。把模具在模腔中应有足够空间让工件从顶出机构作用下使其脱落。则上模处应该有工件上模空间来确定工件位子，确定位置后要拧紧螺丝，预防模具滑动。把凸模装在模腔中使，保持数值，底面平整，对面整齐。用夹板把上凸模固定板把上模座固定，使加工工件时顶出模具时，使导柱进入导套中使其把工件定出来落在模具腔中，在模具侧面应该有足够大空间方便于扇热和落料。加工时有足够操作空间。加工时，外圆加工和配合装配时应有足够空间，在固定模具后凸凹模应在同一平面内这么能够提升材料使用率。5.2卸料装置确实定卸料和顶出装置是吧完成一次冲压，把完成冲件废料冲模中取出来。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。通常按卸料方法可分固定式装置，在固定装置是，可方便废料排出和装置稳定控制，是一个简单有效卸料装置。还有一个弹性装置。弹性装置通常是经过弹簧作用经过压力作用吧落料从模腔中挤压出来，这么方法即使很简单，不过使用时间不够长需要长时间更换弹簧，使用效率不够高，所以通常全部选择固定式装置来卸料，很方便切废料和跟工件能有效分离出来。顶出装置是吧工件从模具口顶出来落在型腔中一个装置然而落在型腔中，把装载上模座上工件经过顶出机构作用把工件卸载下来。这么装置叫做顶件装置。要综合考虑使用模具组成和技能和材料厚度。卸料力大小全部有利于落料方便性。这么能够提升生产效率和使用率。6.模具检测序号质量管理及检测内容说明1组织质量监控系统，对模具生产过程全方面检验和监控1模具原材料质量检验2具装配后前后检验。3模具试模后验收。4具内在质量无损探伤检测。5具包装、运输质量检验。2组织对加工设备及工装夹具检验1检验加工设备运行情况及加工精度2检验共装卡具工作及精度情况。3组织产品质量分析1进行产品质量分析。2提出提升产品质量方法3提出改善方案、意见4组织质量教育和技术教育1对操作者进行质量全方面管理教育，以提升操作者责任心。2对操作者进行技术培训，以提升操作者技术水平5组织维护、保养量器具 对在检测过程中、所使用量具、量仪等进行保管、维护，并提出定时判定申请。6组织对模具整体验收表6.1 冲裁模具试冲检测表7.总结和展望7.1总结 模具技术在未来发展前景是信息化精度化方向发展。未来发展趋势关键是朝信息化、高速化生产和高精度化发展。由此看来模具发展也代表着时代发展人类进步。从设计方一直说多种设计技术关键发展将成为一大重关键点她使用将得到很大提升。应该大力发展CAD/CAE/CAM技术应用，并完善智能化技术将是一项关键立马进行一项技术。我们材材料成型及控制工程开设专业课有机械制图优异加工技术和马克思主义和毛泽东理论等基础课，数控编程、铸造工业学冲压工艺和模具设计等专业课，经过这些课程学习让我愈加明白了解，也经过所学能帮助我完成这次毕业设计尤其是机械制图及AUTOCAD学习有很大作用经过课程帮助能过很轻易完成这次毕业设计。7.2展望 伴随社会进步对于模具要求越来越高，精度也要求严格。多种软件成长对于模具要求会变得愈加好。面对当今社会压力难度没有激素你建辉被社会所淘汰，合理利用本身技术才能在社会说立足，利用本身能力我们应该有良好设计基础，中那利用自己软件能力，灵敏眼光，吸收新知识，应有足够时间去完成这次设计，经过这次设计对自己思想能力等有了更深了解。我这次设计有很多不够好地方期望老师您能批评更正。 致 谢时间流逝，从开始做设计开始已经有3个多月了现在眼看就要完成了心了多少有点激动，停笔之际，很是难过很多感慨，很期望自己能把这次设计做好座完善，不足之处能尽可能去完善期望能够在深入一点能够做得好一点成功一点，即使论文结束了，不过学无止尽期望自己能有更深研究，课题知识自己迈出第一步 未来还有很远要走，愈加值得自己深入研究。时间过得真快眼看4年就过去了，这4年底度过了一点美好时光，仍然记得大一时青涩，不懂事，懵懂，那是多么有意思。忽然认为时间真好快。面临毕业，感谢这4年底老师同学们帮助才让自己走出这令人无妨忘记时光。光心中难免有部分不舍，不过我会怀着一个永不停歇脚步去学习完成未曾了解方向期望自己能有所突破。在这4年底得到了老师同学无私帮助和教导。 经过3个月思索计算、整体设计、修改、定稿，这三个月时间总算没有浪费，这次设计最终有所完成，在这次设计中我衷心感谢老师悉心指导，老师您付出了很多精力时间来帮助我完成，老师你对于我们来说拥有丰富知识面，聊了我们不了解东西你很是无私帮助我了解。整整三个月时间知道了一个人必需拥有足够东西。经过此次毕业设计，让我学到很多。在这次设计过程中用到了很多以前上课时学知识，尤其是老师上课教给我们部分分析问题、处理问题思想在这次项目中全部得到了很好印证，使我在这些方面能够很深领悟。在此，再次感谢张老师这么多天在设计过程中给帮助。感谢她为我指点设计中存在不足。在严格根据撰写要求下为我修改论文中不足，不管什么问题她全部是那么认真思索、查找资料。同时感谢我们班同学在这次设计中给我帮助！参 考 文 献1.成虹.冲压工艺和模具设计.高等教育出版社1987.2.冲模设计编.冲模设计手册之四.机械工业出版社1999.3.械设计编写组.实用机械设计手册.机械工业出版社1985.4.杨占尧.冲压模具图册.高等教育出版社1998.5.侯维芝、杨金风.模具制造工艺和工装.高等教育出版社1997.6.张鼎承.冷冲模设计和制造.上海科技出版社1995.7.王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社1982.8.孙凤勤.模具制造工艺和设备.机械工业出版社1983.9.黄健求.模具制造.机械工业出版社.10.李德群.现代模具设计方法.机械工业出版社11.陈万林.实用模具技术.机械工业出版社.12.模具实用技术从书编委会.冲模设计和应用实例1986.16 Yi-Lung Tsai, Chun-Fong You, Jhen-Yang Lin and Kun-Yu Liu, Knowledge-based Engineering for Process Planning and Die Design for Automotive Panels. J. Computer-Aided Design & Applications, .210-22417K.R.Gilmour,A.G.Leacock,M.T.J.Ashbridge.TheinfluenceofplasticstrainratiosonthenumericalmodellingofstretchformingJ.JournalofMaterialsProcessingTechnology152()116125.18G.Suna,M.Z.Lia,X.P.Yana,P.P.Zhongb,Studyofblank-holdertechnologyonmulti-pointformingofthinsheetmetalM;JournalofMaterialsProcessingTechnology187188()517520.附录附录A附录A1、零件图附录A2、凹凸模附录A3、装配图