毕业设计模具毕业设计连接板冲裁模具设计.docx
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毕业设计模具毕业设计连接板冲裁模具设计
【关键字】毕业设计
毕业设计
连接板冲裁模具设计
ConnectingPlateDieDesign
年级专业：
模具061
学生姓名：
学号：
指导老师：
职称：
讲师
单位：
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毕业设计（论文）任务书
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课题名称 连接板冲裁模具设计
课题性质 设计
班级模具061
学生姓名
学号
指导教师
导师职称讲师
一．课题名称
连接板冲裁模具设计
二．毕业设计（论文）主要内容：
该设计需要学生根据连接板零件的精度要求设计一种专用冲裁模具，并撰写设计论文。
学生应在教师指导下，按设计任务书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。
必须以负责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。
注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。
具体内容如下：
（1）绘制该零件的冲裁模具装配总图和关键零件图三张；
（2）撰写设计论文一份。
三．计划进度：
第14周1、制订设计方案，绘制结构草图
第14周～16周2、绘制冲裁模具装配总图
3、绘制冲裁模具零件图
第17周～19周4、撰写毕业设计论文
第20周毕业答辩
四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：
1、装配总图一张
2、主要零件零件图三张
3、毕业设计论文一份
指导教师教研室主任
年月日年月日
论文包括的内容有：
设计任务书；
（1）绪论；
（2）摘要；
（3）冲裁件工艺性分析；
（4）冲压工艺方案的确定；
（5）模具总体结构方案的确定；
（6）排样、条料宽度及步距的确定;
（7）冲裁工艺的主要计算；
（8）冲裁模具压力中心的确定于计算；
（9）冲压工艺力的计算及压力机的选取；
（10）模具的结构设计；
（11）冲裁模装配图；
（12）参考文献；
（13）致谢；
绪论
模具作为特殊的工艺装备，在现代化制造业中越来越重要。
有了模具，人们的衣、食、住、行，可直接或间接地变得丰富多彩。
人们日常生活中接触到的汽车、手表、电话、计算机、电视机、冰箱、照相机等，都离不开用模具成形加工或用模具生产其中某个零件。
模具关系现代制造业的发展与进步，是现代制造业的重要工艺装备，是企业效益的倍增器。
模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。
有人说，模具工业是永不衰退的工业，正式基于这样的分析。
另外，从另一角度看，两者对模具结构的要求是各不相同的，大批量生产用的模具应着眼于高效率和长寿命，而小批量生产用的模具应着眼于结构简单、制模快速和成本低廉。
该设计是设计冲压模，冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成型，有时是对板材施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的零件加工方法。
冲压模具是将板材加工成所需冲压件的一种工艺装备，是模具中应用最为广泛的模具之一。
冲压加工在国民经济的加工工业中占有重要的地位，广泛应用于汽车、军工、家电、电机、仪表等工业领域。
从精细的仪表指针、电子元件到重型汽车的内、外覆盖件以及飞机蒙皮等都需冲压加工，而冲压件的质量好坏在很大程度上取决于模具设计、制造技术的水平。
在市场竞争日趋激烈的今天，怎样快速、高质量的设计、制造出产品模具，使所生产的产品质量高、成本低、上市快，已成为赢得竞争的重要因素。
自20世纪80年代以来，计算机技术、信息技术等现代科技得到飞速发展，新技术的出现与发展也不断地推动了传统产业的进步，冲压模具CAD/CAM/CAE技术经过几十年的发展，目前已广泛地应用于生产实践，冲压模具的标准化、规范化、智能化越来越显示出其重要性。
在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。
不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被重量轻、刚度好的冲压件所代替。
因此可以说，如果生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
摘要
本设计讲述了冲压模具设计的全过程。
分析了基本模具结构与运动过程及其设计原理；对典型的连接板冲压件模具进行了设计与分析。
首先，是对连接板冲裁件的工艺分析、冲裁的工艺方案确定和模具总体结构的确定。
然后是对冲裁模具的设计，设计是对冲裁件的排样到冲裁工艺的主要计算，和冲裁模具压力中心的确定及压力机的选取；紧接着是模具的结构设计，其主要是对凸模、凹模、凸凹模、凸凹模固定板等设计并利用CAD画相关的视图，设计之后就是对模架、模柄、定位、弹性、紧固零件的选择，然后再确定模具的闭合高度，最后就是总结以上的内容画出冲裁件的模具装配图。
本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。
关键词：
连接板、冲压模具、冲裁
Abstract
Thisdesigndescribesthewholeprocessofstampingdiedesign;Foratypicalstampingdiewasdesigned:
Stampingdiedesignsolutionstocomplexproblemsofprocessing,punching-blankingcompounddiedesignprovidesforthebendingofthesemi-finishedworkpieces.Stampingdiedesignmadefulluseofthefunctionofmechanicalpressfeatures,atroomtemperatureundertheconditionsoftheblanksforstamping,productionefficiency,withsignificanteconomicbenefits.Bendingmolddesignmadefulluseofwhattheyhavelearnedthissemesterbendingofknowledge.Thisarticledescribesaninstanceofthemoldstructureissimpleandpractical,easytouse,reliable,high-volumeproductionofsimilarpartswith.acertainreference
Keywords:
Connectingplate、Stampingdies、blanking
第一章冲压工艺性分析
1.1冲裁件工艺性分析
1、材料：
该零件的材料属Q235钢。
Q235钢属普通碳素结构钢。
此材料的强度、塑性、韧性等方面都较好，可满足钢结构的要求，此材料的抗剪度
τ=380MPa，抗拉强度σb=470MPa，伸长率δ10=25%，屈服强度σs=240MPa，其冲裁加工性较好。
2、尺寸精度：
零件图上孔心距属于IT12级公差，其余尺寸属于自由公差，按IT14级公差确定，一般冲压均能满足尺寸精度要求。
3、结构形状：
该零件形状结构简单，形状对称，孔边距5.75mm大于凸凹模允许的最小壁厚4.9mm。
故可采用复合模。
根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。
图1-1零件图
第二章冲压工艺方案的确定
2.1冲压工艺方案的确定
该零件包括落料、冲孔二个工序，可用以下三种工艺方案：
方案一：
落料—冲孔采用单工序模生产。
方案二：
落料—冲孔复合冲裁，采用复合模生产。
方案三：
冲孔—落料连续冲裁，采用级进模生产。
分析以上方案：
方案一:
模具结构简单,但需要两套模具,生产率比较低,制造成本高,难以满足年产量1000万件的要求。
方案二：
需要一套模具，零件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产率高，尽管模具结构比单工序模复杂，但由于零件形状简单对称，所以模具结构设计比较简单。
方案三：
同样需要两套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度比复合模低些，需要二次定位。
欲保证冲压件的形位精度，冲压精度一般，容易实现自动化，通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量的生产。
结论：
通过以上三种方案的分析比较，对该零件的冲压及冲裁生产选用方案二较合理，故方案二为该零件的冲压工艺方案。
2.2模具总体结构方案的确定
1、模具类型
模具类型主要是指单工序模、复合模、级进模三种，根据该零件所需生产批量、冲件形状与尺寸、冲件质量要求、材料性质与厚度、冲压设备与制模条件操作与安全等因素，应选倒装复合模。
2、操作与定位方式
虽然该零件所需的生产批量较大，如果是合理的安排生产可选用手工送料方式，这既能达到批量要求，又能降低模具成本，故采用手工送料方式。
根据工序件的形状、冲件的精度要求、材料厚度、模具类型、操作方式等的确定，采用挡料销。
3、卸料与出件方式
根据材料厚度、冲件尺寸与质量要求、冲裁工序性质及模具类型，此模具采用弹性卸料板来卸料。
4、模架类型
该模具采用后侧导柱模架。
两副导柱、导套均装在模座的后侧，在使用时可以从左、右、前三个方向送料，操作比较方便，适用于精度要求不高及薄板料、小冲件的冲裁模具。
第三章冲裁模具设计
3.1排样、条料宽度及步距的确定
排样方式为：
直排、有废料排样法。
经查表得：
a=2.5mm,a1=2mm,L=65mm。
图3-1零件排样图
3.2冲裁工艺的主要计算
3.2.1确定凸凹模的间隙及制造公差
查表得凸凹模的间隙值为:
Zmin=0.246,Zmax=0.36。
Zmax-Zmin=0.114
根据零件图可知尺寸ø20mm、ø8.5mm、40±0.15mm和14mm。
根据公差配合表得：
冲孔所得尺寸：
ø8.5mm查表按入体原则公差IT14级得ø8.5+00.36
落料所得尺寸:
ø200-0.52、140-0.43
孔心距：
40±0.15mm
3.2.2确定凸凹模的刃口尺寸
凸凹模制造公差分别按IT9级和IT10级加工制造，则
冲孔Ø8.5+00.36制造精度为IT9级时查表x=0.5，Δ=0.36，δp=0.009,δd=0.015
d凸=（dmin+xΔ）0-δp
=（8.5+0.5×0.36）0-0.009
=8.680-0.009
d凹=（d凹+Zmin）0+δd
=（8.68+0.246）0+0.015
=8.9260+0.015
校核：
|δp|+|δd|=0.009+0.015=0.024＜0.114
即满足间隙公差条件
落料Ø200-0.52制造精度为IT10级时查表x=0.5，Δ=0.52，δp=0.013，δd=0.021
D凹=（Dmax-xΔ）0+δd
=（20-0.5×0.52）0+0.021
=19.740+0.021
D凸=（D凹-Zmin）0-δp
=（19.74-0.246）0-0.013
=19.4940-0.013
校核：
|δp|+|δd|=0.013+0.021=0.034＜0.114
即满足间隙公差条件
落料140-0.43制造精度为IT10级时查表x=0.5,Δ=0.43,δp=0.011,δd=0.018
D凹=（Dmax-xΔ）0+δd
=（14-0.5×0.43）0+0.018
=13.7850+0.018
D凸=（D凹-Zmin）0-δp
=（13.785-0.246）0-0.011
=13.5390-0.011
校核:
|δp|+|δd|=0.011+0.018=0.029＜0.114
即满足间隙公差条件
中心距40±0.15制造精度为IT9级时查表Δ=0.3
L=（Lmin+0.5Δ）±0.125Δ
=（39.85+0.5×0.3）±0.0375
=40±0.375
3.3冲裁模具压力中心的确定与计算
模具压力中心是指冲压式诸冲压力合力的作用点位置。
为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。
对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线，否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。
冲模的压力中心，可按下述原则来确定：
（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。
（2）工件形状形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。
（3）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出。
此模具结构选用的是复合模，由于该零件是一个上、下、左、右对称的，所以它的压力中心在其几何中心，如图所示O点位置：
图3-3零件图的压力中心
3.4冲压工艺力的计算及压力机的选取
因为此模具采用的是弹压卸料装置和上出件模具，故计算压力中心选用的公式为：
FP总=FP+FQ+FQ2
卸料力FQ=KFP
冲裁力FP=KPtLτ
顶件力FQ2=K2FP
公式中，K——卸料力系数，其值为0.02～0.06mm（薄料取大值，厚料取小值）。
KP——安全系数，一般取1.3。
K2——顶件力系数，其值为0.04～0.08mm（薄料取大值，厚料取小值）
t——材料厚度，其值为2mm。
L——冲裁周边总长。
τ——材料抗剪强度，其值为380MPa。
冲裁力FPFP落=KPtLτ
=1.3×2×（47.32+25.72+47.32+25.72）×380
=2.6×146.08×380
=144327.04N≈144.33KN
FP冲=KPtLτ
=1.3×2×（2×8.5×π）×380
=2.6×53.38×380
=52739.44N≈52.74KN
卸料力FQFQ落=KFP
=0.06×144.33
=8.6598≈8.66KN
顶件力FQ2FQ2=K2FP
=0.08×144.33
=11.5464≈11.55KN
∴FP总=FP+FQ+FQ2
=144.33+52.74+8.66+11.55
=217.28KN
即根据以上所得的数据查表后,选择的压力机为开式双柱可倾式压力机JG23-25。
此压力机的主要技术参数有：
型号：
JH23-25
公称压力/KN：
250
滑块行程/mm：
75
滑块形程次数（次/min）：
80
最大闭合高度/mm：
260
闭合高度调节/mm：
55
立柱间距离/mm：
270
工作台尺寸/mm：
前后：
370左右：
560
垫板尺寸/mm：
厚度：
50孔径：
Ф260
模柄孔尺寸/mm：
直径：
Ф40深度：
60
电动机功率/kw：
2.2
3.5模具的结构设计
3.5.1凸模的设计
凸模长度计算公式：
L=h1+h2+t+h
式中：
L——凸模长度mm；
h1——凸模固定板，厚度取（0.6～0.8）H凹，
查表H凹=20.08，则其值取14mm；
h2——卸料板，值取8mm；
t——材料厚度，值取2mm；
h——15～20mm的附加长度。
即凸模的长度为：
L=14+8+2+20=44mm
凸模材料：
模具刃口尺寸有较高的耐磨性，并能承受冲裁是的冲击力。
因此应有高的硬度与适合的韧性。
此设计中凸模选择T10A为材料。
图3-5-1冲孔凸模
3.5.2凸凹模的设计
凸凹模洞口若采用直刃，则莫内有积存废料，胀力较大，当凸凹模壁厚较薄时，可能导致胀裂。
倒装复合模的设计要注意凹模的最小壁厚。
因此最小壁厚的设计可以查阅有关设计的资料。
图3-5-2落料凸凹模
3.5.3凹模的设计及凹模轮廓尺寸的确定
凹模采用矩形板状结构可直接通过螺钉、销钉与上模座固定的固定方式.考虑凹模的磨损和保证冲件的质量根据表3-28,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构
凹模的厚度：
H=Kb
=0.35×60
=20.8mm
凹模的壁厚：
C=（1.5～2.0）H
=（1.5～2.0）×20.8
=31.2mm
凹模的长度：
L=b+2C
=60+2×31.2
=122.4mm
凹模材料选用：
T10A
凹模轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB（长X宽）及厚度尺寸H.从凹模外边缘的最短距离称为凹模壁厚C.对于简单对称形状刃口凹模,由于压力中心即对称中心,所以:
确定凹模外形尺寸为：
125×100×21。
图3-5-3冲孔落料凹模固定板
3.5.4凸凹模固定板的设计
凹模固定板的作用是固定凸凹模，外形尺寸是和凹模一样，通过两个销钉定位和四个紧固螺钉紧固。
凸凹模与凸凹模固定板之间的配合采用间隙配合。
凸凹模固定板采用Q235A制造。
图3-5-4冲孔落料凸模固定板
3.5.5模架的选择
后侧导柱模架导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。
因此选用中间导柱导套标准模架，由工件最大外形尺寸125mm及一定的凹模壁厚40mm初选，按其标准选择具体结构尺寸：
上模座：
160×100×40GB/T2855.1——2008
下模座：
160×100×50GB/T2855.2——2008
导柱：
25×180GB/T2861.1——2008
导套：
25×90×38GB/T2861.3——2008
模具的闭合高度：
最大225mm，最小190mm
根据压力机的模柄孔尺寸选取
压入式模柄：
Ф40×60
由压力机的型号JG23-40.可查得模柄孔的直径为40,深度为60,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6。
根据标准JB/T7646.1选取标准模柄。
采用挡料销挡料，螺钉长度依据连接件的厚度而定经查表，螺钉选用M8，销钉选用Ф8的销钉，销钉与固定板的配合为H7/m6。
采用橡胶做为弹性零件,经效核选用压缩后的厚度为:
20mm的橡胶.
固定挡料销查表得知,挡料销高度H=8,选取材料为45钢,数量为1,查标准JB/T7649.10。
模具的闭合高度一般通过下式确定：
H模=上模座厚度+凸模垫板厚度+凸模长度+凹模厚度+凹模垫板厚度+下模座厚度-凸模进入凹模深度。
垫板:
垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取3--12mm,这里设计时,由于压力较大,选取规格为L×B×H=125×100×6，材料选择为45钢。
图3-5-8冲孔落料垫板
卸料板:
根据国家标准GB2858.2-81,选取规格为L×B×H=125×100×8。
材料选择为45钢。
凸模固定板:
凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸一致,厚度为凹模的0.6～0.8倍,根据标准选取板的规格为L×B×H=125×100×18；凸模与凸模固定板的配合为H7/n6,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角。
凸模固定板高度：
=20.8×（0.6～0.8）
=17mm
图3-5-9冲孔凸模固定板
凸凹模为高度：
51mm，与凹模的配合为H7/n6
上模座高度：
40mm
下模座高度：
50mm
即：
H1=40+6+44+51+6+50-1=196mm
查开式压力机规格可得：
250KN固定台式可倾式压力机最大闭合高度为：
225mm，最小闭合高度为：
190mm，闭合高度调节量为：
35mm，故所设计的模具闭合高度（195）满足要求，闭合高度设计合理。
3.6冲裁模装配图
图3-6冲裁模装配图
参考文献
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华中理工大学出版社，1985
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机械工业出
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[5]模具结构形式与应用手册.北京:
机械工业出版社,2006
[6]冲压模具设计结构图册.北京:
化学工业出版社,2005
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1983
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江西
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[11]模具标准应用手册.北京：
机械工业出版社，1994
[12]冲压工艺及模具设计.北京：
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[13]冲模设计手册[M]/冲模设计手册编写组．北京：
机械工业出版社，1988
[14]《机械工程材料性能数据手册[M]/机械工程材料性能数据手册》编委
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机械工业出版社，1998
[15]冲压工艺及冲模设计.北京：
国防工业出版社，1993
致谢
首先，对指导老师史老师这样长时间来的耐心指导和孜孜不倦的教诲表示衷心的感谢！
正因为这次老师的帮助我才可以如此顺利的完成这次毕业设计课题。
在此对老师进行衷心的感谢！
不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，和耐心的教导使我能够很好的运用专业知识，并在设计中得以体现。
正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业设计工作顺利完成，在此向机械工程系的全体老师表示由衷的谢意。
感谢他们四年来的辛勤栽培。
同时同组的同学也给予我很多帮助，毕竟一个人的力量是有限的，我们共同的努力才使这次所选的课题按时完成。
在这次设计中我们的辅导老师给我们提供了好多的信息和数据，老师给我们的帮助让我们感到了对我们的关心，如果没有老师的帮助与支持，我们的设计不会做的这么好这么完善。
同时我们也了解老师的辛苦，在此表示衷心的感谢！
本次设计对我们很重要，它使我们对模具设计有了新的认识和新的提高。
由于经验不足，在设计中会存在一些错误和缺点，恳请老师谅解！
恳请老师批评与指正！
在此我向所有帮助过我的老师同学表示衷心的感谢！
！
致以诚挚的谢意！
！
！
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