冲压模具毕业设计.doc
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摘要
冲压模具结构简单实用，使用方便可靠，根据制件的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对简单。
分析该零件的排样形式得出材料利用率，画排样图。
计算冲裁力、压力中心和刃口尺寸，再进行总体设计。
当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，主要零件的设计和装配技术要求进行分析。
设计出主要零部件，再对标准件进行选取与加工制造。
最后选择压力机，校核压力机是否合理。
在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图和零件图。
关键词：
复合模具；总体设计；参数计算
64
目录
1绪论 1
2冲裁件的结构工艺性分析 2
3冲压工艺方案确定 4
3.1冲裁工艺方案的确定 4
3.1.1冲裁工艺方法的选择 4
3.1.2冲裁顺序的安排 5
3.2片状传动件毛坯总体结构设计 6
3.2.1送料方式的确定 6
3.2.2定位方式的选择 6
3.2.3卸料方式的选择 6
3.2.4导向方式的选择 7
4排样及材料利用率的确定 8
4.1排样、计算条料宽度及步距地确定 8
4.1.1搭边值的确定 8
4.1.2条料宽度的确定 9
4.1.3排样 9
4.1.4材料的利用率的计算 10
5冲裁力相关计算 12
5.1计算冲裁力相关公式 12
5.2冲裁力、卸料力、推件力和总冲压力 13
5.2.1计算冲裁力 13
5.2.2计算卸料力 14
5.2.3计算推料力 15
5.2.4计算总冲裁力 15
6压力中心的计算 17
7凸凹模刃口尺寸计算 19
7.1冲裁间隙 19
7.2刃口计算方式 21
7.2.1刃口尺寸计算的基本原则 21
7.2.2对落料的刃口尺寸进行计算 22
7.2.3对冲孔的刃口尺寸进行计算 23
7.3冲裁刃口高度 24
8模具主要零部件设计 25
8.1凹模设计 25
8.1.1凹模外形的确定 25
8.1.2凹模材料的确定 27
8.1.3凹模的固定方式 27
8.1.4凹模精度的确定 27
8.1.5凹模机械加工工艺方案分析 27
8.1.6凹模的零件图 29
8.1.7凹模的UG造型 29
8.2凸模的设计 31
8.2.1凸模的结构确定 31
8.2.2凸模的长度确定 31
8.2.3凸模材料 31
8.2.4凸模零件的精度确定 32
8.2.5凸模零件 32
8.2.6凸模机械加工工艺方案分析 32
8.2.7凸模的UG造型. 34
8.3凸凹模的设计 36
8.3.1凸凹模外形尺寸的确定 36
8.3.2凸凹模材料的确定 36
8.3.3凸凹模的固定方式 37
8.3.4凸凹模零件的精度确定 37
8.3.5凸凹模机械加工工艺方案分析 37
8.3.6凸凹模的UG造型 38
8.3.7卸料板的设计 40
8.4固定板的设计 40
8.4.1凸模固定板的设计 40
8.4.2凸凹模固定板的设计 41
8.4.3凸凹模固定板的UG造型 41
8.5弹性元件的设计 43
8.6推料板、垫板的设计 45
8.6.1推料板的设计 45
8.6.2垫板的设计 45
8.7挡料销、导料销、卸料螺钉的选 46
8.7.1挡料销、导料销的选用 46
8.7.2卸料螺钉的选用 46
8.8导柱、导套、上模座、下模座的选用 47
8.8.1上、下模座的选用 47
8.8.2导柱、导套的选用 48
8.9螺钉、销钉的选用 50
9冲压设备的校核与选定 51
9.1冲压设备的校核 51
9.2冲压设备的选用 51
9.3模柄的选用 51
10压力机的选择 52
11模具总装图 53
12带凸缘U形件复合模具UG造型图和爆炸图 54
总结 56
致谢 57
参考文献 58
附录 59
附表一J23系列开式可轻压力机主要技术参数 59
附表二垫板的加工工艺过程 60
附表三固定板的加工工艺过程 61
附表四卸料板的加工工艺过程 62
附表五推件块的加工工艺卡 63
1绪论
在现代化生产中，模具工业是国民经济发展的重要基础工业之一，模具在机械、电子、航空、航天、兵器、汽车、电器、仪表、轻工、农业、机械及日常生活用品的生产中，已占有十分重要的地位，在产品竞争和产品不断更新的年代，要使产品不断降低成本并具有价格优势，采用模具成形技术来制造产品是非常重要的途径之一。
现代工业发达的国家对模具工业都十分重视，模具技术水平的高低反映了一个国家制造业的能力和工业发达的程度。
随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。
数控加工技术在模具制造的应用，它不仅提高了生产效率，降低了劳动强度，还使得一些无法加工的零件变得可以加工。
例如：
简单的线切割加工时间长，如果不采用数控加工技术，劳动强度就很大；鼠标外壳模具形状不规则，如果不用数控加工，就很难加工且加工精度低，这就说明模具行业已与数控加工密不可分。
本设计是作为模具设计与制造专业毕业生，在毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用。
巩固和扩展自己所学的基本理论和专业知识，综合运用所学知识培养自己的技能分析和解决实际问题的能力，初步形成融技术、管理于一体的大工程意识，培养勇于探索的创新精神和实践能力；培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；进一步训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧；通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术。
2冲裁件的结构工艺性分析
图2-1零件图
如图2-1所示零件图。
（1）零件分析
该零件的结构简单，外形由圆弧和直线组成的，最小圆角R5，该冲裁件厚度t=0.5mm，此零件内外都无尖角，因此此零件的外形非常符合冲压模具的加工。
生产批量：
大批量；材料厚度：
0.5mm。
（2）材料分析
该冲裁件的材料20钢，强度、硬度不高，适合要求较高的零件。
（3）尺寸精度
零件图上的外形尺寸均未标注公差，要求为IT13级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。
（4）冲压工序
根据零件图可知零件形状为片状，零件的外形轮廓采用落料。
经查表2-1得图2-1中零件各外形尺寸分别为
100-0.22R50-0.221.340-0.14R100-0.3350-0.18
表2-1标准公差数值（摘自GB/T1800.3-1998）
公差等级
IT2
IT3
IT4
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
基本尺寸/mm
/μm
/mm
≤3
＞3～6
＞6～10
＞10～18
＞18～30
＞30～50
＞50～80
＞80～120
＞120～180
＞180～250
＞250～315
＞315～400
＞400～500
1.2
1.5
1.5
2
2.5
2.5
3
4
5
7
8
9
10
2
2.5
2.5
3
4
4
5
6
8
10
12
13
15
3
4
4
5
6
7
8
10
12
14
16
18
20
4
5
6
8
9
11
13
15
18
20
23
25
27
6
8
9
9
13
16
19
22
25
29
32
36
40
10
12
15
18
21
25
30
35
40
46
52
57
63
14
18
22
27
33
39
46
54
63
72
81
89
97
25
30
36
43
52
62
74
87
100
115
130
140
155
40
48
58
70
84
100
120
140
160
185
210
230
250
60
75
90
110
130
160
190
220
250
290
320
360
400
0.10
0.12
0.15
0.18
0.21
0.25
0.30
0.35
0.40
0.46
0.52
0.57
0.63
0.14
0.18
0.22
0.27
0.33
0.39
0.46
0.54
0.63
0.72
0.81
0.89
0.97
0.25
0.30
0.36
0.43
0.52
0.62
0.74
0.87
1.00
1.15
1.30
1.40
1.55
此零件精度在冲压模具精度内。
可以进行冲裁。
结论：
该制件可以进行冲裁。
3冲压工艺方案确定
3.1冲裁工艺方案的确定
在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。
工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。
3.1.1冲裁工艺方法的选择
根据制件的工艺分析，该冲裁件的基本工序有冲孔、落料两道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案：
（1）先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
（2）冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。
（3）落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。
单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。
复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。
级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。
其三种工序的性能见表3-1。
复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。
由于零件的生产要求的是中批量生产、零件的尺寸较小且结构较复杂，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、比较、宜采用方案二。
表3-1单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能
比较项目
单工序模
复合模
级进模
生产批量
小批量
中批量和大批量
中批量和大批量
冲压精度
较低
较高
较高
冲压生产率
低，压力机一次行程内只能完成一个工序
较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序
高，压力机在一次行程内能完成多个工序
实现操作机械化自动化的可能性
较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化
制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作
容易，尤其适应于单机上实现自动化
生产通用性
通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产
通用性较差，仅适合于大批量生产
通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产
冲模制造的复杂性和价格
结构简单，制造周期短，价格低
冲裁较复杂零件时，比级进模低
冲裁较简单零件时低于复合模
3.1.2冲裁顺序的安排
根据制件非工艺分析，其基本工序有落料、弯曲两道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案：
（1）冲孔—落料，单工序模冲压。
（2）冲孔、落料，复合模冲压。
方案
（1）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内。
完成一个冲压工序的冲裁模。
由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。
方案
（2）属于符合冲裁模，符合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具
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