连接板冲压工艺与模具设计.docx

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连接板冲压工艺与模具设计

本科毕业设计

题目：

连接板冲压工艺与模具设计

学院:

机械自动化

专业:

模具设计与制造

学号:

学生##:

指导教师:

日期:

摘要

本次主要设计了一套冲孔、落料的模具。

经过查阅资料，首先要对零件进展工艺分析，经过工艺分析和比照，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。

再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。

得出将设计模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。

在设计说明书的第一局部，主要表达了冲压模具的开展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案确实定。

第二局部，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。

再进展冲裁工艺力的计算和冲裁模工作局部的设计计算，对选择冲压设备提供依据。

最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具零件图的绘制和模具的成形提供依据，以与为装配图各尺寸提供依据。

关键字：

冲孔；落料；复合模具；冲裁模具；冲压设备

ABSTRACT

Thisdesigncarriesonblanking,thepiercingprogressivediesdesign.Thearticlehasbrieflyoutlinedthepressdieatpresentdevelopmentconditionandthetendency.Ithascarriesonthedetailedcraftanalysisandthecraftplandeterminationtotheproduct.Accordingtogeneralstepwhichthepressdiedesigns,calculatedandhasdesignedonthissetofmoldmainsparepart,forexample:

Thepunch,thematrix,thepunchplate,thebackingstrip,thematrixplate,stripperplate,stoppin,pilotpinandsoon.Thediesetsusesthestandardmouldbases,hasselectedtheappropriatepressequipment.Inthedesignhascarriesontheessentialexaminationputationtotheworkingelementsandthepressspecification.Inaddition,thisdieemploysthefingerstoppinandthehookshapestoppin.Themoldpiercingandblankingpuncharefixedwiththedifferentplatesseparatelyinordertocoordinatethegapconveniently;Thepiercingmatrixandblankingmatrixarefixedbytheoverallplate.

Keywords:

Piercing；Bending；Pressmold；Punchmold；Pressmold

1绪论...................................................................1

1.1课题的研究目的和意义...............................................1

1.2文献综述...........................................................2

1.2.1我国模具工业的现状和模具技术的开展趋势........................2

1.2.2我国模具钢的开展情况...........................................3

1.2.3模具CAD/CAE/CAM技术...........................................4

1.2.4先进模具制造技术...............................................5

1.3设计内容...........................................................6

1.4本章小节...........................................................7

2模具冲压工艺分析.......................................................8

2.1冲裁件的形状和尺寸应满足以下要求...................................8

2.2冲裁件的精度与端面粗糙度...........................................8

2.3材料的冲压性能分析.................................................8

2.4材料的冲压性能分析.................................................9

3冲裁方案确实定与排样..................................................10

3.1冲裁方案的分析和确定..............................................10

3.2模具的结构形式....................................................10

3.3工序与排样图设计..................................................10

3.3.1排样设计......................................................10

3.3.2材料的利用率..................................................11

3.4本章小结..........................................................12

4冲裁模〔冲孔落料复合模〕分析计算.......................................13

4.1冲裁力的计算......................................................13

4.2卸料力，推件力和顶件力的计算......................................13

4.3冲裁工艺力的计算和冲压设备的选择..................................14

4.4模具压力中心确实定................................................14

4.5冲裁模刃口尺寸与公差的计算........................................15

4.6冲裁刃口尺寸的计算................................................15

4.6.1落料刃口尺寸与公差的计算......................................15

4.6.2冲孔刃口尺寸与公差的计算......................................16

4.6.3孔心距........................................................17

4.7本章小结..........................................................18

5冲裁模的结构设计......................................................19

5.1模具总体结构......................................................19

5.2工作零件的设计....................................................19

5.2.1凹模的结构设计................................................19

5.2.2冲孔凸模的结构设计............................................20

5.2.3模具主要零件的强度校核.........................................20

5.3定位零件的设计....................................................21

5.3.1挡料销........................................................21

5.3.2导正销........................................................21

5.4卸料装置设计......................................................22

5.4.1弹性卸料板的设计..............................................22

5.4.2卸料螺钉的选用................................................23

5.5模架的选用........................................................24

5.5.1模座..........................................................24

5.5.2导向零件.....................................................24

5.6连接与固定零件...................................................26

5.6.1模柄........................................................26

5.6.2凸模固定板..................................................26

5.6.3螺钉与销钉..................................................27

5.6.4垫板........................................................27

5.7本章小结........................................................27

6模具零件的固定方法..................................................28

6.1凸模的固定......................................................28

6.2凹模的固定......................................................28

6.3导柱导套的固定..................................................28

6.4模柄的固定......................................................28

6.5本章小结........................................................29

设计小结...............................................................30

参考文献...............................................................31

致谢...................................................................33

1绪论

本次设计的内容是连接板冲压模具。

需要成形的工件零件图如图1.1所示。

板料厚度t=2mm，材料为08F钢。

图1.1连接板工件图

1.1课题的研究目的和意义

模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。

模具工业已被我国正式确定为根底产业，并在“十五〞中列为重点扶持产业。

模具技术涉与新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用，是一门技术综合性强的精细根底工艺装备技术，是冶金、材料、理化、计量、摩擦与润滑、机电一体化、计算机等多门学科以与铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程[1]。

由于新技术、新材料、新工艺的不断开展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。

用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何加工制造方法所不与的。

由此可见，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的上下已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一[1]。

当前，我国的模具工业正处于从传统作业模式向现代化生产进展跨越的关键阶段，认清我国模具工业的开展现状与现代模具技术开展趋势必将有利于寻求适合我国国情的模具工业开展思路。

本次毕业设计的任务是连接板冲压工艺与模具设计，通过本次设计不仅使学生了解冲压件的结构工艺性和模具结构设计之间的关系，还可以掌握模具设计的步骤与方法。

同时，设计过程本身对于我们模具专业的学生来说就是一种挑战，是一种创新，也是对自己所学知识的一次检验，对我们的设计能力和经历的积累也是有利的。

还有助于我们巩固书本上所学到的理论知识，加深对专业知识的理解，将理论知识与实际生产严密联系起来，可以大大提高我们的综合能力，为将来的工作打下良好根底。

1.2文件综述

1.2.1我国模具工业的现状和模具技术的开展

模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点。

模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精细监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程，被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。

2005年中国模具工业产值到达610亿元,增长率保持在25%的高水平,行业的生产能力约占世界总量的10%,仅次于日本、美国而位列世界第三[3]。

除了国有专业模具厂外,##的中外合资和商独资模具企业现有几千家,乡镇企业也快速崛起;####建成了模具工业群;##黄岩被誉为“模具之乡〞。

中国模具的“珠江三角洲、长江三角洲和以##/##为代表的西部模具〞三足鼎立局面已经根本形成[4]。

然而,与国际先进水平相比,中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面,模具寿命也只有国际先进水平的50%左右,大型、精细、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精细冲裁模具,每年都需要花费大量资金进口。

模具技术的开展趋势主要是模具产品向着更大型、更精细、更复杂与更经济的方向开展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向开展，模具企业正向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向开展。

随着国民经济总量和工业产品技术的不断开展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。

我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：

（1）建立在CAD/CAM/CAE平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。

（2）建立在CAM/CAPP根底上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。

（3）模具生产企业的信息化管理技术。

例如PDM〔产品数据管理〕、ERP〔企业资源管理〕、MIS〔模具制造管理信息系统〕与INTERMET平台等信息网络技术的应用、推广与开展。

（4）高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。

例如超精冲压模具制造技术、精细塑料和压铸模具制造技术等。

（5）提高模具生产效率、降低本钱和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。

（6）先进制造技术的应用。

例如热流道技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。

（7）原材料在模具中成形的仿真技术。

（8）先进的模具加工和专有设备的研究与开发。

（9）模具与模具标准件、重要辅件的标准化技术。

（10）模具与其制品的检测技术。

（11）优质、新型模具材料的研究与开发与其正确应用。

（12）模具生产企业的现代化管理技术。

模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何加工制造方法所不与的。

由此可见，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的上下已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。

1.2.2我国模具钢的开展情况

随着我国模具制造业的快速开展，模具市场日趋旺盛，需求不断增长，为国内模具钢市场注入了活力。

模具钢价格也随之逐渐稳步上升，成为优钢市场的一个亮点[5]。

据统计，75％的粗加工工业产品零件、50％的精加工零件由模具成型；家用电器行业的80％零件、机电行业的70％以上零件也都要靠模具加工；建材制品、塑料制品、陶瓷制品的大局部亦采用模具成型。

据测算，模具所用钢材在模具工业总产值中占近20％。

我国模具钢产业存在的问题模具钢品种、规格不全，低档次较多，高档次较少。

高质量、高性能模具钢的品种少，尚未形成塑料、玻璃、建材、陶瓷等专用的非金属制品模具钢系列。

扁钢、模块、精料制品比例比拟低，钢材的利用率较国外低10％左右。

另外，为满足制造大型、精细、复杂、高寿命的模具的需要，国外开展预硬化钢，而国产钢根本上停留在退火阶段，或热轧状态供货，并且供货周期较长，这是我国家电行业大量进口模具钢的主要原因[6]。

同时，模具钢的专业化生产程度较低。

中国模具钢分散在十几个企业生产，大局部生产厂家的生产工艺装备落后且不配套，特别是后部工序，深加工设备落后，从而制约国产模具钢质量的提高和性能的稳定。

我国与国际先进水平的差距主要表达在：

〔1〕冷作模具钢

目前我国冷作模具钢只有Cr12、Cr12MoV、CrWMn钢。

我国的Crl2MoV钢中，钼和钒的含量较低，比D2钢综合性能差。

CrWMn含碳量较高，且不含钒，容易产生严重的网状碳化物，影响使用性能。

随着冷冲压制品向高精度、高效率、多品种开展，要求模具钢具有耐磨性和较高的韧性，因此，一些国家己开发出D2等钢种，如日本、瑞典等开发了SHD11（D2）、XW～42（D2）、FT32（D）以与A2、01，W1等钢种[7]。

而这些新钢种根本覆盖了冷作模具钢用材。

〔2〕热作通用型模具钢

国产热作通用型模具钢种中只有2个钢号。

而国外除了有6个通用型钢种外，还新开展了OR090系的YHD3，H26等[8]。

为提高热作模具钢的热强性、抗回火稳定性和韧性，瑞典开发的QR0905新钢种，在提高稳定性与韧性的同时，使合金元素的含量更趋合理，被称之合金含量与本钱价格最正确配合的钢种。

日本开发的DH12钢，改善了钢的高温力学性能，以适应大批量生产铝合金压铸模。

〔3〕塑料模具钢

塑料模具钢的差距那么更大。

目前在国家标准中仅1个钢号，而美国有7个钢号，且形成了较完整的用钢系列。

日本现在的塑料模具钢己占模具钢产量中的首位，主要品种有非合金塑料模具钢，预硬型塑料模具钢、镜面塑料模具钢、耐腐蚀塑料模具钢等。

据国内外塑料模具技术比拟显示，国外的淬火钢模具寿命在160万-300万次，国内只有50万-100万次；非淬火钢模具寿命，国内也只是国外的一半。

我们的模具生产企业希望国内钢厂研制开发用于塑料模架的$48C、$50C；用于高镜面塑料模具的PMS、18Ni；用于易切削塑料模具的5NiSCa；用于通用塑料模和镜面度较高的预硬塑料模的SM1、SM2；用于高镜耐触塑料模的PCR、PCL等新型模具钢。

此外，还需开发无磁模具钢、高温玻璃模具钢等特种。

1.2.3模具CAD／CAE／CAM技术

现代经济的飞速开展，推动了我国模具工业的前进。

CAD／CAE／CAM技术的日臻完善和在模具制造上的应用，使其在现代模具的制造中发挥越来越造的必然趋势[9]。

计算机辅助设计／辅助制造〔CAD/CAM〕技术开展至今已较完善。

随着技术的开展，CAD/CAM技术在模具的生产中，将普遍采用经过市场调查与其周密的研究，进展生产决策，下达生产计划与实施措施，紧接着模具开发设计者使用模CAD工作站，完成模具设计中的造型、计算、分析以与绘制工程图，而且可在设计阶段对产品性能进展评价，可使设计者从繁重的绘图中解放出来，能有更多的时间作创造性的工作[10]。

在模具制造过程中引入CAD/CAM系统后，对于冲压模具而言，不需要再使用主模型和靠模，加工精度也得到了提高。

例如加工公差要求很严且主要型腔面磨削后需手工抛光的模具时，用CAD数据进展加工比用主模型和靠模的效果好，其主要差异是对尺寸的控制从根本上得到了改善。

通常的方法是用CAD数据准确地加工出模具的主要型腔外表，然后将其他零件与主要型腔面进展配合加工[11]。

目前，各种CAD/CAM软件可以帮助模具工程师进展模具设计和生成C机床的刀具轨迹，并且还可以提供用于改良铸造品质的有限元分析和模具的热性能分析。

随着现代化技术的迅速开展，模具在国民经济开展过程中将处于越来越重要的地位。

针对模具CAD/CAM/CAE存在的问题，总结其开展趋势主要有以下几个方面：

〔1〕标准化

CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依靠标准化技术才能解决CAD系统支持异构跨平台的环境问题[12]。

〔2〕网络化与协同设计

近年来，模具工业规模的不断扩大和Internet技术的不断完善，公司之间的协作不断的加强。

〔3〕开放性

CAD/CAM/CAE系统目前广泛建立在开放式操作系统Windows和高讲课的效率和教学效果[13]。

CAE是以计算机软件为工具,以仿真为手段,帮助使用者进展流动模拟和冷却分析,为模具设计与制造提供更科学、更合理的依据。

计算机与设计者的交互作用,更有利于发挥人的经历和直觉分析的能力,使模具设计与制造水平大大提高。

利用这一技术,可以减少试模、修模次数,在提高生