门扣冲压模具设计.docx

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门扣冲压模具设计

摘要

 冲压模具在工业生产中应用广泛。

冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。

冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。

 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。

在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。

随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。

冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。

关键词:

冲压、模具、制造

Abstract

  Punching die has been widely used in industrial production.The punching dies that utilized the feature of the normal punch shaped the workpiece in the room temperature,and its efficiency and economic situation is excellent. The dies here discussed can be easily made,conveniently used, and safely operated.And it could be used as the reference in the large scale production of similar workpieces. Punching die has been widely used in industrial production.In the traditional industrial production,the worker work very hard,and there are too much work,so the efficiency is low.With the development of the science and technology nowadays,the use of punching die in the industial production gain more attention, and be used in the industrial production more and more.Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and economic value.

Key word:

 punching、die、manufacture

1绪论…………………………………………………………………………………1

2冲裁件的结构工艺性分析……………………………………………………………1

3冲压工艺方案的确定…………………………………………………………………2

4排样设计………………………………………………………………………………2

4.1材料利用率………………………………………………………………………2

4.2排样方法…………………………………………………………………………4

4.3搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定……………………………………4

5冲裁力相关的计算……………………………………………………………………7

5.1计算冲裁力的公式………………………………………………………………7

5.2总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力……………………………7

5.3计算总冲裁力……………………………………………………………………8

5.4按卸料力公式计算卸料力FQ……………………………………………………8

5.5按推料力公式计算推料力FQ1…………………………………………………9

5.6按顶件力公式算顶件力FQ2……………………………………………………9

5.7计算总冲压力…………………………………………………………………9

6模具压力中心的确定与计算………………………………………………………10

7冲裁间隙……………………………………………………………………………12

8凸模与凹模刃口尺寸的计算………………………………………………………13

8.1刃口尺寸计算的基本原则………………………………………………………13

8.2刃口尺寸的计算方法……………………………………………………………14

8.3计算凸凹模刃口的尺寸…………………………………………………………14

9模具总体设计…………………………………………………………………………18

 10主要零部件的设计…………………………………………………………………19

10.1工作零件的结构设计……………………………………………………………19

10.1.1外形凸模的设计……………………………………………………………19

10.1.2内孔凸模设计………………………………………………………………19

10.1.3凹模的设计…………………………………………………………………20

10.2导料板的设计……………………………………………………………………21

10.3卸料板的设计……………………………………………………………………22

10.4定位零件的设计…………………………………………………………………22

10.5模架及其它零件的设计…………………………………………………………22

11模具总装图……………………………………………………………………………23

12压力机的选择…………………………………………………………………………23

总结……………………………………………………………………………………24

致谢……………………………………………………………………………………25

参考文献………………………………………………………………………………26

1绪论

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。

模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。

采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。

2冲裁件的结构工艺性分析

由零件图2.1—1可知，该冲压件有落料和冲孔两个工序，外形简单、精度要求不高。

材料为Q235—A钢：

具有良好的塑性、焊接性、可锻性及良好的冲压性能，常用来制造焊接结构件和冲压件。

工件结构形状：

冲裁件外形应尽量避免有尖角，为了提高模具寿命，在所有90°清角改为R1的倒角。

尺寸精度：

按公差IT12查出来的。

尺寸精度较低，普通冲裁完全能够。

图2.1—1零件图

3冲压工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：

方案一：

先落料，后冲孔，采用单工序模生产。

方案二：

冲孔-落料复合冲压，采用复合模生产。

方案三：

冲孔-落料级进冲压。

采用级进模生产。

方案一单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。

该模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产的要求。

方案二复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。

该模具只需要一副模具，工件的精度及生产效率都很高，但工件最小壁厚3.5mm接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。

方案三级进模（又称为连续模、跳步模）：

是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。

它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，具有比复合更好的生产效率。

它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化。

难以保证制件内、外相对位置的准确性因此制件精度不高。

通过对上述三种方案的的分析比较，因为该制件的精度要求不高，用于中批量生产。

所以该制件的冲压生产采用方案三为佳。

4排样设计

4.1、材料利用率

材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率η表示：

η=（nA1/hB）×100%

式中η——材料利用率（%）；

n——冲裁件的数目；

A1——冲裁件的实际面积（mm2）；

B——板料宽度（mm）；

h——进距

计算冲压件的面积：

A1=90×30-（10×10+10×4）

=2700mm-140mm

=2660（mm2）

条料宽度计算：

B=90mm+2mm×2mm

=94mm

进距的计算：

h=30+1.8

=31.8mm

一个进距的材料利用率：

η=（nA1/hB）×100%

=（1×2660/94×31.8）×100%

=89%

由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。

工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。

因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。

图4.2—1排样图

4.2排样方法

根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。

采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。

同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。

根据我设计模具制件的形状、厚度、材料等方面的全面考虑，排样方法采用直排式排样法。

如图4.2—1所示

4.3搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定

1、搭边值的确定

排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。

搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。

搭边过大，浪费材料。

搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。

或影响送料工作。

搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。

表4.3—1搭边a和a1数值

材料厚度

圆件及r＞2t的工件

矩形工件边长L＜50mm

矩形工件边长L＞50mm

或r＜2t