焊片冲压课程设计说明书全套CAD图纸见最后.docx
《焊片冲压课程设计说明书全套CAD图纸见最后.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊片冲压课程设计说明书全套CAD图纸见最后.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
焊片冲压课程设计说明书全套CAD图纸见最后
摘要
在本设计中，我的题目是焊片级进模模具设计。
通过分析我们发现，焊片弯曲件是一个落料冲孔弯曲相结合的弯曲件，上面有孔和凹槽孔。
外形依靠落料完成，冲孔依靠冲孔工序来完成，还有1次弯曲工序。
通过这个模具的设计，将是对我大学学习的一个重要的考核。
设计过程中，首先我们要对焊片弯曲件的结构性、材料进行分析，选择合适的方式进行生产。
材料的分析来确定工件是否适合生产。
之后要通过工件的厚度来确定工件排样图的搭边，然后计算排样图的材料利用率。
接下来就是进行冲压力的计算，通过计算冲压力选择合适的冲压设备。
模具刃口的计算也有其的重要，只有选择合适的刃口才能够确保模具的寿命，提高模具的使用率。
模具刃口计算后，就是模具的结构设计，先进行凹模外形尺寸的计算的通过凹模的外形尺寸来得到模具中其他固定板卸料板等的尺寸，最后选择模架等一系列标准件，最终完成模具的设计。
关键词：
级进模，冲压工艺，模具设计
Abstract
Graduationdesignisanimportantsummaryofstudyonouruniversity.Inthisdesign,thetitleofmyspeechisstampingdiedesignofdoubleboltdoorlockaccessories.Throughtheanalysiswefound,doubletonguelockaccessoriesisarectanglewitharectangular,aboveatwoscrewholeandthetworectangularholes.Shapedependsontheblankingpunchfinish,relyonpunchingprocesstocomplete.Throughthemolddesign,willbeoneoftheimportantappraisalinUniversitylearning.
Inthedesignprocess,wemustfirststructural,materialonthedoubletonguelockpartstocarryontheanalysis,selecttheappropriatemodeofproduction.Materialanalysistodeterminewhetheraworkpieceissuitablefortheproductionof.Aftergoingthroughthethicknessoftheworkpiecetodeterminethelayoutoftheedgeofworkpiece,thencalculatethelayoutofthematerialutilizationratio.
Thenextistheblankingforcecalculation,throughthecalculationofblankingpressuretochoosesuitablestampingequipment.Thecalculationofthediecuttingedgealsohasitsimportant,onlyselecttheappropriateedgeeloquencecanensurethelifeofthemold,improvethemolduserate.
Diecuttingedgecalculation,diestructuredesignisadvanced,thecalculationfordiedimensionsbytheshapeofconcavediesizetogetotherfixedplatemouldstripperandotherdimensions,thefinalchoiceofmoldandaseriesofstandardparts,thefinalcompletionofdiedesign.
Keywords:
progressingdie,stampingprocess,diedesign
摘要I
第一章前言1
第二章焊片弯曲件工艺分析2
2.1材料分析2
2.2零件结构2
2.3毛坯尺寸展开2
第三章冲裁方案的确定4
第四章模具总体结构的确定5
4.1模具类型的选择5
4.2送料方式的选择5
4.3定位方式的选择5
4.4卸料、出件方式的选择5
4.5导向方式的选择5
第五章工艺参数计算7
5.1排样方式的选择7
5.1.1排样及搭边值的计算7
5.1.2步距的计算7
5.1.3条料宽度的确定8
5.1.4材料利用率的计算8
5.2冲压力的计算9
5.2.1冲裁力的计算9
5.2.2弯曲力的计算10
5.2.3卸料力与推件力的计算10
5.2.4总冲压力的计算10
5.3压力机吨位选择11
第六章刃口尺寸计算12
6.1冲裁间隙的确定12
6.2刃口尺寸的计算及依据与法则13
6.3弯曲工作尺寸计算14
第七章模具主要零部件设计16
7.1凹模设计16
7.1.1凹模外形的确定16
7.1.2凹模刃口结构形式的选择17
7.1.3凹模精度与材料的确定17
7.2凸模的设计17
7.2.1凸模结构的确定17
7.2.2凸模高度的确定17
7.2.3凸模材料的确定18
7.2.4凸模精度的确定18
7.3卸料板的设计18
7.3.1卸料板外型设计18
7.3.2卸料板材料的选择19
7.3.3卸料板整体精度的确定19
7.4固定板的设计19
7.5垫板的设计19
7.6上下模座、模柄的选用19
7.6.1上下模座的选用19
7.7.2模柄的选用20
第八章冲压设备的校核与选定21
8.1冲压设备的校核21
8.2冲压设备的选用21
结论22
参考文献23
第一章前言
近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。
前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。
过去的精密冲裁只能对厚度为5~8mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm的厚板实现精密冲裁，并可对σb>900MPa的高强度合金材料进行精冲。
由于引入了CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。
在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。
此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。
第二章焊片弯曲件工艺分析
图2-1零件简图
生产批量：
大批量；
材料：
H62；
材料厚度：
1.2mm；
未注公差：
IT14。
2.1材料分析
工件材料选用H62，因为H62钢韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延和弯曲等冷加工性能，并且市场上也容易购买到此种材料，价格适中。
2.2零件结构
由工件图看，此工件分为冲孔、冲部分废料边、弯曲和落料这几个程序，将外形视为落料，内形视为压凹、冲孔，由于级进模能在一副模具内完成包括冲裁、弯曲成型和拉伸等多道工序，故采用级进模冲压工序，这样可以大大提高工作效率，易于自动化，并减轻工作量，而且避免原有加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也有利。
2.3毛坯尺寸展开
弯曲部分的内倒角为R=2mm。
展开料长度：
由于：
r=2>0.5t=0.6
由表可知中性层的位以系数为0.4。
可知中中性层的倒角为
所以毛坯图如2-2所示：
图2-2毛坯展开图
第三章冲裁方案的确定
通过对工件的分析，发现工件具有落料、冲孔、弯曲三个主要工序，其中弯曲又多次弯曲，所以我们制定了一下三个生产方案。
方案一：
采用单工序模，首先进行落料，然后冲孔，最后弯曲，弯曲又分为多处弯曲，需要三个弯曲模具完成。
方案二：
工件中的落料和冲孔工序依靠冲孔落料复合膜来完成，后面的弯曲工序需要采用三个单工序的弯曲模来完成。
方案三：
使用级进模生产，采用侧刃定距可以保证工件的精度，首先完成冲孔切边，最后可以分别分步进行冲压弯曲。
方案对比：
方案一：
模具结构数量有多个，而且来回更换模具，导致工件的精度难易保证。
方案二：
和方案一一样，由于弯曲需要分为多次，所以工件的精度和定位都不太方便，而且模具数量较多，成本较高，也不能实现大批量生产。
方案三：
采用一副模具完成，级进模可以包含多个工序，能够顺利完成，满足工件的生产要求。
所以，综上所述，使用级进模的方案最好，不但可以满足实际生产的需要，同时可以实现大批量生产。
初步确定工件的生产工序为：
侧刃冲孔、切边、弯曲、落料。
中间可以根据实际情况增加空工位。
第四章模具总体结构的确定
4.1模具类型的选择
通过工件的工艺分析，以及各个生产方案的对比，决定采用级进模完成工件的生产。
4.2送料方式的选择
为了实现工件的自动化生产，工件的送料方式的选择十分重要，在本次设计中，采用自动送料机构，能够满足工件的自动化生产。
4.3定位方式的选择
模具采用的是带料，我们设计中采用导料板来控制板料的送进，没有设置无侧压，靠自动送料机构压紧。
控制毛坯布局的是侧刃，并在送料过程中使用导正销来完成定位。
4.4卸料、出件方式的选择
因为工件料厚为1.2mm，材料比较薄，卸料力比较小，而且由于需要弯曲工序，所以我们仍然使用弹性卸料板，卸料的同时还可以起到压料的作用。
4.5导向方式的选择
方案一：
采用对角导柱模架。
由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。
常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。
方案二：
采用后侧式导柱模架。
由于前面和左右不受限制，送料和操作比较
方便。
因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损对模具使用寿命有一定影响。
方案三：
采用四导柱模架。
具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。
常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。
方案四：
采用中间导柱模架。
导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。
首先分析工件，由于工件尺寸较小，精度要求比较高，并且生产具有较高的要求，我们选择后侧导柱，尺寸能够满足尺寸的要求，所以在设计中我们采用导向精度满足要求的后侧导柱导向模架。
后侧导柱主要采用左右送料，也可以采用前后送料，采用后侧导柱模架，不但能保证工件的正常生产，同时也能保证精度，所以选择第2个方案最佳。
第五章工艺参数计算
5.1排样方式的选择
由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。
常用的工件的排样的样式式一般分为三种，第一种是有废料的排样，第二种少废料排样，最后一种是无废料排样，但是因为工件精度要求不算低，根据实际的需要可以采用有废料的排样方式。
采用级进模生产的方式，由于工件一头大一头小，所以工件采用直对排样方式。
5.1.1排样及搭边值的计算
此次设计采用的是弹性卸料装置，根据查表确定工件的最小搭边值为1.5mm、1.8mm。
但是由于具有切边工序，需要在保证最小搭边的基础上调整，最后取为2.2mm，2.5mm。
5.1.2步距的计算
冲压过程中每次送料的时候，工件进给的距离我们可以称之为布局，步距的大小计算方式，我们可以选择工件直接的一个标记点，然后送一个布局后，测量相邻的工件之间的距离是多少。
这个距离就是步距的数值。
步距可定义为：
S=L+b（5-1）
式中S—冲裁步距；
L—先选择送料的方向，工件在送料方向上的最大尺寸，毛坯尺寸的最大值；
b—沿送进方向的搭边值
在和送料相同的方向上，工件板料的外形的最大距离约为L=13.8毫米,有上节可知，送料方向的搭边最小为2.2mm，所以我们确定步距
S=L+b
=16
5.1.3条料宽度的确定
宽度计算公式如下
：
（5-2）
式中B—焊片弯曲件所需条料的宽度；
D—工件在宽度方向的尺寸；
a—侧搭边最小值。
△—宽度偏差
条料的宽度确定公式如下：
=
mm
5.1.4材料利用率的计算
材料利用率定义为：
η=A/BS×100%（5-3）
式中η—材料利用率
A—工件的面积，由二维软件测得：
332mm2
B—条料宽度
S—冲裁步距
η=A/BS×100%
=2×332/16×70×100%
=59.28%
按此排样方式材料利用率为59.28%。
图5-2零件排样图
5.2冲压力的计算
5.2.1冲裁力的计算
冲裁力公式：
或
（5-3）
式中
——焊片弯曲件周边长度（mm）；
——材料厚度（mm）;
——材料抗减强度（
）；
——系数。
一般和模具刃口的磨损有关系，其他对这个因素有影响的因素还包括模具间隙的波动，材料力学性能等，在一般设计的过程中我们取
=1.3。
——材料的抗拉强度（
），一般情况下，材料的
，取
。
计算结果如下：
第一工位：
侧刃冲孔（周长为18.5*2+12.56=49.56mm）
第二工位：
冲孔（周长53.4mm）
第三工位：
切口（周长122.5mm）
第六工位：
落料（周长45.6mm）
总的冲裁力：
5.2.2弯曲力的计算
由于零件的是U形弯曲，计算的时候按照以下公式进行。
U形工件计算如下，带入数据得出：
（5-4）
5.2.3卸料力与推件力的计算
选择什么材料、以及毛坯的厚度和种类，冲裁时候选择间隙的尺寸都会影响卸料力、推件力以及顶出力的计算，另外还要考虑润滑等因素。
我们正常都是通过经验公式来计算，计算的时候选取如下公式计算：
（5-6）
（5-7）
式中
——冲裁力（
）；
、
、
——分别为卸料力、推件力、顶件力系数，其值可参考文献[4]第52页表2-2。
该模具采用的是弹性卸料板，废料通过下方的漏料孔落下，推件力计算的时候按一次卡住5个工件，带入数据进行计算得：
（5-8）
通过查表得
通过计算得出卸料力和退料力：
5.2.4总冲压力的计算
各个工位的总冲压力如下：
模具总冲压力为模具各个工步的冲压力总和；
5.3压力机吨位选择
本模具在冲裁过程中总的冲压力
，初步我们开始选择压力机型号为J23-25压力机，具体参数如下。
表5-1开式压力机规格及参数[6]
型号
J23-10
J23-16
J23-25
J23-35
J23-63
公称压力/KN
100
160
250
350
630
滑块行程/mm
45
55
65
100
120
最大闭合高度/mm
180
220
270
290
360
闭合高度调节/mm
35
45
55
60
70
滑块中心线至床身
距离/mm
130
160
200
200
300
滑块底面尺寸/mm
前后
150
180
220
220
300
左右
170
200
250
250
260
模柄孔尺寸/mm
直径
30
40
40
40
50
深度
35
60
60
60
80
第六章刃口尺寸计算
6.1冲裁间隙的确定
冲裁间隙是影响冲裁工序最重要的工艺参数，其定义为冲裁凸模与凹模之间的空隙尺寸，如图6-1所示。
设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高。
冲裁过程中模具的失效形式一般有磨损、变形、崩刀和凹模刃口胀裂四种。
间隙大小主要对模具磨损及胀裂产生影响。
间隙增大可以使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小。
但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具寿命。
一般间隙为（10%~15%）t时的磨损最小，模具寿命较高。
图6-1冲裁间隙图
由于冲裁间隙对断面质量、工件尺寸精度、模具寿命、冲裁力等的影响规律并非一致，所以，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳、尺寸精度最高、模具寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。
所以在实际生产中，其总的原则应该是在保证满足冲裁件剪切断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最长。
目前在生产中，广泛采用经验法和查表法来确定合理的间隙植。
本套模具采用查表法予以确定其间隙值。
根据实用间隙表，查得材料间隙为0.126，0.18。
表6-1冲裁模初始双边间隙值[8]mm
材料
厚度
08、10、20、35、
09Mn、Q235
16Mn
40、50
65Mn
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
小于0.5
极小间隙（或无间隙）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.75
2.0
2.1
2.5
0.040
0.048
0.064
0.072
0.092
0.100
0.126
0.132
0.220
0.246
0.260
0.260
0.060
0.072
0.092
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.320
0.360
0.380
0.500
0.040
0.048
0.064
0.072
0.090
0.100
0.132
0.170
0.220
0.260
0.280
0.380
0.060
0.072
0.092
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.320
0.380
0.400
0.540
0.040
0.048
0.064
0.072
0.090
0.100
0.132
0.170
0.220
0.260
0.280
0.380
0.060
0.072
0.092
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.320
0.380
0.400
0.540
0.040
0.048
0.064
0.064
0.090
0.090
0.060
0.072
0.092
0.092
0.126
0.126
6.2刃口尺寸的计算及依据与法则
模具凸模和凹模一般容易磨损，所以我们要通过计算，还求出合理的凸凹模的尺寸公差和偏差，有两种计算方法，第一种计算方式是凸模与凹模图样分别加工法计算；另一种方法，就是采用配合法，就是计算出一个凸模或者凹模的尺寸，然后通过配合来加工另外的对应的尺寸。
使用第二种算法，是凸凹模的加工变的简单，降低模具的生产成本：
所以采用凸凹模配合加工的方法。
（1）凸凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断增大---第一类尺寸A
Aj=（Amax-x△）
（2）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断减少---第一类尺寸B
Bj=（Bmin+x△）
（3）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不变化---第一类尺寸C
Cj=（Cmin+
）
其中，x为磨损系数。
查表得：
工件精度IT10级以上x=1
工件精度IT1-IT13x=0.75
工件精度IT14x=0.5
因为本工件尺寸均为基本尺寸，未注公差按IT14级处理按IT14级精度，x=0.5。
在所有的尺寸中，
A类尺寸：
、
、
B类尺寸：
表6-2工作零件刃口尺寸计算
尺寸类型
公称尺寸
公式
计算后尺寸
A
B
6.3弯曲工作尺寸计算
弯曲模的工作尺寸计算
弯曲时，U形件的弯曲，确定间隙是个重要的问题，因为如果选择的间隙太小，摩擦力比较大，就会导致弯曲力比较大，如果间隙过大，会导致工件的回弹比较明显，而导致工件的精度得不到保障。
弯曲时，带入数据得出间隙。
（6-1）
式中
——焊片弯曲件弯曲模凸模和凹模的单面间隙；
t——材料的公称厚度；
n——系数，与焊片弯曲件的弯曲高度以及弯曲线长度来决定，查表，取0.05。
代入公式可得：
。
有工件的尺寸可一直，弯曲件的尺寸为工件的外形尺寸，所以我们计算的时候应以凹模未注，然后凸模进行配作。
保证凸凹模间隙进行调整，
取弯曲凸、凹模的制造公差为IT17、IT18，查表得：
第七章模具主要零部件设计
虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件两类。
设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。
结合模具的特点，本套模具主要采用螺钉固定模具零件，销钉起零件的定位作用，采用侧刃送进定距送进定位，无测压装置。
下面分别介绍各个零部件的设计方法。
7.1凹模设计
7.1.1凹模外形的确定
凹模的形状一般和冲压件的材质以及厚度有关，其主要决定因素的为工件的厚度。
所以我们一般通过工件的厚度来计算凹模的外形尺寸。
凹模的外形计算的经验公式如下所示：
凹模板厚度尺寸H=Kb1（7-1）
凹模板型孔和边的距离尺寸c>1.5H（7-2）
最终凹模的边长L=b1+2c（7-3）
最终凹模的宽带B=b2+2c（7-4）
式中：
b1-焊片弯曲件的长度方向的最大尺寸；
b2-焊片弯曲件件的宽带方向最大外形尺寸；
K-系数，主要受到焊片弯曲件厚度的影响，查表7-1。
表7-1系数K值
材料料宽s/mm
材料厚度t/mm
≤1
>1～3
>3～6
≤50
0.30～0.40
0.35～0.50
0.45～0.60
>50～100
0.20～0.30
0.22～0.35
0.30～0.45
>100～200
0.15～0.20
0.18～0.22
0.22～0.30
>200
0.10～0.15
0
升级会员 