模具毕业设计.docx

1、模具毕业设计模具毕业设计图1-1 技术要求：1材料：10钢 2材料厚度:2mm3生产批量：1万件4未注公差：IT12 1.1 工件材料 由图1-1分析知：10#钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑性性、焊接性以及压力加工性，要紧用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。适合冲裁加工。1.2 工件结构形状工件结构形状相对简单，有四个圆孔，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为2mm满足许用壁厚要求孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚，能够冲裁加工。1.3 工件尺寸精度依照零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采纳IT12级精度，一般冲裁完全能够满足要求。依照以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适

2、宜冲裁加工。第2章 冲裁工艺方案的确定方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔落料复合冲压。复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。级进模生产。表2-1 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模无导向有导向级进模复合模零件公差等级低一样可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸能够较大，厚度可达3mm零件平面度低一样中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，能

3、够自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产依照分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边

4、缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。通过对上述三种方案的分析比较第3章 模具结构形式的确定级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。本模具采纳侧刃定距。侧刃代替了挡料销操纵条料送进距离步距，侧刃是专门功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃

5、挡块挡住，送进的距离即等于步距。第4章 模具总体设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采纳级进模方式冲压，因此模具类型为级进模。4.2 操作方式 零件的生产批量为1万件，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又能够降低生产成本，提高经济效益。4.3 卸料、出件方式4.3.1 卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采纳固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取0.20.5t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。现在要求凸模卸料时不能完全脱

6、离卸料板。要紧用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。，该工件的冲压生产采纳方案三第5章 模具设计运算5.1 排样、运算条料宽度、确定步距、材料利用率5.1.1 排样方式的选择方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的阻碍，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具

7、结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最正确。5.1.2 运算条料宽度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，白费材料。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。搭边值通常由表4所列搭边值和侧搭边值确定。依照零件形状，查表4工件之间搭边值a=1.2mm, 工件与侧边之间搭边值a1=1.5mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值B0=Dmax2 a12b10 公式5-1式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a1-冲裁件之间的搭边值；b1-

8、侧刃冲切得料边定距宽度；其值查表6可得=2.0mm。板料剪裁下的偏差；其值查表5可得=0.6mm。B0=5021.522.0=57.00-0.60mm故条料宽度为57.0mm。为佳。表5-1 搭边值和侧边值的数值材料厚度tmm)圆件及类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩形或类似矩形制件长度50工件间a侧边a1 工件间a侧边a1工件间a侧边 a10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.611.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.

9、21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.7 表5-2 一般剪床用带料宽度偏差mm条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)50501001002002000.40.50.60.720.50.60.70.8230.70.80.91.0350.91.01.11.2表5-3 侧刃冲切得料边定距宽度b1mm条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)金属材料非金属材料1.51.52.01.52.52.03.01.52.52.54.05.1.3 确定步距送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决

10、定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。进距确定的原那么是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。级进模送料步距SS=Dmax+a1 公式5-2Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边S501.251.2mm排样图如图5-1所示。图5-15.1.4 运算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率/BS100% 公式5-2式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和

11、结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一样是固定不变的，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。排样合理与否不但阻碍材料的经济和利用，还阻碍到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原那么：1、提高材料利用率不阻碍制件使用性能的前提下，还能够适当改变制件的形状。2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3) 、 模具结构简单、寿命高。4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。一个步距内冲裁件的实际面积A=252-72-322-3(22234/360-1823

12、4/360)=1628.7mm2因此一个步距内的材料利用率=BS100% 公式5-2 =1628.751.257100%=55.8%考虑料头 、尾料和边角余料消耗，一张板材上的总利用率总为总= nA1LB100% 公式5-3式中 n一张板料上冲裁件的总数目；A1一个冲裁件的实际面积；L板料长度；B板料宽度。查板材标准，宜选用650mm1300mm的钢板，每张钢板可剪裁为11张条料57mm1300mm,每张条料能够冲25个工件，因此每张钢板的材料利用率总 = nA1/LB100% 公式5-2=251628.7/571300100%=54.9%依照运算结果明白选用直排材料利用率可达54.9%，满足

13、要求。5.2 冲压力的运算5.2.1 冲裁力的运算在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。用平刃冲裁时，其冲裁力一样按下式运算：F=KLtb 公式5-4式中F冲裁力； L冲裁周边长度；t材料厚度；b材料抗剪强度；系数；L=50+14+34+344+3634/360+251.2+28 =500.2mm系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不平均，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等缘故的阻碍而给出修正系数，一样取=1.3。b的值查表2为310380pa,取b=380Mpa因此F=KLtb =1.3500.2

14、2380 =494197.6N5.2.2 卸料力、顶件力的运算在冲裁终止时，由于材料的弹性回复包括径向回复和弹性翘曲回复及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料那么紧箍在凸模上。为使冲裁工作连续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。一样按以下公式运算：卸料力 F X=KXF 公式5-5顶件力 FD=KDF 公式5-6FX=KXF =0.04494197.6N=19767.9NKX 、KD为卸料力系数，其值查表7可得FD=KDF=0.06494197.6N=29651.9N因此总

15、冲压力FZ=F+FX+FD=494197.6N+19767.9N+29651.9N =543617.4N压力机公称压力应大于或等于冲压力，依照冲压力运算结果拟选压力机为J2363。表5-4 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKXKTKD钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.095.3 压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力

16、合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否那么，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，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，能够按下述原那么来确定：1.对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心确实是冲裁件的几何中心。2.工件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、多孔冲模、级进模的压力中心能够用解析运算法求出冲模压力中心。X0=L1x1L2x2Lnxn/(L1L2Ln) 公式5-7 Y0=L1y1L2y2Lnyn /L1L2Ln公式5-8用解析法运算

17、压力中心时，先画出凹模形口图，如图5-5所示。在图中将XOY坐标系建立在建立在图示对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1L5共3组差不多线段 (注：由于图中3个圆弧形孔均以一个点为圆心的等分列阵排列，因此其几何图形为一组) ，用解析法求得该模具压力中心的坐标。有关运算如表5-5所示。由以上运算结果能够看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具压力中心依旧选在坐标原点。图5-2表5-5 压力中心的运算差不多要素长度L/mm差不多要素压力中心的坐标值mm)XYL1=15700L2=180.851.20L3=4451.20L4=102.451.20L5

18、=1676.80 合计500.233.3取3305.4 模具刃口尺寸的运算5.4.1 冲裁间隙分析依照JB/Z27186规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号C表示，其值可为正也可为负，在一般冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的阻碍，此外，冲裁间隙还阻碍模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个专门重要的工艺参数。1、间隙对冲裁件尺寸精度的阻碍冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与差不多尺寸的差值，差值越小，那么精度越高，那个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相关于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。2、间隙对模具

19、寿命的阻碍模具寿命受各种因素的综合阻碍，间隙是也许模具寿命诸因数中最要紧的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严峻，因此过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，显现间隙不平均的不利阻碍，从而提高模具寿命。3、间隙对冲裁工艺力的阻碍随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的520%左右时，冲裁力的降低不超过510%。间隙对卸料力推料力的阻碍比较显著。间隙增大后，从凸模里卸

20、料和从凹模里推料都省力当当单边间隙达到材料厚度的1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙连续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。4、间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有专门大的阻碍。因此，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，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范畴作为合理间隙，只要间隙在那个范畴内，就能够冲出良好的制件，那个范畴的最小值称为最小合理间隙C

21、min，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采纳最小合理间隙值Cmin。确定合理间隙的方法有体会法、理论确定法和查表法。依照近年的研究与使用的体会，在确定间隙值时要按要求分类选用。关于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，关于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采纳较大的间隙值。其间隙暂取厚度的12%，因此由公式：Zmin=厚度12% 公式5-9取中间间隙可得：Zmin=212%=0.24mm由于工件形状较简单，因此可分别加工凹、凸模。5.4.2 落料尺寸落料尺寸大小为： 为保证冲出合格冲件。

22、冲裁件精度IT10以上，X取1. 冲裁件精度IT11IT13,X取0.75. 冲裁件精度IT14，X取0.5。由于本产品采纳IT14级精度，因此X取0.5.500-0.62 DA=( Dmaxx) +0.020=(500.620.5) +0.020=49.69 +0.020 DT=( DAZmin) 0-0.02=(49.690.24) 0-0.02=49.450-0.025.4.3 冲孔尺寸冲孔尺寸大小为：140+0.43 dT=( dminx) 0-0.02=(140.430.5) 0-0.02=14.22 0-0.02 dA=( dTZmin) +0.020=(14.220.24) +0

23、.020=14.46 +0.02020+0.25 dT=( dminx) 0-0.02=(40.250.5) 0-0.02=4.13 0-0.02 dA=( dTZmin) +0.020=(4.130.24) +0.020=4.37 +0.020第6章 要紧零部件设计6.1 工作零部件的结构设计6.1.1 凸模零件外形相对简单，依照实际情形并考虑加工，为了满足凸模强度和刚性，将凸模设计成阶梯式，使装配修磨方便。采纳成形铣、成形磨削加工。落料凸模总长L：LH1H2H3H4 公式6-11815162 51mmH1为凸模固定板厚度，H2为橡胶安装高度，H3为卸料板厚度，H4为凸模凹进卸料板的深度。6

24、.1.2 落料凹模落料凹模采纳整体凹模，采纳线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据运算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其外形尺寸按相关公式运算：凹模厚度HKS 公式6-20.355017.5mm(查表6-1取K0.2)取凹模厚度H18mm凹模宽度B=料宽2预设导料板宽度公式6-3 =57232=121mm依照JB/T 7643.1-1994规定，取凹模宽度B=125mm凹模长度Ln次数步距+两边距离 公式6-4251.2+21520132.4142.4mm依照JB/T 7643.1-1994规定，以及凹模宽度对比，取凹模长度L=160mm。其中S为垂直于送料凹模刃壁间最大距

25、离，K为系数查相关图表可得。凹模整体轮廓尺寸LBH=160mm125mm18mm表6-1 凹模厚度系数KS/mm材料厚度t/mm11336 500.300.400.350.500.450.60 501000.200.300.220.350.300.45 1002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.226.2 卸料部件的设计6.2.1 卸料板的设计卸料板采纳Q235制造，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度依照JB/T 8066.2-1995规定，选用160mm125mm140-170组模具参考，其厚度为16mm。6.2.2

26、 卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm,螺纹部分为M86mm,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超出凸凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。6.3 模架以及其他零部件的选用该模具采纳对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，因此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。以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。上模座按GB/T 2855.2-1990规定，厚度取30mm,垫板厚度取6mm,固定板厚度取18mm,卸料板厚度取16mm,下模座按GB/T 2855.2

27、-1990规定，厚度取40mm。依照上下模座选取导柱分别为28h5mm130mm40mm,25h5mm130mm45mm；导套分别为28H6 mm80 mm28mm, 25H6 mm80 mm28mm。模具闭合高度H HH上模座H垫板H固定板H卸料板H下模座H橡胶H凹模板 公式6-5 30mm6mm18mm16mm40mm15mm18mm 143mm第7章 校核模具闭合高度及压力机有关参数7.1 校核模具闭合高度模具闭合高度H应该满足HminH110HHmaxH15 公式7-1式中 Hmax压力机最大闭合高度； Hmin压力机最小闭合高度； H1垫板厚度。依照拟选压力机J2363，查开式压力机

28、参数表得： Hmax460mm, Hmin210mm,H180mm.将以上数据带入公式7-1，得140H365经运算该模具闭合高度H=143mm，在140mm365mm内，且开式压力机J2363最大装模高度250mm,大于模具闭合高度143mm ,能够使用。7.2 冲压设备的选定通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J2363能满足使用要求。其要紧技术参数如下：公称压力：630KN滑块行程：120mm最大闭合高度：460mm最大装模高度：250mm工作台尺寸前后左右：710mm480mm 模柄孔尺寸：50mm70mm最大倾斜角度：30第8章 设计并绘制模具总装图及选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。绘制模具装配图，见图8-1。