毕业设计说明书止动件冲压工艺及模具设计

本科生毕业设计

题 目： 止动件冲压工艺与模具设计

目 录

一、前言

二、冲压件的工艺分析与设计

2.1 产品结构工艺分析 2.2 冲裁工艺方案的确信

3、冲裁件的排样 3.1 排样方案

3.2 选择搭边值

3.3 送料步距与条料的宽度 3.4 确信排样图

4、冲裁间隙的选用 5、冲压力的计算

5.1 冲裁力的计算

5.2 卸料力、顶料力的计算

5.3 压力机公称压力的计算及选取压力机

6、确信模具压力中心 计算第一套模具压力中心

6.3 计算整套模具压力中心

7、计算凸凹模具的刃口尺寸 对凸凹模别离加工进行分析

Ⅰ

第一套冲孔模具刃口尺寸的计算 第二套冲孔模具刃口尺寸的计算

八、冲裁部份及零件的设计

工作零件的设计

8.1.1 凸凹模的设计

8.1.2 凸凹模的固定形式及凹模具的刃口形式

8.2 定位零件的设计 8.3 卸料板和推料件的设计 8.4 橡胶的选用与设计

九、绘制总装配图

10、冲压设备的选择及校正

1一、模具经济和技术上的分析 1二、设计小结 13、参考书目

Ⅱ

题目：止动件的冲压工艺与模具设

中文摘要：

论文是由冲孔模设计、落料模设计组成，冲压模具主若是将板料分离或成形而取得制件的加工方式。因为模具的生产主若是大量量的生产，而且模具能够保证冲压产品的尺寸精度和产品质量，模具的设计与制造要紧考虑到模具的设计可否知足工件的工艺性设计，可否加工出合格的零件，和后来的维修和寄存是不是合理等。本次设计的止动件，不仅要考虑要使做出的零件能知足工作要求，还要保证它的利用寿命。

本次设计是由由冲孔模设计、落料模设计组成，通过对（止动件）的工艺特点进行分析，提出了冲孔、落料、等成形工艺，给出了多工位级进模的冲压方案，介绍了（止动件）多工位级进模的结构特点和设计要点。对同类零件的模具设计有必然的借鉴作用

。由于多工位级进模能够将复杂的零件采纳一副级进模快速冲压完成, 因此在工业生产中取得普遍的应用。本文在分析弹簧卡零件冲压工艺的基础上, 介绍了冲孔、弯曲、切断级进模的排样设计、模具整体结构设计和要紧零部件设计, 确信了级进模模具设计方案。该模具充分利用工件本身的结构特点, 采纳了自动卸料、出料、少废料冲裁, 有效提高了材料利用率和生产效率。

关键词 ：级进模 冲孔 落料 排样设计 工艺性 学生签名：杨帆

指导教师签名：谈芳香

Ⅲ

Abstract

Paper is designed by the punching mould, blanking mould design, sheet metal

stamping is mainly will get separated or forming parts processing methods. Because the mold production mainly mass production, and mould can ensure the precision stamping products and product quality, the mold design and manufacture of the main consideration of mould design can meet the design, can processing manufaturability qualified parts, and then repair and storage whether reasonable, etc. In the design of the止动件, （connect heater to ）make the parts can satisfy the requirements, it also ensures that its service life.

This designing is designed by the punching mould, blanking mould design, Through analyzing the technological characteristics of 止动件, the forming processes of this part were put forward, in which punching, blanking, were included. The stamping scheme, the structural characteristics and the key design points of the multiposition progressive die for the 止动件 were introduced. It has a certain reference function for die design of the similar parts.

The multi position progressive die can be used to process complex parts quickly through a progressive die ,so it is widely used in industrial production. Based on the analysis of stamping process of typical spring clinch , the design of the multi posit ion progressive die for spring clinch was introduced from the aspects of the lay out for punching ,bending , cuting, the over all structure of the die and the design of the main parts of the die. Design scheme of the progressive die was determinated. The molds

took full advantage of the structural characteristics of the workpiece itself and adopted less waste material blanking , material giving out and discharging auto maticly process, which availably improved material utilizat ion and production efficiency.

Key words: progressive die punching blanking process lay out design;

Ⅳ 前 言

一、模具工业的的概况

模具工业是国民经济的基础工业，受到和企业界的高度重视，发达国家“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其重视的程度。现今，“模具确实是经济效益”的观念，已被愈来愈多的人所同意。模具技术水平在专门大程度上决定于人材的整体水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。

二 、冲压模的进展方向

冷冲压加工是利用模具使板料分离成形的一种无切削加工，普遍用于汽划车、拖沓机、电机、仪器仪表等制造部门。：随着市场的进展，新材料及多样化成型方式尔后必然会不断进展，因此对模具的要求也必然会愈来愈高。为了知足市场的需要，以后的模具不管是品种、结构、性能仍是加工技术都必将会有较快进展，而且这种进展必需跟上时期进展步伐。展望以后，以下几方面进展趋势估量会在行业中取得较快应用和推行。固然，这是需要开拓、创新和做出艰苦尽力的。

三、级进模制造技术进展现状

通过运用模具CAD／CAM技术，模具设计品质得以提高，模具设计时刻进一步缩短，推动了模具结构的优化，增进形成标准化、典型化、系列化，标准化的体系。模具制造技术实现了数控化，通过对数控铣床、数控加工中心、数控低速走丝线切割机、数控电火花加工机、数控平面磨床、数控内外圆磨床、数控坐标磨床、数控光学曲线磨床等周密数控设备的灵活运用，构健形成了加工周密多

工位级进模零件的要紧手腕和技术，这不仅保证了模具制造精度和品质，同时也缩短了模具制造周期。

四、多工位级进模的进展

标志着冲模技术先进水平的周密多工位级进模，具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点，是我国重点进展的周密冲模。从周密多工位级进模的冲制件来看，包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。能够说，冲制件覆盖了电子、汽车、通信、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范围。从当前国内制造的周密多工位级进模的水平分析在模具的技术含量、制造精度、利用寿命和制造周期等方面均取得了明显进步。其中部份高级优质模具的整体水平与国际同类模具水平相当。

五、.总结

模具设计是关键，设计尽管只占其本钱的1O％左右，却决定了整个模具本钱的70％一80％。在设计时必然要详尽地考虑模具结构、提高生产率和如何方便维修等，但又不能完全依托于设计，在实际生产中要具体问题具体分析，依如实际状况进行模具调整也是必需的，持续模的设计与制造都有必然的难度，专门是一些高精度、形状复杂的立体形件，多弯角多弯向件、薄料超薄料高精度复杂形状冲裁件所用多工位持续模，不仅结构复杂、制造精度要求高，而且要求寿命高，能适应大量量生产，其设计与制造难度更大。

2、 冲压件的工艺分析与计算

2.1 工艺分析。产品零件图如下所示

1）此工件只有落料和冲孔两个工序。工件结构相对简单，有2个Φ10的孔，

孔与孔，孔与边缘之间的最小C距离知足C>1.5t要求，最小壁厚为7mm，尺寸精度较低，一般冲裁完全能知足要求。

2）正方形部份清角（不带圆角R），异形凸模加工困难，且容易折断，因此应分步冲裁；正方形部份有尖叫，查（《冲压工艺与模具制造》表2.13）夹角部份应设计R0.4。

3）冲裁件质量是指断面状况、尺寸精度和形状误差。断面状况尽可能垂直、光洁、毛刺小。尺寸精度应该保证在图纸规定的公差范围之内。零件外形应该知足图纸要求；表面尽可能平直，即拱弯小。本产品在断面粗糙度和毛刺高度没有严格要求，因此要模具达到必然要求，冲裁件的断面质量能够保证。

4) 本产品的材料为Q235（一般碳素钢，未退火），具有良好的冲压性能，适合冲裁。抗剪强度为310~380 t/MPa，抗拉强度为380~470 бb/MPa，屈服强度为240 бs/MPa，可见产品材料性能符合冲压加工要求。

5）产品批量为大量量，很适合采纳冲压加工，最后采纳持续模或复合模，加上自动送料装置，会提高生产率。

经上述分析，能够为该零件的精度要求能够在冲裁加工中取得保证，其他尺寸标准、生产批量等情形，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采纳冲孔落料级进冲裁模进行加工，且两冲裁次成形。

2.2 冲裁工艺方案的确信

该工件包括落料、冲孔两个大体工序，可有以下三种工艺方案： 方案一:先落料，后冲孔。采纳单工序模生产。如以下图1所示.

特点：结构简单，但需要两道工序两副模具，本钱高生产效率低，难以知足大量量生产的要求。

方案二：落料—冲孔复合冲模。采纳复合模生产。 特点：只需要一副模具，工件精度及生产效率都教高，工件最小壁厚为7MM模具强度较好。但模具制造比较复杂，调整维修较麻烦。见以下图。

方案三：冲孔—落料级进冲模。采纳级进模生产。见以下图。

特点：也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，可是制造精度不如复合模，模具制造比较复杂，调整维修较麻烦。

通过对上述三种方案的分析比较，依照本零件的设计要求和各方案的特点，采纳方案三（级进模）比较合理，确信模具形式应以冲裁工件的要求、生产批量、模具加工条件为要紧依据。此工件时是大量量生产，制造精度不高，冲￠10的孔与落料分步进行，凸模制造简单，且不易折断，即选用级进模具结构。

3、 冲裁件的排样

冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。合理的排样是提高材料利

用率、降低本钱，保证冲件质量及模具寿命的有效方法。

3.1 排样方案的确信

按零件的尺寸关系，能够有三种排样方案，单排横放有废料排列图（1）、单排直放有废料排列图（2）和交叉有废料排列图（3）。

分析取得：止动片的形状为上下对称，下端水平，采纳直对排效率较高。

选择搭边值

冲裁金属材料的搭边值 料厚 a >1~2 2 手送料 圆形 a1 a 2.5 非圆形 a1 2 排样时冲裁件之间和冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭

边的作用一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；同时，搭边还可以幸免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。搭边值是由体会确信的查 （《冲压工艺与模具设计》表2.10 ）所得，工件间a1=2mm，沿边amm。 送

料步距与条料宽度

制件步距的计算公式为： S=D+ a1

式中D max—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a ——侧搭边值

条料宽度的计算公式为： B=(D+2a+△)0/-△(注：整个式子上误差为0，下误差为-△)。

△——条料宽度的单向（负向）误差。 C——导料板与最宽条料之间的间隙。 查（《冲压工艺与模具设计》表2.11）的 △

有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送 进，如右图所示

采纳直排，a1=2mm，mm。

步距：S=30+2=32mm, 宽度：B=(65+2.2×

3.4 计算材料的利用率η

冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。利用率计算公式为：

η=A/BSx100%

式中：A--------一个步距内冲裁件的实际面积

B--------条料宽度 S--------步距

假设考虑到料头、料尾和边余料的材料消耗，那么一张板料(或带料、条料)上总的材料的利用率η总为η总=(nA1/LB)x100%

式中 n----一张板料（或带料、条料）上冲裁件的总数量 A1---一个冲裁件的实际面积 L----板料长度

B----板料宽度

值越大，材料的利用率就越高，在冲裁件的本钱中材料费用一样占60％以上，可见材料利用率是一项很重要的经济指标。

一个步距内材料利用率为： η=A/BSx100%

A=(38x2/360xx30x30+24x65-2xx5x5-6x6)-sqrt(30x30-) x37/2 =596.6+1560-157-36-437=1527mm2 BS=70 x32=2240mm2 η=1527/2240 x100%％

4、冲裁间隙的选用

冲裁间隙对制件质量及模具寿命有较大阻碍，因此要合理选择。间隙的选择要紧与材料的种类、厚度有关，该毛坯制件精度要求不高，应尽可能的选择较大的间隙，以利于提高模具的寿命、降低冲裁力。在冲压实际生产中，要紧依照冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在那个范围内，就能够取得质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。那个间隙范围就称为合理间隙，那个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值称为最大合理间隙（max）。由查表法由（《冲压工艺与模具设计》表2-4）查的Zmax=0.240mm Zmin

五、冲压力的计算

5、1 冲裁力F 的计算

冲裁力是冲裁进程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进人材料

的深度(凸模行程)而转变的。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的重要依据之一。

冲裁力的大小要紧与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。用一般平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一样按下式计算：

F=KLtτb 式中 F——冲裁力； L——冲裁周边长度；

t——材料厚度；

τ——材料抗剪强度；此设计τ=350MPa K——平安修正系数。一样取K＝1.3。

为计算简便，也可按下式估算冲裁力：FLtD

F=KLtτb=1.3x(76/360x2π30+65+2x14.5+ 2x24+2π5x2+18)xx350

=1.3×(+18)×525 =165556N

5.2 卸料力F、顶料力F和推料力F的计算

卸料力：从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力。

推件力：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力。

顶件力：逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力。 卸料力 F

=K卸F

推件力 F推=nK推F 顶件力 F顶=K顶F

卸

式中 F——冲裁力；

K卸、K推、K顶——卸料力、推件力、顶件力系数

表 卸料力、推件力和顶出力因数 料厚/mm 钢 ～ K卸 K推 K顶 =K卸F=× F推=nK推F=× F顶=K顶F=×

F

卸

5.3 压力机公称压力的计算及选取压力机

压力机的公称压力必需大于或等于各类冲压工艺力的总和F。F的计算应依照不同的模具结构别离对待，本次采纳弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时

F总=F+F卸+F+推

= 165556++

为平安起见，避免设备的超载，一样Fg≥F∑参照《冲压加工设备与自动化》可选取公称压力为25KN的开式双柱曲柄可倾压力机JH23～25 该压力机与模具设计的有关参数为：

公称压力： 250KN 滑块行程： 75mm 最大闭合高度： 260mm 滑块行程次数： 80mm 连杆调剂量： 55mm 工作台尺寸： 370×560 模柄孔尺寸： ￠40×60 滑块中心到机身距离190MM 工作台孔尺寸左右260MM

6、确信模具压力中心

模具的压力中心确实是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。不然，冲压时滑块就会经受偏心载荷，致使滑块导轨和模具导向部份不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而阻碍制件质量和降低模具寿命乃至损坏模具。在实际生产中，可能会显现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合的情形，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机许诺的范围。

计算第一套模具压力中心

第一套模具是冲孔模，工件为几何对称形状，那么该模具的压力中心定位工件的几何中心。如以下图所示

复杂零件的压力中心用解析法计算，依照此零件的形状，成立了上图所示的 坐标系，计算公式为：

X0=(L1X1+L2X2+L3+X3L4X4+L5X5+L6X6+L7X7+L8X8+L9X9+L10X10)／(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9+L10)

Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6+L7Y7+L8Y8+L9Y9+L10Y10)／(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9+L10)

式中X、Y为与之相应线段的压力中心。 圆弧的压力中心计算公式为Y=Rs／b

R是半径，s式弧的弦长，b弧长

6.3 计算整套模具压力中心