冷冲模具论文.pdf

《冷冲模具论文.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷冲模具论文.pdf（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、冷冲模具论文冷冲模具论文冷冲模是广泛运用的模具之一，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，近年来冷冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低，产品质量稳固，能加工多种性能，状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺运算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。前言前言模具行业的进展现状及市场前景现代模具工业有不衰亡工业之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量坚

2、持在 700 亿至 850 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的进展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增长率 据不完全统计，2005 年国内模具进口总值达到700 多亿，同时，有近 250 个亿的出口，到 2007 年模具产值估量为 700 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005 年我国汽车产销量均突破 550 万辆，估量 2007 年产销量各突破 700 万辆，轿车产量将达到 300 万辆。另外，

3、电子和通讯产品对模具的需求也专门大，在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前，中国17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。模具的进展是表达一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，通过了这几十年曲折的进展，模具行业也初具规模，从起初只能靠进口到现在部分进口差不多跨了一大步，但还有一些周密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需

4、要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断进展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的运算机辅助设计和制造CAD/CAM技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采纳模具 CAD/CAM 技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。专门是 pro/E 和 UG 等软件的应用更进一步推动了模具产业的进展。数控技术的进展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞更加展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。专门是对一些通用件的

5、使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。第一章第一章 冲压工艺设计冲压工艺设计第一节第一节 冲压件的工艺性分析及工艺方案冲压件的工艺性分析及工艺方案1、冲压工艺介绍冲压工艺是塑性加工的差不多加工方法之一。它要紧用于加工板料零件，因此有时也叫板料冲压。冲压不仅能够加工金属板料，而且也能够加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程，

6、因此它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。利用模具加工，能够获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，因此质量稳固，一样不需要再通过机械加工便能够使用。冲压加工一样不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，因此它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一样还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、外表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产

7、方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产差不多上十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。当今，随着科学技术的进展，冲压工艺技术也在不断革新和进展，这些革新和进展要紧表现在以下几个方面：1工艺分析运算方法的现代化2模具设计及制造技术的现代化3冲压生产的机械化和自动化4新的成型工艺以及技术的显现5不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用成效。2、冲压工艺的种类冲压要紧是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需

8、形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种要紧的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量阻碍专门大，要求冲压材料厚度精确、平均；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度平均，无明显方向性；平均延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直截了当阻碍冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命那么是阻碍冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时刻，这就延长了新冲压件的生

9、产预备时刻。模座、模架、导向件的标准化和进展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产预备工作量和缩短预备时刻，能使适用于减少冲压生产预备工作量和缩短预备时刻，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一样都采纳机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用运算机程序操纵，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情形下，在短临时刻内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故

10、。因此，冲压中的安全生产是一个专门重要的问题。3、冲压件的形状和尺寸图 1冲压件的形状和尺寸特点分析C20steel1mmthick图 1 零件图1冲压件的尺寸精度 材料：该冲裁件的材料 C20 钢是优质碳素钢，具有较好的可冲压性能。零件结构：该冲裁件的结构简单，并在转角有两处 R2.5 圆角，比较适合冲裁。尺寸精度：零件图上所有未注尺寸，属自由尺寸，按 IT13 级确定工件尺寸的公差。查机械制造技术基础表 1-3，可得各尺寸公差0000零件外形:3500.39mm200.33mm50.18mm2.50.14mm100.22mm0.18零件内形：50mm结论：适合冲裁2.生产批量该零件为单件小

11、批量生产。3冲压工艺方案的制定该零件包括落料、冲孔两个差不多工序，能够采纳以下三种工艺方案：a)先落料，再冲孔，采纳单工序模生产。b)落料冲孔复合冲压，采纳复合模生产。c)冲孔落料连续冲压，采纳级进模生产。第二节第二节 确定工艺方案及模具结构型式确定工艺方案及模具结构型式1.模具结构形式的选择方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低；由于零件结构简单，为提高生产效率，要紧应采纳复合冲裁或级进冲裁方式。由于级进模结构复杂能以制造，依照生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定用下出料，凹模固定在上模座上，凸模固定

12、在下模座上。最后确定用复合冲裁方式进行生产。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，因此复合结构采纳倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。2.2.工序与排样工序与排样在冲压生产中，节约金属和减少废料具有专门重要的意义，专门是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置即材料的经济利用，与冲件的外形有专门大关系。依照不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而依照排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。1）搭边设计排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的

13、作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。搭边数值取决于以下因素：件的尺寸和形状。材料的硬度和厚度。排样的形式直排、斜排、对排等。条料的送料方法是否有侧压板。挡料装置的形式包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式。搭边值一样是由体会再通过简单运算确定的。查冲压模具设计与制造表 2.5.2，确定搭边值：两工件间的搭边：a=1.5mm工件边缘搭边：b=1.8mm步距为：12.2mm条料宽度 B=(D B)=43.6mm查冲压工艺与模具设计表 2-8=0.42）排样布局附图图 2 排样图确定后排样图如图 2 所示。一个步距内的材料利用率 n 为：n=A/BS x 100%

14、=5*15+20*10+3.14/2*25-3.14/2*2.52/(11.5*43.6)*100%=64.21%第三节第三节 工艺运算工艺运算1.凸模、凹模刃口尺寸的运算落料部分以落料凹模为基准，落料凸模按间隙配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准运算，冲孔凹模按间隙值配制。即以落料凹模、冲孔凸模为基准，凹凸模按间隙值配制。1 落料凹模依照零件材料查冲压工艺与模具设计表 2-3 得：2Cmin=0.100mm 2Cmax=0.140mm由零件为 IT13 级查冲压工艺与模具设计表 2-5 得：X=0.75那么由公式Dd=(Dmaxx)0可得凹模刃口尺寸：0.0975(1)Dmax=350mm0.39

15、mmDd=(Dmax x)0=34.70800.082519.835D(2)Dmax=200mm=mm(Dx)0.330dmax00.045(3)Dmax=50mm0.18mmDd=(Dmax x)0=4.86500.035(4)Rmax=2.50mm0.14mmRmax=(Dmaxx)0=2.3850444440.022(5)max=100mm0.22mmmax=(Dmaxx)0=9.83504相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证两面间隙在0.100mm0.140mm 之间。2冲孔凸模依照零件材料查冲压工艺与模具设计表 2-3 得：2Cmin=0.100mm 2Cmax=0.140mm由零件为

16、IT13 级查冲压工艺与模具设计表 25 得：X=0.75那么由公式Dd=(Dmax x)0可得凸模刃口尺寸0.18max=50mmd=(max x)0=5.13500.045mm44相应凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证两面间隙在0.100mm0.140mm 之间3落料凹模的周界的确定凹模厚度：H=KbH15mm K 查冲压工艺与模具设计表 2-20=0.35*40取 H=15mm凹模边壁厚：C=1.52H=1.52*15取 C=30mm凹模边长：L=b+2C=40+60=100mm查标准 JB/T-6743.1-94:凹模宽 B=100mm故确定凹模外形：100*100*15mm。将凹模作成薄形

17、式并加空心垫板后实取为：100*100*12mm4冲裁力运算落料力 F 落=KptL NKp=1.3为材料抗剪强度 L 为冲裁周边总长 t 为材料厚度 L=5+12.5*2+20*2+3.14*2.5+3.14*5=92.55mm t=1mm查冲压工艺与模具设计附录 A1 可得=440MPa F 落=1.3x1x92.55x440=52.94KN冲孔力 F 冲=1.3Lt=1.3x3.14x5x1x440=8.98KN卸料力 F 卸=K 卸*F 落 K 卸 其值范畴0.020.06取 K 卸=0.05 F 卸=0.05x52.94=2.647KN推件力 F 推=nK 推 F 冲 K 推 其值范

18、畴 0.030.07取 K 推=0.06 F 推=3x0.06x8.98=1.62KNn 取 3 F 总=F 落+F 冲+F 卸+F 推 =52.94+8.98+2.647+1.62=66.187KN5压力机公称压力的选取依照 F总=66.187KN查冷冲压模具设计与制造表710选用J23-10开式双柱可倾压力机；其参数如下：滑块行程：45mm滑块行程次数：145 次 min-1最大封闭高度：180mm封闭高度调剂量：35mm模柄孔尺寸：直径 30mm 6压力中心的运算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。否那么，

19、会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。图 3如图 3 所示 工件在 y 方向对称，故压力中心 Y0=5mm解析法运算依据：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力的坐标位置O0(x0,y0)，即为所求模具的压力中心。X0LnXn/Lni1i1nnX0其中：5*03.14*2.5*13.2512.5*2*6.2520*2*253.14*5*403.14*5*3592.55=26.34mmL1=5X1=0L2=12.5X2=6.25L3=1/2*3.14*2.5X3=13.25L4=20X4=25

20、L5=2*3.14*2.5X5=35L9=12.5X9=6.25L8=1/2*3.14*2.5X8=13.25L7=20X7=25L5=2*3.14*2.5X5=35L6=3.14*5X6=40由以上运算工件的压力中心坐标为5，26.34第二章 模具零件及结构的详细设计第一节标准件的选取模架的选取由凹模周界 L=100mm B=100mm 查冲压模具简明设计手册 表 15.2GB/T2851.3选择滑动后侧导柱式模架。上模座 标准编号：GB/T2855.5 100*100*30其差不多参数：H=30mmL1=130 mm S=116mmA1=75mmA2=110mm R=32mm0.025l2

21、=60mmD 320mm下模座 标准编号：GB/T2855.6 100*100*40其差不多参数：40mmL1=130 mm S=116mmA1=75mmA2=110mm R=35mm0.020l2=60mmD 220.041mm型导柱标准编号：GB/T2861.1 20*130其差不多参数：d 00.09L 130mm型导套标准编号：GB/T2861.6 20*70*28其差不多参数：0.0130.050d 200mmD 320.034 mmL 70mmH 28mm模柄的选取由 J23-10 开式双柱可倾压力机需 d=30 的模柄 查冷冲压模具设计与制造表737选用 B 型压入式模柄，其差不

22、多参数为：d 300.0650.0250.195mmD 320.09mmD1 33mm H=78mm h=30mm h1=4mm b=2mma=0.5mm d1=6mm d2=11mm螺钉的选取上，下模座螺钉由凹模周界 100*100 选用 M8 的内六角圆柱头螺钉其差不多参数查 GB/T70.12000:P=1.25mmdk=13mmk=8mmt=4 mme=6.86mmr=0.1l=1280mm依照模具的实际情形上模座选用 M8X50 的内六角圆柱头螺钉。下模座选用 M8X25 的内六角圆柱螺钉。卸料螺钉查冲压模具简明设计手册表 15-34选用 M8X35 的圆柱头卸料螺钉销钉的选取上，下

23、模座销钉由凹模周界 100*100 选用 M8 的圆柱销钉其差不多参数查 GB/T119.1 C=1.6mml 1480mm依照模具的实际情形上模座选用 M8X50 的圆柱销钉下模座选用 M8X30 的圆柱销钉模柄固定销由模柄选用 M6 的圆柱销钉s=6mm其差不多参数查 GB/T119.1C=1.2mml=1260mm依照模具的实际情形选用 M8X12 的圆柱销钉挡料销和导料销由条料的排样布局查冷冲压模具设计与制造表 7.44 选用固定挡料销，其差不多参数如下：0.008d 3D 60mm0.0750.002mm h=1mml 8mm 卸料弹簧的选取查冲模设计手册表 14-35 选用 D=1

24、5 H=22 的弹簧推杆的选取查冲压模具简明设计手册表 15.42 选用 A 型带肩推杆。其差不多参数：D=8mm L=110mmd113mm第二节模具工作零部件详细设计1凹模查 GB2871.481，得两螺钉孔距 S=76mmS2=56mm两销钉孔距 S1=40mm依照第二章第三节 1 运算出来的刃口尺寸，那么凹模的具体尺寸见附图 1由凹模板确定其它模具模板的尺寸列表如下(2)冲孔凸模尺寸凸模长度：L=h1+h2+h3=12+12+12=36mm其中 h1 为凸模固定板高度h2 为空心垫板高度h3为凹模板高度查冷冲压模具设计与制造表 7.41GB/2863.281由凸模直径 5.13500.

25、045确定冲孔凸模其它尺寸见附图 5(3)推件块举荐块高度：L=H+3 =12+3 =15mmH 为凹模板高度。查冲模设计表 8 得出与凹模的间隙为 0.3mm其具体尺寸见附图 6(4)凸凹模凸凹模高度：L=L1+h1-h2 =35+12-4 =43mm其中 L1 为卸料销钉的 L 长度，h1 为卸料板的厚度，h2 为下垫板的厚度其具体尺寸见附图 8第三节 模具零件三维设计1，下模座 2，上模座3，下垫板 4，上垫板5，凸 模 固 定 板6，凸 凹 模 固 定 板7,空心垫板 8 卸料板9，凹模板 1011，凹凸模 1214，推杆 15，凸模，模柄，推件块16，卸料螺钉 17，弹簧18，螺钉

26、1920，挡料销 21，圆柱销，导料销第三章模具结构的装配第一节模具零件的二维工程图第二节模具的装配过程第三节模具的爆炸图致谢对几年来辛勤教诲我的老师和学校致以最崇高的敬意！对本次毕业设计指导我老师表示我最衷心的感谢!毕业设计开始以来，有幸多次倾听老师的教诲。老师以他宽广的知识、高瞻远瞩的学识、在实际生产中所积存的体会。拓宽了我的视野和思维，更为重要的是老师以他对事业孜孜不倦的追求和待人接物谦逊的态度和豁达的胸襟，时刻都在潜移默化地阻碍着我，这将使我终生受益。通过本次毕业设计，获得实践动手能力而一个重要的实践性一次综合性实践。在专业技术应用能力上达到培养目标的差不多要求，在冲压工艺与冲压模具设

27、计技术方面得到全面提高，进而培养了综合设计能力，把握了冲压模具设计的方法和步骤，使我把握了冲压模具设计的差不多技能，具有查阅和运用标准资料、手册等有关技术资料的能力。为今后的学习工作打下坚实的基础。参考文献1冲模设计手册编写组.模具设计手册M.北京:机械工业出版社,19992模具有用技术丛书编委会.冲模设计应用实例M.北京:机械工业出版社,19993王芳.冷冲模具指导书M.北京:机械工业出版社,19984王以真.有用扬器技术手册M.北京:国防工业出版社,20035王新华,袁联富.冲模结构图册M.北京:机械工业出版社,20036廖念钉,古莹奄等.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,20017陈锦昌,刘就女等.运算机工程制图M.广州:华南理工大学出版社,19998刘鸿文.材料力学M.北京:高等教育出版社,19999王焕庭,李茅华、徐善国.工机械工程材料M.大连：大连理工大学出版社,200210党根茂,骆志斌等.模具设计与制造M.西安:西安电子科技大学出版社,200111黄毅宏,李明辉.模具制造工艺M.北京:机械工业出版社,1999