冲孔落料件冷冲模具设计《张剑雄》

1冲孔落料件冷冲模具设计目录摘要I引言II1.冲压件工艺性分析2.冲压工艺方案的确定2.1工序性质的确定2.2工序数量的确定2.3工序顺序的安排2.4工序定位基准和定位方式的选择3.主要设计计算3.1排样方案的确定及计算3.2冲压力的计算3.3压力中心的确定及相关计算3.4工件零件刃口的计算3.5卸料橡胶的设计4.模具总体设计4.1模具类型的选择4.2卸料，出件方式的选择4.3定位导向方式选择5.主要零部件设计5.1落料凸模的设计5.2冲孔凸模的设计5.3凹模的设计6．冲压模具零件加工工艺的编制9.1凹模加工工艺过程………………………………………………………………………9.2凸模加工工艺过程………………………………………………………………………9.3卸料板加工工艺过程…………………………………………………………………….9.4凸模固定板加工工艺过程……………………………………………………………….9.5上模座加工工艺过程....................................................29.6下模座加工工艺过程……………………………………………………………………9.7导料板加工工艺过程……………………………………………………………………7．模具总装图及设备的选定7.1模具的总装图7.2设备的选定8.工作零件的加工工艺9.模具的装配主要参考文献设计小结摘要我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。因而只有培养模具人才才能缩小我国同发达国家之间的距离。这次毕业设计我设计的是手柄冲裁模，利用的是级进模生产的。级进模，又称为多工位级进模、连续模、跳步模，它是在一副模具内，按所加工的工作分为若干等距离的工位，在每个工位设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工作某部分的加工。被加工材料，事先加工成一定宽度的条料，采用某种送进方法，每次送进一个步距。经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压工件。在一副级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成形等工序。一般来说，无论冲压零件形状怎么复杂，冲压工序怎样多，均可用一副级进模冲成完成。3本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，主要介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、进行必要的工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高度及压力机有关参数、绘制模具总装图及零件图都是这次设计的主要内容。用于级进模的材料，都是长条状的板材。材料较厚、生产批量较少时，可剪成条料；生产批量大时，应选择卷料。卷料可以自动送料，自动收料，可使用高速冲床自动冲压。级进模对材料的厚度和宽度都有严格的要求。宽度过大，条料不能进入模具的导料板或通行不畅；宽度过小则影响定位精度，还容易损坏侧刃、凸模等零件。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且我做了把所学到的知识运用到实践当中，更让我了解了级进模设计的全过程和加工实践的各种要点。关键词：设计要求：1.确定合理的冲裁工艺及方案。2.正确计算有关零件的尺寸及公差。3.完成加工工艺及装配方案。引言模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。4模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。,模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方5面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上仍存在一定差距。1.冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为紫铜，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有2个直径26mm的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸全部为自由公差，可看着IT14级，尺寸精度底，普通冲裁就能满足要求2.冲压工艺方案的确定1工序性质的确定6工序性质是指冲压件所需的工序种类。如分离工序中的冲孔、落料、切边，成形工序中的弯曲、翻边、拉深等。工序性质的确定主要取决于冲压件的结构形状、尺寸精度，同时需考虑工件的变形性质和具体的生产条件。在一般情况下，可以从工件图上直观地确定出冲压工序的性质。如平板状零件的冲压加工，通常采用冲孔、落料等冲裁工序。弯曲件的冲压加工，常采用落料、弯曲工序。拉深件的冲压加工，常采用落料、拉深、切边等工序。在该题目给的条件和情况下，通过对工件图的初步观察，该工件是落料冲孔就可以完成图样的要求，初步确定工件是通过落料和冲孔工序得到的最后效果。2工序数量的确定工序数量是指冲压件加工整个过程中所需要的工序数目（包括辅助工序数目）的总和。冲压工序的数量主要根据工件几何形状的复杂程度、尺寸精度和材料性质确定，在具体情况下还应考虑生产批量、实际制造模具的能力、冲压设备条件以及工艺稳定性等多种因素的影响。在保证冲压件质量的前提下，为提高经济效益和生产效率，工序数量应尽可能少些。7工序数量的确定，应遵循以下原则：（1）.冲裁形状简单的工件，采用单工序模具完成。冲裁形状复杂的工件，由于模具的结构或强度受到限制，其内外轮廓应分成几部分冲裁，需采用多道冲压工序。必要时，可选用连续模。对于平面度要求较高的工件，可在冲裁工序后再增加一道校平工序。（2）.弯曲件的工序数量主要取决于其结构形状的复杂程度，根据弯曲角的数目、相对位置和弯曲方向而定。当弯曲件的弯曲半径小于允许值时，则在弯曲后增加一道整形工序。（3）.拉深件的工序数量与材料性质、拉深高度、拉深阶梯数以及拉深直径、材料厚度等条件有关，需经拉深工艺计算才能确定。当拉深件圆角半径较小或尺寸精度要求较高时，则需在拉深后增加一道整形工序。（4）.当工件的断面质量和尺寸精度要求较高时，可以考虑在冲裁工序后再增加修整工序或者直接采用精密冲裁工序。（5）.工序数量的确定还应符合企业现有制模能力和冲压设备的状况。制模能力应能保证模具加工、装配精度相应提高的要求。否则只能增加工序数目。8（6）.为了提高冲压工艺的稳定性有时需要增加工序数目，以保证冲压件的质量。例如弯曲件的附加定位工艺孔冲制、成形工艺中的增加变形减轻孔冲裁以转移变形区等等。由图纸给的外形和尺寸可以看出，该工件包含两个工序：落料和冲孔，而外形尺寸并不的高精度要求，固虽然可以用单工序模完成要求，三考虑到大批量生产、成本和效率问题，还是可以用复合模一次完成两道工序3工序顺序的安排工序顺序是指冲压加工过程中各道工序进行的先后次序。冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。一般遵循以下原则：（1）.对于带孔或有缺口的冲压件，选用单工序模时，通常先落料再冲孔或缺口。选用连续模时，则落料安排为最后工序。（2）.如果工件上存在位置靠近、大小不一的两个孔，则应先冲大孔后冲小孔，以免大孔冲裁时的材料变形引起小孔的形变。（3）.对于带孔的弯曲件，在一般情况下，可以先冲孔后弯曲，以简化模具结构。当孔位于弯曲变形区或接近变形区，以及孔与基准面有较要求时，则应先弯曲后冲孔。9（4）.对于带孔的拉深件，一般先拉深后冲孔。当孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高时，可以先冲孔再拉深。（5）.多角弯曲件应从材料变形影响和弯曲时材料的偏移趋势安排弯曲的顺序，一般应先弯外角后弯内角。（6）.对于复杂的旋转体拉深件，一般先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的内形。对于复杂的非旋转体拉深尺寸的应先拉深小尺寸的内形，，后拉深大尺寸的外部形状。（7）.整形工序、校平工序、切边工序，应安排在基本成形以后。而给出的工件只有落料和冲孔，按一般思路可以下次先冲孔然后再落料，但要保证外观和孔的配对防止孔冲完后可能落料时对充好的孔造成轻微的变形，多以复合模冲压时，我们先考虑落料再冲孔。4工序定位基准和定位方式的选择在进行冲压工艺设计时，必须考虑各种冲压工序的定位问题。所谓工序的定位，就是使胚料或工序件在各自工序的模具中占有确定的位置。合理的定位可以保障冲压的顺利进行和完成尺寸精度，也对稳定的冲压工艺过程，安全生产有直接的影响。该工件包括落料冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：10方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料—冲孔复合冲压。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。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3.主要设计计算（1）排样方式的确定以及计算设计级进模，先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间两个孔，直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。搭边值取mm，壁厚取mm，条料宽度为mm，步距为mm，一个步距的材料利用率为11（2）冲压力的计算该模具采用级进模，选择弹性卸料，下出件。冲压力的相关计算见表1根据计算结果，冲压设备拟选择。表一条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA=4020+102-2421013.5mm2条料宽度BB=60+21.5+0.564mma=1mm,1a=1.5mm步距SS=20+121mm一个步距的材料利用率BSnA100%=21645.1013100%76%冲压力冲裁力FF=KLtb=1.392.56116019252NL=92.56mm卸料力xFxF=XKF=0.0419252770N查表得12XK=0.04推件力TFTF=nTKF=80.06192529241Nn取8冲压工艺总力ZFZF=F+xF+TF=19252+770+924129263N弹性卸料下出件（3）压力中心的确定及相关计算画出凹模型口图如下；通过软件得出压力中心点（）。（4）工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法