盖板的冷冲压模设计毕业论文（设计）.doc

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1、 密级： 学号：109202030104本科生毕业论文（设计）盖板的冷冲压模设计学 院： 江西科技学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 09级机设本（2）班 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文和设计是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文和设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位

2、论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查询阅和借阅。本人现授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用缩印、影印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 摘 要在日常生产和制造业中，特别是钣金加工方面冷冲压已经占据了主导地位，它具有生产快、市场投放能力强、加工精度较高等特点而被广泛使用。本篇文章叙述了盖板零件的设计，其中主要包括了模具的选择、模具内部标准件的选择、凸模的设计计算、凹

3、模的设计计算、加工时各个作用力的大小、压力机的选择。简述了零件的制造过程、冲压模的结构设计、零件的公差分析、对该类型的模具前景浅谈。关键词：冲压模具、冲裁、弯曲ABSTRACTStamping production by the mould and press finish machining process, compared with other processing method of its stable quality, good interchangeability.Machining surface quality is high, the shape of complex pa

4、rts.High efficiency, saving material.So the stamping die in the actual industrial production can be used widely.Blanking, punching, bending structure design and working process of compound die were introduced, through the analysis of the technology, uses blanking bending, punching through, the top p

5、ieces, pressing force, stripping force, bending strength calculation, determine the type mold. The posterior mold using derivative-scale, blanking die with insert structure, waste discharged from the slot die. Key words : Pressing mold、Cutting、Bending目 录第1章 绪论21.1概述21.3模具发展史2第2章 盖板工艺分析42.1 零件的工艺特点42

6、.2 盖板工艺方案分析及确定52.3 盖板排样设计6第3章 盖板冲裁模设计83.1盖板主要工艺参数计算83.2冲压机的选择103.3主要工作部分尺寸计算113.4模具主要零件及结构设计12第4章 模具标准件选择144.1模架及主要零件选择144.2其余零件选择18第5章 结论及展望20参考文献21致谢22第一章 绪论1.1 概述熟练的掌握徒手绘制各类图纸的能力和AutoCAD的运用能力，并能够熟练的通过查找各类参考文献，设计手册，国家标准及规范等，能独立的完成设计的能力。这些是对于一个本科生必需具有的能力。现如今模具行业作为工业产品的主要组成部分，在工业生产中有着举足轻重的地位。模具行业不但影

7、响着工业产品的水平，也是体现一个国家工业化程度的总要指标。所以，开展模具制造行业是对我国经济稳定持续增长和成为一个工业大国，有着重要的意义。冲压模具作为模具行业中的最重要的组成部分，机械，电子等行业乃至国防方面都需要冲压模具行业支撑。随着社会的快速发展，人们的生活水平逐渐的提高，而生活质量中所需的大部分物质都需要冲压模具行业制造，例如：手机，电脑，电视，冰箱等。本设计全面介绍一套级进模的理论设计过程和工艺制造过程。模具设计中参考的了各种资料，设计方向向多样化，精确化，生产效率化等方面深化。1.2 模具发展史模具作为工业生产中最根本性和最具有生产意义的一个环节，无论是在通讯、家电、电机、电子、电

8、器、仪表和汽车等产品中，大部分的零部件都是通过模具来生产。视作工业制造行业的先锋部队。可以说模具影响着一个一个企业地位，绝不是夸夸其谈。30多年来，中国模具工业迅猛发展，至近几年2008年以后尤显疾劲。在“十一五”期间，模具业年均增速达20%。在“十二五”期间，中国模具行业的市场份额更是会达到1600亿元人民币。其中起决定性作用的是我们的技术水平必须大幅度提升，已经越来越多的受到各行业的重视。目前的情况，我国的很多模具企业都属于技术水平较低的状况，而一些高端的模具都是从其他国家进口。从地域区分来看，也出现南北分化呈南强北弱的局势，东南沿海快于中西部地区，而珠三角地区和长三角地区是模具最集中的生

9、产地，模具产值占全国2/3以上。对于从业者来讲，这也就要求我们设计师要拥有更高技术的水平。据记载，显示我国古时候冲压成型和冲压模具方面的成就力压西方国家。1953年长春一汽制造厂在中国率先建立了冲模车间，上世纪60年代我国就能够制造精冲模具，随着这么多年的发展，现在我国已经形成了300多亿元各类冲压模具的制造能力（其中未包括港澳台的统计数字）。我国冲压模不管在数量上还是在技术、能力和质量等方面都有了很大发展，但和经济发达国家相比差距很大。冲压加工成本底，大量生产中采用冲压加工钣金是最经济的工艺方法。冲压板料的厚度从1mm以下至20mm以上；冲压加工的范围小到钟表的秒针，大到汽车纵梁和覆盖件。普

10、通冲裁表面粗糙度可达Ra12.5Ra3.2m，精冲可以达到Ra2.5Ra0.32m。一般冲裁件的加工精度可达IT10至IT11级，精冲可达IT6至IT9级。从改革开放以来，对国外引进的CAD/CAM技术缺乏二次开发，经济效益不显著。鉴于上述情况，有关部门在“九五”期间了相关措施和政策。当下，本国的模具工业发展迅速，模具商业化大幅度上升，模具行业产业结构有很大改善，中高档模具的数量也明显提高，多功能模具和多工位级进模成为我国重点发展的精密模具品种。三维CAD技术出现后，使得模具结构设计及零件设计在一目了然的三维空间环境下进行，完成模具设计后，就可以根据投影关系自动生成加工工程图。模具是属于标准化

11、程度高的工艺装备，模具设计中使用的各种标准件和模架可直接从CAD系统库中建立的标准库直接调用，极大地提高了模具设计的效率和质量。与之同时，三维CAD系统设计生成的三维模型，直接用于有限元模拟零件的成型过程和数控加工编程的后续使用，满足了CAD/CAM集成技术的需求，适应了现代化生产，使得新产品的开发达到了“低成本、高质量及上市快”的目标。第二章 盖板工艺分析2.1零件工艺特点名称:盖板批量:大批量材料: Q235t=3mm1、零件的形状要满足原料的最佳排样，以防止资源浪费2、零件各处连接，应有适当的圆角，如表2-1.如有尖角，会给加大零件知道的难度，还有可能会伤到模具。表2-1 冲裁件最小圆角

12、半径工序线段夹角黄铜、纯铜、铝软钢合金钢落料900.18t0.25t0.35t900.35t0.50t0.70t冲孔900.20t0.30t0.45t900.40t0.60t0.90t3、冲裁时由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料化学成分材料厚度等有关。冲孔的最小尺寸见表2-2。表2-2 冲孔的最小尺寸材料自由凸模冲孔精密导向凸模冲孔圆形矩形圆形矩形硬铝1.3t1.0t0.5t0.4t软钢及黄铜1.0t0.7t0.35t0.3t铝0.8t0.5t0.3t0.28t酚醛层压布（纸）板0.4t0.35t0.3t0.25t零件两孔间，孔和边缘的距离a（图2-1），受到模具

13、和零件质量的限制，其值不能过小，最好选大于或者等于2t，并不得小于3-4mm。必要时可取a=（1-1.5）t。2.2盖板工艺方案分析及确定此类零件常用方法是首先落料、冲孔、再弯曲的步骤加工，将三道工序复合在一起，可以有以下两种不同的工艺方案：方案一：复合模冲孔、落料、弯曲同时进行方案二：落料、冲孔为同一工步首先完成，然后进行弯曲。方案的选取：如果采用方案1，加工工件，不易保证长度尺寸42mm的精度，而且易使内孔冲头磨损，降低模具寿命。R=2.5mm的圆角过渡。除孔180mm和长度42mm有精度要求外，其余尺寸精度要求不高。材料为Q235-A钢，其冲压性能较好，孔与外缘的壁厚较大，根据文献，知复

14、合模中的凸凹模壁厚部分有足够的强度。因此该冲裁件可选用落料、冲孔及弯曲的复合模。2.3盖板排样设计2.3.1 排样设计在大批量的生产中，原料的利用率决定着影响经济效益，因此此类生产排样也显得格外重要。基于这个最基本的原则，和对零件形状的分析，此次设计采用如下图所示的排样。其中搭边值一般由经验确定，根据工件宽和材料厚度，查资料可知，L50 ，a=3.04.0，则取a=3.5m ，a1=2.53.5mm，则取a1=3mm，则条料宽度为：当条料在无侧压装置的导料板之间送料时可用下式计算：=D+2（）+-式中：毛坯宽度（mm）单个毛坯零件的最大尺寸（mm）侧搭边（mm）毛坯在宽度方向的公差（mm）值由

15、书冲压工艺与模具设计P73表2-14的，=0.8mm条料与导料板的间隙，由冲压工艺与模具设计表2-15的，=1所以：=D+2（）+- =95.4+2*（3+0.8）+1-0.8mm=102.2mm2.3.2 送料步距的计算每次只冲一个零件的步距A的计算公式为: A=D+a由于该模具每步距落料两零件所以公式为：A=2*（D+a）式中:D进料宽度； D=40mmA两零件间的距离； a=3.5mm所以:A=2*（D+a）=2*（40mm+3.5mm）=87mm 2.3.3 材料利用率的计算零件面积A=2932.37mm2毛坯面积B=7168一个步距的材料利用率h为：h=2A/B=（2*2932.37

16、/7168）100%=81.8%第三章 盖板冲裁模设计3.1盖板主要工艺参数计算图3-1 盖板零件图3.1.1各部分工艺计算 1、冲孔力计算： F冲=1.3Lt L= d0=3.1424mm=75.36mm 则冲孔力则为： 式中 F冲冲孔力（N）； L工件内轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm)，t=3mm； 材料的抗剪强度（MPa）。查得 =260MPa. 则 F冲=1.375.363260=76.42KN2、落料力的计算： L=26+40+2(862+22)1/2=238.05mm；落料力则为： =1.3238.053mm260Mpa241.4KN 式中 落料力（N）； L 工件外轮廓周长

17、（mm） t材料厚度 t=3mm； 材料抗剪强度（MPa），查得=260Mpa; 3、推件力计算： F推 =nK推F冲 式（3-3） 式中 K推- 推件力系数，查得K推 =0.063； n 工件卡在凹模内的个数，取n=3。 则 F推 =30.06329.39kN5.55KN 4、卸料力的计算： 式（3-7） 则 F卸=0.0524.14kN1.21kN 式中 卸料力因数，查得=0.05 因此，总的冲裁力为： =24.1429.391.215.55=60.29KN5、翻边力计算：F翻 =1.1ts(D-d0) 式（3-4）式中 s 材料的屈服强度，查得s = 210MPa； D 翻边直径（mm）

18、，D=11mm； d0毛坯预留长度（mm)， d0 =5.4 mm； 则 F翻 =1.13.143210(11-5.4)=12.18KN3.2冲压机的选择由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力F压(1.61.8)F总选择压力机。按照书末附录选取公称压力机。见表3-1表3-1 冲压机参数 型号开式压力机送料长度/mm6-80公称压力/KN250kN厚度/mm0.1-3滑块的行程次数/150-750宽度/mm5-80滑块行程/mm10-40主电动机功率/KV7.5最大封闭高度/mm270模柄孔尺寸40mm60mm封闭高度的调节量/mm55工作台孔径370mm560mm3.3主要工作部分尺寸

19、计算3.3.1冲孔刃口尺寸计算根据资料，查得冲裁刃口双面间隙Zmin=0.02mm，Zmax=0.04mm。未注公差的零件尺寸按IT14级精度计算，查书可得81.55mm的极限偏差=0.87mm。磨损因数查得x=0.5。冲孔凸、凹模的制造公差查得：凸=0.025mm，凹=0.035mm。 校核：凸+凹=0.06mmZmaxZmin=0.02因此，凸、凹模采用配作加工方法。则凸模刃口尺寸： d凸=（d+x）0凸=2600.004mm凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保证其双间隙为0.020.04mm。3.3.2工作部分尺寸计算 凸、凹模的制造公差按IT10级计算，其值可由书查得。凸、凹模尺寸见下表：表

20、32 凸、凹模尺寸 （mm） 工件尺寸凹模尺寸D凹=（D0.75）0+凹凸模尺寸D凸=（D0.75Z）0凸262600.0042600.004670+0.256.0200.0044040.0200.0044000.00418190+0.2518.300.004凸模1 凸模2凸模3 凸模43.3.3落料刃口尺寸计算冲孔尺寸: 6mm与18mm由书查得1=2.0mm,2=1.0mm。磨损因数查得x1=0.5,x2=1。凹模的制造公差凹1=/4=0.155mm,凹2=/4=0.25mm。则凹模尺寸A凹1=（D+x）0+凹=（6+0.52）0+0.155mm=70+0.155mmA凹1=（D+x）0+

21、凹=（18+11）0+0.25mm=190+0.25mm凸模尺寸按照凹模尺寸配作，保证其双间隙为0.021mm。图3-2 工作部分复合模中的主要零件弯曲、成形、落料凸凹模的工作部分如图32所示。3.4模具主要零件及结构设计模具的结构如图33所示图3-3 落料、冲孔、弯曲复合模图3.4.1卸料零件计算 上卸料采用刚性卸料装置。压力机滑块上的打料横梁通过打料棒、顶板、顶杆、卸料环将制件从上模中打出。下卸料是采用橡胶作为弹性元件的弹性装置。计算橡胶的自由高度：H自由=（3.54）s工作式中，s工作工作行程与模具修模量或调整量（46mm）之和。s工作=（3.5+1+4）mm=8.5mm 则H自由=（3

22、.54）8.5mm=29.7534mm。 取H自由=30mm。 橡胶的装配高度H2=（0.850.9）H自由=25.527mm 取H2=26mm。 3.4.2 模架的选择 根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置的尺寸，参照有关资料选中间华东导柱圆形模架170mm160220mm（GB/T2851.690）上模座：170mm40mm HT200下模座：170mm45mm HT200导 柱：28mm155mm GCr15导 套：28mm100mm38mm GCr15保持圈：28mm64mm LY3铝合金钢球直径：4mm导柱、导套经过热处理后，达到淬火硬度6266HRC。冲孔凸模、冲孔翻边凸凹模、翻

23、边成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模等材料采用Cr12，热处理后淬火硬度为6064HRC。定位拉料板、卸料环、接板可选用45号钢。主视图方向侧视图方向第四章 模具标准件选择4.1模架及主要零件选择根据中国模具标准件手册P3选择GB2851.5-81中间导柱模架如图4-1。L=176mm，B=120mm，始用最小闭合高度170mm,最大闭合高度380mm，导柱孔距S=210mm。上模板厚35mm，下模板厚40mm。材料HT200。按JB/T7653.1选择A60JB/T7646.3凸缘式模柄。材料Q235-A.F。图4-1后侧导柱模架4.1.1凸模固定板的选择 按下列经验公式计算：对于凸模固定板

24、：H=（11.5）D式中：D-冲孔凸模直径,选取D=22.02mm则计算凸模固定板厚度H=（11.5）22.02=28.626=29mm考虑到模架的规格以及凸凹模的周界尺寸，选择J/7643.2 80mm80mm32mm的固定板作为凸凹模的固定板，材料Q235-A.F。4.1.2垫板的选择垫板厚度一般采用48mm取垫板厚度为6mm，选取矩形垫板80606.材料为45钢;热处理：4045HRC。4.1.3模具闭合高度的校核模具的闭合高度应为上模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板等厚度的总和。即 =（35+40+78+32+6+14+10-1）mm=221mm “-1”是考虑凸模进入凹模的深度

25、。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。所先压力机的闭合高度=280mm，=（280-78）mm=102mm。 满足 4.1.4 导柱、导套的选择按照GB/T 2861.6-90选择d=32mm的导套A25H58533 GB/2861.6-81和极限偏差为H7，长度L=85mm，H=33mm，材料为20钢。热处理：渗碳深度0.81.2mm，硬度5660HRC。按照GB/T 2861.1-90选择d=32的A型导柱A25h5150 GB/T2861.1，极限偏差h5，长度L=150mm，材料20钢。热处理深度0.81.2mm，硬度5660HRC。 图4-2 压力机与模具的闭合高度4.

26、1.5卸料装置及其压料装置卸料板与凸模的单边间隙一般取0.10.5mm,但不小于0.05mm。装配要求：在模具开启状态,卸料板应高于模具工作零件刃口0.30.5mm,以便顺利卸料。卸料板的尺寸根据料厚t=3mm查的文献4P394表9-15为非标准尺寸。固选取卸料板厚度为H=14mm。弹压卸料板与凸模之间的单边间隙随料厚不同而分别去0.5mm（t0.5mm）、0.10mm（t0.5mm1mm）和0.15mm（t1mm），本题t=3mm，则弹压卸料板与凸模之间的单边间隙为0.15mm。当用弹压卸料板做凸模导向时，凸模与卸料板孔配合取H7/h6。故压料板尺寸于卸料板尺寸一致H=14mm。 4.1.6

27、推杆的选择按照JB/T7650.1-94选择带肩推杆A1390 JB/T7650.1,直径d=13mm,长度L=90mm,材料45钢,热处理：硬度4348HRC。4.1.7打料杆的设计穿过模柄孔，把压力机滑块上的打杆横梁的力传给推板的杆件，称为打料杆。打料杆长度及其结的确定。图4-3打料杆4.2其他零件选择4.2.1 滑块的设计滑块是与斜楔配合实现运动方向的改变，变换后的方向作往复滑动的零件。 图4-4滑块4.2.2转动板的设计上模的行程和工件的厚度、弯曲长度等有关系，上模的行程H=50mm，背长取45mm。则结构如图4-5所示。 图4-5 转动板4.2.3压料弹簧的选择根据选择卸料弹簧的方法

28、，初定9根弹簧，则没根弹簧所承受的压料力为： N弹簧负荷与行程曲线得：选择圆钢丝螺旋弹簧,选择序号为：序号弹簧外径D材料直径d节距t自由高度受负荷时的高度H1每100件质量/kg73508.02.58059.336.17412087.252.875160115.269.27620014385.777240170.5102.5图4-6 弹簧性能图4.2.4螺栓及定位销的选择 用于固定上模座和落料凹模的螺栓，选择1个螺栓 GB 5782-86 M645。固定上模座、模柄、垫板和凸模固定板的螺栓，选择1个螺栓 GB 5782-86 M645用于固定下模座和凸凹模的螺栓，选择GB5782-86 M12

29、55。用来固定滑块和下模座的螺栓，选择1个螺栓GB 5782-86 M655定位销选用，选择销GB119-86A860,公称直径d=8mm，长度l=60mm，材料材料为35钢，热处理硬度2838HRC。在落料凹模和上模座上的定位销选用，选择销GB 119-86 A880，公称直径d=8mm,长度l=80mm，材料为35钢，热处理硬度2838HRC。在上模座、垫板和凸模固定板上的定位销选用，选择销GB 119-86 B845，公称直径d=8mm,长度l=45mm，材料为35钢，热处理硬度2838HRC。 4.2.5 导尺的选择导尺也称为导料板，主要起着导料的作用，本模具中的导料板采用分离式。考虑

30、到凹模框以及冲孔凸模固定板的尺寸,按JB/T7468.5-1994选择导料板 125506 JB/T7468.5，长度L=125mm，宽度B=45mm，厚度H=6mm，材料45，热处理为调质处理2832HRC，技术条件按JB/T 7653-1994的规定。如图4-7所示：图4-7 导尺的尺寸第五章 总结与展望模具在人们的现实生活中变的越来越重要，人们日常生活中所接触的器具家电的制造都与模具息息相关，所以模具的发张影响着制造业的兴衰，同时关系到经济建设的速度和人们生活的质量。在这次毕业设计中，我把学校所学的理论知识和实践操作有机的结合起来，不仅让理论知识得到巩固，也积累下的宝贵的实际操作经验。设

31、计过程中，我充分利用学校图书的资源，弥补自己专业上的不足，广泛的查阅冲裁与弯曲工艺的相关知识和一些实例课题，整理出毕业设计相关的资料、为成功完成设计做了充分准备。紧紧围绕冲裁模结构和弯曲模结构两个主题进行讨论与设计，为了便于学习与掌握，还对冲裁设计和弯曲设计进行了重要的论述。在这次设计中，我还很好的利用我们所学到的绘图软件进行绘图，这种科技带来的便捷让我节约大量了时间，有充分的时间来更好的完成此次设计。 这次设计是理论联系实际的一个体现，让我认识了模具的设计了，也意识到了理论和实际操作的不同，设计并不是纸上谈兵。只有把理论和实际有机的结合起来才能称之为设计。回望这三个月的毕业设计，从一张白纸到

32、说明书，图纸的完成，凝结了好多人的汗水。遇到了重重困难，从一开始的无从下手，通过老师的指导和同学的帮助完成毕业设计。这不仅是自己的学习上的一次进步，更是一次宝贵的人生经验。参考文献1. 林成全，胡绍平 冲压模具课程设计指导与范例北京：化学工业出版社，2008.12. 高 军，李熹平修大鹏冲压模具标准件选用与设计指南北京：化学工业出版社，2007.73. 韩永杰. 冲压模具设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.24. 王新华，陈 登. 简明冲模设计手册. 北京：机械工业出版社，2008.75. 王鹏驹，成 虹. 模具设计师手册.北京：机械工业出版社，2008.106. 冯炳尧，韩泰荣，蒋

33、文森. 模具设计与制造简明手册.3版.上海：上海科学技术出版社,2008.67. 姜伯军. 级进冲模设计与模具结构实例. 北京：机械工业出版社，2007.10 （2008.10重印）8. 周本凯. 冲压模具设计实践100例. 北京：化学工业出版社，2008.19. 周 玲. 冲模设计实例详解. 北京：化学工业出版社，2007.110. 甘永立. 极限与配合问答. 上海上海科学技术出版社，2008.511. 钱克强. 机械制图.2版.北京：高等教育出版社，2007.512. 洪慎章. 实用冲压工艺及模具设计. 北京：机械工业出版社，2008.1致 谢在此论文撰写过程中，要特别感谢我的指导老师李刚

34、龙的指导和督促，同时还得感谢他的理解与帮助，没有李刚龙老师的指导和督促我这篇论文可能写不完。正是导师严谨的治学态度、敏锐的洞察力和对学生的严格要求，使我获益匪浅。因为我对这门课程的热爱，所以不管求学的历程遇到多大的困难，是多么的艰苦，我都觉得这是一种享受。论文中无处不包含着教导过我的老师们的心血和汗水，是他们使得我具备了顺利完成论文所需的扎实的基础知识和自信。当我完成这篇论文之时，快乐的心情无以言表，谨向李刚龙老师表示衷心的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在大学这四年中带过我的任课老师，正是他们的无私奉献，不求回报让我很感动，再次对他们表示由衷的感激。在这大学四年中也结识了很多学习和生活上的同学,让我拥有了人生最大的一笔财富。在此，也对这些陪伴我大学四年的同学和朋友表示衷心的感谢。最后要感谢我的父母，如果没有他们对我的支持与鼓舞，也就不可能有我读大学的机会和大学一直以来的坚持，让我走到今天，在这一刻，我想将最崇高的敬意献给他们！这次设计参考了大量的相关文献和资料，给了我许多启迪，在此，向各学术界的前辈们真诚致敬！ 陈亮 2013年3月28日