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1、全日制普通本科生毕业设计接触片的冲压工艺及模具设计STAMPING PROCESS AND DIE DESIGN OF CONTACT PIECE由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706学生姓名： 学 号：年级专业及班级：2008级机制设计制造及指导老师及职称：学 部：理工学部提交日期：2012年5月目 录摘要1关键词11 前言12 零件工艺性分析32.1 材料分析32.2 确定工艺方案43 主要工艺参数计算43.1 计算毛坯尺寸43.2 画排样图53.3 材料利用率计算53.4 计算冲裁力63.5 确定压力中心73.6 冲压设备的选择74 主要工作
2、部分尺寸计算84.1 冲孔部分刃口尺寸计算84.2 切断部分刃口尺寸计算94.3 弯曲模工作部分的尺寸计算114.3.1 凸、凹模的圆角半径114.3.2 凸、凹模间隙114.3.3 模具宽度尺寸115 模具总体设计125.1 模具类型的选择125.2 确定送料方式125.3 定位方式的选择125.4 卸料、出件方式的选择126 卸料零件的计算126.1 卸料弹簧的选择127 模具各主要零件的设计137.1 导料板的设计137.2 切断凸模的设计147.3 冲孔凸模的设计147.3.1 冲孔凸模的尺寸及形状147.3.2 凸模的固定形式157.3.3 凸模长度的确定157.3.4 凸模强度的校
3、核177.4 压弯凸模的设计187.5 凹模的设计187.5.1 凹模刃口形式187.5.2 凹模的外形尺寸187.6 模具闭合高度的校核207.7 卸料螺钉的设计217.8 弹压卸料板的设计217.9 模架的选取227.10 导柱、导套的选择227.11 导料销的选择227.12 螺钉及销钉的选择228 绘制模具装配图249 结论24参考文献24致谢25附录26接触片的冲压工艺及模具设计摘 要：阐述了冲压连续模的结构设计及工作过程。通过对工件的工艺性分析，先进行冲孔工序，通过冲裁力、卸料力、推件力等的计算，确定了采用级进模冲压的方案。设计出了主要零件的结构和整体结构，绘制了模具的装配图及部分
4、零件图。本模具的性能可靠，操作简单方便，提高了冲压产品的质量和生产的效率，降低了劳动强度和生产成本。关键词：冲压工艺；模具；级进模 Stamping Process and Die Design of Contact PieceAbstract：The designer has expounded stamping die for the structural design and working process. Through analysis of the process of the parts, the designer has put the process of punching
5、 for the first step. The designer determined to use progressive die through the calculation of the blanking force,stripping force and ejecting force and so on. The designer designed the structure of the major parts and the entity model, painted assembly drawing and part of the detail drawings. The d
6、ie has characters of reliable performance,its easy and simple to promote the quality and efficiency of the stamping product, it will reduce labor intensity and the cost of product.Key words：stamping process;die; progressive die1 前言 模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十
7、分重要的作用，在国际上称为“工业之母”。近十年来，随着国民经济的快速发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产业。据统计，我国现有模具生产厂点已超过1700家，从业人员达60多万人。冷冲压是先进的金属加工方法之一，它主要加工板料，故又称为板料冲压。冷冲压是在室温下，借助于设备提供的压力，利用模具，使板料金属发生塑性变形，因此，它是金属塑性加工（压力加工）的一种方法。有些非金属材料，也可以采用某些冲压工艺制造零件。与切削加工相比，冷冲压靠模具和设备完成加工过程，所以具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品一致性好、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优
8、点。一台普通冲压设备每分钟可生产零件几十件，而高速冲床的生产率可达每分钟数百件甚至上千件。因此，大批量生产的机械、电子、轻工等产品，都大量使用冷冲压零件。由于冷冲压不需要加热，也不像切削加工那样，将大量金属切成碎屑而消耗大量能量，所以它是一种节能的加工方法；冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带，在冲压加工中材料表面质量不受破坏，故冲压件的表面质量好，这是任何其他加工方法所不能竞争的。冲压模具作为制造产品（或半成品）的一种工具，其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。因此，冲。冷冲压工艺大致分为两大类：分离工序和成形工序。分离工序的
9、目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离；分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成形工序的目的是使冲压毛坯在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品要求的形状；成形工序又可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀孔、扩孔、缩孔和旋压等。冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。因此，了解模具结构，研究提高模具的各项技术指标，对于模具设计和冲压技术的发展是十分重要的。冲模的结构形式很多，可以根据以下特征进行分类：1）按冲模的工序性质，分为落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模和翻边模等。2）按冲模工序
10、的组合方式，分为单工序模、复合模和连续模等。3）根据模具的结构形式，按上、下模的导向方式，分为无导向模和导柱模、导板模等；按卸料装置，分为带固定卸料板冲模和弹性卸料板冲模；按挡料形式，分为固定挡料钉冲模、活动挡料销冲模、导正销冲模和侧刃定距冲模等。4）按采用凸、凹模的材料，分为硬质合金模、钢质硬质合金模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。此外，还可按模具轮廓尺寸的大小，分为大型冲模和中小型冲模；按行业特点，分为普通冲模和汽车、拖拉机覆盖件冲模等。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成形，而且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在
11、冲压件生产批量较大的情况下，冲压的优势才能充分体现出来，从而获得较好的经济效益。2 零件工艺性分析2.1 材料分析本次设计的工件为一接触片，其零件图如下：图1 接触片Fig.1 Contact piece该工件为一接触片，其材料为10钢，厚度为1.5mm。生产批量为大批量，10钢为优质的碳素结构钢，在生产中应用广泛，具有良好的可冲压性能，主要用于较复杂的弯曲件和拉伸件的加工。工件的结构形状简单，只需经过冲孔、弯曲、切断三个工序就可以完成，但是通过所给的零件图可以看出，工件的弯曲处有尖锐的转角，对于生产中工人的使用有潜在的危险，并且最重要的是，尖锐的转角容易划伤模具表面，降低模具的使用寿命。所以
12、，为了提高模具的使用寿命，我建议将所有90的尖锐角改为R1的工艺圆角，工件图上的尺寸均未标注尺寸偏差，属于未标注公差尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸的公差为：21.5， ，。冲裁件的精度要求，应在经济精度的范围内，对于普通冲裁件，其经济精度不高于IT11级，冲孔件比落料件高一级。冲裁外形与内孔尺寸工差有一定的要求。落料外形公差为0.18mm，内孔公差为0.06mm，该工件并无外形和内孔公差，另外，冲裁件的断面的表面粗糙度和容许的毛刺高度都没有具体要求。因此该要求普通冲裁可以满足。2.2 确定工艺方案此处已删除7.6 模具闭合高度的校核模具的闭合高度应为上模座、下模座、
13、凸模固定板、垫板等厚度以及凸模其他部分的长度和凹模嵌入下模座的长度差H的总和，这里H取20mm。H=50+60+25+12+20+40-0.5+20 =226.5mm“-0.5”是考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。所选压力机的最大闭合高度Hmax=270mm ,Hmin=270-55=215mm满足 7.7 卸料螺钉的设计在设计的卸料板上，设置了4根卸料螺钉。材料：45钢 热处理：硬度 HRC3540。图13 卸料螺钉Fig.13 Stripper bolt卸料螺钉的各个数据如下：表5 卸料螺钉的各项数据Table5 The various data U
14、nloading bolt图中字母 数据（mm） 图中字母 数据（mm） 图中字母 数据（mm） d 12 L 100 d2 7.8 r1 0.5 I 12 D1 12 D 18 H 12 t 6 D2 11.5 S 10 C1 0.5 B 3 C 1.5 R 0.5 d1 107.8 弹性卸料板的设计弹性卸料板主要用于冲制薄板和要求平整的冲模中。它可以在冲压开始时先起压料的作用，冲压结束后起卸料作用，是冲裁模中常用的卸料方式。设计图形如图14所示。图中选用4个卸料弹簧，4个卸料螺钉，卸料弹簧和卸料螺钉前面已经设计过，弹簧孔的直径为43.5mm。7.9 模架的选取选择GB/T2851.3-90
15、后侧导柱模架如图15所示。H=230mm，h1=50，h2=60，R=25mm，B=140，A1=110，A2=195。按GB2862.3-81选择B5078凸缘模柄。材料Q235-AF。图14 弹性卸料板Fig.14 Elastic stripper plate7.10 导柱、导套的选择为了便于安装，选择导柱导套时左右两侧的导柱和导套选择相同的型号。按照GB/T 2861.6-90选择d=50mm的A型导套A50H6110 GB/2861.6。极限偏差为H6，长度L=110mm，H=45mm，材料为20钢。热处理：渗碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC。按照GB/T 2861.1-90
16、选择d=35mm的A型导柱A35h5190 GB/T2861.1，极限偏差h5，长度L=190mm，材料20钢。热处理深度0.81.2mm，硬度5862HRC。导柱和导套采用H7/h6的间隙配合。7.11 导料销的选择导料销(又称定位销)主要用于定位,保证条料有准确的送料距,导料销有多种形式,分别用于不同的场合。此按照GB2866.5-81选择弹直径d=12mm，材料45钢，热处理，硬度4348HRC，如图16所示。7.12 螺钉及销钉的选择用于连接定位板与凹模的螺钉选择1个内六角螺钉 GB70-80 M615,螺纹规格d=6mm,公称长度l=16,性能等级为8.8级、表面氧化、A级的内六角头
17、螺栓。定位销选用表4-4选择销GB 119-86 640，公称直径d=6mm,长度l=40mm，材料为45钢，热处理，硬度2838HRC。图15 模架Fig.15 Moldbase 图16 导料销Fig.16 Lifter Guide pin模柄固定的螺钉选择P37表3-9选择4 个螺钉 GB70-80 M1030,螺纹规格d=10mm,公称长度l=30,性能等级为8.8级、表面氧化、A级的内六角头螺钉。导料板的固定螺钉选择4个内六角螺钉，GB 70-80 M1035，螺纹规格d=10mm,公称长度l=35，性能等级为8.8级，表面氧化、A级内六角螺钉。销钉选用销GB 119-76 640，公
18、称直径d=6mm,长度l=40mm,材料为45钢。8 绘制模具总图及装配图装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图应对应绘制。还要注明必要尺寸，如封闭高度、轮廓尺寸、压力中心以及靠装配保证的有关尺寸和精度。画出工件图、排样图，填写详细的零件明细表和技术要求。按设计的零件总图，拆绘模具零件图。零件图也应有足够的投影和必要的剖面、剖视图，以便将将零件结构表达清楚。另外，还要标注出零件的详细尺寸、制造公差、形位公差、表面粗糙度、材料热处理、技术要求等。计算工作零件刃口尺寸及公差，标注在零件图上。具体图行见附件。9 结论经过了快一个学期的毕业设计，让我对模具有了大致
19、的了解，通过查阅资料，知道了单工序模和复合模、连续模的优劣。我这次设计的是连续模，所以我对连续模的发展现状多了解了一些。连续模是在依次分布与条料送进方向的几个工序上分别完成一系列的冲压工序，条料从第一工位到最后工位相继成型，因此压力机每动作一次就获得一个完整的工件或者工序件。 这次设计由于自己的设计经验不足，在设计中遇到了很多困难，这让我充分认识到了自己知识的不足，在将来还要继续加强专业知识的学习。我通过自己上网，上图书馆查阅资料，解决了很多的问题，但是让我能完成本次设计的，还要感谢我的指导老师董亮老师和同学，他们在设计中给了我很多的帮助，是他们解答了我所遇见的一个个难题，没有他们的帮助，我就
20、无法完成这次设计。参考文献1 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，1999.22 王秀凤，张永春.冷冲压模具设计与制造M.北京：航天航空大学出版社，2008.73 王卫卫.材料成型设备M.北京：机械工业出版社，2204.84 郝彬海.冲压模具简明设计手册M.北京：化学工业出版社，2004.115 储凯，许斌，李先民，李维民.机械工程材料M.重庆：重庆大学出版社2004.26 中国模具工业协会标准委员会编.中国模具标准件手册.上海：上海科学普及出版社，1989.7 国家标准总局.冷冲压国家标准M.北京：冷冲压国家标准，1989.38 王孝培.冲压手册J.第二版.机械工业
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23、2004.21 Henry HU , Yeouli CHU , Patrick CHENG. Die design and process optimization of die cast V6 engine blocks J. China Foundry，2005.致 谢值此本科学位论文完成之际，首先要感谢我的导师董亮老师。董老师从一开始的论文方向的选定，到最后的整篇文论的完成，都非常耐心的对我进行指导。给我提供了大量数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出错误。他对机械领域的专业研究和对该课题深刻的见解，使我受益匪浅。董老师诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风格给我留下深刻的影响，值得我永远学习。在此，谨向导师董老师和所有老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！在我做毕业设计的时候我的家人和同学都给了我非常多的帮助和支持，在此想对他们说声谢谢。附录附录1：装配图(A01)张附录2：零件图(A39)张
