毕业设计（论文）-锁扣100X40落料冲孔冲压模具设计.docx

摘要本设计的任务是锁扣冲压模具设计，文中从工艺设计与模具设计两方面对制件进行了分析和讨论，并设计出了落料冲孔模模具。本文详述了冲压模具的结构、工作原理，并依据零件形状及材料的性能，制定了合理的工艺方案并完成模具的设计。首先介绍锁扣冲压工艺分析，工艺方案的分析与制定，排样图的设计以及有关计算，并初步确定了锁扣冲汽模具结构。然后参照文献根据冲压力及压力中心选定压力机。最后对模具的非标准件进行设计并对标准件进行选取。同时，经过对这个设计题目的研究和分析，并通过杳阅学习相关的文献，结合实际经验最终确定了比较合理的工艺方案，即落料冲孔豆合模既降低了模具的加工难度，节约了生产成本，又提高r模具的可兼性、实用性及生产效率。关键词：冲乐：模具：锁扣：药合模目录第1章引I第2章零件结构及其冲压工艺性分析22.1 <的介绍22.2 <的结构工艺性2第3章冲压工艺方案的确定及模具基本类型的选择33.1 冲Jon工的基本诩33.2 工序次数的选择33.3 工艺方案的比较（图3-1）3第4章模具结构的选獐44.1 落料、冲孔复合模结构的选择4第5章持样方式和材料的利用率65.1 锦方式65.1.1 持样65.1.2 搭边75.1.3 条料宽度计算75.2 材料的利用率8第6章落料冲孔模的设计96.1 零件尺寸公差的确定96.2 凸、凹模刃口尺寸的计算96.3 压力中心的确定I1.6.4 冲压力的计算I1.6.5 压力机的选用126.6 模具闭合高度12第7章落料冲孔复合模主要零件的设计和选用137.1 工作零件的设计131.1 .1冲孔凸模的设计131.2 .2凹模的设计151.3 .3凸凹模的设计157.2 定M的设计167.3 卸料的设计（图7-5）177.4 凸模固定板与量板187.5 模柄18结论19参考文献20第1章引言冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的种压力加工方法。冲压通常是在常温卜对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(D冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。(2)冲压时由于模具保证/冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较嬴但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个曳杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度悬，技术要求高，是技术密集形产品.所以，只有在冲用件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。本课题通过对锁扣零件进行冲压工艺分析与模具设计，通过对零件进行详细的工艺分析，确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺。通过课睡让我们能够掌握中等攵杂程度零件的冲压模具设计和制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的确定、工艺计算及模具设计有更深乂次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用。该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检物，可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践性意义。第2章零件结构及其冲压工艺性分析2.1零件的介绍图2-1锁扣零件二维图及三维图锁扣是大批量使用零件，其零件图如图2”所示，该零件结构比较更杂，但容易成型，厚度是2mm,其材料是Q235。Q235其具有良好的韧性、塑性，综合性能好。本文中：该一件可通过冲孔落可或合工序。2.2零件的结构工艺性该制件为锁扣，材料厚度为I=2mm.零件外形曳杂，但材料塑性较好，容易成型，尺寸中等。零件精度要求1TI3级，属于较低要求，故在精度上不要考虑太多。就制件尺寸大小而言，制件属大小适中的零件，精度要求不高，完全符合冲压工艺要求，可以由冲压工艺来完成生产。但是，锁扣冲压工艺与模具设计中需要重点解决如以下几点：1 .工艺方案和模具结构应保证制件的基本尺寸：2 .冲放是冲压力较大，模具需要有足够的强度：第3章冲压工艺方案的确定及模具基本类型的选择3.1 冲压加工的基本工序模具是冲压生产的主要工艺设备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等都与模具结构及其合理设计的关系很大。因此，J'解模具结构，研究和提高模具的各项技术指标，对模具设计和发展冲压技术是十分必要的。本次设计中，主要的模具结构型式有落料冲孔纪合模和弯曲第合模。3.2 工序次数的选择完成制件所需的基本工序如卜;1 .落料2 .冲孔3 .3工艺方案的比较（图3-1）方案一：落料一冲孔。采用单工序模生产.方案二：落料、冲孔匆介冲模。采用夏合模生产。方案三：落科、冲孔一起复合。采用级进模生产。方案一结构简单，但需要四道工序四副模具，成木高生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二需要两副模具，生产效率较离，满足大批垃生产的耍求.方案三只需要一副模具，生产效率高，操作方便，但融合工序过多，模具非常曳杂，并且对使用设备要求也较高。故通过分析选择方案二，即先落料、冲孔发合冲模，然后弯曲、翻边更合冲模。第4章模具结构的选择4.1 落料、冲孔复合模结构的选择施定冲压工艺方案以后，通过分析比较选用合理的模具结构形式，使它尽可能的满足一下要求：生产出符合技术要求的工件：1. 模具制造和修磨方便；2. 能提高生产效率：3. 模具有足够的使用寿命：4. 模具易于安装调整，操作方便且安全；根据以上要求，确定采用复合模后，需考虑如何定位和卸料。因为此工序采用的模具结构型式为更合模，结构较更杂，该工序完成后制件可能会卡在凸模上，因此需要推件装理。制件在模具上靠：个活动定位销来定位，两个定侧位，一个定前位：定位销安装在弹性卸料板上，简单可靠，而且精度较高。模架的作用是把模具固定在压力机上,并承受定的压力。根据以上导向机构的介绍和制件精度的综合考虑选用中间导柱模架。模具结构如图4T所示：图4-1落料冲孔复合模筒IS卜下模座；2-导柱；3-凸凹模；4-弹簧；5-弹性卸料板；6-定位销灯；7-落料凹模；8-推件块；9-凸模固定板；IO冲孔凸模2；I1.-上垫板；12-导套；13-上模板；14-推板；15-模柄；16打杆；I7内六角螺钉；1小圆柱销；19.冲孔凸模1;20内六角螺钉；21.凸凹模固定板；22内六角蝶打；23圆柱销；24-推件块固定杆；当开始把板料送进模具中，制件在模具靠两个后定位，一个侧定位三个定位销来定位。由于落料冲孔工序会有废料产生，当凹模当下压时，由于定位销安装在弹性和料板上，所以不会随凹模下移而移动，而是会留在上面，凹模向下压，由于压力的作用下，制件会被弹簧作用下留在凹模内，从而完成落料冲孔工序，落料产生的废料可以直接贯掉，而由于冲孔产生的废料凸凹模孔向下漏掉，解决了废料和制件同时存在的问题。操作简.单、方便。第5章排样方式和材料的利用率5.1排样方式如图5-1所示,坯料展开尺寸分段计算可得:通过CAD测量,坯料总尺寸1.u*33O.8mm1.-5211111.ri=33O.8+52=382.8mm4598.31853A.63X9X:224628962366.2896Y：774.1788814.1788X：2500.9912V:24.1766X:27S6518X.0276V:23249368511.977«XV：-«022861026.2W3X：24.2635v*>*«W5.1.1排样面域i44.eee52.eeeeX:2243.23672261.2367Y：610,1971618.1971X：2252.2367Y：614.1971X:54323058.32»V:73a454017.145SXY:-199197700.7451X:614.2015Y：2252.2427为了节约金属和诚少废料，考虑到坯料形状为矩形，采用单排最适宜。具体排布如图52所示。图5-2推样图5.1.2搭边为r补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证材料有一定刚度，便r送料.取搭边沿边a=3mm,工件间a=3mn,查表IU得搭边a和a的数值（低碳钢）。表5-3搭边a,和a的效值（低碳钢）圆件及圆角r>2矩形件边长1.50矩形件边长1>50或圆珀r2t材料厚度t工件间a沿边a工件间a沿边a工件间a沿边a20.81.01.21.5335.13条料宽度计算在设计中采用无侧压装置的模具，条料送进时可能因条料的摆动而使搭边不能保证.为r保证IW搭边，条料宽度应增加一个可能的摆动量.如图5-3所示，条料宽度B按下式计算，其中Zo=0$6=05查表得剪切条料宽度公差与导料板之间的间隙如表4和表5所示:B=(1.+2a+Zo)0.8(5.1)=<1.20+2×3+1).5)%s=I265%,5式中：B-条料宽度<mm)；1.一冲裁件垂直于送料方向的尺寸(mm)；a一搭边(mm)：-条料宽度公差(mm)：Zo一条料与导尺间的间隙(min)。05D+图5-3条料宽度的确定5.2材料的利用率由参考文献查得板料规格：2mm×1.(X)0mm×1OOOmm由于购买的现成板料，不需要卜料，每张板上只冲裁出一件半成品，其利用率则就是这个半成品所占板料的百分比，则材料的利用率如下：一个步距内材料利用率小公式为：7=×00%(5.2)Iih式中A一冲裁件面积(包括冲出的小孔在内)(mnr)：n-j个进距内冲件数目；B一条料宽度(mm)：h进距(mm)：根据所给数据通过制图软件可绘制落料件毛坯，同时由制图软件可直接得出冲裁件面积A=439(144=4246Inm2,则1.×4246/(43×I26)X1.Oo%=78.3%第6章落料冲孔模的设计6.1 零件尺寸公差的确定净件的尺寸公差确定如下：外形：长12Omm:宽40mm孔：I8mm;8mm成型件直线尺寸的公差等级取为113T6.2 凸、凹模刃口尺寸的计算由于工件的形状比较简单，可采用凸模与凹模分开加工的方法进行加工。一、冲孔工件孔的尺寸为18mm：8mmdt=(dmn+x1.)t(6.1)da=(dmin+X1.+Zmin)、(6.2)凹模型孔中心距U=(1.min+0.752)±O.1252<mm)(6.3)以上各式中：d,一冲孔凸模刃口尺寸；出一冲孔凹模刃口尺寸；dmin冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)；X一系数，查表x=O.75:A1.工件孔径公差(mm)；AI=