模具设计毕业论文冲裁工艺方案分析.doc

1、 目 录 前 言 . 错误 !未定义书签。 第一节 冲裁工艺方案分析 . 错误 !未定义书签。 1 1 设计任务 . 2 1 2 工艺性分析 . 2 1 3 工艺方案 . 3 第二节 模具结构设计 . 8 2 1 排样方式 . 8 2 2 定位方式 . 9 2 3 卸料、顶件方式 . 10 2 4 模架及模柄 . 11 2 5 送料方式 . 11 第三节 工艺计算及结构设计 . 13 3 1 排样 . 13 3 2 冲压力 . 13 3 3 冲压中心 . 16 3 4 凸、凹模刃口尺寸计算 . 17 3 5 凸模固定板 . 19 3 6 卸料板 . 19 3 7 凸模 . 20 3.8 凹模

2、. 25 第 1 页 3.9 侧刃 . 28 3.10 导正销 . 29 3.11 上、下模座 . 31 3.12 模柄 . 32 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 33 第 2 页 1 1 设计任务 零件尺寸如下图 1.1： 图 1.1 为厚 0.5mm 的硅钢 片。 主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯。 这次设计的任务是设计该零件的模具。 1 2 工艺性分析 1零件材料 硅钢片 是 一种含碳极低的硅铁软磁合金 ,一般含硅量为 0.5 4.5。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率 ,降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。 其力学性能如下表 1.1： 图 1.1 零件图

3、第 3 页 硅钢片 D31 抗剪强度 抗拉强度 伸长率 /MPa 26% 190 230 2工件结构 该零件形状较为复杂，尺寸较为细小，且 4 个 6mm 的小孔与落料边缘靠得很近，局部凸模、凹模壁会很薄，如果一次冲压成型，其强度会成 问题。故可以考虑采用级进模，分步冲裁，也分散了应力集中，提高模具寿命。 3尺寸精度 图 1.1 上所用尺寸公差都在 IT11IT14 级，外形尺寸精度要求较高，孔的位置要求高于其外形尺寸，但一般冲压均能满足其尺寸精度要求。 1 3 工艺方案 按工序性质可分为：切断模、落料模、冲孔模、切口模、切边模等等。 按工序的组合程度可分为： 1.单工序冲裁模在压力机一次行程

4、内只完成一个冲压工序，而此零件既要冲孔又要落料，显然不合适。 2.级进模是一种工位多、效率高的冲模。整个冲件的成形是在连续过程中完成的。连续成形是 工序集中的工艺方法，可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性成形等多种工序在一副模具上完成。根据冲压件的实际需要，按一定顺序安排了多个冲压工序（在级进模中称为位）进行连续第 4 页 冲压。它不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序，甚至装配工序，许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完全成形，为高速自动冲压提供了有利条件。由于级进模结构相对简单，成本低，还可适应自动化生产，在现代化生产中广泛使用 。 因此，选用级进模。 3. 复合模是一种多工序的冲

5、模。是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位置时完成数道分离工序的模具。复 合模的设计难点是如何在同一工位上合理地布置几对凸、凹模。它在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模有冲孔凹模的凸凹模。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。 另外还有按有无导向装置及导向方法、送料方式、卸料方式等进行分类。 一般组合冲裁工序比单工序生产效率高，加工的精度等级高。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定： 1 根据生产批量来确定，一般来说，小批量和试制生产采用单工序模，中、大批量生产复合模或 级进模，生产批量与模具类

6、型的关系见表1.2。 表 1.2 项目 生产批量 单件 小批 中批 大批 大量 大型件 1-2 2-20 20-300 300 第 5 页 中型件 小型件 1 1-5 1-10 5-50 10-100 50-100 100-500 1000 5000 模具类型 单工序模 组合模 简易模 单工序模 组合模 简易模 单工序模 级进模、复合模 半自动模 单工序模 级进模、复合模 自动模 硬质合金级进模、复合模、 设备形式 通用压机 通用压机 高速压机 自动和半自动 通用 压机 机械化高速压机 自动机 专用压机与自动机 2 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定，复合冲裁得到的冲裁件尺寸精度等级高，避免了多次

7、单工序冲裁的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，冲裁件较平整。级进冲裁比复合冲裁精度等级低。 3 根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定，冲裁件的尺寸较小时，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的冲裁件，由于制造多副单工序模具的费用比复合模昂贵，则采用复合冲裁；当冲裁件上的孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小，不宜采用复合冲裁或单工序冲裁，宜 采用级进冲裁。所以级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁的材料厚度比复合模时要大，但级进模受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸第 6 页 不宜太大，见表 1.3。 表 1.3 模具种类 单工

8、序模 级进模 复合模 比较项目 无导向 有导向 零件公差等级 低 一般 可达 IT13-IT10级 可达 IT10-IT8级 零件特点 尺寸不受限制 厚度不限 中、小型尺寸 厚度较厚 小型件， t=0.2-6可加工复杂零件，如宽度极小的异形件、特殊形状零件 形状与尺寸受模具结构与强度的限制，尺寸可以较大， 厚度可达 3 零件平面度 差 一般 中、小型件不平直，高质量工件需校平 由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面 生产效率 低 较低 工序间自动送料，可以自动排除冲件，生产效率高 冲件被顶到模具工作面上必须用手工或机械排除，生产效率稍低 第 7 页 使用高速自动冲床的可能性

9、不能使用 可以使用 可以在行程次数为每分钟 400 次或 更多的高速压力机上工作 操作时出件困难，可能损坏弹簧缓冲机构，不作推荐 安全性 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施 多排冲压法的应用 广泛用于尺寸较小的冲件 很少采用 模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高 冲裁较简单的零件时，比复合模低 冲裁复杂零件时，比级进模低 4 根据模具制造安装调试的难易和成本的高低来确定，对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用级进冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整比较容易，且成本较低。 综上所述 ，选用级进模，先冲孔再落料。 第 8 页 第二节 模具结构设计 2 1 排样方式 1保

10、证冲压件的尺寸精度 如图 1.1 所示冲压件，材料为硅钢片，料厚 0.5mm，公差尺寸精度等级属一般冲裁模能达到的公差等级，不需采用精冲或整修等特殊冲 裁方式。该冲压件的尺度精度等级决定了应采用有废料排样法。 2 考虑冲压件的生产批量 该冲压件的月生产批量为 3000 件，属于中等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案 (该方案较适宜大批量生产，约几十万件以上 )；也不考虑采用简易冲裁模常用的单、直排方案，根据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以单 直 排、一模一件、级进排样方案为宜 。 3 提高原材料利用率 在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利

11、用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。如果单纯为了提高原材料 的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲 裁方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高，其结果往往得不偿失。 排样图上搭边值设计是否合理，直接影响到原材料的利用率和模具制造的难易程度。除使用卷料进行冲压外，一般搭边值均应在 amin的第 9 页 基础上圆整 (料宽尺寸也须圆整 )，以降低模具制造难度。 排样时冲裁件之间以及条料侧边之间应留下的工艺废料，搭边的作用一是补偿定位误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产效率；同时，搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具

12、 间隙，从而提高模具寿命。 搭边值对冲裁过程及冲裁件质量有很大影响，因此一定要合理的确定搭边数值。搭边过小时，搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，冲裁力不均匀，损坏模具刃口。根据生产的统计，正常搭边比无搭边冲裁时的模具寿命高 50%以上。 2 2 定位方式 定位方式：侧刃 +导正销定距 用侧刃定距时，使侧刃的实际长度和凹模型孔间步距一致，可提高送料精度。但采用侧刃定距时，送料操作时的人为因素，会产生送料精度不稳定的现象。对于工位较多的级进模，送料的累积误差， 会使送料精度降低，对尺寸精度要求高、形状复杂的冲件尤为明显，因此，在侧刃定距的同时增设导正销的方式，在多工位级进模中得到广泛的应用。 侧刃 +导正销的定距方式是将侧刃做粗定位，导正销做精定位。用于导正的导正孔，可以是冲件上的孔，也可在条料上冲出辅助工艺孔。为保证送料精度，一般应设置两个导正孔，并在第一工位上冲出。 1、 侧刃 +导正销定距方式时，侧刃、侧刃当块、侧导板和导正销的