1、 0 毕业设计（论文）说明书 课题名称 罩圈落料、拉深、冲孔、翻边复合模设计 系 别 机械工程及自动化 专 业 机械工程及自动化 班 级 机自 Z104班 学 号 20100220208888 姓 名 指导教师 李 启 袭 2014 年 5 月 10 日 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 1 摘 要 模具是家电、汽车、电子、机械等工业的基本工艺，作为最基础的工业，对整个工业的发展是非常重要的，随着经济的发展，模具工业已经成为国民经济建设的重要产业。模具分为冷冲压模具、热锻造模具、塑料模具、铸造模具等各种模具。冷冲压模具是个历史悠久的技术成熟的的工业。在模具行业里面占据大部分的比重。 这
2、套模具设计是冷冲压模具，我设计的这套模具为垫块。用到模具生产中落料，弯曲，翻边等工艺。用到两套模具，一套是落料，另一套但是弯曲跟翻边。 主要的方法是：先对工件 进行可行性分析，从工件的特性得出加工工序，再确定工艺方案，然后进行工艺参数计算，得出相应的参数，根据参数选择合理的冲压设备，再进行模具的总体方案设计。途中再发现问题就继续修改已有的错误。通过反反复复的修改才完成这次设计。 完成这次设计，所需的知识贯穿整个大学期间的学习，巩固了原有的知识体系，也掌握了新的知识，更加培养了查找知识的能力，通过多种渠道的知识整理跟资源整合，进一步提高了我的各种能力。 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书
3、2 Abstract Mold is home appliance, automotive, electronics, machinery industry, the basic process as the most basic industry, is very important to the development of the industry, with the development of economy, mouldindustry has become an important industry in national economic construction. Mould
4、 is divided into cold stamping dies, hot forging mould, plastic mould, casting mould and die. Cold stamping die is a mature technology with a long history of the industry. In the mold industry accounts for most of the inside. The mould design is cold stamping die, I design the mould for the block. U
5、sed mold production lagged, bending, flanging process etc. Using two sets of mould, is a set of blanking, but another set of bending and flanging. The main method is: first the feasibility analysis was carried out o n the workpiece, from the characteristics of the workpiece machining process, then d
6、etermine the processing plan, and the process parameters calculated, it is concluded that the corresponding parameters, according to the parameter selection and reasonable stamping equipment, and overall scheme design of the mould. On the way to found that the problem will continue to modify the exi
7、sting errors. Through repeated modifications to finish the design. Required to complete the design of knowledge throughout the university during the period of study, consolidate the original system of knowledge, master new knowledge, also more to cultivate the ability to search for knowledge, knowle
8、dge through various channels and resources integration, to further improve my capabilities. 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 3 目 录 摘 要 . 1 绪 论 . 4 1零件的工艺分析 . 4 1.1 工件特点 . 4 1.2 08钢板性能分析 . 5 1.3 工件的尺寸精度 . 6 2 工艺方案的分析和确定 . 7 2.1 工艺方案的分析及确定 . 7 2.2 排样图的确定 . 7 3 各工序冲裁压力的计算及冲压设备的选择 . 11 3.1 各工序冲裁压力的计算 . 11 3.2 冲压设备的
9、选择 . 13 3.3 压力中心的确定 . 14 4 模具结构的设计 . 16 4.1 模具的总体结构 . 16 4.2 各块模板的作用及材料的选取 . 16 5 成形零部件的设计 . 19 5.1 凸、凹模的设计 . 19 5.1.1 凸、凹模的作用 . 19 5.2 冲裁间隙 . 19 5.3 刃口尺寸的计算原则 . 20 5.4 工作零件刃口尺寸计算 . 21 5.4.1 落料部分的刃口尺寸计算 . 21 5.5 主要零部件的结构设计 . 24 6 标准零件的选取 . 29 6.1 模架的选取 . 29 6.2 模架导柱导套的选取 . 29 6.3 最终模具结构总体装配图 . 错误 !未
10、定义书签。 结束语 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 4 绪 论 冲压是先进的金属加工方法之一，主要加工板料等薄件，也叫板料冲压，是用压力几的冲力，使用模具的形状，使板料发 生所需要的形状，想要什么形状就设计模具就可以。所以，冲压是金属加工的一种重要的方法。它与其他的加工方法相比，有如下的特点： 冲压件的尺寸由模具确定，因而零件的质量稳定，互换性好，易于大批量生产 其他加工方法很难加工的薄壁、刚性好、表面质量高的复杂零件，冲压可以比较好的解决。冲压的零件可以是很大的尺寸，也可以是很小的尺寸。加工范围大。易于调节。 冲压不需要加热，减少了零件的热变形，也不需要大量的切削，所以能节能
11、，节约金属。冲压没有碎料，材料利用率高。降低冲压成本。 压力机生产效率高，而且操作方便，易于实现机械化和自动化。 但是冲压也存在一些问题，比如冲压式噪音太大，振动也很明显，成为社会的公害，大大影响了加工环境。 冲压再现在的生产中越来越占据重要的地位，特别是在大批量的生产中的有着十分广泛的应用，越来越多的工业部门采用冲压来加工零件。如机械，电子，轻工业等。再国防方 面，飞机、导弹、各种枪支弹炮等都应用冲压工艺。还有在越来越重要的汽车行业中，更多的应用到冲压。可以说工业中不采用冲压，几乎整个工业都会瘫痪，并且在产品质量以及提高产品生产效率那是不可能完成的任务。这次设计的零件是在一般的小工厂里完成的
12、，所需的材料必须得考虑好产品的质量跟成本，采用冲压，可以很好的符合这个要求，生产成本较低，易于实现自动化，模具设计与制造方便，工人易于加工，设备要求不是很高。选择冲压工艺那是一种明智的选择。 1 零件的工艺分析 1.1 工件特点 零件图如图 1.1 及图 1.2 所示： 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 5 图 1.1 零件三维图 零件名称：垫块 零件材料： 08钢板 零件厚度： 1.5mm 零件批量：大批量 1.2 08钢板性能分析 特性及适用范围 为极软的碳素钢，强度、硬度 比较 低， 但 韧性和塑性 比较 高，具有良好的 拉伸， 弯曲和镦粗等 冷加工 性能、 焊接性能 。但 淬硬
13、性 及 淬透性 极低。 一般制 成 精度高 的薄 板 或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压 ， 深拉延 等 覆盖零件 ， 焊接构件 碳 含量 C ： 0.05 0.12 硅 含量 Si ： 0.17 0.37 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 6 化学成份 锰 含量 Mn ： 0.35 0.65 硫 含量 S ： 0.035 磷 含量 P ： 0.035 铬 含量 Cr： 0.10 镍 含量 Ni： 0.25 铜 含量 Cu： 0.25 综合性能 抗拉强度 b(MPa)： 325(33) 屈服强度 s(MPa)： 195(20) 伸长率 5 ( )： 33 断面收缩率 ( )：
14、 60 硬度 ：未热处理 131HB 试样尺寸：试样尺寸为 25mm 热处理规范及金相组织： 热处理规范：正火 930 ,45min,空冷。 1.3 工件的尺寸精度 在冲压件零件图中，除了有些重要 的尺寸标注有公差外，还有一些尺寸是未标注公差的（俗称自由尺寸）。这些未标注公差尺寸，其大小并不是没有公差限制，因而不能忽略。 对于未标注公差尺寸的允许偏差，通常有下列几种情况： 1）在冲压件零件图的附注中，统一注明其允许的偏差的数值。 2）在冲压件零件图的附注中，说明未标注公差尺寸，其公差按 X X X X（行业或企业）标准执行。 3）图中未有注明的，则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的 IT14
15、级精度来处理，圆形件一般可按 IT10 IT11 级精度来处理。 根据零件图图 1.1 所标注的尺寸，未注明任何有关尺寸公差 ，是非圆形零件所以这次设计按 IT14 级精度来处理。 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 7 2 工艺方案的分析和确定 2.1 工艺方案的分析及确定 由零件的特性可知，该工件包括落料、弯曲、翻边三个基本工序。根据这个特性可以分为三个工艺方案： 方案一：先落料、弯曲、翻边，采用单工序模； 方案二：落料 弯曲 翻边，采用级进模冲压生产； 方案三：落料、弯曲 翻边，采用两套模具进行生产； 分析方案：方案一需要三套模具，而且模具结构简单，需要三道工序，模具成本高，工艺流
16、程长，使用设备过多，生产效率底，浪费时间，模具数量多又不是大规模的零件，拉低企 业的生产效率。 方案二；这个方案只需要一套模具，模具结构紧凑，生产效率高，工作精度也高，但模具的制造比较困难，模具的设计与制造比普通模具难度高，对模具的各个部位要求都很高，对于这个普通的零件，不需要花费那么大的成本来制作级进模。 方案三；这个方案需要两套模具，一套落料，一套弯曲、翻边，从零件的特性来看这无疑是最好的方案，该零件的精度要求不是很高，分成两套模具，一个是模具设计与制造比价好设计，制作方便，工序也只有两步，也方便员工操作，所需的两套模具也是简单的模具，制作成本相对较低，操作方便，生产率高，精度也满 足精度
17、要求。 通过以上的分析，觉得三种方案都有各自的特点，都能做出相应的零件。但第三种是最好的，是比较合适的加工工艺。通过一套模具落料，再另外一套模具弯曲翻边。模具设计制造都方便，生产出的零件符合精度要求，生产效率高。适合大规模生产。 2.2 排样图的确定 生产冲裁件的结构变化很大，所以排样方式也很讲究，排样的好坏影响着材料的经济利用，影响制件质量，影响模具的寿命，还关系到生产效率和模具的经济成本。因此在设计排样时要很讲究。要考虑这两个方面的因素，一个是材料的利用率。另外一个是排样的设计。 排样的经济程度用材料利用率来表示，材料利用率 = 100BhnA 式中 A 冲裁面积， mm2 n 一个步距内
18、的冲件数目； B 条料宽度， mm2 ； H 步距； 广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 8 一张板料总的利用率为 = 100BLNA 式中： N 一张板料冲件总数目； L 板材长度。 Mm 一般材料利用率可达 85% 95%，少废料排样法也可达到 70% 90%，有废料、少废料或无废料排样，按工件的外形特征、排列。 排样方式 排样可分为有料排样法、少料排样法和无料排样法，在排料的布置上又可以分为斜排、直排、对排、混合排等。用无料排样法跟少料排料法，材料的利用率可以很高，获得较高的经济效应，但因为材料的本身的公差以及导向定位所产生的误差比较大，有可能影响到冲裁件的质量与尺寸精度，以及模具
19、的使用寿命。所以在设计排样时必须综合考虑。 根据该零件的展开图可以看出，零件四四方方，容易排样。根据零件的形状及尺寸等特点，事宜采用用直排式，可适当降低条料宽度，尽可能的提高材料的利用率，降低生产成本。零件展开为方型，采用直排有利 于缩短料宽，提高材利用率，排样图如下图所示：图 2.1 排样图 排样时在相邻两工件之间以及与条料边缘间设计多出来的余料称为搭边。 搭边一般有以下的作用： 补偿定位误差，送料时难免会出现一些偏差，这时多出来的搭边就可以补偿偏差。 起到一定的定位作用。由于搭边与冲裁后的工艺废料有一定的刚度，可以方便工人操作送料的顺利进行。 按理来说，搭边是工艺废料，越少越好，但是如果搭
20、边太小，冲裁时 不好判断，容易被拉断，也容易使零件变形，使得冲裁毛刺变大，严重时搭边掉入模具内，会严重影响冲裁的质广西科技大学 2014 届毕业设计说明书 9 量，更会影响模具的使用寿命，破坏凹凸模的尺寸精度。一般来说，硬度大的材搭边值可以小点，软点材料搭边值稍微大些，小点尺寸，搭边值可以小点，大零件大尺寸就必须得留大的搭边值。 条料宽度的确定 排样方式和搭边确定后，就可以设计出宽度和步距。确定的原则是，将最小的条料宽度保证冲裁时工件周边有足够的搭边，最大条料宽度能在冲裁时顺利在导料板之间送进条料，并且有间隙。 查冲压工艺与模具设计表 2.5.2 得搭边值取 1a = 0.8 mm， a= 1
21、 mm，如上图 1.4 所示。 这次设计的模具为无侧压装置，无侧压装置的模具，条料度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减小。为了补偿侧面搭边的减小部分，条料宽度应增加一个可能的摆动量。故条料宽度为： B = 0)(2 caD 式中： B 条料宽度的基本尺寸， mm D 条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸， mm a 侧面搭边， mm 条料下料剪切公差， mm 查冲压工艺与模具设计表 2.5.3 得， 取 0.6mm， c 取 0.2mm，又由上述知 D为 121mm， a=1mm，料宽度 B= 0 6.04.124 mm。 算出材料的利用率： 根据材料利用率计算，计算公式为： 0 1 0 0 % 1 0 0 %SSS A B 其中式中： 材料的利用率； S 工件的实际面积（包括冲出的预冲孔在内） ,mm； 0S 所用材料面积，包括工件面积与肥料面积， mm； A 步距（相邻两个制件对应点的距离）， mm； B 条料宽度， mm。 其中， A=（ 121+1） mm = 122 mm， B= 0 6.04.124 mm， S= 2R =3.14 22121代入数据得： =75.7%。
