1、 郑州工业应用技术学院 本科生毕业设计说明书 题 目： 复 合 冲 裁 模 模 具 设 计 指导教师： 尤奇 职称： 硕士研究生 学生姓名： 杨小松 学号： 1302130420 专 业： 机械设计制造及其自动化 院 （系）： 机电工程学院 答辩日期： 2017年 月 日 2017年 月 日郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 I摘要 这一次的设计是复合冲裁模，复合冲裁是在一次冲压过程中可以一起 完成两步或两步更多的工序。在老师指导下我查阅相关材料，在实验室进行多种模具的拆装和安装实验，认识模具的基本结构，使用冷冲压模具的设计和制造、机械作图及互换性与技术测量的基本知识，学习
2、并使用 Pro/E、 CAD 等电脑作图软件，按照冲压设计理论，从而确定冲压设计方案，冲压工序，毛坯排样图。该复合冲裁模将落料、冲孔两步同时完成。该模具选用了合适的凸、凹模间隙及最好的模具设计构造完成工件的加工要求。它具备操作便利、一次成形、生产快的优点。叙述了冲压复合模具的大体构造和加工过程，为满足冲裁件的质量，提出了复合模具设计和 加工的注意事项。这种设计思绪可扩宽运用到别的相似零件的冲裁制造中。 关键词： 落料 冲孔 复合模 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 IIAbstrast This design is the compound blanking die, t
3、he compound blanking is in the punch presses a stamping process to be possible at the same time to complete two steps or above two steps. Under the guidance of teachers in my access to relevant materials, a variety of mold disassembly and installation in the laboratory experiment, understanding of t
4、he basic structure of the mold, cold stamping mold design and manufacturing, mechanical drawing and interchangeability and measuring technology of basic knowledge, learning and the use of Pro/E, CAD and other computer software, according to stamping design theory, so as to determine the stamping des
5、ign, stamping process, layout. The compound blanking die is completed by two steps of blanking and punching. The die has the advantages of reasonable convex and concave die gap and the best mold design structure. The utility model has the advantages of convenient operation, once forming and high pro
6、duction efficiency. In this paper, the overall structure and the working process of the stamping die for the parts are described. In order to ensure the quality of the blanking parts, the key points of the design and processing of the compound die are pointed out. The design idea can be extended to
7、other similar parts of the blanking process. Key Word: Blanking punching Compound die 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 III目录 1 绪论 . 1 2 工艺设计 . 3 2.1 零件及其冲压工艺性分析 . 3 2.1.1 冲压工艺与模具设计的内容及步骤 . 3 2.2 确定工艺方案 . 3 2.2.1 冲裁工序的组合 . 4 2.2.2 冲裁件结构工艺性 . 5 2.3 主要参数的计算 . 5 2.3.1 冲裁力 . 5 2.3.2 材料的周长和面积 . 6 2.3.3 材料的经济利用
8、 . 7 2.3.4 压力中心的计算 . 9 2.4 选择冲压设备 . 13 2.4.1 常用压力机的分类 . 13 2.4.2 压力机类型的选择 . 13 2.4.3 确定设备规格 . 13 3 模具零件设计 . 15 3.1 冲 模的分类 . 15 3.2 冲模零件的分类 . 15 3.3 工作零件 . 15 3.3.1 凹模的设计 . 15 3.3.2 模长度确定及其强度校核 . 17 3.3.3 冲模刃口尺寸的计算 . 20 3.4 定位零件 . 24 3.5 压料、卸料零件 . 24 3.6 连接与固定零件 . 26 3.6.1 模柄 . 26 3.6.2 上、下模座 . 26 3.
9、7 模具结构形式的确定 . 27 3.8 确定导向方式 . 27 4 模具的装配 及工作过程 . 28 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 IV 4.1 模具的装配 . 28 4.2 工作过程 . 28 总结 . 29 参考文献 . 30 致谢 . 32 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 11 绪论 冲裁工艺是塑性件，它大都用在加工板料零件的时候，也叫做板料冲压。冲压不光可以用来加工金属板料，还可用来加工不是金属的板料。在冲压加工的时候，板料在模具的工作下，在它的里面产生使其发生形变的内力。当内力的效果 到达某个水平的时候，板料或者板料的某一个地方就会
10、发生与内力的作用性子相对应的形变，因而得到既定的形状、尺寸和功用的零件。 冲压生产是依靠模具和冲压设备共同完成工作的过程，因此它的产量高且因为操控简单，还容易达成机械化和自动化。 运用模具制造，能够得到别的加工方式所不可以或者难以达到的、外形复杂的零件。 冲压零件的精密程度是由模具的精密程度所保证的，所以零件的质量不会变化，通常没必要再经过过机械加工就可以用。 冲压工作通常没有必要加热板料，也不类似切削加工那种大面积切削毛坯，因此它不仅节约材料，还节省生产时间 。冲压零件的外表质量很优秀，所运用的原坯料是冶金厂家大批量扎制板料或带料，在模具的加工过程中坯料的外表面不会受到破坏。 冲压工艺在各种
11、军用器械、民用器械、交通出行、土木建筑和航空航天等加工生产上占据很大的地位。因而，冲压工艺是一样产品质量优秀又成本比较低下的生产工艺。用它加工的零件通常具备质量轻且强度高的优点。当代各种发达工业化的国家的冲压加工技术都是很优秀的。在中国的特色社会主义现代化建设过程中，冲压加工占据十分重要的地位。 冲压工艺、模具和冲压设备等正在顺着科学的前进而跟着前进，从大体上发现，当今冲裁工 艺与模具设计的大体发展方向能总结为这几个方面： (1)、冲压成型工艺与理论的研究 这几年来，冲裁成型的工艺有许多的新的进展 ,尤其是精密冲裁，复合材料的加工成型，软模成形和电磁成形等新方法发展惊人，冲裁件的加工精度一天比
12、一天精确，生产的效率也日渐提升，是要把冲压技术提升到高质量的、新的程度。 因为运用了计算机辅助冲压成形，已从原先的对于应力应变进行有限元等计算而逐渐成长到运用计算机实现工艺过程的模拟与计算，已经达到冲压过程的改良设计。 (2)、冲压加工自动化与柔性化 因为要顺从大量、高效的生产需求 ,在模具设备上大量运用了多种类型的自动化的进、出料机械。特别是为其配备了机械手或者机器人，这样不光提升了冲压件郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 2的生产质量和产能，还提升了操作工人的安全性。在中小零件的大量生产过程中，已经大量运用多工位级进模、多任务位的压力机或速度更高的压力机。在小生产量多样
13、式加工上，目前正在研究柔性制造系统 (FMS)，为了顺从多样式的加工是重复更换模具的需求，已经发明出快换模系统。而今，大量加工上 ,更换一种大型冲压模具，只需要 68分就可以完工。另外，这几年来，集成制造系统（ CIMS）也正在被人们运用到冲压加工系统，而且使 设计、冲压加工、工件运输、储存、质量检验和加工管理等全方位实现自动化。 (3)、 冲模 CAD/CAM 先于美国的 Die Comp 公司于 1971 年在简单级进模中最先把 CAD/CAM 技术运用到冲裁模的设计和制造当中，冲裁模 CAD/CAM 技术已经是冲压工艺和模具的重要发展前景之一。 1978 年于日本的机械实验室首先开发出了
14、 MEL 系统 ,让 CAD 从此以后变的更加实用。在中国，关于冲压模具的 CAD/CAM 上同样也有重大的成就。 80 年代初，上海交大就开始了大规模的研究 CAD/CAM 工作，当下已于上海交大创立了大规模的模具 CAD/CAM 国家工程中心。并在华中理工成立了模具 CAD/CAM 全国重要实验室。 因为运用新的加工技术 ,在国民经济中模具技术所占有的比重越来越大，在某些原因上取决了中国机械制造业在 21 世纪的市场征服力，因而，我们中国人要很重视模具技术并且要采用得力的措施，使模具技术在中国得到长足发展。 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 32 工艺设计 2.1 零
15、件及其冲压工艺性分析 零件对冲压工艺的适应性就是冲裁件的工艺性。该工件的材料是 08F，属于低碳钢。这里我们用 08F 的冷轧钢板来当坯料，尺寸是 1500mm 600mm 。选这种钢板的原因是它的的冲压性能比较好，它的抗剪强度是 220310MPa ，抗拉强度是280390 MPa 。 加工精度需求是 8IT 级，在冲裁过程中它的尺寸公差等级是 3ST 级。 原始设计题目如“图 2.1-1”所示： 技术要求未注圆角均为R4,I T12材料厚度t=1. 2 mm工件材料：08F图 2.1-1 冲件零件图 2.1.1 冲压工艺与模具设计的内容及步骤 这一次的冲压件的坯料是板料，板料的冲压简介见下
16、文： 板料冲压：是让模具在压力机的作用下让坯料分离或者变成自己需要的形状。坯料厚度通常低于 4mm，一般板料冲压都是在常温下生产，所以又叫做冷冲压。 原材料：有较好的可塑性的金属。 板料冲压的特点： （ 1）冲裁件的生产方式简单快捷，生产效率和质量都很高。 （ 2）冲裁件的外表质量好，尺寸也精确，互换性好，加工出来后一般不需要二次加工就可以使用。 2.2 确定工艺方案 确定零件的工艺路线就是我们这词设计的工艺方案，大概内容 是确定工作顺序的安排、工序组合和确定工序数等。 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 42.2.1 冲裁工序的组合 依照工序的组合程度冲裁工序可以分为单工
17、序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种方式。 (1) 生产批量 模具的生产成本在制件的成本里占有很大的比例，因而，冲裁工序的组合程度通常取决于零件的生产批量，也就是零件的生产批量决定了模具的结构。 (2) 冲裁件尺寸精度 用复合冲裁模具加工出来的零件一般公差等级高，还有外形比较平整。 (3) 对工件尺寸、形状的适应性 冲裁工序的安培也要取决于工件的外形复杂程度和精密度的要求，还有零件的外 形是否对称也将会影响冲裁工序的组合。 (4) 模具制造、安装调整和成本 这一次毕业设计所给的零件虽然结构不规律，但并不是很复杂。在这里我决定决定设计复合冲裁模具。在此有四种方案可供选择： 方案一、 落料 图 2.2-
18、1 落料 此种方法的优点是：只需要一回定位，而且误差很细微。位置精度高。其缺点是：模具结构与复杂，难加工和装配。 方案二、 冲孔、落料 图 2.2-2 冲孔、落料 采用落料、冲孔复合模。先冲孔再落料。优点是模具装配简单，成本也低。 但是有尖角增加加工难度。 方案三、 冲孔、落料 郑州工业应用技术学院毕业设计说明书 复合冲裁模模具设计 5图 2.2-3 落料、冲孔 也还是先冲掉阴影部分，再落料。此方案和方案二有类似的优点，又比上述方案好在落料和冲孔相交处没有尖角。 方案四、 冲孔、落料 图 2.2-4 冲孔、落料 这种方案是将冲孔和落料两个加工步骤分开。这种方法很容易产生误差。 以上几种方案，我们权衡利弊方案三较为合适。所以，采用方案三为最终方案。 2.2.2 冲裁件结构工艺性 冲裁件的结构工艺性主要 包括以下几 方面： （ 1）零件的形状要尽量的简单，结构要尽量对称，这样的好处是容易排件，提升材料的利用率。 （ 2） 零件要尽可能的避免尖角，我们可以设计用圆角来过度，这样可以减少模具的磨损。 2.3 主要参数的计算 2.3.1 冲裁力 冲裁加工过程中坯料所受到的最大剪切力我们把它叫做冲裁力。 在这里由于刃口的磨损老化，凹凸模配合的间隙不一致，坯料的厚度不均匀，所以加工过程中的实际的冲裁力要比我们计算出来的冲裁力大 30%。 平刃口模具加工的时候的计算方法： LtF （ 2.1）
