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1、毕业设计题目冲孔、压弯、切断连续模学院： 工学院姓名：王燕妮学号：20050374专业： 机械设计制造及其自动化年级：051班指导教师：段武茂二 00九年五月 摘 要 模具是工业生产中重要的工艺装备，是国民经济各部门发展的重要基础 之一。级进模是一种复杂、精密的冲压模具，它具有高效率、高精度和高寿命等 优越性，适用于各种冲压行业 的自动化生产。本文分析了回油管夹片零件的结 构工艺性和冲压工艺，介绍了零件的排样方案、模具的总体结构、主要零部件的 设计。该模具具有结构紧凑、加工制造容易、工作平稳、操作简便、生产效率高 的特点。关键词 模具设计 级进模Abstract : Mould & Die i
2、s importa nt tech ni cal equipme nt in in dustrialproduct ion. It is also one of the most importa nt developme ntal foun dati ons for all departme nts ofcountry economy. The progressive die is a kind ofcomplex and precise forming die. It possesses manyadvantages such as high efficiency,accuracy and
3、long life. So it is used for many kinds of automatio n product ionin sheet metal formi ng. The tech no logicalcharacteristic and the stamp ing tech no logy of the oil retur n pipe equipment support were analyzed. Layout project, total structure of die, and design of the key parts were introduced. Th
4、e die structure was compact, mach iningeasy, worki ng smoothly,operatedconvenien tlyand highproduct ion efficie ncy .Key words : die desig n progressive die第2页共17页目录一引言4二 工件冲压工艺的分析 061. 工件结构的分析 062. 工件尺寸精度 073. 冲裁件断面质量 074. 零件材料分析 07三工件冲压方案的确定07四工件冲模结构的形式 081. 模具形式 082. 定位装置 083. 模架 084. 导料板 08五模具设计
5、计算 081. 排样.计算条料宽度及确定步距 082. 材料利用率 093. 计算冲裁力，切断力和弯曲力 104. 确定模具压力中心 105. 弯曲模，冲模刃口尺寸及公差的计算 116. 确定各主要零件尺寸 12六 设计并绘制总装图，选取标准件 13参考文献 16第3页共17页引言改革开放以后，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长，于是模具对于现代工业来说是越来越重要，尤其是冲压技术的应用.在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切有关，而且与人民 的生活相关.近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除
6、了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer、l-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris
7、和 MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具 厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点， 在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛， 占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的
8、不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。设计过程设计题目：第4页共17页图一工件图工件简图：如图一所示 生产批量：大批量生产材料：Q235I冈材料厚度：2mm二. 工件冲压工艺分析：1工件结构形状的分析：由图一可知：该工件由圆弧和直线组成，并且是直角弯曲件。孔与孔之间， 孔与工件边缘之间的最小距离 c满足c1-1.5t要求.2. 工件尺寸精度根据工件图尺寸要求，此件属于高弧形件，尺寸公差要求如图所示。此工 件的公差等级均按IT14级要求。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现工件的 设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。3. 冲裁件断面质量因为一般的普通冲裁
9、方式冲 2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达到12.5-3.2，毛刺允许高度为0.01-0.05mm，本零件在断面粗糙度和毛刺高 度上没有严格的要求，所以只要精度达到一定的要求，其断面质量就可以保证。4. 零件材料分析对于冲压材料一般要求的力学性能是强度低.塑性高.表面质量和厚度公差符合国家标准。尤其是板料弯曲时材料的塑性高低也影响工件的成形。本设计的零件材料是Q235钢，属碳素结构钢，其综合力学性能较好，用冲裁的加工方 法是完全可以成形。另外工件对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的工件的表面质量和厚度公差就可以保证，即工件的材料性能符合冷冲压加工要求
10、。三. 工件冲压工艺方案的确定完成此工件要冲孔，切断，压弯三道工序，根据零件特征采用先冲孔后切断， 最后压弯。其加工的工艺方案分为以下 3种：方案一：采用单工序逐步加工。其特点是结构简单、制造周期短、成本低但 生产率低、工件精度低，不适合大批量生产。方案二：采用复合模加工。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，板料的定位精度比级进摸低 ，冲模的轮廓尺寸较小。但复合 模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求 高的冲裁件。方案三：采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备 的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别
11、复杂或孔边距较 小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时， 可用级进模逐步冲出。但级进模 轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较三个方案，由于零件为大批量生产，小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度相对较难实现和保证，因此采用级进模加 工。四. 工件冲模结构的形式1. 模具形式采用固定挡料销定位的级进模。2. 定位装置始用挡料销限定条料的初始位置，进行冲孔。滚轮与上模的凸轮板接触， 以控制导料板的张开与收拢，即上模在上死点位置时，导料板张开，便于送料。 工作时条料从右方送进，开始两个工件采用始用挡料销挡料， 之后挡料则用定位 板，并由
12、装在卸料板上的导料销将料导正。 工件冲出后即从漏孔中落下，生产效 率很高。3. 模架若采用后侧导柱模架，可以纵向，横向送料，常用于小型冲模。若采用中 间导柱模架两个导柱左右对称分布，受力均衡，但是只能从正前方送料。若采用 四导柱模架，起导向精度与钢度都较好，常用于大型冲模，切价格较高。综合以上因素本设计决定采用后侧导柱模架。4. 导料板在此冲裁模中，导料板固定卸料板制成一体。为使条料顺利通过，两导料板 之间距离应等于条料最大宽度加上一个间隙值。采用弹性卸料板，用卸料螺钉固 定在下模上。五. 模具设计计算1. 排样.计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如图2.图2 （排样图）查冲压工艺与模具设计
13、表2.6，确定搭边值，由零件形状，按圆形件取搭边值，因为r2t，取a=1.5mm侧边取搭边值a1=1.8mm则步距：h=37+1.5=38.5mm条料宽度：bj = （D 2aV ：） 3mm 取H=2mm则最大冲压力：F总=F孔i + F孔2 + F切+ F卸孔i + F卸孔2+ F卸切+ F顶=34288.8+17144.4+35084.4+1714.44+857.22+1754.22+0=89129.08N4. 确定模具压力中心如下图所示，冲孔时F孔 1. F孔2的压力中心在两中心线上，由力矩平衡原理 得F孔 1 X X=F孔 2 X( 20-X)34288.8XX=17144.4X(
14、20-X)解得X=10mm第10页共17页5. 弯曲模，冲模刃口尺寸及公差的计算对冲孔G 14和G 7采用凸凹模分开的加工方法。由冲压工艺与模具设计（贾崇田.李名望主编，人民邮电出版社）表2.13查得：Zmin =0.246mm，Zmax=0.360mmZmax - Zmin =0.360-0.246=0.114mm由冲压工艺与模具设计查表 2.16可知对冲门14孔时：6 凹=0.020mm&凸=0.020mm 凹 +、凸=0.020+0.020=0.040 0.114对冲：:J 7孔时：凹=0.020mm凸=0.020mm凹 +、凸=0.020+0.020=0.0400.114切断部分：门1
15、4弧凹=0.020mm凸=0.020mm凹 + -凸 =0.020+0.020=0.0400.114切 20 弧时：6 凹=0.025mm6 凸=0.020mm、凹 +、凸=0.025+0.020=0.040 0.114可见均能满足分别加工：凹+、：凸W Zmax- Zmin的要求，查冲压工艺与模具设计表2.15得x=0.5(1) 冲孔：M4 凸模：d凸=(dmin X. J；.凸=(140.50.62) 厲二仏彳代血口口凹模：d 凹=(d 凸 Zmin)凹=(14.310.246)0.02 = 14.55600.02 mm凸模：d凸 = (dmin x j：凸=(7 0.5 0.62)鷲2
16、=7.312 mm凹模：d 凹=(d 凸 Zmin)凹=(7.310.246)o.02=7.556o02mm(2) 切断：14 弧: D凹=(Dmax X)凹 =(14- 0.5 0.74)00.02=13.630002mmD 凸=(D 凹- Zmin)【凹 = (13.63-0.246)0.02=13.3840.02mm:20 弧：D凹 (Dmax -x.Jo 凹 (20 - 0.5 0.75)o0.025 = 19.63o0.025 mmD凸 =(D 凹- Zmin)l =(19.63-0.246)；.02 =19.38400.02mm(3) 弯曲模的凸凹模单边间隙Z间可按如下公式计算：Z
17、 间=tmax+Ct=t+ ：+Ctz间一弯曲模凸模凹模单边间隙；t材料厚度基本尺寸；厶一材料厚度的正偏差；c间隙系数，冲压工艺与模具设计查表 3.13得c=0.05Z 间=2+0+0.05 X 2=2.1注：冲裁间隙除了对冲裁件的质量起着决定性的作用以外，对模具寿命也有 较大的影响。间隙过小会使模具寿命降低。同时，小间隙还使模具制造的难度增 加。因此冲才间隙是保证合理冲才过程的最主要的工艺参数。6. 确定各主要零件尺寸.1 ).凹模尺寸的确定：工件的材料厚度为2mm取凹模孔口高度h=7mn下图凹模厚度H的确定：H=3 0.1P=3 0.1一F总=22mm,P 为总压力：W=1.2H=1.2X
18、 30=36mm送料方向上的凹模的长度：Lb=b+2W=147mmb-工件长37mm取送料方向的凹模长度Lb=170mm垂直于送料方向上的凹模的宽度：Bb=S+（2.54.0 ） H=20+2.5H=75mm2 ）.凸模长度Lp的确定：切断的凸模选用凸缘式，冲孔用的凸模采用标准A型圆凸模，凸模长度计算为Lp=m+h2 + h3+Y-凸模固定板的厚度，取为15mm.h2 -固定卸料板的厚度，h2=0.8H=17.6mmh3 -导料的宽度，h3取为6mmY-修模长度，丫取为20mmLp = d + h2 + h3 +Y=15+0.8H+6+20=58.6mm取 Lp =59mm3）弯曲模凸模和凹模
19、宽度尺寸的计算 当工件标注外形尺寸时，贝L凹 =（Lmax -0.75 Jo 凹 =15.500.098L凸=（L 凹 Z 间）.凸=17.6（0.098当工件标注内形尺寸时候，则L凸（Lmin 0.75凸=15.5.098L凹 =（ Lmax Z间）0、凹 =13.400.0984）垫板厚度的确定垫板的平面形状尺寸与固定板相同，其厚度取为 10mm。材料为45钢的 矩形垫片，主要用于缓冲和扩散凸/凹模传来的压力，避免模座因承受过大压力 出现形变，从而形象模具正常工作。5）固定挡料销确定根据零件的形状选用国家标准规定的A型固定挡料销。6）模柄的选用选用带凸缘的模柄7 ）压力机的确定总压力F总=
20、89129.08N,最大闭合高度应大于冲模闭合高度的 +6mm工 作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。 按上述要求，结合工厂实际，可选用公 称压力为100K N的开式压力机。基本参数为：公称压力：100KN滑块行程：60mm最大闭合高度：180mm圭寸闭高度调节量：50mm工作台尺寸（前后X左右）：240 mmx 360mm 工作台孔尺寸（前后x左右x直 径）:90mmX 180mrX 130mm模柄孔尺寸（直径X深度）：30x 50mm工作台厚度：50mm六. 设计并绘制总装图，选取标准件上模座：L/mnrX B/mnX H/mm=32X 250x 50下模座：L/mmx B/mnx H/m
21、m=37x 250x 55导柱 ：d / mm L/mm = 32 160（左）d / mm L/mm = 35 160（右）导套：d / mm L/mm h/mm = 32 100 43（左）d / mm L/mm h/mm = 35 100 43（右）垫板 ：L /mm B/mm h/mm = 170 140 6凸模固定板：L/mm B/mm h/mm=170 140 15凹模：L / mm B/ mm h /mm =170 140 15.5固定卸料板：L/mm B/mm h/mm = 170 140 12.4装配图见附图AutoCAD39 KB駅工伸團AuloCAJ U理33 KBA4a
22、nAut dCAD 冏形47 KB小同凸模一AutoCAD 圉產48 KBAS下模座 AutoCAD gift33 KBDWG 48AutoCAD46 KBDWG设计说明书Microsoft lord文档672 KE；oMicrosoft Word 文扌仝 34 KB图龙第16页共17页参考文献1翁其金，徐新成冲压工艺及冲模设计M.机械工业出版社，2005.1-1092于永泗，齐民.机械工程材料M.第5版，大连理工大学出版社，20033文U鸿文.材料力学M.第四版，高等教育出版社，20044夏巨谌，李志刚.中国模具设计大典M.电子版 冲国机械工程学会，20035中国机械工程学会.锻压手册M.机
23、械工业出版社6陈于萍、周兆兀.互换性与测量技术M.第2版，机械工业出版社7中国模具设计大典M.第二卷8高军、李熹平、修大朋冲压模具标准件选用与设计指南M.化学出版社，9简明冷冲压工手册编写组简明冷冲压工手册M.第三版，机械工业出版社,2000.410席伟光，杨光，李波.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社，200311文U鸿文.材料力学.第四版.北京：高等教育出版社，200412王孝培.实用冲压技术手册.机械工业出版社，2001致谢在此，我要向我的指导老师段武茂老师致以崇高的敬意 ！段老师深厚渊博的知 识、严谨踏实的治学态度和平易近人的性格使我受益匪浅 ！从本文的选题到课题 的深入，导师都给以精心的指导。在此我再次向段武茂老师表达最衷心的感谢 感谢他在论文遇到难题后抽空指点我。他丰富的知识和敏捷的思维和乐于助人的 精神是我学习的榜样。感谢我的同学在设计过程中给予我的帮助， 正是因为你们 的帮助才使我可以顺利地完成毕业设计，谢谢江西农业大学四年来对我的栽培！第18页共17页