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1、（数控模具设计）垫板冲压模具设计泸州职业技术学院机械电力工程系毕业设计报告题目：冲压模具设计学生姓名秦红梅所在系部机械电力工程系年级063模具3班专业模具设计和制造指导教师张化锦老师成绩 2008 年 11 月 28 日指导教师评阅书指导教师评语：建议成绩:优良中及格不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评语：建议成绩：优良中及格不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评语：评定成绩：优良中及格不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签
2、名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日 目录第壹章 概论51.1模具工业的发展和现状51.1.1模具工业发展状况51.1.2模具工业未来前景51.2 CAD在模具设计中的应用61.3 Pro/e在模具设计中的应用7第二章 工艺分析和模具结构形式设计72.1 工艺分析72.1.1冲裁件的形状和尺寸要求72.2 制定工艺方案82.2.1零件工艺要求82.2.2工序顺序的编排和工序组合8第三章 工艺计算93.1 毛坯展开计算93.2 排样优化设计103.2.1搭边103.2.2 排样方案设计103.2.3 排样方案比较113.2.4 排样方案选择123.3 冲压力的计算123.3.1冲裁力的计
3、算123.3.2退料力、顶出力的计算123.3.3降低冲裁力的方法133.4计算压力中心13第四章 冲压设备选择154.1典型冲压设备概述（曲柄压力机)154.2冲压设备选择原则154.2.1冲压设备类型的选择154.2.2冲压设备规格的确定件154.3选择冲压设备15第五章 模具结构设计175.1 模具总体结构设计175.1.1方案分析175.2模具闭合高度分析175.2.1闭合高度概述175.2.2估算模具闭合高度17第六章 模具主要零部件设计186.1 凸、凹模设计186.1.1计算冲裁间隙186.1.2凸、凹模刃口尺寸计算186.1.3凸模结构设计196.1.4凹模结构设计206.2
4、卸料装置设计216.3 弹性元件的选择226.3.1 橡胶的选择原则226.3.2 卸料装置橡胶的选择226.4螺钉和销钉的选择236.4.1 螺钉的选择236.4.1 销钉的选择236.5定位方式设计236.6导向零件选择246.6.1 分析246.6.2 导柱、导套选择246.7支撑零件选择（上、下模座）246.7.1上、下模座选择原则246.7.2上、下模座的选择256.8模架的选择25第七章 模具总图绘制257.1绘制二维工程图257.2 三维建模26第八章 模具主要零部件制造工艺的编制278.1上模板278.2下模板278.3凸模278.4凹模288.5退料板298.6导柱298.7
5、导套30第九章 总结30结束语31致谢32参考文献33第壹章概论1.1模具工业的发展和现状1.1.1模具工业发展状况据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，冲压模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着冲压工业的不断发展，对冲压模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命冲压模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC冲压管材管接头模具成为模具市场新的经
6、济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使冲压模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的冲压模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是冲压模具市场的增长点。1.1.2模具工业未来前景模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。同时，快速经济模具的前景
7、十分广阔。由于人们要求模具的生产周期越短越好，因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具；用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。仍可用水泥冲压制作汽车覆盖件模具。中、低熔点合金模具，喷涂成型模具，电铸模，精铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进壹步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。1.2CAD在模具设计中的应用壹般说来，模具零件的图形都是由直线、曲
8、线等图象对象构成的。AutoCAD完全满足模具制图过程中的各种制图要求。例如，利用AutoCAD能够方便地绘制点、直线、圆弧、圆等基本图形对象，仍能够对基本图形进行编辑，以构成复杂的模具图形。和传统的手工绘图相比，AutoCAD具有无法比拟的优点。1.减少重复性工作当图纸上有多个相同图形、或者所绘图形对称于某壹轴线时，可利用复制、镜像、阵列等功能快速地从已有图形得到其他部分。仍能够方便的将已有零件图组装模具装配图，就如实际装配模具零件壹样，从而验证零件尺寸是否正确，以及是否会出现零件之间的干涉问题。同样，利用AutoCAD的复制等功能，能够方面的把模具装配图坼分成所需的模具零件图。当设计系列产
9、品时，能够根据已有图形，通过比例缩放功能派生出新的图形出来。2.便于建立图形库AutoCAD能够将常用图形，如符合国家标准的轴承、螺栓、螺母和垫圈等分别建成图形库，当需要绘制这些图形时，能够调用插入即可。3.易规范标准国家机械制图标准对机械制图的线型、线宽、尺寸标柱样式、文字样式等均有明确的规定，利用AutoCAD相应的样式设置，能够相应的满足这些标准要求。4.便于图形的保存和打印AutoCAD设计的图形，可直接通过绘图仪打印到硫酸纸，不再需要描图员描图，无论绘制的图形有多大量，均可运用磁盘、光盘等储存介质进行保存，图纸保存质量高、寿命长。基于上述优点，利用AutoCAD进行模具绘图时，能大大
10、提高绘图效率，减轻设计工作量。虽然用AutoCAD有很多优点，但也有不足之处，如绘制零号、壹号图幅的图形时，由于计算机屏幕的限制，用户不能直观查见整个图形只能通过AutoCAD提供的鸟瞰试图、显示缩放、移动等功能了解全图，这对没多少设计经验的用户来说，会影响设计中的直观判断。1.3Pro/e在模具设计中的应用在这次设计过程中，采用Pro/e绘图的次数且不多，可是在绘制三维图时，全部采用Pro/e，在导图时也采用了。第二章工艺分析和模具结构形式设计2.1工艺分析2.1.1冲裁件的形状和尺寸要求工件名称：垫板工件简图：如图2.1.1所示生产批量：10万件（大批量）材料：QSn6.5-0.1材料厚度
11、t：0.3mm(图2.1.1）冲裁件的尺寸要求：零件图上所有没注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT14级确定工件的尺寸的公差，最小孔边距2.1mm公差为-0.11.属11级精度。查公差表可得歌尺寸公差：零件外形：25-00.52mm;零件内形：40+0.3mm;10+0.25mm孔心距：5.50.3mm2.2制定工艺方案2.2.1零件工艺要求此工件只有冲孔和落料俩个工序。材料为QSn6.5-0.1，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构简单，有壹个4mm的椭圆孔和俩个1mm的孔孔和孔、孔和边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为2.1mm（椭圆和1、俩个1的孔之间、及椭圆、1和外圆之间的厚度）。工件
12、的尺寸全部为自由公差，可见着IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。2.2.2工序顺序的编排和工序组合该工件包括落料、冲孔俩个基本工序，能够有以下三种工艺方案：方案壹：先落料，后冲孔。采用单工序模。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案壹模具结构简单，可是需要俩道工序俩副模具，成本要求高而且生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需壹副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚2.1mm小于凸、凹模许用的最小壁厚尺寸3.2mm，模具强度较差，制造困难大，且且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方
13、便。方案三也只要壹副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的比较分析，该件的冲压生产采用方案三为佳。第三章工艺计算3.1毛坯展开计算毛坯长L毛坯宽B=（Lmax+2a+C)=25+21.5+0.5=28.5mm式中：L毛坯长度；B毛坯宽度；D条料宽度方向冲裁件最大尺寸；A侧搭边值，见冲压模具设计和制造表2.5.2；C导料板和最宽条料之间的间隙，其最小值见冲压模具设计和制造表2.5.5。3.2排样优化设计3.2.1搭边此工件中的圆形或圆角r2t。所以工件和侧面的距离a取1.5mm，工件和工件之间取a1为1.2mm。式中：t为材料厚度；3.2.2排样方案设计排样方式最
14、主要采用提高材料的利用率，降低成本及保证冲裁件及模具的使用寿命为前提。故方案有废料的直排方式，如图3.2.2所示：(图3.2.2）方案二：有废料直对排：（图3.2.3）3.2.3排样方案比较排样图方案壹壹个步距的材料利用率：=A/Bs100A=220-2-(R+0.64)=198.8mm工件的步距s为：B+a=12.2mm=A/Bs=198.8/28.512.2100=57.1方案二的材料利用率：=A/Bs100s=B+a=26.2mm=198.81426.10054.4查板材标准选用700mm800mm的刚板，每张刚板可剪裁25张条料（28mm800mm），每张条料可冲1625个工件，则：=nA1LB100=1625198.8770800100%=52.4%故壹张刚板的材料利用率为25.4%式中：壹个步距的材料利用率；B工件宽度；A壹个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；s步距.根据选择的排样方式冲裁件的冲裁步骤：（1）先冲俩个1和椭圆（2）对工件的外形状落料3.2.4排样方案选择方案壹的材料利用率比方案二的高，方案壹在冲裁过程中工件
