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1、第 1 页 共 35 页毕业设计论文论文题目：论文题目：斜楔式侧向冲孔冲压模设计系 部 专 业 模具设计与制造 班 级 学生姓名 学 号 第 2 页 共 35 页指导教师 毕业设计任务书系系 部：部： 专专 业：业： 学学生生姓姓名名 : : 学学 号号: 0 设计设计(论文论文)题目题目： 侧向冲孔的冷冲模具设计 起起 迄迄 日日 期期: 指指 导导 教教 师师: 发任务书日期: 5 月 10 日第 3 页 共 35 页毕毕 业业 设设 计任计任 务务 书书1本毕业设计课题来源及应达到的目的：本次的侧向冲孔设计来源于冲压模具设计与制造。达到的目的：巩固所学专业知识和熟练操作计算机的能力，同时
2、也认识到了自己在各方面的不足，需要改进和向虚心地别人学习请教。2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要 求等）：课题内容：设计一套零件为侧向冲孔的冷冲斜楔式模具。第 4 页 共 35 页1.冲压零件的工艺分析 2.冲压工艺方案的确定 3.主要设计计算 4.模具总体设计 5.模具总装配和调试第 5 页 共 35 页绪论绪论一一. . 冷冲的概念冷冲的概念冷冲是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲。又因为它主要是用板料加工成零件，所以又称为板料冲压。冷冲压不但可以加工金属材
3、料，而且还可以加工非金属材料。二二. . 冷冲的现状和发展动向冷冲的现状和发展动向随着近代工业的发展，对冷冲压提出了越来越高的要求，因而也促进了冷冲技术的迅速发展。1. 冲压工艺方面冲压工艺方面提高劳动生产率及产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺，是研究的推广的大的方向。冷挤压是一种生产率高和产品大都是好的先进加工工艺。用冷挤压方法的零件一泛。用液体，橡胶，聚氨酯等柔软性凸模或凹模来代替刚性凸模或凹模，对板料料进行冲压加工，在选定的生产条件下，具有明显的经济效果。用此方法能加工出普通冲压方法难以加材料和复杂形状零件，因而在生产中受到人民的重视。2.2.冲模方面冲模方面第 6
4、 页 共 35 页冲模是实现冲压生产的基本条件。在冲模的设计和制造上，目前正朝着以下两方面发展。一方面，为了适应高速，自动，精密，安全等大批量现代化生产的需要，冲模正向高效率，高精度，高寿命，自动化方向发展。在我国，工位数达到 37 甚至更多的级进模，寿命达千万次以上的硬质合金模，精度和自动化程度相当高的冲模都已经应用在生产中。同时，由于这样的冲压对加工，装配，调整，维修要求很高，因此各种高效，精度，数控，自动化的模具加工机床和检测设备也正在迅速发展，如我国的数控铣床和坐标磨床等先进模具加工设备已达到一定的水平。一方面，为了产品更新换代和试制或小批量的生产的需要，锌合金模，聚氨酯橡胶模，薄板冲
5、模，钢带冲模，组合冲模等各种简易冲模及模具及其制造工艺也得到迅速发展。在模具材料及热处理等方面，国内外都进行了不少研制工作，并取了很好的实际效果，如 65Nb.LD1.012Al.CG2 等就是我国研制的性能优良的冲模材料。模具标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量，缩短模具制造周期，降低成本的关键。我国已经颁布了冷冲压术语，冷冲模部件的国家标准。冲模的专业化生产正处于积极组织的实施之中。但总的来说，我国的模具的标准化和专业水平还是比较低的。模具的计算机辅助设计（CAD）与模具的辅助制造（CAM）也已引起了国
6、内外模具行业的极大重视。可以说，计辅助设计与计算机辅助制造是冲压工艺编制及冲模设计与制造走向全盘自动化的重大措施。由于采用了 CAD/CAM 技术，不仅使冲模设计与制造周期在为缩短，而且提高了质量，因而它的开发和应用已成为当前冲模乃至其它技术发展中引人注目的课题。3. 冲压设备和冲压生产自动方面冲压设备和冲压生产自动方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术的基本条件。高精度，高寿命，高效率的冲模需要精度，高自动化的压力机与之相配。目前，这方面主要是从两个方面予以研究和发展：一是对目前我国大量使用的普通冲压设备加以改进，即在普通压力机的基础上，加上送料装置和检测装置，以实现半自动化或全自动化生产
7、，改进冲压设备结构，保证必要的刚度和精度，提高其工艺性能，以提高冲压件精度，延长冲模使用寿命；二是积极发展高速压力机和多工位自动压力，开发数控压力机，冲压柔性制造系统（FMS）及各种专用压力机，以满足大批量生产的需要。 第 7 页 共 35 页冲压生产的自动化是提高劳动生产和改善劳动条件的有效措施。由于冷冲操作简单，坯料和工序件形状比较规则，一致性好，所以容易实现生产自动化。冲压生产自动化包括原材料的输送，冲压工艺过程及检测，冲模的更换的安装，废料处理各个环节，但基本的是压力机自动化和冲模自动化。除了上述自动压力机和数控压力机之外，适用各种条件下自动操作的通用装置和检测装置，如带料，条料或工序
8、件的自动送料装置，自动出件与理件装置，送料位置和加工结果检测装置等都是实现普通压力机和冲模自动化的基本装置。国内实际生产应用情况表明，这方面的水平正在不断提高。4. 冷冲压基本原理的研究冷冲压基本原理的研究冷冲压工艺及模具设计与制造方面的发展与冲压变形基本原理的研究取得进展是分不开的，例如，板料冲压工艺性能的研究，冲压成形过程应变分析和计算机模拟，板料变形规律的研究，从坯料变形规律出发进行坯料与冲模之间相互作用的研究，在冲压变形条件下的摩擦，润滑机理方面的研究，为逐步建立起紧密结合生产的先进的冲压工艺及模具方面打下了基础。第 8 页 共 35 页侧向冲孔的冷冲模具设计侧向冲孔的冷冲模具设计工件
9、名称：侧向冲孔工件图生产批量：大批量材 料：08AL厚 度：2mm工件简图： 第 9 页 共 35 页第一章第一章 冲压零件的工艺性分析冲压零件的工艺性分析图示零件材料为 2mm 厚 08AI 铝合金，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。外形落料的工艺性：工件图属于小尺寸零件，料厚 2mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。弯曲的工艺性：U 弯曲 R1.6 mm，高度 4 mm，要求一般可以用弯曲工艺来获得冲孔的工艺性：2.6mm 的孔，尺寸精度要求较高，可采用冲孔。此工件只有外形落料、弯曲和冲孔三个工序。图示零件尺寸除 2.6mm 的孔均为未
10、注公差的一般尺寸，按惯例取 IT14 级，符合一般级进冲压的经济精度要求，模具精度取 IT9 级即可。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压弯曲工艺性，适合冲压弯曲生产。第 10 页 共 35 页第二章第二章 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定工件图所需的基本冲压工序为弯曲、落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。 （本次设计不包含弯曲模设计）方案一：用简单模分两次加工，即落料冲孔。方案二：冲孔落料弯曲复合模。方案三：冲孔落料级进模。方案一，生产率低，工件的累计误差大，占用两套模具生产设备成本比较高，操作不方便，难于满足大批量生产要求， 。方案二：冲孔落料两个工序都在同一个工位上完成，生产率
11、较方案一和方案三都高，生产出的制品的精度也较高，占用设备数量少，但从表 2.9.6可知工1件最小壁厚最大才 1.95mm 接近工件最小壁厚 1.6mm，模具寿命较低，模具制造成本较第 11 页 共 35 页石英表垫片零件为大批量生产，冲2.6 的孔有公差要求，落料精度要求不太高，且为大批量生产，使用方案三角方案一和方案二更适合零件的生产要求。故选方案三，即采用冲孔、落料级进模。第三章第三章 主要设计计算主要设计计算3.13.1 排样方法的确定及其计算排样方法的确定及其计算3.1.13.1.1 毛坯的尺寸计算毛坯的尺寸计算该制件弯曲端展开后的长度 L 和宽度 B 计算：L=10+=13.25mm
12、25 . 6U 形件的计算毛坯展开长度的公式查表 5123得第 12 页 共 35 页B=)(21txrll查表 583 中性层位移系数 x=0.52B=(4-1.165)+(4-1.165)+3.14(1.6-0.5+0.50.53)=9.6mm该毛坯的攻坚展开图如图 3.1.1 所示:图 3.1.1 毛坯展开图一个工件平展后的面积：S76.32mm23.1.23.1.2 确定零件的排样方案确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样很重要。石英表垫片零件具有一头大一头小的特点，有两种排列方案；对排调头冲和单向排列。第 13 页 共 35 页方案一：对排调头冲的送料方式，即隔位冲，条料完成一个方
13、向的冲压后，将条料水平方向旋转 1800，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分。方案二：采用单向排列的送料方式，如图 3.1.3 所示：图 3.1.2 直对排 图 3.1.3 直排方案比较：条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表 2.5.21取得工件间和侧面的搭边值为 1.8mm 和 2.0mm方案一：步距 B=4.8+4.8+5.9=15.5mm方案二：步距 B=4.8+1.8+4.8=11.4mm条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由 b-=D+2a+c1- D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a侧搭边值c1导料板与最宽条料之间的最小间隙。查表 2.5.51取 Cmin=0
14、.5mm方案一：取得条料宽度为 b=13.25+2+2+4.5+0.5=22.25mm导尺间距离的计算：s=D+2(a+Cmin),代入数据计算得导尺间距离为 23.25mm。方案二：取得条料宽度为 b=13.25+22+0.5=17.75mm。导尺间距离的计算：由 s=D+2(a+Cmin),代入数据计算得导尺间距离为 18.75 mm。材料利用率的计算：一个步距内的材料利用率=%100BsA第 14 页 共 35 页式中 A一个冲裁件的面积，mm2B条料宽度，mms步距， mm方案一 =38.81%所以，选用方案一，即采用对排调头冲的排样方式。3.23.2 冲裁工序总力的计算冲裁工序总力的
15、计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，这是随着实际计算冲裁力时按下面公式：F=KLtb式中 F冲裁力（kN）L冲裁件剪切周边长度（mm ）t冲裁件材料厚度（mm） 被冲材料的抗剪强度(MFa)b K系数，一般取 1.3上式中抗剪强度 与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询。为方便计算，可取材料的 =0.8b,故冲裁力表达式又可表示为：F=1.3LtLtb式中 ：b被冲材料抗拉强度(MFa)。表 892得 H62 软黄铜的 b=294MFaL=9.6+42+（4.8-3.4）2+=46.1mm)225 . 6(360280F=46.10.5294=6776.7N卸料力 FKFXX 式中： F卸料力系数；X K卸料力系数，表 2.6.1，取 K0.06X1 X F406.602NX第 15 页 共 35 页推件力 FT =nKTFKT推件力系数, 表 2.6.1, 取 KT=0.061n同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中 n=h/th凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t料厚( mm
