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1、 毕业设计说明书冲裁模具设计 学生姓名： 学号： 学 院： 专 业： 指导教师： 2012 年 5 月T 形件级进冲裁模的设计摘 要模具工业是现代工业的基础产业，是我国现代工业的基础产业之一，对我国国民经济的持续快速健康发展起着支柱的作用。发展世界领先的模具加工制造技术和扩大模具工业的规模经济效益已经成为我国发展现代工业的一个推动点之一。模具工业在现代市场经济中的作用日益受到了人们的广泛关注，越来越多的行业都日益把业务延伸到模具上来。例如现代经济中的汽车、飞机、高速列车制造、建筑设备、电器、五金等各类各行业几乎都相应地派生出了自己专门的模具生产部门，建立了相应的行业模具生产制造基地，起着越来越
2、重要的作用。随着美国次贷危机引起的经济危机后的经济的日渐复苏，国际国内市场的日益好转及市场对模具需求的进一步扩大，模具工业进入快速发展的阶段，市场将会进一步的拓展，模具生产制造规模和从业人员会进一步的扩张，国际国内的企业交流合作也会不断扩大。但同时随着国际市场竞争的进一步激烈，我国模具工业的发展也面临着严峻的挑战。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，我国主要汽车模具企业。用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其
3、它加工方法所不能比拟的。随着消费结构和产业结构的加快升级，必将对先进模具制造技术和先进生产装备提出更高的要求。本课题设计就是一无导柱式冲孔落料级进模具。全称 T 形件冲孔落料冲裁级进模具。在设计过程中，通过了解和掌握冲压模具材料的选取以及装配的有关知识，主要完成了模具的工作零件、定位零件、导向零件和装配零件的设计，并利用 AutoCAD 软件进行二维图形及装配过程的设计。在设计的过程中，掌握了冲压模具的基本设计过程和设计要领，并了解了冲压模具的成型原理，及 AutoCAD 和二维图形软件的实体建模、装配建模、制图基础、工作过程图形设计等各个环节的基本操作规则及运用方法。关键词：冲压模具 ，T
4、形件， 二维图形， AutoCAD目 录1 前言 12 冲裁模具的工艺分析 22.1 冲裁件工艺分析 2 2.2 工艺方案确定22.3 冲裁变形过程22.4 冲裁间隙32.5 模具大致冲裁过程 43 模具设计计算 43.1 排样 43.2 搭边值的确定 53.3 条料宽度的确定 63.4 材料利用率的计算 63.5 冲压力计算 73.51冲裁力 73.52冲裁时的推料力 73.53冲压力的计算 83.6 确定模具压力中心 83.7 冲模刃口尺寸及公差 83.71冲孔部分 83.72落料部分 93.8 各零件结构尺寸的确定与材料选取103.81 凹模外形尺寸的确定 103.82 凸模长度 LP的
5、确定 113.83 模具各部分零件的选取 113.9 导向定位零件 154冲压设备选取 175 模具装配185.1 设计并绘制总图、选取标准件185.2 组装根据级进模的特点185.3 试模196 绘制零件图（见后所附模具手绘零件图）7 结论20参考文献致谢前 言模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。在现代工业生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低
6、、节省能源和原材料等一系列优点，在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛的应用，成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具工业对国民经济和社会发展，起着越来越重要的作用。模具是工业生产的基础工艺装备，模具工业是机械工业和高新技术产业的重要组成部分。在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业。许多新产品的开发和生产在很大程度上依赖于模具的设计和制造技术，特别是在汽车、轻工、电子和航天等领域中尤为重要。模具制造能力的强弱和水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。它关系着产品质量和经济效益的提高，直接影响了国民经济中许
7、多行业的发展。模具产品的设计加工制造技术水平的高低，反映了一个国家的工业产品和技术水平的高低我国的冲压模技术研究,大约起步于 20 世纪 60 年代。经过近 50 多年的发展,技术水准有了较大的进步。特别是近 10 年来技术水准有了很大的提高,大型、精密、复杂、高效、长寿命模具有了新的突破。特别是摩托车、汽车行业的快速发展,推动了冲压模技术和冲压模具生产快速发展。目前,汽车发动机缸罩、盖板、变速器壳体、机油滤清器座、摩托车发动机缸体、箱体、制动器、轮毂等铝合金冲压模具,化油器合金冲压模具,自动扶梯冲压模等,我国均能自主生产,使汽车、摩托车上铝合金、锌合金配套件的冲压模大部分实现了国产化。2 冲
8、裁模具的工艺分析2.1 冲裁件工艺分析由于本零件 T 形件为左右对称结构，选用的冲压材料为宽 38.2mm 厚 3mm 的 45#板料制件，进行批量生产。图 2.1 零件2.22.2 工艺方案的确定工艺方案的确定该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的由表查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.2mm将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。方案一采用复合模加工。复合模的特点
9、是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，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。方案二采用级进模加工。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。比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。2.3 冲裁变形过程1）当凸
10、凹模间隙正常时，其冲裁过程大致可以分为三个阶段：弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。2）对普通冲裁零件的断面做进一步分析，我们可以发现这样的规律：零件的断面与零件的表面并非完全垂直，而是带有一定的锥度，除光亮带以外，其余均粗糙，并带有毛刺和塌角。而较高质量的冲裁件断面应该是：光亮带较宽，约占整个断面的 1/3以上，塌角、断裂带、毛刺和锥度都很小，整个冲裁件表面无折弯现象。冲裁断面质量随不同材料的性能不同而变化。一般塑性差的材料，断裂倾向严重。光亮带、塌角及毛刺均较小，且断面大部分是断裂带。塑性好的材料与其相反，其光亮带所占比例较大，塌角毛刺均较大，而断裂带较小。对于同一种材料而言，光亮带
11、、断裂带、塌角和毛刺四部分在断面上所占比例也不是固定的，与材料本身的厚度，冲裁间隙，模具结构，冲裁速度及刃口锋利程度等因素有关，其中影响最大的是冲裁间隙。2.4 冲裁间隙1)冲裁间隙是指冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙，凸模与凹模每一侧的间隙成为单边间隙，两侧间隙之和称为双边间隙。冲裁间隙的数值等于凹模刃口尺寸与凸模刃口尺寸之差。2)当冲裁间隙合理时能够使材料在凸凹模刃口处产生的上下裂纹相互重合于同一位置，冲裁件质量较为满意。间隙过小时，光亮带增加塌角毛刺均减小，但过小则会在凸模刃口处产生裂纹与在凹模人口出产生的下裂纹向外错开一段距离。上下裂纹中的材料被二次剪切，断面质量变差。若间隙过大，则会使
12、裂纹向里错开一段距离。此外冲裁间隙对冲裁件尺寸，冲压力，模具寿命都有影响。3)由图纸可知凸凹模单边间隙为 0.03mm，所以由此可得出凹模尺寸。间隙选取原则除了冲裁间隙之外，在冲裁过程中，凸凹模的刃口尺寸及制造公差直接影响冲裁件尺寸精度。并且合理的冲裁间隙也要依靠凸凹模刃口尺寸的准确性来保证。在确定刃口尺寸及制造公差时应遵循以下原则：1）落料尺寸决定于凹模尺寸，冲孔尺寸决定于凸模尺寸；2）根据磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取之间尺寸公差范围内的最小值；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸；3）不管是落料还是冲孔，在初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合理间隙值；
13、4）冲裁模刃口尺寸的制造偏差方向，原则上是单项入体原则，即凹模（内表面）刃口尺寸制造偏差取正值，凸模（外表面）刃口尺寸制造偏差取负值。5）根据加工方法不同，可分为互换加工法和配合加工法。25模具冲裁大致过程由于本模具为无导柱式落料冲裁模具，所以在条料的冲裁过程中，其定位保持需要有其他模式代替。本模具的基本冲裁过程是：条料在首次送进时第一个限位由始用挡料销来确定其第一步距，然后落料凸模进行首次冲压，给条料上冲孔，然后凸模归位。始用挡料销由弹簧自动弹出。然后条料继续送进，直到送至冲裁凹模的挡销停止，此过程为第二送料步距。然后落料凸模再次冲裁，凸模上的导正销进入第一次所冲的孔中 以达到导正的目的，为
14、模具正确冲裁提供正位。然后落料、卸料、在最后条料继续送进，重复以上工作状态。3 3 模具设计的计算模具设计的计算3.1 排样排样：冲裁件在板料或条料上的布置方法。冲裁件的排样与材料的利用率有密切关系,对零件的成本很大,因此应设法在有限的材料面积上冲出最多数量的制件。排样的选择，冲裁排样有两种方法 ： 1）从废料角度来分可以分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。2）按制件在材料上的排样形式来分，可以分为直排、斜排、对排、混合排、多样排和冲裁搭边法。注注：因为直排能在有限的材料上冲出较多的这种冲裁件,所以选用直排。因生产批量大为了简化冲裁模结构，便于制造和定位。如图 3.1。图 3.1 排样3.2 搭边值的确定搭边主要指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料. 搭边值虽是废料，但在冲压工艺上起着很大的作用。首先，搭边能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；其次，能保持具有一定的刚行，便于送料；再者能起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报销。搭边值的大小决定于制件的形状、材料、料厚及板料的下料方法。搭边值太小材料利用率较高，但给定位和送料造成很大困难，同时制件精度也不易保证，搭边太大，材料利用率降低。所以搭边值的选择是很重要的由表 3.1 确定搭边值，一般由
