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1、 *学院学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）论文题目： 服务器铁盒后盖挡片 系 别： * 专 业： 模具设计与制造 班 级： * 学 号： * 学生姓名： * 指导教师： * *毕业论文2目目 录录1 前言3 2 冲裁弯曲件的工艺分析3 2.1 冲压件工艺性分析 3 2.1.1 材料.3 2.1.2 结构与尺寸.4 2.1.3 精度.4 2.2 冲裁工艺方案的确定 4 2.3 选择模具总体结构形式 4 2.3.1 确定模架类型及导向方式.4 2.3.2 定位方式的选择.4 2.3.3 卸料、出件方式的选择.4 2.4 必要的工艺计算 5 2.4.1 排样设计与计算.5 2.4.2 计算冲压力
2、.6 3 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力7 3.1 计算冲裁力 F .7 3.2 弯曲力 FC 的计算8 3.3 计算模具压力中心.9 4 冲裁模间隙的确定.10 5 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差.11 6 卸料弹簧的设计.12 6.1 弹簧的选择与计算 .12 6.2 卸料弹簧的选择原则 .12 6.3 卸料弹簧的选用与计算步骤 .12 7 工作零件的结构设计.13 7.1 凹模的设计13 7.2 定位零件的设计16 7.3 卸料零件的设计 .17 7.4 模架及其它零部件设计 .17 8 选择压力机型号.18 9 绘制模具总装图及非标准零件零件图.18 10
3、 总 结.19 参考文献.19*毕业论文3服务器铁盒后盖挡片摘要：摘要：冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。本设计对指定工件进行的级进模设计，利用 Auto CAD 软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识
4、，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：关键词：级进模；弯曲；冲孔1 1 前言前言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定
5、，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。2 2 冲裁弯曲件的工艺分析冲裁弯曲件的工艺分析如图 1-1 所示的冲件为大批量生产，材料 Q235，材料厚度为 0.2mm，设计冲裁模。设计过程如下：2.12.1 冲压件工艺性分析冲压件工艺性分析2.1.12.1.1 材料材料*毕业论文4Q235 普通碳素钢，抗剪强度 304373MPa、抗拉强度 b432461MPa、屈服极限 s253MPa、伸长率 1021%2
6、5%。具有良好的冲压性能，适合冲裁加工。2.1.22.1.2 结构与尺寸结构与尺寸工件结构相对较复杂，有一个 5.2 的孔；孔与边缘最小壁厚为 5.9mm，大于倒装复合模的凸凹模最小壁厚 1.8mm（见资料AP98） ；均适宜于冲裁加工，有三边弯曲，弯曲深度分别是 16.2mm 和 20mm，冲裁两个异性孔，它的最大长度 70mm，最大宽度 51.2mm，冲裁两个长方形孔，长为 30.5mm，宽度为 5mm。2.1.3 精度精度工件的尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。2.22.2 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔和弯曲三个基
7、本工序，可采用以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，最后弯曲，采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，然后弯曲，采用复合模生产。方案三：冲孔落料弯曲级进冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需两副模具，工件的精度高，但工件最小壁厚 5.9mm较接近凸凹模许用最小壁厚 3.8mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的废料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三只需一副模具，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分析比较，该件的冲压生产宜采用方案三。2.32.
8、3 选择模具总体结构形式选择模具总体结构形式由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。2.3.12.3.1 确定模架类型及导向方式确定模架类型及导向方式该模具采用对角导柱模架，这种模架的导柱在模具对角位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。导柱导向可以提高模具寿命和工件质量，方便安装调整。2.3.22.3.2 定位方式的选择定位方式的选择该冲件采用的坯料是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控*毕业论文5制条料的送进步距采用侧刃粗定距，导正销精定距。采用手工操作。2.3.32.3.3 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择因为该工件料厚 0.2mm，尺寸较小
9、，所以卸料力也较小，拟选择弹性卸料、下出件方式。2.42.4 必要的工艺计算必要的工艺计算2.4.12.4.1 排样设计与计算排样设计与计算该冲件外形大致为矩形，采用直排时材料利用率最高，如图 1-2 为排样方法。搭边值取 a11.8mm 和 a0.75a0.7521.5mm，条料宽度为 715mm，步距离为A98.7mm，一个步距的材料利用率约为 74。 （计算详见表 1-1）图 1-1 零件图*毕业论文6图 1-2 零件排样图2.4.22.4.2 计算冲压力计算冲压力该模具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件结构。根据计算结果，冲压设备拟选 J23-25。 （冲压力的相关计算详见表 1-2）
10、表 1-1 排样相关计算项目分类计算方法及结果*毕业论文7冲 裁 件 面 积除了用数学方法计算外，这里我们推荐用 Auto CAD 辅助完成此类 计算。它的好处是方便、快捷、准确。 方法：将零件图按实际尺寸画好，将边界生成多段线，用查询面 积命令求面积（同时还可得到周长） ，再进行必要计算。 具体步骤：绘图将轮廓生成多段线（绘图菜单边界选择多 段线拾取点在图形轮廓内点一下鼠标，生成多段线或者采用 pedit 命令）求面积（工具菜单查询面积根据图形结构情 况在命令行选择相应操作，主要是加减运算在多段线轮廓上点 一下，在命令行得到面积值和轮廓线长度） 操作过程如下图所示：本例题结果： 冲裁件面积
11、F=52248mm2 料宽B710.25+1.5+2.25715mm 步距A96.8+1.898.6mm排样利用率一个步距的材料利用率：%5 .747010152248X100%ABF表 1-2 冲压力相关计算3 3 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括*毕业论文8F总冲压力。 Fp总冲裁力。FQ卸料力FQ1推料力。FQ2顶件力FC弯曲力3.13.1 计算冲裁力计算冲裁力 F F根据常用金属冲压材料的力学性能查出 Q235 的抗剪强度为 304373Mpa冲 裁 力冲裁件周
12、长可用上面类似方法，得到面积的同时也可求得周长。对于直 线也可用尺寸标注的方法直接得到。如果所求对象轮廓复杂且不封闭， 可用直线将对象两个端点相连，再将轮廓转化成多段线求得周长后减去 辅助连接直线长度（可用对齐标注得到辅助连接直线长度） 。可知 L=662mm F 冲KLtb1.36620.235060242N 其中：b350MPa（查资料AP6670） 卸 料 力F 卸K1F0.04602422409.68N 其中：K10.04（查资料AP78）推 件 力F 推nK2F100.0556024233133.1N 其中：K20.055（查资料AP79） ； nht20.210冲 压 力冲压 工艺
13、 压力FF 冲+ F 卸+ F 推60242+2409.68+33133.195784.78N3.23.2 弯曲力弯曲力 FCFC 的计算的计算*毕业论文9影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行慨略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。 形弯曲件的经验公式为：Fu=0.7KBt2b/+t Fu冲压行程结束时不校正时的弯曲力。B 弯曲件的宽度（mm） 。t弯曲件的厚度（mm） 。内弯曲半径（等于凸模圆角半径） （mm） 。b弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册
14、b=400(MPa)。K安全系数，一般取 1.3.根据公式 Fu1=0.7KBt2b/(+t)=0.71.3478.50.22400/(3+0.2)=2177.175(KN)Fu2=0.7KBt2b/(+t)=0.71.3300.22400/(3+0.2)=136.5(N)Fu=Fu1+Fu2=2177.175+136.5=2313.675（N）对于顶件或压料装置的弯曲模，顶件力或压料力可近似取弯曲力的 30%80%。F 压=80% Fu=80%2314=1851.2(N)弯曲力: FC= Fu+ F 压=2314+1851.2=6479.2(N)F 总=F+Fc=6479.2+95784.7
15、8=102264N3.33.3 计算模具压力中心计算模具压力中心计算压力中心时，先画出凸模刃口图，如图 1-3 所示。在图中将 xoy 坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成 16 共 6 组基本图形，*毕业论文10用解析法求得该模具的压力中心 O 点的坐标（16.4，-3.4） 。 （相关计算详见表 1-3）图 1-3 凸模刃口图由 Auto CAD 打开排样图，直接标注测量得到重心： X=22.6mmY=-24.5mm4 4 冲裁模间隙的确定冲裁模间隙的确定设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差*毕业论文11及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙
