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1、摘要：随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备，为了扩展在工艺方面的知识面为了适应社会的要求，学校举行了课程设计，这次课程设计是在学习完冲模、模具制造等课程的基础上进行的，是对我综合能力的考核，是对我所学知识的综合运用，也是对我所学知识的回顾与检查。通过实例，分析了零件的冲压工艺方案，阐述了模具结构特点及工作过程，最后提出了模具设计应该注意的问题。关键词：冲模；冲压工艺；模具设计Abstract: Through an example, the stamping process for forming the multi-direction be
2、nt parts is analyzed .The structure characteristics and working process of the die for stamping the multi-direction bent parts are presented .Theparts needing attention in the design of the die are put forward .key words: die; stamping process ; die design前 言 模具是现代化的生产重要工艺装备，在国民经济的各个部门都越来越多地依模具来进行生产
3、加工，越来越引起人们的重视，模具也趋向标准化。随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备。这次毕业设计是在学习完所有机械课程的基础上进行的，是对我综合能力的考核，是对我所学知识的综合运用，也是对我所学知识的回顾与检查。本次设计的是一副冲孔-落料的复合模，这次设计是在戴正强老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此, 我表示衷心的感谢他们对我的教诲.冲模是模具设计与制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门课程，使我对冲裁模具有了新的认识，从中也学
4、到了不少知识，激发了我对冲裁模具的爱好。但因本人经验有限，因此很难避免的存在一些不合理之处，望各位老师批评和指正，以使我的课程设计做到合理，同时也为我走出校门步入社会打下坚实的基础。绪 论模具概述: 伴随着现代工业的发展,模具产业发展迅速。现代模具产业已向大型化、多功能、高精度的方向发展,模具技术含量不断提高,多功能复合模得到进一步的发展,热流道技术和模具标准件日益得到广泛的应用,同时塑料模比例不断提高,快速经济型模具前景十分广阔.我国模具产业也得到了较快的发展,九五期间年平均增速度约为13%,至2000年,我国模具总产值预计为260270亿元,模具行业结构也有了较大的改善,模具商业化程度提高
5、了近10%,中高档模具占模具总量的比例有了明显提高。当今世界,工业正日益朝着批量化的方向发展.这样对冲压生产提出了自动化,智能化的要求;从而使模具向简单化、调试方便快速性方向发展,对生产人员要求的普遍性提高.同时伴随生产还有许多的问题,比如噪音问题,生产的安全性问题,所有这些问题要获得真正有效的解决都离不开冲压生产设备,生产工艺方案的制订,生产人员的状况,生产现场的管理等;而最为重要的是模具设计与制造的能力的提高.展望未来,冲压生产还有许多可提高之处.冲模发展状况:目前,我国的模具工业已初具规模,但与先进工业国家相比仍有较大差距.近年来对模具技术的探索和研究主要取得了以下成果:1.研究了几十种
6、模具新钢种及硬质合金,钢结硬质合金等新型材料,并采用了一些热处理新工艺,模具寿命有所提高.2.发展了一些多任务位级进模,硬质合金模和简单经济模具等新产品.3.研究和应用了一些新技术和新工艺.4.模具加工设备的生产已具有一定的基础.目前已能小批量生产精密的坐标磨床,计算器数控仿形铣床,电火花线切割机床,高精度的电火花机床等.5.模具计算器辅助设计与制造已有多家单位正在研究开发,有些已经投入使用.随着工业的发展,国内模具需求量都在激增,其中高精度,高效率,高寿命模具的应用也正日趋广泛.为了满足这种需要,模具技术主要朝着如下几个方面发展: (1)发展高精度,高效率,高寿命的模具,.例如高速冲床所用的
7、模具,多任务位级进模,少无废料级进模等先进,经济的模具. (2).发展各种简易模具,如低熔点合金模,超塑性模,锌基合金模等. (3).实现模具标准化,进行模具专业化生产. (4).发展各种高效,精密,自动化的模具加工设备.如模具毛坯下料用的高速锯床,阳极切割机床,砂线切割机床,激光切割机床等高级设备. 粗加工用的高速铣床,高速磨床等.精加工用的数控电气仿形床,数控连续轨迹坐标铣床.CNC低速走丝精密线切割机床,各种高精度电火花机床,精密电解成形机,三坐标测量机等精密加工设备和加工中心,并逐步实现模具自动加工系统. (5).开发和应用模具CAD/CAM技术,提高模具设计质量和效率,提高制造精度,
8、缩短制造周期. (6).研究模具新材料,一方面研究高强度,高耐磨及有些特殊性能的合金模具钢;另一方面研究简易模具的材料.冲压垫片设计说明书零件的名称：冲压垫片（如下图所示） 生产批量：大批量 材料：08F 板厚：t =2 mm 要求设计落料，冲孔复合模 防火栓零件图第1章 冲压件工艺的分析工件如上图所示，我开始考虑用级进模，因为级进冲模在设计上比较灵活，但后来想这种形状较为简单，由于产品批量较大，精度比较要求一般，我采用复合模，一套模具完成此工件的加工。 产品工艺分析包括技术和经济两方面的内容.在技术方面,根据产品图纸,主要分析冲压件的形状特点,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工
9、艺的要求;在经济方面,主要根据冲压件的生产批量,分析产品成本,阐明采用冲压生产可以取得的经济效益.因此,中压件的工艺分析,主要讨论在不影响零件使用的前提下,能否以最简单最经济的方法冲压出来,能够做到的,表示该冲压件的工艺性好,反之，工艺性差. 影响冲压件工艺性的因素主要有零件的形状特点,尺寸大小,设计基准,公差等级和形状位置误差要求,材料的厚度及成形后允许的变薄量,材料的机械性能和冲压性能,在冲压过程中产生的回弹,翘曲的可能性,毛刺大小和方向要求等.这些因素对确定冲压工序的性质,数量和顺序,对模具的结构形式及制造精度要求等都有很大关系,因此,在制定冲压工艺过程中必须根据零件图认真加以分析,尤其
10、应该注意分析零件在冲压加工中的难点所在.良好的冲压工艺性表现在材料消耗少,冲压成形时不必采用特殊的控制措施,工艺过程简单而且寿命长,产品质量稳定,操作方便等.如果发现零件的工艺性差,则应该在不影响使用要求的前提下,对零件的形状,尺寸及其它要求作必要的修改. 此零件外形对称,无尖角,成品的精度要求不是很高,外形公差要求为0.25mm,角度公差要求为1.00.考虑到装配的要求,抽孔必须保证抽起高度,孔距有位置要求,但孔径无公差配合.因为要和下盖接触,所以两侧的小孔位置也必须保证.由以上分析可知,该零件为板材冲压件,尺寸精度要求不高,工艺上虽有难度,但易于刻服,又属批量生产,因此可以用冲压方法生产.
11、第2章 主要工艺参数的计算21 确定冲压的基本工序如上图零件图所示，该零件行进冲压加工的基本工序为冲孔、落料。根据零件要求进行工艺计算分析： 22 确定基本工序的尺寸公差 零件图上的尺寸未标注公差，按照IT14级确定工件的公差。经查表（GB180079）得各尺寸的公差为：查表的： 42-0.620200+0.52， 240+0.52，40+0.32.3 排样及材料的利用率排样图为毛坯直径为42，考虑操作方便，采用单排排样，如下面所示。首先查表明确搭边值。根据零件形状，两零件之间按照圆形取搭边值a=1.2mm，侧边搭边值取a1=1.5 。所以进料步距为S0=43.2mm. 条料宽度的计算：B =
12、（D+2a1）-0查表2-12得=0.5 所以B =（42+2X1.5）-0.50=45-0.50mm2.4 计算工序压力P0=PP推P冲=KL冲t=1.366.521881000=32.5KNP落=KLt 08钢查表抗剪强度360,取P落=KL落t=1.3131.921881000=64.5KNP= P冲P落=32.564.5=97KN计算推料力：P推=nK2P冲 查表1-7得K2=0.050 取n=4P推=40.05532.5=7.15KN计算总的冲压力：P0=P+P推=977.15=104.15KN卸料力有两种即下模卸条料的力PS1和上模卸工件的力PS2：PS1=0.0564.5=3.2
13、25KNPS2=0.05（64.532.5）=4.85KN式中：P0 理论上总的冲压力；P 总的冲裁力；P推总的推件力；P冲 冲孔时所用的冲裁力；P落 落料时所用的冲裁力； 为材料的抗剪强度；L冲为冲孔轮廓的周长；L落为落料轮廓的周长；2.5 冲压设备的的选择为使压力机能安全工作，取： （1.6-1.8）p.=177.055KN公称压力：250KN滑块块行程：100mm最大封闭高度：270mm连杆调节量：55mm滑块底面尺寸：左右 250 前后 220工作台尺寸：1345X950mm模柄孔尺寸：40X60mm工作台板厚度：50mm最大大角度：30电动机功率：2.2KW2.6确定压力中心 如下图
14、所示，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料和冲孔的中心都在工件的几何中心，根据力矩平衡原理得： PX=(43.2-X)P由此计算得X=14.474mm2.7 冲模刃口尺寸及公差的计算：. 冲孔凸模刃口尺寸计算：dp=（dmin+）-p0内孔基本尺寸为20的刃口尺寸dp1：因为 d1min=20 查公差表得=0.52 p=0.25=0.13查表2-21得 =0.5所以 dp1=20.26-0.130内孔基本尺寸为22的刃口尺寸dp2：因为d2min=22 查公差表得=0.52 p=0.13所以 dp2=22.26-0.130内孔基本尺寸为4的刃口尺寸dp3：因为d3min=4 查公差表得=0.3 p=0.075所以dp3=4.150-0.075. 落料凹模刃口尺寸：压圈外圆基本尺寸为42mm， 查公差表得=0.62mm d=0.155因为 Dmax=42mm Dd=（Dmax-）0+ =41.690+0.155mm凸凹模内部刃口尺寸根据凸模刃口实际尺寸配作保证双面间隙为0.25-0.36。
