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1、机 械 专 业 综 合 课 程 设 计 说 明 书设计题目：复合冲裁模学 院（系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 目录摘 要- 1 -第一章 概述- 2 -1.1冲压的概念- 2 -1.2冲压工序的分类- 2 -1.3冲压工艺的特点及发展方向- 2 -1.4冲压模具发展方向- 2 -第二章 零件工艺性分析- 3 -2.1设计任务书- 3 -2.2冲压材料- 3 -2.3工序性质- 3 -2.4结构形状- 3 -2.5尺寸精度和粗糙度- 3 -第三章 生产工艺方案制定- 4 -3.1工艺方案- 4 -3.2工艺方案的比较- 4 -第四章 模具结构的选择- 5 -4.1模具形式
2、- 5 -4.2送料方式- 5 -4.3卸料及出件方式- 5 -4.4定位方式- 5 -4.5导向方式- 5 -第五章 排样设计- 6 -5.1排样方式- 6 -5.1.1 无搭边排样方式- 6 -5.1.2 有搭边排样方式- 6 -5.2 导料板间距离A- 7 -5.3步距S- 7 -5.4 材料利用率- 7 -5.5条料送进- 8 -第六章 压力中心的确定刃口的计算- 10 -6.1压力中心的确定- 10 -6.2刃口尺寸的计算- 10 -6.2.1冲裁剪的结构分析- 10 -6.2.2刃口计算原则- 10 -6.2.3落料凸凹模刃口计算- 10 -6.2.4凸模刃口计算- 13 -第七章
3、 冲裁力的计算与压力机的选择- 15 -7.1冲裁力- 15 -7.2冲裁力的计算- 15 -7.5压力机公称压力的确定- 15 -7.6压力机的选择- 15 -8 .1 模具 的装配- 17 -8.2冲裁模的安装步 骤- 17 - .衬板冲压工艺设计摘 要近些年来，我国模具制造行业有了较大的发展，冲压模具在实际工业生产中应用越来越广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。模具工业的快速发展，我们不断地提高对模具加工制造技术要求，模具制造的水平的高低，已成为衡
4、量一个国家机械制造水平的重要标志。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。这次课程设计通过对制件的冲压工艺进行了分析，冲压工艺方案及模具的结构类型进行了确定，并进行了必要的冲压工艺参数计算及模具工艺零件与结构零件的选用。首先采用倒装式复合模进行冲孔落料，然后选择有废料直排法排样，其压力中心位于零件的几何中心，因为此零件是轴对称的，最后冲压压力机的应选用J23-63型号的压力机。冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是
5、由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。所以先进的生产技术成为现代模具发展的趋势，随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。关键词：冲压；模具；冲压工艺；冲孔；落料；排样图；冲压力。第一章 概述1.1冲压的概念冲压就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，从而获得一定的形状和尺寸零件的一种加工方法。因为常在室温下进行加工，所以称为冷冲压。1.2冲压工序的分类冲压工艺按其变形性质概括起来可分为分两大类，即离工序和成形工序。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得
6、一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两大类按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形(胀形、翻边、缩口和旋压)四种基本工序，还有其他爆炸、电水、电磁、激光冲击和超塑性的成形方式。生产中不能以一种工序独立作业，有时候要多工序组合加工，灵活运用。1.3冲压工艺的特点及发展方向冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术与经济方面具有下列特点：（1）冷冲压是少、无切屑加工方法之一，所获得的冲压件一般无需再加工。（2）普通压力机每分钟可生产几十件，高速压力机每分钟可生产千件以上
7、，是一种高效率的加工方法。（3）冲压件的尺寸精度由模具保证，所以质量稳定，互换性好。（4）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件，为其他加工方法所不能替代。另外，冷冲压加工不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。1.4冲压模具发展方向随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，主要以计算机辅助设计技术为主，像CAD和PRO/E等绘图软件，CAE/CAM的计算机辅助模拟软件与计算机辅助制造软件。技术经验与软件模拟是未来模具发展的趋势。随着科学技术的发展，模具制造技术越来越先进，模具设计制造向着现代化、标准化和专业
8、化生产方向发展。高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割技术和磨削及抛光加工技术等等，必将成为模具制造技术的主流。第二章 零件工艺性分析2.1设计任务书如下图1-1所示，该零件为衬板，材料为30钢的板材，厚度为2mm，大批量生产。2.1工件图2.2冲压材料该冲压件的材料为Q235，优质碳素钢，塑性好，易成形，具有良好的可冲裁性能。其抗剪强度，抗拉强度。2.3工序性质该零件结构简单，只需冲孔和落料两个基本工序即可。2.4结构形状工件的结构简单，为一带圆角的长方形，长宽分别为50和31；零件呈轴对称分布，零件中心为一直径为8的圆孔，在零件的四角分布直径为5的圆孔；在长度方形上两圆孔的中心距为36
9、，宽度方向上的中心距为17。冲裁件的外形应尽量避免有尖锐的角，在各直线连接处，应由适当的圆角。为提高模具寿命，所以将连接处用R为3mm的圆角过渡。2.5尺寸精度和粗糙度该工件只有冲孔个落料两个工序，材料Q235为软料钢，在冲孔是应有一定的凸凹模间隙。工件的尺寸公差为IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁就能满足要求，不需要采用精冲或修整等特殊冲裁方式。第三章 生产工艺方案制定3.1工艺方案根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔两种。按其先后顺序组合，可得如下几种方案：（1）先冲孔，后落料，单工序冲压；（2）冲孔落料，单件复合冲压（3）冲孔落料级进冲模。采用级进模生产。3.2工艺方案的比较（1）
10、单工序模：单工序模是指只有一个工位，只完成一道工序的冲模，它可分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、翻孔模和整形模等 。由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便。但生产率低，工件精度低，不适合大批量生产。（2） 级进模：级进模又叫连续模，压力机的一次行程中，在模具的不同位置完成两道或两道以上的工序。级进模生产率高，便于实现机械化、自动化，但模具制复杂，调整维修麻烦工作精度低。（3） 复合模：压力机的一次行程中，在模具的相同位置完成两道或两道以上的工序。采用复合模加工成形，生产率较高，工件精度高。但模具制造较复杂，调整维修较麻烦，使用寿命低。综上所诉：由于此工件有落料有冲孔，单工序不易于实现，而工件精度要
11、求不高，在冲孔和落料之间有足够的距离，由于该工件较简单，复合模的制造不是很复杂，所以应该选择容易实现且符合工件工艺条件的复合模。利用复合模能够在模具的同一部位上同时完成制建的落料和冲孔工序，从而保证冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度和平整性、成产效率高，且适合于大批量成产。第四章 模具结构的选择4.1模具形式正装式特点。冲料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积累到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凹凸模承受的张力较大，因此凹凸模的壁厚应严格控制，以免强度不足。决定采用倒装式复合模。4.2送料方式送料装置有手动送料和自动送料两种；自动送料装置是独立完整的控
12、制机构，在一定时间内不需要人工进行操作而自动完成冲压工作适合零件的大批量生产。4.3卸料及出件方式因为条料的厚度不是很厚，可采用弹性卸料装置；由于固定卸料方式结构简单但调整不太方便，废料切刀装置适合尺寸大、厚度大的条料，而弹性卸料装置既能起卸料作用又能起压料作用，所得工件质量较好，平直度较高；故综合考虑选择弹性卸料装置比较合适，采用弹性卸料版。该模具采用倒装式复合模，其推件装置一般是刚性的，由打杆、推板、连接杆和推件块组成；由于刚性推件装置的推件力大，工作可靠，适合条料较厚的条料。该推件装置是安装在上模座上，把工件向下从凹模内推出，故为下出件方式。4.4定位方式定位方式分为横向和纵向两种，横向
13、定位只能保证条料有正确的送进方向，而纵向定位能控制条料一次送进的步距，可保证纵向搭边值，故选择纵向定位方式为宜，选择弹顶式挡料销纵向定位，安装在复合模的弹压卸料板上，工作是可随凹模下行而压入孔内，工作很方便。4.5导向方式导向装置有许多，分为导板式导向装置、导柱导套式导向装置和滚珠式导向装置；如用导板导向，则在模具上安装不方便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且零件在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。第五章 排样设计5.1排样方式
14、排样方法很多，有直排、斜排、直对排、混合排、多排和冲裁搭边。对于简单几何形状，如矩形的冲件宜采用直排排样形式。直排可采取无搭边和有搭边的两种方式。5.1.1 无搭边排样方式无搭边排样其产生的废料极少，此种排样方法是沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边。冲件的质量和模具的寿命更差一些，但材料的利用率最高。如下图5-1所示：图5-1 无搭边排样5.1无搭边棑样 5.1.2 有搭边排样方式此种排样方式是沿冲件全部外形冲裁，在冲裁周边都留有搭边，因此材料的利用率低，但冲件的尺寸完全有冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，生产中绝大多数冲裁件都是采用这种有废料排样。a.搭边。查冲压工艺及模具设计表5-10，确定搭边值a，a1。当t=3mm时，a=2.5 ,a1=2.8。表5-10 最小工艺搭边值材料厚度 t圆件r2t的圆角矩形件边长l50矩形件边长l50或r2taa1aa1aa12.53.01.82.22.22.52.52.8b.条料宽度。采用无测压装置。所以 B=D+2a+Z （5-1）式中 D条料的宽度，Z导料板与最宽条料之间的最小间隙，查冷冲压工艺及模具设计表213得Z=0.4mm。所以 B=（50+22.5+0.4）=55.4（mm） 表2-11最小双面导料间隙Z条料宽度B板料厚度 t1
