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1、目录第一章 零件的工艺性分析.41.1 零件的工艺性分析41.2冲裁件的精度与粗糙度51.3冲裁件的材料51.4确定工艺方案.5第二章 冲压模具总体结构设计62.1模具类型62.2操作与定位方式62.3卸料与出件方式62.4模架类型及精度6第三章 冲压模具工艺与设计计算73.1排样设计与计算73.2设计冲压力与压力中心,初选压力机9第四章 模具的总张图与零件图134.1根据前面的设计与分析,我们可以得出如级进模具的总张图134.2 冲压模具的零件图14第五章 冲压模具零件加工工艺的编制275.1凹模加工工艺过程275.2凸模加工工艺过程275.3卸料板加工工艺过程295.4凸模固定板加工工艺过
2、程295.5上模座加工工艺过程305.6下模座加工工艺过程305.7导料板加工工艺过程31摘要随着中国经济的迅速发展，模具已经成为现今工业生产不可或缺的装备，占有着越来越重要的地位。在这样的发展形式下选择模具设计这样一个有意义的毕业设计是一次非常重要的锻炼机会。 本设计是针对冲孔模具的设计，设计先根据零件的结构特点及工艺特性进行工艺分析，再结合现今模具生产厂家的具体经验进行结构设计，切实将设计做到能够应用在实际生产中，使模具更具有实用性。 该工件结构特点适宜采用冲压进行生产，所以对冲压与模具的相关知识进行了简单介绍。拉延模是将经过落料工序的材料通过凸凹模的冲压产生塑性变形从而得到零件形状的工序
3、，是模具中重要的组成部分是其他工序的基础。本设计对拉延模的工艺特点、组成、具体工作过程进行了阐述、并对组成模具的部分部件进行了分析。关键词：冲压模具设计 冲孔 工艺分析设计要求:设计该零件的冲孔 冲压件图如下图所示:冲压技术要求:1. 材料:H622. 材料厚度:4mm3. 生产批量:中批量4. 未注公差:按IT14级确定.第一章 零件的工艺性分析.1.1 零件的工艺性分析 该零件材料为H62(黄铜)结构简单,形状对称,凹模宽度B=121.2t(t为材料厚度) ,冲孔时有尺寸为6.5 5.2冲孔时,因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小.冲孔的最小尺寸取决于材料性能,凸模的强度和模具结构等.得圆
4、形孔最小值得d=0.9t=0.9X4=3.6mm(1.52)t所以由冲件图可知C1=12-5.2/2-6.5/2=6.151X4=4, C2=88.9-21-29.4-31.5-2-2.5=2.51X4=4,C=18/2-6=31.5X4=6.由以上可知孔与孔之间距离C1满足工艺性要求, C2至少增加1.5才能满足工艺性要求,而孔到边缘的距离至少增加3才能满足工艺性要求,因此必须在总长88.9加上1.5,即总长为90.4才能满足工艺性要求,总宽18加上3X2,即总宽为24才能满足工艺性要求.由以上分析可得,冲件的长改为90.4 ,宽改为24 才能满足工艺性要求,如图1所示,如果征得有关同意,我
5、们才能继续做下一步的设计. 图1 工件图1.2冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT14级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,由表3-5可得落料公差,冲孔公差分别为0.40,0.08.而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为0.5,0.15由表3-6得孔中心距公差 0.15而冲件孔中心距最高精度公差为0.25,因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求.1.3冲裁件的材料H62(黄铜),抗剪强度=255Mpa,断后伸长率35%,此材料具有良好的塑性级较高的弹性,冲裁性较好,可以冲裁加工.1.4确定工艺方案.该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序,可采
6、用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种.零件属于中批量生产,因此采用单工序须要模具数量较多,生产率低,所用费用也高,不合理;若采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高,但因零件的孔边距太小,模具强度不能保证;用用级进模冲裁时,生产率高,操作方便,通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题,根据以上分析,该零件采用级进冲裁工艺方案.第二章 冲压模具总体结构设计2.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模.2.2操作与定位方式零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保
7、证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。2.3卸料与出件方式考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。2.4模架类型及精度由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的中间导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。第三章 冲压模具工艺与设计计算3.1排样设计与计算该冲裁件材料厚度较厚，尺寸大，近似方形，因此可采用横排和直排比较合理,如图2，3所示。图2（横排）图3（直排）对图3有：a=3.5X1.2=4.
8、2mm,a1=3.2X1.2=3.84mm, =1.0mm Z=0.5mm.因此根据式B=（Dmax+2a+z）= mm进距为:s=24+a1=24+3.84=27.84mm根据：B0=B+Z= Dmax+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm由零件图在CAD用计算机算得一个零件的面积为1807.58mm一个进距内的坯料面积:BXS=99.3X27.84=2764.51mm,因此材料利用率为:=(A/BS)X100%=(1807.58/2764.51)X100%=65.39%同理可算得图3的材料利用率为60%.由利用率可知,图2的排样合理.3.2设计冲压力与压力中心,初选压力机.(1).冲
9、裁力 根据零件图,用CAD可计算出冲一次零件内外周边之和L=355.96mm(首次冲裁除外),又因为=255Mpa,t=4mm,取K=1.3,则根据式F=KLt=1.3X355.96X4X255=471.99 KN卸料力:取Kx=0.06,则Fx=KxF=0.06X471.99=28.32 KN推件力:根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h8mm,为了修模时能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取h=8+6=14mm,故n=h/t=14/4=3.5,取KT=0.09则FT=n KT F=3.5X0.09X471.99=148.68 KN由于采用固定卸料和下出件方式,所以F= F+ FT=148.6
10、8+471.99=620.67 KN由式选取的压力机公称压力为:P0(1.11.3)F=(1.11.3)X620.67=682.74KN因此可选压力机型号为JD21-80.(2)压力中心根据排样,我们可以在CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心,先取原点在O处,则它的压力中心为A(48.76,-39.84),而落料各边的压力中心分别为B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(90.4,-12).由:X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=(139.15X48.76+6X0+6X0+90
11、.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4/139.15+6+6+90.4+90.4+24=48.211Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(139.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)/139.15+6+6+90.4+90.4+24=-22.88所以由以上可以算得压力中心为G(48.11,-22.88)具体如下图4所示:图4压力中心(3).计算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料较厚,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,(一般可取
12、冲件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工为宜.由落料尺寸得,凹模会变小,所以得下图5以凹模为基准,配作凸模. 如图5刃口尺寸由冲孔尺寸得,凸模尺寸变小,所以有图5以凸模为基准,配作凹模.如图5刃口尺寸图5刃口尺寸根据材料厚度可得Zmin=0.320mm, Zmax=0.400mm.如图3,由落料,凹模磨损后变大,有A1=24 ,A2=90.4 .可得磨损系数X1=0.75,X2=0.5所以:Ad1=(A1max-x)=(24-0.75X0.43) =23.68Ad2=(A2max-x)=(90.4-0.5X0.5) =90.15由于Ad1, Ad2为落料尺寸,故以凹模为基准,配作凸模，
13、所以落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为0.320.400mm.(1).由冲孔尺寸凸模磨损后变小有:b1=2.5, b2=5.5, b3=5.2,b4=6.5, b5=6, b6=12, b7=2而b5 , b7为自由尺寸,其公差为IT14,所以查表可得5=0.3,7=0.25可得,磨损系数X1=X1=X5=0.5, X3=X4=X7=0.75因圆弧R6与尺寸12相切,故bp6不需采用刃口尺寸公式计算,而直接取bp6=2bp5.所以:bp1=(b1min+X11)=(2.5+0.5X0.25)=2.625bp2=(b2min+X22)=(5.5+0.5X0.3)=5.65bp3
14、=(b3min+X33)=(5.2+0.75X0.15)=5.313bp4=(b4min+X44)=(6.5+0.75X0.2)=6.65bp5=(b5min+X55)=(6+0.5X0.3)=6.15bp6=2bp5= 12.3bp7=(b7min+X77)=(2+0.75X0.25)=2.188(2).凸,凹模磨损后不变的尺寸Cp1=210.52, Cp2=29.4, Cp3=120.25, Cp4= 31.50.25 .未注公差为IT14,所以29.4的公差为0.52,得:Cp=(Cmin+0.5),所以:Cp1=(Cmin+0.5)=(21-0.52+0.5X1.04)0.13=210.13Cp2=(Cmin+0.5)=(29.4-0.26+0.5X0.52)0.065=29.40.065Cp3=(Cmin+0.5)=(12-0.25+0.5X0.5)0.063=120.063Cp4=(Cmin+0.5)=(31.5-0.25+0.5X0.5)0.063=31.50.063第四章 模具的总张图与零件图4.1根据前面的设计与分析,我们可以得出如级进模具的总张图如图5-1所示:图5-
