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1、辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：铸造模具（有色金属压铸，钢铁铸造）、和锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为：注塑成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成
2、零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。本毕业设计是设计焊片的冲压模具，涉及毛坯的翻孔、冲孔、切口、弯曲、落料的级进模。模具工作过程是采用单侧刃粗定位, 当冲床滑块下行带动上模座使模具闭合, 条料被侧刃凸
3、模和冲孔凸模冲出局部外形以及导正销孔、零件内形孔, 导正销起精定位作用;翻孔凸模的结构适合小尺寸翻孔，由锥行凸模对毛坯板料进行刺孔翻孔一次成型；冲孔凸模冲出零件的两个耳孔; 切口模用于切出工件两个耳片的外形，以便此后的弯曲工序正常的工作; 弯曲凸模置于整体凹模中，弯曲凹模置于整体凸模固定板上;最后工序为落料，由落料凸模最终分离出成品零件。弹力支座级进模采用弹压卸料板保证每工步卸料及细长凸模的保护。1 概述1.1 模具历史及发展现状随着我国模具工业的迅猛发展，模具零件的标准化、专业化和商品化工作，已具有较高的水平，取得了长足的进步。中国模具标准化工作是从“全国模具标准化技术委员会”1983年成立
4、以后开始的。目前中国已有约2万家模具生产单位，模具生产有了很大发展，组织专家对模具标准进行制定、修订和审查，共发布了90多项标准，其中冲模标准22项、塑料模标准20余项。这些标准的发布、实施，推动了模具行业的技术进步和发展，产生了很大的社会效益和经济效益。模标准件的研究、开发和生产正在全面深入展开，无论是产品类型、品种、规格，还是产品的技术性能和质量水平都有明显的提高。近年来，随着我国国民经济的快速发展，模具市场的总趋势是平稳向上的。汽车、摩托车行业是模具的最大市场。因此，模具标准件的应用必将日益广泛。在今后的市场经济中模具标准件必将成为一种十分活跃而又高速发展的产品。从长远发展的角度看，我国
5、模具工业必将伴随着知识经济时代的来临而发生深刻的变革，模具结构的典型化、零部件的标准化、标准化的专业化生产和商品化供应，也是今后发展的必然趋势。因而深信模具标准件行业的发展前景是非常乐观而美好的。但是，必须清醒地看到，目前我国模具的标准化程度和应用水平还比较低，乐观地估计不足30%，与国外工业发达国家(70-80%)相比，尚有较大的差距。每年尚需从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的3-8%。国产模具标准件在技术标准、科技开发、产品质量等方面，还存在不少问题。诸如，产品标准混乱，功能元件少且技术含量低，适用性差；技改力度小、设备陈旧、工艺落后、专业化水平低、产品质量不稳定；专
6、业人才缺乏，管理跟不上、生产效率低、交货周期长；生产销售网点分布不均，经营品种规格少，供应不足；某些单位为了争夺市场，不讲质量，以次充好，伪劣商品充斥市场。还有不计成本、盲目降价、扰乱市场的现象，是需要认真研究，丞待解决的。可见从长远发展的角度看，模具标准化及模具标准件方面之艰巨任务和美好前景。正如中国模具工业协会标准件委员会提出的模具标准化工作的指导思想：标准化是基础，专业化是方向，商品化是关键。1.2 零件分析如图所示的制件为大批量生产，材料为黄铜带H68，材料厚度为0.5mm。图1-1 工件图Fig.1-1 Work plans1.3 零件工艺性分析（1）材料分析材料名称:H68普通黄铜
7、 有极为良好的塑性(是黄铜中最佳者)和较高的强度,可切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非常安定,但易产生腐蚀开裂。为普通黄铜中应用最为广泛的一个品种。抗拉强度 (MPa)：392MPa 伸长率 10 ()：13 硬度 ：105175HV屈服强度：245MPa弹性模量：113x1000MPa结构分析：零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件两端有异形孔，孔的最小尺寸为1mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为2.5mm，满足冲裁件最小孔边距的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯
8、半径，而零件弯曲半径，故不会弯裂。另外零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。在进行直角弯曲时，若弯曲的直边高度过短，弯曲过程中不能产生足够的弯矩，将无法保证弯曲件的直边平直。所以必须使弯曲件的直边高度H2t，最好H3t1.5mm,制件的直边高度达到了7.5mm，异型孔距离也满足要求。（2）精度分析：零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲压可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。2 冲裁工艺方案的确定2.1 冲压工艺方案的确定冲压工艺性是指冲裁件在形状结构上对冲压的适应性在满足冲裁件使用的前提下，应对
9、结构工艺性不好的冲裁件提出修改意见。（1）冲裁件的形状应力要求简单、对称，有利于材料的合理利用。（2）冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，用圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。（3）为避免制件变形和保证模具强度，孔间距和孔边距不能过小。（4）尽量避免冲裁件上过窄凸出悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命和冲裁件质量。（5）在弯曲或拉深件上冲孔是，孔边与直壁之间应保持一定距离，以免凸模受水平推力而折断。（6）冲孔时，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断。由零件图和冲压工艺性分析可知，该零件的基本工序为落料、拉深-冲孔-翻孔、冲孔、切边、弯曲六道工序。可采用以下两种
10、方案：方案一：落料、拉深、切边、冲孔、翻孔、弯曲六道工序分别采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合模，拉深-冲孔-翻孔采用复合模生产，然后切边、弯曲分别采用单工序模生产。方案三：翻孔-冲孔-切口-弯曲-落料级进模生产。 方案比较：方案一：需要多个模具进行加工，生产率较低，加工成本高。不适合多工序工件生产。且工件小，加工繁琐。方案二：方案二采用复合模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。但由于经计算先落料-冲孔后拉深-冲孔-翻孔会使壁薄，不保证冲压件质量，不予才去。方案三：只采用一套模具，生产效率也很高，但与方
11、案二比生产的零件精度稍差（该工件要求精度不高）。综合比较上述的三种方案，方案三为本零件的最佳加工方案。2.2 模具整体结构的确定工艺分析之后，要确定零件的冲压工艺方案，就要选择冲裁模具的类型及总体结构形式。因此，首先要了解冲裁模具的结构组成与功能。（1）冲裁模的分类按工序性质分：落料模、冲孔模、切断模、切边模等。按工序组合程度分：单工序模、级进模、复合模等。按导向方式分：开式模、导板模、导柱模等。按专业化程度分：通用模、专用模、自动模、组合模、简易模等。（2）冲裁模的组成任何一副冲裁模都是由上模和下模两部分组成。上模一般通过模柄固定在压力机的滑块上，并随滑块作上、下往复运动；下模同坐下模座固定
12、在压力机的工作台或垫板上。由冲压件工艺性分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。a.确定模架类型及导向方式采用对角导柱模架，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作质量，方便安装调整。b.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；控制条料的送进步距采用侧刃粗定距；用导正销精定位保证内外形相对位置精度。c.卸料、出件方式的选择因为该工件料厚0.5mm，尺寸较小，所以卸料力也较小，拟选择弹性卸料、上出件方式。3 各工序尺寸和力的设计与计算3.1 排样设计与计算在批量生产中，材料费用约占冲压零件
13、成本的60%以上，因此材料的经济利用具有重要意义。合理的排样可以提高材料的利用率，降低零件成本。衡量排样经济利用具有重要意义。合理的排样可以提高材料的利用率，降低零件成本。衡量排样经济性的指标是材料利用率。一个步距内的材料利用率可用下式计算： (3.1-1) 式中：材料利用率；F一个步距内冲裁件的实际面积,；F0一个步距内所用材料面积，包括冲裁件面积与废料面积,；A步距（相邻两个制件对应点之间的距离）,；B条料宽度，；排样原则：提高材料利用率排样方法应使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。使模具结构简单，寿命高。保证制件质量。对于弯曲件的落料，在排样时还应考虑板料的纤维方向。根据材料利用程
14、度，排样方法分为有废料、少废料、无废料3种。根据制件在条料上的布置形式，分为直排、斜排、对排、混合排、多排等形式。(1) 有废料排样法有废料排样留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低。有废料排样法常用语制件形状复杂，尺寸精度要求较高的零件。(2) 少废料排样法少废料排样的材料利用率有所提高。少废料排样法常用于某些尺寸要求不太高的零件。(3) 无废料排样法无废料排样就是无工艺搭边的排样，制件有切断供需获得。这种排样方法，材料利用率最高，用于尺寸要求不高的零件，它对制件形状结构要求严格。采用少、无废料排样时，材料利用率高，模具结构简单，降低了冲裁力。但是，因条料本身的公差以及条料导
15、向与定位所产生的误差的影响，冲裁件公差等级较低。同时，因模具单边受力，会加剧模具的磨损，降低模具寿命。分析工件的结构性质，选择有废料直排形式。零件展开图如图所示图3-1 零件展开图 Fig.3-1 parts the spreading 查冲压工艺与模具设计表2-7，搭边值取由经验算法求弯曲件的展开尺寸 （3.1-2）式中：坯料展开总长度，（mm）；中性层曲率半径，(mm)；弯曲中心角，()；X中性层位移系数，见冲压工艺与模具设计表3-8；算得： 即为工件展开尺寸条料宽度步距 计算求得冲裁件面积材料利用率：一个步距的材料利用率排样图如图所示：图3-2 排样图Fig.3-2 layout plan3.2 计算冲压力冲压力是选择冲压设备的重要依据，也是设计模具所必须的数据。在冲压过程中，冲压力是冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。该模具采用级进模，拟选择弹性卸料，上出件结构。冲压力：冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模切入材料的深度而变化的
