冲孔落料级进模的设计Word格式文档下载.docx

1、落料The microstructure and fabric of the granitic mylonite in Jiuwandashan the north of Guangxi ？Student:HUANG-An Teacher:SUN Bao-FuAbstract: Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. T

2、his topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the banking and punching progressive modulus design.This paper briefly outlined the Stampi

3、ng Die current development status and trends.The product of a detailed analysis and the identification process.Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts,such as:punch and die.Punch plate,feet behind the sales,marketking and other

4、 derivative is.Die-standard model planes,to choose a suitable stamping equipment.Dsign work on the parts and specifications will press for the necessary checking caculation.In addition,the die block used only with marketing materials and immovable the marketing materials.Blanking punch contents is a

5、 derivative sales,and guarantee the workpiece and the shape of the holes in the relative position,imprve processing accuracy.So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. The design of the suspension by the progressive die design

6、, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other compone

7、nts. And the mapping of the mold assembly and part drawings. Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords: stamping die; stamping molding; die design；blanking目 次1 绪论1

8、.1、冲压模具概述冲压模具-在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（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。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：1）根据工艺性质分类 （1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变

9、形状和尺寸的模具。（4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。2）根据工序组合程度分类（1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（3）级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。1.2、模具在工业中的地位模具工业是国民经济的基础产业，据统计，金属零件粗加工的75%、精加

10、工的50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。被誉为“工业之母”、“皇冠工业”的模具制造业是高技术密集型产业，模具工业已成为先进制造技术的重要组成部分。模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力。其中，冲压是模具工业中最重要的加工方法之一。冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的成形加工方法。冲压的应用范围十分广泛，据统计，在电子工业产品中，冲压件（包括板金件）的数量约占零件总数的85%，在全世界的钢材中，有6070 %是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、仪器仪表、家用电器、自行

11、车、办公机械等机械工业和国防工业以及日常生活用品的生产方面，占据着十分重要的地位。1.3、冷冲模具的发展改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对冷冲模具的需求量不断增长。近年来，冷冲模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，冷冲模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而冷冲模具制造是整个链条中最基础的要素之一，冷冲模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多冷

12、冲模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在

13、提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国冷冲模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在冷冲模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命冷冲模具依赖进口。随着科学技术的不断进步,现代工业产品的生产日益复杂与多样化,产品性能和质量也在不断提高,因而对冷冲压技术提出了更高的要求.为了使冷冲压技术能适应各工业部门的需要,冷冲压技术自身也在不断革新和发展.冷冲压技术的发展思路就是尽可能地完善和扩充冷冲压工艺的优点,克服其缺

14、点.在冷冲压技术的发展过程中,应注意以下几方面：（1）冷冲压技术的发展过程中应正确地确定工艺参数及冷冲模具工作部分的形状与尺寸,提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期,应在加强冲压成形理论研究的基础上,使冲压成形理论达到能对生产实际起指导作用,逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺分析计算方法.国外已开始采用弹塑性有限元法对汽车覆盖零件的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟,以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和可能出现的问题。（2）加快产品更新换代,克服模具设计周期长的缺点.应大力开展模具计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究.在我国,目前要特别注意加强多工位级进模CAD/CAM

15、技术的研究。（3）满足大量生产需要以及减轻劳动强度.应加强冷冲压生产的机械化和自动化研究,使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产,达到生产高度自动化,进一步提高冲压的生产率。（4）扩大冷冲压生产的运用范围.使冷冲压既适合大量生产,也适合小批量生产;既能生产一般精度的产品,也能生产精密零件.应注意开发如精密冲裁（特别是厚料精冲）、高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺,还要推广简易模（软模和低熔点合金模）、通用组合模、数控冲床等设备的运用。此外,对冲压板料性能的改进,模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。1.4、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化

16、和网络化方向发展141模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公

17、司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。142模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Spa

18、ce-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。1.5由于本

19、课题设计的模具为级进模，故在这里进行简单的介绍。级进模，也叫连续模。由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。级进模的主要特点有：（1）级进模是多任务序冲模，在一副模具内，可以包括冲裁、弯曲成型和拉伸等多种多道工序，具有很高的生产率；（2）级进模操作安全；（3）易于自动化；（4）可以采用高速冲床生产；（5）可以减少冲床场地面积，减少半成品的运输和仓库占用；（6）尺寸要求较高的零件,不宜使用级进模生产。1.

20、6 课题研究的相关技术简介CAD也是本课题最主要的做图工具，这里进行简要介绍。CAD是计算机辅助设计（Computer Aided Design）的简称，是当今世界发展最快的技术之一。它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进了市场的发展。目前，CAD技术已经在许多领域中得到应用，这里只讨论在制造业中的应用。CAD技术的概念，在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。根据产品开发计划和对产品功能的要求，不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计，而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识，在CAD系统和数据库的支持下进行工作。这种工作方式设计出的产品大大优于单个设计师凭个人脑力

21、和能力设计出的产品；另外，CAD输出的结果也不仅仅是装配图和零件图，还包括设计、制造过程中应用计算机所需的各种信息。1.7 课题研究的主要内容及意义1.7.1 课题研究的主要内容（1）对垫圈进行工艺分析，拟定工艺方案；（2）冲压工艺计算及设计；（3）模具结构设计，零部件尺寸计算及设计；（4）用AutoCAD画出模具装配图及各重要零件图。1.7.2 课题研究的意义由于该冲压模具的设计包含了产品的工艺分析、模具的结构设计、零部件尺寸的计算以及大量CAD制图任务等，可以让人更深入的了解整个设计过程。对即将跨入模具行业我们，能完成一个像这样的课题，应该很不错了。这个课题不仅增加了我们对模具设计整体的感

22、性认识，并且充分的考验了我们所学的知识（如大量CAD制图技术）。更重要的是通过整个设计，知道了我们该改善的地方，增加了我们进入这个行业的信心，以便更好的适应这个行业。2 冲压件的工艺分析2.1、零件工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况下，对冲裁件工艺影响较大的是制件的结构形状、精度要求、行位公差及技术要求等。冲裁件的工艺性合理与否，影响到冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产率等，设计中应尽可能提高其工艺性。工件图如图1所示图1对该冲裁件进行工艺分析如下：（1）对制件结构形状分析：该冲裁件结构简单，从图中不难看出，其外形长方形，4个角都有倒圆角R=4mm,冲裁件内部也是

23、一个长方形，4个角倒角R=3mm。结构上没有尖锐的角，结构简单适合冲裁。（2）尺寸：由制件图给定的外形尺寸长为87mm，宽为42mm，厚度为1.5mm，倒角为4-4mm，内孔尺寸为长55mm，宽14mm,倒角为4-3mm,属于中等尺寸的冲裁件。（3）尺寸精度：所给的零件图均未标注有公差，所以均按IT14级确定制件公差。查公差等级表可得尺寸公差为：外形尺寸：870-0.74mm,420-0.62mm。内形尺寸:550+0.74mm,140+0.43mm.其他尺寸：200.26mm,160.22mm。（4）材料：该冲裁件的材料为45钢，为普通碳素钢，具体性能为：材料状态为未退火，抗剪强度为3103

24、80MPa,抗拉强度为380470MPa.伸长率为2125%，屈服强度为240MPa。从以上四个方面的分析来看符合冲裁工艺要求。2.2工艺的确定该冲压件为平板件，从制件的结构上看，只有两道工序：即落料、冲孔。由于对边角无特殊要求，故不需其他修补工序。针对落料、冲孔这两道工序，初步确定工序方案如下：（1）先落料，后冲孔，采用单工序模具生产。（2）落料冲孔复合冲裁。采用复合模生产。（3）冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。2.3工艺方案分析比较方案1：采用单工序模生产，模具结构简单，但需要两套模具才能完成零件的生产（落料模、冲孔模，同时完成两孔的冲制），制件在生产过程中，需要两次定位，对零件的尺寸精

25、度有一定影响，且生产效率低，适合中小批量生产。 方案2：采用复合模生产，模具结构较复杂，但只要一套模具即可完成制件的生产，制件的尺寸精度容易得到保证，而且生产效率高，适合大批量生产。方案3：采用级进模生产。模具结构较复杂，外型尺寸较大，但生产率较高，适合大批量生产。经过对以上三种方案的分析、比较，各有优点和缺点，具体采用那种方案，应结合企业的实际情况来确定。在本次设计中我们采用级进模生产。3、冲压磨具工艺与设计3.1排样方式1保证冲压件的尺寸精度如图1.1所示冲压件，材料为45钢，料厚1.5mm，公差尺寸精度等级属一般冲裁模能达到的公差等级，不需采用精冲或整修等特殊冲裁方式。该冲压件的尺度精度

26、等级决定了应采用有废料排样法。2考虑冲压件的生产批量该冲压件的月生产批量为3000件，属于中等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案（该方案较适宜大批量生产，约几十万件以上）；也不考虑采用简易冲裁模常用的单、直排方案，根据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以单直排、一模一件、级进排样方案为宜。3提高原材料利用率 在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。如果单纯为了提高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲裁方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高，其结果往往得不偿失

27、。排样图上搭边值设计是否合理，直接影响到原材料的利用率和模具制造的难易程度。除使用卷料进行冲压外，一般搭边值均应在amin的基础上圆整（料宽尺寸也须圆整），以降低模具制造难度。排样时冲裁件之间以及条料侧边之间应留下的工艺废料，搭边的作用一是补偿定位误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产效率；同时，搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。搭边值对冲裁过程及冲裁件质量有很大影响，因此一定要合理的确定搭边数值。搭边过小时，搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，冲裁力不均匀，损坏模具刃口。

28、根据生产的统计，正常搭边比无搭边冲裁时的模具寿命高50%以上。3.2定位方式由于工件的形状不能够用导正销定位，故在条料的废料冲出工艺孔，利用装在凸模固定板上的导正销定位。3.3卸料、顶件方式 卸料装置分固定卸料装置、弹性卸料装置。卸料板用与卸料卡在凸模或凸、凹模上的冲裁件或废料。当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决与板料厚度，一般在0.20.5mm之间，卸料薄时取小值：板料厚时取大值。当固定板兼起导板作用时，一般按H7/ h6配合制造，但应该保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板较厚（大于0.5m

29、m）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。弹性卸料装置是由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料的作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹性卸料装置。弹性卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度查表。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模隙小。此时，凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工件零件刃口0.30.5mm,以便顺利卸料。由于此零件厚度有1.5mm

30、，故采用固定卸料装置。3.4 模柄模柄是连接上模与压力机的零件，常用于 1000KN以下的压力机的模具安装。模柄的结构型式比较多，重载的模具可直接用镙钉、压板将上模压在滑块端面。常用的模柄有压入式模柄、凸缘式模柄、槽形模柄、通用模柄、活动模柄、浮动式模柄等。 本次设计采用的事通用模柄。3.5 送料方式条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。标准的导料板结构见国标 （GB286581）。而采用导料销时，要选用两个。导料销的结构与挡料销相同。 为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。簧片式用于料厚小于1mm，侧压力要求不大的情况。 弹簧压块式和弹簧板式用于侧压力较大的场合。弹簧压板式侧压力均匀，它安装在进料口，常用于侧刃定距的级进模。簧片式和弹簧压块式使用时，一般设置 23个。4 具体的设计计算4.1 排样与搭边从前面对制件工艺性分析不难看出，该制件的外型近似于方形件，而且采用手工送料的方式进行生产，考