冲压件托板毕业论文设计含CAD零件图.docx

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冲压件托板毕业论文设计含CAD零件图

工业职业技术学院

毕业设计（论文）任务书

系部：

机械工程学院

专业班级：

学生姓名：

二O一二年六月

目录2

前言3

一、零件图4

二、冲裁件的工艺性5

三、确定冲压工艺方案6

四、主要工艺参数的计算8

五、排样图·11

六、冲裁间隙13

七、凸凹模刃口尺寸的确定14

八、模具的闭合高度16

九、主要零部件的设计及选用17

十、模具的使用及维护说明书18

参考文献19

结束语20

前言

首先感所有老师对我们辛勤授课，在用理论结合实践这一科学的教学方法下使我对模具有了初步的认识和理解，载校期间带我们到长安模具公司由企业的技术人员或工人技师为我们办主题技术讲座然后到生产现场更深刻的了解模具。

在模具行业上初步了解了冲压模具的一些知识，之间我遇到一些问题不知从何无从下，感觉脑袋里没得那个概念一样，可能是刚接触须下功夫。

在课堂上老师讲的知识很容易懂，但下来就是另一回事。

后来慢慢接触时间长了多花点功在不懂的地方上结果就不一样了，所以学习偷不得懒，你对它怎样，得到的就是怎样。

就像洪老师说的，不要把模具看成只是几块冰冷的铁块，它是有生命的。

不过也接触到不少的新东西，模具工艺的编制，模具的结构的了解，和模具尺寸计算。

总的来说我是失败的，没有把这课程学得很贯通，感觉就是有点懂又不懂的感觉！

一、零件图：

压件:

托板

生产批量：

大批量

材料：

08F

t＝2mm

比例：

1:

1

二、零件的工艺性分析

1、零件的功用和经济性

该零件为某机械产品上的一个支承板，零件工作时受力不大，所以对零件的刚度和强度要求不高。

按图纸要求，此产品为大批量生产，采用冷冲压加工经济性良好，且容易实现自动化。

2、零件的材料

此零件所用材料为08F，由书《冲压模具及设备》28页表2-3得知08F经退火后，抗剪强度为:

216-304MPa抗拉强度为:

275-383MPa伸长率为32%，所以其强度均达到工作要求，且此材料为常用冲压材料，故此材料适用于冷冲压。

3、零件的结构

1、形状：

此材料由矩形、圆弧、孔组成，形状对称，结构较简单。

2、悬壁与凹槽：

由零件图可知，此零件无悬壁与凹槽，所以不影响冷冲压。

3、尖角：

由零件图可知此零件有四个尖角，尖角的出现会使模具的加工难度增加并且在热处理时很容易在尖角处开裂，为了减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，应以圆弧过度，冲裁件的最小圆角半径可由《冲压模具及设备》88页表4-2选取。

4、冲孔的最小尺寸：

由零件图可知孔直径D=10mm，查书《冲压模具及设备》88页4-3无导向凸模冲孔的最小尺寸，圆形孔（直径）D=1.3t（t为材料厚度）由已知图知t=2mm∵D=10＞1.3t=2.6∴该零件符合冷冲压孔的要求。

5、孔与孔之间和孔与边缘之间的距离：

由零件图可知该零件只有一个孔，经计算知中心孔φ10与各边缘中最小孔边距L=10mm一般要求C≥（1--1.5）tL≥R+0.5t孔φ10均满足要求，所以适宜冲压。

4、表面粗糙度和精度：

a、表面粗糙度:

由图知Ra=6.3μmb、精度：

查书<<互换性与技术测量>>19页表2-3标准公差值：

580-0.74、300-0.52、R80-0.22、φ10+0.030公差等级分别为IT11IT12IT12IT9再查书《冲压模具及设备》89页表4-5该零件的外形尺寸公差值为0.22～0.30孔尺寸公差值：

0.10一般冲裁能达到IT8～IT7级∴满足冷冲压要求

5、综上所分析:

将图纸中的尖角改为圆角后，并与客户会签图纸后该零件的工艺性较好，可以用冷冲压加工。

三、确定冲压工艺方案

1、确定工艺类型：

1、由《冲压模具及设备》2页表1-1工艺类型有冲裁、弯曲、拉深、成形。

2、此零件可通过落料成形、冲孔获得。

3、由于该零件的结构较简单，形状对称，尺寸精度及表面粗糙度要求不高，所以冲压工艺中冲裁均能满足要求、不需增加附加冲压工序。

∴该零件的工艺类型为冲裁

2、确定冲压次数和顺序

1、次数：

该零件只有一种工艺----冲裁。

若落料和冲孔同时进行，则一次；若先落料（冲孔）后冲孔（落料）则只有一次即可。

2、顺序：

该零件对孔φ10+0.030的精度要求高∴应先落料后冲孔，如果需要修整和校平应在冲裁工序完成后再进行。

3、组合方式

1、单工序：

先落料（冲孔）后冲孔（落料）

2、复合：

落料与冲孔

3、级进：

落料、冲孔

对以上三种进行分析：

1、单工序：

采用单工序将有两次冲裁，先落料（冲孔）后冲孔（落料），其优点是设备要求不高，设计容易模具使用方便寿命长。

缺点是生产效率低，操作安全性不高，该零件为大批量生产，生产效率要求高。

所以不宜采用。

2、复合：

复合式冲压只需要一次冲裁工序，生产效率高，模具使用方便且模具的寿命长、安全性高，易实现自动化生产，但模具的设计制造难度大，对设备的要求高，维护成本也高。

3、级进：

级进式有两道工序，由于孔φ10+0.030的精度要求比其他尺寸精度要求高，所以应先落料后冲孔，此方式生产效率高，设备要求不太高。

综上分析：

采用级进冲压。

四、主要工艺参数的计算

a）排样

⒈排样方法：

考虑到为了提高材料的利用率，材料的成本，操作方便，模具的生产成本，设计的难易，经济效益，设备的强度及模具的寿命，应选择合理的排样方法。

故选择少废料排样

⒉材料的利用率：

1、横排列方式：

计算单个零件的面积A=1327mm²查书《冲压模具及设备》107页表4-18a₁=2a=2.2

1、单个工件所需的宽度B`=30+2a=34.4B≥n₁.B`且当n₁=29时较合适查书《冲压模具及设备》30页表2-5拌料宽度B取100较合适。

2、板料的长度L：

由B=1000查书《冲压模具及设备》30页表2-5经比较L=2000较合适L=n₂.l`[L为横排列个数l`=（58+a₁/2+a₁/2）]n₂=33

2、n为一板料的冲裁零件数:

n=n₁.n₂=29×33=957

3、一板料的利用率η0=nA/BL×100%=957×1327/1000×2000=63.49%

3、竖直排列方式：

1、单个零件的面积A=1327mm²查《冲压模具及设备》10页表4-18a=2.2a₁=2板料的宽度B

②、单料的宽度B`=58+2.2a=62.4B≥n₁.60.2+a查书《冲压模具及设备》30页表2-5经计算B取1000

n₁=16

3、板料的长度L

进距S=30+2=32mm查书《冲压模具及设备》30页表2-5经计算L取1800最为合适n₂=L/S=56件

④、一板料的冲裁零件数n

n=n₁.n₂=16×56=896

⑤、一板料的利用率η0=n.A/BL×100%=66%

4、以上两种均为板料的横裁时所得结论。

5、综上所述：

采用板料的横裁零件竖直排列时2×850×1800的板料时材料的利用率最大

五、排样图

⒋定位和导向方式的确定：

由于零件的精度的要求，可选用挡料销、导料板侧压装置来实现条料的定位和导向。

导料板间距B0=B+Z=Dmax+2a+ZZ为导料板与条料之间的最小间隙查书《冲压模具及设备》108页4-2Z=5mmB0=67.4mm

（二）冲压力及压力中心的计算：

⒈零件的周长L=193mm

⒉冲裁力：

F=KLtτb

L=193mmt=2mmτb=304MPa查书《冲压模具及设备》28页表2-3得修正系数一般取值:

K=1.3∴F=1.3×193×2×3.4=152547.2N

⒊选择卸料方式：

为了提高材料的利用率降低模具的设计难度及成本以及对该冲裁件的分析得：

选择弹性卸料装置和下出料方式

⒋冲压力F∑=F+Fx+FT

⒌卸料力：

Fx=KxF

Kx为卸料力系数查书《冲压模具及设备》110页表4-22知Kx=0.065

Fx=673.92Kgf

⒍推件力：

FT=nKTF

n一般取值为1～5KT为推件力系数查书《冲压模具及设备》110页表4-22知KT=0.065n=4

∴FT=33522.13N

∴F∑=F+Fx+FT

=152373.2+7618.67+33522.13

=193514.09N

⒎压力机标称压力：

P≥（1.1～1.3）F∑

=1.3×193514.09

=251568.317N

查书《冲压模具及设备》41页表3-5压力机为开式双柱可倾式压力机Jc23-35

∴压力机型号为：

Jc23-35

⒏压力中心：

该零件形状规则对称、质量均匀∴压力中心即在其几何中心上——孔φ10的圆心上

六、冲裁间隙的确定：

因间隙对冲裁件质量起着决定性作用，对冲裁件质量、冲压力、模具的寿命都有很大的影响，但对其各个的影响的规律各不相同，因此找不到一个绝对合理的间隙值同时满足冲裁件的断面质量最佳、尺寸精度最高、模具的寿命最长、冲压力最小等各方面的要求。

考虑到模具在使用过程中会逐渐磨损，间隙会不断增大，所以采用最小的合理间隙的重要性是不言而喻的。

该零件的材料厚度t=2mm查书《冲压模具及设备》92页表4-9知Zmin=0.120Zmax=0.160确定合理的间隙的方法有理论确定法和经验确定法两种。

我采用的是理论确定法，分析：

由Z=2t（1-h0/t）tanβ推知：

1、当材料的厚度t越大Z就越大

2、当产生裂纹时凹模挤入材料的深度h0越深时Z越小

∴单面间隙Z的取值应在0.120～0.140围

此产品零件生产为大批量生产查书《冲压模具及设备》94页4-11冲裁间隙类型应为Ⅱ，此时模具的寿命较高，再查书《冲压模具及设备》95页表4-12知：

Z落=（7.0～10.0）%t

Z孔=（3.0～7.0）%t

∵冲孔模间隙应比落料模的间隙小（由断面的质量要求可知），而且为试模调试方便所以应取偏小值。

单面间隙值Z孔=0.13mmZ落=0.14mm

七、凸凹模刃口尺寸的确定

我采用的是配作加工。

（一）、落料模：

落料时冲压件尺寸由凹模决定，所以应以凹模为基准，配作凸模。

刃口的尺寸计算：

（注：

由于凹模磨损后刃口尺寸的变化都是增大。

）

尺寸38：

（由《互换性与技术测量》查得其上偏差为0下偏差为-0.62）

Ad=（Amax-x△）

=（38-0.5×0.62）

=37.69

尺寸R8Ad=（Amax-x△）

=（8-0.5×0.22）

=7.89

尺寸30

Ad=（Amax-x△）

=（30-0.5×0.52）

=29.74

尺寸58

Ad=（Amax-x△）

=（58-0.5×0.74）

=57.63

图p

落料凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，保证双间隙为

0.28mm。

凸凹模刃口尺寸的标注如图pA、B所示。

（二）、冲孔模：

冲孔时冲压件的尺寸由凸模决定，所以应以凸模为基准配

作凹模。

凸模刃口尺寸的计算：

、

（注：

由于凸模磨损后刃口尺寸的变化都是减小。

）

冲孔

10

bp=（bmin+xΔ）

=（10+0.5×0.03）

=10.015

图L

冲孔凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双间隙为

0.26mm。

凸凹模刃口尺寸的标注如图L1、2所示。

八、模具的闭合高度

在前面选择压力机时已确定型号J23－25开式双柱可倾式压力机

查表P41－3－5滑块的行程为65最大闭合高度为270

模具闭合高度满足公式：

Hmin+10≤Hm≤Hmax-5

205+10≤Hm≤270-5

∴满足215≤Hm≤265

模具的结构图如下

弹簧的选取：

切边作用线长度：

L=192mm

剪切强度：

σ=270MPa

产品厚度：

t=2mm

剪切力：

F=Lσt

=192×27×2

=10368Kgf

脱模力：

F1=F×0.065

=10368×0.065

=673.92Kgf

根据模具结构我选直径为30mm的弹簧，为了满足有足够的卸料力所以我选择自由长度为45mm的，这样根据模具的结构保证弹簧的预压长度为8mm终压长度为13mm。

根据所以我选择弹簧型号为SSWM30-45

九、主要零部件的设计及选用

（一）、凹模

因我设计的模具为级进模，先冲孔后落料且冲孔和落料均采用的是下出料。

所以凹模上主要有圆孔和工件形状的孔组成。

凹模轮廓尺寸的确定：

根据查书《冲压模具及设备》140页表4-29知：

L=l+2c

B=b+2c

考虑到螺钉、销钉、导料销、挡料销的安装位置和他们之间的距离，他们与凹模边缘的距离，其厚度的确定设计是根据螺钉的旋入深度和凹模的刚度且不小于8mm，所以我选凹模板的尺寸为：

L×BxH=164×135X35

凹模的结构图如下图所示：

（二）、凸模

我设计的凸模包括冲孔凸模和落料凸模，其中冲孔凸模可以采用标准件，落料凸模因为与工件的外形尺寸像似，所以是非标准件。

凸模的厚度是根据上模板、垫板、凸模固定板、压料器的厚度同时也考虑到模具的闭合高度确定。

冲孔凸模我采用的是标准件，查书《汽车冲压标准件》40页带肩凸模，因此零件所需冲的孔直径为10mm，同样要考虑到我所设计的模具结构的闭合高度和凸模要吃入凹模的深度经计算我要选用的冲孔凸模型号为：

GPHAR-D10-SBR10-L90材料为：

GCr15

落料凸模可以根据前面的设计数据加工出来，其图所示：

（三）、压料器

压料器的外形尺寸和凹模的外形尺寸一样，压料器的厚度是根据《冲压模具及设备》160页可知压料器的厚度H可取30mm，所以：

L×BxH=164×135x28

有模具的结构图可知要在压料器上加工相应的过孔和螺纹孔、挡料销的让位装置，压料器的结构图如下图：

（四）、凸模固定板

凸模固定板的外形尺寸和凹模的外形尺寸一样，凸模固定板的厚度是根据《冲压模具及设备》160页可知凸模固定板的厚度H可取25mm，所以：

L×BxH=164×135x25

又由于要在凸模固定板上加工相应的过孔和螺纹孔，所以凸模固定板的结构图请见下图：

（五）、垫板

同样，垫板的外形尺寸和凸模固定板的外形尺寸一样L×B=164×135，垫板的厚度由《冲压模具及设备》160页可知，垫板的厚度可取3～10mm。

考虑到所加工的零件厚度比较厚，所需的冲压力比较大，所以为了保证垫板有足够的强度，我取垫板的厚度为H=15mm。

根据模具的结构图要在垫板上加工相应的过孔，所以垫板的结构图如下图：

（六）、上模板

由《冲压模具及设备》159页可知矩形模板的长度要比凹模的长度长40～70mm

（七）、下模座

下模座的长和宽与上模座的长和宽尺寸一样，厚度比上模座的厚度厚3～5mm，但是如果其强度达到工作强度要求也可以等于上木做的厚度，所以厚度我取45mm，根据模具的结构图可知要在下模板上做一些螺纹孔和一些过孔，下模座的结构图如下图所示：

（八）、导柱和导套

导套：

我采用的是标准间，查书《汽车冲压标准件》614页，根据我所设计的模具结构高度，我选用的导套为：

PQM-GGBA-D32-L80

材料是GCr15

导柱：

导柱我同样是用的标准件，查书《汽车冲压标准件》607页根据我的模具结构闭合高度，我选用的导柱为：

PQM-GGPA-d32-L200材料是GCr15

（九）、限位行程块

限位行程块我采用的也是标准件，查书《汽车冲压标准件》253页考虑到我的模具结构闭合高度，我采用的是：

SSBS-D50材料是：

SS400六角螺钉材料是：

SCM435

（十）、限位螺钉、弹性挡料销、挡料销、定位销、

限位螺钉：

查书《汽车冲压标准件》198页套筒式限位螺钉考虑到压料器的行程，我选用：

CCSR-D13-L85材料为：

SCM435

弹性挡料销:

查书《汽车冲压标准件》636页弹性挡料销考虑到弹性挡料销与凹模之间的距离，为了保证凹模的强度，我选用的是：

PQM-SGPA-d4-L20材料为：

S45C

挡料销：

查书《汽车冲压标准件》639页固定挡料销，考虑到挡料销与周边的尺寸关系保证凹模的强度，我选用：

PQM-KKGP-d8-L13材料为；S45C

定位销：

查书《汽车冲压标准件》640页定位销，考虑到定位销与凹模孔之间的距离为了保证凹模的强度要求，我选用：

PQM-DDPI-d12-d18-L18材料是：

SUJ2

（十一）、模柄

查书《汽车冲压标准件》选QM-1402-D50材料为：

45钢

模具使用维护说明书

1.模具的闭合高度要在压力机的最大和最小闭合高度之间，同时调整压力机滑块的高度，使滑块在下止点是使其底面与工作台之间规定位置，将滑块在将于下止点，然后调节滑块的高度，使其模柄进入吗柄孔，并通过滑块上的压块与螺钉将模柄固定。

2.安装前，检查压力机的上下模具安装表面清理干净，并检查有无在修模的后异物防止安装和意外的发生。

3.冲裁的过程中若发生有异常声音应立即停止运行，排除过后在使用。

4.在冲裁模使用之前在必要的部分要涂上润滑油并检查工作零件无损坏。

5.在冲裁的过程中时刻要关注废料是否拍排放顺畅，若出现堵塞情况应立即停止机床，对废料进行疏通后在使用。

6.确定模具导板面无异物

7.打开压力机，空合模数次，保证正确运动和定位。

8.模具使用过程中操作人员应站在模具的两侧。

9.模具应在存放状态装卸。

10.模具应放在木方上，并保证摆放不倾斜，以保证导柱和导套正确配合。

11.按总装配图正确装配模具

12.冲裁完毕后，模具每次使用后必须保养，用纱布和油石光滑型面。

参考文献

徐政珅主编，冲压模具及设备，机械工业

明望主编，冲压模具设计与制造技术指南，化学工业

结束语

通过对冲压模的学习，也初步了解到冲裁模具的一些基本知识和结构，开始我对门课程并不是很了解，花的功夫也不很多，后来洪老师的一些话对我很有影响，在学校严格要求我们，也对我们这么负责，这样的老师在大学里真的很少。

很遗憾我这学期在这门课程上学得很糟糕，比如在最后设计模具结构的时候，犯了结构上的错误，我觉得很不应该，我下来反思，是我没用心还是这方面的知识欠缺了，须该从其它途径来弥补这门课程！