毕业设计托板冲裁模设计.docx
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毕业设计托板冲裁模设计
设计说明书
1.目录
2.设计任务书及产品图
3.序言
4.零件的冲裁工艺性分析
5.冲压工艺方案的确定
6.模具的结构形式
7.排样形式及裁板方法、材料利用率的计算
8.工序压力的计算、选用压力机及压力中心的确定
9.模具工作零件刃口尺寸的计算
10.模具零件的选用、设计及计算
11.其他需要说明的内容
12.参考文献
一、设计任务书及产品图…………………………………1
二、序言……………………………………………………7
三、零件的冲裁工艺性分析…………………………………………8
1.材料……………………………………………………………………8
2.结构……………………………………………………………………8
3.尺寸精度………………………………………………………………8
四、拟定制件的冲裁工艺方案………………………………………8
五、模具的结构形式…………………………………………………8
六、模具的设计及计算………………………………………………8
1.排样……………………………………………………………………8
2.裁板……………………………………………………………………9
3.计算工序压力、总压力，选择压力机……………………………………9
4.压力中心的确定………………………………………………………10
5.凸、凹模刃口尺寸及公差的计算………………………………………10
6.各主要零件结构尺寸的确定……………………………………………11
七、编写冲压工艺卡片……………………………………………………12
八、绘制模具总装图………………………………………………………13
九、绘制模具上的零件图…………………………………………………14
十、编写模具主要零件的加工工艺………………………………………21
十一、后记……………………………………………………………27
十二、参考文献………………………………………………………28
设计任务书
课题（设计）题目
冲裁模设计——托板
课题的根据：
1）说明本课题的理论，实际意义
2）综述国内外有关本课题的研究动态和自己的见解
许多的专家认为本世纪就是模具行业高速发展的时期。
1）从理论上来说，我们首先要掌握冲压模具方面的知识。
就先打个比方：
给你一个零件，你能够从它的用途，生产类型（大批量或小批量生产），去确定它的工艺方案，然后从这点出发去考虑冲压方式以及过程。
同时我们从多方面去还要考虑涉及到模具这块内容对该冲压过程中影响的一些问题。
总而言之，现有的理论知识都是为了以后的实际工作打下基础的。
所以呢，我们就要努力学好理论方面的知识。
但是实际过程中我们需要考虑到的会更多，现有的理论知识还远远不够。
但是，如果我们已经掌握了好了知识，在实际过程当中又能够灵活地运用的话，那印象就会深刻多了。
还有了解压力机的工作原理，技术参数和它的选用原则，还有正确的使用和维护以及常见的故障和它的排除方法。
因此，我们就要去了解冲压模具方面的知识以及有关的一些冲压设备的型号和规格等等。
2）自从我国加入WTO以来，我国的机械制造行业特别是模具制造业得到了空前的迅猛发展。
为了抓住这个难得的发展机会，各企业加快了结构调整步伐，特别是企业的组织结构产品结构技术结构都得到了合理的调整。
有些专家认为，我国的模具行业日趋大型化，而且精度也越来越高，并且在逐步发展多功能复合模具。
因为它除了冲压成型零件外，还要担负一些较易的组装任务。
通过它生产出来的不再是成批的零件而是成批的组件。
这样的话，既可以缩短了产品的生产周期，今后在不同领域将得到发展和应用。
从这可以看出来我国的模具制造业还有广阔的发展空间，前景还是相当的可观。
目前，有的知名企业还与国外的一些模具协会合作，分享交流心得，为我们开展中外合作提供了良好的条件。
纵然有这么多的优势，但是还有许多不足的地方。
与发达国家相比，无论是在技术上还是在管理上，都存在着较大的差距，特别是缺乏中高级技术人才和管理经营人才，还远远不能满足发展的需求。
所以呢，在以后的发展过程中，应该要全面普及CAD/CAM/CAE技术，完成高速铣削加工，模具扫描及数字化系统，还有提高模具的标准化程度，优质材料及先进表面处理技术，模具自动加工系统的发展。
以上这些都是我国长远发展的目标。
课题的主要内容：
1）首先要对零件图进行分析，由零件图形去确定毛坯的形状和尺寸，根据所给的零件图形去确定它的总体冲压工艺方案，由给定零件的相关技术要求确定合理的冲压方法。
2）由冲压工序的性质、数目和它的顺序去决定冲模的类型和结构形式，再从这些方面去选择合理型号规格的冲压设备。
3）冲模的设计和一些相关的计算。
首先根据冲裁件的质量选择冲裁模的间隙；然后再去确定凹模和凸模的刃口尺寸的值；再就是根据冲裁件的工艺性去确定它的排样方式以及它的搭边值、材料利用率、冲裁力和它的压力中心；最后就要懂得在压力机上安装和调整冲模以及一般要注意的事项。
4）编写该冲裁件的冲压工艺文件和一些典型零件的数控加工工艺方案的设计以及制作工艺卡片。
研究方法：
1）首先要有一份必要的说明文书，以图文并存的形式让看的人能一目了然，觉得条理清晰，有根有椐。
2）手工绘制的模具零件图和装配图，用CAD/CAM绘制的模具零件图以及它的总装图
编写它的工艺方案
3）有条件的话就到相关的模具厂实习或者参观
完成期限和采取的主要措施：
要完成本课题的时间主要分为以下几个阶段
第一阶段：
2006年5月28号——2006年6月25号写开题报告和修改开题报告，最后再打印出来再上交。
第二阶段：
2006年7月——2006年12月查阅有关的资料完成毕业论文的撰写，编写说明文书，冲压工艺文件的编写和数控加工工艺方案的设计。
第三阶段：
2006年12月里就修改、检查论文，确定没有错误然后就打引出来，手工绘制零件图和它的总装图；用CAD绘制零件图形。
第四阶段：
把毕业论文和图纸交给指导老师，然后准备毕业答辩。
主要参考资料：
1）《冲压模具简明设计手册》
2）《模具加工丛书》
3）《冷冲压模具设计与制造》
4）《冷冲压工艺及模具设计》
5）《冲压手册》
6）《中国模具设计大全》
6）机械制图、金属材料、热处理等有关的书籍
指导教师意见：
签名：
年月日
冲裁模设计
如图1所示零件：
托板
生产批量：
大批量生产
材料：
08Ft=2㎜
设计该零件的冲压工艺和模具。
序言
自从我国加入WTO以来，机械制造行业迎来了空前发展的机遇，也正逐步向成为“世界制造中心”而努力着。
为了提高竞争力，我国的制造行业开始广泛的使用数控技术和模具技术。
而我国的模具工业在近20年来更是迅猛发展，模具及模具加工设备市场需求潜力巨大，前景也很广阔。
模具生产便于实现自动化，生产效率高，操作简单，特别是在冷冲压技术方面应用广泛。
而冷冲压在技术上和经济上有着它自身的特别之处，因而在现代工业生产中占有重要的地位。
现在有这么一句话：
一个国家模具工业发展的水平能反映出这个国家的工业现代化程度。
而我国的模具制造业相对于发达国家来说还比较落后，技术也有待提高。
为了了解这方面的知识，借着这次做毕业设计的机会，我选择了冲压模具设计以提高认识。
设计者：
姜桂洁
2007.1.12.
冲裁模设计——托板
一、零件的冲裁工艺性分析
1.材料
该冲裁件用的是08F冲裁，而08F是碳素结构钢，它具有良好的冲压成型性能。
2.结构
工件的内形、外形应该要尽量避免有尖锐清角，以免产生毛刺和塌角，避免过紧公差。
为了提高模具寿命，建议将所有90°的清角改为R=1的圆角。
3.尺寸精度
零件图上的所有尺寸均未注公差，属于自由尺寸。
按IT14级确定工件尺寸的偏差，以外形尺寸按基轴制、内形尺寸按基孔制以及定位尺寸取其中间偏差，各尺寸偏差为：
580.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、Φ3.5+0.3；14±0.22、17±0.22
总结以上特点：
该制件符合冲裁工艺性，所以适合冲裁。
二、拟定制件的冲裁工艺方案
托板所需的基本冲压工序为落料、冲孔，可以拟出以下的几种方案：
方案一：
先落料后冲孔
方案二：
先冲孔后落料
方案三：
冲孔、落料一次复合冲裁
方案四：
冲孔、落料连续冲裁模
若采用方案一、方案二，工序分散，则生产率低，工件尺寸的累积误差大，而且还会影响到孔的定位精度。
若采用方案三，冲裁时结构紧凑，生产率较高，冲出制件精度高、平整。
但是，模具结构复杂，制造难度大，成本较高；而且操作不安全，需要采取安全措施。
若采用方案四，采用工序集中原则，生产率比复合模要高，可保证零件的尺寸精度和孔的定位精度。
但是可以减少模具和设备的数量，容易实现自动化，操作比较安全。
三、模具的结构形式
由于工件尺寸精度要求不高，形状不大，料厚（2㎜）而且还是大批量生产这个特点。
为了保证孔的定位精度及冲模的生产率。
将以上四种方案进行比较后，采用方案四，根据方案四来决定采用导正钉进行定位，刚性卸料装置，自然漏料方式的连续冲裁模具的结构形式。
四、模具的设计以及计算
1.排样
因为排样方法的不同，材料的利用率也不同。
合理的排样对冲裁件质量和模具寿命等有着影响。
零件外轮廓尺寸为58×30，考虑到操作方便和保证制件精度，决定采用单排有废料排样。
（1）条料宽度的计算和步距的确定
由于塔边值对冲裁工艺有着很大的影响，它能够补偿条料送进时的下料误差和定位误差，可以保持条料的刚性，还可以避免冲裁时毛刺掉入模具间隙，从而提高了模具的使用寿命。
查表（《冷冲压工艺及模具设计》中P63表3-13）可确定它的搭边值。
根据厚度两工件间按矩形取其搭边值a=2,而侧边则按圆形取其搭边值b=1.5。
（2）步距连续模的步距S=D+a=30+2=32mm
（3）该冲裁件采用的是有侧压装置，查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-14）
可得到条料宽度B的计算公式：
B-Δ=（Dmax+2b）-Δ
=（58+2×1.5）-Δ
=61-Δ
查表（《冷冲压工艺及模具设计》中P64表3-15）可得到Δ=0.6
所以：
条料宽度B=61-0.6（mm）
由此，可以画出排样图，如右图
2.裁板
步距S=30+a=30+2=32（mm）
根据所确定的搭边值和步距
选用板料规格为2mm×900mm×1800mm,采用纵裁，
剪切条料尺寸为61mm×900mm.
一块板可裁的条数：
n1=1800/61=29条，余50mm
每条可冲零件的个数：
n2=900/32=28个，余12.5mm
每板可冲零件的总个数：
n=n1×n2=29×28=812个
托板面积A=Л8×8+64+38×30-4Л1.75×1.75
=1302
材料利用率η=nA。
/A×100％
=812×1320/900×1800×100％
=66.2％
3.计算工序压力、总压力，选择压力机
由于该制件采用刚性卸料装置和下出料（自然漏料）方式冲裁模
查表（《冷冲压工艺及模具设计》中附表1）得到δ=380MPa
查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-18）KT=0.055，
它是推件力、系数
落料力F1=KLtδ=2.2[2（58-16）+2（30-16）+16π]×2×380
=271265.28
冲孔力F2=KLtδ=2.2×4π×3.5×2×380
=73501.12
推件力FT=nkTF其中n=3
=3×0.055×（271265.28+73501.12）
=56886.46
总压力P=F1+F2+FT
=271265.28+73501.12+56886.46
=401652.86
冲床的公称压力，应大于或等于计算出的总压力的1.1~1.3倍；最大闭合高度应大于冲模闭合高度+5mm；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。
按上述要求，结合工厂实际，可选J23-63开式双柱可倾压力机。
并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。
4.压力中心的确定
为了避免压力机的滑块受到偏心载荷而损坏导轨及模具，就必须使得模具的压力中心与滑块轴线重合。
该冲裁件是个对称几何图形，则落料时的压力中心是O1，冲孔时压力中心是O2
设冲裁压力中心距离O1为x，根据力矩平衡原理，
F1x=（32-x）F2
算得x=6.8F2
5.凸、凹模刃口尺寸及公差的计算
该制件既有落料件又有冲孔件，按照凸模与凹模刃口尺寸确定的原则。
保证双面间隙为0.25~0.36mm
（1）落料时以凹模为基准件来配作凸模，在使用过程中凹模刃口尺寸有变大、变小和不变这三种。
a.变大的有：
58、38、30、16、R8
均未注公差，按IT14查公差表确定其公差，用基轴制标注各尺寸为580.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、8-0.12
其计算公式：
AA=（Amax－xΔ）+δ
查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-7）得到：
X=0.5,δ=Δ/4
将已知数据代入公式得：
A1=（58-0.5×0.74）+0.74/4=57.63+0.19
A2=（38-0.5×0.62）+0.62/4=37.69+0.16
A3=（30-0.5×0.52）+0.52/4=29.74+0.13
A4=（16-0.5×0.44）+0.44/4=15.78+0.11
A5=（8-0.5×0.24）+0.24/4=7.88+0.06
b.凹模磨损后所有的尺寸都没有变小
c.尺寸不变的有：
14和17
均未注公差，按IT14查公差表确定其公差，各尺寸为：
14±0.22、17±0.22
其计算公式：
CA=（Cmin+0.5Δ）±0.5δ取δ=Δ/4
将已知数据代入得：
CA1=（13.78+0.5×0.44）±0.5×0.44/4=14±0.055
CA2=（16.78+0.5×0.44）±0.5×0.44/4=17±0.055
（2）冲孔时以凸模尺寸为基准。
其中Φ3.5没有标注公差，按IT14查公差表确定公差，用基孔制表示Φ3.5+0.3
计算公式为：
dT=（dmin+xΔ）-δT
dA=（dT+Zmin）+δA=（dmin+xδ+Zmin）+δA
查表（《冷冲压工艺及模具设计》中表3-3,3-4,3-5）得到：
δT=0.02㎜,δA=0.03㎜,Zmin=0.25㎜,Zmax=0.36㎜,x=0.5
校核条件：
|δT|+|δA|=0.02+0.03=0.05，（Zmax-Zmin）=0.36-0.25=0.11
满足条件|δT|+|δA|≤（Zmax-Zmin）
将以知数据代入公式，得到
dT=（3.5+0.5×0.3）-0.02=3.65-0.02
dA=（3.65+0.25）+0.03=3.9+0.25
6.各主要零件结构尺寸的确定
（1）凹模外形尺寸的确定
凹模的厚度H的确定
H=
P取总压力401652.86
将数据代入得到：
H=34㎜
凹模长度L的确定
W1=2.1H=31；工件b=58
L=b+2W1=58+2*31=120mm
凹模宽度B的确定
B=步距+工件宽+2W2
取：
步距=32；工件=30；W2=1.5H
B2=32+30+2*39
=140mm
（2）凸模长度L1的确定
凸模长度计算为：
L1=h1+h2+h3+Y
其中导料板厚h1=8；卸料板厚h2=12；凸模固定板厚h3=18;凸模修磨量Y=18则：
L1=8+12+18+18=56mm
五、编写冲压工艺卡片
托板冲压工艺卡
（厂名）
冷冲压工艺
卡片
产品型号
零（部）件名称
托板
共页
产品名称
零（部）件型号
第页
材料牌号及规格
材料技术要求
毛坯尺寸
每毛坯可制件数
毛坯重量
辅助材料
08F2×900×1800
条料2×61×900
28
工序号
工序名称
工序内容
加工简图
设备
工艺装备
工时
0
下料
剪板61×900
1
冲孔
冲4个Φ3.5的孔
J23-63
连续模
2
落料
按零件形状落料
J23-63
连续模
3
检验
按零件图样
绘制
日期
审核日期
会签
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
六、绘制模具总装图
按确定的模具形式及参数，从冷冲压模具标准库中选取所需的标准件。
单排冲孔落料连续模
1.下模座2.凹模3.螺钉4.承料板5.导料板6.始用挡料销7.卸料板8、22.导柱9、21.导套10.挡料钉11.冲孔凸模12.上模座13.凸模固定板14.圆柱销15.垫板16.模柄17.防转销18.内六角螺钉19.圆柱销20.螺钉23.导正销24.螺钉25.簧片
七、绘制非标准件零件图
此次设计的托板只绘制凸凹模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样。
八、模具主要零件的加工工艺规程的编制
1.凹凸模加工工艺规程的编制
2.落料凹模加工工艺规程的编制
凹凸模加工工艺规程
工序号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
1
毛坯锻造
锻造毛坯尺寸为：
60×60×27
配料车间
2
热处理
退火
车间
3
铣
以左端面为基准，粗、精铣右端面，然后掉头铣左端面至尺寸要求；
以上底面为基准，粗、半精铣上、下两底面
数控立式铣床
平口钳
4
磨
互为基准磨上、下两底面至尺寸要求
磨床M7120A
5
钻
钻Φ6.2、Φ6的孔
数控立式钻床
6
热处理
校验硬度HRC56-60
加热炉
7
磨
精磨上、下两底面，使表面粗糙度达到要求
磨床M7120A
8
特种加工
线切割Φ3.5的小孔
H78-1电动抛光机
9
钳工
去毛刺
平行夹头
10
检验
按零件图样
落料凹模加工工艺规程
工序号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
1
毛坯锻造
锻造毛坯尺寸为：
122×102×27
配料车间
2
热处理
退火
车间
3
铣
以左端面为基准，粗、精铣右端面，然后掉头铣左端面至尺寸要求；
再以上底面为基准，粗、半精铣上、下两底面。
数控立式铣床
平口钳
4
磨
互为基准磨上、下两底面至尺寸要求
磨床M7120A
5
热处理
校验硬度HRC56-60
加热炉
6
磨
精磨上、下两底面，使表面粗糙度达到要求
磨床M7120A
7
特种加工
电火花Φ3.5的小孔
H78-1电动抛光机
8
钳工
去毛刺
虎口钳
9
检验
按零件图样
参考文献
1.《冷冲压技术》机械工业出版社
2．《冲模设计手册》机械工业出版社
3．《冲压手册》机械工业出版社
4．《冷冲压工艺及模具设计》机械工业出版社
5.《冲压模具简明设计手册》机械工业出版社
6.《机械制造工艺与装配》化学工业出版社
7．CAD、Pro/E、CAM等软件工具书
8．机械制图、公差、金属材料与热处理等书
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