后挡板模具设计说明书概要Word文档下载推荐.docx
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5.1.1凹凸模刃口的计算规律.....................................9
5.1.2确定冲裁间隙............................................10
5.1.3凹凸模的刃口计算结果....................................10
5.2冲裁力的相关计算............................................11
5.2.1零件的材料等对冲裁力的影响..............................11
5.2.2冲裁力的计算规律和结果.................................12
5.3计算压力中心…… ........................................12
5.3.1压力中心的分析..........................................13
5.3.2压力中心计算公式与计算结果..............................13
5.4计算凸凹模壁厚.............................................13
5.4.1凹凸模壁厚关系分析.....................................14
5.4.2壁厚的选定.............................................14
5.5卸料板与压料板的相关计算分析................................14
5.5.1卸料板的作用与设计......................................14
5.5.2压料板的作用与设计......................................14
5.6定位销与导料装置............................................14
5.6.1定位销的作用与设计分析 ................................15
5.6.2导料销的作用与设计分析 ................................15
5.6.3橡胶的使用及分析计算....................................15
6排样 ........................................................16
8选择设备类型.......................................................29
9冲模的相关说明.....................................................30
9.1冲模的整体概括说明..............................................30
9.2模具的装配与调节................................................30
9.3模具的技术要求..................................................30
10结论........................................................30
参考文献...........................................................31
致谢................................................................32
1前言
1.1选题的背景及意义
在世界范围内，模具的生产大国大多集中于欧美和中国大陆以及日本韩国。
美国的压铸模具的发展十分迅速，凭借其较早的历史和经济雄厚为基础，许多大型、复杂、精密的模具的开发上处于世界领先水平。
日本的冲压模和铸造模具生产行业相对缩小，在压铸模上也取得一定的发展。
且日本模具行业大部分以中小型企业为主，利用专业化的分工来完成模具的设计和生产。
在德国，模具行业也有着“金属加工业的帝王”的称号。
模具行业在发达属于国家支柱行业。
在我国，模具生产在国民经济中所起的作用越来越大，在制造业中的比重逐渐变大。
随着改革开放，我国的模具生产行业也有了提高。
但是比之发达国家在很多方面还存在严重的不足和差距，比如落后的模具生产理念，在企业管理层次的落后理念，模具企业的装备落后。
很多老牌的模具企业使用的都是比较抵挡的加工机床，生产的也大都是低档的模具。
比如洛阳这些老工业基地甚至还有六十年代的老式机床。
模具更新换代的缓慢也是造成我国模具行业无法跟随世界领先步伐的一个原因。
还有生产设备的数字化程度不高，造成生产率低。
以至于和模具相关的如机械、电子、建材等行业无法快速发展。
模具制造的水平的只要决定了很多产品的精度、质量，并且模具的制造也能反映出一个国家制造业的开发能力，如今我们需要加大对模具制造行业的重视并加大投资，将模具行业看作是制造业发展的核心。
国内冲压模具的的发展在改革开放的推动下进入高速时期，随着国家制造业的发展壮大，模具市场的需求量业进一步增加。
因此一些模具行业快速发展起来，并带动了其他有关行业的发展。
比如汽车行业，汽车的外覆盖件冲压生产具有了一定的自动化程度。
因为要求精度，所以覆盖件的对自动化生产有一定的要求。
因此模具的冲压生产线带动汽车行业快速发展起来。
近些年，国内许多大型的模具生产企业都进行了改革，大力投入资金进行模具的开发研究。
在模具的研究方面逐步引进和普及机械行业的设计软件ComputerAidedDesign。
而且有的模具生产企业使用UG等在模具设计中起着很重要的作用。
在大型冲压件方面取得了极大的进步，比如吉利汽车济南分厂，汽车的覆盖件都是由计算机绘图然后设计模具最后制造出模具进出冲压，模具的规模可以看出一个企业的发展速度和水平以及企业的前景。
计算机绘图的应用是机械行业的一大发展。
本题针对于惠普电脑主机箱后挡板的模具设计，是对所学的专业知识的应用和提高，根据计算冲压模具的冲裁间隙、刃口尺寸计算、各种工艺的设计加深对所学知识的理解。
最后模具的种类选择，级进模或者复合模或者单工序模等等。
通过这些可以提高个人分析和计算应用能力。
通过查阅资料也能开阔视野，培养良好的分析计算习惯，对以后从事相关行业有着巨大的帮助。
此次毕业设计参考许多专业书籍和文献资料，主要设计惠普电脑主机箱后挡板的冲压模具，包括工艺分析，设计计算等。
2设计内容
此次设计的内容为惠普电脑主机箱后挡板的冲压工艺和模具设计。
因此其适用于敏感元件挠性连接等，精确度不需要太高。
通过设计模具来冲压出零件，零件的材料为Q235，具有1.6毫米的板厚，因此包括下面的内容：
首先对给定惠普电脑主机箱后挡板的零件进行工艺性分析，确定零件的最优工艺过程，并画出工艺过程图；
经过充分的计算，最后确定零件的的具体制造工艺以及具体分析模具机构，最终需要的模具；
绘制模具的装备图及其零件图。
3设计工艺分析及方案确定
3.1工艺分析
图3-1惠普电脑主机箱后挡板零件图
零件名称：
惠普电脑主机箱后挡板
材料：
Q235
料厚：
1.6mm
从所给的零件图可以看出，该零件比较简单，冲裁方便，厚度一般，可以进行大批量冲裁，由于冲压件较为普通因此其中步骤可以设计为自动送料冲裁，并且精度不高，为IT14级精度。
由零件图可以得到如下信息：
3mm的孔，孔的圆心距离边的尺寸为10mm，所以孔的凸模设计尺寸比较小。
零件的尺寸相对较小，因此在设计模具的时候应该考虑到送料及取件的问题，以保证人身安全。
所以需要将模具的尺寸设计稍微变大，以方便送料和取件。
因为零件的尺寸较小，因此需要有一定的冲裁强度，而且也要保证模具具有一定的寿命，因为在刃口的计算上不仅要考虑零件的精度，还要考虑模具的性能。
零件一部分是冲裁工序，因此需要考虑在冲裁的时候尽量避免料的撕裂，因此需要计算出冲裁力和压边力。
因为零件的尺寸问题，所以压边装置会比较小，因此压边力的大小需要调整。
并且压边装置也可以作为打料装置来使用，一方面减少工序和成本，另一方面设计也会变得像对简单一些。
根据以上的分析综合来说，在产量上，零件属于大批量生产，并且需要一定的生产效率且能够保证冲压模的长时间工作的条件下模具的寿命问题。
加之零件精度较低并不适用与精密仪器的精密链接而是作为压感之类的元件。
零件的需要具有一定的平面性来保证所适用的场合的接触问题。
在模具制作成本上，由于零件较小，因此需要考虑模具的尺寸以方便工作和人取料送料的问题。
考虑到模具的尺寸，因此需要在零件冲裁时候的注意安全问题。
3.冲裁工艺方案的确定
方案一：
先落料冲孔。
单工序复合模生产。
方案二：
冲孔—冲缺—落料级进冲压。
级进模生产。
方案三：
落料-冲孔复合模冲压。
复合模生产。
表2-1各类模具结构及特点比较
模具种类比较项目
单工序模
（无导向）
（有导向）
级进模
复合模
零件公差等级
低
一般
可达IT13～IT10级
可达IT10～IT8级
零件特点
尺寸不受限制厚度不受限制
中小型尺寸厚度较厚
小零件厚度0.2～6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件
形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm
零件平面度
中小型件不平直，高质量制件需较平
由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面
生产效率
较低
工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高
冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低
安全性
不安全，需采取安全措施
比较安全
模具制造工作量和成本
比无导向的稍高
冲裁简单的零件时，比复合模低
冲裁较复杂零件时，比级进模低
适用场合
料厚精度要求低的小批量冲件的生产
大批量小型冲压件的生产
形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产
根据分析结合表分析：
方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。
方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高。
适合大批量生产。
方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。
冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。
通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案一为佳，所以使用一套单工序的落料冲孔复合模具进行生产即可。
4模具总体结构的确定
4.1模具类型的选择
由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为倒装式复合模。
4.2送料方式的选择
由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前后自动送料方式。
4.3定位方式的选择
因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。
控制条料的送进布局采用挡料销定距。
而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。
4.4卸料、出件方式的选择
刚性卸料是采用固定卸料板结构，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。
弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲料厚在1mm及以下厚度的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。
弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。
因为工件料厚为1mm，卸料力一般，可采用弹性卸料装置。
又因为是倒装式复合模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。
4.5导向方式的选择
采用对角导柱模架。
由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。
常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。
采用后侧导柱模架。
由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。
因为导柱安装在后侧，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。
但是不能使用浮动模柄。
采用四导柱模架。
具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。
常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。
方案四：
采用中间导柱模架。
导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。
只能一个方向送料。
（a）中间导柱（b）后侧导柱（c）对角导柱（d）四角导柱
图4-1导柱模架
根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。
由于前面和左、右不受限制，能满足工件成型的要求。
即方案二最佳。
图4-5模架主视图
图4-6模架俯视图
5工艺参数计算
5.1凹凸模尺寸的计算
5.1．1凹凸模刃口的计算规律
1、凸凹模尺寸的计算，外形尺寸分为五类：
1．1A类，经过一段时间的刃口磨损，凹模两边的尺寸逐渐增大，因此关于这类尺寸在计算的时候要先把产品零件图进行转化，使其化为成
形式，其中下角标为工件公差。
2．a类，经过一段时间的刃口磨损，凹模的其中一边尺寸增大，因此计算这类尺寸的时候要先把产品零件尺寸转化，使其化成
3．B类，经过一段时间的刃口磨损，造成凹模尺寸两边逐渐减小的，在计算这类的尺寸时也需要转化，把零件图尺寸转化成
形式。
上角标为零件公差。
4．b类，人口磨损后凹模尺寸一边减小的计算这类尺寸，要先把产品零件图尺寸转化成
5．C类，人口磨损后凹模尺寸不变的，计算这类尺寸，要先把产品零件图尺寸转化成
图5-1零件图
根据以上的几段论述，然后结合零件图，经过考查可以确定零件尺寸的具体情况，外形尺寸中，两边的磨损可以看出属于凹模尺寸逐渐增大的A类，尾部的冲裁处造成凹模磨损后两边逐渐减小的，顶部的冲孔属于人口磨损后定位尺寸不变的，而定位的尺寸则属于人口磨损后尺寸一边减小的。
图中宽度未标注具体的公差，根据《冲压工艺与模具设计》要求按照IT14级公差计算。
5.1.2确定冲裁间隙
确定冲裁间隙，零件材料为Q235，根据《冲压工艺与模具设计》，查表2-9冲裁单面间隙比值根据模具寿命尽量长的原则取得C/t为11.0~13.0，则：
同理可得，最小合理间隙为0.11mm，最大合理间隙为0.13mm。
根据《冲压工艺与模具设计》，查表2-10得，凸凹模制造公差为0.020mm，0.030mm，根据公式计算：
5.1.3排样
工厂所提供的板料和卷料其规格具有一定的标准，比如长度宽度都是特定的数值。
所以在排样的时候还需要整体考虑材料的合理利用。
图6-1零件排样图
由图可以看出，排样虽然往复送料不很方便，但是如此排样的话会使利用率高.而且可以作为自动送料，因此在规格上选择窄的卷料会很合适。
5.1.4凹凸模刃口的计算结果
代入数据可得，落料凹模标称尺寸
，这是落料凹模的宽度的标称尺寸。
落料凹模的长度标称尺寸可计算，同样根据《冲压工艺与模具设计》查表2-10得凸凹模制造公差为0.020mm，0.030mm。
则同样代入公式可以得到标准尺寸。
冲裁冲孔部分的标称尺寸的计算。
有公式：
由孔的直径为3.5mm公差等级14级代入公式可得，
冲裁部分可按落料B类计算。
直接带入数据由公式可得：
mm
标称长度同理带入可得：
部分尺寸计算，根据《模具设计手册》，可由公式带入。
由数据带入可得，展开长度为18,925mm，由精度为14级，故可取为19.0mm。
5.2冲裁力的相关计算
5.2.1零件的材料等对冲裁力的影响
冲裁力的计算很重要，需要根据冲裁力来选择具体的压力机的型号，以便保证零件可以顺利的完成冲裁，具体的冲裁力也会影响到模具的结构设计，冲裁力的计算主要和材料有关，比如材料的力学性能，还有零件的厚度以及零件最后的周边长度等等。
经过考虑可实施性，因此利用平刃口冲裁，则冲裁力F（N）可按照下式计算。
式中L－冲裁的零件具体的周边周长（mm）。
T－材料厚度（mm）。
－材料抗剪强度（MPa）。
K－冲裁的系数，考虑到工作一定时间之后模具会有磨损以及模具间隙会有一定浮动，材料力学性能会变化，和材料厚度偏差等具体的因素，一次一般取K为1.3。
5.2.2冲裁力的计算规律和结果
由零件图知，周边长度约为145mm，厚度为0.5mm抗剪强度为480t/MPa。
带入公式得冲裁力为：
F=1.3*145**1.6*480=45240N。
－材料强度极限。
卸料力以及压料力计算，在冲裁的时候无论采用何种刃口，完成冲裁之后，由于零件的弹性变形，零件会有回弹力造成径向的力，因此会卡在模具上，此时需要利用卸料元件将其弹下。
其中F味冲裁力，根据《冲压工艺与模具设计》表2-2确定卸料力的系数为0.05，代入数据有公式可得卸料力为2262N。
因为压边装置的设计和打料装置合为一个用打料板，因为将压边力也用如上的数值。
5.3计算压力中心
5.3.1压力中心的分析
为了保证模具的力的均整性和避免所冲压的零件的过度变形，保护模具部受到过于偏的磨损，因此需要计算压力中心。
模具的压力中心是指所有冲压力的合力的着力点的位置，为保证压力机的正常工作运转，应该使冲模的压力中心和滑块的压力中心相重合。
否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生巨大的摩擦从而导致模具的导向装置的零件加剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命。
对于冲模的压力中心的确定，可以通过以下几个方面来参考。
5.3.1.1如果零件是对称性的，那么可以直接得到压力中心便是零件的对称中心。
这种属于容易确定的类型，也是许多零件非对称形而生产者便合件冲裁的原因。
5.3.1.2若工件的形状不是对称的，但是各个部分的中心线相交，那么制件的压力中心便是这些中心线相交的位置。
5.3.1.3对于形状复杂的零件，比如多空冲裁，偏心位置冲裁，这些不规整的零件的压力中心可以通过解析计算算出来，计算的方法是根据力矩来算的，对零件的所有的力的力矩的代数和和校对之后的合力的力矩相同。
可以求出合力的作用点。
5.3.2压力中心计算公式与计算结果
计算压力中心公式为
将分类之后的尺寸代入求得x的坐标为0，y的坐标为29,5mm。
5.4计算凸凹模壁厚
5.4.1凹凸模壁厚关系分析
凹模的壁厚是指落料的凹模的刃口与边缘之间的距离，设计适当的壁厚可以延长模具的使用寿命，因此模具壁厚取大值，能够保证模具的长时间工作。
改变冲压工艺或连续模的排样可以使冲件上相距过近的孔在不同模具或同一副模具的不同工位上
冲出，从而扩大刃口之间的距离。
5.4.2壁厚的选定
为确保模具的安全以及使用寿命，经过分析以及参考文献，制定一个壁厚的对比。
表5.2依据模具行业手册（内部版）料厚与凹模厚度关系表
冲件料宽
冲件料厚
40
40~50
50~70
70~90
90~120
120~150
0.8
20~25
22~28
28~36
32~42
35~45
40~52
0.8~1.5
24~32
30~40
42~5
3~5
45~58
48~62
从表中可以查到凹模厚度为20mm。
冲裁凹模的刃壁形式。
因为零件的厚度较小，而且零件的材料特性如抗拉强度较低，因此为了模具刃口制作的方便，以及用较低的加工成本来制作模具刃口，我们选择刃壁无斜度。
刃磨后刃口尺寸不改变。
虽然凹模工作部分强度不够高，但是非常适合把肥料从模具中推出。
5.5卸料板与压料板的相关计算分析
5.5.1卸料板的作用与设计
卸料板的设计，卸料板的设计是否合理，是模具是否能够正常工作的关键，因此卸料板的设计非常重要。
卸料板除了具有卸料的作用，在其他一些结构的模具中还能够起到保护凸模的作用。
在冲模设计中，我们选择无导向弹压卸料板。
弹压卸料板应用比较广泛，使用弹压卸料版能够对零件的平直性处理比较好，一次在薄料上一般都是选用弹压卸料。
5.6定位销与导料装置
5.6.1定位销的作用与设计分析
固定板的设计，是对凸模起导向和固定作用，特别在多工位连续模中，是非常重要的零件。
因为零件厚度为1.6mm，因此需要用到导板，其与凸模的相对位置由螺钉或者销钉固定。
5.6.2导料销的作用与设计分析
在一般情况下，定位装置除了定位销以外大多数使用定位板。
此处冲压模由于凸模较小
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