优秀冲压模具毕业设计

优秀冲压模具毕业设计内容摘要：

分析，根据模拟结果进一步提出工艺改良方案； （ 3）使用 CAD 等软件对零件进行分析，设计模具装配图和零件图； （ 4）完成冲压零件设计的文字说明。 论文构成及研究内容 论文主要由绪论、零件的成型工艺分析、工艺方案制定、及设计计算、模具结构零部件的设计计算，模具缺陷分析等五大部分构成。 论文主要围绕该零件冲压成形工艺及模具设计展开，综合运用冲压成形工艺及模具设计理论以及AUTOCAD 等辅助设计软件，完成设计计算，绘制模具的装配图和零件图。 10 2．冲裁件的工艺性分析 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。 分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。 成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。 在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。 冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无 斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。 模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。 模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可减 少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。 以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。 因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的 问题。 冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。 所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。 因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。 11 冲裁件的结构工艺性 冲裁件的形状 图 产品 采用 冷轧 Q235A钢板制成，生产批量大，零件形状较简单，上有四处翻边成形孔，翻边 高度及孔距精度较高且须保证翻孔边缘料厚不小于。 此材质抗拉强度 470，抗剪强度 380。 冲裁件的尺寸精度 冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为 IT12—IT14 的经济级普通冲裁。 3 制件冲压工艺方案的确定 冲压工序的组合 冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。 12 冲裁方式根据下列因素确定： （ 1） 根据生产批量来确定 对于年产量需求 100 万件的该产品来说采用复合模或连续模较合适。 （ 2） 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得 到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。 根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。 连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 , 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。 根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。 该产品零件外形尺寸较 小，四处翻边孔外壁距外形边 缘直边距离不足 2mm,翻孔时会引起边缘材料向孔部 分转移，造成外形收缩畸形。 翻边孔孔径及高度均不大，根据圆孔翻边的最大 翻边高度公式： ffnm=Y (1 mlrin)++ 式中 D 翻孔中心层直径， Z)=+t= r 翻孔弯曲半径， r= 查资料，得 Q235A 材料最小翻边系数 1= 代入数值， 凡零件要求高度 F=5mm 由于零件的特殊性，要保证翻孔边缘料厚大于 ，采用较小翻边间隙的挤薄翻边不能达到零件高 度，该零件难 以一次翻孔成形。 该零件的传统加工工艺方案为：先在剪切的平板坯料上拉延出四处浅 圆角，然后冲切外形，再在四处浅圆角角底预冲孔，最终翻边成形，该种工艺稳妥、可靠，但针对底盖而言，存在明显 不足。 首先，零件多次重复定位，要保证翻边孔孔距精度，必导致模具制造精度大大提高。 其次，翻边预冲孔，孔径计算公式仅适用于对翻边高度要求不高时近似计算。 实际变形中，其高度受变形程度、模具和板材性能等多种不确定因素影响，真实值须经翻孔验证、修正后 才能确 13 定 ,给技术、生产带来诸多不便。 再次，整个零件成形工艺流程长、占用设备多、费工费 时，不利于大批量生产及企业效益的提高。 我们知道翻孔过程中，翻边材料主要切向拉伸变形，径向变形不大，变形材料遵循弯曲件中性层长度不变原则。 针对底盖结构特性 ,可作如下计算： 如图 1所示，翻孔弯曲半径 r=， 翻孔直边高度 (/i=5+r==2mm)的翻孔成形需要的料长 I=TT(r+^)+2/i=(+^)+2x2= 底盖翻孔参与成形的长度 Z=d+2t+2r=+2x + =(J 为翻孔内径）。 计算结果 I39。 与 I 接近 ,这表 明在料厚不变薄、边缘 材料完全不流入的情况下，图 1 所示翻孔变形并不会造成缺料。 通过借助于四处翻边孔外形边缘材料的合理流动，必将改善翻孔的工作状况，减轻翻孔边缘材料由于 承受较大的拉伸应力可能形成的料厚变薄，通过合理 的模具结构设计来达到较高精度的翻边高度，解决边 缘材料的收缩畸形。 根据上述分析，决定采用 1 副复合模一次性完成该件的加工。 14 4 制件排样图的设计及材料利用率的计算 制件排样图的设计 排样时需考虑如下原则： 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状 ） 合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。 模具结构简单、寿命长。 保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。 搭边与料宽 1． 搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。 搭边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边值要合理确定，值过大，材料利 用率低；值过小，搭边的强度与刚度不够，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，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。 因此，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。 搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。 搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度 δ =，确定搭边工作间 a1为 , a 为。 具体排样图如下： 15 2． 送料步距和条料宽度的确定 （ 1） 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送 料步距。 每次只冲一个零件的步距 S的计算公式为 S=D+a1 (1) S=34+= 式中 D—— 平行于送料方向的冲裁宽度； a1—— 冲裁之间的搭边值。 （ 2） 条料宽度 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。 产品总长为 99。 当用孔 定距时，可按下式计算 条料宽度 BΔ =(Dmax+2a)Δ =(40+2 ) = mm 式中 B—— 条料的宽度（ mm）； Dmax—— 冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（ mm）； a—— 侧搭边值； Δ —— 条料宽度的单向（负向）公差； 剪切条料宽度偏差 Δ =, 因此 B=。 16 导料板间距离： B0=B+Cmin=45+= mm Cmin—— 条料与导料板间的 最小间隙。 材料利用率的计算 一个步距内的材料利用率 η 为 η =nF/Bs 100% （ 3） η =1 45 100%=% 式中 F—— 一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）； n—— 一个步距内冲裁件数目； B—— 条料宽度（ mm）； s—— 步距； 17 5. 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 冲压力 冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。 冲裁力的计算 平刃口冲裁力可按下式计算 落料力计算 F=KLδτ (41) F= 380= 式中 F—— 冲裁力（ N）； L—— 冲裁件周边长度（ mm）； τ —— 材料抗剪强度（ MPa）； 300380MP δ —— 材料厚度； (mm) K—— 系数，通常 K=； 冲孔力计算 F=nKLδτ (42) F=4 380= 翻孔力一般不大，可按以下公式近似计算 F8= （ Dd） tσ 其中： F6—— 翻孔力（ N）； D—— 翻孔后的孔径（ mm）； d—— 翻孔预孔的孔径（ mm）； t—— 材料厚度（ mm）； σ —— 材料屈服极限； (MPa) 240 计算 F6=4 （ ） 240== 18 卸料力、推件力及顶件力的计算 生产中常用下列公式计算 F 卸 =K 卸 F落 (43) = = F退 =K 退 F冲 (44) = (+)= 式中 F—— 冲裁力； F卸、 F 顶 —— 分别为卸料系数和顶件系数 综上所述，总的冲裁力为 F总 = F 落 +F 冲 +F 卸 +F 顶 =++++= 压力中心的计算 采用解析法求压力中心，求 XG， YG 建立坐标系如下图： XY F1—— 落料力 F1= Ltσ b , 得 F1= F2—— 冲。