底板冷冲模设计（压圈复合模具设计）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目录 外文翻译 . 2 绪论 . 9 底板的设计 . 13 . 13 样及工艺计算 . 14 . 14 . 14 . 15 用率 . 15 压力及冲压中心的计算 . 15 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 模、凹模、凸凹模刃口及结构尺寸计算 . 17 . 17 他零件尺寸的确定 . 17 . 17 . 17 . 21 . 22 （一）工作零件的结构 . 22 （二）卸料部件的设计 . 25 （三）模架及其他零件的选用 . 26 设计小结 . 29 参考文献 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 外文翻译 冷冲模具使用寿命的影响 冷冲模具的使用寿命是以冲制出的工件数量来计算的。影响冷冲模寿命的因素很多。主要有 模具结构设计、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的热处理质量与表面强化、冲模零件的制造精度和冷冲压材料的选取。除此之外，还有冲模的安装、调整、使用以及维修等。 1模具设计对寿命的影响 (1)排样设计的影响排样方法与搭边值对模具寿命的影响很大，过小的搭边值，往往是造成模具急剧磨损和凸、凹模啃伤的重要原因。从节约材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在冲裁中有可能被拉人模具问隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根 据零件产量、质量和寿命，确定排样方法和搭边值。 (2)凹模结构的影响对容易产生应力集中而开裂的凹模结构，可以采用组合结构或镶拼结构，以及预应力结构，从而提高模具使用寿命。 (3)间隙的影响当间隙过小时，压缩挤压利害，摩擦力增大，磨损增大，侧面的磨损加剧，冲裁后卸料和推件时，材料与凸、凹模之间的摩擦还将造成刃口侧面的磨损比端面的磨大大，同时也容易造成凸、凹模温度很高，把金属碎屑吸附在刃口侧面，形成金属瘤，使凸、凹买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 模出现崩刃或胀裂现象。因此，过小的间隙对模具寿命极为不利。间隙太大，会增加凸模与凹模端面边缘的集中 应力，致使压应力急剧增加，于是刃口边很快屈服变形而失去棱角。因此又增加了冲裁力，进而使刃口边更快磨损，降低模具寿命。但为了减小凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下，设计时适当采用较大间隙是十分必要的。 (4)模具导向结构对寿命的影响可靠的导向对于减小工作零件的磨损，避免凸、凹模啃伤是非常有效的。特别对无问隙或小问隙冲裁模、复合模和多工位级进模更为重要。为提高模具寿命，必须根据工序和零件精度要求，正确选择导向形式和导向精度，所选择导向精度应高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷冲压材料选取的 影响冷冲压材料应满足制件的设计要求和冲压工艺要求，否则容易损伤模具，降低模具使用寿命。冷冲压材料表面质量不好，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。冷冲压材料塑性不好，变形量小，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。另外，材料的厚度公差应符合国家标准。因为一副冲模适用于一定材料的厚度，成形、弯曲、翻边、引伸模具的凸、凹模结构间隙是直接根据材料厚度来确定的。所以材料厚度不均匀，会导致废品产生和模具损坏。 2模具材料对模具寿命的影响 模具材料对模具寿命的影响是模具材料性质、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。 其中，材料性质和热处理质量影响最为明显。模具材料性质对模具寿命的影响是很大的。如将同一种工件，使用不同的模具材料做弯曲试验，试验结果：用 9料，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 其寿命为 5 万次；用 氮，其寿命可达 40 万次。因此，在选用材料时，应根据制件的批量大小，合理选用模具材料。模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大。但并不是硬度愈高、模具寿命愈长。这是因为硬度与强度、韧性及耐磨性等有密切的关系。有的冲模要求硬度高，寿命长。如采用 制造冲模，硬度为 54 58冲几千次，制件毛刺就很大。如果将硬度提高到 60 64刃磨寿命可达 2 3 万次。但如果继续提高硬度，则会出现早期断裂。有的冲模硬度不宜过高，如采用 造凹模硬度为 58 62，一般寿命为 2 3 万件，失效形式是崩刃和开裂以及如果将硬度降到 5458命提高到 5 6 万件，但硬度降低到 50 53出现凹模刃口易磨钝现象。由此可见，模具硬度必须根据材料性质和失效形式而定。应使硬度、强度、韧性及耐磨性、耐疲劳强度等达到特定冲压工序所需要的最佳配合。 3模具的热处理质量与表面强化对寿命的影响 模具的热处理质量对模具的性质 与使用寿命影响很大。实践证明，模具工作零件的淬火变形与开裂，使用过程中早期断裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关，但与模具的热处理关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处理不当引起的失效占 50 以上。实践证明，高级的模具材料必须配以正确的热处理工艺，才能真正发挥材料的潜力。模具工作零件表面强化处理的目的，是获得外硬内韧的效果，从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好配合。模具表面强化处理方法很多，表面处理的新技术工艺发展很快。除氮碳共渗和离子氮化、渗硼、渗铌、渗钒、表面镀硬铬和电火 花强买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 化外，化学气相沉积 (物理气相沉积 (逐步采用。经 理后，模具表面覆盖一层超硬物质，如 。硬度极高、耐磨性、耐蚀性、抗黏合性很好，可提高模具寿命几倍到几十倍。 of ie of by of in In 1. (1) of a on to on is of of be in to or of to (2) to on of be or 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 to (3) of is of of on of to is of in to a so or is is of of in a in so of in to of it is (4) of of a is In To be on of be 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 (5) of of or to of is to is to to In of a of of is by of in 2. of a of of on of is If a of of up 0 of be on of of a is 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 of as 10 4 58of a on If 0 64of up if to be as 8 62-3 of if 4 58 60 000, 0 53to be on to to a 3. of to on of of a of to of to of of to 0%. be by 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 a s is to of so be to to of In VD VD is to 绪论 （ 1）模具行业发展前景分析 模具作为产品制造的基础工艺装备，又是集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造等高新技术为一体的高新技术产品，以及在制造业中的重要地位和作用，在全国人大通过的国民经济和社会发展第十二五个五年规划纲要的第三篇“转型升级提高产业核心竞争力”中明确“提升模具等基础零部件水平”作为制造业发展重点方向。在我国，重工业发展是经济发展的一大组成部分，其中， 模具产业又是重工业中的重中之重，因此，模具产业的发展对我国经济的发展有这非凡的意义。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 由于各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具等。我国工业的迅速发展，特别是汽车制造业和 造业的发展，拉动了我国模具行业的迅速壮大，模具档次的提高，精良的模具制造装备为我国模具行业的技术水平提升提供了保障 . 近年来，我国模具企业加工水平得到很大提高，出口创汇能力大大增强，既在国内市场抵抗住境外厂商的挤压，又在国际市场上表现出较强的竞争力。但与此同时，国内 模具企业在发展过程中也曝露出一些问题，一是规模偏小，二是技术偏低，三是涉及领域狭窄，四是对相关行业影响带动能力不大。综合以上因素，国内模具制造业总体效益还没有发挥出最好水平，其在国名经济中的基础性作用尚不明显。为了扭转以上情况，国内模具制造也要想在国际市场发挥更大影响，必须加强 . 专家分析，从 1997 年开始，随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长，中国国内模具市场的需求开始显著增长。虽然到 2006 年中国模具工业总产值已达 516 亿元，但属“大路货”的冲压模具、压铸模具等约占总量的 80。已经进入中国的少量 外资模具企业开始生产各种高精大多功能模具，但目前仍供不应求。 目前中国汽车模具潜在市场十分巨大。质量好的冲压模具在汽车整车等行业供不应求；压铸模具在汽车零部件、装备制造业等行业需求激增；注塑模具在家用电器等行业发展潜力也很大。另外，特种模具也有较大的发展前景。 （ 2）发展趋势分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 随着新兴学科的出现及材料加工学科与相关学科的交叉，必将促进板材成形技术更快的发展，对于板材，其总的发展趋势如下 1节能 节省能源已是新时期经济发展的一个重要课题，也是板材成形的发展方向。其主要途径一个是在传统能源利用 中，通过减低拘束系数、降低流动应力和减少接触面积等方法减少成形力；另一个途径就是新能源的开发利用。 2精密 “近净成形”技术可有效地减少后续加工，节省原材料，降低生产成本，已成为材料加工中的重点发展方向。 3柔性 为了满足未来社会产品多样化的需求和不确定的市场环境，柔性化成形技术将是一个重要的发展方向。柔性成形技术对产品变化有很强的适应性，可高效、低耗地满足多种产品的需求。 4绿色 随着制造业的发展，绿色环保将是材料成形技术面临的重要课题。减少和消除成形过程中对环境的污染是绿色制造的主要内 容之一。 5信息化、智能化 现代计算机技术、信息技术不但促进传统成形技术的发展，而且不 断 产 生 新 的 特 种 成 形 技 术 。 计 算 机 模 拟 仿 真 技 术 、术在成形技术中的大量应用已经使工艺设计、模具设计与制造更加科学化、自动化。变形预测、组织预测已经成为可能。成形技术已从“经验型”逐渐走向科学化、信息化和智能买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 化。 网上相关报道较少，由于影响板料弯曲的因素多而复杂，因素之间还存在耦合关系，再加之产品品种繁多，因此理论解析十分困难，长期依靠设计者的经验和反复试制。对板料弯曲的计算机辅 助设计尚处于初级阶段，大多仅仅是经验公式计算机化的工作，可靠性低。而将有限元法这种解决工程技术问题的可靠工具引入板料弯曲的研究，可以高效且准确的分析成型过程、检验工模具、设计结果，大大降低工模具设计成本和风险。因此，采用有限元法模拟板料弯曲成形过程，并与计算机辅助工艺相结合构筑基于理论、经验和数值模拟的稳健计算机辅助专家系统是板料弯曲研究发展的趋势。 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 T=料为 度等级 工艺分析 由图可知，产品为板材落料。产品形状结构简单对称，无狭槽、尖 角；孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足 c （ 1）尺寸精度 任务书对冲件的尺寸精度要求已经用公差表示，查参考文献 2知，普通冲裁时对于该冲件的精度要求为 ，所以尺寸精度满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ 2）冲裁件断面质量 因为一般用普通冲裁方式冲 1断面粗糙度 3.2 m ，毛刺允许高度为 产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。 （ 3）产品材料分析 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料为 优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证 经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 样及工艺计算 零件外形为方形 ，可以采用单排、 交叉双排或多排；考虑到零件为中等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 样图 边 查参考文献 1 ，确定搭边值 a ， b 。 当 t=，取 a=b=可以。 B=图 式中 n 一个歩距内冲裁件数目； A 冲裁件面积（包括内形结构废料）； S 歩距长度； B 板料宽度； 取： n=1; A= S=B= =1813 100% 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压力及压力中心的计算 算冲 压力 裁力 冲裁力公式为 落孔 式中 P 冲裁力； 孔P 冲孔冲裁力； 落P 落料冲裁力。 料冲裁力 落P 。 所以 1 6 孔冲裁力 冲P 。 冲00四个小孔和中间大孔） 所以 P 。 卸卸卸 式中 卸K 卸料系数，查参考文献 1知 K K。 所以 冲压力 总P 冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，总的冲压力为 选压力机： 算模具压力中心 由于该零件完全对称，所以模具的压力中心在几何图形的中心上。 模 凹模 凸凹模刃口及结构尺寸计算 模具采用简单模结构，计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算。 查得冲裁模刃口双间隙 Z Z 1）落料刃口尺寸计算： 查得 ， ; ， 。 （ 凹 （ 凹 9()( 凸 4()( 凸 2）冲孔刃口尺 寸计算： ， d+x ） 0凸 d+2凸 15+0 = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0 = = = 3）孔中心尺寸计算： 20 40 =40 0 =20 他零件尺寸的确定 凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸与凹模板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合 H7/H7/装后将凸模端面与固定板一起磨平。凸模固定板为圆形，厚度一般取凹模厚度的 料为 凸固定垫板 冲裁时，如果凸模的端部对模座的压应力超 过模座材料的许用压应力，这时需要在凸模端部与模座之间加上一块强度较高的垫板。即下列情况下雨加垫板。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中 y 凸模端面的压应力，其数值为 y 模座材料下雨压应力，其数值：铸铁约为 100约为 200 P 冲裁力； F 凸模上端面面积。 垫板的下载与凸模固定板一致，厚度一般取 4 12板淬硬后两面应磨平，表面粗糙度 由于本套模具选用压入式模柄，在上模座与凸模固定板之间也必须安装垫板，厚度取为 8 下面校核一下凹模与下模座之间是否下雨加垫板。 已知凹模下端面尺寸 200*200以 222 40 00 020 0 所以 0 0 0 1 0 0 0*模座采用铸铁， 00 y，所以不用加垫板。 料板 卸料板同样为方形板，外形和凹模板一致，厚度为 10料板材料选 45）钢，不用热处理淬硬。 卸料板上设置 4 个卸料螺钉，螺纹部分为 10料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面 误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。 矩形模座外形带导柱（套）模座按凹模周界尺寸 L B 对应确定，矩形买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模座的宽度 座厚度尺寸由模式 42 48中： 凹模厚度 其结构如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 主要零部件的设计 （一）工作零件的结构设计 1落料凹模 落料凹模采用线切割机床加工。凹模的厚度为 16模的粗糙度为 面铣两面磨。如图 3模零件图纸。 图 3凹模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2冲孔凸模 本课题的冲孔凸模为圆形冲头，其中 所冲孔为规则圆形孔，加工好的凸模设有台肩 ,通过固定板固定和垫板靠紧。采用数控车床、磨床加工。 图 3凸模 （二）卸料部件的设计 1卸料板和卸料器的设计 此设计包含了刚性卸料器和打料块，其材料都是 45 钢，是用磨床和车床铣床制造的， 淬火硬度 40 45设计上打料块，其尺寸与冲孔凸模尺寸相同。实际加工时其尺寸比凸模尺寸大。连接时是通过台肩与凹模连接的。如图 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5卸料板 （三）模架及其他零部件的选用 以凸模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。选两组导套、导柱。导柱 d/L/ 15110套 d/L/D/ 1555 20钉采用的是 10 48和 10 36 型号。 上模座厚度 0料板厚度为 14模固定板厚度为 24模厚度为20 模坐厚度取 25 所以合模之后模具的总高度 H=125 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 章 总装图及其它非标准件的绘制 本课题有一个重要的装置，定位装置。下卸料板的定位销就是用来定位的，此种设计需要在凹模上做出相应的避空孔，以免干涉。在板料送进的时候，定位销十分可靠的定位 作用。定位销可以嵌在下卸料板上进行活连接。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行 模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。 冲压工艺是塑性件，所以有加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。 模具做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约 原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。 装配设计： 上下模座各安装四个紧固螺钉以及两个定位销，下模座上另有四个卸料螺钉，卸料板上配合三个导料销。 零件装配完成以后，个别零件之间可能出现型号干涉的情况，需对装配体进行干涉检查；否则零件有可能无法安装或正常工作。需对零件重新进行装配或修改零件 尺寸，直到消除干涉为止，表明各个零部件被正确安装，可以正常工作。模具装配图如 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4模具总装图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1、导套 2、挡料销钉 3、上模座 4、螺钉 5、打杆 6、模柄 7、推销 8、定位销 9、垫板 10、凸模固定板 11、落料凹模 12、推件块 13、卸料板 14、弹簧 15、凸凹模 16、下模座 17、挡料销 模具工作原理：如图 4模、凹模 11和凸凹模 15为工作零件。合模时导柱导套进行导向，板料送入是挡料销 2挡住板料，另一侧挡料销钉 17作为定位，打料块 12在推杆 7工作时将工件压紧，以保证工件的平整，在凸模回程时，刚性卸料器通过横杆打击进行卸料。冲孔废料从凹模底端排出。落料工序由凸凹模 15和凹模 11进行冲制，在下