接触环零件的冲压模具设计毕业论文

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引   言  模具是工业生产中使用及为广泛的基础工艺设备，模具工业是我国民经济的基础工业。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工等行业中大都要模具成形，如汽车覆盖件、发动机曲轴、电视机外壳、洗衣机内桶的制造。都离不开模具。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，而且在加工中不破坏产品表面。许多工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石油、建筑都要求模具工业的发展与之相适 应。  我国模具行业的生产能力已约占世界总量的近 10%，位列世界第三，仅次于日、美。但技术现状令人担忧，模具技术水平要比工业发达国家落后许多，总体水平与德、美、日等相比，约要落后 15 年左右。如何在政策、模式、技术等方面提升国内模具业自主创新能力成为模具行业的重要命题。  在创新模式上，虽然模具行业有原创性、集成性及引进消化吸收再创新三种自主创新的主要模式，也都有成功的案例，但模具是集机、电、光、化于一体的高新技术产品， 速加工、快速成型、精密成型、超精加工、信息网络等技术都得到应用，因此 更适宜于集成创新。当然，某些核心技术的原创性自主创新和部分技术的引进消化吸收再创新也十分重要。  因模具品种繁多、应用面广，因此自主创新应该选择重点，率先突破，再来带动全局。今后 5年 10 年，首先应在市场需要量大，如在目前主要依靠进口和能代表发展方向的汽车覆盖件模具和大型、精密模具方面进行重点突破。为了迅速提高我国模具行业的创新能力及模具设计制造水平，一些关键技术必须突破，并在实际生产中得到应用。模具业有十项左右的关键技术，可综合成两个重大项目：   （ 1）  模具数字化设计制造技术及网络化服务平台研究开发和应用   这主要包括了引领模具行业未来发展方向的模具数字化设计制造技术 (含模块化、集成化、协同化设计技术 )和网络化报务平台两个方面内容，以集成创新为主，将创新成果应用到生产中，达到提高模具行业整体水平和核心竞争力及缩短模具生产周期、降低生产成本等目的。   （ 2）  汽车大型精密复杂模具的研究开发与制造   汽车工业的快速发展要求汽车环保、节能、安全和轻量化，和解决汽车模具需买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 要大量进口的状况。我们需要在高强度板热压成形工艺与模具和塑料成形技术与模具方面进行创新研究，并将成果用于生产，使热压成形模具填补国内空白，塑料成形 模具提高水平，改变目前大量进口受制于人的局面，从而适应和促进我国汽车工业的发展。  因此，我们所需要掌握的不仅仅是书本上的知识，更重要的是要把我们所学的专业知识应用到社会实际生产中。于是，就要求我们能全面的掌握冲压模具、注塑模具等各类模具的设计与应用原理。积极主动关注本行业最新动态与发展，并在实践中不断的丰富和积累经验，为社会创造更大的价值。  对于 本次 我们课程 设计的任务是接触环零件冲压工艺分析和模具的具体结构设计。通过查阅了相关文献资料，对接触环零件进行工艺性分析，选择并确定符合于给定条件的最优工艺方案，及进 行了工艺与设计的有关计算，如：选择基本工序，确定其顺序、工序数目及工序组合形式。介绍了主要零部件的设计理念，详细剖析了设计过程中一些思路，以及某些非标准零件的使用特点。阐述了工位级进模的设计要点 , 使产品质量达到设计要求。然后以此为基础，设计出冲压模具主要零件的结构。并在设计中，介绍了零件的排样图、定位设计、冲裁力的计算和压力中心的计算。   分析了冲模模架的基本类型，讨论了冲模模架的技术要求，介绍了标准模架的装配工艺。并指出了模架装配时的注意事项。条料的步进定位是一个很重要的工序，其对工件的精度影响 很重要，因此对其设计的准确性与标准性对模具既有利于模具维修的规范化，也为整个模具的顺利生产打下了一个良好的基础。同时凸、凹模结构对产品生产质量影响也很大，在提高经济效益和降低成本的前提下，设计出合理而简单的凸、凹模结构是设计中的重要环节。  关键词 :接触环；级进模；整形；排样；镶件；冲模模架；技术条件；装配工艺  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目   录  引   言  . 1 目   录  . 3 第一章   课程设计内容 . 5 第二章   零件的工艺性分析及方案的确定  . 6 件的工艺性分析  . 6 构与尺寸  . 6 度  . 6 料  . 6 量  . 6 裁工艺方案 的确定  . 6 艺方案分析与选择  . 6 进模的分析与选择  . 7 定模具总体结构方案  . 7  具类型 . 7 作与定位方式  . 7 料与出件方式  . 7 架类型及精度  . 8 第三章   排样  . 9 样方式的确定 . 9 边与条料宽度的确定  . 9 料的利用率 . 11 料规格的选择 . 11 第四章   压力机的选用与凸凹模刃口尺寸的确定  . 12 裁力和压力中心的计算  . 12 裁力的计算  . 12 料力、推件 力和顶件力  . 12 算凹、凸模刃口尺寸及公差  . 14 、凸模刃口尺寸计算  . 14 料凹模刃口尺寸，按磨损情况分类计算  . 15 孔凹模刃口尺寸、冲孔凹模的计算  . 15 刃孔尺寸  . 16 第五章   部件和零件的设计与选用  . 17 作零件  . 17 模设计 . 17 模设计 . 18 位零件  . 20 料板 . 20 刃  . 21 料与压料零件 . 22 料板 . 23 料螺钉 . 23 弹簧 . 23 承与固定零件 . 25 具和上、下模座及导柱、导套  . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 柄  . 26  模固定板  . 26 板  . 26 第六章   模具装配图草图及非标准模具零件图  . 27 具装配图草图 . 27 模固定 板  . 28 料板  . 29 第七章   冲模的装配和调试 . 30 模装配要领及过程  . 30 模装配前准备工作  . 30 具的装配顺序  . 30 模的调试  . 30 课程设计小结  . 31 附    表  . 32 参考文献  . 33 谢    辞  . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第一章   课程设计内容  如图所示接触环零件    材料：锡磷青铜（ 板厚 t=大批量生产。  制定工件冲压工艺规程，设计其模具，编制零件的加工工艺规程。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第二章   零件的工艺性分析及方案的确定  件的工艺性分析  构与尺寸  该零件结构简单，形状对称，尺寸较小。悬臂宽度（ 于 长（ 于 5 倍臂宽；凹槽宽度 度也较小：最小孔径 至边缘最小距离 适宜于冲裁加工   。  度  零件尺寸公差除 近于 外，其余尺寸均低于 ，亦无其他特殊要求。从表 3用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。  料  锡青铜带 （ M ），根据后面附表 冲压常用材料的力学性能 得金属材料的力学性能：软态，带料，抗剪强度 b =255长率占 10=38%，此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性较好。  根据以上分析，该零件个工艺性较好，适合冲裁加工。  量  该零件属于大批量生产，在冲压加工下操作简便，劳动强度低，生产效率高，成本低，适合冲裁。  结论：该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。     裁工艺方案的确定  艺方案分析与 选择  该零件包括落料，冲孔两个基本工序，可以采用的工艺方案有：  （ 1）先落料，再冲孔。采用单工序模生产  （ 2）落料 冲孔复合冲压，采用复合模生产  （ 3）冲孔 落料连续冲压，采用连续模（级进模）生产。  方案（ 1）模具结构简单，制造周期短，成本低，但需要两道工序  ，两套模具才能完成该零件的加工。两套模具使成本相应的也提高了，生产效率低。难以满足零件大批量生产的需要。  方案（ 2）若采用复合冲裁，虽然冲出的零件精度和平直度较好，生产效率高，但因零件的孔边距太小，模具强度不能保证。  方案（ 3）采用级进冲裁时，生产效率 高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。  根据以上分析，该零件采用级进冲裁方案较优。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 进模的分析与选择  由于级进模工位数较多 ,因而用级进模冲制零件，必须解决条件或带料的准确性问题，才可能保证冲压件的质量。根据级进模定位零件的特征，级进模有几下两种典型结构：  （ 1）固定挡料销和导正销定位的级进模：  工作时，用手按入始用挡料销限定条料的初始位置，进行冲孔，始用挡料销在弹簧作用下复位后，条料再送进一个步距，以固定挡料销定位，落料时以装在落料凹模 端面上的导正进行精定位，保证零件上的孔与外圆的相对位置精度，模具的导板兼作卸料版和倒料版。采用这种级进模，当冲压件的形状不适合用装在凸模上导正销定位时，可在条料上的废料部分冲出工艺孔，利用装在涂抹固定板上的导正销进行导正。   （ 2）侧刃定距的级进模：  侧刃是特殊动用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘且切下一块等于步距的料边。由于沿送料方向上，在侧刃前后两导料间距不同，前宽后窄形成一个凸肩，所以条料上只有切去料边的部分才能通过，通过的距离即等于步距，为了减少料尾损耗，尤其工位较多的级进模，可 采用两个侧刃前后对角排列，该模具就是这样排列的。  虽然该零件的生产量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料的方式。考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向、侧刃定距的定位方式，为了减少料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。  定模具总体结构方案  具类型      根据零件的冲裁工艺方案，采用基金冲裁模。  作与定位方式    虽然零件的生产批量较大，但合理安排生 产用手工送料方式能够达到批量要求，并能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件尺寸较小，材料厚度较薄，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为减少料头和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。  料与出件方式  考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲裁件和废料采用由凸模直接从凹模洞口退下的下出件方式。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 架类型及精度  由于零件厚度薄，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑零件精度要求不 是很高，但冲裁间隙较小，因此采用  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第三章   排样  样方式的确定  该零件材料厚度较薄，尺寸小，近似 此可采用的斜对排样，如图所示，考虑模具强度的影响，在冲孔和落料工位之间增设了一个空位。     边与条料宽度的确定  边值的确定  搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格件以及可以增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。  搭边宽度对冲裁过程及冲裁质量有很大影响，搭边过大，材料利用率低；搭边过小，搭边的强度和刚度不够，在冲裁中将被拉断，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。因此搭边值因合搭边值要理设置，其数值目前由经验确定，一般来说，硬材料的搭边可以小些；软材料、脆材料的搭边值要大一些；冲裁件尺寸大或是有尖突的复杂形状时，搭边值取大些；厚材料的搭边值取大一些；用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小些。  查表 3333简明冲压模具设计手册 侧搭边值 a=a= ，冲切前导料板 与条料之间的最小间隙Z=刃冲切的料边宽度  ，冲切后的条料与导料板之间的间隙y=采用的 侧刃，故斜宽每边需增加燕尾型切入深度 'a = 因此，条料宽度为：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 0 m a 4)22( 冲裁后废料宽度为：  2 'm a  进距为  ：  S=料板间距为：  34'    表 3料宽度偏差 （  条料宽度  B/料厚度 t/ 12 23 35 20  2030  3050  50  0100   100150  50220   00300   3料板与条料之间的最小间隙   材料厚度t/侧 压装置  有侧压装置  条料宽度 B/料宽度 B/00以下  100200 200300 100以下  100 以上  1  5 8 15  1 5 8 表 3-3  材料厚度 t/mm y 金属材料  非金属材料    3   文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 料的利用率  冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济指标。  一个步距内的材料利用率    可用下式表示：  %100/  式中  A 为一个步距内冲裁件的实际面积（ 2；  B 为条料宽度（   C 为步距（   若考虑到料头、料尾和边余料的消耗，则一张板料（或带料、条料）上总的材料利用率  总为：  %100/n 1  式中  带料、条料）上的冲裁件总数目：  1A 为一个冲裁件的实际面积（ 2  带料、条料 )上的冲裁件总数目；  或带料、条料）长度（   零件近似算得一个零件的面积为 54 2  一个进距内冲两件，故： A=54 2 2=108 2 一个进距内的坯料面积：  因此利用率为  %30%08%100/    料规格的选择   因 为 条 料 宽 度 B=34 进 距 C= 所 以 初 选 板 料 的 规 格 7501500 采用纵载法：  每板条料数 条2234/7501 n  余 2条零件数 件1 4  0 0(2 n  每板零件数 件3 1 0 21 4 122* 21 材料利用率 % 0 07 5 0/2543 1 0 21  采用横载法：  每板条料数 条4434/15001 n  余 4条零件数  0(2 n  每板零件数 件3 0 8 07044* 21 材料利用率 % 0 0750/2543 0 8 02  由计算可得  21 ，所以选用纵裁法。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 第四章   压力机的选用与凸凹模刃口尺寸的确定  裁力和压力 中心的计算  裁力的计算  这里的冲裁力是指冲裁力的最大值，是选用压力机和设计模具的重要依据之一。  平刃口冲裁模的冲裁力  ：        式中 N）   b 为材料抗剪强度（ 系数 K 是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取 K= 为了计算方便，也可以按下列式子估算冲裁力：  式中b为材料抗剪强度（   根据零件图可以算得一个零件内外周边之和 7刃冲切长度 据排样图得总冲裁长度 L=（ 77+b=255t= K=：   =8060N 料力、推件力和顶件力  板料经过冲裁后，由于弹性变形恢复作用，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的的材料则紧套在凸模上 须将套在凸模上的聊卸下来，将卡在凹模内的推出从凹模上卸下套着的料所需要的力称为卸料力；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力，逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力成为顶件力。  卸料力、推件力和顶件力是从压力机，卸料装置或顶件装置中获得的 分别给予考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力学 性能，材料的厚度，模具间隙，凹模洞口的结构，搭边的大小，润滑情况等，一般常用下列公式计算：  卸料力  ：    推件力  ：  顶件力  ： 中 F 冲裁力（ N）  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 L 冲裁周边长度（  b 材料抗剪强度（ n 同时梗塞在凹模内的工件（或废料）数； n=h/t;  t 材料厚度（  X, 推件力，卸料力，顶件力系数  表 4推件力，卸料力，顶件力系数  料厚 t/                         ，铝合金，纯铜，黄铜   1）冲裁力：根据零件图可算得一个零件内外周边之和 L 77刃冲切长度L 2 据排样图一模冲两件和双侧刃布置，故总冲裁长度  L （ 77 2 因 255t  K     55   18060（ N）  （ 2）卸料力：查表 4 K x       8060   1084（ N）  （ 3）推件力：根据材料厚度取凹模刃口直臂高度 h 5 5/ K T  :   16 18060 20227（ N）      （ 4）总冲压力 :   F =F F x F T 10860 1084 20227 39371（ N）   40(应选取的压力机公称压力 P 0（  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 F （  40 44 52(  因此可选用压力机型号为  压力机的校核 : 冲模的封闭高度必须在压力机的最大装模高度核最小装模高度之间，一般取：   1H 5H  1H   10即： 220165 2200 得： 175 165 150 所以符合要求。  其主要参数为：  公称压力： 160        最大封闭高度： 220板厚度： 40            模柄孔尺寸（直径深度）： 30 50 滑块行程： 60 作台尺寸：（左右） 450前后） 300作台孔尺寸：（左右） 220（前后） 110（直径） 160冲裁件尺寸较小，冲裁件不大，且选用了对角导柱模架，受力平稳，估计压力中心不会超出模柄端面积之外，故不必详细计算压力中心的位置。  算凹、凸模刃口尺寸及公差  、凸模刃口尺寸计算  根据排样图可知，凹模的加工较凸模困难，且级进模所有凹模型孔均在同一凹模上，因此，选 用凹模为制造基准件。故不论冲孔、落料，只计算凹模刃口尺寸及公差，并将计算值标注在凹模图样上。各凸模仅按凹模个对应尺寸标注其基本尺寸，并注明按凹模实际刃口尺寸配双面间隙 表 4 3压工艺及模具设计翁其金  徐新成主编   类间隙）。 （ 1） 凹模磨损后增大的尺寸，按公式 d （ x ） /40   计算     （ 2） 凹模磨损后减小的尺寸，按公式 B d （ B x ） 0 4/ 计算  （ 3）凹模磨损后减小的尺寸，随工件尺寸的标注方法不同，有可分为三种类型计算刃口尺寸：  工件尺寸为 CC d （ C ） /8 工件尺寸为  时  C d （ C - ） /8 工件尺寸为 C 时  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 C d=C 4/  其中： d,相应的凹模刃口尺寸   为工件偏差  系数  表 4数 x 料厚 t（                 非圆形             圆形  1 件公差 / 4  >35 40 2025 2228 2432 2836 >4050 2228 2432 2836 3040 >5070 2836 3040 3242 3545 >7090 3242 3545 3848 4052 >90120 3545 4052 4254 4558 >120150 4050 4254 4558 4862 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 凹模  表 5模刃口周边度修正系数 口长度/00 修正系数  凸模设计  落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯结构，并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过铆接方式与固定板固定。凸模的尺寸根据刃口尺寸，卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料也 选用 工作部分热处理淬硬 58 62  冲孔凸模的设计与落料凸模基本相同，因刃口部分为圆形，其结构更简单。考虑冲孔凸模直径很小，故需对最小凸模（ 冲孔凸模）进行强度和刚度校核。  1、凸模最小直径的校核（通常情况下孔径虽小，但远大于材料厚度，凸模的强度和稳定性事够的，所以通常情况下无需进行对此进行校核）。  为使弹压卸料板加工方便，取凸模与卸 料板的双面间隙为 起导向作用）。  根据表 3模最小直径 d 应满足：  /2.5  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 55/1200   (取 y 1200 d d  为 d 以凸模强度足够。  2、凸模最大自由长度的校核（刚度校核）  L 90d F/2     13.8(由此可知，小冲孔凸模工作部分长度不能超过 题取小冲孔凸模工作部分长度为 12冲孔凸模和落料凸模为 15如图）  大冲孔凸模  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 落料凸模  位零件  料板  在固定卸料式冲模和级进模冲裁中，条料的横向定位使用导料板。  导料板一般由两块组成，称为分体式导料板，在简单落料模上有时将导料板与固定卸料板制成一体，称为整体式导料板，采用整体式导料板的模具结构简单，但是固定卸料板的加工量较大，且不便于安装调整。为了使条料顺利通过，两导料板间距离应该等于条料最大宽度加上一个间隙值，导料板高度 取决于挡料方式和板料厚度，采用固定挡料销时