接触片的冲压工艺及模具设计【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 接触片的冲压工艺及模具设计 摘 要： 阐述了冲压连续模的结构设计及工作过程。通过对工件的工艺性分析，先进行冲孔工序，通过冲裁力、卸料力、推件力等的计算，确定了采用级进模冲压的方案。 设计出了主要零件的结构和整体结构，绘制了模具的装配图及部分零件图。 本模具的性能可靠，操作简单方便，提高了冲压产品的质量和生产的效率，降低了劳动强度和生产成本。 关键词 ： 冲压工艺；模具；级进模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of to of so of of of its to of it of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 1 关键词 1 1 前言 1 2 零件工艺性分析 3 材料分析 3 确定工艺方案 4 3 主要工艺参数计算 4 计算毛坯尺寸 4 画排样图 5 材料利用率计算 5 计算冲裁力 6 确定压力中心 7 冲压设备的选择 7 4 主要工作部分尺寸计算 8 冲孔部分刃口尺寸计算 8 切断部分刃口尺寸计算 9 弯曲模工作部分的尺寸计算 11 凸、凹模的圆角半径 11 凸、凹模间隙 11 模具宽度尺寸 11 5 模具总体设计 12 模具类型的选择 12 确定送料方式 12 定位方式的选择 12 卸料、出件方式的选择 12 6 卸料零件的计算 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 卸料弹簧的选 择 12 7 模具各主要零件的设计 13 导料板的设计 13 切断凸模的设计 14 冲孔凸模的设计 14 冲孔凸模的尺寸及形状 14 凸模的固定形式 15 凸模长度的确定 15 凸模强度的校核 17 压弯凸模的设计 18 凹模的设计 18 凹 模刃口形式 18 凹模的外形尺寸 18 模具闭合高度的校核 20 卸料螺钉的设计 21 弹压卸料板的设计 21 模架的选取 22 导柱、导套的选择 22 导料销的选择 22 螺钉及销钉的选择 22 8 绘制模具装配图 24 9 结论 24 参考文献 24 致谢 25 附录 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 模具是机械、汽车、电子、通讯、 家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上称为“工业之母”。近十年来，随着国民经济的快速发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产业。据统计，我国现有模具生产厂点已超过 1700家，从业人员达 60多万人。 冷冲压是先进的金属加工方法之一，它主要加工板料，故又称为板料冲压。冷冲压是在室温下，借助于设备提供的压力，利用模具，使板料金属发生塑性变形，因此，它是金属塑性加工（压力加工）的一种方法。 有些非金属材料，也可以采用某些冲压工艺制造零件。 与切削加工相比，冷冲压靠模具和设备完成加工过程，所以具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品一致性好、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。一台普通冲压设备每分钟可生产零件几十件，而高速冲床的生产率可达每分钟数百件甚至上千件。因此，大批量生产的机械、电子、轻工等产品，都大量使用冷冲压零件。由于冷冲压不需要加热，也不像切削加工那样，将大量金属切成碎屑而消耗大量能量，所以它是一种节能的加工方法；冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带， 在冲压加工中材料表面质量不受破坏，故冲压件的表面质量好，这是任何其他加工方法所不能竞争的。 冲压模具作为制造产品（或半成品）的一种工具，其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。因此，冲。冷冲压工艺大致分为两大类：分离工序和成形工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离；分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成形工序的目的是使冲压毛坯在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品要求的形状；成形工序又可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀孔 、扩孔、缩孔和旋压等。 冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。因此，了解模具结构，研究提高模具的各项技术指标，对于模具设计和冲压技术的发展是十分重要的。冲模的结构形式很多，可以根据以下特征进行分类： 1）按冲模的工序性质，分为落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 成形模和翻边模等。 2）按冲模工序的组合方式，分为单工序模、复合模和连续模等。 3）根据模具的结构形式，按上、下模的导向方式，分为无导向模和导柱模、导板模等；按卸料 装置，分为带固定卸料板冲模和弹性卸料板冲模；按挡料形式，分为固定挡料钉冲模、活动挡料销冲模、导正销冲模和侧刃定距冲模等。 4）按采用凸、凹模的材料，分为硬质合金模、钢质硬质合金模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。 此外，还可按模具轮廓尺寸的大小，分为大型冲模和中小型冲模；按行业特点，分为普通冲模和汽车、拖拉机覆盖件冲模等。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成形，而且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压的 优势才能充分体现出来，从而获得较好的经济效益。 2 零件工艺性分析 材料分析 本次设计的工件为一接触片，其零件图如下： 图 1 接触片 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 该工件为一接触片，其材料为 10 钢，厚度为 产批量为大批量，10 钢为优质的碳素结构钢，在生产中应用广泛，具有良好的可冲压性能，主要用于较复杂的弯曲件和拉伸件的加工。工件的结构形状简单，只需经过冲孔、弯曲、切断三个工序就可以完成，但是通过所给的零件图可以看出，工件的弯曲处有尖锐的转角，对于生产中工人的使用有潜 在的危险，并且最重要的是，尖锐的转角容易划伤模具表面，降低模具的使用寿命。所以，为了提高模具的使用寿命，我建议将所有 90的尖锐角改为 件图上的尺寸均未标注尺寸偏差，属于未标注公差尺寸，可按 确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸的公差为： ， ， ， 。 冲裁件的精度要求，应在经济精度的范围内，对于普通冲裁件，其经济精度不高于 ，冲孔件比落料件高一级。冲裁外形与内孔尺寸工差有一定的要求。落料外形公差为 孔公差为 工件并无外形和内孔公差，另外，冲裁件的断面的表面粗糙度和容许的毛刺高度都没有具体要求。 因此该要求普通冲裁可以满足。 确 定工艺方案 该工件进行冲压加工的基本工序为冲孔，压弯，切断。其中冲孔和切断属于简单的分离工序，压弯为 90 工件上的 12， 5 孔的边与弯曲中心的距离为 弯曲时不会引起孔的变形，因此 12， 5的孔均可以在压弯前冲出，并且冲出的孔可 以做后续工序的定位孔。 由于制件生产批量大，尺寸又较小，而单工序冲压生产效率低，精度不高，而且操作不安全。为了完成该制件的加工，可能的工艺方案有以下两种： 方案一：冲孔 落料、弯曲连续式复合冲压。 方案二：全部的工序组合采用带料级进模具冲压 。 分析冲压工艺方案如下： 方案一：模具采用连续式复合冲压，使得整体结构较为复杂，并设计它的模具有一定的难度，而且在操作上也有一定困难。 方案二：该方案由于采用了级进模结构，使得模具的结构简单了很多，并且使用寿命增长，压弯时容易控制工件的回弹；由于 12孔和 5孔先冲孔，则冲出的孔可以作为后面工序的定位孔使用，定位较容易；工序集中，可用一副模具完成全部工序。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 综上所叙，考虑到该工件的批量为大批量生产，为保证各项技术要求，选用方案二。为了加工出该工件，其工序如下：冲 12， 5的孔 切断 压弯。 3 主要工艺参数计算 计算毛坯尺寸 由零 件图可知，要算出毛坯尺寸就必须知道弯曲部分的弧长。弯曲部分弧长线长 2 为 ）180L （ 1） 式中： 表 查得 K= 为弯曲角度，（ ）。 代入数 值得： L=弯曲件毛坯展开长度 3+19+画排样图 合理的排样方法，应是将工艺废料减到最少。考虑到该工件的外形特征和材料的利用情况，为了能加工出最好的产品。本次设计采用有废料直排的排样方式，如图 2 所示。 查表 得搭边尺寸为 a=2 2 排样图 料利用率计算 材料的利用率计算公式 2 为 100% A（ 2） 式中： A 为冲裁件面积 mm 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 所以，级进模的进料步距为： 料宽度按相应公式 2 计算 ： B=（ D+2a） 0- （ 3） 查表 知 =有 B=20+（ 2 2） =2405.0 则由排样图可以计算一个进距材料的利用率： 2 210 +12 52 +9 20+10 =则 = 100% =算冲裁力 由于该冲模采用的是弹性卸料装置和下出件方式，故总的冲压力 2 为 ： 弯+卸+4） 计算冲裁力： F 冲 1= （ 5） =12 300103(N) F 冲 2=5 300103(N) F 冲 =（ 103 =103(N) 切断板材所用力： （ 6） F 切 = =(10 +5 +9 2+2+10) 300 =103(N) 计算推件力 F 推 ： F 推 =( 103 （ 7） =103(N) 计算卸料力 F 卸 ： F 卸 =K 卸 F （ 8） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 =( 103 =103(N) 弯曲工件所用的力为： F 弯 = 2CB （ 9） = 2 =103(N) 所以总的冲压力为： F 总 =F 冲 +F 切 +F 推 +F 卸 +F 弯 =( 103 =103(N) 确定压力中心 要使冲压模 具正常地工作，必须使压力中心与模柄的中心线重合，从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则在冲压时将会产生弯矩，使冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口迅速变钝，并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀没磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 2 根据所建立的坐标系，假设压力中心坐标（0x，0y），由图 3可知 : 图 3 压力中心分析图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 of 零件为轴对称，所以0y=0,则只求0 2 2 10121.n x l x l l l l （ 10） =46模具压力中心坐标：（ 460） 冲压设备的选择 为防止设备超载 ，可按公称压力 F 压 （ F 总 选择压力机。考虑到制件的精度要求，初步选择 开式双柱可倾压力机 4 。型号： 要技术规格如下表： 表 1 压力机主要参数表 号 称压力（ 250 滑块行程（ 65 滑块行程次数（次 / 105 最大闭合高度（ 270 滑块中心线至床身距离（ 200 床身两立柱间距离（ 270 工作台尺寸（ 370560大倾斜角度（） 30 模柄孔尺寸（ 4060 主要工作部分尺寸计算 根据表 查得，间隙值 冲孔部分刃口计算 冲孔时采用凸模和凹模分开加工的方法。冲 12 该先确定凸模尺寸，使 凸模标称尺寸接近或者等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 由 可知 ： 得 p=0.4( （ 11） =5) =d=0.6( (12) =5) = 可知 ： d+ ）x 0p（ 13） d+ ）x 0p（ 14） 式中 冲孔凸、凹模刃口尺寸， d 冲孔件内径的基本尺寸， 工件制造公差， X 系数，此处查表取 则 冲 12孔时得 d+ ）x 0p=（ 12+0p= d+）x =（ =理，冲 5孔时得： d+ ）x 0p=（ 5+0p=mm d+）x 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 =（ =切断部分刃口计算 切断工件时，由于切断部分形状复杂，需要采用凸模和凹模配合加工 的方法。此方法是先加工好凸模或者凹模作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配作凹模或者凸模，使得它们保持一定的间隙。因此，只需在基准件上标注尺寸及公差，另一件只标注标称尺寸，并注明“ 寸按凸模（或凹模）配作，保证双边间隙”，这样，可以放大基准件的制造公差，其公差不再受凸凹模间隙大小的限制，制造容易，并容易保证凸凹模间的间隙。 切断部分的废料应该按照冲孔件来处理。即应该以凸模为基准件，然后配作凹模，先制造凸模，凸模磨损后，刃口尺寸的变化有增大，减少，不变三种情况，应该按这三种情况分别对切断凸模进行分段计算，得出结果。切断的废料部分如下图所示。 图 4 切断的废料部分 of 20 凸模刃口尺寸计算 如下 15） 20p=(=0p=(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 =中 2405.07036.0凸模刃口尺寸计算如下 B+x ） 0250 。（ 16） 。=4p=（ 24+。=中 凸模刃口尺寸计算如下 （ 17） 凹模的刃口尺寸按凸模的实际尺寸配制，并保证双面间隙在 间。 弯曲模工作部分的尺寸计算 弯曲模工作部分的尺寸，主要是指凸模，凹模的圆角半径和凹模的深度，对于 有凸凹模之间的间隙及模具宽度尺寸等。 凸、凹模的圆角半径 凸模的圆角半径 r。但不能小于材料允许的最小弯曲半径 如果工件的圆角半径 曲时应取 rp 随后增加一道校正工序，校正模的；当弯曲件内侧的圆角半径较大时（ r/t10） ,则必须考虑回弹，修正凸模圆角半 径。 由于板材厚度 t=凹模的圆角半径 3 6） t,取 t=4 凹模的圆角半径不宜过小，以免弯曲时擦伤表面，同时凹模两边的圆叫半径应一致，否则在弯曲时毛坯会发生偏移。 对于 V 形件的弯曲凹模的底部，可以开退刀槽或者取圆角半径 =(rp+t)。 13 凸、凹模间隙 弯曲 、凹模之间的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的，但是在设计中必须考虑在合模时使毛坯完全 靠压，以保证弯曲件的质量。 对于 须合理选择凸、凹模的间隙，若间隙过大，则回弹也买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 大，弯曲件尺寸和形状不易保证。间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，降低模具的寿命，生产中常按材料的性能和厚度进行选取；对于钢板取 C=（ t ,对于有色金属取 C=（ t. 冲裁件的材料为 10钢，所以取 C=（ t=13 模具宽度尺寸 弯曲件 的宽度尺寸是标注在内侧，应该以凸模为基准，先计算凸模工作部分的最小尺寸： (B+)（ 18） =（ 中： B 弯曲件的尺寸； 弯曲件的制造公差； , 凸凹模制造公差，凸模按 模按 由于工件是被侧向呈 90弯曲的，则将不能顺利的被加工，而由于凸模尺寸太小被弯曲成 13 凹模的尺寸按照凸模配制，并保 证间隙为 5 模具总体设计 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用连续模冲压，所以模具类型为连续模具。 确定送料方式 模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式，还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如 L（送料方向的凹模长度） B（垂直于送料方向的凹模宽度）时，采用纵向送料方式； L B 时，则采用横向送料方式； L=向或横向均可。就本模具而言，其送料方式应采用横向送料。 定 位方式的选择 由于该模具采用的是条料送进控制条料送进方向采用导料板。控制条料送进步距采用挡料销。而第一件工件的冲压位置采用临时挡料销。以后定位则采用定位板。 卸料、出件方式的选择 模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹 性元件弹力的增强（如采用矩形弹簧），弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况，当材料料厚约在 2于 2模具所冲材料的料厚为 此可采用弹压卸料板。由于采用的是连续模，所以采用下出件便于操作和提高生产效率。 1 6 卸料零件计算 卸料弹簧的选择 因为工件料厚为 对较薄，卸料力也比较小，故采用弹性卸料。根据卸料力 3010个弹簧，此时每个弹簧担负的卸料力为约 冲裁时卸料板的工作行程 t+1=2.5 虑凸模的修模余量 簧的预压量为 故弹簧总压缩量为 H 总 =h1+h2+h3=.5 （ 19） 考虑卸料的可靠性，取弹簧在预压量为 选弹簧直径 d=6簧中径 6作极限负荷 1180N；自由高度 0 作极限载荷下弹簧的变形量 9.3 该弹簧在预备压 量 ，卸料力达 1/180 11.5 (20) 故 H 总 = 1 计算的制件周长为 以 裁力为 ： 3H K P凹 = 1227 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 =计凹模图形如图 12 所示。 材料选用 热 处理： 8 62; 图中凹模部分尺寸如表 4，具体尺寸见附录。 表 4 凹模尺寸 of 中标注字母 数据（ L 175 B 140 H 40 续表 4 图中标注字母 数据（ S 28 A 42 b 55 t 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 12 凹模 模具闭合高度的校核 模具的闭合高度应为上模座、下模座、凸模固定板、垫板等厚度以及凸模其他部分的长度和凹模嵌入下模座的长度差 H 的总和，这里 H 取 202 0+60+25+12+20+0 =考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。 所选压力机的最大闭合高度 707015足 m a x 0 m i 0H m m H H m m 卸料螺钉的设计 在设计的卸料板上，设置了 4根卸料螺钉。 材料： 45钢 热处理：硬度 40。 图 13 卸料螺钉 料螺钉的各个数据如下： 表 5 卸料螺钉的各项数据 中字母 数据（ 图中字母 数据（ 图中字母 数据（ d 12 L 100 7.8 I 12 12 D 18 H 12 t 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图中字母 数据（ 图中字母 数据（ 图中字母 数据（ S 10 3 C 10 弹性卸料板的设计 弹性卸料板主要用于冲制薄板和要求平整的冲模中。它可以在冲压 开始时先起压料的作用，冲压结束后起卸料作用，是冲裁模中常用的卸料方式。设计图形如图 14所示。 2 图中选用 4个卸料弹簧， 4个卸料螺钉，卸料弹簧和卸料螺钉前面已经设计过，弹簧孔的直径为 模架的选取 选择 侧导柱模架如图 15 所示。 H=2300，0， R=25B=140， 10， 95。 按 择 78 凸缘模柄。材料 6 图 14 弹性卸料板 导柱、导套的选择 为了便于安装， 选择导柱导套时左右两侧的导柱和导套选择相同的型号。 按照 择 d=50 A 型导套 110 极限偏差为 度 L=110H=45料为 20 钢。热处理：渗碳深度 度 5862 按照 择 d=35 A 型导柱 190 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 极限偏差 度 L=190料 20 钢。热处理深度 度5862 导柱和导套采用 H7/间隙配合。 2 导料销的选择 导料销 (又称定位销 )主要用于定位 ,保证条料有准确的送料距 ,导料销有多种形式 ,分别用于不同的场合。此按照 d=12料 45钢，热处理，硬度 43 48图 16所示。 11 螺钉及销 钉的选择 用于连接定位板与凹模的螺钉选择 1 个内六角螺 钉 6 15,螺纹规格 d=6称长度 l=16,性能等级为 、表面氧化、 A 级的内六角头螺栓。定位销选用表 4 选择销 19 6 40，公称直径 d=6度 l=40料为 45 钢， 热处理，硬度 2838 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 图 15 模架 16 导料销 柄固定的螺钉选择 3择 4 个螺钉 10 30,螺纹规格d=10称长度 l=30,性能等级为 、表面氧化、 A 级的内六角头螺钉。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 导料板的固定螺钉选择 4 个内六角螺钉， 010 35，螺纹规格d=10称长度 l=35，性能等级为 ，表面氧化、 A 级内六角螺钉。销钉选用销 19 6 40，公称直径 d=6度 l=40料为 45钢。 10 8 绘制模具总图及装配图 装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图应对应绘制。还要注明必要尺寸，如封闭高度、