毕业设计（论文）-护板冲压工艺编制及模具设计.doc

常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别： 机电工程系 专 业： 模具设计与制造 班 号： 模具095 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 设计（论文）题目： 护板冲压工艺编程与模具设计 指 导 教 师： 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2011.9.202011.11.20 3毕业设计（论文）任务书专业 模具设计与制造 班级 模具095 姓名 陈贵春 一、课题名称： 护板冲压工艺编制及模具设计 二、主要技术指标： 1、要求制件表面无明显毛刺，尺寸精度与形状满足制件图纸要求， 弯曲圆角半径0.5mm，材料厚度0.5mm 2、要求尽量采用一套模具完成 3、模具可以装在通用的冲压设备上 4、要求8000字左右 三、工作内容和要求： 1、进行零件工艺分析，制定工艺方案 2、工艺尺寸计算，设备选择，模具主要工作零件及其他零件设计 绘出全套装配图、零件图 （不加工的标准件不画） 3、对相关资料做整理、分析、研究和总结 4、完成论文电子稿。标题要简明有概括性，目录正确整齐，中、英文摘要和前言， 正文与参考文献及目录；排版格式及具体要求查看格式与要求。 四、主要参考文献：_1 丁松聚.冷冲模技术m.北京：机械工业出版社，2002. 2 陈剑鹤.冷冲压工艺与模具设计m.北京：机械工业出版社，2006. 3 涂光祺.冲模技术m.北京：机械工业出版社，2002. 4 冯炳尧.模具设计与制造简明手册m.上海：上海科学技术出版社，1998. 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目护板冲压工艺编制及模具设计一、 选题的背景和意义：选题背景：当今，随着科技的飞速发展，汽车已经深入到大多数家庭，尤其是太多的私家车，使得原本宽敞的道路变得拥挤了。越来越多的高速公路高架桥开始投入修筑。越来越多的汽车遍布大街小巷，一个很重要的问题就凸显了出来，那就是安全问题与汽车的性能问题。为什么现在的汽车在经历了一些冲撞了以后，破损不是特别大，这个就是汽车护板起到了举足轻重的作用了。所以护板几乎被所有汽车企业所接受并投入使用。 选题意义：护板在保护汽车方面起到了很大作用。它可以防止碎石弹射到引擎上引发故障，坡路起伏路段上可以保护发动机，再就是雨雪天气防锈的了。装个了还有个隔音的功能。保护油底壳、排气管前部的软节、减少沙土对各密封圈还有密封套的损坏。护板的应用在很多地方，比如说发动机护板，吉他护板，底盘护板护板的工艺编程与设计制作过程是融会多种知识的综合实践活动，能够锻炼和提高我们的知识应用能力及实践创新能力。二、 课题研究的主要内容：1、冲裁弯曲工艺分析 7、凸凹模结构设计2、工艺方案确定 8、其他零件选择3、排样设计 9、模具闭合高度4、刃口尺寸计算 10、模具工作说明5、冲压力计算 11、装配图和零件图6、压力中心计算三、 主要研究（设计）方法论述：1、审图拟定设计方案2、方案论证3、设计计算，确定零件尺寸 4、绘制装配图和零件图5、综合整理，完成毕业设计四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容2011.9.209.28收集分析整理资料，完成工作计划和开题报告2011.9.2910.05拟定设计方案2011.10.0610.12设计计算，确定模具结构形式和零件尺寸2011.10.1310.18绘制装配图2011.10.1910.25绘制零件图2011.10.2611.10修改整理成文2011.11.0711.17总结及答辩五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日目 录摘要 10 引言 11 冲裁弯曲工艺分析22 工艺方案的分析与确定33 排样设计 54 主要工艺计算65 冲压力计算76 压力中心计算97 零件刃口尺寸计算98 模具闭合高度 149 凸、凹模结构设计 1410 其他零件设计1911 模具材料选用19 结束语20 答谢辞20 参考文献21 附录22护板冲压工艺编制及模具设计 模具095 陈贵春摘要：分析了护板的冲压工艺性，介绍了护板级进模的总体结构与排样方案，通过对护板模具的设计让我们对模具的认识更深一层次，通过对护板模具的设计，让我们更透彻了解其结构与作用。实践证明：该模具结构可靠，能保证产品质量，对此类零件的级进模设计有重要参考价值。关键词：护板；级进模；排样设计guard board of stamping process and mold design mould 095 chenguichunabstract: analysis of the guard plate stamping process, introduced the fender structure of progressive die and the layout design, through to the guard plate mold design let we die on the understanding of deeper level, the guard plate mold design, let us more thorough understanding of its structure and function. practice has proved that: the die structure is reliable, can guarantee the quality of products, to the kind of progressive die design is of great reference value.key words: retaining plate; progressive die; layout design0.引言护板在保护汽车方面有很大作用。它可以防止碎石弹射到引擎上引发故障，坡路起伏路段上可以保护发动机，雨雪天气也可以防锈，装在汽车上还有隔音的功能。本文通过分析了护板的冲压工艺性，介绍了护板级进模的总体结构与排样方案，通过对护板模具的设计让我们对模具有更深一层次的认识和间接，同时更加巩固了我们对autocad等软件的应用与拓展。通过对护板模具的设计，让我们更透彻了解其结构与作用，为以后设计级进模具有重要参考价值。1. 冲裁弯曲工艺分析1.1工件的工艺分析（如图1所示） 料厚0.5mm 材料08钢 未注圆角r0.5图1 工件图1.1.1冲裁工艺分析1）审图：该工件图外形简单，只需3次u型弯曲即可。 该工件图尺寸标注齐全，有三次弯曲，未注圆角。该工件图上未标注公差等级，所以采用经济精度，查表，取精度为it14级，冲裁加工简单，表面平整，光滑，无毛刺。2）工件图尺寸齐全，无精度要求，选用经济精度it14级，该冲件材料为08号优质碳素结构钢，材料状态为已退火，抗剪强度为26060,抗拉强度为280420,伸长率为32%，屈服强度为200。该工件精度要求不高，所以可大批量生产。3）该工件图上要切掉直径为4的两个孔废料,距离料的边宽度为7.5,据弯曲线距离比较远,所以加工过程中不会造成料的变形,所以综上,该工件适于冲裁工艺加工。4）该工件图上内部要切掉45，55的两个废料,料的边宽度为36,据弯曲线距离比较远,加工过程中不会造成料的变形,所以,该工件适于冲裁工艺加工。1.1.2弯曲工艺分析 1） 该冲件尺寸齐全,无精度要求,选经济精度it14级。2） 该工件材料为08号优质碳素结构钢，已退火，具有较好的抗剪，抗拉强度，冲件有两处弯曲，两头为u型弯曲，由于弯曲的尺寸较小，因此，可以一步弯曲到规定尺寸。3） 该工件材料为08号优质碳素结构钢，已退火，具有较好的抗剪，抗拉强度，冲件有三处弯曲，可以看做是三次u型弯曲。可以用一个大的弯曲凸模直接弯曲成形。4） 该工件形状对称,适合采用对称弯曲。5） 该工件表面光滑平整,无毛刺,不易断裂,有较高的塑性,适于弯曲工艺加工。2.工艺方案分析与确定21 工序分析 该弯曲件结构简单，分析满足普通冲裁要求，可采取冲孔，切废，落料，弯曲来完成。22 可行性工艺方案1）单工序工艺 即用落料、冲孔、弯曲三副模具分别完成三种工序。2）级进工艺 即冲孔、落料、弯曲三个工位。3）复合工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。分析比较：1）单工序工艺：模具结构简单，制造成本较低，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低。2）级进工序工艺：制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，但模具结构较复杂，制造成本较高。3）复合工序工艺：制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结构复杂，制造困难。2.3工艺方案确定 选择方案2），因为该弯曲件需要冲裁和弯曲来完成，需要大批量生产，分析零件图，尺寸也不大，采用级进模加工，能大大提高生产效率。2.4 模具结构初步确定确定冲压工艺方案以后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使它尽可能满足以下要求：1） 能冲出符合技术要求的工件；2） 能提高生产效率；3） 模具制造和修模方便；4） 模具有足够的寿命；5） 模具易于安装调整，而且操作方便、安全。 该冲压件采用冲孔落料连续冲压的级进模。卸料方式为弹压卸料，出件方式为废料从凹模表面落下，工件从凹模表面推出，送料方式为横向自动送料，导向为滚动方式。在模具上装顶杆、导正销。模架选择对角导向模架。2.5弯曲件展开尺寸计算（见图2）1）展开尺寸计算：搭边值确定,.工件间距离.沿边2）料宽： = 图2工件展开图3.排样设计3.1排样分类该零件的形状宜采用直对排无废料排样的排样方案，以保证冲裁件的质量。如图所示： 方案一：图3 直排竖排有废料排样条料宽度尺寸的确定有侧压装置：b=(l+2b)-无侧压装置：b=(l+2b+c) 采用侧刃：b=(l+1.5b+nf) 式中：l制件垂直于送料方向的基本尺寸； n侧刃数； f侧刃裁切宽度； 条料的宽度公差； b侧面搭边值； c送料保证间隙： b100，c=0.51.0；b100，c=1.01.5。计算冲压件毛坯面积：式中： a在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离()； b条料宽度()； s一个步距内制件的实际面积()； s0一个步距所需毛坯的面积()。进距： 一个步距的材料利用率： =方案二：图4 直排横排有废料排样计算冲压件毛坯面积：条料宽度： 进距： 一个步距的材料利用率：= 经比较方案一的利用率较高，二方案利用率相对较低，而且是大批量生产，采用级进模加工，尺寸不大，综合来看，所以应该选择方案一。3.2排样图（如图5所示） 图5 排样图4.主要工艺计算 4.1冲裁间隙的确定 凸模与凹模之间的冲裁间隙是冲裁过程的重要工艺参数。它对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等都有较大的影响，因此确定冲裁间隙非常重要，但严格说来，不存在一个同时满足所有理想要求的合理间隙值。一般冲裁间隙选取根据经验值来选用。电子、电器行业对制件断面质量和尺寸精度要求较高，一般选用较小间隙值。查表模具设计与制造p70表2.3.3得zmin=32%0.5=0.16zmax=36%0.5=0.18故合理间隙值的取值范围是0.160.18。 5.冲压力的计算5.1冲裁力计算平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力（）可按下式计算：式中： 冲裁力 系数（一般取1.3）冲裁件周长 材料厚度 材料抗剪强度但选择设备时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取冲裁件周长材料厚度 =材料抗剪强度故 查下表得 表1卸料力、顶件力、推件力系数材料及厚度/钢小于等于0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.05大于6.50.020.030.0250.03铝、铝合金0.0250.080.030.07紫铜、黄铜0.020.060.030.09卸料力、推件力、计算式为： 冲裁工艺总力 5.2弯曲力计算分析该工件，为了保持弯曲力的平衡，我们可以看做是三次u型弯曲，且在一个工位同时完成，查书p113可得，=280420mpa,取=350mpau型件自由弯曲= k=，, =, 弯f总= f冲+f卸+f推+f总弯=116.49根据总冲压力初选压力机为 jc2316。（查压力机规格表）,开式双柱可倾压力机，最大闭合高度 调节量：，在之间。6.压力中心计算 冲裁模的压力中心是指冲压合力的作用点，由于该工件结构对称，所以压力中心在零件中心上。7.工作零件刃口尺寸计算 由零件图可知，该零件属于无特殊公差要求的一般冲孔、落料、弯曲模具。我们直接可以取公差精度为为it14级，取x=0.5，z=32%t=0.320.5=0.16, 为模具制造方便，采用配合加工的方法。1) 冲孔：冲孔时凸模为基准，配置凹模，凸模磨损后刃口尺寸变小。如下图所示。 图1冲孔尺寸计算 =2 =0.25 =0.5 =() =()= 备注：凹模相应孔的尺寸按照凸模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.160.18mm之间。图2冲孔尺寸计算=4 =0.3 =0.5 =() =()= 备注：凹模相应孔的尺寸按照凸模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.160.18mm之间。图3冲孔尺寸计算 =8 =0.36 x=0.5 =() =()= 备注：凹模相应孔的尺寸按照凸模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.160.18mm之间。2) 落料：落料时以凹模为基准，配置凸模，凹模磨损后刃口尺寸变大。如下图所示。 图4切废尺寸计算 =5 =4 =2 =0.5 =0.30 =0.30=0.25 =0.25 =0.5 =()=() = =()=() =()=()= =()=()=备注：凸模相应切边的尺寸按照凹模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.160.18mm之间。图5切废尺寸计算刃口尺寸同上所示。图6切废尺寸计算=26.2 =21 =8.2 =4.5 =0.52 =0.52 =0.36 =0.30 =()=() = =()=() = =()=() =()=() =备注：凸模相应切边的尺寸按照凹模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.160.18mm之间。图7切断尺寸计算=36 =2.2 =0.62 =0.25=()=() =()=() =备注：凸模相应切边的尺寸按照凹模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.160.18mm之间。3) 弯曲：弯曲尺寸的刃口尺寸计算如下图8弯曲尺寸计算 =18 =14 =0.43 =0.43 =(=() =(=() =8.闭合高度计算与冲压机选择8.1闭合高度 b= k=0.20 h=kb= c=2h= b=2c+b=。 b凹模孔的最大宽度（）。 k系数。查表取0.20 h凹模厚度，一般取1520c凹模壁厚，一般为2640取凹模板厚为。 查国家标准得: 。上垫板厚10 凸模固定板厚 18 卸料板厚16 上模座厚35 下模座厚40 凸模长51 凹模厚18 h=35+10+18+16+40+15+18=152 查开式可倾压力机技术规格得：压力机最大闭合高度为，闭合高度调节量即范围140170，在其范围内，合适。 8.2冲压机选择 根据总冲压力f总=116.49，模具闭合高度，冲床工作台尺寸等，并结合现有设备，选用js-16开式双柱可倾冲床，起主要工艺参数如下： 公称压力：160 滑块行程：55mm 最大封闭高度：170 最大装模高度：2200 连杆调节量：55 工作台尺寸（前后左右）：300450 模柄孔尺寸：4060 最大倾角： 9.凸、凹模结构设计9. 1冲裁凸凹模结构设计9.1.1凸模1）冲孔凸模(如下图)：因小凸模在试冲过程中易断，模具寿命不能满足要求，采用台阶式凸模，把小凸模设计成台阶式凸模形式，台阶凸模强度刚性较好，装配方便，稳定也好。 外径：由前面刃口尺寸计算得：分别为2.125 4.15 8.18。凸模长度：l凸=18+15+16+2=51式中：h1凸模固定板厚度 h2橡胶厚度h2卸料板厚度t 陷入凹模的厚度 图9冲孔凸模1 图10冲孔凸模2图11冲孔凸模32）切废凸模： 图12切废凸模1图13切废凸模2图14切废凸模3 图15切断凸模3）弯曲凸模：图12 弯曲凸模9.1.2凹模：凹模厚度：h=kb h=0.2078=15.6 取凹模厚度为18凹壁厚度： =2736实取凹模壁厚：32凹模板宽度 =83+232=147实取凹模长度=26.2 取=260则凹模轮廓尺寸为将凹模板作成簿型形式并凹模刃口形式选择：刃口强度较高，修模后刃口尺寸不变。 图12凹模带*凹模尺寸与对应的凸模尺寸配作。对称的凹模刃口尺寸，只对单边加*标注。9.2弯曲凸、凹模结构设计1）凸模圆角半径：当工件r/t=0.5/0.5=/t,凸模圆角半径=r=0.52）凹模圆角半径：0.52, =(3-6) 取6=5t=60.5=33）弯曲u型件时，凸凹模间隙用调整压力机闭合高度来控制。9.3定位零件、卸料、出件方式的选择1）属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件有用挡料销、导正销、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。选择定位方式及定位零件时应根据坯料形式、模具结构、冲件精度和生产率要求等。级进模常采用导正销与挡料销配合使用进行定位，挡料销起粗定位作用，导正销起精定位。因此挡料销的位置必须保证导正销在导正过程中条料少许活动的可能。导正销只用于级进模。2）卸料与出件装置作用是当冲模完成一次冲压后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。卸料装置按卸料的方式分为固定卸料、弹性卸料。固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件，故选择弹性卸料装置。3）出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把装在上模内的出件装置称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为0.5，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。10.其它模具零件结构尺寸列表根据正装式级进模：凹模板尺寸并查标准jb/t-6743.1-94，确定其它模具模板尺寸列于下表：表2 模具零件结构尺寸序号名称长宽高材料数量1垫板12凹模板cr123卸料板4凸模固定板11.模具材料的选用1）冷冲模用钢应具有的力学性能：应具有较高的变形抗力；应具有较高的断裂抗力；应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能；应具有较高的冷热加工工艺性。2）冷冲模零件材料选用原则：要选择能满足模具工作要求的最佳综合性能的材料；要针对模具失效形式选用钢材；要根据制品的批量大小，以最低成本的选材原则选材；要根据冲模零件的作用选择材料；要根据冲模精度程度选择钢材。 综合各种材料进行比较及材料的用途查下表可选择为冷冲模工作零件所用的钢材。表3 冷冲模工作零件材料的选用零件名称使用条件选用材料 凸模，凹模形状简单，冲裁材料厚度小于等于3，中小批量生产的冲裁。cr12选择说明：在选择冲裁凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效特点，量材而用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处理工艺适当。性能可以满足使用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样可以降低成本；反之，就应该选用变形较小，耐磨性高的合金工具钢。对于大、中型冲裁模，其材料成本是模具总成本10%18%左右，故应选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。结束语 护板冲裁弯曲模设计，较全面地介绍了冲压弯曲模成形技术的概念、原理、工艺流程、工艺技术特点及主要应用领域，熟悉了模具的加工方法。经过不断的修改和整理，完成了设计，在这个完善的过程中学