单工序落料模毕业论文

1、目录摘要.1.绪论.2.冲压工艺设计.2.1冲压件的工艺性分析.2.1.1冲压件的形状和尺寸.2.1.2冲压件所包含的材料的基本信息以及常用特性.2.1.3冲压件的尺寸精度.2.1.4冲压件工艺方案的制定.2.2确定工艺方案及模具结构型式.2.2.1模具结构形式的选择.2.2.2制定定位、导正方式.2.2.3卸料装置、出件方式的选择.2.2.4导柱、导套的选择.2.2.5模架选择.2.3工艺计算.2.3.1凸凹模间隙值的确定.2.3.2凸模、凹模刃口尺寸的计算.2.3.3工序与排样.2.3.4冲裁工艺力的计算.2.3.5压力机公称压力的计算.2.3.6压力中心确定.2.4冲裁模主要零部件设计.

2、2.4.1卸料装置的设计.2.4.2凹模尺寸的设计.2.4.3凸模尺寸的设计.2.4.4模架的设计.2.4.5卸料板的设计.2.4.6垫板的设计.2.4.7导料销的设计.2.4.8挡料销的设计.2.4.9模柄的选择.2.4.10防转销的选取.2.4.11螺栓、螺钉、销钉的选择.2.5选择冲压设备.2.6模具结构的装配.2.6.1模具装配二维工程图.2.6.2模具装配过程.2.6.3模具装配结构.2.6.4模具爆炸图.3.参考文献.摘 要在目前所有的眼镜盒制造业中，关于眼镜盒的冲压成型、冲切落料这两道工序如何能结合成为一道工序已经成为企业迫不及待解决地问题。本文主要介绍如何利用一副复合模具实现冲

3、压冲切一步成型。首先介绍的是复合模具在国内外的发展，趋势。接下来阐述了企业对这副复合模具的需求，紧接着分析了这副复合模具如何兼备冲压冲切这两项功能，结合当前实际着重研究了这副冲压成型落料复合模具需要用到的冲压件的工艺性分析以及工艺方案确定，模具结构型式，内部零件，各种工艺计算，四柱液压机的选取等这些方面的内容，并写出详细实现方法。最后总结了此次毕业论文工作及对冲压成型落料复合模具在以后的眼镜盒制造工业中的展望。关键词:复合模具；四柱液压机;冲压冲切；一步成型ABSTRACTAt present all the glasses box manufacturing, stamping on the

4、 glasses box, punching and blanking how these two operations can be combined into a process of enterprises has become eager to solve the problem. This paper mainly introduces how to use a pair of compound die punching punching molding step. First introduced is the development of composite die in the

5、 domestic and international trend. Then it elaborates on the business needs of this pair of composite mold, followed by an analysis of this pair of compound die punching and stamping to the two functions, combined with the actual current focus on this pair of punching blanking compound die to determ

6、ine the use of stamping process analysis and process the mould structure, internal parts, process calculation, Four column hydraulic machine selection of these aspects, and write a detailed implementation method. Finally summarizes the work of graduation thesis The prospect of the blanking die in th

7、e future of the manufacturing industry of the glasses case.KEY WORDS:Composite mold; hydraulic machine; stamping and punching； One-step molding绪 论 近年来人们对于眼镜盒的需求日益壮大，但是在如今的的眼镜盒制造业中，一直存在着一个很大的问题在制约着眼镜盒的生产效率，那就是眼镜盒的冲压成型与冲切落料这两道工序是要分开进行所导致的。如何能把这两道工序结合成为一道工序已经成为各大企业迫不及待要去解决的问题。本文主要的观点就是要设计一副复合模具，去实现冲压与冲

8、切一步成型，去提高生产效率。 眼镜盒的原料为EVA、双面弹、台湾尼、热熔胶这些材料组合而成。其核心材料EVA，它是一种易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合的塑胶原料，符合冲压冲切工艺。眼镜盒的成型需要经下料、订料、送料、加热、冲压成型、冲切落料等这些工序，其冲压成型、冲切落料这两道工序原先需要由两台机器完成，先成型再放入冲切机器完成冲切，现在所要设计的这幅复合模具，可以在一台机器上实现成型，并在一段时间后进行冲切，落料取件。 这篇论文的主要工作内容是深入车间了解眼镜盒的成型工艺，还有所用到的机械设备和模具。通过了解眼镜盒的原料去上网查询每种原料的基本信息和常用特征。其主要的重点是深度研究冲压和冲切这

9、两道工序所用到的机械设备和模具，询问工厂的模具设计师了解现在的情况，找出两道工序分开进行的原因，找出切入点，分析所要设计的这副复合模具如何兼备冲压冲切这两项功能，结合当前实际着重研究这副冲压成型落料复合模具所需要用到的冲压件的工艺性分析，冲压冲切工艺方案确定，模具结构型式，内部零件，各种工艺计算，四柱液压机的选取等这些方面的内容，做出总方案框图，随后作出模具二维工程图，模具装配过程、结构以及模具爆炸图。第2章 冲压件的工艺设计2.1.冲压件的工艺性分析2.1.1.冲压件的形状和尺寸工件为下图1所示的落料件，材料为EVA、双面弹、台湾尼、热熔胶组合而成的复合材料即皮革，材料厚度1.5mm，生产批

10、量为大批量。工件的成型原本需要冲压这么一道工序，将双面弹和台湾尼通过热熔胶与EVA完全粘合和冲裁落料这么一道工序，但是在落料的过程中也会有冲压这么一个过程，所以整个工件的成型只需要落料这么一道工序即可。材料为EVA、双面弹、台湾尼、热熔胶组合而成的复合材料即皮革，材料厚度1.5mm。此材料具有良好的冲裁性能，适合冲裁。而且工件的结构也相对简单且对称，无冲孔工序，综上所述该工件满足冲裁的加工要求。2.1.2.冲压件所包含的材料的基本信息以 及常用特征 冲压件所包含的材料为EVA、双面弹、台湾尼、热熔胶这四种材料。其核心材料EVA，它是一种易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合的塑胶原料，双面弹和台湾尼是

11、可以横拉或者纵拉均有弹力且容易冲裁的一种布料，热熔胶是一种可塑性的粘合剂，在一定的温度范围内其物理状态随温度改变而改变，高温加热粘合到被粘合物表面，待冷却后即完成了粘合，易被冲裁。2.1.3.冲压件的尺寸精度 材料的厚度为1.5mm，经查<<冲压成型工艺与模具设计>>表3-2可得，冲裁件的精度按IT10确定，冲模制造精度按IT7IT8确定。2.1.4.冲压工艺方案的制定 根据制件的工艺性分析，要加工此工件，得出以下方案。 方案：由于该工件的完成需要有冲压这么一个工序将双面弹和台湾尼通过热熔胶与EVA完全粘合和冲裁落料这么一个工序，但是在进行落料这道工序的过程中也会完成冲

12、压成型这道工序，所以要加工此工件现在只需要冲裁落料即可。 方案分析：该方案为单工序落料，模具结构简单，制造方便，只需要落料一道工序，对于这种大批量生产的工件，大大的提高了生产效率，节省了人力资源。 综上可得出冲压工艺方案为单工序落料。2.2.确定工艺方案及模具结构型式2.2.1.模具结构形式的选择 由冲压工艺分析可知，该工件只需要落料这么一道工序，所以采用的是单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。2.2.2.制定定位、导向装置 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进步距采用挡料销，控制条料的送进方向采用导料销，故定位装置和导向装置选择挡料销和导料销。 2.2.3.卸料装置、出件方式的选

13、择 常用的卸料装置有两种，固定卸料装置和弹压卸料装置，卸料装置它是根据所冲裁的冲压件的平整度的要求和料的厚度来确定的，由于目前冲裁工件的厚度为1.5mm，且为薄料，如果用弹压卸料板的话，这样既可以压料又可以卸料，而且还会起到简化模具、降低成本的作用，所冲裁的工件质量好，平直度高，操作方便，所以卸料装置确定为弹压卸料装置。 出件方式：由于凹模它装在上模上，故采用推件块，利用模具的开模力来推工件，这样安全方便可靠。 2.2.4.导柱导套的选择 由于落料件的结构简单对称，而且属于大批量生产的零件，所以要采用导向装置，导柱和导套配套用于滑动或滚动导向。因为该落料件易于冲裁，承受的侧压力不大，为了装配和

14、加工的方便，且易于标准化，所以确定的导柱导套结构为滑动式导柱导套结构。2.2.5.模架的选择 模架总的可以分为两大类，导柱模模架和导板模模架，通过上述的分析可以确定的模架为导柱模模架，由于该工件的受力不大，精度要求也不高，同时为了节约生产成本，降低模具制造难度，简化模具设计，方便安装调整，同时也为了为了纵向和横向送料比较方便，故在所有的导柱模模架里面选择的模架为后侧导柱模架。2.3.工艺计算2.3.1.凸凹模间隙值的确定 该工件属于落料件，根据计算原则，落料时会以凹模为基准，由于对冲件质量要求一般，所以采用的是较大间隙，经查<<冲压模具课程设计指导与规范>>表2-7、2

15、-8，得出冲裁皮革间隙取为08钢的25%，08钢的最大最小初始双边间隙分别为，则皮革的最大最小初始双面间隙分别为。2.3.2.凸模、凹模刃口尺寸的计算 由上面所述，该工件的最大、最小初始双面间隙分别为，经查<<冲压成型工艺与模具设计>>表3-6可得，对于尺寸为a=150mm，选；尺寸为b=50mm，选；尺寸为c=20mm，选；尺寸为d=（200.14）mm，选。 凸模制造公差 凹模制造公差 首先确定凹模的刃口尺寸，由于该工件的形状较为复杂，所以采用的是凸模与凹模配做法，当凸模和凹模磨损后，a和b处的刃口尺寸会增大，所以采用的是第一类尺寸A，通过该公式可计算出尺寸a和b，

16、落料凹模的尺寸a和b计算如下： 由于凸模或凹模磨损后c处的刃口尺寸基本不变，所以采用的是第三类尺寸，通过该公式可得出c的尺寸，尺寸计算如下： 由于凸模或凹模磨损后d处的刃口尺寸会减小，所以采用的是第二类尺寸，通过该公式可得出d的尺寸，尺寸计算如下： 由于凸模和凹模的刃口尺寸的计算方法采用的是凸模与凹模配做法，所以凸模的刃口尺寸是按凹模的刃口尺寸配制的，故配作件上只标注公称尺寸，不需要标注公差。只需要在图纸上注明：以0.100.14mm的双面间隙与落料凹模配作。故落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是a=149.79mm，b=49.745mm，c=19.94mm，d=20.07mm。 式中、分别为

17、最大最小初始双边间隙 为磨损系数 、分别为凸凹模的制造公差 为制件公差 和都为落料件的最小极限尺寸 、分别为第一类尺寸、第二类尺寸、第三类尺寸 落料凹凸模尺寸如下图所示。2.3.3.工序与排样 排样方法的确定：一个合理的排样方案是提高材料的利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命最有效的措施。材料利用率是衡量合理利用材料的经济性指标。通过上述的分析，同时结合大批量生产的特点，所以该工件的排样方式适宜采用直排的方式。 排样的相关计算： 先取最小搭边值，经查<<冲压成型工艺与模具设计>>表3-8，工件厚度为1.5mm，可得出工件间，侧面a=2.0mm。 条料步距：s=120

18、+1.8=121.8mm 条料宽度尺寸：B=150+22.0=154mm 一个步距内工件的实际面积：A=17200 故材料的利用率 根据以上资料可画出工件的排样图如下： 2.3.4.冲裁工艺力的计算 冲裁力工艺力包括冲裁力、推件力、卸料力。 （1）冲裁力的计算如下： 经查<<冲压模具手册>>可得，冲裁件的抗剪强度，又L=620mm，系数k=1.3，材料厚度t=1.5mm。冲裁力为： 以上公式中：F为冲裁力； K为系数； L为冲裁周边长度； t为材料厚度； 为材料抗剪强度 。 （2）卸料力的计算如下： 经查<<冲压成型工艺与模具设计>>表3-13，

19、可得卸料力系数为=0.03，则： （3）推件力的计算如下： 经查<<冲压成型工艺与模具设计>>表3-13，可得推件力系数为=0.04，卡在凹模内的冲裁件（或废料）数n=h/t;h为凹模洞口的直刃壁高度，h取5个料厚，为7.5mm，t为板料厚度，为1.5mm。由上可得： 通过以上计算的数据，可得出总冲压力F总= 2.3.5.压力机公称压力的计算 压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和。由上分析可得，该模具采用的是弹压卸料装置和下出料方式的冲裁模。 压力机选用的公称压力P(1.31.5) F总，取系数为1.3，则P1.3F总1.3×72.5794.34

20、1（kN） 2.3.6.压力中心确定 模具压力中心的确定：由于该冲裁件属于简单的几何图形且为对称件，所以该模具的压力中心位于冲件轮廓图形的几何中心。2.4.冲裁模主要零部件设计2.4.1.卸料装置的设计 由于选取的卸料装置是弹压卸料装置，弹性元件的选择为合成橡胶，选择橡胶卸料时，它与弹簧选用方法相似，也应根据要求的压缩量校核橡胶的工作压力和卸料力和许可的压缩量。看是否满足冲裁工艺的需要。 按照模具结构尺寸的空间大小，首先先取圆筒式合成橡胶n=4个。 确定单个弹簧的预紧力，已知，所以每个橡胶承受的预紧力为： = 式中为预紧力 为卸料力 n为合成橡胶的个数 取hy32%h,经查表得出p2MPa,故

21、橡胶的横截面积为： A /p442.5/2221.25 然后设橡胶孔直径为Dmm， 经计算和保证足够的卸料力后，取D36mm，则 橡胶的自由高度：30mm 取 上式中mm，取修磨量为5。 因为0.5 /D28/36 =0.781.5，所以选择的合成橡胶符合要求。 由上可得橡胶的安装高度：h a（0.850.9）23.825.2mm 取h a25mm，所以合成橡胶的安装高度为h a25mm。2.4.2.凹模尺寸的设计 由于凹模一般直接装在凹模固定板中，故凹模采用的是整体凹模，其中凹模的整体轮廓可以全部采用数控线切割机床即可一次成形，当把凹模安装在模架上时，要采用压力中心的数据，尽可能的保证压力中

22、心与模柄中心重合。在冲裁落料件时凹模所要承受两个力，即冲裁力和侧向挤压力的作用。由于凹模固定方法和结构形式不同，它的受力情况又比较复杂，通过理论的方法还不能确定凹模外形尺寸，所以要通过计算，通常根据冲裁的冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定，其轮廓尺寸的计算如下： 凹模厚(高)度H=Kb（15mm） 凹模壁厚a=（1.52）H（3040mm）式中a为凹模壁厚； b为冲裁件的最大外形尺寸； K为系数经查<<冲压成型工艺与模具设计>>表3-23可得出取k=0.20，b=150mm。 H=Kb=0.20150=30mm a=（1.52）H=456

23、0mm取凹模厚（高）度H为30mm，凹模壁厚a为50mm。凹模长度L为L=b+2a=150+250=250mm凹模宽度B为B=b+（2.54.0）H=225270mm取凹模宽度为250mm由上可得出凹模的外形尺寸为250mm250mm，故凹模的外形尺寸为250mm250mm30mm。 凹模的形状尺寸如下图所示：2.4.3.凸模尺寸的设计 因为冲裁件为非圆形的对称几何形状，所以采用的是最广泛使用的直通式凸模。 凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构，并且要参考修磨、卸料板之间的安全距离、固定板、装配等的需要来确定。由上述分析可得该模具采用的是弹压卸料装置。故： 当采用弹压卸料板时，其凸模的长度为+t

24、+h式中L为凸模长度，mm； 为凸模固定板厚度，mm； 为卸料板厚度，mm；t为材料厚度，mm；h为增加长度，它包括凸模进入凹模的深度f （0.51mm）、凸模的修磨量、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般为1020mm，其中凸模的修磨量和凸模固定板与卸料板之间的安全距离它们之间的总高度也就是橡胶的安装高度 凸模固定板的厚度=（0.60.8）=（0.60.8）×30=1824mm，则取凸模固定板的厚度=18mm。 卸料板的厚度一般为1020mm,查冲压简明设计手册表15.31，取卸料板的厚度为=18mm。 增加长度为h橡胶安装高度凸模进入凹模的深度f，其中，=25mm,凸模进入凹

25、模的深度f=1mm,所以 h= h af=25+1=26mm 则：Lh 1h 2+th =18181.5+2663.5mm 凸模尺寸如下图所示：2.4.4.模架的设计 模架是上模座、下模座、导套、导柱的组合体，它是整个模具的基础，模具的工艺结构件通过紧固件安装到模架上然后形成完整的冲模。其中模架及组成零件已经标准化，可查取选用。 上下模座的选择：由于上下模座的形状基本相似，它们的作用是直接或间接的安装冲模的所有零件，它们分别与压力机的滑块和工作台相连去传递压力。对于自行设计模座，圆形模座的直径应该要比凹模板的直径大3070mm，对于矩形模座的长度应该比凹模板的长度大4070mm，其宽度可以略大

26、或者等于凹模板的宽度。模座的厚度可以参照标准模座确定，一般为凹模板厚度的1.01.5倍，来保证有足够的强度和刚度。 选用的凹模材料为HT200钢，根据凹模外形尺寸250×250×30，对应上述的分析，经查<<冲压模具课程设计指导与规范>>表9-46得出（注：选取的模架是后侧导柱模架）： 上模座选外形尺寸为315×250×50 下模座选外形尺寸为315×250×60 导柱导套的选择：根据整套模具的设计，采用的导柱导套的结构为滑动导柱、导套结构，经查<<冲压模具课程设计指导与规范>>表9-4

27、6得出导柱、导套的尺寸分别为40200、4012548，材料都为20钢，热处理为渗碳深度0.81.2mm，硬度为5862HRC。 冲模的闭合高度H应处于压力的最大装模高度和最小装模高度之间，故模具的闭合高度与压力机的装模高度关系： ，即如果冲模的闭合高度大于压力机的最大装模高度时，则说明该冲模不能在该压力机上使用。反之，当冲模的闭合高度闭合高度小于压力机的最小装模高度时，可以加经过磨平的垫板。 上式中为压力机的最大装模高度（mm）； H为模具闭合高度（mm）； 为压力机的最小装模高度（mm）； H min= H maxTS 式中，T为工作台垫板厚度 S为滑块行程 由上述可得压力机的公称压力为9

28、4.341KN，取压力机的公称压力为100KN，经查<<冲压模具课程设计指导与规范>>表9-9可知选取的压力机为开式双柱可倾压力机，型号为J23-10，工作台垫板厚度T=35mm，滑块行程S=45mm，最大装模高度H max=180mm。 则H min= H maxTS=180-35-45=100mm 由上可得该模具闭合高度应为：，即175H110. 其中实际模具闭合高度： 式中为模具的实际闭合高度（mm）； 为上模架厚度(mm)； 为下模架厚度(mm)； 为垫板厚度(mm)； L为凸模长度(mm)； 为凹模厚度(mm)； f为凸模进入凹模的深度(mm)经上述可得上模架

29、的厚度=50mm； 下模架的厚度=60mm； 垫板的厚度=10mm； 凸模的长度L=63.5mm； 凹模的厚度=30mm； 凸模进入凹模的深度f=1mm则模具的实际闭合高度为=50+6010 63.5301=212.5mm2.4.5.卸料板的设计 为配合整副模具的运行，卸料板的材料选择为Q235A钢，冲件料厚t=1.5mm，由于卸料板的周界的尺寸长和宽与凹模的周界尺寸长和宽相同，则卸料板的宽度B为250mm，经查下表可得卸料板的厚度（高度）为=18mm，则确定卸料板的尺寸为：250×250×18。 2.4.6.垫板的设计 垫板选取为最为广泛使用的T10A钢，垫板的厚度一般为

30、5mm10mm，取厚度=10mm由于垫板的周界尺寸长和宽与凹模的周界尺寸长和宽相同，则垫板的尺寸为250×250×10。2.4.7.导料销的设计 导料销是对条料的侧向进行导向，防止送偏的定位零件。它的结构与挡料销相同，可以选择标准结构。由于送料的时候只需要从前面向后面送料即可，故导料销装在左侧面。取导料销直径为10mm、长度为6mm,材料采用45号钢，淬火处理，硬度为4045HRC，与凹模的配合为H7/m6。2.4.8.挡料销的设计 挡料销对条料起定位的作用，用它来挡住搭边或者冲件轮廓，来限定条料的送进距离。它可以分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。其中，固定挡料销的结构最为简单，而且制造也比较方便，它广泛的用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距。所以最终选择的挡料销类型为固定挡料销。其中固定挡料销又可分为圆形和钩形挡料销。 综合考虑后选用固定挡料销中的圆形销。取标准结构，直径为8、长度为3mm,它的材料与导料销的材料相同，采用45号钢，淬