计成形导电片零件翻孔模具毕业设计

1、毕业论文课题名称:计成形导电片零件翻孔模具姓名学号2009001110班级模具0901专业模具设计与制造所属学院年级2009级指导老师所属单位2012年06月01日摘要本课题是拉手的冲压模具的设计。根据设计零件的尺寸、 材料、生产批量等要求，分析零件的工艺性，确定冲裁工艺 路线方案，从而设计一套多工序模具，在保证工件的尺寸和 形状位置精度要求的同时，尽量的提高材料的利用率和生产 效率。本文主要是介绍说明了钢拉手零件成形的各个工序及 其模具的设计及尺寸计算，在结构设计的同时，对主要零件 的设计和装配要求技术进行了分析。关键词拉手冲压模工艺路线设计hand ie d i e and stamp i

2、 ng parts des i gnmold konstruktion und herstellung lipanchaod i gest this topic is the drawer steel handle stamping die design. according to the design of parts size, material, and mass production requirements, analysis of parts of the process, determine the blanking process route plan, so as to de

3、sign a number of mold, in ensuring the size and the shape and location accuracy requirements at the same time, to improve the utilization rate of materials and production efficiency. this paper mainly introduces the steel handle parts forming processes and die design and dimensional calculation, str

4、uctural design at the same time, the design of the main parts and assembly requirements of technology are analyzed.key word handle> stamping die、process route> design目 录摘要1第一章绪 论3第二章 冲压工艺过程设计62. 1冲裁件工艺性分析72.1.1冲栽件的结构工艺性72. 1. 2尺寸精度与断面粗糙度72.2 制定冲栽工艺方案82. 2. 1拟定零件的冲压工艺方案及模具结构82.3冲压工艺计算、初选设备92. 3

5、. 1冲裁凸模、凹模刃口尺寸的计算92.3.2 冲裁力的计算102. 1确定模具类型和结构形式12第三章 翻孔工艺过程设计143. 1内孔翻孔变形特点与翻孔系数143.2翻孔工艺计算173.2. 1翻孔工艺计算173.2.2翻孔凹凸模尺寸确定173.3 总翻孔力确定183. 3. 1翻孔力确定183.3.2顶件力确定183.3.3整形力确定183. 4翻孔模具结构确定193.5绘制模具总装图（见图纸）203.6绘制模具非标准件图（见图纸）20附录211、标准公差表212开式双柱可倾压力机主要技术规格表22参考文献23第一章绪论加入世贸组织后，我国机械制造业迎来了空前的发展机遇， 我国正逐步变成

6、“世界制造中心”。为了增强竞争能力，中国制 造业开始广泛使用先进的数控技术、模具技术，21世纪机械制造 业的竞争，其实是数控技术的竞争。随着数控技术、模具技术的 迅速发展及数控机床的急剧增长，我国机械企业急需大批数控机 床编辑、操作、维修技术人才及模具设计与制造技术人才，而冃 前劳动力市场这种技术应用型人才严重短缺。为此，教育部会同 劳动和社会保障部、国防科工委、信息产业部、交通部、卫生部 联合启动了“职业院校制造业和现代服务业技能型紧缺人才培养 培训工程”，明确高等职业教育的根本任务就是要从劳动力市场 的实际需要出发，坚持以就业没导向，以全面素质为基础，以能 力为本位，努力造就数以千万计的制

7、造业和现代服务业一线迫切 需要的高素质技能型人才，以缓解劳动力市场技能型人才紧缺的 现状。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技 术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的 不断革新和发展。目前，国内外对冲圧成形理论的研究非常重视, 在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规 律研究及坯料与模具z间的相互作用研究等方面均取得了较大 的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进 一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟 技术，即利用有限元（fem）等有值分析方法模拟金属的塑性成 形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案

8、成形的可 行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参 数，可实现工艺及模具的优化设计。一方面，与此相比适应的新 型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模 具加工机床和检测设备以及模具cad/cam技术也在迅速发展；另 一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌 基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模 等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。精密、高效的 多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现 代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能 级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装

9、配等工序。 我国已能口行设计制造岀达到国际水平的精度达25微米，进距 精度2飞微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能 生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面基本达到 了国际水平，但在制造方法手段方面已基木达到了国际水平，模 具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造 周期和成本方面与国外相比还存在一定湼距。随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现 以下趋势。模具cad/cae/cam正向集成化、三维化、智能化和网 络化方向发展。模具cad/cae/cam技术是模具设计、制造技术的发展方向， 模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析

10、 及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件应用的网络 化是主趋势。新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用 的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性 评价和数控加工、成形过程模拟（cae）及信息的管理与共享。 值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技 术的集合，其关键是它们与人工智能的有机集成，不仅可以整理 知识、保存知识，还可以挖掘知识、繁衍知识。新一代的模具数 字化将是一个集工程师的智慧和经验、计算机的硬件和软件、数 值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、 设计和认证的系统工程。模具是现代工业的重要工艺设备，随着科学技术的

11、不断进步, 它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔。第二章冲压工艺过程设计设计要求：设计成形导电片零件翻孔模具零件图如下图所示：2.1冲裁件工艺性分析 2.1.1冲栽件的结构工艺性该零件结构简单，尺寸相对较小，厚度1.0mm,中批量主产, 适合总裁。该零件材料为q235钢板属于普通碳素钢，查表可知, 其屈强比小，延伸性能好，具有良好的冲压性能。2.1.2尺寸精度与断面粗糙度该零件均未标注公差，属于自由尺寸，按it13级确定工件 尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差分别为：零件外形：63打43伽、30（o33mni> 20°033mm> 8022mm零件内形：0

12、3严mm> 06严mm孔心距:43?（）39mm结论：该零件冲栽工艺性较好，适合冲裁。2.2制定冲栽工艺方案 2.2.1拟定零件的冲压工艺方案及模具结构该冲栽零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下 三种方案：方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：落料一冲孔连续冲压，采用级进模生产。分析：方案一模具结构简单，但需要两道工序、两套模具 才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的 要求，且零件精度不高。方案二和三零件精度高，平直度较好， 生产效率也高。方案二模具结构较为简单，综合考虑确定采用复 合冲栽方式进行生产。为便

13、于操作，复合模结构釆用倒装式复合模及弹性卸料和 定位钉定位方式。2.3冲压工艺计算、初选设备2.3.1冲裁凸模.凹模刃口尺寸的计算基本尺寸及分类冲裁间隙磨 损 系 数计算公式制 造 公计算结果落 料 凹 模dmax0-a一630-0.432 - c g 亍?s1i i dz o z z ii制 件 精 度 为：it13 级， 故x 二0. 75i)产(dmax-x ) oa/4/4d .=62.68相应凸 模尺寸按凹模实际尺 寸配作，保证 e 二0. 04maxd max0-a=300-0.33d人=29. 75嘗3相应凸 模尺寸按凹模实际尺 寸配作，保证 e 二0. 04maxdmax0-a

14、二 200-0.33d广19. 75捫彳相应凸模 尺寸按凹模实际尺寸 配作，保证emax=0. 04dmax0-a二 80-0.22d/7.83捫5相应凸模 尺寸按凹模实际尺寸 配作，保证emax=0. 04孔凸模d min =9 +04° 0d 丁 二(d min +x )jd广3. 11爲相应凹模 尺寸按凸模刃口尺寸 配作，保证e =0. 04nicia-18m o m h o d 6忻 口一max- 相力 e 0.045模证 4(,一凸保 4/ =6寸作 r z jb d 犬酉扎边距2 o0.2 11 o 一x-mln403 - )br(b<l5o-o.o61 r 9 b

15、 -孔心距土 9h- 33 4 ox+n 4 mi/l a =(+-r ) l a/8a 4l -式中 1儿落料凹模刃口尺寸 d7冲孔凸模刃口尺寸 dmax落料件的最大极限尺寸 dmin冲孔件的最小极限尺寸 zmax> zmin最大、最小初始双面间隙冲栽件的制造工差2.3.2冲裁力的计算(1) 根据零件图算得零件内外周边之和，落料时的周边长度 为:l二60+30+2x20+10=140 (mm)冲孔时的周边长度为：二(3+6) x3. 14=28.25 (mm)根据金属冲压材料的力学性能设计手册查出q235的抗剪强 度为 t 二304373 (mpa )取 t 二343 (mpa)普通平

16、刃口凸、凹冲裁模，其冲裁力f按f=ktl t式计算: fkl, t=62426 (n)f2- kl2 t=12597(n)式中：f冲裁力(n)t材料抗剪强度，见附表(mpa)；l冲裁轮廓周边总长(mm)；t材料厚度(mm)；k全系数，一般取1.3(2) 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲 压力市于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包 括f总冲压力匚总冲裁力fx卸料力fr推料力fd顶件力 总冲裁力：j二fi+f?二75025 (n)卸料力计算，根据公式：fx二心j,心为卸料力系数 查表得 kx =0. 04-0. 05,取 =0.05fx=0. 05x75025=37

17、51. 25 (n)推件力计算，根据公式：f7=nk7.fp , k.f为推料力系数 查表得 kr =0. 055fr=nkrf2=3x0. 055x 12597=2079 (n)顶件力计算，ffi , k。为顶件力系数 查表得k°二0. 06,蔦二0 06x 12597 =756 (n)总的冲压力计算，根据模具结构采用弹性卸料装置和下出料 方式的冲裁模时，模具冲压力：f二fp+fx+fyf二fp+fx+ft二75025+3751.25+2079=80855 (n)根据总的冲压力及冲压设备的参数，初选压力机为：开式双 柱可倾压力机j2310(3) 模具压力中心与计算模具的压力中心，可

18、安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的儿 何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件 的对称屮心相重合。3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对 该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0, 0(x=0,y=0),即为 所求模具的压力中心。由于该零件是一个不规则矩形图形，借助软件测出该零件 的压力中心位置为2.037, 0.964o2.1确定模具类型和结构形式由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为：落 料一一冲孔复合模。为使操作方便安全，要求冲孔废料不出现在模具工作区域， 提高工作效率，采用倒装式复合模结构。零件的生产批量属于屮批

19、量生产，年产10万件，合理安排 生产可采用手工送料方式能够达到要求，且能够降低模具成本， 因此采用手工送料方式，采用定位钉定位。考虑到工序件的结构，为保证工件质量，采用弹性卸料方式, 并能起压料作用。冲孔废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下 料方式。考虑到零件精度不高，从装模方便的角度考虑，采用后 侧导柱导向模架。模架精度等级为112级。第三章 翻孔工艺过程设计3.1内孔翻孔变形特点与翻孔系数如图1所示为内孔翻孔简图。翻孔时，在把板材内孔边缘向 凹模弯曲的同时，通过将内孔沿圆周方向扩大而形成侧壁。伸长类翻孔的共同特点是毛坯在切向拉应力的作用下产生切 向伸长变形。内孔翻孔前毛坯孔径d°

20、,翻孔时，板料在凸模作用 下孔径d。不断扩大，亦即板料沿圆周方向被拉长，直到孔径尺寸 增大到等于凸模直径d。，形成竖边，翻孔结束。翻孔变形区域只 限于内径为d。、外径为d°的环形部份。变形区应力一应变状态 如图2所示。变形区材料处于双向拉应力状态，其中切向应力。 &自孔边缘向弯曲方向逐渐变小，亦即在孔边缘。最大，而径向 应力。近乎等于零。变形区域的应变是切向为拉伸，径向与轴 向为压缩，切向应变。口孔边缘向弯曲方向逐渐变小，故厚度 愈接近边缘处愈薄。正因如此，翻孔时的主要危险是边缘破裂， 而边缘是否破裂与翻孔变形程度有关。内孔翻孔时的变形程度用翻孔系数k表示k = d°

21、;/d,”式屮 d0毛坯上圆孔的初始直径；dm 翻孔后边的中径。内孔翻孔（图1）内孔翻孔件尺寸（图2）内孔翻孔的成形极限可根据口部是否发生破裂来确定。所 以，在内孔翻孔时应保证毛坯边缘的金属伸长变形小于材料塑性 伸长所允许的极限值。绘图翻孔系数k与竖边边缘厚度可按止式 估算t =由式可知，k越小，坚边边缘厚度减薄利害，当翻孔系数 减小到使孔的边缘频于拉裂时，这种极限状态下的翻孔系数为极 限翻孔系数，以匕表示。如下表所示：少模形氏孔的加gj法比值"i/m100503520151086.55 '31球形凸模钻扎 冲孔0,70.750.60.650.520.570.450.520.

22、40.480.360.450.330.440.310.430.30.420.250.420.2圆杜形凸模估孔0.80.70.60.50.450.420.40.370.350.30.25冲孔0.850.71o.6s060.550.520.50.500.480.47低碳钢圆孔的极限翻孔系数k经遼火的毛坯材料wkk边系敎经退火的毛坯林料极限制边系数ki&klmn白铁皮0.700.65 |钛合金ta1 (冷态)0.64-0.680.55黄铜 h62, 1 =0.5- 6.u mm0.680.62 1,tai (3oo-4oov)0.40*0.50铝、t - il55o mm0.700.64ta

23、5 (冷态)0.850.900.75理铝合金0.890.80ta5 (500- 600v)0.65-0.700.55不绣钢、高温合金0.65-0.690.57-0.61其它材料的翻孔系数k3.2翻孔工艺计3.2.1翻孔工艺计算翻孔直径d的确定公式为 d = d-2(h-0. 43r-0. 72t)即 h 二(d-d)/2+0. 43r+0. 72t由上述可知，当k取k时，h达到最大值h®。若零件的高 度h>hmax时，一次翻孔成形会导致零件孔口边缘可能破裂，此时 应该采用多次翻孔。3.2.2翻孔凹凸模尺寸确定按标注内形尺寸进行计算，工作尺寸为05ooj5mmo 翻孔凸模尺寸d广

24、(叽+0.5a)爲二:5 °75。008式中心按it8级确定。翻孔凹模尺寸d(dmin+0.5a+0.2z)評=6. 245式中5畀安tt8级确定，z二0. 85t3.3总翻孔力确定3.3.1翻孔力确定fj 二 1. 1 n (dd) t cr $=477式中 f翻孔力，nt材料的厚度，mma s材料的屈服极限，查表取169mpad翻孔后的直径d坯料的预制孔宜径，mm3.3.2顶件力确定顶件力可取翻孔力的10%,即f d=0.1x477=47. 73.3.3整形力确定f2=pa =80x3. 14x(3. 52-2. 52)二 1507故选用压力机为j23-3. 153.4翻孔模具结

25、构确定1 下模座、2定位销、3凸模、4.卸料版、5压块、6.模柄、7压杆8、10.内六角螺钉、9弹簧、11 卸料弹簧1 模具类型模具类型为单工序翻孔模。2. 操作与定位方式为了保证定位准确，可利用工序内孔7定位，在模具中设置 压料板，压料板外形尺寸与工序件内孔一致，即可压料，又起定 位作用。3. 卸料与出件方式为了保证可靠卸料和出件，在下模采用弹性顶件装置，在上模采用钢性推件装置。4 模架类型及精度从装置方便的角度考虑，采用后侧导柱导向模架。模架精度 等级为ii级。3.5绘制模具总装图（见图纸）3.6绘制模具非标准件图（见图纸）附录1、标准公差表公差等级基本尺寸it8it9it1it1it1it1it1it1mm01234