电极板的冲压工艺与模具毕业设计说明书

压工艺与模具毕业设计说明书绪论用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机仪表、仪器仪表等机电产品中占60%70%；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占85%以上。益。量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各个国家的高度重视和赞赏。在日本，马尼亚视为“模具就是黄金。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在越来越重要的作用。的。在经济、技术上都有很大的优势：（12）可以得到形3456模具来保证，所以操作简单，要求工人的技术等级不高。不过缺点也是有的，比如说：使得它在制造业得到了广泛的运用，在现代电机，电器，汽车，仪表，以及飞机导弹，和民用轻工业等行业成为主要的生产工艺之一。冲压工艺通常可以按照以下的方法分类。一、按照变形性质分类可分为（1）分离2）成型工序，如弯曲、拉深等。二、按照基本变形、方式分类（1）冲裁，如冲孔，落料等；（2）弯曲，如压弯、卷边、扭曲等；（3）拉深，分为变薄拉深和不变薄拉深；（4）成型。如翻边、缩口等。按照工序组合的方式零件采用不同的加工方法和不同的模具结构和形式。冲模结构一般由以下五个部分组成：1工作零件，用于实现冲裁变形，使材料正确分离，保证冲裁件形状的零件，包括凸模和凹模等。2定位零件，确定条料在模具中正3卸料及推件零件4导向零件5连接固定零件。也有一些冲模具的结构决定于工件的要求，生产的批量，生产的条件，和制造模具的条件等因素。因此模具的结构也是多种多样的，作用相同的零件的形式也不尽相同。我们这次毕业设计的任务就是设计生产一个零件所需要的几套冲压模具，即就老师所给的零件、生产要求以及精度要求，设计出几套符合要求的冲压模具2工件的工艺性分析2.1工件的工艺性分析图2-1t=5mm孔不允许有变形，孔所在平面应平直，各表面不允许有严重的划痕。零件图中尺寸均未标注尺寸精度和位置精度，粗糙度也无要求，设计时按IT14级册查出其抗剪强度为240Mpa300Mpa艺要求。mm孔的边缘与弯曲半径中心线的距离为23mm，mm孔的边缘与弯曲半径中心线的距离为57mm，均大于料厚5mm，均可以在弯曲前冲出，并可以作为后续工序的定位孔。图2-1电极板零件图2.2工艺方案的确定完成该零件的成形，需要切边、冲孔、弯曲三道工序。这三道工序经分析可能的工艺方案有以下几种：三套模具。同方案一也需要三套模具。方案三：切边-冲孔复合冲压，然后进行弯曲。方案四：采用级进模生产，切边、冲孔、弯曲连续冲压投产快；工件的质量容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高。方案三的优点是：工序较为集中。缺点是：模具结构较方案一复杂量（精度与表面粗糙度）低，模具结构复杂，安装、调试、维修困难、制造周期长。如下：①切边；②冲Φ8.33mm和Φ14.3mm孔；③弯曲。方案一模具结构原理图如图2-2所示：(a)切边模（b）冲孔模（c）弯曲模图2-2方案一模具结构原理图3模具设计计算3.1切边模设计计算3.1.1切边力的计算及压力中心的确定3.1.1.1切边力的计算（1）计算切边力：式（3-1）式中----切边力，N----切边周边长度，mm----切边件材料厚度，mm----材料抗剪强度，Mpa----系数，通常取1.3将相关数据带入式（3-1）得：（2）计算切边时的卸料力：查《冲模设计应用实例》表2-15，=0.043.1.1.2压力中心的确定：图3-1求压力中心如图3-1所示，由于切边件上下对称，其压力中心在x轴上，即。故只计算，式（3-2）将相关数据带入式（3-2）得：最后求得压力中心的坐标位置为3.1.2压力机选择压力机公称压力为：参照《冲模设计应用实例》附录可选公称压力为的开式可倾压力机公称压力：滑块行程：封闭高度调节量：最大封闭高度：模柄孔尺寸：3.1.3模具工作零件刃口尺寸和公差的计算查《冲模设计应用实例》表2-10得间隙值,（1）查《冲模设计应用实例》表2-12得，因为所以凸模与凹模配合加工。查《冲模设计应用实例》表2-13得：x=0.5按《冲模设计应用实例》中公式凹模刃口尺寸计算如下：式（3-3）将相关数据带入式（3-3）得：凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙。3.1.4校核凸凹模强度凸凹模最小壁厚m=1.5t=7.5mm，而实际最小壁厚为18mm，故符合强度3.1.5模具零件设计与计算3.1.5.1凹模设计凹模高度：取30mm凹模壁厚：所取数值如图3-1-2所示凹模周界：凹模零件图如图3-2所示图3-2凹模零件图3.1.5.2凸模设计根据工件形状以及之前的相关计算设计凸模。凸模结构和尺寸如图3-3所示图3-3凸模零件图3.1.5.3模座设计本套模具不采用标准模架，模座自行设计。上模座尺寸为：290mm265mm30mm模柄尺寸为：下模座尺寸为：290mm265mm30mm导柱：25150mm导套：256041mm3.1.5.4模板设计凸模固定板尺寸为：200mm124mm25mm凹模固定板尺寸为：265mm180mm30mm3.1.5.5模具闭合高度式（3-4）式中------凸模进入凹模的深度，mm，这里取5mm。将相关数据带入式（3-4）得：经过校核模具的闭合高度与冲床的闭合高度相适应3.1.5.6卸料装置本套模具采用弹性卸料板卸料。（1）橡胶自由高度：=t+1+修磨量=5+1+5=11mm=4=44mm橡胶的装配高度=（0.85～0.9）取=38mm（2）卸料板：高度H=10mm,L=200mm,B=160mm,卸料板与凸模之间的间隙c=0.15mm（3）采用四个M8×60的卸料螺钉，对称分布。3.1.5.7送料机构，出料方式，导料装置及定位装置（1）模具采用手动送料，方向为从右到左。（2）出料方式为下出料方式。（3）导料装置采用两个导料销。（4）采用定位销和定位板定位。3.1.6模具零件的固定模板采用螺钉固定，销钉定位。本套模具中，模板固定均用8个M10螺钉，上模板44422个，并且对角分布。3.1.7零件材料选择此模具用于小批量生产，所以凸凹模均选用Cr12MoV可以达到要求。其他不太受力的部件应当选用较差些的钢材，以减少成本。3.1.8模柄的选择根据所选压力机模柄孔尺寸，选择凸缘模柄。尺寸为，如图3-4所示：图3-4凸缘模柄3.1.9其它说明书中将一些东西省略3.1.10模具装配图切边模的装配图如图3-5所示。模具通过销钉820进行凹模固定板和下模座的定位。模具处在开模状态时，坯料通过定位板19进行定位。模具闭合时，开始切边，橡胶11被压缩。再开模时，有弹性卸料板13在橡胶11的作用下进行卸料。图3-5切边模装配图1-上模座；2-导套；3-凸模固定板；4-卸料螺钉；5，6，17，18-螺钉；7-模柄；8，20-销钉；9-垫板；10-凸模；11-橡胶；12-导柱；13-卸料板；14-凹模固定板；15-下模座；16-凹模；19-定位板3.2冲孔模设计计算3.2.1冲孔力的计算及压力中心的确定3.2.1.1冲孔力的计算（1）计算冲裁力式（3-5）式中----冲裁力，N----冲裁周边长度，mm----冲裁件材料厚度，mm----材料抗剪强度，Mpa----系数，通常取1.3将相关数据带入式（3-5）得：（2）计算卸料力、推件力①卸料力式（3-6）②推件力式（3-7）式中----卡在下模洞口的工件数，----凹模孔口高度----卸料系数，查表得----推件系数，查表得将相关数据带入式（3-6）和式（3-7）得：(3)计算冲压力总和该模具采用的是弹性卸料、下出件方式，因此冲压力的总和为3.2.1.2压力中心的确定：先确定各凸模的压力中心，再求多凸模的压力中心。（1）设坐标，见图3-6。图3-6求多凸模压力中心（2）计算各凸模压力中心的坐标位置（3）计算个凸模刃口轮廓的周长（4式（3-8）（5）由式（3-8）得式（3-9）根据冲裁力可将上式与式（3-9）联立，得：同理可得最后求得总压力中心的坐标位置为。3.2.2初选压力机（1）压力机的类型的选择本工件属于结构简单的中、小型冲裁件，小批量生产，冲压件的尺寸及精度要求不高，故选开式机械压力机。（2）压力机规格的的选择选取J23-16开式双柱可倾式曲柄压力机，查表可知：公称压力：160KN滑块行程：50mm封闭高度调节量：45mm最大封闭高度：220mm模柄孔尺寸：3.2.3模具工作零件刃口尺寸和公差的计算查《冲模设计应用实例》表2-10得间隙值,（1）查《冲模设计应用实例》表2-12得，因为，所以凸模与凹模分开加工。查《冲模设计应用实例》表2-13得：x=0.5（2）计算公式冲孔凸模冲孔凹模孔心距将已知数据代入以上公式中，得：a.冲孔：凸模凹模b.冲：凸模凹模c.孔边距20：凸模凹模d.孔心距129.8：以上各式中-----凹模的制造偏差值，mm----凸模的制造偏差值，mm----最小合理间隙，mm----最大合理间隙，mm----制件的公差，mm----凹模的基本尺寸，mm----凸模的基本尺寸，mm3.2.4校核凸凹模强度凸凹模最小壁厚m=1.5t=7.5mm，而实际最小壁厚为8mm，故符合强度3.2.5模具零件设计与计算3.2.5.1凹模设计计算根据工件形状以及之前的计算设计凹模。（1）凹模孔口形式选用直刃壁孔口凹模。凹模孔口高度h=10mm（2）凹模外形尺寸凹模厚度式（3-10）式中----凹模厚度-----冲裁力，一般取总压力。将相关数据带入式（3-10）得：取凹模周界尺寸（3合（H7/H6）.冲孔凹模分为大孔凹模和小孔凹模，如图3-7所示（a）大孔凹模（b）小孔凹模图3-7凹模零件图3.2.5.2凸模设计计算凸模采用阶梯式设计，高度取65mm，其结构和尺寸如图3-8所示（a）大孔凸模（b）小孔凸模图3-8凸模零件图3.2.5.3模座设计本套模具不采用标准模架，模座自行设计。上模座尺寸为：135mm100mm30mm模柄尺寸为：下模座尺寸为：250mm140mm30mm3.2.5.4模板设计凸模固定板尺寸为：135mm100mm25mm凹模固定板尺寸为：155mm105mm25mm3.2.5.5模具闭合高度式（3-11）式中------凸模进入凹模的深度，mm，这里取1mm。将相关数据带入式（3-11）得：经过校核模具的闭合高度与冲床的闭合高度相适应3.2.5.6卸料装置本套模具采用弹性卸料板卸料。（1）橡胶自由高度：式中-----橡胶的自由高度，mm;-----工作行程，mm。取42mm（2）橡胶的直径式中----橡胶压力，可取等于或大于卸料力，N;----------与橡胶压缩量有关的单位压力，查《冷冲压模具设计》得1.06MPa----橡胶的直径，mm取80mm3.2.5.7送料机构，出料方式，导料装置及定位装置（1）模具采用手动送料，方向为从右到左。（2）出料方式为下出料方式。（3）导料装置采用两个导料销。（4）采用定位销和定位板定位。3.2.6模具零件的固定8个M844422个，并且对角分布。3.2.7零件材料选择此模具用于小批量生产，所以凸凹模均选用Cr12MoV可以达到要求。其他不太受力的部件应当选用较差些的钢材，以减少成本。3.2.8压力机的选择查表，选取J23-16开式双柱可倾式曲柄压力机公称压力：160KN滑块行程：50mm封闭高度调节量：45mm最大封闭高度：220mm模柄孔尺寸：3.2.9模柄的选择根据所选压力机模柄孔尺寸，选择压入式模柄，模柄尺寸为3075mm，如图3-9图3-9模柄3.2.10其它说明书中将一些东西省略3.2.11模具装配图模具装配图如图3-10所示：图3-10冲孔模装配图1-下模座；2，5，16-螺钉；3-小孔凹模；4-小孔凸模；6-模柄；7-上模座；8，14-销钉；9-凸模固定板；10-大孔凸模；11-卸料橡胶；12-凹模固定板；13-大孔凹模；15-定位板；17-托料板两块经过第一道工序加工的的工件按不同的方向放置在下模上有定位板15准确定4与小孔凹模3和大孔凸模10与大孔凹模13分胶11直接卸下。卡在凹模中的冲孔废料靠料推料被依次推出，实现自然漏料。3.3弯曲模设计计算3.3.1工序压力计算和压力机选择弯曲工序成型零件图如图3-11所示图3-11弯曲工序成型零件图3.3.1.1弯曲力计算由图3-10得知有2处弯曲查《冲模设计应用实例》附录A1得=300Mp当弯曲内半径R取0.1t时，则每处弯曲力为：式（3-12）将相关数据带入式（3-12）得：2处的总弯曲力为20209.1N3.3.1.2校正弯曲力计算查《冲模设计应用实例》表3-3，取q=100MpA=38.16+50.86=533.4=qA=100533.4=53340N3.3.1.3顶件力计算顶件力值可近似取自由弯曲力的30%80%，即=0.8=8083.64N3.3.1.4压力机选择按校正弯曲力选择压力机，即：压力机公称压力查表，选择开式压力机：公称压力：250KN滑块行程：65mm封闭高度调节量：55mm最大封闭高度：270mm模柄孔尺寸：4060mm3.3.2弯曲件展开长度计算（1）因为,弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算。视直边区在弯曲前后长度不变，圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算。（2）变形区中性层曲率半径毛坯尺寸（中性层长度）其中该零件的展开长度为3.3.3回弹量计算由于r/t10,所以不考虑弯曲半径的回弹影响。查表得：当α=90º时，Δα=0.414r/t-0.486=0.011º采用补偿法消除回弹，在设计模具时将回弹角考虑进去。3.3.4模具零件设计与计算3.3.4.1凸模设计（1）凸模圆角半径已知弯曲件r较小（r<10）,凸模圆角半径为此工件圆角半径较小但不小于工件材料所允许的最小圆角半径，故凸模圆角半径可取弯曲件的内弯曲半径r=6mm。（2图3-12所示：（a）固定凸模（b）活动凸模图3-12弯曲模凸模零件图3.3.4.2凹模设计（1）凹模圆角半径凹模圆角半径式（3-13）将相关数据带入式（3-13）得：（23-13所示：（a）固定凹模（b）活动凹模图3-13弯曲模凹模零件图3.3.4.3模座设计本套模具不采用标准模架，模座自行设计。选择带模柄的上模座上模座尺寸为：300mm150mm40mm模柄尺寸为：下模座尺寸为：380mm150mm40mm3.3.4.4模板设计垫板尺寸为：120mm70mm20mm压料板尺寸为：290mm150mm15mm活动凸模固定板尺寸为：78mm70mm35mm3.3.4.5模具闭合高度式（3-14）将相关数据带入式（3-14）得：经过校核模具的闭合高度与冲床的闭合高度相适应3.3.4.6定位装置采用定位销和定位板定位。定位销通过第二道工序冲出的孔进行定位。定位板内尺寸与第二道工序成型件尺寸相同保证待加工件与模具冲压方向垂直。3.3.5取料方式在下模部分设有顶料螺钉，在开模状态时顶料螺钉会将成型件顶出。3.3.6模具零件的固定M104个，下模板4个，并且对称分布。凸模定位采用4个Φ8销钉，固定凸模2个，活动凸模2个，对称分布。3.3.7零件材料选择此模具用于小批量生产，所以凹模，凸模均选用T10A即可。其他不太受力的部件应当选用较差些的钢材，以减少成本，所以选用Q235即可。3.3.8模柄的选择根据所选压力机模柄孔尺寸，选择凸缘模柄。尺寸为，如图3-14所示：图3-14凸缘模柄3.3.9其它说明书中将一些内容省略。3.3.10模具装配图模具装配图如图3-15所示：上模随滑块下行，活动凸模7与活动凹模5首先把坯料压紧活动上模开始工作，这时要求压料力要大于顶件力，当活动凸模7与垫板3相遇后，活动凸模7停止，固定凸模1610mm固定板9与上模座14图3-15弯曲模装配图1-弹簧座；2-顶料螺钉；3-垫板；4-挡块1；5-活动凹模；6-挡块2；7-活动凸模；8-压料螺钉；9-活动凸模固定板；10，13-螺钉；11-模柄；12-销钉；14-上模座；15-橡胶；16-固定凸模；17-压料板；18-固定凹模；19-弹簧；20-挡块3；21-下模座；22-导向板；23-定位销；24-定位板4总结三套模具的整体结构设计和相关零件设计，设计工作量较大。在设计中，模具整体结构设计和非标件的设计是这次毕业设计的重中之重，在设计多的，虽然工作量较大，但由于是使用AutoCAD绘制，所以完成起来还是比较顺利。通过这次毕业设计，我对整个冲压模具的设计过程有了进一步的认识和了解，为以后的工作积攒了些许经验。这次毕业设计使我在各方面的能力都有所提高，尤其是在AutoCAD的使用上更为熟练。参考文献1.许发樾.冲模设计应用实例,北京:机械工业出版社,1996.2.王孝培.冲压手册（第二版）,北京:机械工业出版社,2000.3.俞汉清、陈金德.金属塑性成形原理,北京:机械工业出版社,2005.4.谢建、杜东福.冲压工艺及模具设计技术回答,上海:上海科技技术出版社,2005.5.何铭新、钱