链片零件的冲压模具设计毕业作品.docx

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链片零件的冲压模具设计毕业作品

链片零件的冲压模具设计

摘要

本次设计的题目为链片零件的冲压模具设计，是通过大学三年所学的基础课程、技能课程以及专业知识结合后进行的毕业设计，其内容包括：

模具的简介、模具设计与制造概论、零件的工艺性分析、零件工艺方案的确定、排样的方式、材料利用率的计算、冲裁力的计算、压力机的选择、模具零件的选用和设计、绘制模具总装图及零件图等。

通过此次毕业设计，提高了自己分析问题，解决问题的能力，培养了自己独立思考的能力，为以后的工作奠定了一个良好的基础。

一主要内容：

1零件的工艺性分析。

2零件工艺方案的确定。

3排样的方式。

4材料利用率的计算。

5冲裁力的计算。

6绘制模具总装图及零件图。

二重点：

1零件工艺方案的确定。

2确定合理的冲裁件排样方案。

3模具刃口尺寸。

关键词：

模具；排样；工艺分析。

前言............................................................................................................1

1冲压的简介.............................................................................................2

1.1冲压的概念、特点及应用....................................................................2

1.2冲压模具的分类...................................................................................2

1.3冲压工序的分类...................................................................................2

2冲压模的设计和制造概论.......................................................................3

2.1冷冲模开发流程...................................................................................3

2.2冷冲模设计内容和步骤........................................................................3

2.3冷冲模制造特点...................................................................................3

3冲压的工艺性分析..................................................................................4

3.1零件图..................................................................................................4

3.2工件外形尺寸........................................................................................4

3.3结构形状..............................................................................................4

3.4零件材料..............................................................................................4

3.5尺寸精度..............................................................................................4

4确定加工工艺.........................................................................................5

4.1加工工艺方案.......................................................................................5

4.2冲裁间隙...............................................................................................5

4.3材料的搭边...........................................................................................6

4.4冲裁件的排样、料宽、材料利用率.....................................................6

4.5冲裁力的计算、压力机选择................................................................8

4.6凸凹模......................................................................................................9

4.7凹凸模刃口计算........................................................................................9

5模具设计....................................................................................................11

5.1凸模长度.................................................................................................11

5.2模板确定................................................................................................11

5.3导料板间距.............................................................................................11

5.4侧压装置.................................................................................................11

5.5模架简图.................................................................................................11

总结...............................................................................................................12

致谢..............................................................................................................13

参考文献.......................................................................................................14

附录A............................................................................................................15

前言

在工业生产中，装在压力机上的专用工具利用压力将材料制成所需的形状，这种工具统称为模具，模具是工业生产中不可缺少的基础设备，汽车、飞机、电子电器等的制造都离不开模具的加工。

模具是国民经济的基础产业，模具的发展是衡量一个国家的工业水平的高低，所以想要成为经济强国，就要不断开发模具，不断提高模具技术，模具被称为“工业之母”任何产品的制造都离不开模具，所以要大力开发模具技术，带领其他产业不断进步，提高经济，使国家屹立于世界强国之列。

改革开放以后，随着国民经济的告诉发展，市场对模具的需求量不断增长，虽然模具技术得到很大提高，从数量上来说，我们已经是模具生产强国，但从综合水平来说，与国际先进水平相比，还存在很大的差距，这激励这我们不断创新，促使我们奋进，向世界模具强国之列不断迈进。

冲压模、注塑模是模具常见的两大类，按工序可分为冲裁模、弯曲模、成形模、拉伸模。

按工序组合可分为单工序模、复合模、级进模。

本设计是用冲压模中的冲裁模对链片的冲压，内容为：

冲压的概念特点及应用、冲压模分类、冲压模的设计和制造概论、冲裁件的形状、尺寸精度分析、确定合理的工艺方案，、绘制排样图、凸凹模结构，绘制零件图、装配图、冲裁力计算，冲裁间隙、冲压力计算、材料利用率计算。

本设计结合书本理论知识和实践，体现实用性、综合性和先进性，激发了学生自我创新意识的原则，在总结自己对模具专业知识了解的基础上编写而成的，此设计理论全面，语言简单易懂，内容详实，实践性强。

1冲压的简介

1.1冲压的概念、特点及应用

冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，获得所需零件的一种加工方式，由于经常是在常温下进行，故又称为冷冲压。

1.2特点：

（1）材料利用率高。

利用率有时达到100%,而且废料可以再利用，提高利用率减少材料成本。

（2）生产效率高。

冲压设备行程次数高，可以一次完成多个冲件，而且操作简单，节省时间。

（3）产品互换性好。

冲压件由模具保证，完成的工件尺寸相同，模具寿命一般较长，因此互换性好。

（4）加工范围广。

可以加工金属、非金属、简单的、复杂的等多种工件。

1.3应用：

应用于汽车、仪器仪表、电子电器、航空航天工业、日常生活用品的生产。

1.4冲压工序的分类

根据加工的不同形式，可分为分离工序和成型工序。

分离工序也称冲裁，是将一块坯料按轮廓线相互分开，获得有一定形状、尺寸和断面质量的工序；成型工序是将坯料产生塑形变形且不破裂，获得有形状、尺寸的制件的工序。

1.5冲压模具的分类

1.5.1按工序分类

冲裁模：

使坯料分离，获得所需形状工件的冲模。

包括落料模、冲孔模、切断模等。

弯曲模：

将坯料或工件沿弯曲线完成一定的形状的冲模。

拉深模：

将制件制成空心件，改变形状、尺寸，不改变料厚的冲模。

1.5.2按工序组合分类

单工序模：

一次只能完成一道冲压工序的冲模。

如冲孔模、落料模等

复合模：

一次能完成两道以上冲压工序的冲模。

如冲孔落料模、落料拉深复合模等。

级进模：

在不同工位上一次完成多道冲压工序的冲模。

2冷冲模设计与制造概论

2.1冷冲模开发流程

图1-1

2.2冷冲模设计内容和步骤

（1）充分了解原始资料

（2）冲压件的工艺性分析

（3）确定冲压工艺方案

（4）完成工艺计算

（5）确定冲模类型及总体结构

（6）选择冲压设备

（7）完成模具设计

（8）编写工艺文件和设计计算说明书

2.3冷冲模制造特点

（1）模具的制造精度高

（2）模具的使用寿命长

（3）模具属于单件制造

3冲压件的工艺性分析

3.1零件图

图1-2

3.2工件外形尺寸

图1-3

厚度：

1.5mm

3.3结构形状

该冲裁件形状对称、简单，适合冲裁，适合批量生产。

3.4零件材料

该冲裁件材料为45钢，45钢是机械制造中常见的材料，该材料价格便宜，有较高的强度韧性。

机械性能好。

3.5尺寸精度

零件图尺寸均是自由公差，可按IT12和IT14级精度确定工件的公差。

经查公差表，各尺寸公差为：

φ

，φ

.

4确定加工工艺

4.1加工工艺方案

方案一：

先冲孔后落料，采用单工序模加工

方案二：

先冲孔后落料，采用复合模加工

方案三:

先冲孔后落料。

采用级进模加工

方案一模具操作简单，成本较低，但是模具结构制件精度不高，生产效率也相对较低。

方案二复合模生产效率相对较高，尺寸精度较高，成本不算太高。

方案三级进模结构很复杂，制件精度要求很高，维修难度比较大，成本相对也较高。

经过分析采用方案二采用复合模加工。

4.2冲裁间隙

图1-4

由查图1-4得初始双面间隙为Zmin=0.13Zmax=0.24

4.3冲裁件的搭边

图1-5

查图1-5得工件间

=1.0侧边

=1.2

4.4排样、料宽及材料利用率

4.4.1无侧压装置横向冲裁

图1-6

经查图1-5得侧边搭边值

=1.2mm,两个工件之间的距离

=1mm，从图上可以看出步距S=21mm。

料宽

=（

）

=（10+2*1.2+0.5）

=12.9

取料宽为13mm

材料利用率

通过在CAD中测量得到该零件的面积为179

A---一个冲裁件的实际面积（㎜²）；

S---步距（㎜）；

B---条料的宽度（㎜）。

η=A/B*S*100%

=（179/13*21）*100%

≈66%

4.4.2无侧压装置竖向冲裁

图1-7

条料宽度

经查图1-5得侧边搭边值a=1.2mm,两个工件之间的距离

=1mm，从图上可以看出步距S=11mm

料宽

=（

）

=（20+2*1.2+0.5）

=22.9

取料宽为23mm

材料利用率

通过在CAD中测量得到该零件的面积为179

η=（A/B*S）*100%

=（179/23*11）*100%

≈71%

经比较竖向冲裁利用率高，所以选取无侧压装置竖向冲裁

选取板料为1200mm*600mm

选1200mm×600mm45钢，裁成1200mm×23mm的条料，共剪成26条料板，每条料板冲裁（1200-1）/11=109件.

所以总利用率为：

η0=nA1/BL×100%=（109*179）/1200*23=70%

A1---一个冲裁件的实际面积（㎜²）；

L---板料（或条料、带料）的长度（㎜）；

B---板料（或条料、带料）的宽度（㎜）。

4.5冲裁力计算、压力机选择

F---冲裁力

L----冲裁件周边长度（mm）

---材料抗剪强度（mm）

K--考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素

引入的修正系数，一般取K=1.3

冲裁力:

凸模工作过程中击穿金属材料所需要的压力就是冲裁力,查表可知45钢材的抗剪强度为540MPa,在CAD中测量得到该零件的周长为51，则：

=KLt

=1.3*51*1.5*540

=53703（N）

≈54（KN）

所以冲裁力为54（KN）

由查表得=0.05；

=0.06 

=

 =0.05*54=2.7（KN）

=

=0.06*5

4=3.24（KN）

= 

+ 

+ 

 =54+2.7+3.24=59.94（KN）

应选取的压力机公称压力：

63KN 所以可初选压力机型号为23-6.

4.6凸凹模

图1-8

4.7凹凸模刃口计算

Dd、Dp---落料凹、凸模刃口尺寸（mm）；

dd、dp---冲孔凸、凹模刃口尺寸（mm）；

Dmax---落料的最大极限尺寸（mm）；

dmin---冲孔极小尺寸（mm）；

△---冲件的制造公差（mm，若冲件为自由尺寸，可按IT14级精度处理）；

ðd、ðp---凸、凹模刃口制造公差（mm）；

X---磨损系数，x值在0.5-1之间，它与冲件精度有关，可查表

刃口磨损系数x

图1-9

落料（φ10）

Dd=（Dmax-x△）+ðd

Dp=（Dd-Zmin）-ðp=（Dmax-x△-Zmin）-ðp

查表的Zmin=0.132mm，Zmax=0.240mm，则Zmax-Zmin=0.108mm。

查表，得刃口磨损系数为x=1。

ðp=0.02mm，ðd=0.025mm。

ðd=0.6（Zmax-Zmin）=0.6*0.108=0.065mm

ðp=0.4（Zmax-Zmin）=0.4*0.108=0.043mm

=（10－0.15×1）+0.065=9.85+0.065mm

=（10-1*0.15-0.132）-0.043=9.72-0.043mm

冲孔（φ4）

Zmin和Zmax同上面的落料的参数相同，查表得刃口磨损的系数为x=0.75。

ðp=0.02mm，ðd=0.02mm。

把上面的各个参数值代入公式：

=

=

=

=

5模具结构设计

5.1凸模长度：

=55mm

5.2模板

取标准模架：

凸模板120*80*20、凹模板120*80*25上下模座120*80*25，导柱10*155，导套12*155上下垫板120*80*25

5.3导料板间距

=20+2*1.2+2*0.3

=23

5.4侧压装置：

选用无侧压装置

卸料板与导料板为一体结构，规格为120*80*25；

5.5模架简图：

图2-1

总结

毕业设计是我们大学生涯最后阶段完成的必要任务，通过毕业设计，学生可以综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习，最后三周是我们完成自己毕业设计的时间，我选择了冲压模设计，毕业设计期间，我运用自己专业知识以及查阅书籍，精心的计算，以及同学的帮助，完成了自己的毕业设计，通过这次设计，让我了解了模具行业，让我明白了要想做好一套模具，不仅要学会书本上的知识，还要积极查阅模具设计相关的资料，也要增强自己独立思考的能力，遇到问题要积极询问老师和同学，一起解决不会的问题，才能更好的设计出一套完美的模具。

参考文献

[1]李发致.模具先进制造技术.北京：

机械工业出版社，2003.

[2]姜奎华.冲压工艺与模具设计.北京：

机械工业出版社，2003.

[3]高佩福．实用模具制造技术.北京：

中国轻工业出版社，1999．

[4]模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例.北京：

机械工业出版社，2003.

[5]胡石玉.精密模具制造工艺.南京：

东南大学出版社，2004.

[6]冲模设计手册编写组.冲模设计手册.北京：

机械工业出版社，2003.

[7]甄瑞麟.模具制造技术.北京：

机械工业出版社，2005.

[8]翁其金.冷冲压技术.北京：

机械工业出版社，2001.

[9]华中科技大学.冲压件可成形性分析培训手册.

[10]华峰精益科技有限公司.冲压工艺及模具结构设计培训手册.

附录A