盒形件剖切模具设计

目录

内容摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key word (1)

绪论 (2)

1工艺分析 (2)

1.1 零件的工艺分析 (2)

1.2 工艺方案的确定 (2)

1.3 排样的确定 (3)

2 工艺设计与计算 (5)

2.1 冲压力与压力中心的计算 (5)

2.2 工件零件刃口尺寸计算及凸凹模的工作尺寸及公差 (7)

2.3 工作零件结构设计与其他模具结构零件 (8)

3 冲压设备的选用与主要参数 (9)

3.1 压力机的选用 (9)

3.2 模具参数 (10)

参考文献 (11)

致谢 (12)

内容摘要：我设计的是一个落料拉深复合冲裁模，在本次设计中我参考了大量有关冷冲模模具设计实例等方面的资料。我充分运用了资料上所有设计模具中通用表、手册等，然后再集结了自己平时所学，还有通过对工件的零件、模具工作部分（凸凹模、拉深模、落料凹模）、模具装配图的绘制，我的绘图功底也有了一定的提高。本设计采用落料单工序模，模具设计制造简便易行。落料冲裁效果好，能极大地提高生产效率。本设计分别论述了产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模版及主要零件设计，模具装配等问题。本设计的内容是确定复合模内型和结构形式及工艺性，绘制模具总图和非标准件零件图。

关键词：冲裁；凸凹模；落料；拉深；

Abstract：I design is a deep drawing dropping material compound punch die, in the design of a large number of reference, I the cold die mould design examples, and other aspects of the material. I make full use of the materials in the die design all general table, manuals, etc, and then assembled themselves learned at ordinary times, and through the parts, in the working parts of die (die and punch, deep drawing, mold, blanking concave die), mold of assembly drawing, my drawing strength also had improved. This design USES the blanking single process model, mould design and manufacture is simple and easy. Dropping material cutting effect is good, can greatly improve the production efficiency. This paper discusses the design product process analysis and determination of the stamping scheme, process calculation, templates and main parts design, mold assembly, etc. This design is to determine the content of the compound mould type and structure form and craft, draw the mould

Key word:Cutting; Die and punch; Dropping material; Deep drawing

绪论

随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是模具专业一个最重要的教学环节，是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的运用，使学生对模具从模具设计到制造的过程有了一个基本的了解和认识，为以后的工作及进一步学习深造打下坚实的基础。

毕业设计意义有两个：一是让我们学生掌握查阅资料手册的能力，能够熟练的运用工程软件进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤，了解模具加工工艺过程。

本文是盒形件剖切模具设计说明书，结合模具的设计、经过指导老师多次指导，并经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计规范化和合理化，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字通顺，层次分明，论述充分。文中附有必要的插图和数据

1工艺分析

1.1 零件的工艺分析

冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般来说，在满足工件使用要求的条件下，以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否者，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏第相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等是确定冲裁件工艺性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析如下：1 材料：该冲裁材料是08钢，具有良好的可冲压性。

2 零件结构：该冲裁件结构简单，比较适合冲裁。

1.2 工艺方案的确定

确定方案就是冲压件的工艺路线，主要包括冲压次数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案，应进行全面的工艺分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个最佳的合理冲压工艺方案。因该零件包括落料基本工序，模具结构

相对比较简单采用一道的落料工序就能完成零件的加工，所以采用的方案是冷冲压是少，无切削的高效加工方法，材料费料少，利用率高。

1.3 排样的确定

在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好的确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。

1.3.1 冲裁件的排样

排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置，与冲件的外形有很大关系。

根据不同几何形状的冲件，可得出于其相适应的排样类型，而根据排样的类型。又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。

考虑到该制件的生产纲领与加工条件，采用条料加工有余料的排样。排样图见图1.1

排样图1.1 1.3.2 材料的利用率

衡量材料经济利用的指标是材料利用率。

一个近距内的材料利用率为：

%100??=H

B A η (1.1) 式中： A ——冲裁件的面积 )(2mm

B ——条料宽度（mm)

H ——近距（mm ）

%

6.7011344

9430%10042329430==??=

η 一张板料上总的材料利用率∑η为：

%100???=∑L

B A N η (1.2) 式中： N ——一张条料上的冲件总数目：

L ——板料长度（mm ）；

B ——板料宽度（mm ）；

A ——冲裁件面积（2m m ）；

查板材标准，选mm mm 2000600?的钢材，每张钢板可剪裁为5张条料，每张条料可冲47个工件：

%

4.65%1002000

6003342475=????=∑η 1.3.3 搭边

排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定的刚度，便于送料。

搭边的数值取决于以下因素：

（1）工件的尺寸和形状。

（2）材料的硬度和厚度。

（3）排版的形式。

（4）条料的送料方法（是否侧压板）。

（5）挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般是由经验在经过简单的计算确定的。

查表得搭边值：mm a 2= 1a =1.5mm.故取搭边值为：mm a 2= 1a =1.5mm

2 工艺设计与计算

2.1 冲压力与压力中心的计算

2.1.1 冲裁方式

当一次冲裁完成以后，为了能够顺利地进行下一次冲裁，必须适时地解决出件、卸料及排除废料等问题。选取的冲裁方式不同时，出件、卸料及排除废料的形式也就不同。因此冲裁方式将直接决定冲裁模的结构形式，并影响冲裁件的质量。

2.1.2 冲裁力的计算

计算冲裁力的目的是为了确定压力机的额定压力，因此要计算最大冲裁力。则冲裁力可按下式计算：

τktl F = （1.3）

式中：t 为剪切断面面积，τ为板料的抗剪强度。

考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为1.3，于是在生产中冲裁力便可按下式计算：

τLT F 3.1= （1.4）

式中： L ——冲裁轮廓的总长度（mm ）

T ——板料厚度（mm ）

τ——板料的抗剪强度（a MP ）。

经查资料取]1[280a MP =τ，τ按非退火08钢板计算

将相应数据代入，得冲裁力为：

落料力KN =???=663.12802.1150F

2.1.3 卸料力、推件力的计算

由于影响卸料力、推件力的因素很多，无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式

计算： )(22N nF K F Q = （1.5）

式中： 1Q F 、2Q F ——分别为卸料力、推件力

1K 、2K ——分别为卸料力系数、推件力系数，其值见表3.2

n ——同时卡在凹模孔内的工件或废料数

F ——冲裁力（N ），按式（1.4）计算

查表3.1得1K =0.05 04.02=K .代入公式得：

卸料力KN F K F Q 3.36605.011=?==

(1-6) 表2.1 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 料厚m m t X K

τK D K

钢 ≤0.1 >0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.63 0.55 0.45 0.25 0.14

0.08

0.06

0.05

0.03

铝、铜合金 纯铜、黄铜 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07

0.03~0.09

推料力KN nF K F Q 2.1366504.022=??==

(1-7) 2.1.4 总裁力的计算

根据工件的要求已及对，模具的要求，故选总冲压力为：

KN F 5.822.133.366=++=总

(1-8) 2.1.5 压力中心的计算

该零件时对称的，所以压力中心在该零件的几何中心。

2.2 工件零件刃口尺寸计算及凸凹模的工作尺寸及公差

（1）落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配置。既已落料凹模、凸模为基准。

具体刃口尺寸计算见下表：

2.2.基本参.数表 基本尺寸及分类 冲裁间隙 磨损系数 计算公式 制造公差

计算结

果

落 料 凹 模 054.018

.0126

.0min max max min =-==z z z z 工件公差 为14IT 级，故

75.0=X

()4

0max ??-=X D D d 4?

13

.00

74.19+=d D

()104

.00104

.0084.2921.075.0-30++=?=凹α

(1.9) ()0315

.000315.0080.172.01-18++=?=凹c

(2.1) ()006.0-0

06.0-50.1130.0108.0-12=?+=凹d

(2-2) ()018.097.514.081

14.05.010.0-6±=?±?+=凹e

(2-3) 凸模：保证模具能够正常工作行程要求。

落料的基本尺寸计算：

()()0320.000320.000max 865.1418.075.015+++=?-=?-=A

x D D A δ

(2-4) ()()0

0216.000216.00min 739.14126.0865.14---=-=-=τδZ D D A T

(2-5) ()min max 6.0Z Z A -=δ

(2-6) ()min max 4.0Z Z -=τδ

(2-7) （2）凸凹模的工作尺寸及公差

查资料可得凸凹模的制造公差：δd =0.060 δp =0.030

由凸、凹模工作部分尺寸计算公式：d p =（d min +0.4△）-0.030 (2-8) d d =（d min +0.4△+2S ）+0.060 (2-9) 由此可计算出 ：d p =40.040 -0.030mm d d =41.74+0.060mm

（3）凸模通气孔：根据凸模直径大小，取通气孔直径为6mm 。

2.3 工作零件结构设计与其他模具结构零件

2.3.1 凹模尺寸

凹模厚度 mm Kb H 155.374.0=?== (3-1) 取 H=30mm 符合强度设计要求，其中K 查2.2，利用插值法得K=0.4.

凹模边缘厚度 ())20(25.1H C -≥

()(),52392625.1-=?-=C 实取mm C 50=

凹模边长 mm C b L 2005021002=?+=+= (3-2) 查标准941.6743-T JB ;凹模宽160mm 。

因此确定凹模外形尺寸为mm 26160200??，将凹模板做成薄型形式并加垫板后实际凹模尺寸为mm 20160200??。

表2.3凹模厚度系数K b

t 1 2

50≤

0.35 0.42 10050-≥ 0.22 0.28

2.3.2.其他模具结构零件

根据凹模零件尺寸，结合倒式复合模结构特点，查941.2855-T JB ，确定其他模具结构零件，如下表所示：

根据模具零件结构尺寸,结合其工序模结构特点，查160200945.2855?-选取后侧导柱T JB 标准模架一副。

2.4材料表 序号

名称 长高宽?? 材料 数量 1

凸模固定板 15160200?? 08钢 1 3

上垫板 10160200?? 08钢 1 6 凹模固定板 15160200??

08钢 1 根据模具零件结构尺寸,结合其工序模结构特点，查160200945.2855?-选取后侧导柱T JB 标准模架一副。

2.3.3 典型零件加工工艺方案如

以凹模加工为例，典型零件的加工工艺为备料——热处理——磨平面——钳工——磨平面——热处理——线切割。因此该工艺过程如下表2.5所示 序号

工序名称 工序的主要内容 1

备料 根据图纸下适合的毛胚料 2

热处理 退火 3

磨平面 铣平面 4

钳工 划线、打螺纹孔、销钉孔 5

热处理 淬火、回火达到硬度要求 6

磨平面 光上下平面至图纸要求 7 线切割 线割内型，保证间隙达到要求

3 冲压设备的选用与主要参数

3.1 压力机的选用

压力机对模具寿命的影响也不容忽视。压力机在不加载状态下的精度称为静精度，加载状态下的精度称为动精度。

当压力机的动精度不好时，就等于用精度不好的压力机进行冲压加工。由于测量动精度很难，生产厂家也只保证压力机的静精度。因此压力机的动静度一般只能根据其静精度的好坏、和尺寸以及对压力机生产厂家的信任度来判断。

根据总的冲裁力、模具高度、冲床工作台面尺寸等，故选压力机型号为J23——10A,并在工作台面上备置垫块。其技术规格如下：

公称压力：120KN

滑块行程：60mm 滑块行程次数：分次145

最大的封闭高度为：160mm

连杆调节长度：35mm

工作台尺寸前后：前后240mm 左右360mm

3.2 模具参数

模具的参数由210230≥≥H 得到压力机与模具的闭合高度应符合式关系，由于设计模具是闭合高度200mm 应加块垫板h=20.模具主装配图如下图3.2。

图3.2主装配图

1——凸模固定板 2——凸模 3——上垫板 4——凸模 5——凹模 6——凹模固定板

参考文献

[1] 李大鑫,张秀棉. 模具技术现状与发展趋势综述[J]模具制造, 2005,(02).

[2] 赵昌盛,朱邦全. 我国模具材料的应用发展[J]模具制造, 2004,(11).

[3] 杨关全，模具设计与制造基础2008，（2）.

[4] 杨关全，熊良猛.冷冲模具设计资料与指导2007，（2）.

[5] 高祥芷，王孝培.中国模具工程大典2007，（2）.

[6] 郝滨海，冲压模具简明设计手册2005，（2）.

[7] 刘建超，张宝忠..冲压模具设计与制造2004，（2）.

[8] 王运炎，叶尚川.机械工程材料2000（2）.

致谢

本文是在论文指导老师张国智精心指导和大力支持下完成的。老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆的创新的进取精神对我产生重要的影响。在此次毕业设计过程中我也学到了许多有关设计方面的知识，对其现状的未来发展趋势有了很大的了解。

感谢各位老师与同学的帮助。

由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，我十分的乐意接受你们的批评和指正，本人将万分感谢。