毕业设计方案说明书

河南机电高等专科学校

毕业设计说明书

毕业设计题目：[引线片冲压工艺及模具设计]

系部材料工程系

专业模具设计与制造

班级模具057

学生姓名姜兴龙

学号 051010201

指导教师翟得梅

2008年05月 18 日

目录

摘要 (6)

绪论 (8)

一. 冲裁件工艺性分析及方案的确定 (12)

1. 冲裁件工艺性分析 (12)

2.. 冲压工艺方案的确定 (12)

二. 主要工艺参数计算 (13)

1. 排样方式的确定及计算 (13)

2. 冲压力的计算 (14)

3. 压力中心的确定及计算 (15)

4. 工作零件刃口尺寸计算 (17)

5. 卸料橡胶的设计 (20)

三. 模具总体设计 (22)

1. 模具类型的选择 (22)

2. 定位方式选择 (22)

3. 卸料、出件方式选择 (22)

4. 导向方式选择 (22)

四. 主要零部件的结构设计 (23)

1. 工作零件的结构设计 (23)

1.1 落料凸模的设计 (23)

1.2 冲孔凸模的设计 (25)

1.3 落料凹模的设计 (26)

2. 定位零件的设计 (27)

2.1 导正销的设计 (27)

3. 导料板的设计 (28)

4. 卸料部件的设计 (30)

4.1 卸料板的设计 (30)

4.2 卸料螺钉的选用 (30)

5.模架及其他零部件设计 (31)

五.模具总装图 (32)

六.冲压设备的选定 (34)

七.模具零件加工工艺 (35)

八.模具的装配 (39)

总结 (41)

致谢 (42)

参考文献 (43)

插图清单

1.引线片冲裁模制件图 (11)

2.引线片冲裁模排样图 (13)

3.引线片冲裁模凹模型口图 (15)

4.引线片冲裁模橡胶形状图 (20)

5.引线片冲裁模落料凸模图 (22)

6.引线片冲裁模凸模固定板图 (23)

7.引线片冲裁模冲孔凸模图 (24)

8.引线片冲裁模凹模图 (25)

9.引线片冲裁模导正销图 (26)

10.引线片冲裁模导料板图 (27)

11.引线片冲裁模承料板图 (27)

12.引线片冲裁模卸料板图 (28)

13.引线片冲裁模模具装配图 (30)

表格清单

1.排样及材料利用率计算一览 (13)

2.模具压力中心表计算一览 (16)

3.模具工作零件刃口尺寸计算一览 (19)

4.模具落料凸模加工工艺过程一览 (31)

5.模具冲孔凸模加工工艺过程一览 (32)

6.模具凹模加工工艺过程一览 (33)

7.模具引线片冲裁模装配表一览 (34)

引线片冲裁件模具设计

摘要

本设计题目为引线片冲裁模，体现了典型冲裁模的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该模具的设计，加强了设计者对冲裁模设计基础知识的理解和运用，为设计更复杂的冲裁模具做好了铺垫。

本设计运用冲裁工艺及模具设计的基础知识，首先分析了板材的性能要求，为选取模具的类型做好了准备；然后计算了冲裁件的冲裁力，便于选取压力机吨位及确定压力机型号；最后分析了冲裁件的特征，便于确定模具的设计参数、设计要点及卸件装置。

本设计采用了冲孔—落料级进模成形引线片。成形原理可划分为两个阶段：首先冲孔凸模与凹模共同作用先冲出两个φ1.85mm和两个φ6.5mm的孔，而后利用第一步冲出的两个φ1.85mm和两个φ6.5mm的孔做精确定位使外形凸模与凹模共同作用使工件落料成形。

关键词冲孔—落料级进模冲孔凸模凹模压力机吨位

Abstract

The topic for the design is gasket blanking die design,It has manifested the typical blanking die's design request, the content and the direction, has certain design significance.Through the design of the component mold, strengthens the designer’s understand and utilize to the blanking die design basical knowledge,has prepareed for designing more complex blanking die.

The design has utilize blanking craft and the basical knowledge of the mold design, has first analyzed the property requirement of the plate , has prepared for selecting the mold type；then has calculated the blanking strength,has advantaged to select the press tonnage and determine press model。 Finally has analyzed the characteristic of the products, has advantaged to finite the mold design variable,the design main point and shedder.

This design used piercing and blanking progressive die to form the products.The forming principle can be divided to two stages: First, piercing punch and die affect together and pierce two holes ofφ1.85mm and two holes ofφ6.5mm,then use the three holes as pinpoint to make the product formed.

Key word Piercing and blanking progressive die Piercing punch Press Tonnage

绪论

目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。

大学三年的学习即将结束，毕业设计是在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。在学校的近三年学习中，已完成了模具专业教案计划中所要求的理论课程。在毕业前夕，通过毕业设计的实践环节，进行已学知识的全面总结和应用，提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识。

毕业设计其目的在于巩固所学知识，熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养实际工作能力。通过设计，使我在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、零件结构设计、编写技术文件和阅读技术文献等方面受到一次综合训练。

毕业设计要达到的具体要求是：

1.系统总结，巩固过去所学的基础知识和专业课知识。

2. 运用所学知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。

3.通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。

4.提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15％左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大的变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展。浙江宁波和黄岩地区的模具之乡；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。近年来，随着我国经济的腾飞和产品制造业的蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高速发展的时期。据中国模具工业协会统计，1995年我国模具工业总产值约为145亿，而2003年已达450亿左右，年均增长14%。另据统计，我国<不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过20000家，从业人员有60万人，模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提出更为大量、更为迫切的需求，特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具制造业面临着发展的机遇，无疑也面临着更大的挑战。

我做的是冷冲压模具设计，冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得需要零件<俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。

冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冷冲压加工产品零部件，如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当大。不少过去有铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已经被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工制造，大大提高了生产效率，降低了成本。可以说如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率，提高质量，降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。

在大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是冲压模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，充

分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽了最大努力做毕业设计。

在设计的过程中，虽然有一定的困难，但在指导老师的细心指导、同学间的讨论和自己的努力下，自信会完满的完成毕业设计任务。由于我的水平有限，而且缺乏经验，设计中难免会出现疏漏和不妥之处，敬请各位老师指正。

设计者：姜兴龙

2008.04.01

工件名称：引线片冲裁件

工件简图：如图所示

生产批量：大批量

材料：A3钢

材料厚度：1.5 mm

图1-制件图

第1章．冲裁件工艺性分析及方案的确定

1.冲裁件工艺性分析此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为A3钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个1.85mm的孔和一个 6.5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间也满足要求，最小壁厚为

2.5mm。工件未标注尺寸公差的部分为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。

2.冲裁工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。

方案二：落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。

方案三：冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚 2.5mm小于凸凹模许用最小壁厚 2.7mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后制品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只有一副模具，生产效率高，操作方便。工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。

第2章．主要设计计算

１．排样方式的确定及其计算

设计级进模，首先要设计条料排样图。引线片的形状相对对称，但在这里我们考虑到材料利用率所以采用直对排，如图所示的排样方法：

图2--排样图

一个步距内的材料利用率η为：

查《冲压模具设计与制造》表2.5.2，确定搭边值：

两工件间的搭边：a=0.5mm 。 工件边缘搭边：a 1=1.0mm ； 步 距为：10.4mm 。 条 料 宽 度：B=33mm

冲裁件面积：A=π×4.72+2.76×1.5+0.5×π1.852+3.5×3.7-1.65×1.3-π×0.9252-π×3.252=53.828mm 2

查板材标准，宜选200mm ×300mm 的钢板，每张钢板可剪裁为6张条料(33mm ×300mm>，每张钢板可冲346个工件，则ηe 为：

ηe =

LB

nA

×100% =300

200346

828.532???×100%

=62.1%.

表<1）----排样及材料利用率计算

2、冲压力的计算

该模具采用级进模，拟选择弹性卸料、下出件。冲压力的相关计算如下：

由《冲压模具设计与制造》中冲裁力公式--2.6.1得：

F=KLtT b

公式中 F 冲裁力

L冲裁周边长度

对于φ6.5的孔：L=3.14×6.5=20.41mm

对于φ1.85的孔:L=3.14×1.85=5.81mm

t 材料厚度 t=1.5mm

Tb材料抗剪强度取360MPa

K安全系数安全系数K是考虑到实际生产，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损，板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取K=1.3

对于φ6.5的孔: F1=1.3×3.14×6.5mm×1.5mm×360MPa=14328N

对于φ1.85的孔: F2=1.3×3.14×1.85mm×1.5mm×360MPa=4078N

因为F1＞F2所以选择冲床时的冲裁力为F1。 根据以上数据计算可得： F=14328N

下面对卸料力进行计算： 由P70 2.6.3公式得 :卸料力Fx=KxF 由P70 2.6.4公式得 推件力Ft=KtF

公式中:

F 冲裁力为14328N

Kx 卸料力系数 由《冲模》P70表2.6.1查得Kx=0.05 n 同时在凹模内的废料 n=h/t 式中 h 凹模洞口的直刃高度

t 板料厚度

Kt 为推件力系数 由表2.6.1查得Kt=0.55

由于采用弹性卸料装置，下出件，故据P71 2.6.6公式得： F 总=F+Fx+Ft

=F+0.05F+0.55nF

根据凹模的修模余量的一般要求，取h=8mm ，则n=8/2=4 故 F 总=46566N

3．压力中心的确定及相关计算

计算压力中心时，先画出凹模型口图，如下图所示。在图中将xOy 坐标建立在图示的对称中心线上，将总裁轮廓线按几何图形分解成1L -6L 共6组基本线段，用解读法求得该模具的压力中心C 点的坐标(463.57,74.18>。有关计算如下表1所示。

图3- 凹模型口图

表<2）--压力中心数据表

由以上计算结果可以看出，该工件总裁力不大，压力中心偏移坐标原点(463.57,74.18>较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，(463.57,74.18>点仍在压力机模柄投影面积范围内，满足要求。

4．工作零件刃口尺寸计算

在确定工作零件刃口尺寸之前，首先要考虑到工作零件的加工方法和模具的装配方法，结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凹模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简化，因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。

1）落料加工工序

对于形状复杂或料薄的冲裁件，为了保证凸、凹模之间一定的间隙值，必须采用配合加工。在落料加工工序中要完成的是对一个长为18mm 宽为9.4mm 的矩形进行落料，并带有两个R=1.85mm 的圆角和一个深度为1.3mm 的槽，尺寸未注公差根据设计的规则取自由公差、为IT14级精度，其他标准公差值由《公差配合与技术测量》表查得

而所需冲裁的制件外轮廓需要落料来进行，应以凹模为基准件，凹模的磨损情况可分为三类：

1） 凹模磨损后变大的尺寸 2） 凹模磨损后变小的尺寸 3）

凹模磨损后不变的尺寸.

凹模刃口尺寸计算如下:

φ9.4凹=(9.4-0.75×0.1> 0+0.025=9.3250+0.025 1.5凹=(1.5-0.75×0.12> 0+0.03=1.410+0.03 3.7凹=(3.7-0.75×0.12> 0+0.03=3.610+0.03 R1.85凹=(1.85-0.5×0.25> 0+0.063=1.7250+0.063 1.65凹=(1.65+0.75×0.12> -0.030=1.74-0.030 13.3凹=(13.2+0.5×0.2> ±0.025=13.3±0.025 9.8凹=(9.7+0.5×0.2> ±0.025=9.8±0.025 2.2凹=(2.2+0.5×0.25> ±0.031=2.235±0.031

由于冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用.由于凹模结构形式及固定方法不同,受力情况又比较复杂,目前还不能用理论方法来确定凹模轮廓尺寸.在生产中,通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸,或凹模孔口刃壁间的距

离,按经验公式来确定:由<<冲压模具设计与制造>>中式2.9.3得:

凹模厚度 : H=kb(>>15mm>

凹模壁厚 : C=(1.5-2>H (>>30—40mm>

查表2.9.5可得 k取0.4而b为(18+9.4=27.4>mm

于是有H=27.4×0.4=10.96综合考虑取H=20

所以凹模壁厚C=(1.5-2>H=25

L=2c+b=78mm

B=2c+9.4=69.4mm

凹模外形尺寸的确定如下图所示:

图4--凹模外形尺寸的确定

２）冲孔加工工序

同样的采用自由公差为IT14级精度，要同时冲出一个φ6.5mm和一个φ1.85mm的孔，还要保证孔与孔之间的相互位置关系均为IT14级精度，凸、凹模的加工同样要采用IT6和IT7分别进行加工。

①当冲直径为6.5mm的孔时，因为为IT12取X=0.75

由《冲模》P58表2.4.1得

凸模制造偏差δT=0.020mm

凹模制造偏差δA=0.020mm

由《公差》P13表2-4查得

直径为5mm的公差为0.15mm

由《冲模》P55表2.3.3得

Z max=0.240mm

Z min=0.132mm

则Z max- Z min=0.240-0.132=0.108mm

则根据公式：

d T=(d min+ x△>-δT0

+δA

d A=(d T+ Z min> 0

则 d T=(6.5+0.75×0.15> -0.020

d A=(6.6125+0.132> 0+0.020

校核：∣δA∣+∣δT∣≤Z max- Z min

0.04＜0.108 故满足间隙公差

②当冲直径为1.85mm的孔时，因为IT13取X=0.75

由《冲模》P58表2.4.1得

凸模制造偏差δT=0.020mm

凹模制造偏差δA=0.020mm

由《公差》P13表2-4查得

直径为1.85mm的公差为0.14mm

由《冲模》P55表2.3.3得

Z max=0.240mm

Z min=0.132mm

则Z max- Z min=0.240-0.132=0.108mm

则根据公式： d T =(d min + x △>-δT 0

d A =(d T+ Z min > 0

+δA

则d T =(1.85+0.75×0.14> -0.020

d A =(1.955+0.132> 0

+0.020

校核：∣δA ∣+∣δT ∣≤Z max - Z min 0.040＜0.108 故满足间隙公差

表<3）--工件零件刃口尺寸的计算

5．卸料橡胶的设计

卸料橡胶的设计计算见下。要求选用的4块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。其结构见图4所示： 模具工作行程工h ：

工h =21h t h ++=1+1+2=4mm. 1h 为凸模凹进卸料板的高度1mm.

t 为料厚.

2h 为凸模冲裁后进入凹模的深度2mm. 橡胶工作行程工H ：

工H =工h +修h =4+5=9mm.