1、冷冲模具毕业设计说明书*职业技术学院毕业设计说明书题目:托扳冷冲模具设计 系 部: 班 级: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 毕业设计(论文)任务书1主要参考资料3一. 冲压件的工艺分析4二.确定冲压工艺方案41)工艺性质的确定42)工序数量的确定53)工序顺序的安排6 4)工序定位基准和定位方式的选择7三.冲压工艺计算91)坯料尺寸计算、排样及裁板方式的经济性分析，材料的利用率计算92) 冲压工艺计算及设备的选择103) 模具压力中心的计算 12 4) 弹性元件的选用与计算125) 凸、凹模工作部分尺寸及公差的确定14四.模具设计171) 凹模的设计172) 凸凹模的设计193) 冲孔凸模
2、204) 卸料装置的选择225) 模架的选取236) 上垫板257) 下垫板268) 冲孔凸模固定板269) 空心垫板2710) 凸凹模固定板3111) 卸料板33总图 33五.主要模具主要零件加工工艺过程341) 落料凹模加工工艺过程342) 凸凹模加工工艺过程343) 凸模固定板加工工艺过程354) 凸凹模固定板加工工艺过程355) 卸料板加工工艺过程366) 上垫板加工工艺过程367) 下垫板加工工艺过程368) 空心垫板加工工艺过程379) 推件块加工工艺过程37六.总结38*职业技术学院毕业设计（论文）任 务 书机电工程 系（部） 模具设计与制造 专业 班学生 学号 一、毕业设计（论
3、文）题目： 托扳冲压工艺及模具设计 二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2010年6月29日起至2010年7月28日止 三、毕业设计（论文）进行地点： D-1-101及机房 四、任务书的内容：目的：通过毕业设计这个最终阶段重要的实践教学环节，培养自己综合运用所学基本理论、基本知识和基本技能，分析和解决有关模具的实际问题能力；通过毕业设计使自己原有知识进一步深化、综合、扩展，专业技能进一步提高。从而成为社会需要的合格人才。任务：设计冲裁模具一套：零件名称：托扳 材料：08F 料厚：2mm 月产量：12000件工作日程安排：1）准备阶段：（6月29日）学生在指导教师指导下确定设计题目2）毕业设
4、计阶段：（6月30日7月15日）学生在指导教师的指导下，进行模具的设计。初步完成后，指导教师审阅，并修改。3）编写设计说明书阶段（7月16日7月19日）4）修改说明书阶段（7月20日7月22日）学生根据指导教师提出的意见和建议，对说明书作必要的补充修改，并于7月28日前交全部设计终稿。5）答辩准备阶段（8月1日8月3日）指导教师审定设计推荐合格的学生参加答辩，学生准备答辩资料。6）论文答辩阶段（8月10日8月12日） 毕业设计分组、答辩。 设计（论文）要求： 1）模具总装配图1张（1号或2号图纸，包括制件图、条料排样图）。1） 模具典型零件图45张。2） 典型零件加工工艺过程。3）设计计算说明
5、书1份（包括工艺设计和模具设计计算，约5000字）。 主要参考文献： 冷冲压模具设计指导，王芳主编冷冲模设计，丁松聚主编冷冲模具设计及制造，高鸿庭、刘建超主编冷冲模国家标准GB2873-81模具设计与制造简明手册冷冲压模具结构图册 学生开始执行任务书日期 2010年 月 日 指导教师签名： 年 月 日学生送交毕业设计（论文）日期： 2010年 月 日 教研室主任签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日一、冲压件的工艺分析1.零件材料: 08F钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。08F钢的塑性很好
6、，主要用来制造冷冲压件。锰的在钢中起到增加弹性强度的作用，因此在符合要求的情况下，含量可以有偏差。2.工件结构:该零件形状简单,结构对称.依零件图知该零件为一般冲裁,冲孔,落料件.无尖角,直线与尖角的圆角大于1.即可保证了大于凸凹模正常合理制造生产,又可以提高了凹模具的寿命,同时孔边距远大于凸凹模允许的最小避厚.这是达到了合理安全的冲裁要求。3.尺寸精度:根据零件图上孔边距6.5mm. 该工件按图纸所示无尺寸公差要求属于自由尺寸.均按IT14级确定工件的公差属于.一般冲裁均能满足其尺寸精度要求.查附录A标准公差数值(GB/T1800.3-1998)表得各个尺寸公差为; 孔4-3.5+0.03
7、0mm; 外形300 -0.52mm; 380 -0.62mm;580 -0.74mm;R80 -0.36mm，孔距17+0.62 0mm；14+0.62 0mm。4经济方面，从生产要求来看该工件的生产量为月产12000件属于大比量生产，如果用其他方式加工则成本较高，而如果采用冲压加工则能取得良好的经济效益。5.结论.由上的分析结果,以确定为用冲裁模。二、冲压工艺方案的制定1工序性质的确定 工序性质是指冲压件所需的工序种类。如使材料产生分离的工序有冲孔、落料、切边；让材料成形工序有弯曲、翻边、拉深工序等。工序性质的确定主要取决于冲压件的结构形状、尺寸和精度等的要求，同时需考虑工件的变形性质和具
8、体的生产条件。在一般情况下，可以从工件图上直观地确定出冲压工序的性质。如平板状零件的冲压加工，通常采用冲孔、落料等冲裁工序。弯曲件的冲压加工，常采用落料、弯曲工序。拉深件的冲压加工，常采用落料、拉深、切边等工序。 但在该题目给的条件情况下，需要对工件图进行计算、分析比较后才能确定其工序性质。通过对工件图的初步观察 ，该工件是落料冲孔就完成了图样的要求。观察工件效果图，初步确定工件是通过落料和冲孔工序而得到的最后效果。如下图：2） 工序数量的确定 工序数量是指冲压件加工整个过程中所需要的工序数目（包括辅助工序数目）的总和。冲压工序的数量主要根据工件几何形状的复杂程度、尺寸精度和材料性质确定，在具
9、体情况下还应考虑生产批量、实际制造模具的能力、冲压设备条件以及工艺稳定性等多种因素的影响。在保证冲压件质量的前提下，为提高经济效益和生产效率，工序数量应尽可能少些。 工序数量的确定，应遵循以下原则： 1. 冲裁形状简单的工件，采用单工序模具完成。冲裁形状复杂的工件，由于模具的结构或强度受到限制，其内外轮廓应分成几部分冲裁，需采用多道冲压工序。必要时，可选用连续模。对于平面度要求较高的工件，可在冲裁工序后再增加一道校平工序。 2. 弯曲件的工序数量主要取决于其结构形状的复杂程度，根据弯曲角的数目、相对位置和弯曲方向而定。当弯曲件的弯曲半径小于允许值时，则在弯曲后增加一道整形工序。3. 拉深件的工
10、序数量与材料性质、拉深高度、拉深阶梯数以及拉深直径、材料厚度等条件有关，需经拉深工艺计算才能确定。当拉深件圆角半径较小或尺寸精度要求较高时，则需在拉深后增加一道整形工序。 4. 当工件的断面质量和尺寸精度要求较高时，可以考虑在冲裁工序后再增加修整工序或者直接采用精密冲裁工序。 5. 工序数量的确定还应符合企业现有制模能力和冲压设备的状况。制模能力应能保证模具加工、装配精度相应提高的要求。否则只能增加工序数目。 6. 为了提高冲压工艺的稳定性有时需要增加工序数目，以保证冲压件的质量。例如弯曲件的附加定位工艺孔冲制、成形工艺中的增加变形减轻孔冲裁以转移变形区等等。由图纸给的外形和尺寸可看出，该工件
11、包含两个工序；落料和冲孔，而外形尺寸并不的高精度的要求，固虽然可以用单工序模可以完成要求，但考虑到大批量生产、成本和效率问题，还是采用复合模一次完成两道工序量。3）工序顺序的安排 工序顺序是指冲压加工过程中各道工序进行的先后次序。冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。一般遵循以下原则： 1. 对于带孔或有缺口的冲压件，选用单工序模时，通常先落料再冲孔或缺口。选用连续模时，则落料安排为最后工序。 2. 如果工件上存在位置靠近、大小不一的两个孔，则应先冲大孔后冲小孔，以免大孔冲裁时的材料变形引起小孔的形变。 3. 对于带孔的弯曲件，在一般情况下，可以先
12、冲孔后弯曲，以简化模具结构。当孔位于弯曲变形区或接近变形区，以及孔与基准面有较要求时，则应先弯曲后冲孔。 4. 对于带孔的拉深件，一般先拉深后冲孔。当孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高时，可以先冲孔再拉深。 5. 多角弯曲件应从材料变形影响和弯曲时材料的偏移趋势安排弯曲的顺序，一般应先弯外角后弯内角。 6. 对于复杂的旋转体拉深件，一般先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的内形。对于复杂的非旋转体拉深尺寸的应先拉深小尺寸的内形，后拉深大尺寸的外部形状。 7. 整形工序、校平工序、切边工序，应安排在基本成形以后。而给出的工件只有落料和冲孔，按一般思路可以先冲孔然后再落料，但要保证外形和孔的配
13、对防止孔冲完后可能落料时对充好的孔造成轻微的变形，所以在复合模冲压时，我们先考虑先落料再冲孔。4）工序定位基准和定位方式的选择。在进行冲压工艺设计时，必须考虑各种冲压工序的定位问题。所谓工序的定位，就是使坯料或工序件在各自工序的模具中占有确定的位置。合理的定位可以保证冲压的顺利进行和完成尺寸精度，也对稳定冲压工艺过程，安全生产有着直接的影响。根据图纸要求不高，用定位销采用孔定位就能满足定位要求，考虑方便和材料的合理利用原则，我们采用定位销孔定位原则代替导料板。而用定位销定位，由几何知识我们就知道用三根定位销就可以保证送料准确、顺利的经常。因为坯料是方形的，所以我们可以在横向方向放两个根定位销，
14、在平行送料方向上定一跟销钉，这样就足以满足了要求。由图纸分析可知,该冲裁件主要包括两道工序,即冲孔,落料。方案一:先落料后冲孔,采用的是单工序模生产。方案二:落料、冲孔复合模冲裁,采用的是复合生产。方案三:冲孔落料连续冲裁,采用连续模生产。对以上三种方案进行分析如下:(1) 方案一是单工序模, 所谓单工序模具结构，就是在冲床的一次行程内，只能完成一道工序。模具结构简单精度低，制造周期短，加工成本低。但需要两副模具, 模具增加使得生产成本高，生产效率低, 对一些精度要求不高，月生产批量不大的工件,采用单工序模具还是比较合适的。(2) 方案二是复合模,复合模能在同一部位上同时完成两个或者更多工序，
15、虽然这类模具结构复杂,制造困难。但冲出的工件精度高,生产效率高,特别是冲裁件孔对外形的位置度容易保证。对于月产量高的,精度要求好的可以采用。(3) 方案三是连续模,结构复杂,精度中等,生产效率中等,模具复杂,制造困难,模具成本高。综上所述,由零件尺寸和外形要求可见,及月产量要求,采用方案二为最佳。三、冲压工艺计算1）坯料尺寸计算、排样及裁板方式的经济性分析，材料的利用率计算。(1)根据零件的实际尺寸要求,查表3-12、表3-14可取条料的搭边值和c值分别是a=2.2mm; a1=2.0mm；c=0.5如图示: (2)送料步距和条料宽度:送料步距:S=D+a1=30+2.0=32mm条料宽度:B
16、=(Dmax+2a+) =(58+22.2)=62.4mm(在下模上设弹性挡料销,所以不用导料板) (3)计算材料的利用率计算.一个步距的计算公式为s=D+ a1=30+2=32mmD平行于送料方向的冲裁件的宽度一个步距内的材料的利用率: =nA/bh（A一个步距内冲裁件面积,n一个步距内冲裁件数目）一个步距的总面积为: A=bxh=62.4(30+2)=1996.80m一个制件的面积为: S总=3.14X8+38X30+16X4=1404.96m材料利用率: = S总/ A =1404.96/1996.80=70.04%2)冲压工艺计算及设备的选择(1)冲裁力的计算对选择压力机吨位和模具的校
17、核有着重要意义.根据计算公式:F=KL=1.3x(x2x8+112)x2x350=147.64kNF= 4KD=4x1.3xx3.5x2x350=40.00kN(2)压力机公称压力的计算: F卸=K卸F=0.05147.64kN=7.38KN查表3-16，得K卸=0.05F推=nK推F冲=40.05540.00kN=8.8KN 查表3-16，得K推=0.055（n为卡在凹、凸模内的孔件废料数目n= 由查表得h=8 固n=4)F总=F+F冲+F卸+ F推=147.64+40.00+7.38+8.8KN=203.82kN 由上述计算得出的结果可以看出该模具要冲压这个工件最小的冲压力要203.82k
18、N以上的力，查有过选取冲压设备的手册冲压模具简明设计手册，选取JH21系列开式固定台压力机，根据计算选用JH23-25双柱可倾压力机,其参数为:压力:250KN标行行程/mm：2.8滑块行程/mm： 80行程次数/次min 100最大闭合高度/mm 250 封闭高度调节/mm 50滑块中心线到机身距离/mm 150工作台尺寸(前后左右):400x700mm工作台孔尺寸(前后左右):150x700mm模柄孔直径:40mm 深度:65mm工作垫板厚度:70mm由Hmin-H1+10HHmax-H1-5可知179mmH292mmH:模具的闭合高度经过有关计算的可知模具的闭合高度202.4mm179m
19、m202.4mm292mm完全符合装模要求3）模具压力中心的计算由下图的零件图可见:工件是关于Y-Y和X-X轴的距离是对称的,因为工件是简单的几何对称图形，所以其压力中心在冲件轮毂图形的几何中心上。因此压力中心的坐标为:(0,0.0)根据实践经验只要模柄投影面在工件上,其压力中心可达到冲裁要求。4）弹性元件的选用与计算为保证模具卸料的准确和有效性,选择弹性体是关键,也确定凹凸模高度关键。因为根据经济性和模具的要求则选择橡胶作弹性体.在此采用4个圆筒形橡胶体,分别安装在4根卸料螺钉上.1.确定橡胶的自由高度.因:F卸=7.38KN故:F预F卸H工=h工作+h修磨h工作=+1mmh修磨=(510)
20、mm=6.0mm其中H工为橡胶的工作行程高度.h工作为卸料板的工作行程h修磨为凸凹模的总修模量为材料的厚度=2mm所以:H工=h工作+h修磨=2+1+6=9.0mm由H0=(3.54.0) H工可以确定橡胶的自由高度H0=(3.54.0) H工=4.09=36.0mm2.确定橡胶体的横截面积.根据上述选用的橡胶的原则可知，为使橡胶满足压力的要求，则F=AF。所以，橡胶垫的横截面积与卸料力及单位压力之间存有如下关系A= F/p橡胶压缩30%;经查表对应的单位压力为:1.52MP/mm2每个橡胶体的横截面积为:A=F卸/4p=7.38KN/41.52=1213.82mm23.确定橡胶的外径常见的橡
21、胶有圆筒形、圆柱形和矩形，根据模具的结构我们选择了圆筒形，因为橡胶的平面尺寸与橡胶垫的形状有关，所以有上式可确定橡胶的外径D和内孔d.由A=（D-d）/4，代人上面公式A= F/p后得，外径D=d2+1.27F卸/4p（由于螺钉已经确定，其外径为10mm，所以d=10mm,用已知的数据代人以上的式子求得；每个橡胶的外径为D=40.5mm如下图；橡胶的预压缩量为H预=(10%15%)H0=36x10=3.6橡胶预压缩后的高度为:h压=36-3.6=32.4mm校核橡胶的自由高度H0：橡胶自由高度H0与其直径D之比应在下式范围之内，即0.5 H0/D1.5如果超过1.5，应将橡胶分成若干层后，在其
22、垫以刚垫片。若小于0.5，则应重新确定其高度。经验证H0/D=36/40.5=0.89，符合上述要求。5）凸、凹模工作部分尺寸及公差的确定。刃口工作部分尺寸计算是模具设计过程中的关键.对于复合模具,工作部分包括凹凸模,凸模和凹模三个部分,其中凸凹模用电火花线切割和钻削加工出来.凹模用电火花线切割一次割出来.首先确定外形的落料凹模刃口尺寸,以凹模为基准制造凹凸模的外形尺寸冲孔凹模尺寸以凸模为基准,由于冲孔凸模为=3.5mm，孔过小难加工，所以我们采用标准件。确定好工作部分的尺寸对模具的寿命和冲裁件及其它零件的确定安装有重要的影响.有关数据或公式查可知:(1) 首先确定凹模1.落料凹模由零件图可知
23、:该零件属于一般冲孔落料件其外尺寸:30mm;38mm;R8mm; 58mm由落料获得;4-3.5mm;17mm;14mm由冲孔获得;取磨损系数X=0.5由查表得Zmin=0.246mm;Zmax=0.36mmZmax-Zmin=0.36-0.246=0.114mm零件未标注公差的尺寸均按IT14级处理,查公差表得:4-3.5+0.03 0mm;300 -0.52mm; 380 -0.62mm;580 -0.74mm;R80 -0.36mm按照模具的制造精度高于冲裁件精度34级则:模具按照IT9级制造冲孔4-3.5mmdp=(dmin+x)0-p=(3.5+0.50.03)0 -0.03=3.
24、520 -0.03mmdd=(dmin+x+Zmin)0+d=(3.5+0.50.03+0.246)+0.03 0=3.77+0.03 0mm校核:p+dZmax-Zmin 即:0.03+0.030.114证明:所选取的p和d的值是合适的.孔心距:Ld=170.43/8=170.05mm Ld=140.43/8=140.05mm落料R8mmRd=(Rmax-x)0+d=(8-0.50.36)+0.04 0=7.82+0.04 0mmRp=(Rmax-x-Zmin)0+p=(8-0.50.36-0.246)0 -0.04=7.570 -0.04mm校核: p+dZmax-Zmin 即:0.04+
25、0.040.114证明:所取的p和d的值是合适的落料30mm Ld=(L-x)0+d=(30-0.50.52)+0.05 0=29.74+0.05 0mm Lp=(L-x-Zmin)0-p=(30-0.50.52-0.246)0 -0.05=29.490 -0.05mm校核: p+dZmax-Zmin 即:0.05+0.050.114证明:所取的p和d的值是合适的落料38mmLd=(L-x)0+d=(38-0.50.62)+006 0=37.69+006 0mmLp=(L-x-Zmin)0-p=(38-0.50.62-0.246)0 -0.06=37.440 -0.06mm校核: p+dZma
26、x-Zmin 即:0.06+0.060.114证明:所取的p和d的值是不合适的故:凸模、凹模的制造公差p和d分别取小于0.114/2=0.057取0.05因此:Ld=(L-x)0+d=(38-0.50.62)+006 0=37.69+005 0mmLp=(L-x-Zmin)0-p=(38-0.50.62-0.246)0 -0.05=37.440 -0.05mm同理可得落料58mm由于制造公差大于0.114/2=0.057固取p=d=0.05得Ld=(L-x)0+d=(58-0.50.74)+006 0=57.63+005 0mmLp=(L-x-Zmin)0-p=(58-0.50.74-0.246)0 -0.05=57.380 -0.05mm凸凹模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制
