毕业设计论文紧固机构加强板的落料冲孔复合模设计.docx

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1、随着当今科学技术的迅速发展，模具生产技术已经成为现代化工业生产加工的必备技术。为了提高并检验学生实际动手能力，XX大学为大四学生组织了专业基础课程的XX设计，其中模具专业的学生分别领到了相关的XX设计题目。并在专业老师的指导下完成XX项目。此次毕设的题目为紧固机构加强板的落料-冲孔复合模设计。该工件设计主要采用冷冲压模具加工生产，其中分别运用了落料-冲孔复合模以及弯曲-压筋复合模进行设计，每套用一个章节进行描述。期间查阅借鉴了大量关于模具设计与相关基本冲压工艺的书籍及文献，并引用了许多相关计算公式进行计算，最终完成了此次设计说明。关键字：冷冲压、复合模设计AbstractFo11owingth

2、edeve1opmentofmo1dtechnique,whichhasbecameakindofessentia1techniquetomodemsociety,wemaydobetterinmanufacturefie1d,whichisthemostimportantinmodernizedindustry.Accordingtotheorderofgraduate,CCUTorganizesthedesignofgraduateineveryyeartoimprovetheabi1ityofdesigninonese1f.Wereceivedthetit1eofdesignaboutm

3、o1d.Thetopicofinstructionsisthedesigninre1ationtoawork.Fo11owingthisinstructions,wecou1dknowwhatisthemeasuretodesignmo1d,andwemya1soknowthestepsofthemo1ddesign.Thedesignserious1ysummarisetheexperiencesoffronts.Obvious1y,ita1soinc1udeagreatnumberofthoughtwhichbe1ongstome.Keywords:instructions;mo1d;de

4、sign摘要1绪论4第一章工艺方案的确定5第一节工件的工艺分析5第二节工艺方案的制定8一、方案一的分析8二、方案二的分析8三、方案三的分析8第二章落料冲孔复合模的设计9第一节总体方案的设计9第二节工件展开尺寸的计算10第三节工艺与设计计算12一、排样与设计计算12二、计算冲压力与压力中心、初选压力机12三、计算凸、凹模及凸凹模刃口尺寸和公差14四、设计选用模具零部件、绘制模具总装配草图15第三章、弯曲压筋复合模的设计29第一节总体方案的设计29第二节工艺与设计计算30一、计算弯曲、压筋力和初选压力机30二、计算凸、凹模刃口尺寸和公差31三、设计选用模具零部件、绘制模具总装配草图34主要参考文献

5、41冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是基于金属的塑性变形，使用模具及其冲压设备对材料进行加工，来获取所需的零件形状和尺寸。冷冲压加工与其它加工方式相比的优点：冲压件稳定、互换性好、操作简便、生产效率、材料利用率高、适合大批量产品生基于冲压件的形状、尺寸及各种精度要求不同，因此使用不同的板料来加工不同用途的零件以此来满足产品需求。冷冲压工艺广泛应用于机械制造行业中，它在汽车农机、家用电器、军工航天等方面已然成为了重要的工序之一。随着现代工业产品生产的多样化，冲压生产被各个国家所重视起来。许多国家模具工业产值在工业总产值中占相当大的比重，其生产加工工艺依然成为了行业的指向标。冷冲压的工序大致可分

6、为分离和成形两道工序:分离工艺成型工序落料、冲孔、切割等弯曲、拉伸、翻边、翻孔、胀形、扩口、缩孔等利用冷冲压设备及各种材料，根据产品的工艺要求使用不同工序对其加工，以达到满意的状态。为了满足生产需求，其自身也在不断革新与发展，它主要表现为以下几个方面：1、模具CAM/CAD技术的广泛使用：CAD/CAE/CAM技术是整个行业中关键且共性的技术，加大新技术的开发与推广应用，实现技术资源重新整合，不断提高自主创新力，让虚拟创造成为可能。2、板料性能的改进：研发出性能更高的板料，以减轻板料重量及提高强度要求，满足更高工艺的产品生产需求。3、模具扫描及数字化系统的应用：通过高速扫描机和模具扫描系统制作

7、模具，缩短了人工设计步骤及制造周期，大大提高了工业产品生产的效率。4、满足现代产品更新换代快的发展趋势：通过计算机系统及其一些简易模具的组合，发展一些新的成形工艺来迅速有效的制造出产品。第一章工艺方案的确定第一节工件的工艺性能分析由下列工件图及具体工艺参数可知，此工件形状为U形，工件的外壁、底部上均有均呈对称布置的小孔，它们在横向中心线附近。它有几处宽度比工件本身的宽度单边减少了IOmm左右且不相同都采用圆角过渡式设计的弯曲部分。观察图片可得还有两条大筋，均为属于一边的对称式分布以及采用圆角过渡设计。除此之外，工件的底部一半采用纯圆弧过渡，另一半采用压筋式圆弧过渡。由此可知该工件属于适合冲裁加

8、工的直接成形件。冲裁加工本工件需要使用落料、冲孔、弯曲、压筋等加工工艺。具体设计方案可罗列比较逐一选取。图1-1(c)P-P图1-1(d)第二节工件工艺方案的制定此工件需要使用落料、冲孔、弯曲和压筋这四个过程进行加工，因此有必要考虑每个过程所需的位置以及是否可以重复使用等等。所考虑的工件类似于U形零件，并且两个零件的等边线不同，因此基本上可以确定不可能使用一组模具，于是需要进行分步加工。因此，在以下方案进行逐一选取：方案一：单工序模加工工件。该工件性侦比较特殊，在冲在过程中需使用落料、冲孔、压筋、弯曲等工序来制作。如果采用分布式加工的单工序模加工方法进行加工，就应该制作落料模、冲孔模、压筋模和

9、弯曲模这四套模具来分别加工工件。由产品的具体工艺参数可知，完全没有必要采用这种复杂的加工方法。方案二是采用级进模与复合模逐步加工工件。使用一套模具是不可能完成该产品的加工，因此最低使用两套模具来对工件进行具体方面的加工。于是将落料和冲孔设计为级进模，将弯曲和压筋设计为复合模。根据产品尺寸较大的特点，不利于落料冲孔级进模的生产，且板料与凸凹模制造难度会骤增，因此落料和冲孔使用级进模进行加工是非常困难的；级进模的特点是制造精度太低而且不利于大批量产品的生产，因此该物件不适合采用第二种加工方法。方案三为以上四种工序均由复合模制作。由于级进模制作要求不符合该产品加工，又不能单独使用一套模具来完成加工，

10、因此在使用最少模具的加工要求下，相对简单制造且可以保证加工工艺要求的复合模加工方法脱颖而出。复合模有适合加工形状简单且可以一次成型的产品，满足上述所有要求。使用两组复合模具加工该产品，就可以减少材料的使用以及节省大量的时间和资源，并且可以降低制造成本。所以此方案适合用于该冲裁零件的生产。第二章落料冲孔复合模的设计第一节总体方案的设计一、总体结构的设计由具体数据可得出工件孔间距大于同时冲裁的最小经验值4且展开图像矩形方形板，这意味着适合直接冲孔和落料。通过使用倒装复合模的形式可以同时完成落料跟冲孔。三、凸、凹模的结构形式该工件采用了倒装复合模的结构形式。凸模与凹模分开加工而成。凸模设计成降低刃口

11、精度制造难度的前小后大形式；凹模刃口根据工件设计，凸模与凹模配合加工而成。四、卸料形式落料后，采用将推件器放置在凹模中，并通过顶部推料销将停留在凹模中的工件推出的方法进行卸料。冲孔废料被垫板、凸凹模、下模座等带有通孔的结构排出。五、导向、定位形式该工件为小型工件，应选用具有模柄孔的形式以及上模座中的手柄设计的开式压力机来带动模具工作。以挡料销的形式放置在卸料板上，并且根据工件的宽度在卸料板上开槽来完成板料进给。通过销钉和螺钉直接将凸凹模连接并固定在下模座上；凸模则可直接通过凸模固定板进行定位。第二节工件展开尺寸及大小的计算根据rt20.5（r代表半径，t代表工件厚度），取1Z=II+1,+妇P

12、=11+U+-1002100(r+xt)，KP1z=1,+U+1,+14+1s+1,+(a,p,+a9p9+ap1XJ0J*J4p4+5p5+a6p6)其中x1=0.39；x2=0.42；x3=0.42；x4=0.42；x5=0.36;x6=0.39;求得1z=21.664.544.34+12.29+55.04+14+13.79+13.886.94+6.94+5.84+5.85+9.08=268.24(mm)具体数据参照下图：图1-2工件展开尺寸如图1-3所示:图1-3第三节工件工艺与设计的计算一、工件排样与设计的计算：采取方便取料以及成型件的冲裁的直排方式。通过查表可知侧边值a2为2.5mm

13、,最小搭边值a1为2.2mm,材料的宽度偏差B=2a+220=225mm,故应取4=1.1o通过查表可知板料与槽壁之间的最小间隙值Zmin=8mm。板料的宽度B?A=225011,卸料板内槽间距离为：B0=B+Z=233进距为：S=a1+1z=270.44o由于零件图近似算得一个零件的面积为268.24x220-(24+34)100.52=58432.8,因此A=S总=58432.8一个进距内坯料总面积为：BS=225270.44=60849因此材料利用率为：=100%=96%oBS二、计算冲压力的大小与压力中心、初次选定压力机冲裁力：根据工件的零件图可算出一个零件内外周长之和1i=1外+1内

14、1外二268.24x2+220x2(20102)2=964.8mm1内二4rx13+8乃x5.5+4)4.5+4乃x5=(52+4418+20)=420.97mm所以总冲裁长度11=420.97+964.8=1385.77mm0又h=295MPaF=K1trb=1.3x1385.77x2x295=1062885.59(N)卸料力：查表可知Kr=0.04Kr=0.055Kd=0.06FX=KXF=0.04x1062885.59=42515.4236(N)推件力:依据材料厚度来取凹模刃口直壁的高度h=IOmm故n=h/t=5Fr=nKrF=50.0551062885.59=292293.5(N)顶

15、件力：Fd=KdF=0.06x1062885.59=63773.1(N)总冲压力：F=F+Fx+F7.=2040740.292040(KN)计算压力中心如图1-4所示：/X11X1=X111X212X313X414+X515X616X717X818+X919X10110XU1U+XX91jX122012+X13113+14114+X15115+X16116+X17117+X1818+120+X21121+X22122+23123+24124+X25125+x261261=1,12+13+14+15+16+17+18+19+110+1i1+1i2+1i3+114+115+1i6+1i7+1i8+19+120+12+122+123+124+125+126弋154vX1207130.82Z1343-Yj1同理可得：Y1+YI+YI+YI+YI+YI+YI+I