08模具论文

福建技师学院１绪论板料冲压是金属加工的一种基本方法，他用以生产各种板料零件，具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。在现代汽车、拖拉机、电器电机、电子仪表、日用生活用品、航空航天以及国防工业等各个工业部门中均占有越来越重要的地位。冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面还是在经济方面都具有许多独特的优点，其生产出来的工件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗的特点，是其他加工方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成型加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集新产品，其制造是单间小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成型加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。由于冲压加工具有上市突出的有点，因此在批量生产中得到了广泛应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业机敏用工业生产中比不得少的加工方法。冲压工序根据材料的变形特点可分为分离工序好变形工序两类。分离工序是指坯料再冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，使坯料发生断裂而产生分离。分离工序包括：切断、落料、冲孔、切口、切边、剖边等。成型工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未达到强度极限，是坯料发生塑性变形，成为居于有定形状尺寸与精度制件的加工工序。成型包括：弯曲、拉深、翻边、旋转、校平、压花等。1.冲模介绍1．1冲模分类根据工艺性质可分为：冲裁模、弯曲模、拉深模、成型模。冲裁模是指沿封闭或长空的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等；弯曲模是指板料毛坯或其他坯料沿着直线或弯曲线产生弯曲变形，从而获得一定角度或形状的工件的磨具；拉深模是把板料毛坯制成开口空心件进一步改变形状和尺寸的模具；成型模具是指将毛坯或半成品工件按凸凹模的形状直接复制成形，而材２料本身仅产生局部塑性变形的模具。根据工序组合成都分，可分为单工序模、复合模、和级进模。单工序模是指在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具，复合模是指只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具；级进模又称连续模，是指在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。1．2冲模的零部件通常模具由两类零件组成，一类是公益零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；另一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括导向零件、紧固零件、标准件及其他零件等。目前我国冲压技术与工业发达国家相比还相当落后，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国家上有相当大的差距，导致我国模具在使用寿命、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很大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品的生产正呈现多品种、少批量、精密、更新速度快等变化特点，冲压模具正向高效精密、长寿命、大型化方向发展，为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计，依靠人工经验和常规机制加工技术向以计算机辅助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。至今，我国模具制造行业的产值已经超过机床工业。有关板料冲压技术方面的问题愈来愈为人们所关注，相应的冲压工艺理论的研究及冲压加工机理的探讨也随之不断深化，如何从冲压工序基本应力与变形状态的分析着手，改善冲件的质量精度，并提高模具的使用寿命也就显得愈为重要。福建技师学院３摘要：本论文应用所学专业理论课程和生产实际知识进行了冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。通过本次设计，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能，懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了相应工程设计规范和标准，同时对相关的课程进行了全面的复习，使独立思考能力有了提高。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。本设计主要工序包括：落料。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，模板及主要零件设计，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以及工艺性，绘制模具总图和非标准件零件图。关键词：冷冲压；冲裁；落料模具４前言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，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从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了坚实的基础。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，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,了解模具的加工工艺过程。本文是连接板落料、单工序模设计说明书，结合模具的设计，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化，标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。文中附有必要的插图和数据说明。福建技师学院５模具（冷冲压）毕业设计任务书一、完成任务工作量：（具体要求详见补充说明）1、毕业设计模具总装配图纸；2、相关非标准零件图（待加工零件图）；3、模具毕业设计论文；4、完成模具实物零件的加工和装配；二、设计课题任务（各小组按照不同的图纸要求）第二小组：设计一副落料模具（零件见下图）板料厚度为：1.2mm,要求用导料板导料、刚性挡料销定位。福建技师学院６1设计课题及设计任务书1．1设计课题1.1.1课题名称;连接板落料、单工序模1.1.2课题研究的目的与基本要求(1)目的①用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一项冷冲模设计的实际训练，从而培养和提高学生独立工作的能力。②扩充“冷冲模设计”课程所学内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。③掌握冷冲压模具设计的基本知识。如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。(2)基本要求①按制图技术要求，生产加工安排，模具装备调试技能。②以生产者的身份来设计模具，为求所设计模具适合在所在设备条件下生产，即要综合生产实际，又要满足生产要求，更要提高生产效率和经济效益。福建技师学院７1.2设计任务本设计为连接板落料单工序模具，设计工件如图1.1所示：图1.1技术要求：1.零件名称：连接板2.生产批量：大批3.材料：08F4材料厚度：t=1.2mm2工艺方案分析及确定2.1零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。一般来讲，在满足工件使用要求的条件下，能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，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，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实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析如下：1材料:该冲裁材料为08F是普通碳素钢,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。福建技师学院８3尺寸精度：只有槽精度要求较高。2.2工艺方案的确定确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，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。该零件包括落料基本工序,可以采用以下4种工艺方案：(1)模具结构相对比较的简单采用一道的落料工序就能完成零件的加工。方案（1）冷冲压是少,无切屑的高效加工方法，材料费料少，利用率高。（2）冷冲压零件在形状和尺寸精度方面互换性较好，可以满足一般装配和使用要求。(3)冷冲压零件经过塑性变形，金属内部正在得到改善，机械强度有所提高。（4）冷冲压操作简单，易于实现机械化和自动化，生产效率高。2.3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，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。2.3.1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（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。根据不同几何形状的冲件，可得出与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2.1：图2.1福建技师学院９2.3.2材料利用率衡量材料经济利用的指标是材料利用率。一个进距内的材料利用率为η=%100HBA（2.1）式中：A——冲裁件面积（mm2）；B——条料宽度（mm）；H——进距（mm）.η=%10032.42329403=9403/1354=694.3%一张板料上总的材料利用率η∑为：η∑=%100LBAN式中：N——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（mm2）；查板材标准.选600mmx2000mm的钢材,每张钢板可剪裁为5张条料(5mmx2000mm),每张条料可冲47个工件:η∑=%10020006003342475=65.4%2.3.3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刚度，便于送料。搭边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。福建技师学院１０（3）排样的形式（直排、斜排、对排等）。（4）条料的送料方法（是否有侧压板）。（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再经过简单计算确定的。查表2—］［17得搭边值：a=2.5mm，a1=2mm，故取搭边值为：a=2.5mm，a1=2mm。3工艺设计与计算3.1冲压力与压力中心的计算3.1.1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，必须适时的解决出件、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。3.1.2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：F=ktlτ(3.1)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：F=1.3LTτ（3.2）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(MPa)。经查资料取τ=280］［1MPa，τ按非退火08F钢板计算福建技师学院１１将相应数据代入，得冲裁力为：落料力F=140.6×1.2×280×1.3=61KN3.1.3卸料力、推件力的计算表3.1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：FQ2=K2nF(N)（3.4）式中：FQ1、FQ2——分别为卸料力、推件力；K1、K2——分别为卸料力系数、推件力系数，其值见表3.1n——同时卡在凹模孔内的工件或废料数，F——冲裁力（N），按式（3.4）计算。表3.1卸料力、推件力系数表查表3.1得K1=0.05K2=0.04。代入公式得：卸料力FQ1=K1F=0.05×61=3KN推件力FQ2=K2nF=0.04×5×61=12KN材料种类板料厚度/mmK1K208F~0.10.06~0.090.10.1~0.50.045~0.070.0650.5~2.50.025~0.