插销座的落料冲孔复合模模具的设计.doc

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毕业论文（设计）
插销座的落料冲孔复合模模具的设计

院 系 航空机械制造工程学院
专 业 模具设计与制造
班 级 模具1102班
学 号 ４８ 　　
姓 名 朱翼飞
指导老师 周春华

二Ο一四年 四 月 五 日

诚 信 声 明

本人郑重声明：所呈交的大专毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

毕业论文（设计）作者签名：朱翼飞
二零一四 年 四 月 五 日

目 录
1.摘要....................................................1
2.绪论....................................................2
2.1引言...................................................2
2.2 任务叙述..............................................5
3.冲裁工艺分析及模具设计过程..............................6
3.1分析零件的冲裁工艺性..................................6
3.2 拟定零件的冲压工艺方案................................7
3.3 工艺计算..............................................7
3.4 确定模具结构..........................................9
3.5.零件的设计及标准零件的选用............................9
3.6 绘出部分非标准件零件图...............................15
4. 参考文献...............................................18
5. 致谢..................................................19

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第一章：摘要
冲压制品已在工业、农业、国防和日常生活中的方面得到广泛应用,特别是在机械业中更为突出。机械产品的外壳大部分是冲压制品，产品性能的提高要求高质量的冲压模具和冲压性能，成型工艺和制品的设计。
冲压制品的成型方法很多。其主要用于是冲孔，落料，弯曲，拉伸等。而冲压模，约占成型总数的60％以上。当然如利用电气控制，可实现半自动化或自动化作业。
冷冲压冲裁模主要用于金属制品的成型，它是冲压制品生产中十分重要的工艺装置。冲压模的基本组成是：上下模座、模具垫板、下模固定板、凹模镶块、抬料钉、导料板、导柱导套、卸料板弹钉、卸料板等。
通过对冲裁图样零件的工艺性的正确分析，设计了一个连续冲裁冲孔落料模。本设计介绍了模具成型零件包括凸模、凹模及其他零件，如卸料板、固定板、垫板、导柱、导套等的设计和选用过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，冲裁机构与送料挡料以及其它结构的设计过程，并对着重对模具的设计部分作了详细介绍。

关键词: 冲孔 落料 冲孔落料模

第二章：绪论

1、引言
冲压模具发展历史和技术水平状况：1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该汽车厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。走过漫长的发展道路，目前我国已形成约300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字。）各类冲压模具的生产能力。形成了如浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和乡镇企业迅速崛起，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。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，模具的生产和设计已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大。在国际竞争的局势下，我过的模具工业得到飞速的发展，很多的专门模具研究中心不断的建立起来，模具结构和钢材的研究取得了显著的成就，但还是存在很大的差距。
一、是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；
二、是由于我国的模具价格要比国际市场价格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好；
三、是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。
目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证：
1、CAD/DAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，CAD/DAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70℅--89℅，PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。
2、为了缩短制造周期，提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。
3、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各种类型的快速成型设备。国外工业先进国家都拥有上万的模具企业与支持模具企业或为模具企业提供生产装备的企业相组成的强大的产业基础。这是为适应社会产品工业化规模生产的重要条件和特点。如汽车的工业化规模生产需要一大批专业性模具企业为其提供模具，同时根据汽车零件的生产技术要求，这些模具企业还配有相应的先进技术装备，包括数控和计算机数控机床、CAD/CAM系统，以及各种工艺装备。成形加工的社会效益很高，是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于模具材料、加工、外购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技术费用，后者，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益。如电视机用模，其模具费用仅为电视机产品价格的1/30001/5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批量生产的每台电视机的成本中仅占极小的部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。所以本模具设计具有非常重要的现实意义。

2.2任务叙述
此次设计课题为：插销座的落料冲孔复合模模具的设计，已知插销座零件图如下：

我此次的毕业设计内容为：落料冲孔复合模具，不包括弯曲部分，并且该零件应的工序应为先冲孔落料后弯曲。故我在设计冲孔落料复合模时零件长度应为弯曲前胚料的长度。该零件的x/t>0.5，变薄不严重，按中性层展开的原理，胚料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分的长度之和，故冲孔落料加工的零件尺寸应为　
　　长44.13mm，宽12mm，厚1mm，具体零件图如下：
第三章：零件的冲裁工艺及模具设计过程
1.分析零件的冲裁工艺性
1． 材料 Q235钢板属于普通碳素钢，具有一定的塑形，适合冲裁。
2． 工件结构形状 该工件结构简单，转角处有R1.5的圆角，有利于工作零件的加工及使用寿命。
3. 尺寸精度 该工件内外尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件的公差。
结论：适合冲裁

2.拟定零件的冲压工艺方案
根据毕业设计任务的课题要求，结合零件的实际加工需要，采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产。
3.工艺计算
1. 排样、裁板
零件外形近似矩形，轮廓尺寸为44.13×12，考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。
查表的搭边的参考值为a=1.5,a1=1.2。△=0.4，则条料宽度B=（D+2a）0-△=（44.13+2×1.5）0-0.4＝47.130-0.4≈47.20-0.4
送料进距为S=30+2.2=32.2mm。
排样图如下：

查表选用板料规格为710×1420×1，采用横裁，条料尺寸为47.2×710，可计算得一块板料的材料利用率为：
n总＝ｎＡ／ＬＢ×100%=(44.13×12×1320)/(710×1420)×100%=69.33%
２） 计算工序冲压力，选用压力机
　查表得：＝450MPa,KX＝0.05,KT＝0.055
　落料力　Ｆ落＝KLt＝1.3×68.53×1×450≈40.09KN
　冲孔力　Ｆ孔＝KLt＝1.3×18.84×1×450≈11.02KN
　卸料力　ＦX＝KXF落＝0.05×40.09≈2KN
　推件力　ＦT＝nKTF孔＝4×0.055×11.02≈2.42KN(取n＝4)
　总冲裁力　FZ＝Ｆ落＋Ｆ孔＋ＦX＋ＦT＝55.53KN
　根据计算的总力，查表可初选JB23--10压力机。
　当模具结构及尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度、模具安装尺寸进行校核，从而最终确定压力机的规格。
　　３）确定压力中心
　　如图所示该零件为矩形，所以压力中心即为零件的几何中心。

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4.确定模具结构
（1） 模具类型　根据已确定的工艺方案和工件尺寸的孔边距尺寸，查表1可知凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模，模架课采用后侧导柱标准模架。
（2） 条料定位方式　可采用左右送料，有两个导料钉控制条料送进的方向，由一个挡料销控制送进的步距。
（3） 卸料方式　冲孔废料由凸凹模孔内向下推出，条料废料由弹性卸料装置完成，卡在凹模内的制件由刚性卸料机构推出。
据此，参照GB2873.2—1981冷冲模复合模典型组合、矩形薄凹模典型组合。
5.工作零件的设计及标准零件的选用
(1) 工作零件结构及刃口尺寸
1)冲孔凸模为圆形，并与固定板成H7/m6配合固定，装配后磨成平面。
２）落料凹模外形为矩形，为便于加工，凹模板作成薄型形式并加空心垫板，用螺钉和销钉与固定板相连接。
３）凸凹模外形为矩形刃口形状与工件完全一致，用螺钉和销钉与固定板相连接。
工作零件的刃口尺寸计算如表１所示：

表１：
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

制件精度IT14级,故
X=0.5

相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.100～0.140mm之间

同上

相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.050～0.070mm之间
冲孔凸模

同上
制件精度IT14级,故
X=0.5

相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.100～0.140mm之间
孔心距

同上

X=0.5

（2）确定各主要零件结构尺寸
1)凹模外形尺寸的确定
查表2-24得，表2-25得。
凹模厚H 。
凹模宽度。
凹模长度。
查标准JB/T6743.1—1994，确定凹模板外形为。
将凹模板做成薄型形式并加空心垫板后实取为。
1)凸凹模尺寸的确定
　１、凸凹模长度的确定
取卸料板厚，凸模固定板厚，凸模修磨量和弹簧顶压后的高度，则：凸凹模长度
2、凸凹模内外刃壁厚校核
由于该冲裁件最小壁厚为4.5mm，查表2—38可知，倒装式复合模的最小壁厚要求为2.7mm，因此凸凹模壁厚足够。
3、冲孔凸模长度的确定
取凸模固定板厚为，空心垫板厚为，凹模板厚为，则：冲孔凸模长度

（3）绘制个工作零件图：

（凸凹模零件图）

（落料凹模零件图）

（冲孔凸模零件图）

(4)标准件的选择：
选取的标准件的代号及标记，写在总图明细表２内，并将各零件标出统一代号。

序号
名称
数量
材料
热处理(HRC)
标准代号
参考尺寸(mm)
1
下模座板
1
HT200

GB/T2855-1990
80×80×30
2
螺钉
4
45

GB70-1985
M6×30
3
圆柱销
2
45

GB119-1986

4
凸凹模
1
T10A
60～64　　　　　

5
挡料销
1
45
43～48
GB/T7649.10-1994

6
推件块
1
45

7
冲孔凸模
2
T10A
60～64

8
导柱
2
GCr15
62～64
GB/T2861.1-1990

9
导套
2
GCr15
62～64
GB/T2861.6-1990

10
螺钉
4
45

GB70-1985
M6×50
11
圆柱销
2
45

GB119-1986

12
模柄
1
Q235-A,F

JB/T7653-1994

13
推杆
1
45
24～28

14
防转销
1
45

GB119-1986

15
圆柱销
2
45

GB119-1986

16
上模座板
1
HT200

GB/T2855.5-1990
80×80×25
17
上垫板
1
45
54～58

18
凸模固定板
1
45
24～28
JB/T7643.1-1994
80×80×8
19
空心垫板
1
45
24～28
JB/T7643.1-1994
80×80×12
20
凹模板
1
T10A
60～64
JB/T7643.3-1994
80×80×16
21
卸料板
1
45

80×80×12
22
弹簧
4
60SiMnA
40～48
JB/T7187.6-1995

23
凸凹模固定板
1
45
24～28
JB/T7643.1-1994
80×80×16
24
下垫板
1
T8A
54～58
JB/T7643.3-1994
80×80×6
25
卸料螺钉
4
45

JB/T7650.5-1994

26
螺钉
１
45

GB70-1985
M6×35
27
导料销
２
45

GB/T7649.10-1994

6. 绘出模具装配图及部分非标准件零件图
１．模具装配图：

２． 凸模固定板：

３．卸料板

参考文献
1. 曾霞文．冲压工艺及模具设计．北京：北京理工大学出版社，2011.4　
2. 王立人、张辉，冲压模设计指导，北京：北京理工大学出版社，2009.8
3.郝滨海. 冲压模具简明设计手册[G]. 北京：化学工业出版社,2005.1
4.杨玉杰. 钣金入门捷径[M]. 北京：机械工业出版社,2005.4
5.高锦张. 塑性成形工艺与模具设计[M]. 北京：机械工业出版社,2006.5
6.史铁梁. 模具设计指导[M]. 北京：机械工业出版社,2003.8
7.李志刚. 模具大典[G]. 江西科学技术出版社,2003.1
8.裘文言 张祖继 翟元赏[Z]. 机械制图. 北京：高等教育出版社,2003.6

致谢
做毕业设计的这段时间是我大学生涯中最有价值的一段时光。这里有治学严谨而不失亲切的老师，有互相帮助的同学，更有向上、融洽的学习生活氛围。借此论文之际，我向所有帮助过我的人表示诚挚的谢意。
首先，感谢老师的悉心指导，在我毕业设计和论文的整个完成过程中都凝聚着老师的智慧和心血，你给了我热心关怀和谆谆教诲。从毕业设计的选题开始到设计完成，中间过程中我遇到了很多的困难，周老师的大力支持和精心的指导使我能够及时地调整好状态，投入到正常的设计中去，按时的完成进度要求，并最终完成了课题，顺利完成了设计。您的教诲对我来说是一笔非常宝贵的财富，不但对于我现在的毕业设计，也对我将来走上工作岗位都有着极大的帮助。这些都使我在各方面取得了可贵的进步。在此谨向周老师致以深深的谢意。
其次，我要感谢我的同学，是你们的无私的帮助让我能够顺利完成设计，从你们那里我学到了很多知识，谢谢你们的帮助。
此次的毕业设计，是一个相对独立完成课题的机会。在完成整个设计的过程中，我学到了很多书本上没有的知识，并将这些与自身的实际能力很好的结合了起来，真正了解了自己所要从事的事业，使自己有了很大的提高。
最后，再次感谢老师和同学们在毕业设计过程中所给予的指导与帮助

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