1、2由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系 1538937061 前言 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法 。冲压通常是1在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压的基本工序分为分离工序和成形工序两大类 。2与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下 。31）冲压加工的生产效率高，且操作
2、方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本
3、较低。3但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件 。4冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以
4、及在国防工业中。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到投入成本低，模具成本高，不适应中小生产规模的特点。但是总的说来，随着我国经济实力的进一步加强，模具行业，包括冲模一定会得到更普及地应用。 随着冲压工艺的广泛应用于国民经济中，再加上随着数控技术和机械 CAD/CAM 的发展，冲模的发展更加迅速。它以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。外国的冲压模发展水平相当高，无论是设计还是制造，都达到较高的水平。以精确
5、的定位，合理的工艺，连续加工精度很高的薄臂零件。而国内模具行业的起步较晚，基本上以单模为主，因此，加工精度还不够高。 冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科。5落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模 。简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的6冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；
6、级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因此说制造成本高。复合模是指在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定4位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。复合模同连续模一样，也是在简单模的基础上发展的一种较先进的模具。与连续模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，
7、适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件 。 7本次设计零件的材料是不锈钢，适用于冷冲压加工。如何安排合理的加工工艺，确保生产的效率最高，同时也能满足零件的加工要求。这是整个设计的重点。在该零件的加工中，包括了冲孔，落料。冲孔属于冲裁加工的一种。冲裁模的结构比较简单，冲裁过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏，一般的，断面分为四个特征区，即圆角带，光亮带，断裂带，和毛刺。我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布。冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的确定。在设计本零件的冲孔和落料加工时，须首先确定其力学性能，然后设计主要零件
8、，完成结构草图，最后完成装配图。在冲压模的设计过程中，还必须考虑到模具的成本，因此在进行选材，结构设计时，必须尽量不设计形状复杂的结构，同时采用镶嵌式代替整体式的结构。针对模具的定位要求高的特点，在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。总的一句话，必须在有高的模具寿命和满足加工精度要求的基础上，尽量降低模具材料的成本，简化模具的结构，这样才能有利于这个行业在我国的发展。2 设计任务与分析2.1 设计任务本次所设计产品如图 1 所示：5图 1 工件图Fig.1 Workpiece figure技术要求：1）材料：不锈钢；2）材料厚度：1.20.1mm；3）生产批量：大量生产；4）生产效率：1
9、 万件/班；5）未标注公差：按 IT14 级确定。2.2 零件的工艺性分析该零件形状简单，有直线和圆弧组成，由冷冲压模具设计与制造 （第 2 版）表 2.3 和、表 2.5 查出，冲裁件内外形所能达到的经济精度为 IT11，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.5，将以上精度与工件图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该工件的精度能够在冲裁加工过程中得到保证。故决定采用冲孔落料复合模进行加工，且一次才冲压成形。3 零件工艺计算3.1 排样计算根据的冲压件的形状，本冲裁件采用有废料直排，模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都有搭边。这种排样既能保证冲裁件的质量，又能保证冲模的寿命。排样图如图 2。6图 2
10、排样图Fig.2 Layout diagram根据冲压件的尺寸，由冷冲压模具设计与制造 （第 2 版）表 2.8 查出，最小搭边值 , 。 3a21本次模具采用同侧导料销装置进行导料的模具看，条料在导料销装置的引导下始终沿同一侧运行，故条料的宽度为aDB2 1m838因冲裁件外形复杂，故冲压件毛胚面积采用估值计算 222 14012134004 A8563917.3868 254.0m进距： h7一个进距的材料利用率 %10bhnA 242853.2 冲裁工艺力计算此处已删除5.5 垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷。模具中最为常见的是凸
11、模垫板，它被装于凸模固定板与模座之间。模具是否加装垫板，要根据模座所受压力的大小进行判断，若模座所受单位压力大于模座材料的许用压应力，则需加垫板。垫板外形尺寸可与凸模固定板相同，其厚度一般取4l2mm。垫板材料为45钢，淬火硬度为HRC4348。垫板上、下表面应磨平，表面粗糙度为 Ra l.60.8um，以保证平行度要求。另外为了便于模具装配，垫板上销钉通过孔直径可比销钉直径增大0.30.5mm。螺钉通过孔也类似。5.6 螺钉与销钉螺钉与销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，而销钉则起定位作用。模具中广泛应用的是内六角螺钉和圆柱销钉，其中M6M12mm的螺钉和4 10
12、mm 的销钉最为常用。在 模 具 设 计 中 ， 选 用 螺 钉 、 销 钉 应 注 意 以 下 几 点 ：1)螺钉要均匀布置，尽量置于被固定件的外形轮廓附近。当被固定件为圆形时，一般采用34 个螺钉，当为矩形时，一般采用46 个，根据冷冲压模具设计与制造8（第2版）表2.34，使用螺钉M10，最小间距60mm，最大间距115 mm。销钉一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。螺钉的大小应根据凹模厚度选用。2)螺钉之间、螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距刃口及外边缘的距离，均不应过小，以防降低强度。3)内 六 角 螺 钉 通 过 孔 及 其 螺 钉 装 配 尺 寸 应 合 理 ，
13、其 具 体 数 值 可 由 相 关 资 料 查 得 。4)圆柱销孔形式及其装配尺寸可参考相关资料。连接件的销孔应配合加工，以保证位置精度，销钉孔与销钉采用H7/m6或H7/n6过渡配合。5)弹压卸料板上的卸料螺钉，用于连接卸料板，主要承受拉应力。根据卸料螺钉的头部形状，也可分为内六角和圆柱头两种。圆形卸料板常用 3 个卸料螺钉，矩形卸料板一般用 4 或 6 个卸料螺钉。由于弹压卸料板在装配后应保持水平，故卸料螺钉的长度应控制在一定的公差范围内，装配时选用同一长度的螺钉 。 95.7 卸料板弹压卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致；固定卸料板一般与凹模外形一致。本次设计采用带小导柱的弹压
14、卸料板，这种卸料板可兼作凸模导向用。查冷冲压模具设计与制造 （第 2 版）表 2.29 得厚度 =16 mm。其成形孔基本与凹模刃口H的形状相同。5.8 弹性元件的设计弹簧是模具中广泛应用的弹性零件，主要用于卸料、推件、和压边等工作。模具设计时，弹簧一般是按标准选用的。选择的弹簧要满足两个条件。1）压力要足够。即nF/预 16式中： 弹簧的预压力，N；预F卸料力、推件力或压边力，N；n 弹簧根数。2）压缩量要足够。即修 模工 作预总 hh 17式中： 弹簧允许的最大压缩量，mm；h弹簧需要的总压缩量，mm；总9弹簧的预压缩量，mm；预h卸料版 、推件块或压边圈的工作行程，mm；工 作模具的修模
15、量或调整量，mm；一般取 46mm。修 模卸料力 为 4228N 选定的弹簧为六根，工作行程为 8mm，单根的 =705N。卸F 卸F预选弹簧 ，由 冷冲压模具设计与制造 （第 2 版）表 7.57 可得弹簧的752.4工作极限负荷 705N，工作极限负荷下变形量 mm。j86 8.3jh弹簧每圈最大压缩量 mm5.8/42/nhj弹簧每圈预压缩量 mm69.270预弹簧每圈剩余压缩量 mm31./余弹簧的预压缩量 mm87.5.nh预弹簧的剩余压缩量 mm6420/余弹簧的总压缩量 mm87.3.修 模工 作预总 h校核 mm8.3jh总在卸料力的作用下弹簧未压死，所以选取的弹簧尺寸合适。弹
16、簧的安装长度 =75-22.87=52.13 mm 取整 =52mm预自 由安 安h5.9 模具总图 本次设计的模具总图如图 11 所示。101 导套；2 上模座；3 螺钉；4 推杆；5 凸缘模柄；6 推板；7 推销；8 螺钉；9 销钉；10 垫板；11 凸模固定板；12 推件块；13 落料凹模；14 卸料版；15 凸模；16 导柱；17 下模座；18 凸凹模；19 卸料弹簧；20 销钉；21 螺钉；22 卸料螺钉；23 导料销；24 挡料销图 11 倒装复合模Fig.11 Flip composite membrane该复合冲裁模将凹模及凸模装在上模座上，是典型的倒装结构。两个导料销控制条料
17、送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹簧组成。冲制的工件由推杆、推板、推销和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过图凹模的内孔从压力机台面孔漏下。模具的闭合高度与压力机的选用：上模座：L/mmB/mm H/mm=2501604011下模座：L/mmB/mm H/mm=16012550导 柱：d/mm L/mm=40200导 套：d/mmL /mmD/mm =4014053垫板厚度取：12 mm凸模固定板厚度：15 mm凹模的厚度已定为：18 mm卸料板的厚度取：16 mm模具的闭合高度：=（40+12+15+18+1.2+16+57
18、+50 ） mm=209.2 mm模H5.10 冲压设备的选择=195 KN 总F压 力 机 的 吨 位 必 须 大 于 所 计 算 的 冲 裁 总 工 艺 力 ， 以 适 应 冲 裁 间 隙 的 要 求 。 且 考 虑到 压 力 机 的 使 用 安 全 ， 选 择 压 力 机 的 吨 位 时 ， 总 工 艺 力 一般不应超过压力机额定总F吨位的 80%， 参 照 冷冲压模具设计与制造 （第 2 版）表 7.10，初选开式可倾压力机J23-25，其技术参数如表 2。表 2 开式可倾压力机 J23-25技术参数Tab 2 Off tilt press J23-25 technical param
19、eters项目 尺寸 项目 尺寸前后 370公称压力/kN 250 工作台尺寸/mm左右 560前后 200左右 290滑块行程/mm 65 工作台孔尺寸/mm直径 260续表 2项目 尺寸 项目 尺寸厚度 50滑块行程次数/（次/） 55 垫板尺寸/mm直径 最大封闭高度/mm 260 模柄孔尺寸/mm 直径 4012深度 60前后 封闭高度调节量/mm 55 滑块底面尺寸/mm左右 滑块中心线至床身距离/mm 200 床身最大可倾角/（） 30立柱距离/mm 270 5.11 凸模的长度及校核凸模的的 L 应根据模具的结构确定。经过对模具的总体设计，采用弹性卸料板，凸模的长度为321H式中
20、： 固定板厚度，mm；1H凹模厚度，mm；2附加长度，mm；主要考虑凸模进入凹模的深度（0.510mm） 、总修模量3（1015mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（1020mm）等因素的影响，取 =24mm。3可取凸模的长度L=（15+18+26）mm=57 mm 5.12 冲压设备校核1）公称压力的校核，根据初选的压力机 J23-25，查得其技术参数为 250KN 的公称压力。本套模具的总冲压力前面已算出 =195 KN， 故公称压力得以校核。总F2）做工校核：设备在设计时所依据的工件变形为 A1，对 A1 的计算不同的类型的压力机有不同的算法，如通用曲柄压力机是以一个典型
21、冲载力为依据，而冷压机则是以一个典型挤压力为依据。如果我们选择的压力机类型是与所进行的冲压工艺相对应，则设备做功可不校核，如在通用曲柄压力机上进行冲载，在拉深压力机上进行拉深；若在通用曲柄压力机上进行拉深，挤压复合工序等，则需进行设备做功校核 。103）行程次数：工效为 20 件/min。因是手工送料且为大批量所以行程次数不能太大。参见曲柄压力机技术参数表可得以校核。4）工作台面尺寸的校核：查得所选模架底座 LB=160125.压力机技术参数中工作台面尺寸为 LB=370560，可知符合要求。135）滑块模柄孔尺寸：滑块上模柄孔直径是 40 mm，模柄孔深为 60 mm，而所选的模柄夹持部分长
22、度为 18mm。所以符合要求。6）闭合高度的校核：由压力机技术参数可知：最大封闭高度 260 mm，最大调节量55 mm，所以压力机闭合高度范围是 205260mm，而模具的闭合高度（参见复合膜装配图）为 209.2mm，可以安装到压力机上，符合要求。6 冲压模具零件加工工艺的编制6.1 凹模加工工艺过程表 3 凹模加工工艺过程Tab 3 Concave die processing process technology工序号 工序名称 工序内容 设备1 备料 将毛坯锻成 160mm125mm18mm 2 热处理 退火 铣床3 铣 铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm 平面磨床4 平磨 磨
23、厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 5 线切割 按图切割各型孔,留 0.0050.01 单边研量 线切割机床6 钳工 划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线 7 钳工 型孔半精加工 铣床8 铣 型孔精加工 钻床9 热处理 淬火,回火,保证 HRC6064 10 钳工 研光各型孔达要求 11 检验 6.2 凸模加工工艺过程表 4 落料凸模加工工艺过程Tab 4 Dropping material machining process of the punch工序号 工序名称 工序内容 设备1 备料 按图纸备毛胚 2 热处理 退火 3 铣 厚度留单边磨量 0.20.3mm 铣床144 平磨 磨厚度到
24、上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床5 钳工 划刃口轮廓尺寸及孔位置尺寸 6 钳工 加工好凹模,配作落料凸模达要求 线切割机床7 热处理 淬火 ,回火,保证 HRC5862 钻床8 钳工 磨各配合面达要求，修研 9 检验6.3 卸料板加工工艺过程表 5 卸料版加工工艺过程Tab 5 Unloading version of the machining process工序号 工序名称 工序内容 设备1 备料 将毛坯锻成 160mm125mm16mm 2 热处理 退火 3 铣 铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm 铣床4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直 平面磨床5 钳工 划各
25、型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线 6 线切割 按图切割各型孔,保证双面间隙 0.5mm 线切割机床7 钳工 钻铰 68,攻丝 钻床8 平磨 磨厚度及基面见光 平面磨床9 钳工 研光各型孔达要求 10 检验 6.4 凸模固定板加工工艺过程表 6 凸模固定板加工工艺过程Tab 6 The punch fixed board processing process technology工序号 工序名称 工序内容 设备1 工序名称 将毛坯锻成 160mm125mm15mm 2 工序名称 退火 153 工序名称 铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm 铣床4 工序名称 磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相
26、垂直 平面磨床5 钳工 划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线 6 线切割 按图切割各型孔,保证配合尺寸 线切割机床7 钳工 钻铰 46,钻共攻 4M12 销钉孔 钻床8 钳工 铆接处倒角 9 钳工 研光各型孔达要求 10 检验 6.5 上模座加工工艺过程表 7 上模座加工工艺过程Tab 7 Mold base on machining process工序号 工序名称 工序内容 设备1 备料 取标准上模座 2 热处理 退火 3 平磨 平磨上下平面达要求 平面磨床4 钳工 划螺孔,销孔位置划模柄孔轮廓线 5 线切割 按图切割各型孔,保证配合尺寸 线切割机6 钳工 钻铰 46,钻攻 4M8,配钻模柄
27、防转孔 钻床7 钳工 研光各型孔达要求 8 检验 6.6 下模座加工工艺过程表 8 下模座加工工艺过程Tab 8 Lower die seat processing process technology工序号 工序名称 工序内容 设备1 备料 取标准下模座 2 热处理 退火 163 平磨 平磨上下平面达要求 平面磨床4 钳工 划螺孔，销孔位置；划模柄孔轮廓线 5 线切割 按图切割各型孔 线切割机7 钳工 钻铰 212,68,46 钻沉孔 钻床8 钳工 研光各型孔达要求 9 检验 6.7 磨齿利用磨齿机对齿轮的轮齿进行磨削加工的过程叫做磨齿。把冲压出来的工件进行磨齿，使得多功能开瓶器弯钩处在工作
28、时能卡主瓶盖，使得上力，保证瓶盖能轻易简单的打开。在此，把齿磨成直角，最小锐角对向里对着工件本身。磨好齿后，即是一件有效用的产品了，能够突入市场，进入日常生活、帮人们解决生活中开瓶的麻烦。7 总结毕业设计即将结束，在老师的指导和同学的帮助之下，学生对于道路设计有了更多新的认知，对模具设计有了更深一步的认识，对模具综合设计的整体脉络了解得更加的清晰透彻。通过毕业设计，学生对自己大学四年以来所学的知识有更多的认识。 毕业设计，从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确定方案，再到着手开始进行凸模、凹模和零件的设计，每一步都是环环相扣，衔接紧密，其中任何一个步骤产生遗漏或者疏忽，就会对以后的设计
29、带来很多的不便。在设计过程中遇到问题是难免的，曾经一个参数就能够困住好几天，还有一些小问题，平时都不打关注，但是当设计的一个环节要成功时，去因为这一环节二前功尽弃；设计时往往一坐就是几个小时，把心投入到设计中时，总是感觉时间过得额很快，往往一个问题就可以纠结大半天；这次设计由于题目比较新，很难找到资料获得帮助，很多问题都要自己去解决，一步一个脚印，锻炼了我独自解决问题的能力。通过设计，学生深刻领会到基础的重要性，毕业设计不仅仅能帮助学生检验大学四年的学习成果，更多的是毕业设计可以帮助我们更加清楚的认识自我，磨练学生的意志与耐性，这会为学生日后的工作和生活带来很大的帮助。参考文献171 王秀凤.
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