侧板落料冲孔复合模设计.doc

1、摘 要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对侧板的冲裁工艺性，介绍了落料冲孔复合模设计加工方法。分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅复合模完成落料冲孔的工序过程。基本的要求是模具应能满足加工要求，保证制件精度；模具应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修和调整；模具尽量用通用件以便降低制造成本。本课题主要是冲压成型的工艺设计，也就是冲压模的工艺设计方案分析及确定工艺计算和模具结构设计计算等内容，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案和冲压工序性质。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。还具

2、体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用等。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。为了提高生产效率，因此在设计时要力求结构简单，但是一定要保证其精度要求。在对制件分析的基础上完成了整副模具的设计，用CAXA软件完成了二维设计图纸的绘制,制件、模具零部件造型全部用SolidWorks2007软件完成同时考虑了零部件的加工。关键词：模具；复合模；侧板；工艺；设计AbstractWith Chinas industries continue to develop and die industry is also becoming i

3、ncreasingly important. Based on the side plate of the stamping process, introduced the blanking punch compound die design and processing methods. Comparative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, complex processes and continuous processes), confirm co

4、mpletion of a composite model blanking and punching process. The basic requirement is mould should be able to satisfy the requirements of the processing, guarantee product precision; mould should be smooth operation, reliable, simple structure, easy maintenance, loading and unloading easily, conveni

5、ent service and adjustment; mold as far as possible in order to reduce the use of common parts manufacturing costs. This subject mainly stamping forming process design, also is the stamping mould design analysis and calculation, the mould structure determination technology design, etc, and a brief a

6、nalysis of the blank shape, size, layout, cutting board and pressing nature of the process program. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mold. Also analyzes the mold of the main components (such as punch and die and dump devices, slates,

7、punch plate, etc) design and manufacturing, stamping equipment selection, punch-gap adjustment and establishment of a vital parts machining process. Die requirements set out a detailed list of parts, and gives a reasonable assembly. Production is mainly in order to increase the production efficiency

8、, thus in the design of simple structure, but should strive to ensure the accuracy of certain requirements. Based on the analyses of manufacture, completion of the entire mold design, complete with CAXA software drawing two-dimensional design drawings. and all of the manufactures, subassembly were s

9、culpted by Solidwork2007 software.Keywords：die; compound die; side plate; process; design目 录引言11 工艺分析21.1 零件冲压工艺性分析21.2 冲压工艺方案的确定51.3 落料变形的三个阶段71.4 冲裁间隙81.4.1冲裁间隙的选用81.4.2间隙对冲裁工作的影响82 工艺设计102.1 排样102.1.1排样的意义102.1.2搭边和条料宽度的确定122.2 凸、凹模工作部分计算142.2.1凸、凹模刃口尺寸计算原则142.2.2刃口尺寸计算方法152.2.3刃口尺寸计算183 冲压力计算及冲裁

10、设备的选择193.1 冲压力的计算193.1.1落料力和冲孔力的计算203.1.2卸料力、推件力和顶件力的计算203. 2 冲裁设备的选择223.3 模具压力中心的确定234 主要零件设计234.1 工作零件244.1.1冲孔凸模244.1.2凸凹模264.1.3落料凹模264.2 导向零件264.3 定位零件274.4 卸料和推件装置294.5 支承及夹持零件305 模具总体结构336 模具零件材料及加工工艺过程346.1 模具零件材料及其热处理346.2 主要零件加工工艺规程357 结论37谢 辞38参考文献39引言复合模是指冲床在一次行程中，完成落料、冲孔等多个工序的一种模具结构。在完成

11、这些过程中冲压坯料无需进给移动。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，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋向供过于求，市场竞争激烈。 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高

12、的水平。随着科学技术的进步、社会经济的快速发展，模具成形技术及模具设计与制造已成为当代工业生产的重要手段。近十几年来，中国模具工业发展十分迅速，特别是高新技术企业的快速发展加大了用于技术进步的投资力度，技术进步已成为企业发展的重要动力。当前，人们对冷冲压技术的重视程度越来越高。生产效率高、产品一致性好、应用范围广等特点得到社会各界越来越多的业内人士的认同，模具制造已经迅速民展成为一个新兴的热门行业，在整个模具制造中冷冲压模具占到模具总量的50%以上。与其他设计、制造方法相比，冷冲压工艺和冷冲模设计制造具有显著的特殊性。现代科学技术的发展，使汽车、电子、电器、食品包装等产品的更新换代加快；不断增

13、长的社会需求，对冲压生产工艺水平提出了更高的要求。如何使冲压工艺水平适应现代工业生产对冲压生产精密、高速、自动化，以及冲压模具高精度、高寿命的要求。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。同时，随着数字化技术的发展，一些大型软件如ProEngineer、SolidWorks、UG等都已开发出专门用于冲压模具设计的功能模块，为模具设计提供了十分方便的工具。这些软件在模具设计中的应用，成功地弥补了传统设计方法的不足，制品几何造型、模具的结构设计，都是基于同一数据库进行的，既方便

14、，又易保证制品的精度。本课题主要是冲压的工艺设计，也就是冲压模的工艺设计方案分析及确定工艺计算，模具结构设计计算等内容。生产主要是为了提高生产效率，因此在设计时要力求结构简单，但是一定要保证其精度要求。本模具的工作工序包括有落料和冲孔。1 工艺分析1.1 零件冲压工艺性分析 图1.1 侧板零件冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性对冲裁件质量、材料经济利用、生产率、模具制造及使用寿命等都有很大影响。因此，在设计中应尽可能提高其工艺性。冲裁件的工艺性主要包括以下几个方面：（1） 冲裁件的形状和尺寸冲裁件形状应尽可能设计成简单、对称，使排样时废料最少。表1-1 冲裁件圆角半径

15、R的最小值冲裁件的外形和内孔应尽量避免尖锐的角，在各直线或曲线连接处，除少、无废料排样或采用镶拼模结构外，都应有适当的圆角相连，其半径R的最小值见表1-1。表1-2 采用凸模护套冲孔的最小尺寸材料圆形孔（d）方形孔（a）硬钢软钢及黄铜铝、锌0.5t0.35t0.3t0.4t0.3t0.28t表1-3 冲裁件的最小孔边距冲裁材料a/tb /t分开冲同时冲分开冲同时冲L/tL/t硬钢1.31.522.31.3+0.1 L/t黄铜、软钢0.91.01.41.50.5+0.1 L/t纯铜软锌0.750.81.11.20.2+0.1 L/t夹纸、夹布胶板0.70.750.91.00.1 L/t图1.2 冲裁件的最小孔边距冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小。冲孔时，孔径比翼过小。其最小孔径与孔的形状、材料的力学性能、材料的厚度等有关。冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不应过小，其许可值见表1-3和图1.2。当孔边缘与制件边缘不平行时应不小于t,平行时应不小于1.5t。在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件壁之间应保持一定