孔令坤 扣盖冲压模具设计说明书

课程设计说明书题目 : 扣盖冲压模具设计姓名：孔令坤学号： 313100414 系别：机械工程系专业班级：模具3102班指导教师：刘航老师日期： 2012年11月9日目录第一章绪论1.1.我国模具行业前景 (4)第二章零件设计任务及工艺分析2.1.零件设计任务 (5)2.2.冲裁件的工艺分析 (6)第三章模具总体结构形式选择3.1.模具类型的选择 (8)3.2.卸料装置 (8)3.3.定位装置 (8)3.4.模架类型及精度 (8)3.5.模具工作过程 (9)第四章冲压工艺计算4.1.排样 (12)4.2.计算冲压力以及弯曲力……………………………………………4.3.设备规格的选择…………………………………………………………4.4.计算模具压力中心………………………………………………………4.5.计算凸凹模工作部分尺寸并确定其制造公差…………………………4.6.卸料橡胶的设计…………………………………………………………第五章工作零件的结构设计5.1.凹模设计 (18)5.2.凸模长度计算及强度刚度校核 (19)5.3.主要零件的设计 (20)5.4.模具零件的配合方式 (20)第六章模具装配图...............................................................第七章结束语 (31)第八章参考文献 (32)第九章致谢………………………………………………………………附录……………………………………………………………………………摘要本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。

其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。

关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模；第一章绪论1．1．我国模具行业前景模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。

模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。

模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。

我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。

大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。

大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。

体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。

在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。

在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。

在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。

其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。

但是，我国模具工业无论是在数量还是质量上，与工业发达国家存在着很大的差距，满足不了工业发展的需要，目前国内市场的满足率仅在70%左右。

我国大部分模具是企业自产自用，真正作为商品流通的模具仅占1/3。

所产模具基本上以中低档为主，一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具，在技术上无法与发达国家相比，生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。

近五年来，我国平均每年进口模具8.14亿美元，2001年进口模具11.12亿美元(出口模具仅1.88亿美元)，这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。

根据海关统计，近几年进出口相抵，我国已成为世界上最大的模具进口国。

第二章零件设计任务及工艺分析2．1．零件设计任务1.材料：08F，2.材料变形率量小于20%t;3.材料厚度：t= 1.2mm；4.未标注尺寸按照IT12级处理，外形不允许有毛刺；5.零件简图,如图2-1所示:图2-1扣盖零件图2.2.冲裁件的工艺分析2.2.1.工件材料图所示为扣盖，材料为08F优质碳素结构钢（硬钢），厚为1.2mm，抗剪强度280~400MPa，抗拉强度360~510MPa，屈服极限250MPa，伸长率25%，具有良好的冲压性能，适合冲裁加工，生产批量大。

2.2.2. 结构与尺寸成形工艺包括冲孔、成型等工序。

零件上孔的数目较多，弯曲回弹量比较大，为提高生产效率，保证产品质量，降低生产成本，决定采用多工位级进模生产。

弯曲件展开尺寸采用经验法计算，展开尺寸计算结果准确可靠。

2.2.3.工件精度工件尺寸精度全部为自有公差，可看作IT12级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。

根据以上分析：该零件冲裁工艺较好，综合评比适宜冲裁加工。

2.2.4. 冲裁工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料、弯曲三道工序。

其加工工艺方案分为以下3种：1.方案一：单工序模生产。

模具1先弯曲，后落料；模具2冲孔。

2.方案二：级进模生产。

模具1冲导正孔—弯曲—落料级进冲压；模具2冲孔。

3.方案三：复合模生产。

模具1冲导正孔—弯曲—落料复合冲压；模具2冲孔。

各模具结构特点及比较如下表2-1：表2-1 各类模具结构及特点比较根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。

方案二需两副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。

方案三需两副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。

冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案二低，模具轮廓尺寸较小。

综上对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。

第三章模具总体结构形式选择3.1.模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。

3.2.卸料装置因为该工件料厚1.2mm，选择弹性卸料，同时沿滑槽滑下。

3.3.定位装置采用定距侧刃，侧刃是用来切去条料旁侧少量材料而达到挡料的目的。

3.3.1.送料方式采用钩式自动送料机构送料，送料精度±0.02mm，送料速度25m，设计导料板导料，由于批量生产，设计导料板导料因~min/40选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向自动送料方式，即由由左向右送料既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。

3.3.2.定位零件工件尺寸较大，条料依靠送料机构进行粗定位，再利用双边成形侧刃挡块实现精确定位，设计滑槽保证生产过程的平稳进行，最后工件滑槽滑下，提高材料的利用率。

3.4. 模架类型及精度3.4.1 .模架1．若采用中间导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，但只能一方送料；2. 若采用对角导柱模架，则受力平衡，滑动平稳，可纵向或横向送料；3. 若采用后侧导柱导柱模架，可三方送料，操作者视线不被阻挡，结构比较紧凑的，但模具受力不平衡，滑动不平稳；4.若采用四导柱模架，则受力平衡，滑动平稳，可纵向或横向送料。

综上，结合本冲孔、落料级进模的特点，考虑到该级进模在高速冲压条件下导柱、导套通常易磨损，这里采用可拆式、四导柱模架，这样不仅满足了高速冲模高精度导向要求，而且方便了模板的加工和导柱、导套的更换。

3.5.模具工作过程将条料沿的导料板送到侧刃挡块定位进行冲导正孔，冲方孔以及冲切边，在第二个工序进行冲孔，在第三个工序冲孔，在第四个工序成型，在第五个工序成型冲孔，在第六个工序整形，在第七个工序冲孔，在第八个工序空位，在第九个工序冲孔，在第十个工序压毛刺，然后在最后一个工序折弯（连剪带折）。

3.6.弯曲回弹控制回弹是板料在弯曲卸载过程中产生的反向弹性变形，是冲压成形工艺中的主要缺陷之一，控制弯曲回弹的常用方法有补偿法及镦压法。

补偿法是根据弯曲件的回弹趋势和回弹量大小修正凸模或凹模工作部分的形状和尺寸。

镦压法是镦压工件弯曲带，改变其应力、应变状态，达到控制弯曲回弹的目的。

本模具采用补偿法控制回弹，并取得效果。

第四章冲压工艺计算4.1. 排样在批量生产中，材料费用约占冲压零件成本的60%以上，因此材料的经济利用具有重要的意义。

合理的排样可以提高材料的利用率，降低零件成本。

衡量排样经济性指标是材料的利用率。

一个步距内的材料利用率可用以下公式计算：×100%=F/AB 式（4—1）η=F/Fη—材料的利用率；F—一个步距内冲裁件的实际面积，mm2；F0—一个步距内所用材料面积，包括冲裁件面积与废料面积，mm2;A—步距（相邻两个制件对应点之间的距离），mm；B—条料宽度，mm。

4.1.1 .排样方案分析方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。

冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。

方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。

分析：排样是冲压工艺与模具设计中一项很重要的工作，排样图是编制冲压工艺与模具设计的依据。

图1—1所示扣盖模具零件虽然外形简单，但考虑到中间两个定位孔与两边的工作孔水平间距较小（仅1mm），故成形难点之一为如何在同一薄板上面冲出2个直径为8mm孔和中间的方孔；另外V形弯曲较难控制，回弹量较大是本级进模设计的又一问题。

综合比较各种排样方案，决定采用一种较理想的横向单排的排样图（如图2所示）。

该排样料宽110mm，步距73mm，共11个工位（含1个空工位），分别为第1工位冲孔，冲方孔以及冲切边，在第二个工序进行冲孔，在第三个工序冲孔，在第四个工序成型，在第五个工序成型冲孔，在第六个工序整形，在第七个工序冲孔，在第八个工序空位，在第九个工序冲孔，在第十个工序压毛刺，然后在最后一个工序折弯（连剪带折）。

通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。