云母片冲压工艺及模具设计-说明书
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本论文在设计时广泛吸收了国内外各个领域成熟的经验和最新的参考资料，并在模具的成型零部件等关键部位采用了国内外的优质模具钢。为了顺应形势发展的需要，在技术上也有一定的创新，使用了计算机辅助设计来绘图，如UG、AUTOCAD等，达到优化设计的目的。
毕业设计是按查阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的。本论文是关于介绍我在毕业设计中做的一副云母片落料模具的全部设计资料，文中包含了较详细的工艺分析、模具结构设计及冲压机床的选择。整个设计是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨下完成，通过这次毕业设计的锻炼，我增加了专业知识，丰富了视野，提高了自主创新的能力。但是，我毕竟是初次接触模具如此具体的设计，再加上知识经验的局限现性，设计内容可能会有一些漏洞和错误，学生的所有不足之处，殷切希望各位尊敬的老师及所有的评委能给予指正和指导，谢谢各位老师。
2 工艺
2.1 零件介绍
本次毕业设计的产品见图2.1所示，材料为厚1mm的Q235钢板料,要求批量为中批量。该零件属于典型的冲裁件，如图2.1零件尺寸图，图2.2云母片工件图所示
图2.1零件尺寸图
图2.2云母片工件图
2.2 零件工艺性分析
零件尺寸：图中零件未注公差取ST8级，零件的尺寸较小，成形的位置较为紧凑，成形比较简单。零件材料为Q235钢，是普通的碳素结构钢，有一定的塑性，料厚为1mm属薄料，冲压性能良好，零件需要经过一次冲裁，零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。
冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题,特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。
Key words：mica sheet;analysisof stamping process;partsdesign; mold design
1 绪论
模具工业是国民经济的基础工业，是工业生产的重要工艺装备。先进国家的模具工业已摆脱从属地位，发展为独立的行业。美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石。”日本工业界认为：“模具工业是其它工业的先行工业，是创造富裕社会的动力。”在德国，模具被冠以“金属加工行业中的帝王”之称。近20多年来，美国﹑日本﹑德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值，世界模具市场总产量已达600~650亿美元。冲压技术的最新研究成果与加工方法，以及模具工业的前沿技术及房展方向：高速冲裁，高效﹑精密﹑长寿命模具，激光与等离子数控打孔与剪切，板料激光成形，板材多点成形和单点渐进成形，对向液压拉深，内高压成形与粘性介质压力成形，流动控制成形（FCF加工方法），精冲复合工艺，SPF/DB成形，高速高能成形，数字化冲压成形关键技术，冲压成形有限元数值模拟和优化，快速样品生产，冲压生产自动化和柔性加工系统，冲压制品与模具的远程网络设计与制造，冲模CAD/CAE/CAM/PDM,RP技术与快速模具制造。
排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排。
根据此次毕业设计的零件结构特征及材料的利用率，决定采用对排，采用这种毛
坯排样的模具结构的相对简单，模具制造较为方便。
冲压加工技术应用范围十分广泛，在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。冲裁是利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的工序。
冲压成形近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成型精度、生产率越来越高，冲压范围越来越广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立体精密成形等。计算机辅助工程（CAE）在冲压领域也得到了较好的发展和应用，模具计算机辅助设计∕辅助制造技术（CAD∕CAM）、板料成形模拟仿真技术（冲压CAE）、快速成形（RPM）等。计算机辅助工程可进行应力应变的分析、排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。
h= L + a(3.2)
式中h---冲裁步距
L---沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值
a----沿送进方向的搭边值
排样方式图3.1所示
图3.1坯料排样图
条料宽度
=[45+2×﹙2+0.6）﹢0.5﹚0-0.6=50.70-0..6mm
该零件的步距确定为：h= L + a=35+3=38mm
借助UG软件分析可得单个零件的面积为A=1032mm2，一个步距的材料利用率η为
冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板料）的加工过程。所以冲压加工具有如下特点：
（1）生产效率高、操作简单、内容实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产；
（2）冲压零件表面光滑、尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉；
（3）在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件；
（4）可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。
关键词：云母片；冲压工艺分析；零件设计；模具设计
Mica sheet stamping process and die design
ABSTRACT
This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technicsof the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of each process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiatesthe working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.
1﹑条料搭边值的确定
搭边是指排样中相邻两冲裁件之间的余料或冲裁件与条料边缘间的余料。其作用是补偿定位误差和保持条料有一定的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差、送进步距误差、送料歪斜等原因而冲裁出残缺的废品，保证送料的顺利进行，从而保证制件的质量。
由参考文献[3]得
材料厚度为1mm时，条料长度大于20mm，搭边可以取a=2mm，a1＝2mm。
3排样设计
3.1毛坯排样设计
在进行模具设计时，首先要设计条料排样图，条料排样图的设计是模具设计时的重要依据。模具条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后拉伸，最后切断，并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。
2、条料的宽度
条料是由板料（或带料）剪裁下料而得，为了保证送料顺利，规定条料宽度B的上级极限偏差为零，下偏差为负值（－Δ）。条料在模具上送进时常用导尺导向，使用导尺又分为有侧压导向和无侧压导向两种情况。两种导向情况下的条料宽度计算不同，但目的是一致的，要求既能保证条料的顺利送进，又能保证冲裁件与条料侧边之间有不低于规定的搭边值。条料采用无侧压，可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为c1＝0.5mm，Δ＝0.6mm由参考文献[3]中公式得
本论文主要以云母片冲压模具设计为主线，云母材料为天然矿因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、耐电压性能好和化学稳定性的特点，而且云母片是一种多层结晶体的非金属材料。因云母本身具有独特的耐高温、耐高压及高度的绝缘性能，因此，在电子、仪器仪表等行业应用广泛。故可根据客户需求冲切各种规格的天然云母片。采用云母板制得零件云母片，材料壁厚较薄，零件为异形件，结构虽较为复杂，但只要用适合的冲孔落料就可以获得所要的零件。依据模具的基本组成部分，采取基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，图例与剖析相结合，模具设计与加工工艺相结合的方式，分析云母片的冲压工艺性，提出设计其模具的多种方案，通过比较分析设计出较合理的模具。同时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。
综上所述，得到结论：零件具有较好的可冲压性。
2.3 工艺方案的确定
确定工艺方案首先要确定的是冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。冲裁工序一般易确定，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序。应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。
条料宽度 (3.1)
3、步距
冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度。设计连续模时，要合理的确定步距的基本尺寸和精度。步距的基Fra Baidu bibliotek尺寸，就是模具中相邻工位的距离。
此次毕业设计的条料为单排，步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廓尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和，其步距基本尺寸由参考文献[3]得：
冲裁工序按工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。
单工序模是只完成一种工序的冲裁模。如落料、冲孔、切边、剖切等。复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每次冲程都可以完成一个冲裁件。由零件的工艺分析及图可知：该工件落料一个基本工序：落料，故采用采用单工序模生产。
云母片冲压工艺及模具设计
摘要
本文分析了云母片的结构、尺寸、精度和原材料性能，并具体指出了该产品的成型难点；拟定了落料模具冲压工艺方案；详细阐述了排样设计方法和过程，确定了该产品需要落料的排样图；完成了所有必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、各工位冲压力、总的冲压工艺力、压力中心等；概述了模具概要设计方法，系统的阐述了模具主要零部件的结构、尺寸设计及标准零部件的选用。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性并对设备选择和核算进行了较为细致的叙述。
毕业设计是按查阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的。本论文是关于介绍我在毕业设计中做的一副云母片落料模具的全部设计资料，文中包含了较详细的工艺分析、模具结构设计及冲压机床的选择。整个设计是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨下完成，通过这次毕业设计的锻炼，我增加了专业知识，丰富了视野，提高了自主创新的能力。但是，我毕竟是初次接触模具如此具体的设计，再加上知识经验的局限现性，设计内容可能会有一些漏洞和错误，学生的所有不足之处，殷切希望各位尊敬的老师及所有的评委能给予指正和指导，谢谢各位老师。
2 工艺
2.1 零件介绍
本次毕业设计的产品见图2.1所示，材料为厚1mm的Q235钢板料,要求批量为中批量。该零件属于典型的冲裁件，如图2.1零件尺寸图，图2.2云母片工件图所示
图2.1零件尺寸图
图2.2云母片工件图
2.2 零件工艺性分析
零件尺寸：图中零件未注公差取ST8级，零件的尺寸较小，成形的位置较为紧凑，成形比较简单。零件材料为Q235钢，是普通的碳素结构钢，有一定的塑性，料厚为1mm属薄料，冲压性能良好，零件需要经过一次冲裁，零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。
冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题,特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。
Key words：mica sheet;analysisof stamping process;partsdesign; mold design
1 绪论
模具工业是国民经济的基础工业，是工业生产的重要工艺装备。先进国家的模具工业已摆脱从属地位，发展为独立的行业。美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石。”日本工业界认为：“模具工业是其它工业的先行工业，是创造富裕社会的动力。”在德国，模具被冠以“金属加工行业中的帝王”之称。近20多年来，美国﹑日本﹑德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值，世界模具市场总产量已达600~650亿美元。冲压技术的最新研究成果与加工方法，以及模具工业的前沿技术及房展方向：高速冲裁，高效﹑精密﹑长寿命模具，激光与等离子数控打孔与剪切，板料激光成形，板材多点成形和单点渐进成形，对向液压拉深，内高压成形与粘性介质压力成形，流动控制成形（FCF加工方法），精冲复合工艺，SPF/DB成形，高速高能成形，数字化冲压成形关键技术，冲压成形有限元数值模拟和优化，快速样品生产，冲压生产自动化和柔性加工系统，冲压制品与模具的远程网络设计与制造，冲模CAD/CAE/CAM/PDM,RP技术与快速模具制造。
排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排。
根据此次毕业设计的零件结构特征及材料的利用率，决定采用对排，采用这种毛
坯排样的模具结构的相对简单，模具制造较为方便。
冲压加工技术应用范围十分广泛，在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。冲裁是利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的工序。
冲压成形近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成型精度、生产率越来越高，冲压范围越来越广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立体精密成形等。计算机辅助工程（CAE）在冲压领域也得到了较好的发展和应用，模具计算机辅助设计∕辅助制造技术（CAD∕CAM）、板料成形模拟仿真技术（冲压CAE）、快速成形（RPM）等。计算机辅助工程可进行应力应变的分析、排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。
h= L + a(3.2)
式中h---冲裁步距
L---沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值
a----沿送进方向的搭边值
排样方式图3.1所示
图3.1坯料排样图
条料宽度
=[45+2×﹙2+0.6）﹢0.5﹚0-0.6=50.70-0..6mm
该零件的步距确定为：h= L + a=35+3=38mm
借助UG软件分析可得单个零件的面积为A=1032mm2，一个步距的材料利用率η为
冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板料）的加工过程。所以冲压加工具有如下特点：
（1）生产效率高、操作简单、内容实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产；
（2）冲压零件表面光滑、尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉；
（3）在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件；
（4）可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。
关键词：云母片；冲压工艺分析；零件设计；模具设计
Mica sheet stamping process and die design
ABSTRACT
This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technicsof the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of each process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiatesthe working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.
1﹑条料搭边值的确定
搭边是指排样中相邻两冲裁件之间的余料或冲裁件与条料边缘间的余料。其作用是补偿定位误差和保持条料有一定的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差、送进步距误差、送料歪斜等原因而冲裁出残缺的废品，保证送料的顺利进行，从而保证制件的质量。
由参考文献[3]得
材料厚度为1mm时，条料长度大于20mm，搭边可以取a=2mm，a1＝2mm。
3排样设计
3.1毛坯排样设计
在进行模具设计时，首先要设计条料排样图，条料排样图的设计是模具设计时的重要依据。模具条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后拉伸，最后切断，并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。
2、条料的宽度
条料是由板料（或带料）剪裁下料而得，为了保证送料顺利，规定条料宽度B的上级极限偏差为零，下偏差为负值（－Δ）。条料在模具上送进时常用导尺导向，使用导尺又分为有侧压导向和无侧压导向两种情况。两种导向情况下的条料宽度计算不同，但目的是一致的，要求既能保证条料的顺利送进，又能保证冲裁件与条料侧边之间有不低于规定的搭边值。条料采用无侧压，可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为c1＝0.5mm，Δ＝0.6mm由参考文献[3]中公式得
本论文主要以云母片冲压模具设计为主线，云母材料为天然矿因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、耐电压性能好和化学稳定性的特点，而且云母片是一种多层结晶体的非金属材料。因云母本身具有独特的耐高温、耐高压及高度的绝缘性能，因此，在电子、仪器仪表等行业应用广泛。故可根据客户需求冲切各种规格的天然云母片。采用云母板制得零件云母片，材料壁厚较薄，零件为异形件，结构虽较为复杂，但只要用适合的冲孔落料就可以获得所要的零件。依据模具的基本组成部分，采取基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，图例与剖析相结合，模具设计与加工工艺相结合的方式，分析云母片的冲压工艺性，提出设计其模具的多种方案，通过比较分析设计出较合理的模具。同时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。
综上所述，得到结论：零件具有较好的可冲压性。
2.3 工艺方案的确定
确定工艺方案首先要确定的是冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。冲裁工序一般易确定，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序。应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。
条料宽度 (3.1)
3、步距
冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度。设计连续模时，要合理的确定步距的基本尺寸和精度。步距的基Fra Baidu bibliotek尺寸，就是模具中相邻工位的距离。
此次毕业设计的条料为单排，步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廓尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和，其步距基本尺寸由参考文献[3]得：
冲裁工序按工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。
单工序模是只完成一种工序的冲裁模。如落料、冲孔、切边、剖切等。复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每次冲程都可以完成一个冲裁件。由零件的工艺分析及图可知：该工件落料一个基本工序：落料，故采用采用单工序模生产。
云母片冲压工艺及模具设计
摘要
本文分析了云母片的结构、尺寸、精度和原材料性能，并具体指出了该产品的成型难点；拟定了落料模具冲压工艺方案；详细阐述了排样设计方法和过程，确定了该产品需要落料的排样图；完成了所有必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、各工位冲压力、总的冲压工艺力、压力中心等；概述了模具概要设计方法，系统的阐述了模具主要零部件的结构、尺寸设计及标准零部件的选用。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性并对设备选择和核算进行了较为细致的叙述。