短臂冲压成形工艺分析及模具设计

1 前言毕业设计是一种综合性的训练，也是一种重要的专业实训环节，它综合性强，应用知识面宽。随着社会主义市场经济的不断发展，工业产品增多，产品更新换代加快，市场竞争剧烈。模具作为一种工具已广泛地应用在各行各业之中。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个工业部门都越来越多地依托模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的基本工业。模具已成为现代工业的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种和生产效益的提高，在很大限度上取决于模具的发展和技术经济水平。为了更进一步加强我们的设计能力，巩固所学的专业知识，在毕业之际，特安排了本次的毕业设计。毕业计也是我们专业在学完基本理论课，技术基本课和专业课的基本上，所设立的一种重要的实践性教学环节。本次设计的目的：一、综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冲压模设计的实际训练，从而提高我们独立工作能力。二、巩固复习三年以来所学的各门学科的知识，以致能融贯穿，进一步理解从模具设计到模具制造整个工艺流程。三、掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉原则和规范等。 由于本人设计水平有限，经验局限性，错误难免，敬请教师批评、指引，不胜感谢。 2 零件工艺分析及拟定工艺方案和模具构造类型2.1 工件零件对下图一冲压件进行设计，材料为Q235，厚度为2mm。批量：1000件，精度规定不高，可用公差级别为IT14级。零件图如图10.1所示：图 2.1 工件图2.2 工艺分析此工件形状比较复杂,但精度规定不高只有IT14 级,重要工序有冲孔、落料、压筋、切舌，冲孔尺寸有46;落料尺寸有:70 、45、50 、60、37、75、30; 压筋尺寸有：25，定位尺寸有:380.2；切舌尺寸有：15、15，定位尺寸有:150.2；Q235是一般碳素钢,材料状态:未淬火;抗剪强度=304373MPa,抗拉强度b=432461MPa;屈服点s=253MPa;伸长率 10=1923%;从它的力学性能可知它的冲裁性较好.冲压工艺是塑性加工的基本加工措施之一。重要用于加工板料零件。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力，当内力的作用达到一定限度时，板料就会产生与内力的作用性质相相应的变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，即冲裁件的形状构造、尺寸大小及偏差等与否符合冲裁加工的工艺规定。这对冲裁件的质量、模具寿命和生产率均有很大影响。冲裁组合方式要根据生产批量，工件尺寸公差级别，对工件尺寸、形状的适应性，模具制造、安装调节和成本，操作以便与安全来决定。综上分析，要选用在满足工件质量与生产率的规定下，模具制导致本低、寿命长、操作以便又安全的工艺方案。其具体规定为：对冲裁件形状与尺寸的规定1.冲裁件的形状应尽量简朴、对称、最佳采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些基本形状所构成。在许可的状况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状。2.冲裁件的外形或内孔的转角处、应尽量避免有过尖的锐角，宜采用圆角连接。3.冲裁件的孔径太小时，凸模易折断或压弯。冲孔的最小尺寸取决于材料的机械性能、凸模强度和模具构造。冲小孔的凸模宜采用保护套。 4.冲裁件上局部凸出或凹入部分应避免有窄长的切口和狭长的槽、否则会减少模具寿命和工件质量。5.冲裁件上孔与孔之间，孔至边沿之间的距离不适宜过小，否则会产生孔与孔间材料的扭曲或使边沿材料变形。也会影响冲模的强度及工件的质量都不易保证。冲裁件对尺寸精度的规定 一般一般冲裁所得到冲裁件的尺寸精度在IT10IT11级以内。本工件材料为Q235，厚度为2mm。具有良好的冲压性能,且冲裁件构造形状简朴，因此精度按照IT14级制造。取磨损系数X=0.5。结论（1） 材料：Q235钢板是一般碳素构造钢，具有良好的可冲压性能。（2） 工件构造形状：冲裁件内、外形应尽量避免有锋利清角，为提高模具寿命，建议将所有90清角改为R1的圆角。（3） 尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级拟定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为：、。2.3 拟定工艺方案模具构造类型因该工件属大批量生产，根据零件的生产批量，尺寸精度和材料种类与厚度，选择模具的导向方式与精度，定距方式及卸料方式等，既有如下两种模具构造方案：方案一：采用复合冲裁模构造。 即：在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位同步完毕冲孔和落料。复合模有如下特点：1、冲裁出来的产品精度高，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好。2、冲件表面较为平整。3、合适冲薄料，也合适冲脆性或软质材料。4、冲模面积较少。方案二：采用级进冲裁模构造。 即：在压力机滑块的一次行程、在模具不同工位分别进行工件的内形和外形冲裁，而在最后工位才制成工件。级进模有如下特点：1、 材料运用率较高。2、 凸模形状简朴，提高模具使用寿命。3、 工作效率比较高。该工件材料为Q235，厚度为2mm。大批量生产，精度规定不高，IT14级即可，对比以上两种方案决定采用级进模冲裁构造。通过到工厂的调研，理解到其工件涉及下料、落料、冲孔、压筋、切舌几种工序。通过研究可采用如下几种方案来实行:1、 下料压筋冲孔切舌落料2、 下料冲孔切舌压筋落料3、 下料冲孔切舌落料压筋4、 下料冲孔切舌落料压筋5、 下料冲孔落料切舌压筋6、 下料压筋冲孔切舌落料第一、二、三种方案是工厂采用的一般方案，重要是用来小批量生产，生产效率不高，模具设计比较简朴。第四种方案是把落料、切舌和冲孔有一副持续模来做。采用此方案则规定设计的模具精度比较高。成本较大。第六种方案把落料、冲孔、压筋和切舌提成两副模具，可以满足大批量生产的规定，同步也可以节省模具成本，对模具的规定不是很高。设计的模具的构造比较简朴。第五种方案相对第六种方案来说，重要考虑模具和工件的定位和压一般成形规律，与尺寸精度的影响。通过和教师讨论第五种方案较好。2.3.1 定位装置 为了使条料送料时有精确的位置,保证冲出合格的制件,同步考虑到零件生产批量不多,且规定模具构造尽量简朴,因此采用定位销定位。由于板料厚度t=2mm,属于较厚的板材,且制件尺寸不大,固采用侧面两个始用挡料销定位导向,在送料方向由于受凸模和凹模的影响,为了不至于削弱模具的强度,在送给方向采用一种固定挡料销.2.3.2 卸料装置持续模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因此需要在下模设立卸料装置。在下模的卸料装置一般有三种形式：第一种刚性卸料，常用于较硬、较厚且精度规定不太高的工件冲裁。第二种弹性卸料，常用于冲裁厚度少于1.5mm的板料，由于有压料作用，冲裁件平整。第三种废料切刀卸料，重要用于大中型零件冲裁或成形见切边。由于该零件的条料较厚，故采用第一种刚性卸料构造。2.3.3 导向装置采用二导柱式模架。