1、支撑板冲压工艺分析及模具设计摘要：本文分析了支撑板的结构、尺寸、精度和原材料性能，并具体指出了该产品的成型难点；拟定了模落料复合模和成型模冲压工艺方案；详细阐述了排样设计方法和过程，确定了该产品需要落料、弯曲的二维和排样图；完成了所有必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、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件的结构、尺寸设计及标准的选用。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。关键词：冲压工艺，模具设计，弯曲成形模，CADSupport plate stamping process analysis and die
2、designAbstract：This paper analyzes the structure of the support plate, size, precision and performance of raw materials, and finds out the concrete products forming difficulties; Drew up die blanking die and forming die stamping process plan; Layout design method and process were introduced in detai
3、l, determine the product need blanking, bending of the two-dimensional and layout diagram; Completed all the necessary process calculation, including mold parts size, total pressure center for stamping process, etc.; Outlines the mold profile design method, system elaborated the structure and size o
4、f main pans of die design and selection of standard. At the same time, this paper expounds the mold working process, the forming and the equipment selection and calculation of coordination are discussed in detailed description.Keywords: Stamping process，Mold design，Bending forming die, CADI 目 录 1前 言
5、12工艺设计42.1零件介绍42.2零件工艺性分析42.3工艺方案的确定53排样设计73.1毛坯排样设计73.2毛坯展开长度计算73.3条料搭边值93.4条料宽度103.5送料进距103.6材料的利用率114工艺计算144.1冲压工艺力的计算144.1.1落料冲裁力计算144.1.2弯曲成型力的计算154.2压力中心计算165.模具总体概要设计185.1模具概要设计185.2模具零件结构形式确定185.2.1定位机构205.2.2卸料机构205.2.3导向机构206模具详细设计216.1工作零件216.1.1冲裁凸、凹模刃口尺寸计算216.1.2成型模工作部分尺寸的确定236.2定位零件256
6、.2.1导向零件256.2.2挡料零件256.3出件零件266.3.1卸料零件266.3.2顶件零件276.4导向零件276.5其他零件277设备选择297.1设备吨位确定297.1.1设备类型的选择297.2设备校核307.2.1.压力行程307.2.2.压力机工作台面尺寸30结 论31参考文献32致 谢33I1前 言 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。如冲裁的目的在于获得一定形状和尺寸的内孔，封闭曲线以外部分为制件称为；冲裁的
7、目的在于获得具有一定外形轮廓和尺寸的制件，封闭曲线以内的部分为制件称为落料。显著提高了劳动生产率和设备利用率。 如成型模是将板弯成一定形状和角度的零件的成形方法，是板料冲压中加工工序之一。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。由于冲压加工具有节材、节能和生产效率高等突出特点，决定了冲
8、压产品成本低廉，效益较好，因而冲压生产在制造行业中占重要地位。本论文主要对支撑板冲压模具设计为主线，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，分析支撑板的冲压工艺性，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。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(Aut
9、o CAD)设计来绘图，达到优化设计的目的。毕业设计是按检阅资料、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支撑板冲裁落料模和弯曲成型模的全部设计资料，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。 模具是制造业的重要基础装备，它是“无以伦比
10、的效益放大器”。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，模具工业一直被提到很高的位置。从起步到现在，我国模具工业已经走过了半个多世纪。从20世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展，提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。有关专家表示，我国的加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。因为模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量
11、一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工和建筑。事实上，模具是属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是 1:100 ，即模具发展 1 亿元，可带动相关产业 100 亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生
12、产成本低而在各行各业得到了应用，并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。当前，由于产品品种增多，更新加快，市场竞争的日益激烈，因此，对模具的要求是交货期短，精度高及成本低。而模具的标准化程度直接影响着这些因素。模具的标准化程度越高，专业化生产越强，模具的生产周期就会越短，生产成本越低，模具质量越高。同时模具设计简化，交货期限缩短，产品更新换代就越迅速。通过四年的基础课程和专业课程的学习，我对本专业的理论知识已有了系统的掌握，为以后走上工作岗位打下了结实的基础。但实践经验匮乏，本套模具就是在这种情况下完成的，错误之处难
13、免，敬请指正。2工艺设计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2mm的10钢板料,要求批量为中批量。该零件属于典型的冲裁落料、弯曲成型件。 图2.1 支撑板零件图2.2零件工艺性分析 零件尺寸：图中零件的标注公差的按IT12级精度，其余未注的技术要求按IT14级设计。 零件材料为10钢，有很良好的塑性，料厚为2mm属薄料，冲压性能良好。 该工件是一个弯曲角度为90o的弯曲件，所有尺寸精度均未标注公差，而当r/t5时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以该工件符合普通弯曲的经济精度要求。零件的结构：零件需要经过一次冲裁落料和一次弯曲成型，零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。 综
14、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 工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和工序的顺序安排等，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。 冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。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。 该
15、工件包括落料、弯曲两个基本工序，可以有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后成型。采用单工序模生产。 方案二：落料、成型复合冲压。采用复合模生产。 方案三：落料、成型级进冲压。采用级进模生产。 方案一结构相对简单，工艺相对简单，所需工艺力相对较小，易于保证零件精度、易于生产及维护，适用于中小批量或试制件。 方案二采用复合模具生产，只需一副模具即可成型，模具结构紧凑，冲出的制件的精度及生产效率都比较高，适合大批量生产。但是模具零部件加工制造比较困难，成本较高，并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制。 方案三是一种多工位、效率高的加工方法，但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而且工作周期长，模具结构复杂，生产成本过高。 根据零件的结构形状及批量要求，综合考虑决定，该工件的冲压生产采用方案一为佳。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，
