冲裁工艺设计与模具材料的选用

前 言在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的 ，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。世界上一些发达国家，模具工业发展是很迅速的。据有关资料介绍，某些国家的模具发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具工业在这些国家已经摆脱了从属地位而发展成为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型、长寿命的模具技术已经成为衡量一个国家机械制造水平的重要表标志之一。为了适应工业生产对模具的而需要，在模具生产中采用许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具加工质量，也提高了模具制造机械化，自动化程度。电子计算机的应用给模具设计和制造开辟了新前景。冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件陈本较低；但是冲压一般使用的模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。摘 要当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模、窑业制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。在本次毕业设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图，运用了数控切削加工、数控线切割电加工等先进加工技术。是一次对所学知识的全面总结和运用，是巩固和加深各种理论知识灵活运用的实践过程。在这次设计中根据所给题目的要求，我首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。根据对零件的综合分析，在这次设计中我设计的模具是倒装落料冲孔复合模，主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。希望能够灵活运用所学的专业知识和技能，圆满完成此次的毕业设计。关键词： 硅钢、落料、冲孔、复合模 绪 论 模具工业作为一种新兴工业，它有节约原材料、节约能源、较高的生产效率，以及保证较高的加工精度等特点，在国民经济中越来越重要。模具技术成为衡量一个国家制造水平的重要依据之一，其中冲载模具在模具工业中举足轻重的地位。冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电、通信等行业的零部件的成形的加工。据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要有模具来完成加工。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。本次毕业设计的目的是对所学知识的全面总结和运用，巩固和加深各种理论知识灵活运用。目标是通过这次毕业设计，可以很好的培养独立思考，独立工作的能力，为走上工作岗位从事技术工作打下良好的基础。此次毕业设计课题为变压器铁芯模具设计。首先对铁芯的冲压工艺进行了分析，介绍了落料冲孔模结构设计的要点，同时编制了落料冲孔复合模的制造工艺和装配工艺。设计题目：变压器铁芯落料冲孔复合模零件简图 ：如图所示工件名称 ：挡片生产批量 ：大批量材 料 ：硅钢厚 度 ：0.35 第一章 冲裁工艺设计1.1 冲裁件的工艺性分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。硅钢的强度 硬度高，弹性好，塑性 韧性较低，但零件尺寸要求不高，厚度小，具有一定的冲压性能。孔边距远大于凸、凹模所允许的最小壁厚，如零件图所示，故可以考虑采用复合冲压工序；零件上的尺寸都是自由公差，按IT14级，一般冲裁均能满足1.2 冲压工艺方案的确定该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产；方案三：冲孔落料连续冲裁，采用级进模生产。三种方案比较见表1.1 表1.1三种方案的比较 模具种类比较项目单工序模复合模级进模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好方案一模具结构简单，但需要两道工序，两副模具，生产率较低，难以满足该零件的年产量要求。方案二只需一套模具，冲压件的形位精度容易保证，且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具，生产率也高，但零件的冲压精度较差。欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。第二章 冲裁排样设计2.1 排样方案的确定排样是指冲裁零件在条料、带料或板料上布置的方法。合理有效的排样有利于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计技术要求的工件。在冲压生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产重要的技术指标之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济效益更为突出。保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应等情况，以选择较为合理的排样方案。根据材料的合理利用情况，条料排样方法可以分为以下三种：（一）有废料排样：冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。（二）少废料排样：只在冲件与冲件之间或冲件与条料之间留有搭边值，因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凹模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率高，冲模结构简单。（三）无废料排样：冲件与冲件之间或冲件与条料之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量较差，模具寿命较短，但材料利用率高。采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。综上分析，并考虑冲裁零件的形状、尺寸、材料，选取有废料排样。2.2 搭边的选取排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。 材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。表2.1 搭边值表料厚手送料自动送料圆形非圆形往复送料11.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.535443由表2.1 确定搭边值根据零件形状两式件间按矩形取搭边值=2.5，侧边取搭边值=2.2。2.3送料步距、条料宽度及板料间距计算2.3.1 送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值，即=45.5+2.5=48 2.3.2 条料宽度及板料间距的计算条料宽度按下式： （2-1） 其中为冲裁件宽度方向的最大尺寸；为导料板与最宽条料之间的间隙查表取。表2.2导料板与最宽条料之间的间隙表条料厚度无侧压装置条料宽度100以下1002000.50.50.50.510.50.5230.50.5340.51450.512.4 排样图 图2.12.5 冲裁力和压力中心的计算2.5.1 冲裁力 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： F=KLtb （2-2） =1.3371.560.35600=.9N式中 F-冲裁力 L-冲裁周边长度 t-材料厚度b-材料抗剪强度（b=600MPa）K-系数（一般取K=1.3）卸料力 Fx=KxF （2-3）推件力 Ft=nKtF （2-4）顶件力 Fd=KdF （2-5）式中 Kx、Kt、Kd -卸料力、推件力、顶件力,如表2.3所示 n-同时卡在凹模内的工件数量 式中 h-凹模内的直刃壁高度 t-板料厚度 表2.3卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料KxKtKd纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.07钢材料厚度0.10.060.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03查表2.3 总冲压力Fz 总冲压力是各种冲压工艺的总和，根据不同的模具结构计算，由于本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，则： Fz=F+ Fx+ Ft （2-6） =.9+0.05.9+40.06.9 =.3N2.5.2 压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。压力中心的计算 选定坐标系XOY如图所示: 图2.2其计算方法为各个边的长度与其中点对应X、Y的坐标值积相加再除以各边长度之和：X=L1x1+L2x2+L3x3+L14x14/L1+L2+L3+Ll14=43.Y=L1y1+L2y2+L3y3+L14y14/L1+L2+L3+L14=28.5所以压力中心坐标为（33.5，18.5）第三章 凸、凹模刃口尺寸计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：（1）按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。（2）按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。表3.1 初始双面间隙、材料厚度/08、10、3509M2、Q235Q34540、5065小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380由表3.1 确定初始双面间隙、 的值： 3.1 冲孔刃口尺寸计算对于冲小孔转换为利用公式 （3-1） （3-2） 其中 磨损系数的选取查下表3.2 是工件的公差值 表3.2磨损系数表工件精度IT10以上=1工件精度IT11IT13=0.75工件精度IT14=0.5因孔的公差等级为IT13级，所以查上表得=0.5 则= 校核间隙：查表得=0.020 =0.020 +=0.020+0.020=0.0400.114所以满足+的条件，制造公差合适。3.2 落料刃口尺寸计算对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，。只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作 图3.1查表得=0.02 =0.03,对应各尺寸公差确定x=0.5一 磨损后增大的尺寸(凹模) 属于A类尺寸，它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式 其中 模具基准尺寸() 工件极限尺寸() 工件公差()其落料精度为IT14级，查公差表将尺寸、12 、19分别转化为、,查表3.3取x=0.5 则a= b= c= f= 二 磨损后减小的尺寸(凹模) 属于B类尺寸，它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式 其中 B模具基准尺寸() 工件极限尺寸() 工件公差()e= 三 磨损后基本不变的尺寸(凹模) 属于C类尺寸，它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式 其中 C模具基准尺寸() 工件极限尺寸() 工件公差()d= 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是66.63，45.19，11.79，18.74，11.79，33.19不必标注公差，但要在技术条件中说明：凸模刃口尺寸与落料凹模实际尺寸配制，保证最小双面合理间隙值3.3 孔心距尺寸计算孔心距55查公差表将尺寸转化为， 磨损后尺寸基本不变，不必考虑磨损的影响，可直接按公式计算： （3-4）其中 工件孔心距； 凹模孔心距的公称尺寸；工件制造公差。则计算结果如下： 第四章 冲裁模主要零部件的结构与设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知采用复合冲压，但复合模又可分为倒装复合模和正装复合模，其各自的特点如下表表4.1正装复合模与倒装复合模的比较序号正装倒装1对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2操作不方便、不安全，孔的废料又打棒打出操作方法能装自动拨料装置即能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉3装凹模的面积较大，有利于复杂重建用拼块结构如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板4废料不会在凸凹模孔内积聚，每次又打棒打出，可减少孔内废料的涨力，又利于凸凹模减小最小壁厚废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求又较大的壁厚以增加强度。该冲件属于普通冲裁，精度要求不高又属于大批量生产，采用倒装比正装操作方便简单，生产效率较高，因此选用倒装复合模。4.2 定位方式的选择定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，以保证冲制出合格的零件。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进成为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离（步距）。4.2.1 导料装置的选择 属于送料导向的定位零件又导料销，导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。但考虑到零件厚度为0.35，为了加工设计的方便的方便且不影响其工艺要求，采用导料板导料且与卸料板制成整体式。4.2.2 挡料销的选择属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等，导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销的顶端高出材料因选取活动式橡胶弹顶挡料销。其挡料销的高度h查表得h=3表4.2挡料销高度0.3232344.3 卸料装置和推件装置的选择4.3.1 卸料装置的选择常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料作用，卸料力大，适用于冲材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性结构，兼有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的充模中，长用在倒装复合模中，因此选取弹压卸料板。弹压卸料板与凸模配合间隙值查表的=0.15表4.3弹压卸料板与凸模配合间隙值材料厚度0.50.511单面间隙0.050.10.15在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口0.10.3。卸料板的厚度查表4.4。表4.4卸料板的厚度材料厚度卸料板宽度 505080 80125hoH0hoH0hoH00.8686108130.81.561081210141.536-10-12-查上表得卸料板厚度项目公式结果备注卸料板工作行程hh=h1+t+hQ1.15h1为凸模凹进卸料板的高度0.3 h2为凸模冲裁后进入凹模的深度0.5 橡胶工作行程H1H1=h+ht3.85ht为凸模修磨量，取2橡胶自由高度H2H2=4 H116.4取H2为 H1的0.25倍橡胶的欲压缩量H3H3=0.15 H21.64一般 H3=0.10.15 H2校核橡胶自由高度H40.5H4/D=0.541.5满足要求橡胶的安装高度H5H5 H2 - H316 表4.5橡胶的厚度 4.3.2 推件装置的选择推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种，一般刚性用的较多，它由打杆、推板、连接杆和推件块组成。其工作原理是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推件板，将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。本设计的推件装置选用由打杆直接推动推件块。如图4.1所示： 图4.14.4 工作零件的设计4.4.1 凹模的设计凹模厚度的确定： 为系数 为凹模刃口的最大尺寸()查表4.6选取系数=0.30表4.6凹模系数条料宽度材料厚度11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.30。凹模壁厚; C（1.52）H=3040凹模外形尺寸为，将凹模板作成薄壁形式并加空心垫板后实际凹模尺寸为。凹模的刃口形式选用直筒式刃口。该凹模的厚度的全部为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨后刃口尺寸不变，适用于制件或废料逆冲压方向推出的冲裁模如复合模、薄料落料模。其形状如图4.2图4.2凹模刃口4.4.2 凸凹模的设计凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。它的内外圆均为刃口，凸凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为倒装结构时，内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。其凸凹模最小壁厚见表3.10。表4.7凸凹模最小壁厚材料厚度0.40.60.81.01.21.41.61.82.0最小壁厚1.41.82.32.73.23.64.04.44.8查表选取。 该凸凹模的长度。其结构如图4.3图4.3凸凹模4.4.3 凸模的设计凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表。表4.8固定形式的特点比较固定形式固定方法特点凸模固定板固定一般采用H7/p6过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困难与上模板直接连接采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上适用于大型凸模的固定低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上适用于冲裁0.32的板料由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选用凸模固定板固定的形式固定凸模，并以H7/p6过渡配合。 冲孔凸模为圆形，采取台阶式凸模，它的强度刚性较好，装配修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时凸模不配拉出，材料选取,热处理硬度为5862。其凸模长度计算公式： 其中1凸模固定板厚度 材料厚度 0.35 推件块厚度17 增加长度，一般选取010凸模的结构形式如图 4.4图4.4 4.4.4 模架及组成零件的设计该模架选用中间导柱模架，导向装置安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。由标准（GB/T2851.5-1990）中选取,从而确定以下材和尺寸：模架材料选取铸铁200模架上模板的长度为250、宽度190、厚度35。 下模板的长度为250、宽度190、厚度40；最大高度为190、最小高度为160。模柄选取压入式模柄，压入模柄部位应与安装孔成7/6配合；材料选取45钢，尺寸。螺钉选用标准件内六角螺钉，规格为10；导柱的直径为25，长度170；导套的直径为38，长度85；应按6/5配合；柱间的距离150；材料为20钢。第五章 压力机的选取及校核5.1 压力机的选择由以上的设计、计算，确定压力机的规格尺寸如下：查表选取国产200开式压力机其最大装模高度为200 最小装模高度为130模柄孔尺寸为直径30，深度为50工作台尺寸左右为315、前后200，厚度40工作台孔尺寸：左右150、前后70、直径110立柱间距离：150倾斜角3005.2 装模高度的校核为了保证模具和压力机相适应，冲模的闭合高度应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，其关系式为： （5-1） 式中 冲模的闭模高度; 最大闭模高度; 最小闭模高度; 垫板高度； 最大装模高度； 最小装模高度。则 =40+35+8+42+40-15=150 有此可知,则所选则的压力机符合要求。第六章 模具总装图 图6.1总装图1.圆柱销 2.内六角螺钉 3.下模板 4.下垫板 5.凸凹模固定板 6.橡胶 7. 卸料板 8.导料销 9.凹模 10.空心垫板 11.凸模固定板 12.上垫板 13.上模板 14.螺钉 15.模柄16. 骑缝销 17.圆柱销 18.凸模 19.顶杆 20.导套 21.导柱 22.推件块 23.凸凹模 24.卸料螺钉 25.紧固螺钉26.挡料销 工作原理：工作时，板料以导料销8和挡料销26定位，上模下压，凸凹模23外形与推荐块22配合，在凹模腔9内落料，同时冲孔凸模18与凸凹模内控进行冲孔，冲孔废料直接落下；然后上模上行，当滑块碰到上死点时，推杆开始工作，将工件从凹模内推出落下。第七章 绘制非标准零件图7.1 凹模零件图（一号图）7.2 凸模零件图（二号图） 7.3 凸凹零件图（三号图）第八章 模具材料的选用利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。冷冲模材料应具有的性能：冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的以下几点性能。1. 应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。2. 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。3. 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等4. 应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。总上所述：凸、凹模采用工作部分局部淬火材料也用淬火变形小的模具钢。第九章 模具的装配与检测9.1 模具的装配复合模是指在冲床一次行程中冲制产品两道或两道以上工序的冲模，这种模具结构复杂，装配要求高，但由于模具生产率高，各内、外型面间的相对位置精度高，故广泛应用于精密零件的加工。本模具为落料冲孔复合模其装配一般按下面的步骤进行：装配压入式模柄，垂直上模座端面，装后同磨大端面齐平。将凸模装入凸模固定板，保持与固定板端面垂直，同磨端面平齐将凸凹模装在固定板上，并保持与固定板端面垂直，同磨端面齐平。确定凸凹模固定板 在下模座上的位置，用平行夹板夹紧，作凸凹模固定板上的螺孔和下模座上的螺钉过孔，并保持孔位置一致。划下模板漏料孔线，加工漏料孔，按凸凹模的孔每边加大约1。按凹模上的孔引作凸模固定板和上模座的螺钉过孔。将带凸模的固定板装在上模板上，螺钉不要拧得过紧，进行试装合模，使导柱缓慢进入导套，如果凸模与凸凹模的孔对的不太正，可轻轻敲打凸模固定板，利用螺钉过孔的间隙进行调整，直至间隙均匀。此时用划针在上模板上划出凸模固定板位置。在上模组件上增加凹模，重新合模，作冲裁外形和各孔的全面细致的间隙调整，其中包括用冲纸法试验，直至获得均匀的间隙。上模和下模分别钻较销孔（防止位置移动），装入销钉，并保持销与孔有适当的过盈。其它零件可按图装配，达到要求后打标记。9.2 模具的检测冲模装配前，应该对零、组件进行检查、复查的内容有:（1）冲裁模的刃口部分应锋利,拉伸模的弯曲的工作型面应过度圆滑,表面粗糟度应符合要求;（2）工作热处理后的实际硬度值是否符合要求,如有碳化合物偏析要求应技术要求的规定;（3）外行的非工作锐边是否已经倒角或导圆;（4）零件不应有沙眼、缩空、裂纹、磨削退火或机械损伤;（5）可卸导柱的椎面与趁套上椎孔的吻合长度面积应不小于80%。 冲模可以选用标准模架,也可使用与其他冲模零件同时加工制造的非标准模架。在冲模装配前,应检查模架各零件的工作表面不应有划痕、浮锈、沙眼、裂纹和其他机械损伤;上模座沿导柱上下移动要平稳,无滞涩现象。在正常情况下,滑动导向的模架上模与下模脱开后,应教容易复位。滚动的导向的模架上模与下模脱开后,若先将钢球保持圈一端套进导柱,而另一端装进导套孔中,则上模与下模能较容易复位。此外,还应使用平板、带指示器的测量架、球面支柱等复查上模座上平面对下平面的平行度,标准模架应符合规定的精度等级,非标准模架应符合其相当于标准中的精度等级数值。滑动导向模架应符合表9.1的规定。表9.1滑动导向模架精度等级公差值被 测 尺 寸精 度 等 级 级 级 级公 差 值40630.0200.030.05631000.0250.040.061001600.0300.050.081602500.0400.060.102504000.0500.080.124006300.1000.150.25 装配完成后应检测的内容有:冲裁模的间隙的间隙应均匀分布，其公差不大于2020%；冲裁模凹模的刃口面沿冲裁方向应平直，允许有向后逐渐增大者应不大于15的斜度，其表面粗糙度值不大于，镶拼要配合紧密无缝隙；冲裁模的凸凹模、凸模和凹模在装配后应磨口，并分别对上模座的上平面或下模座的下平面平行，允许0.01：100，其表面粗糙度0.80.4；卸料板、推件板和顶件块除保证与凸模、凸凹模和凹模的高度在0.20.8范围内；应调整卸料螺钉，以保证挟料板的压料表面对冲模安装基面的平行度误差不大于0.05：100；同一冲模冲同一长度的顶杆允差不大于0.1；下垫板和下模座的漏料孔按凹模或凸凹模尺寸每边加大0.51，装配后的位置应一致，不允许有卡料现象。此外，所有经磨削的零件应在装配前退磁。冲模装配后，要通过试冲对模具和制件进行综合考察与检测。试冲时，对冲模和制件出现的各种问题及缺陷要认真进行质量分析，找出产生问题的原因，并对冲模进行适当调整和修理，再次进行试冲，直至模具工作正常，得到合格的制件。冲裁质量分析见表9.2表9.2冲裁质量分析序号质量问题原因分析解决办法1制件断面光亮带太宽，有齿状毛刺冲裁间隙太小对于落料模，减小凸模，并保证合理间隙；对于冲孔模，应加大凹模，并保证合理间隙2制件断面粗糙。圆角大，光亮带小，有拉长的毛刺冲裁间隙太大对于落料模是更换或返修凸模，保证合理间隙制件断面光亮带不均匀或一边有带斜度的毛刺冲裁间隙不均匀返修凸模、返修凹模或重新装配调整到间隙均匀4落料后制件成弧形面凹模有倒锥或顶板与制件接触面小返修凸模、返修或调整顶板5校后制件尺寸较差落料后制件成弧形面所致，多见于下出件冲模修落料凹模或改换有弹顶装置的落料模6内孔与外形位置便移挡料销位置不正确修正挡料销7工件扭曲1. 内部胀力造成2.顶出制件时作用力不均匀改变排样或对材料正火处理调整模具试顶板工作正常9啃口导柱与导套间隙过大推件块上的孔不垂直，迫使小凸模偏位凸模或导住安装不垂直平行度误差积累返修或更换导柱导套返修或更换推件块重新装配，保证垂直度要求重新修模、装配10卸料不正常卸料板与凸模间隙过紧、卸料板倾斜或其他卸料件装配不当弹簧弹力不足凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正凹模有倒锥，造成制件堵塞修整卸料件，重新调整得当更换弹簧修整漏料孔修整凹模总 结这次的毕业设计是大学三年中的最后一个环节，是对三年的学习生活中所学的知识一个汇总和概括，使我们每个人都能总合运用所学的知识进行设计。就我个人而言，通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，对模具的设计与制造有了极为深刻的认识，是一次由理论向实践的飞跃，让我感慨颇深，主要体会有以下几点：1、扎实的基础课，专业课是模具设计的基础。由于以前所学的课程难免有些理解不深，遗忘等，而本次设计又或多或少的用到了这些知识，从而迫使我再次回顾以前的课程，并加深了对这些课程的理解，如机械制图中的各种线型的特点应用，材料力学中的应力校核，热处理中各种材料与热处理性能，公差配合与测量技术中公差的正确选用，模具的加工与制造技术。塑料模具的设计与制造步骤，模具材料的正确选用等。2理论与实践相结合的重要性以前的学习中，基本上是纯理论的学习，虽然有金工实习、毕业实习等实践的体味，但却停留在表面上，没有进行过真正的设计，从而使理论与实践严重脱节，在作设计的过程中，我才真正感觉到眼高手低的含义，同时也“窥一斑而知全豹”，自己的学习中的不足和薄弱环节暴露无遗，但是在老师们的帮助下以及自己的努力下，我终于克服了重重困难，使设计得以顺利的进行。通过向老师们请教，我了解到设计要面向企业，面向市场的原则，毕业设计正是对实践能力的一次强有力的训练，是我们独立工作的前凑，将对我们以后的工作产生深远的影响。3、对模具设计中的安全性，经济性加深了认识在设计工作中，要不断对安全性进行分析，从操作者的角度进行设计，在设计中，需要考虑到模具的成本问题，经济效益是工业生产的前提，成本的高直接决定了产品的竞争力，故在设计中尽可能的选用标准件。4、电脑成为设计中重要的辅助工具。由于工件形状复杂，在设计中计算塑件的体积出现了很大的难度，通过计算机辅助绘图和计算才得以解决。另外在绘零件和装配图时采用电脑也更方便快捷。采用电脑处理，精度高，方便快捷，在本次设计时，要求计算机绘图，从而对AUTOCAD的学习有了很大的进展，对WORD等各种文字处理工具有了更为熟练的操作，而模具CAD技术已成为该行业的发展趋势，电脑终将成为设计的必备工具，这对提高学生的综合素质着极为重要的现在意义。5、设计态度直接决定着设计质量毕业设计一般时间都足够，但足够的时间不一定都能设计出优秀的模具。这就除了能力水平的问题外，极为重要的一点便是态度问题，作为学生必须要态度谦虚、工作认真、勤学好问、实事求是，才能正确对待设计，才有可能取得设计。即将毕业的我，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦，如机器