冲压模具设计毕业论文.doc

辽宁石油化工大学职业技术学院 i 摘 要 本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。冲压工序的选择是经查阅相关资料 和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零 件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算 是在方便计算但不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压 模具成型零件和其他相关零件的选择原则及选择方法进行了说明。冲压件的设计首先 要从冲压生产工艺上对所要设计的铁芯片进行冲压工艺的分析与计算，然后在分析计 算的基础上并参看相关的冲压设计资料确定冲压工艺方案，再在此基础上确定各工序 的复合关系后，再进入冲模各具体结构的设计。在此基础上对各副冲压模具的主要零 部件的尺寸进行设计与计算，期间要参考大量与冲压相关的资料和翻阅各种“冲压手 册” ，并通过计算以确定各副模具具体的结构及尺寸，通过不断的计算与修改，并在 指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终确定画出了一副装配 图和 3 副零件图和一张立体图。通过这次毕业设计使我了解和掌握了许多实际的东西， 结合我在生产实习中所看所想的一些东西，有了自己的一些收获。在此特别感谢学院， 学校各位老师给我的这次机会和悉心指导。 【关键词】 冲压工序，冲压模具，冲压工艺，设计计算 辽宁石油化工大学职业技术学院 ii abstract the design of a given product plans for stamping die design. stamping process is the choice of the available relevant information and a detailed analysis of the shape of the products on the basis of; stamping die option is considered in the economy, parts of the stamping process and the complexity of many factors, and so on the basis of; products rough start calculating the size is calculated at a convenient but does not affect mold forming on the premise familiar to simplify the model. the paper also forming part of the stamping dies and other relevant parts of the principle of choice and select the method described. stamping parts from the design of the first stamping on the production process to be designed to cover iron of chipfor stamping process of analysis and calculation and then calculated on the basis of analysis and see stamping design information related to determine the programme stamping process, and on this basis the process of determining the relationship, and then entered the concrete structure of the die design. on this basis, all of the major parts stamping die design and size, the large number of reference during the relevant information with the press and read all kinds of “stamping manual“ and calculated to determine the specific mold of the structure and size, by the calculation and constant changes in the careful guidance of teachers under the guidance of patient care and continuously repeated changes to draw the final 1 assembly and 3 parts map. through this i graduated from design to understand and master the many practical things with my internship in the production of which would like to see some of the things, with some of their own harvest. in this special thanks to college, school teachers for giving me this opportunity and the careful guidance. key words: stamping process, stamping dies, sheet metal forming technology, design calculation 辽宁石油化工大学职业技术学院 iii 目 录 1 1绪绪 论论.1 1.1 冲压的概念、特点及应用 1 1.2 冲压的基本工序及模具 .2 1.3 冲压技术的现状及发展方向 .3 2 2 冲裁件工艺性及材料分析冲裁件工艺性及材料分析 .7 2.1 冲裁件的工艺性分析 .8 2.2 冲裁件的精度与粗糙度 .8 2.3 冲裁件的材料 .8 3 3冲压模具总体结构设计冲压模具总体结构设计9 3.1 模具类型 9 3.2 操作与定位方式 .9 3.3 卸料与出件方式 .9 3.4 模架类型及精度 .10 4 4冲压模具工艺与设计计算冲压模具工艺与设计计算.10 4.1 排样设计与计算 10 4.2 设计冲压力与压力中心,初选压力机 .11 4.2.1 冲裁力 .11 4.2.2 压力中心.12 4.2.3 计算凸凹模刃口尺寸及公差 .12 5 5模具的总体零件设计与图纸模具的总体零件设计与图纸.14 5.1 铁芯片冲压模具装配图.14 5.2 模具的零件设计 15 5.2.1 凹模设计.15 辽宁石油化工大学职业技术学院 iv 5.2.2 凸模设计.16 5.2.3 选择坚固件及定位零件 .17 结结 论论.19 谢谢 辞辞.20 参考文献参考文献.21 辽宁石油化工大学职业技术学院 1 1 绪 论 1.1 冲压的概念、特点及应用 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产 生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。 冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所 以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于 材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属） 批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批 量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与 模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压 件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面 都具有许多独特的优点。主要表现如下。 (1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲 压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次， 高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表 面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的 特征。 （3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到 汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 （4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而 辽宁石油化工大学职业技术学院 2 是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一 般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度 高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下， 冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工 业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、 航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大， 少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现 在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲 压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更 新换代等都是难以实现 的。 1.2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同， 因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形 工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面 质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性 变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本 工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分 散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案， 即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可 将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或 辽宁石油化工大学职业技术学院 3 两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同 工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形 模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲 模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是 冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模 下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而 获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、 凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 1.3 冲压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、 新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如 下。 (1) 冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研 究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究 及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技 术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程 的计算机模拟技术，即利用有限元（fem）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程， 根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题， 并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了 昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 辽宁石油化工大学职业技术学院 4 研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压 新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软 模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工 艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精 密冲裁加工零件的厚度可达 25mm，精度可达 it1617 级；用液体、橡胶、聚氨酯等 作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂 形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对 于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很 重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普 通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多 点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术， 我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形 法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成 形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以 cad/cam/cae 技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。 (2) 冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面 发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向 高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料 及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具 cad/cam 技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生 产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种 简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲 模的技术水平。目前，50 个工位以上的级进模进距精度可达到 2 微米，多功能级进模 辽宁石油化工大学职业技术学院 5 不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国主要汽车模具企业，已 能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但 在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平， 但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技 术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。 其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控 测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好 的加工精度和表面质量（主轴转速一般为 1500040000r/min）,加工精度一般可达 10 微米，最好的表面粗糙度 ra1 微米） ，而且与传统切削加工相比具有温升低（工件 只升高 3 摄氏度） 、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具 和切削用量还可实现硬材料（60hrc）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工） 是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样） ，因此不再需 要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的 edscan8e 电火花铣削加工机床， 配置有电极损耗自动补偿系统、cad/cam 集成系统、在线自动测量系统和动态仿真 系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当 高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到 300mm /min,加工精度可达1.5 微米，表面粗糙度达 ra=010.2 微米;精度磨削及抛 2 光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光 等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量 机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能 力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快 速成形技术（rpm）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用 rpm 技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可 辽宁石油化工大学职业技术学院 6 快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“m-rpms-型多功能快速原型制造系 统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造 ssm 和 熔融挤压成形 mem）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具 有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以 cad/cam 加工的主模型为基础，采用 瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开 辟了新的途径。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高 效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需 要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数 控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各 式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。在高速自动压力机上冲压电机 定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压 力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250kn 的高速压力机的滑块行 程次数已达 2000 次/min 以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的 2000kn“冲 压中心”采用 cnc 控制，只需 5min 时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等 工作；美国惠特尼公司生产的 cnc 金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压 件的数量为普通压力机的 410 倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作 业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代 的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工 艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激 光切割和成形机、cnc 万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经 发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（fmc）和冲压柔性制造系统 辽宁石油化工大学职业技术学院 7 （fms）代表了冲压生产新的发展趋势。fms 系统以数控冲压设备为主体，包括板料、 模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车 间实现 24 小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序， 甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 (4) 冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批 量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此， 只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而 降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标 准化生产程度已达 70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从 标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越 来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，这样更有利于制造水平的提高和制 造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件 专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还 满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在 40%以下） ， 标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存 在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高 辽宁石油化工大学职业技术学院 8 2 冲裁件工艺及材料分析 图 1.1 铁芯片零件图 冲压技术要求: 1. 材料:硅钢 2. 材料厚度:0.35mm 3. 生产批量:大批量 4.未注公差:按 it10 级确定. 2.1 冲裁件的工艺性分析 该零件是一个山字形的芯片，上有六个小孔，而且零件很薄，在我们这里采用复 合模一次成形。该零件外轮廓不是很复杂，只有六个孔较小，要求的尺寸精度偏高， 可采用高级冲模同时冲出六个孔。 2.2 冲裁件的精度与粗糙度 冲裁件的经济公差等级不高于 it14 级,一般落料公差等级最好低于 it10 级,冲孔 件公差等级最好低于 it9 级,由表可得落料公差,冲孔公差分别为 0.040,孔中心距公差 0.10 而冲孔精度要求较高,因此可用于高精度的冲裁,由于冲裁件没有断面粗糙度的 要求,我们不必考虑. 辽宁石油化工大学职业技术学院 9 2.3 冲裁件的材料 由表可得,硅钢的抗剪强度 =225mpa,断后伸长率 26%,此材料具有良好的塑性级 较高的弹性,冲裁性较好,可以冲裁加工. 常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的.硅 钢是一种合硅(硅也称矽)的钢,其含硅量在 0848%.由硅钢做变压器的铁芯,是因 为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应 强度,从而可以使变压器的体积缩小. 我们知道,实际的变压器总是在交流状态下工作,功率损耗不仅在线圈的电阻上,也 产生在交变电流磁化下的铁芯中.通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”,铁损由两个原 因造成,一个是“磁滞损耗”,一个是“涡流损耗”. 磁滞损耗是铁芯在磁化过程中,由于存在磁滞现象而产生的铁损,这种损耗的大小 与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比.硅钢的磁滞回线狭小,用它做变压器的铁 芯磁滞损耗较小,可使其发热程度大大减小. 既然硅钢有上述优点,为什么不用整块的硅钢做铁芯,还要把它加工成片状呢? 这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损“涡流损耗”.变压器工作时,线圈 中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的.这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流. 铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流.涡流损耗同 样使铁芯发热.为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成,使涡流在 狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料 的电阻率增大,也起到减小涡流的作用. 辽宁石油化工大学职业技术学院 10 3 冲压模具总体结构设计 3.1 模具类型 根据零件的冲裁工艺方案,采用倒装式复合冲裁模. 3.2 操作与定位方式 零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具 成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位， 宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。 3.3 卸料与出件方式 考虑零件尺寸较大，厚度不高，采用刚性卸料方装置进行打料出件。 3.4 模架类型及精度 由于零件材料较薄，尺寸较大，又是复合模,因此采用导向平稳的对角导柱模架。 导柱，导套采用间隙配合 6 7 h h 辽宁石油化工大学职业技术学院 11 4 冲压模具工艺与设计计算 4.1 排样设计与计算 该冲裁件材料厚度较薄，尺寸大，近似方形，因此可采用直排比较合查表取， a=1.5mm ,a =1.2mm，=0.5mm，z=0.5mm. 1 因此根据式 3-13，条料的宽度为: b=（dmax+2a+）=(63+21.5+0.5)= mm 0 0 0 0 5 . 0 66.5 进距为: a=d+a =28+1.2=29.2mm 1 根据式 3-14，导板间距为： b =b+z= 66.5+0.5=67mm 1 由零件图算得一个零件的面积为 1264 mm 2 一个进距内的坯料面积: bxs=66.529.2=1941.8mm , 2 因此材料利用率为: =(a/bs)100% =(1264/1941.8)100%=65.09% 4.2 设计冲压力与压力中心,初选压力机. 4.2.1 冲裁力 根据零件图,用 cad 可计算出冲一次零件内外周边之和 l=292.568mm(首次冲裁除外),又 因为 =186mpa，t=0.3mm,取 k=1.3, 则根据式 f=，klt f=1.3292.5680.3186=21223n 卸料力:查表 2.10,取 kx=0.5,则 fx=kxf=0.521223=10612 n 辽宁石油化工大学职业技术学院 12 推件力:为了修模时能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取 h=6mm, 故 n=h/t=6/0.3=20,查表 2.10,取 kt=0.065，则 ft=nktf=2050.06521223=32180 n 顶件力：查表 2.10 得 k=0.08,则 d f=0.0821223=1698 n d 由于采用固定卸料和上出件方式,所以 f= f+ f + f =21223+10612+1698=33532 n td 由式 3-23 应选取的压力机公称压力为: p (1.11.3)f=(1.11.3)33532=40238n 0 因此可选 10 吨压力机：最大闭合高度：180mm 最小闭合高度：130mm 4.2.2 压力中心 其压力中心一定在对称轴 y 上，即 x=0 l =30mm, l=28mm, l =10mm, l =16mm, l =13mm, l =14mm, 1 2 3 456 y1=0, y2=30, y3=28, y4=20,y5=12,y6=28 根据排样得： y = 0llllll y l y l y l y l y l y l 654321 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 =(283028+1620+1312+1428)/（30+28+20+12+28) =13.53 所以由以上可以算得压力中心为 g(0,13.53) 4 4.2.3 计算凸凹模刃口尺寸及公差 由于材料较薄,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单,并且还可以 放大基准件的制造公差,(一般可取冲件公差的 1/4),使制造容易,因此采用配作加工为 宜. 辽宁石油化工大学职业技术学院 13 由落料尺寸得,凹模会变小,所以以凹模为基准,配作凸模.由冲孔尺寸得,凸模尺 寸变小,所以以凸模为基准,配作凹模. 根据表 3-9,由材料厚度可得 z=0.03mm, z=0.05mm minmax (1) 落料凹模磨损后变大： a1=60,2=28 , =14， =10。 0 12 . 0 a2 0 084 . 0 a3 0 07 . 0 a4 0 07 . 0 由表可得磨损系数 x=0.5 所以: =(-x)=(60-0.50.12) =59.94 ad1a1max 4/ 0 4/12 . 0 0 03 . 0 0 =(-x)=(28-0.50.084) =90.15 ad2a2max 4/ 0 4/084 . 0 0 021 . 0 0 =(-x)=(14-0.50.07) =13.97 ad3a3max 4/ 0 4/07 . 0 0 021 . 0 0 =(-x)=(10-0.50.07) =9.97 ad4a4max 4/ 0 4/07 . 0 0 021 . 0 0 由于,为落料尺寸,故以凹模为基准,配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸 ad1ad2 按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为 0.320.400mm. (2) 由冲孔尺寸凸模磨损后变小: =2.5, b1 05 . 0 =(+)=(3.2+0.50.05)=2.625 bpb1minx11 0 4/ 0 0125 . 0 0 0125 . 0 (3) 凸凹模磨损后不变的尺寸 =3.20.1, =180.1, c1 c2 查表得公式: =(), cpcmin 4/ 所以: =()=3.20.05 c1cmin 4/8/ =(c)=180.05 c2 min 4/ 凸凹落料部分尺寸： 13，60，28，14，10，4 0 084 . 0 12 . 0 0 084 . 0 0 07 . 0 0 07 . 0 0 0 01 . 0 查表得公式：=(-) cpcmin 4/ zmin 0 4/ 所以： 0 021. 0 0 021 . 0 1 928.12)03 . 0 084 . 0 5 . 013( c 辽宁石油化工大学职业技术学院 14 0 021 . 0 0 021 . 0 3 928.27)03 . 0 084 . 0 5 . 028( c 0 0175 . 0 0 0175 . 0 4 935.13)03 . 0 07 . 0 5 . 014( c 0 0175 . 0 0 0175 . 0 5 935 . 9 )03 . 0 07 . 0 5 . 010( c 0 025 . 0 0 025 . 0 6 92 . 3 )03 . 0 1 . 05 . 04( c 辽宁石油化工大学职业技术学院 15 5 模具的总体零件设计与图纸 5.1 铁芯片冲压模具装配图 根据前面的设计与分析,我们可以得出如复合模具的总张图 图 5.1 铁芯片冲裁复合模装配图 5.2 模具的零件设计 5.2.1 凹模设计 凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉,销钉与下模座固定的固定方式.考虑凹模 的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,漏料部分刃口轮廓适当扩 大根据表 3-28 可以扩大 0.51mm,取 1mm,(为便于加工,落料凹模漏料孔可设计成近 似于刃口轮廓的简化形状,如图 5-21 所示),凹模轮廓尺寸计算如下: (1) 凹模轮廓尺寸的确定: 凹模高度15mm=kb 这里凹模高度选取 15mm 凹模轮廓轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 lb(长宽)及厚度尺寸 h.从凹模外 辽宁石油化工大学职业技术学院 16 边缘的最短距离称为凹模壁厚 c.对于简单对称形状刃口凹模,由于压力中心即对称中 心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定,其公式为： c=(1.52)h 所以凹模壁厚 c=30mm 凹材料的选用:根据表 8-3,材料选用 cr4wmov 孔与孔的校核:由表 3-27 校核最小 a 值为 29,最小 b 值为 29,最小 c 值为 19,最小 d 值为 6.84,以上都能达到要求,因此得 以校核.凹模刃口尺寸及其它具体见零件图 5-21.或后面所附的零件图.设计中,因为压 力中心与凹模板的几何中心相差不太,由压力机根据模柄孔尺寸为 60,压力中心仍在 模柄投影面积,可设他们在同轴线上.凹模材料为 yg20 图 5.2 铁芯片落料凹模 5.2.2 凸模设计 落料凸模刃口部分为方形,又在它里面开孔,装配导正销,为便于凸模和固定板的加 工,可通这设计成铆接方式与固定板固定.冲孔凸模由于相隔不是很近,所以采用阶梯结 构,.凸模的尺寸根据导料板尺寸、卸料板尺寸和安装固定要求尺寸，所以凸模的尺寸 l=15+15+15=45mm. 辽宁石油化工大学职业技术学院 17 凸模材料 w18cr4v 图 5.3 冲孔凸模 5.2.3 选择坚固件及定位零件 (1) 螺钉规格的选用: 根据设计要求模具上部分的螺钉可选用 m8,在根据实际要求,查标准选用 gb /t 70.1-2000 m855,这里要 4 个,模具下部分的螺钉根据设计选用 m8,查得标准为 gb /t 70-2000 这里要 4 个.选取材料为 45 钢. (2) 圆柱销规格的选用: 销钉的公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格, 根据定位方式及坯料的形状 与尺寸,选用合适的标准定位零件. 模具上部分的圆柱销根据标准选用 gb/t 119-2000 a850, 选取材料为 45 钢. 模具下部分的圆柱销根据标准选用 gb/t 119-2000 a845，取材料为 45 钢。打料 销选用标准为 gb/t 119-2000 a8x40,材料为 45 钢 5.2.4 设计和选用卸料与出件零件 卸料以卸料板卸料,出件是以凸模往下冲即可,因此不用设计出件零件.固定卸料板 辽宁石油化工大学职业技术学院 18 的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的 0.81 倍,所以卸料板的 lbh=1208815,卸料板在此仅起卸料作用,凸模与卸料板间的双边间隙一般取 0.20.5mm,这里取 0.5mm, 材料为 q275.卸料螺钉选有 m8，选取合适的国家标准 gb/t 70-2000 m855。 5.2.5 选择模架及其它模具零件 (1) 选择模架: 根据 gb/t 2855.1-19990,由凹模周界 12588 及安装要求,选取凹模周界: lxb=12588,闭合高度:h=175140,上模座:12510030,下模座: 12510035,导柱: 22150,25150,导套:228028,258028. (2) 模柄: 由压力机的型号，可查得模柄孔的直径为 30,深度为 64,由装配要求,模柄与模柄 孔配合为 h7/m6，并加销钉防转,销钉为 m9，上沉孔深 9mm，模柄内孔直径为 11。由 于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此选用压入式模柄较合理， 材料为 q235 的 b 型凸缘模柄。 (3) 垫板: 垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座 接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取 310mm,这里设计时,由于压力较大,根据 gb2865.2-81 选取规格为 lbh=120886. (4) 凸模固定板: 凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸一致,厚度为 15mm,根据标准选取板的规 格为 lbh=1208815;凸模与凸模固定板的配合为 h7/n6,装配可通过 2 个销钉 定位,4 个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部与凸模铆 接,因此必须倒角。 辽宁石油化工大学职业技术学院 19 结 论 随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终 于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结， 但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知 识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己 原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会， 什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的 过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中， 我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学 到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东 西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学 习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创 造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程 中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益 在设计的过程中让我感悟很多。人生的道路永远都是美好的，你的梦想也都是最 真的，歌德说过：那些是你的梦想的，那你就要去做，去尝试，去努力，去奋斗。 辽宁石油化工大学职业技术学院 20 谢 辞 值此本科学位论文完成之际，首先要感谢我的指导老师王秀珍。谢谢您耐心的 指导，细心的发现我设各计的每一个小错误，告诉我每个小小的细节！从论文题目 的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山 重水复疑无路,柳暗花明又一村”。 在论文即将付梓之际，我的大学生活，也可以 说是我的学生涯也即将在此划上一个感叹号了，真是感慨万千啊，我要借此机会向 所有教过我的老师表示我的感谢，谢谢你们谆谆的教导，没有你们就没有我现在的 知识，没有你们我的大学就不完整，请接受我这深深的一鞠躬“谢谢你们！” 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成， 有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！ 同时也感谢学院为我提供良