冷冲模具设计 (2).doc

中央广播电视大学人才培养模式改 革和开放教育试点本科毕业论文 西安广播电视大学开放教育试点西安广播电视大学开放教育试点 机械制造本科毕业论文机械制造本科毕业论文 题目：题目： 冷冲模具设计冷冲模具设计 专业：专业： 级别级别 ： 学号：学号： 姓名：姓名： 试点单位：试点单位： 年年 月月 日日 目目 录录 1 绪论 1 1.1 课题背景 .1 1.2 国内外模具业发展概况及其对比 1 1.3 冷冲加工的特点以及一般的工艺流程 2 1.3.1 冷冲加工的特点 2 1.3.2 冷冲加工一般的工艺流程 3 1.4 冷冲成型工艺与其他成型工艺的异同 3 2. 桑塔纳轿车手刹支架冷冲模具的设计 5 2.1 测绘零件图 5 2.2 绘制展开图 7 2.3 设计模具型腔 .16 2.3.1 计算型腔压力中心 16 2.3.2 冲剪加工所需要的力与功 20 2.3.3 冲裁间隙的选择 20 2.3.4 模具刃口尺寸的计算原则 22 2.3.5 落料凹模的设计 23 2.3.6 冲孔凸模的设计 26 2.3.7 凹凸模的设计 27 2.3.8 模柄的设计 28 3.桑塔纳轿车手刹支架冷冲模具的工作装置设计 30 3.1 模架的选择 .30 3.2 导柱导套的选择 .31 3.3 螺钉及销钉的选择 .32 4.结论 33 .致谢 34 .参考文献 35 冷冲模具设计冷冲模具设计 摘要：摘要：本文综合分析了国内外模具业的发展状况和发展趋势，指出了国内模具业 相对于国外所存在的差距.本文还介绍了冷冲加工的一般工艺流程以及其与其它成 型工艺流程的异同，重点介绍了桑塔纳轿车手刹支架的冷冲模具的设计方法、工 作装置等。 工作的关键是通过对支架实体的测绘，绘制支架的零件图和展开图。通过对 展开图的分析设计模具的型腔，根据实际工作的需要进行模具的选材以及确定相 关的加工方法。最后进行工作装置的设计，涉及工作装置的布局、压力机型号和 吨位的选择、各种标准件的选择。 关键词：手刹支架；冷冲加工；工作装置 毕业设计说明书 1 1 1 绪论绪论 1 1. .1 1 课课题题背背景景 模具业是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或 者液态）的流动，使之形成所需要的实形。使用模具制造零件以其效率高，产品 质量好，材料能耗低，生产成本低而广泛应用于制造业，成为国民经济的基础工 业，是世界上公认的关键工业。模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、 航天等领域里日益成为使用最广泛的主要工艺装备，承担了这些工业领域中 60%- 90%的产品的零件、组装和部件的生产加工。简单地说模具就是一个模型,在人类 日常生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如：电脑、 电话机、传真机、键盘、杯子等等。 以汽车行业的模具市场为例，在工业发达国家这个市场占整个模具市场一半 左右。根据统计一个型号的汽车所需要的模具达几千副，价值上亿元，为适应市 场的需求，随着汽车基本车型的不断增加，约有 80%的模具需要更换，可见模具 制造具有很大的市场占有率。 1.21.2 国内外模具业发展概况及其对比国内外模具业发展概况及其对比 20 世纪 80 年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的 要求，同时为模具发展提供了巨大的动力。这些年来我国模具发展十分迅速模具 工业一直以 15%左右的速度快速发展，目前我国有 17000 多个模具生产厂点，从 业人数超过 90 万。在模具工业的总产值中冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。快速发展的同时很多的模具生产企 业很重视新技术的发展，加大了用于新技术开发的投入力度，将技术进步作为企 业发展的重要劳动力，此外各大专院校和研究机构也开展了模具技术的研究与开 发。相比之下国外的模具制造发展技术早比较成熟。我国模具工业目前技术水平 参差不齐，悬殊较大，从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比， 还有较大的差距。主要表现在：缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人 员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才，另外设备更 新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模 毕业设计说明书 2 具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有 25%左右，设备的一些先 进功能也未能得到充分发挥。随着科学技术的进一步发展，已经出现了未来模具 行业将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高； 三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐 提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具 标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八 是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高 的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高 档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。 进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整 合，我国装备制造业在加入 wto 以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代 制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。 为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正 广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，满足各行各业对模具这 一基础工艺装备的迫切需求。 1.31.3 冷冲加工的特点以及一般的工艺流程冷冲加工的特点以及一般的工艺流程 1.3.1 冷冲加工的特点 冷冲压即利用压力机及其外部设备，通过模具对板材施加压力，从而获得一 定形状和尺寸零件的加工方法，主要用于对金属薄板料（厚度小于 3.2mm）零件 的加工。该加工方法具有的特点： 1.零件尺寸准确表面光洁：目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达 89 级，仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少 量的只需精加工（磨削） 。 2.节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到 80以上。如解放牌汽车 活塞销动切削加工材料利用率为 43.3，而用冷挤压时材料利用率提高到 92； 又如万向节轴承套改用冷挤压后，材料利用率由过去的 27.8提高到 64。可见， 采用冷挤压方法生产机械零件，可以节约大量钢材和有色金属材料。 毕业设计说明书 3 3.生产率高：用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量 大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。例 如，汽车活塞销用冷挤压方法比用切削加工制造提高 3.2 倍，目前又用冷挤压活 塞销自动机，使生产率进一步提高。一台冷挤压自动机的生产率相当于 100 台普 通车床或 10 台四轴自动车床的生产率。 4.可加工形状复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采 用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便。 5.冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷 作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、 且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高。这样就可用低强度材料代 替高强度材料。例如过去采用 20cr 钢经切削加工制造解放牌活塞销，现改用 20 号钢经冷挤压制造活塞销，经性能测定各项指标，冷挤压法高于切削加工法制造 活塞销。 1.3.2 冷冲加工一般的工艺流程 冲压工艺按材料的变形性质可以分为材料的分离和成型两大类，分离工序是 在冲压过程中使冲压件与坯料沿一定的轮廓线相互分离，同时冲压件分离断面的 质量也要满足一定的要求，成形工序是使冲压坯料在不破坏的条件下发生塑性变 形，并转化成所要求的成品形状，同时也应满足尺寸公差等方面的要求。具体的 基本工序包括：冲裁、剪切、切口、切边、剖切、弯曲、卷圆、扭曲、 （变薄）拉 伸、孔的翻边、外圆翻边、缩口、扩口、起伏、卷边、涨形、旋压、整形、校平、 压印、正反挤压、复合挤压等，其中冲孔模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分是 废料，设计时尺寸以冲头为准，间隙取在母模上；落料模具沿封闭线冲切板料， 冲下的部分为工件，其余部分为废料，设计时尺寸以母模为准，间隙取在冲头上。 1.41.4 冷冲成型工艺与其他成型工艺的异同冷冲成型工艺与其他成型工艺的异同 压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。它的基本工艺过程 是：金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内，模具有活动的型腔面，它随 毕业设计说明书 4 着金属液的冷却过程加压锻造，既消除毛坯的缩孔缩松缺陷，也使毛坯的内部组 织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。另外，该工艺生 产出来的毛坯，外表面光洁度达到 7 级（ra1.6） ，和冷冲工艺或机加工出来的表 面一样，有金属光泽。所以，我们将压铸模锻工艺称为“极限成形工艺”，比“无切 削、少余量成形工艺”更进了一步。 压铸模锻工艺还有一个优势特点是，除了能 生产传统的铸造材料外，它还能用变形合金、锻压合金，生产出结构很复杂的零 件。这些合金牌号包括：硬铝超硬铝合金、锻铝合金，如 ly11、ly12、6061、6063、lyc、ld 等） 。这些材料的抗拉强度，比普通铸造 合金高近一倍，对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的 部件，有更积极的意义。 注塑工艺是一个塑料制品从原料到成品的过程，包括原料温度，注塑压力保 压和速度，时间，冷却时间等等。 与压铸模锻工艺和注塑工艺相比，加工介质，待加工材料成为两者不可缺少 的要素，压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，压力机、模具、 材料共同构成冲压加工不可缺少的因素，压铸模锻工艺对压铸合金的温度，注入 的速度有严格的要求，注塑模具工艺除了对材料的加工温度有严格的要求外，还 对注射压力、注射温度、注射时间、保压时间和成型周期有要求，而冷冲加工是 冷加工，只对压力机的压力有要求，相比之下对材料不做严格的要求，是在常温 下进行加工。三种成型工艺都能得到质量很好的零件。 1.51.5 设计的主要内容设计的主要内容 主要设计桑塔纳的手刹冷冲支架的模具成型过程，各种配件的选取要求。以 及其中各种模具的设计，计算方法。 毕业设计说明书 5 2.2. 桑塔纳轿车手刹支架冷冲模具的设计桑塔纳轿车手刹支架冷冲模具的设计 2.12.1 测绘零件图测绘零件图 图 2-1 b-b 向视图 图 2-2 主视图 毕业设计说明书 6 图 2-3 a 向视图 图 2-4 俯视图 毕业设计说明书 7 图 2-5 左视图 2.22.2 绘制展开图绘制展开图 根据零件图以弯曲中立平面距内侧表面的距离，再由几何学理论，根据弯曲 部分的板厚减少和板片的伸长量为基准来计算绘制展开图。 弯曲部位毛坯的展开尺寸计算： 计算公式：， （） 2 () 360 labrt 2 n t t 当=，则 90()1.5708() 2 labrtabrt 式中，-板片的毛胚长度（mm）l -弯曲制品的腹面长度（mm）, a b -弯曲余角（ ） -薄化系数，见表 -弯曲后弯曲部的平均厚度（mm） n t -弯曲制品的内侧半径（mm）r -弯曲前的板片厚度（mm）t 毕业设计说明书 8 图 2-6 毛坯长度计算 0000 36018012060 /20/ 210 0.5 /10/ 25 0.44 4 r t r t n 取 取 1234 22tan 2 lllllrrntrt + 122 1.57082/360rtrtrt 60 50 100 180332202042 2202tan 2 l 1.5708200.5 2200.44 22 60 200.44 2 /360 毕业设计说明书 9 =400 图 2-7 毛坯宽度计算 该图属于一般形状的弯曲 引伸部位毛坯展开尺寸的计算： 12345 22tan 2 llllllrrntrt 122 1.57082/360rtrtrt 0 15 1010522102tan 2 l 00 1.5708 100.44 2100.5 22 15 100.5 2 /360 =155 毕业设计说明书 10 图 2-8 弯舌部分毛坯尺寸计算 000 18075105 /10/ 25 0.2 2 r t n 取 2 105 5028(100.2 2)2 (102) 360 73 l 毕业设计说明书 11 图 2-9 弯曲部毛坯尺寸计算 0 90 /10/ 25 0.44 2 r t n 取 12 2 ()2 () 360 290 5030(100.44 2)2(102) 360 73.1 lllrtrt l 引伸部位毛坯的展开尺寸计算： 毕业设计说明书 12 矩形筒引伸加工中变形的激烈度，常包含各种不同的程度。此等制品的某些 部分承受严格的常温加工，而其余部分仅承受单纯的弯曲加工。真正的引伸加工 仅发生于角边处，至于侧面与端面的金属流动则与弯曲加工更为接近。 图 2-10 引伸部分展开胚料 图 2-11 角筒制品俯视图 毕业设计说明书 13 图 2-12 角筒制品主视图 c r 角边半径 p r 底脚半径 d h 侧面平坦部高度 计算公式： 22 c 21.41 cdcdp rr hrh r 毕业设计说明书 14 图 2-13 支架主视图 图 2-14 支架左视图 毕业设计说明书 15 5 10 13 rp rc hd 22 c 2 10 13 101.41 13 5 24 c r r 1 22 2 1352 1102 5 2 121 d pp lhrlr 图 2-15 支架拆分图 图 2-16 毛坯宽度计算 毕业设计说明书 16 1 5 20 25 117 rp rc hd l 22 c 2 5 2551.41 25 5 36 c r r 1 22 2 2552 1172 5 2 141 d pp lhrlr 综合上述计算分析，确定坯料的尺寸，绘制坯料展开图如下： 图 2-17 支架展开图 2.32.3 设计模具型腔设计模具型腔 2.3.1 计算型腔压力中心 冲压力合力的作用点称为压力中心。在设计模具时，应尽量使压力中心与压 力机的滑块中心相重合，否则会产生偏心载荷，使模具的导向部分和压力机导轨 非正常磨损，使模具间隙不匀，严重时会啃刃口。对于有模柄的冲模，使压力中 心与模柄的轴线重合在安装模具时，便能实现压力中心与滑块中心重合。确定正 毕业设计说明书 17 确的压力中心可以提高冲裁工件的质量，保证模具的正常使用寿命，具有重要的 经济作用。 一般对于形状简单的工件，压力中心位于冲件轮廓图的几何中心，形状复杂 工件的压力中心的确定方法有解析法、合成法、图解法等，常用的是解析法。解 析法原理是基于理论力学，采用求平行力系合力作用点的方法。一般的冲裁件沿 冲裁轮廓线的断面厚度不变，轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以求合 力作用点可以转换为求轮廓线重心。 图 2-18 轮廓线重心 毕业设计说明书 18 图 2.19 支架的型心尺寸计算 图 2.20 支架的型心尺寸计算 毕业设计说明书 19 图 2.18 型心的计算 (792 ) ay ddy 27 0 (792 ) ya a yy dyd y ss 11.37 0x 即有型心为 0 11.37 xmm ymm 图 2.19 型心的计算 如上方法，通过计算该部分的型心为 102 11 xmm ymm 图 2.20 型心的计算 应用求轮廓线的长度和各自的重心的方法确定该部分的型心为 360.7 0.77 xmm ymm 展开件的型心 2 1 2 1 1242.4 102412.7 360.7 166.4 1242.4412.7 ii i i i l y x l 2 1 2 1 1242.4 11412.7 0.77 8.449 1242.4412.7 ii i i i l y y l 即有模具型腔的压力中心为 166.4mm 8.449mm8.4mm x y （取） 毕业设计说明书 20 2.3.2 冲剪加工所需要的力与功 查表软钢板的剪应力为 2 36/kg mm 切入率为 60% 65%63%k 取 m pclt c t l 冲剪条件系数，c=1. 1 材料的厚度，m m 冲剪轮廓总长度，m m 2 1242.4412.71655.1 tmm lmm 1.1 1655.1 2 36131083.92131.08392/ m pkgm t /100063% 131083.92 2/1000165.165. m wkp tkg m 基于计算，考虑负荷集中状况，产品精度，噪音及震动等因素把负荷率降低 为 90%，则应该使用 145 吨级以上的压床为宜。 2.3.3 冲裁间隙的选择 凹模和凸模间每侧的间隙成为单面间隙，两侧间隙之和称为双面间隙如果 没有特殊说明冲裁间隙就是双面间隙。 模具间隙对冲裁件质量的影响： 冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。该间隙的大 小，直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。当冲裁模 有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这 时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，如图所示。 工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥 形，表面较粗糙。当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。 凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出 现二次光亮带，这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。间隙过大时，板 料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面 上出现较高的毛刺和较大的锥度。 毕业设计说明书 21 图 2-21 各种间隙对质量的影响 模具间隙对模具寿命的影响： 冲裁模常以刃口磨钝和崩刃的形式失效。凹、凸模磨钝以后其刃口处形成 圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺。凸模刃口磨钝后在落料件边缘处产生毛 刺，凹模刃口磨钝后所冲孔的边缘产生毛刺，凹、凸模刃口均磨钝后则工件边缘 和孔口边缘均产生毛刺。 由于材料的弯曲变形，材料对模具的反作用力主要集中于凹、凸模刃口部 分。当间隙过小时垂直力与侧压力降增大，摩擦力增大，加剧模具刃口的磨损， 随后二次剪切产生的金属碎屑又加剧了刃口侧面的磨损，冲裁后卸料和推件时， 材料与凹、凸模之间的滑动摩擦又将再次刃口侧面的磨损，使得人口侧面的磨损 比端面的磨损大。 模具间隙对冲裁力的影响： 实验证明，随着冲裁间隙的增大，冲裁力有一定程度的降低，但当单面间 毕业设计说明书 22 隙介于材料厚度的 5%-20%范围内时，冲裁力的降低不超过 5%-10%。因此在正常情 况下，间隙对冲裁力的影响不很大。 间隙对卸料力和推件力的影响比较明显。随着间隙的增大，卸料力和推件 力都将减小。一般当单面间隙增大到材料厚度的 15%-25%时卸料力几乎降到零。 综上需要确定合理的模具间隙，既能保证冲裁件的质量，又能延长模具的 正常使用寿命和降低冲裁力。合理的隙主要取决于材料的厚度和凸模挤入深度， 然而挤入深度不仅与材料的塑性有关，而且还受材料厚度的综合影响。因此材料 厚度越大塑性降低硬脆材料，则所需间隙值就越大，材料越薄，塑性越好的材料 则所需要的间隙值越小。 简便算法是：间隙值=材料厚度*8% 所以本设计中 模具间隙=2*8%=0.16mm 2.3.4 模具刃口尺寸的计算原则 凹模和凸模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。合理的间隙 值也是靠凸模和凹模刃口的尺寸和公差来保证的。它的确定需考虑到冲裁变形的 规律、冲裁件精度要求、模具磨损和制造特点等情况。 实践证明，落料件的尺寸接近于凹模刃口的尺寸，而冲孔件的尺寸则接近 于凸模刃口的尺寸。在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件是以 小端尺寸为基准，即落料和冲孔都是以光亮带尺寸为基准的。冲裁时，凸模会愈 磨愈小，凹模会越磨越大。考虑以上情况，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时 就遵循以下原则： 1）落料时，制件尺寸决定于凹模尺寸，冲孔时孔的尺寸决定于凸模尺寸， 故设计落料凹模时，应以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，应以凸 模为基准，间隙取在凹模上。因使用中，随着模具的磨损，凸、凹模间隙将越来 越大，所以初始设计时，凸、凹模间隙应取最小合理间隙。 2）由于冲裁中凸模、凹模的磨损，故在设计落料模时，凹模公称尺寸应取 工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模公称尺寸应取工件尺寸公 差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模受到一定磨损的情况下仍能冲出合格 零件。 3）凹、凸模的制造公差主要与冲裁件的精度和形状有关。一般比冲裁件的 毕业设计说明书 23 精度高 23 级。若零件没有标注公差，则对于非圆形件，按国家标准“非配合尺 寸的公差数值”的 it14 精度处理，对圆形件可按 it10 精度处理。 4）冲裁模刃口尺寸均按“入体”原则标注，即凹模刃口尺寸偏差标注正值， 凸模刃口尺寸偏差标注负值；而对于孔心距，以及不随刃口磨损而变的尺寸，取 为双向偏差。 刃口尺寸确定方法图例: 图 2-22 刃口尺寸的确定方法 2.3.5 落料凹模的设计 考虑到该模具工作时既有落料又有冲孔，为满足制品的精度要求，选用正装 式复合模具。 复合模是在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工 序。压力机一般一次行程得到一个工件，复合模也是一种多工序的冲裁模。它在 结构上的主要特征是有一个既有落料凹模又有冲孔凸模的凹凸模具。按照复合模 工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种类型。 正装式复合模是凹凸模作为动模，工作时板料在压紧状态下分离，因此冲出 的工件平直度较高。但是冲孔废料落在下模工作面上，不易清除，有可能影响操 作和安全，从而影响了生产率。 反装式复合模是凹凸模装在下模位置上，工作时冲孔废料直接由冲孔凸模从 凹凸模的内孔挤下，结构简单操作方便， 毕业设计说明书 24 但是凹凸模内孔内积存废料胀力较大。因此倒装式复合模因为受到最小壁厚，不 宜冲制孔壁较小的工件。同时，采用刚性推件的倒装式复合模，板料不是在被压 紧的状态下进行冲裁的，因此平直度不高。 从正装式复合模和反装式复合模结构分析中可以看出来两者各有优缺点。正 装式复合模适合冲裁材料较软的或者板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可 以冲制孔边距较小的冲裁件。而反装式不宜冲裁孔边距较小的冲裁件。 总之复合模生产率较高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定 位精度比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。但是复合模结构相对复杂，制造精度 要求高，成本高，主要用于批量大精度要求高的冲裁件。 凹模的刃口形式有： 锥形刃口 如图 1 柱形刃口 如图 2 锥形刃口凹模，冲裁件或废料容易通过而不留在凹模内，凹模磨损小，但是 刃口强度低，刃口尺寸在修磨后增大，适用于形状简单、精度要求不高、材料厚 度较薄工件的冲裁。柱形刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变，但是孔口容易积存 工件或废料推件阻力大且刃口磨损大，适用于形状复杂或者精度要求高的工件冲 裁。综合分析本设计中采用图二所示的刃口形式，h=4mm 间距取 1mm。查表工件 厚度为 2mm 时，模具厚度为 30mm，另外再考虑模具寿命（一般取 3-7mm）故本设 计中模具厚度取 37mm，另外模具孔与模块边缘距离取 60mm。 材料：cr12 加工方法：凹模刃口部位粗加工时先留有 5mm 的余量，柱形部位粗加工一次 完成，再进行淬火达到 hrc60-hrc65,最后线切割加工刃口部位。 依据展开图可以确定模具的其他尺寸 毕业设计说明书 25 图 2-23 落料凹模俯视图 图 2-24 凹模刃口部位剖面图 毕业设计说明书 26 2.3.6 冲孔凸模的设计 冲头的长度一般在 40-100mm 而实用长度在 50-60mm 传统上的冲头长度一般 都采用 60mm 作为标准长度。由于线切割技术的进步，不管何种形状的冲头都几乎 利用 50mm 厚的模钢板直接割取，而使实用长度变成 50mm。冲剪加工中冲头发生 自然断裂的主要原因在于细小冲头的抗压强度和抗弯强度的不足所致，因此再设 计冲头时应当根据所冲材料的抗剪强度选取冲头的材料，根据冲头的形状（圆形、 方形）计算冲头的最大长度。 考虑到本设计中模具型腔较为复杂，加工很困难，故将冲孔凸模分成各部 分进行加工，然后将各个部分安装在凸模固定板上。 材料：cr12 加工方法：淬火达到 hrc60-hrc65,线切割。另外需要加工背板，具体的尺 寸见图纸。装配时背板和冲孔凸模用螺栓连接。 图 2-24 a 向视图 毕业设计说明书 27 图 2-25 背板尺寸图 图 2-26 b 向试图 2.3.7 凹凸模的设计 毕业设计说明书 28 由于既作为冲头，又作为凹模所以凹凸模的厚度也为 37mm。 材料：cr12 加工方法：线切割，淬火达到 hrc60-hrc65 同冲孔凸模的加工方法，需要加工背板，并用螺栓连接。详细的尺寸见图 纸。 图 2-27 支架展开图 2.3.8 模柄的设计 模柄主要连接压力机滑块与上模的零件，它安装在上模板上。主要的形式有： 压入式模柄 压入式模柄结构简单，安装方便，应用的比、较广泛。在加工 和安装孔应加工成 h7/m6 配合形式，以保证较高的装配精度。 旋入式模柄 两种旋入式模柄。其中多用于一般冲模，而多用于复合模结构。 其内孔是卸料用的打料杆过孔，其与打料杆应加工成 h11/c11 配合精度；这种连 接方法是通过模板上本身的螺纹，直接旋入模板上而固定的。有时为了牢固，还 常在模柄的下部设有螺钉孔，在安装后用锤端紧定螺钉紧固。 毕业设计说明书 29 螺钉固定式模柄 模柄结构是用螺钉直接将模柄固定在上模板上的螺钉固 定式模柄。常用大中型冲模。 浮动式模柄 为一浮动式模柄结构。这种模柄由活动模柄和垫板加工成球面 接触。在冲模时，能消除压力机导轨对冲模导向精度的影响，。其优点是：在冲 压时能弥补压力即导轨对冲模导向精度要求教高的薄板料及小孔冲载。但由于其 结构比较复杂，加工装配较困难，在某些方面又限制了它的应用。 模柄的材料，一般为 q235a，q275 或 45 号钢 综合分析本设计采用旋入式模柄，材料取 45 钢 图 2-28 模柄主视图 毕业设计说明书 30 3.3.桑塔纳轿车手刹支架冷冲模具的工作装置桑塔纳轿车手刹支架冷冲模具的工作装置 3.13.1 模架的选择模架的选择 常用的模架有：滑动式导柱导套模架、滚动式导柱导套模架。模架由上、下 模座和导向零件组成，它是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面， 并承受冲压过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作 台固定。上、下模间的精确位置，由导柱、导套的导向来实现。 图 3-1 常用模架主.俯视图 常用的模架形式如上： a 为 对角导柱模座 由于导柱安装在模具中心对称的对角线上，所以上模座 在导柱上滑动平稳，常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模 。 毕业设计说明书 31 b、c 为后侧导柱模架 由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。 因导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能使用浮 动模柄结构 d、e 为中间导柱模架 导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确，但是 只能一个方向送料。 f 为四角导柱模架具有滑动平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲 压尺寸较大或精度要求较高的冲压零件。 3.23.2 导柱导套的选择导柱导套的选择 导柱导套有滑动式导柱导套和滚动式导柱导套 图 3-2 示为滑动式导柱导套 毕业设计说明书 32 图 3-3 示为滚珠式导柱导套 综合对照模架的几种形式，为了能更好的完成脱模过程的物理移动和成品的质量。 本设计采用滑动式中间导柱导套模架。 3.33.3 螺钉及销钉的选择螺钉及销钉的选择 本设计中所有的螺钉均采用 m10 粗牙螺钉 销钉有定位销、挡料销、导料销。 本设计中所有的定位销均采用 8mm 圆柱销。 挡料销的作用挡住条料搭边或冲压件轮廓以限制条料的送进距离。国家标准 中常见的挡料销有三种形式：固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。固定挡料 销安装在凹模上，用来控