固定支架多工位连续模设计【8张图纸】【优秀】
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固定支架多工位连续模设计
41页-11800字数+说明书+开题报告+中期报告+8张CAD图纸
中期报告.doc
冲外形凸模零件图.dwg
凸模固定板零件图.dwg
固定支架多工位连续模设计论文.doc
封皮.doc
开题报告.doc
弯曲凸模零件图.dwg
弯曲凹模零件图.dwg
固定支架零件图.dwg
总装图.dwg
排样图.dwg
部装图.dwg
目录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 模具行业在国内外发展地位1
1.1.1 国内模具工业的发展状况1
1.1.2 国外模具工业的发展现状1
1.2 模具的分类和占有量2
1.3 模具技术的现状和发展趋势2
1.4 课题研究的目的及论文主要内容3
第2章 冲压工艺分析与工艺计算4
2.1 零件的冲压工艺分析4
2.2 30号钢板的性质6
2.3 排样设计6
2.3.1 料宽的计算6
2.3.2 排样图的设计8
2.4 冲裁力的计算8
2.4.1 冲孔力9
2.4.2 推件力9
2.4.3 弯曲力9
2.4.4 切断力10
2.4.5 压料力10
2.4.6 冲裁总力10
2.5 压力机的选择11
2.6 本章小结13
第3章 冲压模具零部件与机构设计14
3.1 总体结构设计14
3.2 工作零件的刃口尺寸计算14
3.2.1 凸凹模刃口尺寸的计算14
3.2.2 冲圆孔时凸、凹模刃口尺寸的计算15
3.2.3 冲方孔时凸、凹模刃口尺寸的计算16
3.2.4 弯曲时凸、凹模刃口尺寸的计算18
3.3 工作零件的设计18
3.3.1 凸模的设计18
3.3.2 弯曲凹模的设计20
3.3.3 倒冲机构20
3.4 固定零件的设计21
3.4.1 凸模固定板的设计21
3.4.2 垫板的设计22
3.4.3 卸料板的设计23
3.4.4 模柄的选取25
3.5 导向零件的设计25
3.5.1 定位方式的选择25
3.5.2 导正销设计25
3.6 确定闭合高度及总体尺寸、选用模架26
3.6.1 确定闭合高度及总体尺寸26
3.6.2 模架的选择28
3.6.3 模具材料的选用29
3.6.4 连接件与紧固件的选取30
3.7 本章小结30
第4章 模具的总装图与部装图的设计31
4.1 零件技术要求31
4.2 装配技术要求31
4.3 模具的工作过程32
4.4 模具的装配图32
4.5 模具的部装图32
4.6 本章小结34
结论35
致谢36
参考文献37
摘要
本设计分析了固定支架零件的结构特点和冲压工艺特点，介绍了零件排样设计方案、模具的总体结构、主要零部件的设计等。该结构是一套包含冲裁、向下、向上的弯曲以及切断的5工位级进模，设计时对工序的布置进行了精细地考虑，解决了条料定位、导向、卸料、出件、优化模具结构、支架在成形过程中的偏移问题；通过控制成形模具的间隙和在凸模上增加应力的方法，控制了弯曲回弹问题，以保证零件的尺寸精度。零件的外形采用分级冲裁，充分考虑凸模的强度和加工的便利。该模具具有结构紧凑、工作平稳、操作简便、生产效率高的特点。
关键词 固定支架；多工位级进模；排样设计方案
- 内容简介：
-
哈尔滨工业大学华德应用技术院毕业设计（论文）中期报告题 目：固定支架多工位连续模设计系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 李 攀 学 号 1069360131 班 号 0693601 指导教师 张 伟 开中期报告日期 2009年11月30日 哈工大华德学院说 明一、中期报告应包括下列主要内容：1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行；2目前已完成的研究工作及成果；3后期拟完成的研究工作及进度安排；4存在的困难与问题；5如期完成全部论文工作的可能性。二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、论文工作按开题报告预定的内容及进度安排进行二、目前已完成的研究工作及成果1、工艺分析与工艺方案的确定 （1）30号钢板的性能分析 （2）三维零件图的绘制 （3）排样设计 （4）冲裁力的计算 （5）压力机的选择 （6）压力中心的确定2、冲压模具零部件的设计（1）模架的选择、闭合高度的确定（2）冲孔凸凹模的设计（3）弯曲凸凹模的设计（4）倒冲机构的选用（5）顶出机构的设计（6）导料方式的确定3、模具总装图的设计 （1）模柄的设计（2）绘制总装图（3）装配技术要求（4）设计标题栏三、后期拟完成的研究工作及进度安排1、11月27日-12月18日 完成部装图及零件图设计 2、12月21日-12月31日 撰写毕业设计论文及准备答辩 3、2010年1月6日-1月8日 毕业答辩四、存在的困难与问题 1、板料在送料方向上的定位 2、左视图的表达不够完善 五、能如期完成全部论文工作哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要本设计分析了固定支架零件的结构特点和冲压工艺特点，介绍了零件排样设计方案、模具的总体结构、主要零部件的设计等。该结构是一套包含冲裁、向下、向上的弯曲以及切断的5工位级进模，设计时对工序的布置进行了精细地考虑，解决了条料定位、导向、卸料、出件、优化模具结构、支架在成形过程中的偏移问题；通过控制成形模具的间隙和在凸模上增加应力的方法，控制了弯曲回弹问题，以保证零件的尺寸精度。零件的外形采用分级冲裁，充分考虑凸模的强度和加工的便利。该模具具有结构紧凑、工作平稳、操作简便、生产效率高的特点。 关键词固定支架；多工位级进模；排样设计方案AbstractOn this project we have analyzed the characteristics of the fixed bracket components structure and the ramming craft, introduced the row of type design proposal of components, molds general structure and the main design of main parts etc. This structure is a 5 location levels entered the mold, which includes the blanking, the curvation of downwards and upwards and the cutting-off.In the process of designment ,I have deliberated on the layout of working procedure ,solved the deviation of in the forming process. Through controlling the gap of modle and the method of increasing the stress on the modle controlled the carving snapping the computers figure adopted graduation blanking and I have fully considered the intensity of modle .the modle has the characteristics of the compounded structure .Keywords Fixed bracket; The multi-location level enters the mold; Arranges the type design proposal不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 模具行业在国内外发展地位11.1.1 国内模具工业的发展状况11.1.2 国外模具工业的发展现状11.2 模具的分类和占有量21.3 模具技术的现状和发展趋势21.4 课题研究的目的及论文主要内容3第2章 冲压工艺分析与工艺计算42.1 零件的冲压工艺分析42.2 30号钢板的性质62.3 排样设计62.3.1 料宽的计算62.3.2 排样图的设计82.4 冲裁力的计算82.4.1 冲孔力92.4.2 推件力92.4.3 弯曲力92.4.4 切断力102.4.5 压料力102.4.6 冲裁总力102.5 压力机的选择112.6 本章小结13第3章 冲压模具零部件与机构设计143.1 总体结构设计143.2 工作零件的刃口尺寸计算143.2.1 凸凹模刃口尺寸的计算143.2.2 冲圆孔时凸、凹模刃口尺寸的计算153.2.3 冲方孔时凸、凹模刃口尺寸的计算163.2.4 弯曲时凸、凹模刃口尺寸的计算183.3 工作零件的设计183.3.1 凸模的设计183.3.2 弯曲凹模的设计203.3.3 倒冲机构203.4 固定零件的设计213.4.1 凸模固定板的设计213.4.2 垫板的设计223.4.3 卸料板的设计233.4.4 模柄的选取253.5 导向零件的设计253.5.1 定位方式的选择253.5.2 导正销设计253.6 确定闭合高度及总体尺寸、选用模架263.6.1 确定闭合高度及总体尺寸263.6.2 模架的选择283.6.3 模具材料的选用293.6.4 连接件与紧固件的选取303.7 本章小结30第4章 模具的总装图与部装图的设计314.1 零件技术要求314.2 装配技术要求314.3 模具的工作过程324.4 模具的装配图324.5 模具的部装图324.6 本章小结34结论35致谢36参考文献37千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -第1章 绪论1.1 模具行业在国内外发展地位模具作为“工业之母”，目前，电子、汽车、电机、通讯和军工等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型，用模具成型的制件所表现出来的高精度，高复杂性，高一致性，高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟，模具在很大程度上决定着产品的质量，效益和开发能力。冲压生产靠模具与设备完成其加工过程，生产率高，操作简便，易于实现机械化和自动化，可以获得其他加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品一般不需要再经过机械加工便可使用，冲压加工过程一般也无需加热毛坯。所以，冲压生产不但节约金属材料，而且节约能源，冲压产品一般还具有重量轻和刚性好的特点。模具是实现上述行业的钣金件、锻件、粉末冶金件、铸件、压铸件、注塑件、橡胶件、玻璃件和陶瓷件等一产的重要工艺装备。采用模具生产毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，与切削加工相比，具有材料使用率高、能耗低、产品性能好、效率高和成本低等显著特点。1.1.1 国内模具工业的发展状况目前中国模具的总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，冲压模具设计市场广阔。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。1.1.2 国外模具工业的发展现状国外模具制造业正在向通用化、标准化、系列化、高效率、短制造周期发展，CAD和CAM的应用日益普及。为了适应模具制造业发展的需要，模具材料日益向多品种、精细化、制品化的方向迅速发展。随着模具工作条件的日益苛刻，对模具的质量，特别是钢的纯净度、等向性的水平提出了更高的要求。为达此目的，国外普遍采用电炉+炉外精炼工艺生产纯净度高的模具钢，对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采用真空处理。对于纯净度要求更高的模具钢，大部分采用电渣重熔，以进一步提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀性，减少偏析。因此，模具钢的质量有了较大提高。为了加强竞争力量，适应经济全球化的发展趋势，国外模具钢的生产从分散趋向于集中，并多家公司进行跨国合并。 为了更好地进行竞争，这些公司都建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地，形成几个世界著名的工业模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工业。1.2 模具的分类和占有量根据工艺性质分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、成型模。根据工序组合分为单工序模、复合模、级进模（也称连续模）。根据材料的变形特点分为落料模、冲孔模、切口模、切断模、切边模、弯曲模、拉伸模、成型模、压花模、冷挤压模。冲压模既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产60%70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。冲压件的重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。1.3 模具技术的现状和发展趋势改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着经济的发展及我国模具技术的发展现状及存在的问题，模具正朝着以下几个方面发展:(1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展；(2) 模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展；(3) 快速经济制模技术得到应用；(4) 特种加工技术有了进一步的发展；(5) 模具自动加工系统的研制和发展；(6) 模具材料及表面处理技术发展迅速；(7) 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。 1.4 课题研究的目的及论文主要内容本论文对固定支架进行了冲压工艺分析与模具设计，详细阐述了冲压模具的设计过程，本论文的主要内容如下：（1）冲压工艺分析与工艺计算，进行了排样设计以及冲裁力的计算，并选择了压力机。（2）冲压模具零部件设计，包括工作零件设计、定位方式、卸料装置以及导料系统设计、倒冲机构以及顶出装置的设计。（3）模具装配相关的技术要求和原则，并介绍了所设计模具的工作过程。第2章 冲压工艺分析与工艺计算2.1 零件的冲压工艺分析图2-1所示为某设备上的一个固定支架，材料为30号钢板，板厚3mm该产品的特点是：零件由两个U形弯曲构成，且弯曲方向相反。一个U形弯曲在侧壁有2个5mm的侧壁固定孔，在另一侧壁有一个宽度为6mm ，深5mm的缺口，主要是为了锁紧定位，且弯曲高度在两侧是不一致的；另一个弯曲方向相反的U形弯曲两侧壁弯曲高度一致，但要求弯曲后为直角。在中间要求冲一个6mm的定位孔。各弯曲处均要求为直角，弯曲后内角为清角。原工艺采用单工序模成形，模具数量多，中间工序定位困难、回弹大，各个成形部位又容易相互干扰而影响冲件精度，同时模具占用设备多，生产效率低下。为此，设计了一副冲裁、弯曲、切断等五工位的级进模。图2-1 固定支架零件图根据零件图绘制零件三维图如2-2所示。图2-2 固定支架三维图2.2 30号钢板的性质当为截面尺寸不大的钢材时，淬火和回火呈索氏体组织，从而获得良好的强度与韧性综合性能。用于制造热锻和热冲压的机械零件，冷拉丝杠，重型和一般机械用的轴、拉杆、钩环、连杆、套环，以及机械用铸件，如气缸、汽轮机机架、轧钢机机架和零部件、机床机架、飞轮等；化工机械用的应力不大，工作温度不高于150的零件。 生产品种 圆钢、方钢、六角钢、扁钢、热轧厚钢板和宽带钢、热轧和冷轧薄钢板和钢带、线材、钢丝。30号钢的性质参数如表2-1。表2-1 30号钢的性质C0.0270.035Si0.170.37Mn0.500.80PCu不大于0.035屈服点 Mpa95伸长率（%）Mpa21断面收缩率（%）50冲击吸收功63抗拉强度 Mpa490回火600正火880淬火860试样毛坯尺寸25mm未热处理硬度179Ni不大于0.025Cr不大于0.25S不大于0.035Cu不大于0.252.3 排样设计2.3.1 料宽的计算该零件为无圆角半径的弯曲，计算公式如下： (2-1)式中 L 毛坯总长度，mm； 平直部分的长度，mm；n 弯角数目，mm；K中性层系数。 多角弯曲时，K=0.25；将数据代入式(2-1)得：B=915+40+20.25370 mm 考虑到用侧刀进行送料方向上的定位，料宽增加6mm，所以B=76mm；S=1010+40+20.25360 mm生产每个零件的材料利用率。如公式2-2：100% （2-2）式中A冲裁面积，mm；n一张板料上所冲工期件总数量；S、B板料长、宽。A=7040602050205623.142.53.143 =2800+1320-800-97.5=3222.5 mm 图2-3 零件展开图=100% = 100% = 69.75%2.3.2 排样图的设计根据工艺分析设计排样图如下： 图2-4排样图2.4 冲裁力的计算对模具的运动过程进行分析，可知在此过程中一共要有冲孔力、推件力、弯曲力、切断力、压料力。这五种力的共同作用才能完成模具的运动。计算这五种力是为了压力机的选择做准备。 F=KLt （2-3）式中F冲裁力，N；K系数一般取1.3；t冲裁料厚，mm；L冲裁轮廓线总长度；材料的抗剪强度(30号钢的为400N/mm)。2.4.1 冲孔力冲孔力包括冲圆孔、冲方孔、冲外形和侧刀切料的力。将数据代入式（2-3）得：F=1.3L t1.3(23.1453.14656+2020+670)3400513926.4 N2.4.2 推件力F=n KF （2-4）式中K推件力因数，查得K=0.05；F冲裁力，N；n废料个数；将数据代入式（2-4）中得： F=n KF =20.05513926.451392.64 N 2.4.3 弯曲力零件由两个U形弯曲构成，且弯曲方向相反。一个U形弯曲在侧壁有2个5mm的侧壁固定孔，在另一侧壁有一个宽度为6mm ，深5mm的缺口，主要是为了锁紧定位，且弯曲高度在两侧是不一致的；另一个弯曲方向相反的U形弯曲两侧壁弯曲高度一致，且要求弯曲后为直角。 F （2-5）式中F弯曲力，10 KN； B弯曲线长度，mm；t材料厚度，mm；材料抗拉强度，Mpa。将数据代入式（2-5）得：2.916 KN2.781 KN2.916+2.781=5.697 KN2.4.4 切断力切断是本次设计的最后一道工序，查资料知道切断力也是冲裁力的一种形式。切断多少料，那它的周长就是切断部位的周长，算法与冲裁力的算法是一致的。将数据代入公式（2-3）得： KN2.4.5 压料力关于压料力的计算有两种说法，一种说法是“压料力就是弯曲力的3080”；而另一种说法是“压料力是为了提高工件表面质量，平整度以及工件的断面质量而在凸或者凹模表面与被冲材料接触的上表面施加的压力，一般：“”。这两种说法都有各自的道理，通过对模具的结构与运动方式的分析。认为弯曲力的存在有着极大的现实意义，故应当选择第一种说法压料力就是弯曲力的3080”将数据代入公式得： KN （2-6）2.4.6 冲裁总力所有在模具工作过程中产生的力已算出，取所有力之和即求出总力。则F= F+ F+ F+F + （2-7）=513926.4 +51392.64+5697+31200+4557.6=601634.364 NF=1.3601634.364=782124.62N所以选用80t冲压设备可满足要求。2.5 压力机的选择由国家标准选取80t开式压力机，压力机参数如下：表2-2压力机参数公称压力/kN800发生公称压力时滑块离下极点距离/mm12滑块行程/mm120行程次数（不小于）（次/min）50（最大闭合高度）活动台位置（最低/最高）/mm400220闭合高度调节量/mm90（标准型）滑块中心到机身距离（孔深）/mm380工作台尺寸（左右前后）/mm720500活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面之距离/mm150模柄孔尺寸（直径深度）/mm5080 压力中心的确定：图2-5 压力中心的确定 表2-3X、Y、L的数值表 （2-8） （2-9）式中：X压力中心到X轴的距离，mm；Y压力中心到Y轴的距离，mm；各段轮廓压力中心到X轴的距离，mm；各段轮廓压力中心到Y轴的距离，mm；各段轮廓线长度，mm；将数据代入式（2-8）得：X=17.8将数据代入式（2-9）得：Y=20.72.6 本章小结本章主要介绍了零件材料的性质对冲压工艺进行了分析，确定排样工序，计算冲裁力、根据冲裁力初选压力机和确定压力中心。第3章 冲压模具零部件与机构设计3.1 总体结构设计该产品冲压的关键是如何保证各弯曲角为直角以及弯曲方向相反所带来的弯曲凸凹模布置问题。由于板料厚度为3mm，U形件弯曲后，必须解决弯曲后的回弹和条料的方便送进问题；对于U形件弯曲，采用一次弯曲成形和橡胶的延迟的办法来消除回弹，对于方向相反的U形件弯曲部分采用倒冲机构来实现。因此，在设计级进模排样和模具结构时，必须充分考虑以上几个方面。冲压工艺过程：冲1个6mm固定孔。冲2个5mm 的侧壁固定孔和一个宽6mm，深5mm的缺口，导正销导正。切外形。完成向上的U形弯曲，导正销导正。切断。向下弯曲另一个U形部位，导正销导正。共5个工位，其中4和5是决定模具成败及冲件质量的关键工位。3.2 工作零件的刃口尺寸计算3.2.1 凸凹模刃口尺寸的计算凸、凹模刃口尺寸的计算是本次设计需要重点解决的对象，其中包括冲圆孔的凸、凹模刃口尺寸；以及冲方孔的凸、凹模刃口尺寸。 表3-1冲裁模初始双面间隙Z （mm）板料厚度软铝纯铜.黄铜含碳（0.08-0.2）%的软钢杜拉铝含碳（0.3-0.4）%的软钢硬钢含碳（0.5-0.6）%Z minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ max0.50.0200.0300.0250.0350.0300.0480.0350.0451.00.0400.0640.0500.0700.0600.0880.0700.0901.50.0600.0960.0750.1050.0900.1280.1050.1352.00.0800.1300.1000.1400.1200.1680.1400.1802.50.1000.1600.1350.17501500.2080.1750.2253.00.1200.1940.1700.2100.1800.2480.2100.270注：1.初始的最小值相当于间隙的公称数值2.初始间隙应考虑到凸模和凹模的制造公差带所增加的数值.3.在使用的过程中，由于模具工作部分的磨损，间隙将有所增加，因此间隙使用最大值要超过数值表3-2 规则形状冲模时凸模、凹模的制造公差(mm）基本尺寸凸模公差凹模公差180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.0401802600.0300.0452603600.0350.0503605000.0400.060 5000.0500.0703.2.2 冲圆孔时凸、凹模刃口尺寸的计算 （3-1） （3-2）式中冲裁件的公差，未注公差的毛坯尺寸按照IT12级精度设计, ；磨损系数, =0.75；冲孔凸模刃口的名义尺寸，mm；冲孔凹模刃口的我义尺寸，mm；冲孔的的最小极限尺寸，mm；最小双边合理间隙，mm。1. 孔的刃口尺寸计算对于孔冲裁凸模、凹模的制造公差可查得：,，将数据代入公式（3-1），（3-2）得： 2. 孔的刃口尺寸的计算对于孔冲裁凸模、凹模的制造公差可查得： ， 将数据代入公式（3-1），（3-2）得： 3.2.3 冲方孔时凸、凹模刃口尺寸的计算1.方孔长的刃口尺寸的计算对于方孔长冲裁凸模、凹模的制造公差可查得： ，；将数据代入公式（3-1），（3-2）得： 2.方孔宽的刃口尺寸的计算对于方孔宽冲裁凸模、凹模的制造公差可查得：，；将数据代入公式（3-1），（3-2）得： 3.冲外形孔的刃口尺寸的计算对于外形孔冲裁凸模、凹模的制造公差可查得： ，；将数据代入公式（3-1），（3-2）得： 3.2.4 弯曲时凸、凹模刃口尺寸的计算 （3-3） （3-4）式中,凸凹模工作部分尺寸，mm；L 弯曲件尺寸，mm；弯曲件公差，取0.39；L=46mm，；将数据代入公式（3-3）得：= =L=40mm，；将数据代入公式（3-4）得： = =3.3 工作零件的设计3.3.1 凸模的设计由于每种制件的形状和尺寸不同，因此冲模的加工以及装配工艺等实际条件也有许多不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等，一般选用镶拼式的情况较多。凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等，选用台肩固定的形式较为常见。各凸模结构如图3-1、图3-2、图3-3所示。图3-1 冲孔凸模图3-2切外形凸模图33弯曲凸模为了维修更换方便 ，弯曲凸模均采用拼块结构，材料选Cr12，硬度5862HRC。冲孔凸模17和切外形凸模15材料选Cr12硬度5862HRC，为保证弯曲后的直角，采用通过橡胶的延迟作用防止弹。3.3.2 弯曲凹模的设计弯曲凹模固定在凸模固定板上，采用过渡配合H7/n6，再用四个M8的螺钉定位在垫板上。弯曲凹模形状尺寸如图3-4所示。图34 弯曲凹模3.3.3 倒冲机构倒冲是指模具工作部分（一般指凸模或凹模等）的运动件由下向上完成冲压加工。倒冲机构多由杠杆机构实现，也可采用两段斜楔、斜滑块机构来实现，是多工侠连续模中特殊的冲压机构。杠杆应具有足够的强度和刚度。杠杆一般做成梭状较好，不仅增加杠杆的强度、受力合理，而且缩小了杠杆摆动空间。倒冲机构是整个模具中的一个关键工位它由杠杆、固定架、和弯曲凹模组成，设计要注意杠杆的刚性，强度及耐磨性，左右力臂尽可能相等。倒冲机构的设计如图3-5所示。图3-5 杠杆倒冲结构示例30主动杆31冲头32从动杆33导向套34梭形杠杆35轴 3.4 固定零件的设计3.4.1 凸模固定板的设计根据常规设计经验，凸模固定板厚度一般取40mm，材料为45。如图3-6所示。 图3-6 凸模固定板3.4.2 垫板的设计在设计冲模时，由模板所承受压力的大小来判断是否加装垫板。因为模板承受的压应力大于模板材料所承受压力大小，所以使用垫板。不使用垫板，当凸模作用模板上的压应力超过模板的许用压力，就会把模板压出凹坑，从而使固板上的凸模自动脱出，影响冲压工作的正常进行。在凸模固定板和模板之间加置一淬硬的垫板，从而提高了冲模耐用度。其外形与固定板相同。材料采用45号钢。凸模垫板的厚度取16mm。如图3-7所示。图3-7 凸模垫板3.4.3 卸料板的设计卸料装置除起卸料作用外，对于不同冲压工序还有不同的作用。冲裁工序中，可起压料作用；在弯曲工序中，可起到局部成型的作用；在拉深工序中同是起到压边圈作用。卸料装置对各凸模还可起到导向和保护作用。卸料装置可分为固定卸料和弹性卸料两种。在多工位连续模中，多数采用弹性卸料装置。只有当工位数较少及料厚大于1.5mm的冲件，或是在某些特定条件下才采用固定卸料装置。在连续模中使用弹性卸料装置时，一般要在卸料板与固定板之间安装小导柱、导套进行导向。在设计多工位连续模卸料装置时，要注意以下原则：1、在多工位连续模中，卸料板极少采用整体结构，一般采用镶拼结构。这利于保证形孔精度、孔距精度、配合间隙、热处理等要求，它的镶拼原则基本上与凹模相同。在卸料板基体上加工一个通槽，各拼块对此通槽按基孔制配合加工，所以基准性好。2、卸料板各工作形孔诮与凹模的配合间隙只有凸凹模冲裁间隙的1/31/4。高速冲压时，卸料板与凸模间隙要求取较小值。3、卸料板各工作形孔应较光洁，其表面粗糙度值一般取Ra0.4 0.1 。冲压速度越高，表面粗糙度值越小。4、多工位连续模卸料板应具有良好的耐磨性能。卸料板采用高速纲或合金工具钢制造，淬火硬度5658 HRC。一般速度冲压时，卸料板可选用中碳钢或碳素工具钢制造，淬火硬度4045HRC；5、卸料螺钉沉孔深度应有足够的活动量。6、卸料螺钉的工作长度L在一副模内应严格一致，以免造成不平衡卸料，损坏凸模。7、卸料弹簧的选用。根据所需要的确良压力，并考虑一定的预压力选用弹簧。预压缩量一般取弹簧自由长度的20%，对应的弹压力应于或等于卸料力。在工作状态时，弹簧挠度不能超过其自由长度70%。要求较高时，可采用矩形截面或扁圆截面弹簧。 卸料板如图3-8所示。图3-8 卸料板3.4.4 模柄的选取模柄的作用是把上模部分与压力机的滑块相连接，并将作用力由压力机传给模具。选用模柄的形式模柄的直径根据所选压力机的模柄孔径确定,模柄孔的尺寸为80。根据此次设计的特点，选取压入式模柄最为合理。3.5 导向零件的设计3.5.1 定位方式的选择连续模的定距方式有挡料销定距、侧刃定距、导正销定距及自动送料机构定距四种类型。为了模具正常工作并冲出合格的制件，要求在送进方向上的平面内坯料相对模具的工作零件处于正确的位置，采用了侧刃定距的方式。图3-9 侧刀挡料3.5.2 导正销设计导正销是连续模中应用最为普遍的定距方式。采用此方式需要与其他辅助定距方式配合使用，如采用导正销与侧刃或自动送料机构联合定距。导正销是精密控制送料步距的关键零件，它的位置、数量将严重影响冲件的精度，利用冲件上的定位孔来作导正孔，在第2工位设导正销，不仅很好地控制了送料步距，而且也防止了由于弯曲带来零件位置偏移所造成的质量问题，在第4、5工位采用套式浮顶器和辅助导正销导正，便于冲件和板料托起，有利于送料。导正销的工作直径可参照冲导正销孔的凸模直径确定，参见表3-3。图3-10导正销表3-3导正销直径t/mm导正销直径备 注0.5D= d0.25t步距精度有严格要求0.5D=d0.35t步距精度无严格要求0.7D= d0.02t步距精度有严格要求3.6 确定闭合高度及总体尺寸、选用模架3.6.1 确定闭合高度及总体尺寸根据压力机的选择就可以初步选择模架以及闭合高度。根据课本上的凹模高度（15mm） (3-5)式中K 系数，；最大外形尺寸，mm将数据代入公式（3-5）得： 取35mm 。 则凹模的最小壁厚也根据计算： （3-6）则 取45 mm。通过排样图的尺寸大小BL选择模架，模架的选择不仅要有零件加工凸凹模的空间，还要有螺钉等固定和定位零件的空间。由前面的排样知： B= 70mm； L=560=300mm；所以选择模架的型号为：GB/T 2855.2-1990 凹模周界 L=315mm； B=200mm； 从材料较大的长方形的尺寸看，为了防止模具安装顺序的错误，进料与卸料的过程方便，可以定义选用对角导柱模架， “对角导柱窄型模架的选取”里找到与压力机的最大、最小闭合高度范围内相适应的模架。再按其标准选择具体结构尺寸见表3-4。表3-4 模架规格选用名称尺寸材料热处理上模座31520050HT250下模座31520065HT250导柱，45渗碳5862HRC导套，45渗碳5862HRC模具的闭合高度 （3-7）初步定义模具的闭合高度为245280mm。冲裁模总体结构尺寸必须与所选用的压力机相适应，即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭（闭合）高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。所谓模具的闭合高度是模具在最低工作位置时，上、下模座之间的距离。它应与压力机的装模高度相适应，即需满足如下要求。 （3-8）式中 、压力机的最大和最小装模高度，mm；模具的闭合高度，mm。校核由公式（3-8）得： 则。既模具的高度应该在252 mm至277 mm之间，不在此范围就无法满足模具开模行程与压力机的封闭高度之间的关系。校核成功，满足条件。3.6.2 模架的选择模架的尺寸和结构形式以经确定下来，选用对角导柱窄型模架结构形式如图3-11所示。图3-11对角导柱模架在上面模架的尺寸已经确定，下面来确定下模板的尺寸。如图3-12所示。图312 下模座上模座的尺寸与形状与下模座基本相同。在导柱导套的配合方面有细微差别。3.6.3 模具材料的选用选择模具材料应遵循如下原则：1. 根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；2. 根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；3. 满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小； 4. 满足经济性要求。模具材料的种类很多，应用也极为广泛。冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等。由于冲裁模主要用于各种板料的冲切成形,其刃口在工作过程中受到强烈的摩擦和冲击,所以要求模具工作材料具有高的耐磨性、冲击韧性以及耐疲劳断裂性能。在本套工件冲孔落料复合模中，工件所用材料较硬，且模具工作时的冲裁力较大，所以要选用抗冲击韧性大的模具钢。冲孔凸模，切断凸模、凹凸模均采用耐磨性和耐冲击性极强的Cr12材料。凸模垫板、凸模固定板、套式浮顶器、导正销、内六角螺钉、均采用45钢。压料弹簧采用60Si2Mn材料，抗拉抗压性能良好。卸料板、导料板这类要求一般的零件采用Q235。弯曲凹模采用耐磨性和耐冲击性不错的Cr12材料。3.6.4 连接件与紧固件的选取上模座与落料凹模的固定选用M1082的内六角螺钉，定位销选用公称直径8mm、长度74mm的B型圆柱销。下模座和凹凸模的固定选用M1275的内六角螺钉。上模座与凸模固定板、凸模垫板的固定选用M1282的内六角螺钉，定位销选用公称直径8mm、长度75mm的B型圆柱销。上模座与弯曲凹模的固定选用M837的内六角螺钉。3.7 本章小结本章主要是围绕工作零件刃口尺寸、工作零件、固定零件、导向零件和模架等进行的设计 。在设计与选择的过程中必须要根据实际情况来选择，要结合工厂生产的实际情况来考虑。本章将模具基本零件的形状与尺寸都已经确定出来，为装配的设计做好准备。第4章 模具的总装图与部装图的设计4.1 零件技术要求1、冲模的设计和制造若无特殊要求，一律按GB/T2851.12851.7-1990、GB/T2852.12852.4-1990、JB/T80501999（冲模模架），和JB/T76437653（冷冲模）选用标准模架和标准件，并符合相应技术要求。2、冲模各零件的材料和热处理硬度应优先按模具大典中表22.2-3、表22.2-4选用，允许采用性能高于两表规定的其他钢种。3、零件图中普通螺纹的基本尺寸应符合GB/T196的规定，选用极限与配合应符合GB/T197的规定。4、零件图上未注明倒角的尺寸，除刃口外所有锐边均应倒角或倒圆。视零件大小，倒角尺寸为，倒圆尺寸为R0.5-1mm。5、零件上销钉孔的配合长度一般不小于销钉直径的1.5倍。6、固定板、凹模、垫板、卸料板的形状和位置公差按GB/T1182-1996等的规定。7、零件图中未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804的规定。8、零件图中未注的形状和位置公差按GB/T1184-1996的规定。4.2 装配技术要求1.压力机型号为J23-80公称压力为800KN；2.上下模座之上下平面的平行度应达到10级度；3.导柱与下模座导套与上模座,模柄与上模座的配合为H7/m6, 导柱与导套的配合为H7/m6；4.模具的上模座部分沿导柱上下移动平稳无阻滞现象；5.凸凹模之间的间隙就达到规定的要求,且四周的间隙就均匀一致；6. 模柄轴心线对上模座平行的垂直度公差在全长范围内不大于0.02mm；7.模具应在生产条件下试模,试模时冲裁毛刺的高度不大于0.1mm。4.3 模具的工作过程本模具是一套冲孔、落料、弯曲、切断等五道工序的连续模。模具工作时上模向下运动首先在
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