镁合金手机外壳的热冲压模具设计【8张图纸】【优秀】
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镁合金
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镁合金手机外壳的热冲压模具设计
56页-17000字数+说明书+开题报告+中期报告+8张CAD图纸
中期报告.doc
冲压总装图.dwg
切边凹模.dwg
切边模左前导板.dwg
切边模总装图.dwg
拉深凸模.dwg
落料凹模.dwg
落料拉深凸模.dwg
镁合金手机外壳.dwg
镁合金手机外壳的热冲压模具设计开题报告.doc
镁合金手机外壳的热冲压模具设计论文.doc
目录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 模具行业发展的现状及未来发展趋势1
1.1.1 模具行业发展现状及技术趋势现状1
1.1.2 我国及国外模具行业的发展状况及发展趋势3
1.1.3 未来冲压模具制造技术发展趋势4
1.2 课题研究的目的意义及主要内容6
1.2.1 课题研究的目的及意义6
1.2.2 本课题的主要研究内容6
第2章 零件的工艺性分析8
2.1 零件的工艺性分析8
2.1.1 冲裁件的精度与粗糙度8
2.1.2 冲裁件的材料8
2.2 工艺方案的确定8
2.2.1 工艺方案8
2.2.2 排样的确定9
2.2.3 冲裁件的排样9
2.2.4 搭边9
2.2.5 材料利用率10
2.2.6 模具及板材的温度11
2.3 本章小结11
第3章 冲压模具总体结构设计12
3.1 模具总体结构设计12
3.1.1 模具形式12
3.1.2 操作与定位方式12
3.1.3 送料卸料方式12
3.1.4 模架类型及精度13
3.2 本章小结13
第4章 冲压模具工艺与设计计算14
4.1 计算冲压力、压力中心、初选压力机14
4.1.1 计算毛坯尺寸14
4.1.2 计算落料冲裁力14
4.1.3 计算拉深力14
4.1.4 压力机选择15
4.1.5 确定压力中心15
4.2 凸模与凹模刃口尺寸的确定15
4.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸的计算15
4.2.2 落料凹模17
4.2.3 拉深凸模18
4.2.4 落料拉深凸凹模19
4.2.5 计算冲裁间隙20
4.3 本章小结20
第5章 冲压模具的零件选用22
5.1 模架的确定22
5.1.1 上模座23
5.1.2 下模座23
5.1.3 导柱、导套24
5.2 模具的闭合高度的计算24
5.3 模柄的确定25
5.4 导料板、卸料板的确定26
5.4.1 导料板（JB/T7648.5-1994）26
5.4.2 卸料板26
5.5 挡料方式27
5.6 推件装置27
5.7 弹性元件27
5.8确定装配基准27
5.9总装简图28
5.10本章小结29
第6章 切边模总体设计30
6.1 切边模总体设计30
6.1.1 总体工艺方案的选择30
6.1.2 浮动式切边模的特点30
6.1.3 切边过程中的运动分析30
6.2 冲模结构设计要点31
6.2.1 凹模冲切的移动量31
6.2.2 凹模运动斜度和尺寸设计32
6.3 本章小结32
第7章 主要结构设计33
7.1 工作移动量的确定33
7.1.1 凹模冲切移动量33
7.1.2 凹模运动斜度和尺寸设计34
7.2 凸模设计35
7.3 定位芯的设计36
7.4 导板的设计36
7.4.1 左导板设计38
7.4.2 右导板设计39
7.4.3 前导板设计40
7.4.4 后导板设计40
7.5 压力机的选用41
7.5.1 压力机行程选择41
7.5.2 压力机压力选择41
7.6 本章小结43
第8章 切边模零件的确定44
8.1 模架的选择44
8.1.1 上模座44
8.1.2 下模座45
8.1.3 导柱、导套45
8.2 模柄的确定46
8.3 确定装配基准与材料46
8.4 切边模总装简图47
8.5 本章小结48
结论49
致谢50
参考文献51
摘要
冷冲模是广泛运用的模具之一，但在特殊条件下也可进行加热，即热冲压模具。冲压模具具有成本低，产品质量稳定，能加工多种性能，状态的零件的特点。但在应用时也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。本文主要是根据零件的生产技术要求，设计了落料拉深的复合模具，同时设计了浮动式切边模具。在第一套模具的设计中，主要采用的是落料和反拉深的结合，此结构相对较为简单。由于镁合金的塑性成型需要在一定的温度条件下才能实现，所以温度的控制是一个关键点，在此采用了嵌入式电阻丝进行电加热，且辅以温控系统的控制，成型温度为100-350℃。第二套模具主要采用浮动式切边，在该设计中主要是对切边的行程进行控制。各个导板计算需精确。
关键词 冷冲压；落料；拉深；浮动式切边
- 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：镁合金手机外壳的热冲压模具设计系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 翁 代 云 学 号 1069360136 班 号 0693601 指导教师 晁 红 颍 中期报告日期 2009年11月27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、论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行 1、论文工作按开题报告预定的内容及进度正常进行二、目前已完成的研究工作及成果 1、有关落料和拉伸工艺的分析 2、模具总体方案设计 3、有关工艺力的计算 4、有关落料零件尺寸的计算5、有关拉伸件的计算 6、压力机的初选 7、成型零部件设计与计算 9、标准模架的选择 10、压力机选择的校核 11、总装图的绘制三、后期拟完成的研究工作及进度安排1、11月27日-12月18日 完成总装图及零件图设计 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、镁合金成型温度控制 2、拉伸工艺的计算与成型零件的设计 3、压边圈的设计 4、冲孔的精度控制五、如期完成全部论文工作的可能性 1、根据进度安排可如期完成全部论文工作题目：镁合金手机外壳的热冲压模具设计一、 毕业设计任务书 图1 手机外壳二维图名称：手机外壳材料：AZ31B镁合金比例：1：1厚度：0.6单位：mm二、 选题的目的和意义 通过毕业设计，掌握冲压模的设计步骤，以及巩固所学知识，同时可进行实际演练。三、论文综述3.1模具工业在国民经济当中的地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。第一， 模具工业是高新技术产业的一个组成部分。第二， 模具工业又是高新技术产业化的重要领域。第三， 模具工业是装备工业的一个组成部分。第四， 模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。3.2冲压模具的分类1根据工艺性质分类 （1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模 2、根据工序组合程度分类 （1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 （3）级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。3.3中国模具工业的发展现状中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业的一直以每年15%左右的增长速度快速发展。 目前，中国约有模具生产厂点2万余家，从业人员有50多万人，全年模具产值达450亿元人民币以上。近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快。随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。 中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。3.4中国模具的发展前景近年来，中国模具工业快速发展，一是模具产品将继续向着更加大型、更加精密、更加复杂及更加经济快速的方向发展，技术含量将不断提高，模具制造周期不断缩短；模具生产将继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化、自动化的方向发展；模具企业将继续向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。因此，模具企业也必将进一步提升各方面的综合实力和核心竞争力。除了cad、cam、cae之外，capp、pdm、plm、mes、erp及电子商务和网络等技术将逐渐在模具企业得到较为广泛的应用，这必将促进企业和行业的技术进步。 二是行业重点骨干企业队伍将会不断扩大，并且会在行业中发挥越来越大的作用。 三是将会有更多的企业越来越重视创新、品牌、专利、高新技术等字眼，他们在积极采用先进适用技术，用信息化来带动工业化的同时，也必将越来越多地创造出自己的高新技术产品、专利和名牌，也将有更多的企业进入各级高新技术企业的行列。 四是公共信息服务平台将会得到更快发展，其各项服务功能和对广大中小企业生产力的提升作用也将更加明显。3.5国外模具工业的发展状况美国是世界上的超级大国，也是世界模具工业的领先国家。根据1989年统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17.28万人，模具总产值64.47亿美元。同时，日本模具工业也在国际市场上占有一定的优势，现已实现了高度的专业化、标准化和商品化。四、镁合金手机外壳冲压模的总体方案设计及可行性分析4.1制件材料的性能分析材料性能：镁合金最大的优点是质轻，其密度约为1.78-1.82g/cm3,是铝的69%，钢的23%。镁合金的特点是具有良好的机械加工性能，其切削速度大大高于其他金属，而且另一个特点是不需要磨削和抛光，不使用切削液即可得到光洁的表面。镁的弹性模量比铝的低，在作受力零件时必须用加强筋或适当增加零件断面厚度，镁合金还有以下一些特点： （1）阻尼性。镁合金具有良好的吸收能量的能力，这种能力可以吸收振动，保持设备能安稳工作。 （2）尺寸稳定性。 （3）抗冲击和抗压缩性能。 AZ31B镁合金性能：0.153-0.634MM厚度的板材抗拉强度为255MPa，拉伸屈服强度为152MPa，伸长率为21%，压缩屈服强度为110 MPa，抗剪强度为 179 MPa。（该数据为热处理后数据） 功能用途：由于该型号镁合金的在加热条件下延展性较好，故常用于塑性成形的制件，如各种电器件的外壳等. 4.2模具结构设计 根据题意知道用冲压成型方法生产AZ31B镁合金手机外壳需要落料拉深修边冲孔四道工序。在该镁合金冲压成型过程中，对冲压模具的设计提出了较高的要求，根据AZ31B镁合金的冲压成型特性合理地设计模具结构、选取模具参数。若模具设计不合理，则冲压过程中就易出现开裂、起皱等缺陷，从而导致镁合金手机外壳的报废。 （1）AZ31B镁合金手机外壳的冲裁生产需要落料和冲孔，并进行修边。由于在室温下该型号镁合金板材的伸长率较低，冲裁性能较好，因而可不进行修边直接进行下一步的加工。冲裁模具选择倒装式复合模结构，因此一套模具就可完成冲裁工序，不仅结构简单方便可行，而且较为节省材料。冲裁过程中，模具合模之后先由既是推料块又是压料块的机构压住板料，然后进行冲孔，接着进行落料，最后进行推料、卸料完成冲裁工序。各部件设计如下： 成型工作零件：由落料的凹模、冲孔的凸模以及凸凹模组成； 导向部件：有导柱、导套组成； 定位部件：由挡料销、导料销组成； 脱料部件：由脱料板和弹性橡胶组成； （2）在拉深模具结构中，采用了带限位装置的橡胶式弹性压边装置，给凸缘变形区施加轴向力F，以防止拉深过程中制件起皱；采用了橡胶式弹顶机构以保证拉深时地面的平整和拉深制件不滞留在凹模行腔内。 在设计拉深模具时采用了电热管加热模具，并配以温度控制器以保证拉深模具的温度恒定，给拉深模具提供合适的温度梯度。五、制件三维图 图2 制件三维图六、具体时间安排1、第一阶段：开题 10月19日10月30日（2周） 2、第二阶段：设计阶段（主要工作阶段） 11月2日12月18日（7周）3、第三阶段：撰写毕业设计论文与准备答辩 12月21日元月1日（2周）七、主要参考资料1薛嫯翔 . 冲压模具设计手册 . 北京：化学工业出版社 . 2005. 2罗益旋 . 最新冲压新技术新工艺及模具设计实用手册 . 银声音像出版社 . 2004. 3李彩霞 . 机械精度设计与检测 . 机械工业出版社 . 2002. 4陈振华 . 变形镁合金 . 化学工业出版社 . 2006.哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要冷冲模是广泛运用的模具之一，但在特殊条件下也可进行加热，即热冲压模具。冲压模具具有成本低，产品质量稳定，能加工多种性能，状态的零件的特点。但在应用时也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。本文主要是根据零件的生产技术要求，设计了落料拉深的复合模具，同时设计了浮动式切边模具。在第一套模具的设计中，主要采用的是落料和反拉深的结合，此结构相对较为简单。由于镁合金的塑性成型需要在一定的温度条件下才能实现，所以温度的控制是一个关键点，在此采用了嵌入式电阻丝进行电加热，且辅以温控系统的控制，成型温度为100-350。第二套模具主要采用浮动式切边，在该设计中主要是对切边的行程进行控制。各个导板计算需精确。关键词冷冲压；落料；拉深；浮动式切边AbstractDie mold is widely used as one, but under special conditions can also be heated, or hot-stamping dies. Stamping die with a low cost, product quality and stability, to process a variety of performance characteristics of the state of the parts. But in actual application has also been die life and production of security constraints. This article is based on the production of spare parts technical requirements, design drawing of the compound blanking die, while the design of the floating trimming die. In the first set of mold design, the main use of the material and anti-pull off a combination of deep, this structure is relatively simple. The plastic molding of magnesium alloys due to the need at a certain temperature conditions can be achieved, so temperature control is a key point, in this use of the embedded resistor wire for electric heating, and supplemented with the control of temperature control system, molding temperature of 100 -350 . The second set of molds used mainly floating trimming, in which the design of the trip mainly for trimming control. Each guide plate be accurately calculated.Keywords Warm stamping ；fall to expect ； pull deeply；floating bead cut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 模具行业发展的现状及未来发展趋势11.1.1 模具行业发展现状及技术趋势现状11.1.2 我国及国外模具行业的发展状况及发展趋势31.1.3 未来冲压模具制造技术发展趋势41.2 课题研究的目的意义及主要内容61.2.1 课题研究的目的及意义61.2.2 本课题的主要研究内容6第2章 零件的工艺性分析82.1 零件的工艺性分析82.1.1 冲裁件的精度与粗糙度82.1.2 冲裁件的材料82.2 工艺方案的确定82.2.1 工艺方案82.2.2 排样的确定92.2.3 冲裁件的排样92.2.4 搭边92.2.5 材料利用率102.2.6 模具及板材的温度112.3 本章小结11第3章 冲压模具总体结构设计123.1 模具总体结构设计123.1.1 模具形式123.1.2 操作与定位方式123.1.3 送料卸料方式123.1.4 模架类型及精度133.2 本章小结13第4章 冲压模具工艺与设计计算144.1 计算冲压力、压力中心、初选压力机144.1.1 计算毛坯尺寸144.1.2 计算落料冲裁力144.1.3 计算拉深力144.1.4 压力机选择154.1.5 确定压力中心154.2 凸模与凹模刃口尺寸的确定154.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸的计算154.2.2 落料凹模174.2.3 拉深凸模184.2.4 落料拉深凸凹模194.2.5 计算冲裁间隙204.3 本章小结20第5章 冲压模具的零件选用225.1 模架的确定225.1.1 上模座235.1.2 下模座235.1.3 导柱、导套245.2 模具的闭合高度的计算245.3 模柄的确定255.4 导料板、卸料板的确定265.4.1 导料板（JB/T7648.5-1994）265.4.2 卸料板265.5 挡料方式275.6 推件装置275.7 弹性元件275.8确定装配基准275.9总装简图285.10本章小结29第6章 切边模总体设计306.1 切边模总体设计306.1.1 总体工艺方案的选择306.1.2 浮动式切边模的特点306.1.3 切边过程中的运动分析306.2 冲模结构设计要点316.2.1 凹模冲切的移动量316.2.2 凹模运动斜度和尺寸设计326.3 本章小结32第7章 主要结构设计337.1 工作移动量的确定337.1.1 凹模冲切移动量337.1.2 凹模运动斜度和尺寸设计347.2 凸模设计357.3 定位芯的设计367.4 导板的设计367.4.1 左导板设计387.4.2 右导板设计397.4.3 前导板设计407.4.4 后导板设计407.5 压力机的选用417.5.1 压力机行程选择417.5.2 压力机压力选择417.6 本章小结43第8章 切边模零件的确定448.1 模架的选择448.1.1 上模座448.1.2 下模座458.1.3 导柱、导套458.2 模柄的确定468.3 确定装配基准与材料468.4 切边模总装简图478.5 本章小结48结论49致谢50参考文献51千万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- V -第1章 绪论1.1 模具行业发展的现状及未来发展趋势1.1.1 模具行业发展现状及技术趋势现状近年来,我国模具业发展相当快，目前，模具在整个模具行业中约占30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，CAD技术的应用越来越普遍和深入, 大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件我国模具工业起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。表1-1国内外塑料模具技术比较项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次 淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%近年来，模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。我国模具工业和技术今后的主要发展方向将包括:一是提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。二是行业重点骨干企业队伍将会不断扩大，并且会在行业中发挥越来越大的作用。三是将会有更多的企业越来越重视创新、品牌、专利、高新技术等字眼，他们在积极采用先进适用技术，用信息化来带动工业化的同时，也必将越来越多地创造出自己的高新技术产品、专利和名牌，也将有更多的企业进入各级高新技术企业的行列。四是公共信息服务平台将会得到更快发展，其各项服务功能和对广大中小企业生产力的提升作用也将更加明显。随着中国当前的经济形势的日趋好转，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 1.1.2 我国及国外模具行业的发展状况及发展趋势1我国模具的发展状况及趋势我国具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34、48大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸 模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展快国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高 模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。1.1.3 未来冲压模具制造技术发展趋势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。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，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25um，进距精度23微米，总寿命达1亿次。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10um，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=010.2um;精度磨削及抛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。1.2 课题研究的目的意义及主要内容1.2.1 课题研究的目的及意义作为最轻的绿色结构金属材料，镁合金的应用前景非常广泛。但由于其常温下的塑性较差，使得其产品成型必须在一定温度下进行。本文即采用应用最为广泛的AZ31B镁合金板材作为坯料，进行手机外壳的冲压成型。尽管该工艺目前仅在试验阶段，但有望在较短的时间内投产。通过此次毕业设计，我们掌握了冲压模具与负荷模具的设计步骤，以及需要进行的计算与查表等方法，掌握并熟悉了主要零件的加工制造过程与加工工艺过程。1.2.2 本课题的主要研究内容本课题的主要研究内容如下：1工艺分析；2模具结构设计；3模具个零部件设计。4. 成型过程中的温度控制。零件图及尺寸如下：图1-1 零件图图1-2 零件三维图技术要求与主要内容：（1） 材料为AZ31B镁合金；（2） 厚度0.6mm；（3） 成型温度： 坯料260-290 凸模120-150 凹模320-350第2章 零件的工艺性分析2.1 零件的工艺性分析为2.5mm。2.1.1 冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。零件尺寸公差无要求，故按IT14级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为08F，厚度为2.5mm。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,冲孔公差分别为0.40,0.08。而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为0.5,0.15，孔中心距公差 0.1，而冲件孔中心距最高精度公差为0.25,因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求。由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑。在该设计中采用IT12级。2.1.2 冲裁件的材料AZ31B镁合金屈服点；抗拉强度。此材料塑性极差,在常温条件下基本没有塑性变形能力。只有在加热条件下才能进行塑性变形，温度控制要准确可靠。2.2 工艺方案的确定2.2.1 工艺方案该冲裁件包括落料和拉深两个基本工序,可采用的冲裁方案有单工序冲裁,复合冲裁和级进冲裁三种,单工序模生产率低,所用费用也高,不合理;采用复合冲,可以得出冲件的精度和平直度较好,生产率较高。该零件属于大批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用落料拉深复合模，模具制造周期短，精度高，生产效率高。所以确定工艺方案为复合冲模。复合冲模的主要特点：（1）冲件精度较高。因为能在同一工位上完成多道冲压工序，不存在定位误差，冲件内外形的位置精度较高，如同轴度可达。（2）冲件表面较为平直。2.2.2 排样的确定在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。2.2.3 冲裁件的排样排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。在该设计中，由于手机外壳近视于一个盒型件，所以可按盒型件的方式下料，采用直对排的形式。2.2.4 搭边排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。搭边数值取决于以下因素：（1）件的尺寸和形状。（2）材料的硬度和厚度。（3）排样的形式（直排、斜排、对排等）。（4）条料的送料方法（是否有侧压板）。（5）挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。得搭边值： a=2mm, a1=1mm 图2-1 排样图2.2.5 材料利用率衡量材料经济利用的指标是材料利用率。一个进距内的材料利用率为： = （2-1） 式中 A冲裁件面积（包括冲出小孔在内）（mm2）；n一个进距内的冲件数目；B条料宽度（mm）；h进距（mm）。一张板料上总的材料利用率为： = （2-2）式中 N一张板料上的冲件总数目； L板料长度（mm）；A板料宽度（mm）。 由计算可以得到93%，即材料利用率为93%。2.2.6 模具及板材的温度AZ31B镁合金在室温下的塑性变形能力很差，变形困难，且易出现变形缺陷，基本上无法进行拉深试验。在加热的条件下，镁合金的塑性变形能力明显增强，拉深性能明显改善。但板料的温度不宜过高，因为在温度升高的同时，镁合金的抗拉强度却随着温度的升高明显降低。由实验知道当坯料温度大于200，凹模温度在250-290时，情况有所好转，但仍有拉裂现象；当坯料温度在260-290，凸模温度在120-150、凹模温度在320-350时，拉深效果最佳。 2.3 本章小结本章主要对零件的和材料进行了工艺性分析，确定了工艺方案和排样，模具的温度以及板料的温度，使冲裁性能达到最佳。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用落料拉深复合模，模具制造周期短，精度高，生产效率高。所以确定工艺方案为复合冲模。零件尺寸公差无要求，故按IT14级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为08F，厚度为2.5mm。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,因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求.由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑。第3章 冲压模具总体结构设计3.1 模具总体结构设计3.1.1 模具形式根据零件的冲裁工艺方案,采用复合模。3.1.2 操作与定位方式零件大批量生产,但由于镁合金的压制技术尚未使板料达到一定长度，不宜采用机械自动进料方式，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。由于零件尺寸精度要求较高，宜采用导料板导向，为了提高材料利用率采用始用挡料销。由于是复合模,冲件精度较高。因为能在同一工位上完成多道冲压工序，所以不存在定位误差。3.1.3 送料卸料方式模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式，还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模周界尺寸。如L（送料方向的凹模长度）B（垂直于送料方向的凹模宽度）时，采用纵向送料方式；LB时，则采用横向送料方式；当L=B时，纵向或横向均可。故采用横向送料方式。模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采用弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强，弹压卸料板的卸料力也大大增强。根据目前情况，当材料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板；大于2mm时则采用固定卸料板较为切合实际。由于该制件的厚度为0.6mm，所以采用弹性卸料板。考虑到材料厚度比较小，工序比较多，结构比较复杂，落料废料采用推板卸料；拉深件由卸料板和强力弹簧使工件脱离拉深凸模。3.1.4 模架类型及精度如采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架（对角导柱导套模架也可）；横向送料适宜采用对角导柱导套模架；但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架差一些，而后侧导柱导套模架有利于送料（纵横向均可且送料较顺畅）；四角导柱导套模架则常用于大型模具；而精密模具还须采用滚珠导柱导套。由于冲裁间隙较小，又是复合模因此采用导向平稳的中间导柱圆形模架。在该设计中，由于拉深时的盒型件压力中心与实际模架中心有偏差，为了能更好的冲制出质量较好的零件，故采用四角导柱模架。3.2 本章小结本章主要对模具的整体结构进行了设计，确定了操作和定位方式、送料和卸料方式以及模架的类型。零件大批量生产,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。根据目前情况，当材料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板；大于2mm时则采用固定卸料板较为切合实际。所以采用弹性卸料板。考虑到材料厚度比较大，工序比较多，结构比较复杂，落料废料采用卸料板卸料；拉深由卸料板和强力弹簧使工件脱离拉深凸模。第4章 冲压模具工艺与设计计算4.1 计算冲压力、压力中心、初选压力机4.1.1 计算毛坯尺寸10 （4-1）=85.62在该设计中由于零件是一个浅拉深盒型件，在设计落料工序的时候必须留有足够的余量，加上模具设计中学要考虑的结构问题，所以在此将余量留为3 mm。4.1.2 计算落料冲裁力10P=Lt （4-2）式中 抗拉强度（MPa）；取255； t材料厚度取0.6mm；L毛坯周长，取365.8mm。在实际工程中，P值需乘以1.3代入式中得P=80KN4.1.3 计算拉深力10P= （4-3）式中 D内腔尺寸（mm）；取58mm；系数取1.1； t材料厚度取2.5mm；=255; （4-4）所以应选取的压力机公称压力为:(1.11.3)P=(1.11.3)x105=136.5KN （4-5）所以在此选择160KN压力机。4.1.4 压力机选择2所以选择的压力机如表4-1。表4-1压力机型号公称压力/KN160发生公称压力时滑块距下死点距离/mm3滑块行程/mm70模柄孔尺寸(直径/mm深度/mm)行程次数/次200工作台板厚度/mm 354.1.5 确定压力中心简单工件的压力中心，与工件中心重合。在该设计中，由于手机外壳近似于一个长方形盒型件，同时在落料时的外形为一对称结构，所以在此将压力中心确定在其几何中心处。4.2 凸模与凹模刃口尺寸的确定4.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸的计算5当冲件形状十分复杂，标注尺寸很多，或冲件原材料较薄，因而凸、凹模合理间隙值较小时，常采用凸、凹模配制的方法，可以简化设计计算。冲模刃口各尺寸的关系为：落料： （4-6）= （4-7）冲孔： （4-8）= （4-9）式中 落料凸、凹模刃口尺寸（mm）； 冲孔凸、凹模刃口尺寸（mm）； 落料工件外径的基本尺寸（mm）； 冲孔工件孔径的基本尺寸（mm）； 工件制造公差； 系数； 最小合理间隙值（双面）（mm）； 凸、凹模制造公差。由于材料的伸长率很低，冲裁性能比较好，设计时取单边最小冲裁间隙0.015 mm由表中查出0.025 0.035 所以得落料横向尺寸120.12 mm120.26 mm纵向尺寸65.69 mm66.23 mm4.2.2 落料凹模凹模结构分整体式和镶拼式两种。凹模的厚度和外形尺寸都比普通冲裁模大，以增加刚性。镶拼式凹模不小于25 mm，整体式凹模不小于35 mm。材料厚度增加时次值也应该相应增加，料厚减薄时则相应减小。图 4-1 落料凹模4.2.3 拉深凸模设计时以凹模为基准件，主要参数为：凸模圆角半径1 mm。尺寸计算： (4-10) (4-11)式中：、分别为凹模、凸模工作部分的横向尺寸；、分别为凹模、凸模的制造公差（取IT7级）；制件外形标注的最大尺寸；c凸、凹模之间的单边间隙；磨损系数（取x=0.75）所以横向=103.2 mm 纵向=49.40 mm(注：拉深时转角部分拉深间隙值C=0.66 mm,直角部分C=0.6 mm。)图 4-2 拉深凸模4.2.4 落料拉深凸凹模落料时，由此知道横向 纵向式中所有字母定义均与4.2.1相同。图 4-3 落料拉深凸凹模4.2.5 计算冲裁间隙可以采用下述经验公式计算合理间隙c的数值：c=mt （4-11）式中 t材料厚度（mm）； m系数与材料性能及厚度有关。在实用上，当材料较薄时，可以选用下列数值：硬钢 m=8-12%由于本次设计材料厚度为0.6 mm，所以c=0.015 mm。4.3 本章小结 m系数与材料性能及厚度有关。在实用上，当材料较薄时，可以选用下列数值：硬钢 m=8-12%由于本次设计材料厚度为0.6mm，所以c=0.015mm。 m系数与材料性能及厚度有关。在实用上，当材料较薄时，可以选用下列数值：硬钢 m=8-12%由于本次设计材料厚度为0.6mm，所以c=0.015mm。本章主要计算出冲裁力，选定压力机确定了压力中心；并计算了凸、凹模刃口尺寸，以及凸凹模的确定。简单工件的压力中心，与工件中心重合。因为工件为规则圆桶形,所以压力中心在长方形的几何中心处。当冲件形状十分复杂，标注尺寸很多，或冲件原材料较薄，因而凸、凹模合理间隙值较小时，常采用凸、凹模配制的方法，可以简化设计计算。第5章 冲压模具的零件选用5.1 模架的确定4随着冷冲压技术的发展和新型模具材料的出现，模具结构也发生了一定的变化，虽然模具的结构类型很多，但对其基本要求是一致的。即不仅能冲出合格的零件，适应生产批量的需要，而且要求操作方便，生产安全、寿命长、成本低，以及制造和维修方便。随着冷冲模国家标准实施以来，在设计模具时对冲模模架的选择一般都是按国家标准来选的。 一般根据凹模，定位和卸料装制的平面布置，来选择模座位的形状和尺寸。模座外形尺寸应比凹模相应尺寸大40-70。查模具设计大典选择四导柱圆形模架（GB/T2851.7-1990）表5-1模架型号凹模周界 BxL=250x200闭合高度上模座（GB/T2855.13）26533045下模座（GB/T2855.14）26533055导柱（GB/T2861.1）32200导套（GB/T2861.6）32110435.1.1 上模座图5-1 上模座5.1.2 下模座图 5-2 下模座5.1.3 导柱、导套4由于导柱和导套已经标准化，并和上、下模座组成标准模架，设计时应参考冲模标准选用。导柱、导套的结构型式有滑动与滚动两种。对于一般的冲压加工，采用滑动导柱、导套能够保证导向精度；但对冲裁薄料（t0.1 mm)或精密冲裁模、硬质合金模和高速冲模等要求无间隙导向时，需要采用滚珠导柱、导套。在此选用滑动导向的导、导套并选用A型。图5-3 导柱图5-4 导套5.2 模具的闭合高度的计算5冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压机的装模高度 是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面间的距离。当连杆调至最短时为压机的最大装模高度Hmax；连杆调至最长时为为最小装模高度Hmin。冲模的闭合高度H应介于压机的最大装模高度Hmax之间，其关系为： Hmax-5mmHHmin+10mm （5-1）300H260 如果冲模的闭合高度大于压机最大装模高度时，冲不能在该压力机上使用。反之小于压力机最小装模高度时，可加经过磨平的垫板。冲模的其它外形结构尺寸也必须和压力机相适应，如模具外形轮廓平面尺寸与压力机垫板、滑块底面尺寸，模柄与模柄孔尺寸，下模缓冲器平面尺寸与压力机垫板孔尺寸等都必须相适应，以便模具能正确安装和正常使用。5.3 模柄的确定模柄的作用是固定上模座于压力机滑块上时使模具的压力中心于压力机的压力中心保证一致。所以，模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致。由于结构问题在此将模柄和模板做成一体式结构，与模板采用一样的材料进行加工，尺寸为5060，局部如图5-5。图5-5 模柄局部5.4 导料板、卸料板的确定5.4.1 导料板（JB/T7648.5-1994）导料板一般沿条料送进方向安装在凹模孔的两侧，对条料进行导向。导料板按其截面形状可分为平直式和带台式两种。平直式多用于低速、手工送料，且为平面冲裁的连续模；而带台式多用于高速、自动送料，且多为带成型、弯曲的立体冲压连续模，以保证条料在浮动送料过程中始终保持在导料板内运动。为了导料方便，一般在进料端都有较大的圆角或较小的斜角。图5-6 导料板5.4.2 卸料板卸料板各工作形孔应与凹模形孔同心。卸料板的各形孔与对应凸模的配合间隙只有凸凹模冲裁间隙的1/3-1/4。高速冲压时，卸料板与凸模间隙要求取较小值。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。卸料板应具有必要的精度和刚度。5.5 挡料方式常见的限定条料送进距离的方式有：用销钉抵挡搭边或制件轮廓，限定条料送进距离的挡料销定距；用侧刀在条料侧边冲切各种形状缺口，限定条料送进距离的侧刀定距。固定式挡料销适用于手工送料的模具或连续模。所以采用固定式挡料销。5.6 推件装置在该设计中，由于需要在拉深和落料时进行压边，且压边的同时也可进行卸料，所以不需要再进行推件装置的应用。5.7 弹性元件垫板的作用是分散凸模传来的压力，防止模板被压挤损伤。如果凸模端面上的单位压力大于模板材料的许用挤压应力时，就需要在凸模支承面上加一淬硬磨平的垫板；如果凸模端面上的单位压力不大于模板材料的许用挤压应力时，可以不加垫板。垫板厚度一般取3-8毫米。在该设计中采用8mm厚度的垫板。弹性元件常用的有两种，一种是以聚氨酯为材料的橡胶垫，另一种是以特种钢为材料的弹簧，且弹簧分为普通弹簧、强力弹簧和蝶形弹簧等。在该设计中由于有弹簧的地方既有卸料，又有压料的作用，因此为了能够使其有足够的弹力，在该设计中选用强力弹簧。5.8确定装配基准落料，拉深应以冲裁凸凹模为装配基准件。首先确定凸凹模在模架中的位置，安装凸凹模组件，确定凸凹组件在下模座的位置，然后用平行板将凸凹模和下模座夹紧。在该设计中，由于模具需要进行加热，凸模的材料选用5CrMoMn，凹模的材料选用5CrMoMn，热处理硬度为58-61HRC,且凹模的硬度比凸模硬1-2度，垫板、凸模固定板、凹模固定板的材料的45号钢，热处理硬度为43-48HRC。冲裁模的常用配合：（1） H7/f6的间隙定位配合，导柱和导套的配合。（2） H7/r6的过度配合，用于较高的定位，凸模与固定板的配合，导套与模座，导套与固定板，模柄与模座的配合。5.9总装简图 图5-7总装简图1下模座 3垫板 4凹模固定板 7上模座 13凸凹模 14加热槽 15导料尺 16压料板 17卸料板18凹模 19压边圈 20弹簧5.10本章小结本章主要确定了模架，对其余各部分零件进行了选择。一般根据凹模，定位和卸料装制的平面布置，来选择模座位的形状和尺寸。模座外形尺寸应比凹模相应尺寸大40-70。由于导柱和导套已经标准化，并和上、下模座组成标准模架，设计时应参考冲模标准选用。导料板一般沿条料送进方向安装在凹模形孔的两侧，对条料进行导向。固定式挡料销适用于手工送料的简单模或连续模。所以采用固定式挡料销。制件中心有孔时常用的推件形式，由打杆推动顶板、顶杆，最后由推件块将制件推下。第6章 切边模总体设计6.1 切边模总体设计 在落料-拉深完成之后，由于盒型件并未达到制件所要求的精度，所以必须进行切边，以使盒型件达到所要求的值。6.1.1 总体工艺方案的选择 由于该制件为一盒型件，且由于材料为镁合金才材料，所以在进行切边时一定要注意其变形的产生。对于切边模，常用的类型有：一次切边模、二次切边模、挤切修边、直接切边、对角切边、内涨式切边、浮动式切边等。在该设计中采用浮动式切边设计。6.1.2 浮动式切边模的特点 浮动式切边模是通过凹模在x、y两个水平方向前后左右移动，与固定的凸模之间，在压力机的一次行程中顺序冲切盒型件的余边。浮动式切边模操作简单，生产效率高，切边质量好;但模具制造难度和生产成本较高，只有在大批量生产条件下使用才是经济合理的选择。 浮动式切边模有分体式和整体式两种结构形式： 分体式的结构为前、后、左、右四块导板是固定的，依靠凹模在四块导板间的运动完成冲切。 整体式的结构是将凹模和导板做成一体，在外侧斜楔的作用下，作水平运动来完成冲切过程的。在该设计中，为了结构上的方便，故采用分体式结构。6.1.3 切边过程中的运动分析 以分体固定式结构为例分析。图示出凹模在水平方向相对凸模运动的过程：图为凹模下降的同时，向左和向前平移，切去A、B边部分；图为凹模继续下降的同时，向右移动，切去B、C部分；图为凹模继续下降的同时，向后移动，切去C、D部分；图为凹模降至最后位置的同时，向左移动，切去余边。至此周边全部被切去。图（6-1）凸、凹模相对运动图凹模平面移动方向如下表：表6-1凹模平面移动方向图例图（a）图（b）图（c）图（d）X方向0Y方向00凹模在x坐标方向的移动，由左、右两导板决定；在y方向的移动，由前、后两导板决定。当凹模在（x,y）坐标方向不动时，则左、右（前、后）两导板相应部位为垂直面，反之则为斜面。运动分析决定了导板形面为垂直面或斜面的具体位置，并可依据此设计计算导板的结构尺寸。6.2 冲模结构设计要点6.2.1 凹模冲切的移动量从图（6-1）可以看出，凹模相对图模在水平方向的移动，可以达到切去工件毛边的目的，但必须有足够的移动距离，可以通过作图法或解析法求得。图（6-1）则是作图法一实例，用它可以检查工作周边能否切去。但在实际中，由于该方法无法完全表示出移动的距离，故需用一种数值计算方法来进行设计。6.2.2 凹模运动斜度和尺寸设计凹模外侧的运动斜度是与导板相接触的工作面。斜度大时运动阻力大，使凹模移动困难；斜度太小，则需凹模在垂直方向移动很大的距离，才能使凹模在水平方向移动一定的距离来完成切边工作。所以在设计时应予以重视。6.3 本章小结本章主要进行了切边模的运动分析和计算，对于浮动式切变模，运动的路线分析尤为重要，只有在正确的运动的路线分析下才能将模具做到一个比较高的水平和精度，才能制造出高质量的制件。第7章 主要结构设计7.1 工作移动量的确定77.1.1 凹模冲切移动量在第一张中用到了作图法来表示移动距离，但不能够以实际的数据来表示出工作当中的移动距离，所以在此采用解析法来计算其工作移动量。根据图（6-1）所示凹模和凸模的相对移动关系，圆角内两直角三角形相似，由此有： （7-1）式中 t制件壁厚； c一个方向上的移动量； R件的圆角半径；所以有=3 mm 图7-1凹模沿45度方向移动(1)沿45度斜角方向移动总矢量 S=c+t=(3+0.6)=3.6 mm (7-2)(2) 沿左右方向移动量a=Scos=3.6 cos=2.55 mm (7-3)(3) 沿前后方向移动量B=Ssin=3.6sin=2.55 mm (7-4)结构设计时，a、b移动量的选用应比计算大一些，可使冲切完全。此设计中可选用a=b=4mm.(4) 凹模对凸模的移动矢量= = =5.66 mm (7-5)7.1.2 凹模运动斜度和尺寸设计 凹模侧面的运动斜度一般选用30度，见图(2-2)凹模的斜面部分和导板斜面部分相配合，而导板的斜面高度与每一阶段的凹模移动a和b有关，故 （7-6） =凹模内侧尺寸按切边工件外形尺寸制造，每边比工件外形尺寸大0.1mm。图7-2凹模外形局部7.2 凸模设计 凸模尺寸按切边工件内形形状尺寸制造，每边比待切边内形尺寸小0.1mm。图7-3 凸模7.3 定位芯的设计 定位芯外形尺寸按切边工件内形尺寸制造，每边比工件内形尺寸小0.05-0.08 mm.定位芯高度尺寸按切边高度要求确定，保证定位芯与凸模之间不能有垂直移动，只允许有水平移动。定位芯材料选用T8A或T10A，热处理硬度52-56HRC。在该设计中，由于工件的深度较低，所以在采用定位芯的同时还得采用一个压件块配合定位。结构如下：图7-4定位芯结构7.4 导板的设计7导板是浮动式切边模设计中最为重要的一个工作零件，导板的好坏关系着切边的质量好坏。导板工作面是由垂直面和斜面组成的折线面。凹模外侧形面沿导板斜面运动时，凹模作水平运动；而凹模沿导板垂直面运动时，在水平方向则不移动。导板斜角一般取30度，与凹模运动斜度一致。导板曲线是按凹模水平移动量、结构参数，以及运动要求进行设计计算的。切边时凹模下降情形见图（7-6）。图中位置相当余图（6-1）a的运动过程，即凹模想左，向前运动；的位置相当于图（6-1）b的运动过程，即凹模向右运动；位置相当于图（6-1）c的运动过程，即凹模向左运动。 图7-5凹模下降情形7.4.1 左导板设计图7-6左导板如上图所示，计算时将导板分成几个小段进行计算：ab 斜线在水平面上的投影长度=13 +4=在垂直面上投影长度=凹模端面斜度高度+凹模向左移动量=（13+41.732）=20 mmbc直线高度=3倍凹模端面直边厚度+0.2=（42+0.2）=8.2 mmcd斜线在水平面上投影长度=凹模向右移动距离=8 mmde斜线在垂直面上投影高度=8=13.8 mmde 直线高度=凹模由前向后移动8 mm时的垂直下降行程=8=13.8 mmef 斜线在水平面上投影长度=凹模从右向左移动距离=8 mm 斜线在垂直面上投影高度=8=13.8 mmfg 直线高度=1/2凹模高度+1/2凹模斜端面直边厚度+空隙=15.2 mm7.4.2 右导板设计图7-7右导板ab斜线在垂直面上投影高度=凹模端面斜线垂直高度+1/20.2=13.1 mmbc直线高度=凹模斜端面直边厚度-0.2=1.8 mmcd斜线在垂直面投影高度=（凹模向左移动量+0.1）=4.06 mmde直线高度=凹模斜端面直边厚度+0.2=2.2 mmef斜线在垂直面投影高度=凹模从左向右移动距离=13.8 mmfg直线高度=左导板de直线高度+2倍凹模斜端面直边厚度=14.2 mmgh斜线水平面上投影长度=凹模从右向左移动距离=8 mmgh斜线垂直面上投影高度=8=13.8 mmhi直线高度=1/2凹模厚度-1/2凹模斜端面直边厚度+空隙=13.2 mm7.4.3 前导板设计图7-8前导板ab斜线在水平面上投影长度=凹模端面斜度水平面上投影长度+凹模向前移动量=20 mmab斜线在垂直面上投影距离=凹模段面斜度垂直高度+凹模向前移动量=20 mmbc直线高度=左导板的直线高度+凹模斜端面直边高度=24 mmcd斜线在水平面投影长度=凹模由前向后移动距离=8 mmcd斜线在垂直面上投影高度=8=13.8 mmde直线高度=导板各线垂直总高度-前导板的各线垂直高度=20.2 mm7.4.4 后导板设计图7-9后导板ab斜线在垂直平面上投影长度=凹模端面斜度垂直高度+1/20.2=13.1 mmbc直线高度=凹模斜端面直边厚度-0.2=1.8 mmcd斜线垂直面上投影高度=4.06 mmde直线高度=前导板（bc）直线高度-2倍凹模斜端面直边厚度=20 mmef斜线垂直面上投影高度=8=13.8 mm7.5 压力机的选用7.5.1 压力机行程选择浮动式切边模与拉深一样，为便于取放工件，需较大的行程，一般取压力机行程S大于工件高度H的2倍，即S 2.2H。7.5.2 压力机压力选择2 压力机所允许的载荷是随压力机行程的不同而变化的，压力机的公称压力，是指压力机滑块距下止点约为压力机行程5%-7%的允许载荷，而在行程中间，允许负荷仅为额定压力的40%-50%。浮动式切边模工作时，施力行程比较大，故不能直接按公称压力选用压力机，而应对照压力机许用载荷行程曲线来选用。如按计算切边力直接选用时，可按下述方法，即将计算切边力扩大5-10倍以上选用。由此有： (7-7) (7-8)式中凹模沿水平方向向左、右、前、后移动时的最大切边力；相当于凹模水平方向最大切边力时，所需压力机的垂直冲击力； L工件切边长度； 抗拉强度；所以由以上有： =272952N =520KN根据以上的计算可以知道，压力机应选用520 KN以上压力机，在此选用630KN压力机的选用表格如下：表7-1压力机参数公称压力/KN630KN发生公称压力时滑块距下死点距离/ mm5滑块行程/ mm120模柄孔尺寸(直径
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