一模两件落料冲孔弯曲切断复合模具设计【6张图纸】【优秀】
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一模两件落料
冲孔
弯曲
曲折
切断
割断
复合
模具设计
图纸
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优良
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一模两件落料冲孔弯曲切断复合模具设计
41页 14900字数+说明书+开题报告+中期报告+6张CAD图纸
一模两件落料冲孔弯曲切断复合模具设计开题报告.doc
一模两件落料冲孔弯曲切断复合模具设计论文.doc
中期报告.doc
冲孔凸模.dwg
弯曲凹模.dwg
模柄.dwg
装配图.dwg
部装图.dwg
零件图.dwg
摘 要
此论文主要阐述了我国模具工业的现状及发展趋势，是对落料冲孔弯曲切断复合模具做的总体设计。本设计运用了冲压工艺学和模具设计的基础知识，分析了该零件的技术要求与成型工艺，冲裁方案的确定；对毛坯的形状与尺寸进行计算，确定排样图，计算出压力中心；进行总力的计算后即可选择压力机；分析制件的特征后进行模具结构尺寸的设计，确定了模架的大小、模具内各零件的尺寸等；最后进行模具装配以及部装图的总体设计。本制件的一侧由弯曲工序来完成。考虑到弯曲成型要滞后与落料、冲孔工序，而且必须保证制件的尺寸精度，为此设计了一个活动凸模块和滚轮滑块结构。这套复合模极大地提高了生产率，工艺简便、结构合理且成型后保证了制件质量精度。
关键词 复合模具；冲压；结构尺寸；装配
目录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 我国模具技术的现状及发展趋势1
1.2 冲压模的现状与发展趋势2
1.3 国外模具工业的发展情况5
1.4 课题研究的内容5
第2章 制件的工艺分析与压力机的选择7
2.1 设计题目内容7
2.2 成型工艺分析7
2.3 冲裁工艺方案的确定8
2.4 模具结构型式确定8
2.5 排样的确定9
2.5.1 排样方法的确定9
2.5.2 确定搭边值9
2.5.3 确定条料步距9
2.5.4 画出排样图10
2.5.5 毛坯周长与表面积计算10
2.5.6 毛坯材料利用率的计算11
2.6 冲裁压力中心的确定12
2.7 各部分工艺力计算12
2.7.1 落料力、冲孔力的计算12
2.7.2 卸料力、推件力的计算13
2.7.3 弯曲力、压料力的计算14
2.7.4 切断力的计算14
2.8 总力、公称压力的计算14
2.9 压力机的选择15
2.10 卸料零件的计算16
2.11 本章小结16
第3章 模具的结构设计17
3.1 凸、凹模刃口尺寸的计算17
3.1.1 落料时凸、凹模刃口尺寸的计算17
3.1.2 冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算18
3.2 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸19
3.3 模具各零部件的设计与计算21
3.3.1 冲孔凸模的设计21
3.3.2 凸模固定板的设计21
3.3.3 垫板的设计22
3.3.4 弯曲凹模的设计22
3.3.5 落料凹模、凸凹模的设计22
3.3.6 出件装置的设计24
3.3.7 定位零件的设计25
3.3.8 模柄的选取25
3.3.9 卸料板的设计26
3.3.10 转动板与活动凸模块以及滑块的设计26
3.3.11 连接件与紧固件的选取27
3.3.12 下模板的确定27
3.4 模具材料的选用28
3.5 本章小结29
第4章 模具的装配与部装图的设计30
4.1 零件技术要求30
4.2 装配技术要求30
4.3 复合模具的安装调试要求31
4.3.1 复合模具安装的要求31
4.3.2 复合模具调试的要求31
4.4 主要组件的装配31
4.5 模具的工作过程32
4.6 模具的部装图32
4.7 模具的装配图的确定33
4.8 本章小结34
结 论35
致谢36
参考文献37
材料: Q235
厚度: 3mm
生产批量：大批量生产
成型工艺分析
此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235碳素工具钢，厚度为3mm。具有良好的冲压性能，此种钢强度、硬度很低，而塑性、韧性高，具有良好的冷变形性，由于此种钢的塑性很好，所以主要用来制造冷冲压件。同时此工件结构简单，有一个直径6mm和18mm的圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，即孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。本零件尺寸比较大，两孔之间的精度要求较高，故采用倒装复合模结构。因为若采用连续模具制造，模具较大，且制造困难，浪费材料。
冲裁工艺方案的确定
经分析零件结构确定复合模具基本工序为“落料—冲孔—弯曲—切断”。先完成落料，再进行冲孔工序，这样可以很好地保证制件的位置度和同轴度。接着进行弯曲工序，以保证弯曲部位的尺寸精度。最后进行切断工序，将一件从中间一切两半。由活动卸料板顶出，整个成型工序完成。
- 内容简介：
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哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目：一模两件落料冲孔弯曲切断复合模具设计系 （部） 机 电 系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 许金刚 学 号 1069360109 班 号 0693601 指导教师 陈丽丽 开题报告日期 2009年10月28 哈工大华德学院开题报告一、毕业设计（论文）任务书1、零件图（二维）图1 一模两件落料冲孔弯曲切断零件图材料:Q235壁厚:3mm生产批量；大批量2、技术要求零件工艺分析与计算，包括工艺方案及模具形式的确定，工序及排样图的设计，压力及压力中心计算，冲压设备选择等；零件复合模具结构设计，包括工作零件设计、定位方式、卸料及压料零件设计、导向及限位零件设计等二、选题目的和意义在实际的生产当中，冷冲模的应用较为广泛，通过本次毕业设计，全面系统地掌握冷冲模设计的一般方法和典型零件的加工工艺的编制。对于较为复杂的零件，能够正确合理地确定工艺方案；熟悉典型多工序复合模具的结构组成和特点。 掌握其结构设计方法。掌握计算机辅助设计软件在模具设计中的应用。工件有落料、冲孔、翻边工序，材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁、拉深，工件结构比较简单。三、论文综述（1）模具工业在国民经济中的地位模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于0.10.3的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。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。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。（2）我国模具工业的现状和发展模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。存在问题和主要差距虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面：总量供不应求国内模具自配率只有70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为3.7:1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。开发能力较差，经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因：国家对模具工业的政策支持力度还不够虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有185家，大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步，而且民营企业贷款十分困难。人才严重不足，科研开发及技术攻关投入太少。模具行业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够，科研单位和大专院校的眼睛盯着创收，导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使模具技术发展步伐不大，进展不快。工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低。近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差，由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占40%左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。模具材料及模具相关技术落后，模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。(3)冲压模的分类和占有量；冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。ZD0 Q! a （2）复合模 )mZ j . （3）级进模 单工序模只完成一个工序 fi# otVyJ 复合模是在压力机一次行程中，在同一工位上完成两道或更多工序的冲模 88)0Xi|KP 级进模是具有两个或更多工位的冲模，材料随压力机行程逐次送进一工位，从而使冲件逐步成形 1mC j P 根据工序性质 ZT _ EpT=1 （1）冲裁模 F=vu 7rf （2）弯曲模 T?7 ZF+yo6 （3）拉深模 rxC u V （4）成形模 v Au ) （5）冷挤模 冲裁模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离 O2R vla 弯曲模使材料产生塑性变形，从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状 jr -. 拉深模把平坯料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸 W/HZ= W X （1）无导向装置的模具 2d , =.X （2）有导板导向的模具 -5 d8jK;p+( C h#Bw （1）手工送料模具 r/ + 6=( ! （1）通用冲模 IO /2iSb W （2）专用冲模 通用冲模适用于小批和试制性生产的冲件 Ef;_ i m 按生产管理 kMXrTyPX （1）大型冲模 S 92 2 （2）中型冲模 $C#S （3）小型冲模 往往以不同的行业而有所区分 据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模总产出约为220亿元其中出口0.75亿美元，约合6.2亿元。 根据我国海关统计资料，2004年我国共进口冲压模5.61亿美元，约合46.6亿元。从上述数字可以得出2004年我国冲压模市场总规模约为266.6亿元。其中国内市场总需求为260.4亿元，总供应约为213.8亿元，市场满足率为82%。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好，2005年冲压模出口达到1.46亿美元，比2004年增长94.7%就可说明这一点；三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。(4)模具技术的现状及发展趋势模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。 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，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，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48in（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，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型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。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，中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，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势。模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的发展方向，模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的向工程以及模具软件应用的网络化是主趋势。新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟（CAE）及信息的管理与共享。值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技术的集合，其关键是它们与人工智能的有机集成，不仅可以整理知识、保存知识，还可以挖掘知识、繁衍知识。新一代的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经验、计算机的硬件和软件、数值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程。精密数控电火花加工机床（电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床）不断在加工效率、精度和复合加工上取得突破，国外已经将电火花铣削用于模具加工。加工精度误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展。模具设计技术(1)工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计,并普及了计算机绘图.据有关资料介绍,美国和日本75%的模具厂已使用了技术,香港5%的模具厂也开始采用这项技术(2)在注塑模具设计中,已开始普及应用计算机辅助工程分析软件,对塑料的流动,填充,冷却情况及模具的浇口配置,浇道大小,冷却加热系统和模具的刚度,强度等进行科学的分析和计算,从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍(3)国外的注塑模具中,多型腔,多层,大型精密模具已占50%,不仅提高了生产效率,而且节省了大量塑料原料模具加工技术国外已大量使用数控机床,应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具,特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工,使模具的质量和附加值大为提高.模具的加工周期减少6%以上,成本降低3%以上,生产效率提高60%以上为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求,国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段模具在工业生产中的作用将日益重要.工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发展,已摆脱了属地位而成为独立的行业,并成为基础工业的重要组成部分1988年.美国日本,西德的模具产值分别达到62亿美元,83亿美元,4亿美元,比1957年增长了约100倍,并超过了这些国家机床工业的产值.据有关资料介绍,工业发达国家的工业产品生产中.对模具的需求量日益增多,美国,日本约有4050的工业产品的生产需用模具国际市场中模具的贸易量十分可观.近年来,由于工业发达国家的工费用增加,模具生产有向东南亚国家转移的趋势.本国的生产以高,精模具为主,需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决.以模具出口大国日本为倒,其1980年模具进口额为24.98亿日元,至1989年已上升到132.32亿日元.十年间提高了5.3倍由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大,只要我国模具的质量能有提高,交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的.此外,国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大,目前我国只有塑料模具模架有少量出口.四、模具设计方案1、零件三维造型图图2 工件实体图2、模具总体方案设计及可行性分析1. 确定工艺方案此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235碳素工具钢，厚度为3mm。具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构简单，有一个直径6mm和18mm的圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，即孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。零件材料Q235，此种钢强度、硬度很低，而塑性、韧性高，具有良好的冷变形性，由于此种钢的塑性很好，所以主要用来制造冷冲压件。关键点为本零件尺寸比较大，两孔之间的精度要求较高，故采用倒装复合模结构。因为若采用连续模具制造，模具较大，且制造困难，浪费材料。复合模具是在冲压生产中压力机的一次行程内完成两道以上的冲压工序，是一种工序冲压模具。常见的复合工序有落料与冲孔复合、落料与首次拉深复合等。 2. 总体方案设计复合模具的工作顺序为“落料冲孔弯曲切断”。先完成落料，再进行冲孔工序，这样可以很好地保证制件的位置度和同轴度。接着进行弯曲工序，以保证弯曲部位的尺寸精度。最后进行切断工序，将一件从中间一切两半。由活动卸料板顶出，整个成型工序完成。本套模具为一模两件落料冲孔弯曲切断复合模。3. 模具主要零部件的设计工作零部件主要包括冲孔凸模、切断凸模、落料凹模、弯曲凹模、凸凹模等凸模：此次制件的冲孔凸模采用圆形凸模。此套模具采用弹性卸料板，所以凸模的长度应根据实际情况确定凹模：凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或沉孔）间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。孔距的最小值可查表。凸凹模：凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚可查表。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些定位板和定位销：定位方式是根据坯料或工序件的形状复杂性、尺寸大小和冲压工序性质等具体情况决定。此冲件可采用外缘定位。导正销：为了使导正销工作可靠，避免折断，导正销的直径一般应大于2mm固定卸料板：固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料大于0.5mm卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。弹压卸料板：由于此冲裁板料厚度大于1 mm，所以弹压卸料板与凸模的单边间隙应大于0.15 mm。顶件装置：推件块和顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造，也可以根据板料厚度取适当间隙等。五、进度安排(1)10月19日10月30日 查阅文献资料，书写开题报告；(2) 11月2日11月9日 总体方案设计与模具结构布局；(3) 11月9日11月24日 完成总装图设计；(4) 11月24日12月18日 完成部装图及零件图设计；(5) 12月21日12月30日 撰写毕业设计论文；(6) 12月30日2010年1月6日 自我检查、总结和准备答辩；(7) 2010年1月6日1月8日 毕业答辩六参考文献1、邓明等. 现代模具制造技术北京:化学工业出版社，2005，1-2942、肖祥芷 李德群等. CAD在模具设计中的应用. 北京:科学出版社，1993，51-1523、李德群等. 对开展模具CAD/CAE/CAM的认识. 模具工业，1992,9(7):58 -64、李硕本. 冲压工艺学. 华德学院自印.5、肖祥芷 王孝培. 中国模具设计大典(第3卷) . 江西科学技术出版社,2003说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2进度计划是否切实可行；3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题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： qDxzLy=哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）落料冲孔弯曲切断复合模具设计摘 要此论文主要阐述了我国模具工业的现状及发展趋势，是对落料冲孔弯曲切断复合模具做的总体设计。本设计运用了冲压工艺学和模具设计的基础知识，分析了该零件的技术要求与成型工艺，冲裁方案的确定；对毛坯的形状与尺寸进行计算，确定排样图，计算出压力中心；进行总力的计算后即可选择压力机；分析制件的特征后进行模具结构尺寸的设计，确定了模架的大小、模具内各零件的尺寸等；最后进行模具装配以及部装图的总体设计。本制件的一侧由弯曲工序来完成。考虑到弯曲成型要滞后与落料、冲孔工序，而且必须保证制件的尺寸精度，为此设计了一个活动凸模块和滚轮滑块结构。这套复合模极大地提高了生产率，工艺简便、结构合理且成型后保证了制件质量精度。关键词 复合模具；冲压；结构尺寸；装配AbstractThis paper mainly expounds Chinas mold industry status and development trend of the parts of the process analysis, die structure design, mold assembly and the Ministry of loading map design. The compound die has greatly improved productivity, reasonable structure and shape, ensures quality and precision of workpieces. It is these few original scattered through the manufacturing process to achieve a unified composite die, so that process becomes simple.Blanking and punching bending cutting composite mold design and the use of the stamping process and die design of learning the basics of analysis of the components of the technical requirements and forming process, blanking the program to be confirmed; right shape and size of rough calculations to determine the nesting map, calculate the center of pressure; carried out immediately after the calculation of the total force option press; analyze the characteristics of workpiece die after the structural dimensions of the design, determine the size of the mold, mold size of various parts, etc.; the last to die assembly and installation diagram of the overall design of the Ministry. One side of the workpiece by the bending process to complete. Taking into account bending to lag and blanking, punching process,And must ensure that the dimensional accuracy of workpieces, for which an activity designed convex module and wheel slider structure. This paper is a blanking punching bending cutting the overall design of composite die to do.Key words composite mold; stamping; structure size; assembly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 我国模具技术的现状及发展趋势11.2 冲压模的现状与发展趋势21.3 国外模具工业的发展情况51.4 课题研究的内容5第2章 制件的工艺分析与压力机的选择72.1 设计题目内容72.2 成型工艺分析72.3 冲裁工艺方案的确定82.4 模具结构型式确定82.5 排样的确定92.5.1 排样方法的确定92.5.2 确定搭边值92.5.3 确定条料步距92.5.4 画出排样图102.5.5 毛坯周长与表面积计算102.5.6 毛坯材料利用率的计算112.6 冲裁压力中心的确定122.7 各部分工艺力计算122.7.1 落料力、冲孔力的计算122.7.2 卸料力、推件力的计算132.7.3 弯曲力、压料力的计算142.7.4 切断力的计算142.8 总力、公称压力的计算142.9 压力机的选择152.10 卸料零件的计算162.11 本章小结16第3章 模具的结构设计173.1 凸、凹模刃口尺寸的计算173.1.1 落料时凸、凹模刃口尺寸的计算173.1.2 冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算183.2 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸193.3 模具各零部件的设计与计算213.3.1 冲孔凸模的设计213.3.2 凸模固定板的设计213.3.3 垫板的设计223.3.4 弯曲凹模的设计223.3.5 落料凹模、凸凹模的设计223.3.6 出件装置的设计243.3.7 定位零件的设计253.3.8 模柄的选取253.3.9 卸料板的设计263.3.10 转动板与活动凸模块以及滑块的设计263.3.11 连接件与紧固件的选取273.3.12 下模板的确定273.4 模具材料的选用283.5 本章小结29第4章 模具的装配与部装图的设计304.1 零件技术要求304.2 装配技术要求304.3 复合模具的安装调试要求314.3.1 复合模具安装的要求314.3.2 复合模具调试的要求314.4 主要组件的装配314.5 模具的工作过程324.6 模具的部装图324.7 模具的装配图的确定334.8 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 我国模具技术的现状及发展趋势 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。国内模具自配率只有70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右。我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为3.7:1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。开发能力较差，经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因：近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差，由于长期以来受“大而全”、“小而全”的影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占40%左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。模具材料及模具相关技术落后，模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。1.2 冲压模的现状与发展趋势模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。 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，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，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，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型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。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，中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，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势。模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的发展方向，模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的向工程以及模具软件应用的网络化是主趋势。新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟（CAE）及信息的管理与共享。值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技术的集合，其关键是它们与人工智能的有机集成，不仅可以整理知识、保存知识，还可以挖掘知识、繁衍知识。新一代的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经验、计算机的硬件和软件、数值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程。精密数控电火花加工机床（电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床）不断在加工效率、精度和复合加工上取得突破，国外已经将电火花铣削用于模具加工。加工精度误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展。模具设计技术(1)工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计,并普及了计算机绘图.据有关资料介绍,美国和日本75%的模具厂已使用了技术,香港5%的模具厂也开始采用这项技术(2)在注塑模具设计中,已开始普及应用计算机辅助工程分析软件,对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度,强度等进行科学的分析和计算,从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍(3)国外的注塑模具中,多型腔、多层大型精密模具已占50%,不仅提高了生产效率,而且节省了大量塑料原料模具加工技术国外已大量使用数控机床,应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具,特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工,使模具的质量和附加值大为提高.模具的加工周期减少6%以上,成本降低3%以上,生产效率提高60%以上为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求,国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段模具在工业生产中的作用将日益重要。工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发展,已摆脱了属地位而成为独立的行业,并成为基础工业的重要组成部分1988年.美国日本,西德的模具产值分别达到62亿美元、83亿美元、4亿美元，比1957年增长了约100倍,并超过了这些国家机床工业的产值.据有关资料介绍,工业发达国家的工业产品生产中。对模具的需求量日益增多。美国、日本约有4050的工业产品的生产需用模具国际市场中模具的贸易量十分可观。近年来,由于工业发达国家的工费用增加,模具生产有向东南亚国家转移的趋势。本国的生产以高,精模具为主,需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决。以模具出口大国日本为倒,其1980年模具进口额为24.98亿日元,至1989年已上升到132.32亿日元。十年间提高了5.3倍由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大,只要我国模具的质量能有提高,交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的。此外,国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大,目前我国只有塑料模具模架有少量出口。1.3 国外模具工业的发展情况国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂，一般规模都不大，但专业化程度高，生产效率极高。国外模具企业一般不超过100人，多数在50人以下。在人员结构上，设计、质量控制、营销人员超过30%，管理人员在5%以下。我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45。国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不多。国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握很深。国内模具企业分工较细，缺乏综合素质较高的人员。国外模具企业CAD/CAE/CAM的技术的应用比较广泛,逆向工程、快速原型制造铸造模具的使用也比较多。国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些已经达到国外水平。但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大的。不过在模具材料方面，随着国外技术的引进和中国研发能力的提高，差距在逐渐缩小。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内模具的5-10倍，制造周期是2-3倍。在这两方面应该说国内模具企业还是具有一定竞争优势的。1.4 课题研究的内容1.根据零件的材料与厚度，进行工艺分析与计算。初步确定零件的加工制造工艺。确定模具的类型，选择多工序复合模。根据制件的形状确定加工工序，本次设计采用“落料冲孔弯曲切断”的工序来进行加工。落料与冲孔在前此课程设计已经熟练掌握，本次需要掌握的是弯曲与切断的各种技术要求，这是难点也是本次设计的重点。初步拟定此次设计弯曲采用斜楔机构。2.要进行模具的结构设计。本次设计还需要选择模架，初步拟定选择后侧导柱模架，尺寸规格的选择还需要进一步的计算。本次设计先设计出排样图，计算出搭边值，并计算出原材料的利用率。确定模具的压力中心后计算冲裁力、顶件力、弯曲力等，算出总力后即可根据模具设计大典选择压力机的种类及型号。之后根据已知的零件尺寸计算模具的刃口尺寸。再确定模具的主要结构要素，如确定送料方式，确定卸料方式。选择各模具零件的标准外形尺寸，有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下垫板的尺寸。最后确定一下螺钉和销钉的数量与尺寸。3.进行模具的装配与部装图的设计和绘制。查找零件与装配的技术要求。其中部装图是由整套模具的运动过程进行分析后用计算机绘制出的。再完成指导教师指定零件图的绘制，所有图纸均是用CAD绘制。最后进行毕业设计论文及日志的撰写，并在老师的指导下进行修改，工作即可完成。第2章 制件的工艺分析与压力机的选择2.1 设计题目内容如工件简图2-1所示图2-1工件简图材料: Q235厚度: 3mm生产批量：大批量生产2.2 成型工艺分析此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235碳素工具钢，厚度为3mm。具有良好的冲压性能，此种钢强度、硬度很低，而塑性、韧性高，具有良好的冷变形性，由于此种钢的塑性很好，所以主要用来制造冷冲压件。同时此工件结构简单，有一个直径6mm和18mm的圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，即孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。本零件尺寸比较大，两孔之间的精度要求较高，故采用倒装复合模结构。因为若采用连续模具制造，模具较大，且制造困难，浪费材料。2.3 冲裁工艺方案的确定经分析零件结构确定复合模具基本工序为“落料冲孔弯曲切断”。先完成落料，再进行冲孔工序，这样可以很好地保证制件的位置度和同轴度。接着进行弯曲工序，以保证弯曲部位的尺寸精度。最后进行切断工序，将一件从中间一切两半。由活动卸料板顶出，整个成型工序完成。2.4 模具结构型式确定复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。将二者进行比较，如表2-2所示。表2-2 复合模正装和倒装比较序号正装倒装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，孔的废料由打棒打出操作方便，能装自动拔料装置，既能提高生产效率，又能保证生产安全。孔的废料通过凹凸模的孔往下漏3废料不会在凹凸模孔内聚集，每次由打棒打出，可较少孔内废料的涨力，有利于凹凸模减小最小壁厚废料在凹凸模孔内聚集，凹凸模要求有较大的壁厚以增加强度4装凹模的面积较大，有利于复杂冲件用拼块结构如凹凸模较大，可直接将凹凸模固定在底座上省去固定板模具结构型式的确定是一项关键的内容。它直接关系到冲压过程的生产效率、冲压件的生产成本、冲压件的质量和尺寸精度以及模具寿命的高低。必须考虑到工件成形后，如何脱模方便。正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只须在上模装一推出装置，借助模具的合复力就可以轻松的将工件给卸下来。考虑到工件成形后，如何脱模方便，故采用倒装式复合模。2.5 排样的确定2.5.1 排样方法的确定根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到；但能采用有废料的排样方法。经多次排样计算粗画排样图，如图2-2所示。图2-2粗排样图2.5.2 确定搭边值冲裁金属材料的搭边值 查得搭边值,。2.5.3 确定条料步距步距：L=20+20+=20+20+2.5=42.5 mm宽度：B=194+2=194+2=194+6=200 mm2.5.4 画出排样图根据以上的内容，可以确定出制件的排样图，如图2-3所示。 图2-3排样图2.5.5 毛坯周长与表面积计算工件的展开图是为了计算工件的面积和周长做准备，如图2-4所示。图2-4 工件展开图该毛坯的工件展开图有弯曲部位中性层的计算。按弯曲件展开来计算，中性层的半径为： （2-1）式中 中性层的半径(mm)； 弯曲内直径(mm)，； 中性层的位置因数，由表查得； 材料厚度(mm)，；由（2-1）得，则中性层半径 中性层长度 （2-2）直线部分长度为： 则毛坯的外形尺寸为： 则两个制件的周长为： 其面积为： 2.5.6 毛坯材料利用率的计算 材料的利用率为 （2-3）2.6 冲裁压力中心的确定如对毛坯进行加工必须要用到压力机。而压力机位置的确定必须先确定压力中心。从式4-131得出公式如下： （2-4a） （2-4b）因为制件的结构对称，材料分布均匀，且是一模两件左右对称的，还有切断工序。因此本次设计的压力中心的位置一定在两个制件的中心位置，即中心点处。2.7 各部分工艺力计算 对模具的运动过程进行分析，可知在此过程中一共要有落料力、冲孔力、卸料力、推件力、弯曲力、切断力、压料力。这七种力的共同作用才能完成模具的运动。计算这七种力是为了压力机的选择做准备。2.7.1 落料力、冲孔力的计算按式 （2-5）式中 落料力（N）； 工件外轮廓周长(mm)； 材料厚度（mm）,； 材料的抗剪强度,查得。则 2.7.2 卸料力、推件力的计算 （2-6） （2-7）式中 、分别为卸料力、顶件力、推件力系数，查得、； F、冲裁力（N）； n冲孔凹模刃口直壁高度，所以此次设计卸料力由两部分组成，一是冲孔时产生；二是落料时产生。则 2.7.3 弯曲力、压料力的计算按近似压弯力公式 （2-8）式中 自由弯曲力（N）； 弯曲件的宽度(mm)，； 弯曲件的厚度(mm)，； 弯曲件的内弯曲半径(mm)，； 材料的强度极限(MPa)；查得； K安全系数，一般取。则 2.7.4 切断力的计算切断是本次设计的最后一道工序，算法与冲裁力的算法是一致的。 （2-9）式中 切断力（N）； 工件外轮廓周长(mm)； 材料厚度（mm）,； 材料的抗剪强度,查得则 2.8 总力、公称压力的计算 （2-10） 2.9 压力机的选择由公称压力选取压力机，可选取公称压力为1600kN开式压力机，其有关技术参数为如表2-3所示。表2-3压力机的技术参数公称压力/kN1600发生公称压力时滑块离下极点距离/mm12滑块固定行程/mm160滑块调节行程/mm160标准行程次数（不小于）（次/min）40（最大闭合高度）活动台位置（最低/最高）/mm450闭合高度调节量/mm130（标准型）滑块中心到机身距离（孔深）/mm380（标准型）工作台尺寸（左右前后）/mm1120710（标准型）工作台孔尺寸（左右前后）/mm530300（标准型）工作台孔尺寸（直径）/mm400（标准型）立柱间距离（不小于）/mm530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）/mm工作台板厚度/mm1302.10 卸料零件的计算 该套模具采用弹性卸料装置，介质为弹簧。根据工厂的经验可以按所选弹簧的最大工作负荷，并使来选择弹簧。下卸料装置初定14根弹簧，则每根弹簧分担的卸料力为： （2-12）根据预压力和模具结构尺寸，由书末附录C18可选择的弹簧，其。检验是否满足；其中，查“负荷行程”曲线得出结论：选取66号弹簧，外径，钢丝直径，自由状态下高度。弹簧的装配高度2.11 本章小结本章主要是对零件进行工艺分析与计算，为模具标准件与非标准件选择做铺垫，有了以上工艺的计算才能更好的选择组成模具的各部分零件。本章确定了制件的冲裁方案，确定了排样图，计算出了毛坯的尺寸以及材料的利用率，通过各种工艺力的计算来选择了压力机，并确定了卸料弹簧的数量与型号。第3章 模具的结构设计3.1 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，其中包括落料的凸、凹模刃口尺寸；以及冲孔的凸、凹模刃口尺寸。3.1.1 落料时凸、凹模刃口尺寸的计算查询冲压工艺学根据公式 （3-1） （3-2）式中 与取；查得，冲裁模初始双面间隙为，；冲裁件的公差，未注公差的毛坯尺寸按照IT11级精度设计，也可以查附录11；磨损系数,其值按照料厚与公差值查表2138；落料件最大极限尺寸（mm）；落料凹模刃口名义尺寸（mm）。则落料时工件的各边界尺寸都要进行计算。 L1. 由（3-1）得 由（3-2）得 L2. L3. L4. L5. 校核 当+成立时，校核通过。 对于 L1. L2. L3. L4. L5. 证明了所选取的与是合适的。3.1.2 冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算1.孔的刃口尺寸的计算对于孔冲裁凸摸、凹模的制造公差可查得:式中 ，； 冲孔的最小极限尺寸（mm）； 冲孔凹模刃口的名义尺寸(mm)； 最小双边合理间隙（mm）；与的选择如上所示。则 （3-3） （3-4）校核 当+成立时，校核通过。 证明了所选取的与是合适的。2. 孔的刃口尺寸的计算对于孔冲裁凸摸、凹模的制造公差可查得，。则： （3-5） （3-6）校核 当+成立时，校核通过。证明了所选取的与是合适的。3.2 选用模架、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。根据凹模高度 由厚度与长度得 ； 最大外形尺寸 。则 （3-7）则凹模的最小壁厚也根据计算： （3-8）则边界尺寸可知：横向 L=纵向 B=从材料较大的长方形的尺寸看，为了工作过程的稳定，进料与卸料的过程方便，可以定义选用后侧导柱模架。接下来选择与压力机的最大、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3-1。表3-1 模架规格选用名称尺寸材料热处理上模座40025055HT200下模座40025070HT200导柱4026020渗碳5862HRC导套401405320渗碳5862HRC模具的闭合高度 （3-9）初步定义模具的闭合高度为300mm。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。 （3-10）式中 、压力机的最大和最小装模高度； 模具的闭合高度。校核： 即 所以 300mm符合要求 。 3.3 模具各零部件的设计与计算3.3.1 冲孔凸模的设计圆形凸模 按标准规定，圆形凸模有以下3种形式如图31所示。图31 圆形凸模型式此次制件的冲孔凸模采用上图所示的B型凸模。此套模具采用弹性卸料板，所以凸模的长度应根据实际情况确定。凸模的尺寸如图32所示。图32 冲孔凸模3.3.2 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25mm，材料为45钢。3.3.3 垫板的设计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。其外形与固定板相同。材料采用45号钢。凸模垫板的厚度取15mm。 3.3.4 弯曲凹模的设计需要一个螺钉孔和一个销钉孔。弯曲凹模一共要有两个，形状尺寸如图3-3所示。图33 弯曲凹模3.3.5 落料凹模、凸凹模的设计落料凹模需要两个的螺纹孔，以便与上模板固定。同时也需要两个与上模板同时加工的销钉孔。如图34所示。凸凹模对于复合模而言，凸凹模的内外缘均为刃口。内外缘之间的壁厚决定于由于凹凸模装在上模，内孔不会存废料，张力小，其最小壁厚就可以小些；而对于倒装式复合模，因内孔会积存废料，其最小壁厚就应大些。 该凸凹模的最小壁厚为，通过模具大典查得此工件凹凸模的最小壁厚满足规定的凹凸模的最小壁厚，可知凸凹模的壁厚有足够的强度。根据下卸料弹簧和下卸料板的厚度及模具结构，可选取凸凹模的高度为78mm。冲裁件的尺寸，凹凸模的壁后又受到冲模结构的影响：对于顺装式复合模，凹凸模结构如图35所示。图34 落料凹模图35 凸凹模3.3.6 出件装置的设计此套模具采用弹性的推件装置。其基本零件有打料杆、弹簧和压料板组成。为使弹性推件装置工作正常，推件力必须均衡，为此，连接推杆需要采用24根、且均匀分布，长短必须完全一致。推板可安装在上模座内。本次设计采用两根带螺纹头的打料杆。由于弹性推件装置的适用范围广，工作可靠，结构简单，成本较低，所以应用十分广泛，不但用于倒装式冲模中的推件，而且用于顺装式中冲模中的卸料件或推出废料，尤其对于冲裁板料较薄的冲模，宜用这种推件装置。1.打料杆的设计采用带螺纹头的打料杆，选用直径为9mm，长度根据模具结构定为。如图36所示。图36 打料杆2.压料板的设计压料板要留出四个冲孔凸模和一个切断凸模的位置，还要预留出打料杆固定螺纹的位置，形状与卸料板的形状相同，厚度为。3.3.7 定位零件的设计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。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是送进导向；二是送料定距。送进导向的定位零件有导正销、导料板、侧压板等；送料定距的定位零件有用挡料销、侧刃等；在本次设计中使用的是导正销与挡料销。1. 送料定距的定位零件的选取选用挡料销作为送料定距的定位零件。挡料销是一种比较简单的定位零件。它用于限定条料的送进距离、抵住条料的搭边或工件的轮廓，起定位作用，在此选用固定挡料销。选用直径10mm的A型固定挡料销，标记为：固定挡料销。2. 在此选用导正销作为送进导料的定位零件，导正销一般设两个选用直径10mm，长度10mm的导正销，为活动导正销 。3.3.8 模柄的选取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。根据此次设计的特点，选取B型凸缘模柄，如图3-7所示。图37 凸缘模柄3.3.9 卸料板的设计 卸料板的主要作用是将冲压的料从凸模或凸、凹模上推下来，此外在进模比较复杂的模具中，卸料板还具有保护小凸模作用。本模具选用弹压式卸料板。而在大图中并没有将卸料板体现出来。其形状与凸凹模的形状相同，厚度为10mm。3.3.10 转动板与活动凸模块以及滑块的设计转动板与活动凸模块均不是标准件，而参考资料对此两者也没有记载。为了保证弯曲部位的尺寸精度才设计成这种结构。如图3-8所示。活动凸模块下面有复位弹簧，活动凸模块下表面与滑块上表面设计成约的斜面，便于抽动和复位。转动板的设计是根据上模的行程，计算出恰好在拉动滑块脱离活动凸模块的时候开始压弯工序。当滚轮离开转动板的上缘时，使转动板带动滑块恰好回复到初始位置，如图3-8所示。图38 转动板与活动凸模块以及滑块3.3.11 连接件与紧固件的选取上模座与落料凹模的固定选用M12120的内六角螺钉，定位销选用公称直径10mm、长度110mm的B型圆柱销。下模座和凹凸模的固定选用M880的内六角螺钉。模柄和上模座的固定选用M1254的内六角螺钉。上模座与凸模固定板、凸模垫板的固定选用M894的内六角螺钉，定位销选用公称直径10mm、长度62mm的B型圆柱销。上模座与弯曲凹模的固定选用M673的内六角螺钉，定位销选用公称直径8mm、长度73mm的B型圆柱销。下模座与工作台的固定选用M8110的内六角螺钉。3.3.12 下模板的确定在上文中模架的尺寸已经确定，下面来确定下模板的尺寸。如图3-9所示。图39 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。3.4 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（可参见GB/T6991999、GB/T12981986、GB/T12992000、JB/T58261991、JB/T58251981、JB/T58271991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。所有凸模及凹凸模均采用耐磨性和耐冲击性极强的Cr12材料。所有凹模也采用Cr12材料。垫板、凸模固定板、弹顶器、打料杆、挡料销、卸料板、内六角螺钉均采用45钢。导正销采用9Mn2V材料。弹簧采用65Mn材料，硬度为43-48HRC。3.5 本章小结本章主要是围绕冲孔凸模、凸模固定板、弯曲凹模、落料凹模、凸凹模、出件装置、定位零件、卸料板、下模板等的设计，要做到标准件的选择正确以及非标准的设计合理。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。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。- 37 -第4章 模具的装配与部装图的设计4.1 零件技术要求1冲模零件不允许有裂纹，工作表面不允许有划痕、机械损伤、锈蚀等表面缺陷。经热处理后的零件硬度应均匀、不允许有软点和脱碳区，并清除氧化物等。2冲模各零件的材料和热处理硬度应采用性能高于规定的其他钢种。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。5冲模各零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合设计图样的要求。6零件图中未注公差尺寸的极限偏差按GB/T1804的规定。7零件图中未注的形状和位置公差按GB/T1184-1996的规定。8冲裁模之凸、凹模刃口及侧刃必须锋利，不允许有崩刃、缺刃和机械损坏。9冲裁模凹模工作孔不允许有倒锥度。4.2 装配技术要求1装配时应保证凸、凹模之间的间隙均匀一致，配合间隙符合设计要注，不允许采用使凸、凹模变形的方法来修正间隙。2推料、卸料机构必须灵活，卸料板或推件器在冲模开启状态时，一般应突出凸凹模表面0.5-1mm。4各接合面保证密合。5落料、冲孔的凹模刃口的高度，按设计要求制造，其漏料孔应保证
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