《汽车某零件冲压模设计说明书》

湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）题目汽车零件冲压模模设计作者刘梦雄学院机械工程专业材料成型与控制工程学号200801001357指导教师何忆斌二一二年五月十四日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）任务书学生姓名刘梦雄学号200801001357专业班级材料成型与控制工程200803班毕业论文（设计）题目汽车零件冲压模具设计题目类型工程设计1毕业论文（设计）时间自2011年11月1日开始至2012年5月16日止1毕业论文（设计）内容要求毕业设计是大学阶段培养计划的最后一个教育环节，也是最重要的实践性教学环节之一，是对所学知识的一个综合运用。次设计的任务是设计出一套电子元件（PUSHLIKE）的冲压模具，通过设计能够熟悉和掌握冲压零件和冲压模具的全过程，能够根据不同金属材料的性能及特点，选择适当的模具结构，并掌握模具主要零件的强度计算及每一个零件尺寸的确定，掌握材料的选择，热处理要求及制造工艺知识。此汽车零部件体积比较小，形状相对不是很复杂，但对模具设计制造要求较高。通过该设计，能熟练运用计算机进行设计和绘图。本设计要求学生在学院统一规定的时间内完成模具总装配图和主要零件图的工程图绘制，完成模具的三维爆炸图制作并撰写15万字以上的计算说明书，完成1000单词以上的外文资料翻译（英译中），并通过毕业答辩。1题目类型1理论研究2实验研究3工程设计4工程技术研究5软件开发2主要参考资料1林承全冲压模具课程设计（第1版）M北京化学工业出版社，20062成大仙机械设计手册（第5版）M北京化学工业出版社，20073陈于萍互换性与测量技术基础M北京机械工业出版社，20084牟林，胡建华冲压工艺及模具设计M北京北京大学出版社，20105许发樾实用模具设计与制造手册M（第2版）北京机械工业出版社,20056杨占尧最新冲压模具标准及应用手册M北京化学工业出版社，20102毕业论文（设计）进度安排阶段阶段内容起止时间1熟悉设计任务，查阅与收集资料，撰写开题报告20111101201111302完成开题工作，进一步收集资料，撰写详细的提纲，完成总体方案设计和部分设计计算20111201201112313利用寒假，完成设计计算和系统结构设计20120101201202054完成所有工程图纸的绘制20120206201203065撰写并修改设计计算说明书，修改图纸，完成所有材料（图纸打印和说明书等）的打印并上交指导教师20120307201203246指导教师指导学生集中修改论文（设计），4月18日以前定稿201203252012040187指导教师和评阅教师分别完成本科毕业论文（设计）的评阅与评分20120418201205048毕业论文（设计）的答辩以及答辩以后必要的修改工作2012050420120518指导教师（签章）_日期_系教研室主任签章_日期_二级学院院长签章_日期_注任务书由指导教师本人填写，经教研室主任（学术小组组长）审核后下发给学生。湖南涉外经济学院毕业论文（设计）指导教师评语建议成绩指导教师（签章）年月日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）评阅教师评语建议成绩评阅教师（签章）年月日湖南涉外经济学院毕业论文（设计）答辩记录日期学生姓名学号专业班级题目毕业论文（设计）答辩委员会（小组）意见答辩成绩评定等级答辩委员会小组负责人（签章）委员（小组成员）（签章）（签章）（签章）二级学院审查意见论文（设计）最终评定等级_负责人_年_月_日摘要当前，冲压技术正向精密、多功能、高效节能、安全清洁和智能化的生产方向发展。车身冲压技术还呈现出模块化、自动化、毫米冲压和特种成型技术等新趋势。汽车冲压模具有很好的发展前景，其发展趋势当与冲压技术的发展方向相吻合，多工位自动化智能模具和为智能生产服务的高性能模具将逐步成为今后技术发展的重点。在国内外汽车模具行业的发展中，除了生产专业化、设备精良化、经营国际化、以及行业战略联盟的发展等成为重要的特点外，模具技术的发展呈现出以下趋势包括三维设计技术、冲压成形过程的模拟CAE技术、可制造性设计DFM技术、智能化型面设计技术、制造过程的CAPP、CAM、CAT技术、并行工程和协同设计以及虚拟制造等内容的模具数字化技术；包含模具型面和结构面的加工、高速加工、一体化加工中心、光电控制系统、工件在线测量系统等内容的各种模具加工自动化技术；高强度板冲压技术和与高强度钢板应用相关的激光拼焊板的冲压技术；发展包括多工位自动化模具、级进模、多功能模、热压成形模、液压成形模、轻金属和复合材料成形模等的新型模具以及模夹一体化产品；发展特殊铸铁和高性能模具材料及与此相关的材料处理和各种表面强化技术；包括精益生产流程及ERP、CRM、SCM、PM、PDM、PLM、MES等先进信息化管理工具及系统的发展与应用等内容的管理科学化与信息化技术。关键词冲压技术多工位新型模模具材料工艺ABSTRACTINTHECURRENTFIERCECOMPETITIONINTHEMARKET,PRODUCTSINTOTHEMARKETSOONERORLATERISOFTENTHEKEYOFSUCCESSORFAILURETHEMOLDISHIGHQUALITY,HIGHEFFICIENCYPRODUCTSPRODUCTIONTOOLS,MOLDDEVELOPMENTCYCLEFORTHEENTIREPRODUCTDEVELOPMENTCYCLEOFTHEMAINPARTTHEDESIGNISAIMEDATSUPPORTINGPIECESOFMOLDDESIGNANDMANUFACTURING,COMBINEDWITHTHEUNIVERSITYFOURYEARSMOLD,MECHANICALDRAWING,KNOWLEDGEAPPLICATION,THROUGHTOTHEPRELIMINARYPRODUCTDATAANDPROCESSANALYSIS,DRAWTHELAYOUTCALCULATETHEBLANKINGFORCE,UNLOADINGANDPUSHINGAFORCEPRODUCTSTHROUGHTHEPERIPHERALDIMENSIONSTOCALCULATECONVEX,CONCAVEDIECUTTINGEDGEDIMENSIONSTHROUGHTHEWORKPIECEBLANKINGFORCECALCULATIONANDANALYSIS,ANDBASEDONTHESEDATASELECTIONPRESSTHECALCULATIONOFCENTEROFPRESSURE,CANMAKETHEMOLDOPTIMALASSEMBLYTOFULLYEXTENDTHESERVICELIFEOFDIEPROCESSDESIGNANDCALCULATIONISFIRSTOFALLPARTSOFTHESTRUCTUREANDSIZEOFTHENEEDTOHAVEACOMPREHENSIVEUNDERSTANDINGOFBLANKALLOWANCE,IDENTIFY,SELECTTHEBESTLAYOUT,SOASTOACHIEVEASMUCHASPOSSIBLETOSAVERAWMATERIALBLANKINGTHEDESIGNOFDATA,USINGSOFTWAREATUOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWGRAPHICSMAINLYINCLUDESTHEMOLDASSEMBLYDIAGRAM,ANDALLTHROUGHTHEDESIGNOFTHEMAINPARTSOFTHEDRAWINGSTHENUSING3DGRAPHICSSOFTWAREUGDRAWTHREEDIMENSIONALASSEMBLYDIAGRAMTHEDESIGNISACOMPREHENSIVEUNIVERSITY,USFOURYEARSTHEORYKNOWLEDGECOMPREHENSIVEAPPLICATIONANDUNDERSTANDING,DEVELOPMENTANDDEVELOPMENTANDTRAININGINBASICDESIGNCAPACITY,SOASTOENHANCETHEDESIGNABILITYANDINDEPENDENTPROCESSINGABILITYKEYWORDSNESTINGBLANKINGFORCEFORCEPRESSESTHECUTTINGEDGEPROCESSANALYSIS目录摘要IIABSTRACTII第一章绪论211课题研究背景212冲压技术的进步213模具的发展与现状214模具CAD/CAE/CAM技术215课题的主要特点及意义2第二章工艺分析及排样221原始数据222工艺分析223冲裁工艺方案的确定2_TOC32530181224模具结构形式的确定225工艺尺寸计算2251排样设计2252冲裁力和校正弯曲力的计算2253压力机的公称压力的初步确定2第三章模具的总体结构设计231模具类型的选择232定位位方式的选择233出料装置234模具的结构特点235模具工作过程2第四章模具零件的设计与计算241凸模凹模刃口的尺寸计算2411加工方法的确定2412尺寸计算242凸凹模的设计2421凸模的结构形式及固定2422凸模长度的确定2423凹模结构形式设计2424凹模结构尺寸的确定243模板的设计244模架的设计及其他零部件2第五章压力中心的计算251计算步骤2第六章模具制造261主要模具零件及其加工工艺过程2611落料凹模加工工艺过程2612冲孔凸模加工工艺过程2613凸凹模加工工艺过程2图凸凹模614凸凹固定板加工工艺过程2614凸凹固定板加工工艺过程2615冲孔凸模固定板加工工艺过程2616卸料板加工工艺过程2617垫板加工工艺过程2618推件块加工工艺过程2619上模座加工工艺过程262其余模具标准零件2621弹簧弹顶挡料销2622顶杆2623圆柱销2624卸料螺钉2625内六角圆柱头螺钉2626模柄2627卸料弹簧2628导柱导套2629模座2结论2结论与展望2致谢2参考文献2附录A2第一章绪论11课题研究背景模具工业发展的关键是模具的技术，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进制造技术和设备，提高模具制造水平，已取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，早在20世纪80年代末，美国模具行业有一万两千多个企业，从业人员有十七万多人，模具总产值达6447亿美元。日本模具工业从1957年开始发展起来的，当年模具总产值仅有106日元，到1998年总产值已超过488万亿日元，在短短的40余年内增加了460倍，这也是日本经济能迅速发展并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一。在当今时代，纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上，而经济发展滞缓期，产品不畅销，企业必然想法设法开发新产品，这同样会给模具带来强劲需求。因此，国内外行家都称现代模具工业是不衰的工业。12冲压技术的进步进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃1。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式计算机集成制造系统CIMS（COMPUTERINTEGRATEDMANUFACTURINGSYSTEM）。把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度13模具的发展与现状我国汽车模具行业近年来发展的一个趋势是，一些个业除了发展自身的生产能力外，还加强了企业之间的联合、协调与协作。国内汽车模具界已对组成战略联盟、共同面向市场方面达成了共识，而且已经开始了各种形式的合作。如“龙头”模具企业在承接了整车模具的任务后，除了自己完成整体协调和关键模具外，还按模具制造的复杂性、难易程度、企业的专业化分工及其能力和特长，把部分模具交给多家企业制造。由于这种企业问的联合可以使各企业间相互配套，优势互补，可合理配置资源，发挥群体优势，达到互利互惠、合作双赢、共同发展的目的，汽车模具企业问的合作、联合或联盟，已成为我国汽车模具行业发展的重要趋势。我国汽车模具行业发展的另一个显著特点是高新技术普遍应用，技术水平迅速提升，自主创新能力不断增强。目前，CADCAECAM技术己在我国汽车模具行业普遍应用，大部分企业可应用CAD设计软件进行二维或三维模具设计，并实现了模具的数控加丁。除了应用商品化的CAD软件进行模具设计外，不少企业还进行了CAD软件的二次开发。例如，一汽模具制造公司研发了冲压模具知识模板，实现了拉延模、压合模的模块化设计和参数化设计。天津汽车模具公司等企业建立了模具标准件库，实现了模具的三维设计的全面应用。现在，许多模具企业已能够运用CAE技术分析冲压成形过程，预测成形缺陷，优化冲压工艺和模具结构；部分企业在高强度板CAE成形分析和自身经验数据库方面还做了许多卓有成效的工作。这些都对缩短模具开发周期和提高模具质量有良好效果。模具企业设计、制造的软件条件已基本达到或接近国际水平。14模具CAD/CAE/CAM技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。20世纪60年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化4。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。模具CAD/CAE/CAM在近20年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进入本世纪以来，模具CAD/CAE/CAM技术发展速度更快，应用范围更广。在级进模CAD/CAE/CAM发展应用方面，本世纪初，美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UGII（现为NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CAD/CAM软件NXPDW。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色，已在2003年作为商品化产品投入市场。与此同时，新加波、马来西亚、印度及我国台湾、香港有关机构和公司也在开发和试用新一代级进模CAD/CAM系统。我国从上世纪90年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CAD/CAM系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AUTOCAD软件平台上开发出基于特征的级进模CAD/CAM系统HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程5个模块。上海交通大学为瑞士法因托（FINETOOL）精冲公司开发成功精密冲裁级进模CAC/CAM系统。西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等。近年来，国内一些软件公司也竞相加入了级进模CAD/CAM系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统CMCAD、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的CAD系统FOXCAD等4。展望国内外模具CAD/CAE/CAM技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、网络化、集成化、智能化四个方面。主要表现在4（1）模具CAD/CAM的专业化程度不断提高；（2）基于网络的CAD/CAE/CAM一体化系统结构初见端倪；（3）模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；（4）与先进制造技术的结合日益紧密。15课题的主要特点及意义该课题主要针对此汽车零部件的冲压模具设计，在对零件的落料、冲压、弯曲等成形工艺分析的基础上，提出了该零件采用冲压落料的复合模和单工序的弯曲模方案；根据零件的形状、尺寸精度要求，设计过程中综合考虑采用“直排有废料”排样，挡料销定位，保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时，提高了材料的利用率和劳动生产率。本课题涉及的知识面广，综合性较强，在巩固大学所学知识的同时，对于提高设计者的创新能力、协调能力，开阔设计思路等方面为作者提供了一个良好的平台。第二章工艺分析及排样21原始数据制件注弯曲内半径为2MM图21制件尺寸22工艺分析此工件有冲压，落料和弯曲三个工序，材料为Q195、厚度T15MM，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构比较简单，落料长为180MM、宽为60MM，两个直径为20的冲孔结构，和一个中间弯曲工序如上图。工件的尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级，弯曲无特殊精度要求。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。23冲裁工艺方案的确定方案的种类该工件包括落料，起伏，切舌三个基本工序，有三种方案。方案一先落料，再冲孔，最后弯曲。采用单工序模生产。方案二采用落料冲孔弯曲同时进行的级进模生产。方案三采用落料冲孔复合模和弯曲单工序模，两套模具生产。方案比较各方案的特点及比较如下方案一模具结构比较简单，制造方便，但需要三道工序，成本相对比较高，生产效率比较低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会造成较大的误差，使工件的精度，质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需求。故而不选此方案。方案二级进模是一种多工位，效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，而且此方案中的弯曲工序，初步分析难以保证，因而也排除此方案。方案三根据此零件结构特点，采用两套模具，可以同时发挥复合模和单工序模的优点，也使得模具制造简单，加工方便。故采用此方案。方案确定综上所述，采用落料冲孔复合模和单工序弯曲模，两套模具。24模具结构形式的确定A复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成型后脱模方便性，正装式复合模成型后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成型后工件留在上摸，只需在上模装一副推进装置，故采用倒装式复合模。弯曲工序采用简单弯曲模，该模具的特点是结构简单，在压力机上安装及调整方便，对材料厚度的公差要求不高，制件在弯曲终了时可得到一定程度的校正，因而回弹小。另外，制件的回弹可以通过修模来消除。B弯曲模该质件形状简单，结构对称。弯曲半径R为2MM,查表3151可知RMIN01T015,有RRMIN,因此不会弯裂；当T25T375，符合要求。25工艺尺寸计算251排样设计1排样方法的确定根据所确定的模具结构特点，无废料排样不可能做到，采用少废料的样排方法。计算决定，复合模采用直排有废料排样，弯曲模无需排样。如图22所示图22初步排样2确定搭边值查表2151，取最小搭边值工件间A118MM,沿边A20MM,考虑工件的尺寸比较大，方便计算和加工，取A130MM,A30MM3确定条料步距步距1803183MM,宽度B为603266MM4调料利用率89410NBHA5画出排样图根据以上资料画出排样图，如图23所示。图23排样图252冲裁力和校正弯曲力的计算1冲裁力F1查表911取材料Q195的抗拉强度500MPAL为冲裁周长已知L601502R60300304542所以F1454215330225KN2推件力FENKEFN为同时卡在凹模洞口的的件数。KE为推件力系数，其数值见参考文献2表313。FE40055225495KN3卸料力FSKSFKS为卸料力系数，其值见参考文献2表313FS0042259KN4顶件力FKFKKKFKK为顶件力系数，其值见参考文献2表313FK006225135KN（5）校正弯曲力FQA531知Q35MPAA按水平的投影面积计算。A601503020510413F35104133645KN253压力机的公称压力的初步确定A对于复合模FZFFE2254952745KN根据以上计算结果，冲裁设备拟选JC2335。B对于弯曲模。由校正弯曲力，选JG2380第三章模具的总体结构设计31模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用落料冲压复合模和弯曲单工序模，即两套模具。32定位位方式的选择A对于复合模，因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销的方式。B对于弯曲模，毛坯放置在凹模的凹槽中，横向由左右两侧的槽定位，前后方向由挡料销定位。33出料装置A对于复合模，上模采用刚性推件装置，它是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的横梁，撞击上模内的打杆，装在模柄孔内的打杆在横梁的阻挡下下落，并通过打料板，打料杆，推下推件器将质件从凹模中推出。下模采用弹性推件装置，即在卸料螺钉的作用下，通过卸料板进行卸料。B弯曲模通过下模中的一带有弹簧的顶杆卸料，顶杆在弯曲时起压料作用，可防止侧移，成型后又起出料作用。34模具的结构特点冲压落料复合模和弯曲模，如图31和图32所示。冲孔落料复合模图31V形件弯曲模图3235模具工作过程第一步将裁剪好的宽度为66MM的条料放在复合模的下模上，并挡料销定位。上模上行，条料靠手动向前送一步，上模下行，落料凹模，冲孔凸模、凸凹模完成落料冲孔工序；第二步将第一步完成的质件，放在弯曲凹模中，横向由左右两侧的槽壁定位，前后方向由挡料销定位，上模下行，弯曲凸、凹模完成弯曲工序；第四章模具零件的设计与计算41凸模凹模刃口的尺寸计算411加工方法的确定模具刃口尺寸计算方法分为两种。A对于冲压落料模凸模和凹模分开加工在这种情况下，需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。落料时，间隙取在凸模上；冲孔时，间隙取在凹模上。凸模和凹模分开加工的优点是凸模和凹模具有互换性，可以批量生产。但是为了保证合理的间隙，要求加工凸模和凹模的机床精度高，加工难度大，因此凸模和凹模分开加工的方法仅适用于形状简单的冲裁模。凸模和凹模配合加工所谓配合加工就是在凸模和凹模中先选定一件为基准件，制造好后用它的实际刃口尺寸来配做另一件，使它们之间达到最小合理间隙值。落料时，先做凹模，以它为基准件配做凸模，保证最小的合理间隙值；冲孔时，先做凸模，以它为基准件配做凹模，保证最小的合理间隙值。综上所述，选择凸模和凹模分开加工的方法，因为制件零件简单，形状规则，且大批量生产，要求凸模和凹模有一定的互换性。B对于弯曲模。所选模具为V形件弯曲模，该模具结构简单，选择凸模和凹模分别加工的方法就能满足要求。图41制件412尺寸计算A复合模尺寸计算，见表4121表4121基本尺寸及分类冲裁间隙磨损系数计算公式制造公差计算结果落料凹模D1015000。25D206000。19ZMIN015ZMAX019ZMAXZMIN019015004制件精度为IT11级,故X依次075、10DDDX0MINPPZP0016D0024DP004MMZMAXZMINDD11498100240DP1496600016DD2598100240DP596600016相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在015019之间冲孔凸模D102000840同上等级为IT10，X为0750PPDXMIN0DDZP00160024DP200600016相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证双面间隙在015019之间DD12021024B弯曲模尺寸计算弯曲件相对简单，无需特别的尺寸计算42凸凹模的设计421凸模的结构形式及固定A对于复合模。由于冲件的形状和尺寸的不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦有所不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式也就有很多种形式。一般冲裁凸模的形状是由产品的形状决定的，它可以采用直身结构也可采用加强型结构。主要的固定方式有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定等。本设计中采用用圆形和方形两种形式的凸模，材料选用65MN钢，淬火硬度HRC5660必要时表面可进行渗氮处理。圆凸模可采用高精度外圆磨床加工，异形凸模可以采用慢走丝线切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一种方法，可以获得高尺寸精度、高表面加工质量7。凸模固定方式如图42所示凸模以过渡配合（K6）固紧在凸模固定板上，顶端形成台肩，以便固定，并保证在工作时不被拉出，安全可靠。图42凸模B对于弯曲模。其结构简单，用销钉把凸模固定在模柄上。如下图43图43422凸模长度的确定A复合模凸模工作部分的长度应根据模具的结构来确定。一般不宜过长，否则往往因纵向弯曲而使凸模工作时失稳。致使模具间隙出现不均匀，从而使冲件的质量及精度有所下降，严重时甚至会使凸模折断。根据模具设计结构形式，（1）冲孔凸模的长度为L凹模凸模固定板T其中凹模的高度是35MM，凸模固定板的厚度（MM），它取决于冲件的厚度T，一般在冲制的板料时，取；当时，取2035；这里取35MM由此得L353015665MM（2）凸凹模当采用倒装复合模事，凸凹模尺寸计算如下HTAH1H2TH2533515262MM式中，H1为卸料板厚度，取25MMH2为凸凹模固定板厚度，取335MMT为材料的厚度，15MMH为闭模时凸凹模深入凹模的深度，取2MMB弯曲模凸模圆角半径RP。取RPR2MMRMIN015，满足要求。423凹模结构形式设计凹模在设计中是采用整体加工形成，凸凹模之间的间隙值为一个料厚，凹模材料与凸模相同，选用65MN钢，淬火硬度HRC5862。424凹模结构尺寸的确定A复合模的凹模凹模设计应考虑的事项是关于凹模强度、制造方法及其加工精度等。特别是凹模孔的尺寸，在实用上是和制件尺寸一起来考虑的。它关系到制件质量的好坏，因此对其加工表面质量亦必须予以充分的考虑。凹模的厚度和外形尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。冲裁时，凹模承受冲裁力和水平方向的作用，由于凹模的结构形式不一，受力状态又比较复杂，特别是对于复杂形状的冲件，其凹模的强度计算就相当的复杂。因而，在目前一般的生产实际情况下，通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略的估算及经验修正的9。结构尺寸计算如下凹模壁厚凹模采用整体式，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次完成，其轮廓尺寸可按参考资料2的第二章公式（224）和（225）计算凹模厚度HKB019180342MM（查表222得K019）凹模壁厚C152H513684MM取凹模厚度取凹模厚度H35MM,壁厚C取60MM凹模长度BB2C180260300MM凹模宽度L602C180MM凹模外形尺寸根据排样图23所注尺寸和上述凹模厚度H与壁厚B，查相关表，可以得出凹模长L315MM；凹模宽B200MM；故有了凹模外形尺寸LBC31520060B弯曲模的凹模1凹模圆角半径RD工件在压弯过程，凸模将工件压入凹模而成形，凹模口部的圆角半径RD对于制件质量有明显的影响。如过小，弯曲板料表面出现划痕；如凹模两边圆角半径不一致，则毛坯会产生偏移。凹模圆角半径RD的大小与弯曲高度和材料厚度等有关，可查表4151。V形凹模底部可开退刀槽或圆角半径RD,RD0608RPT2128,取RD28MM2凹模深度L凹模的深度尺寸要适中，若过小，毛坯两边自由部分太多，弯曲件弹复大又不平直，弯曲件质量下降；若过大，凹模增大，则模具耗材也增多，且压力机需要有较大的工作行程。可查表4151。L30MM,RD10MM43模板的设计A复合模模板包括凸凹模固定板、凸模固定板、垫板、卸料板。卸料板的作用、包括压料、卸料、同时还具有一定的导向作用；凸模固定板LBH31520030；上垫板LBH31520010；凸凹模固定板LBH315200335；卸料板LBH31520025；（B）弯曲模模板下模板根据凹模尺寸，考虑强度要求，尺寸如下LBH4203004044模架的设计及其他零部件A复合模模架采用后侧导柱模架，以凹模周界尺寸为依据，查第九章7表945选择模架规格如下。上模座尺寸GB/T28555LBH31520050下模座尺寸GB/T28555LBH31520065导柱尺寸（GB/T28555）35230导套（GB/T28555）3512548上模板H上取50MM，下模板H下取65MM,上垫板H垫取10MM，则该模具的闭合高度H闭为H闭H上H上H垫HLH5065106266535250MM式中L为凸模的高度，665MMH为凸凹模的高度，62MM；H为凸模冲裁后进入凹模的深度，35MM。可见该模具的闭合高度小于所选的压力机J2316的最大装模高度280MM，因此结合225KN的冲裁力的计算，该压力机符合使用要求。其技术规格如下1公称压力350KN滑块行程80MM最大闭合高度280MM滑块中心线至床身距离205MM封闭高度调节量60MM工作台尺寸（前后MM左右MM）380610垫板尺寸（厚度MM）60；模柄孔尺寸（直径MM深度MM）5070；第五章压力中心的计算冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。如果模具压力中心与压力机滑块中心不一致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的寿命。因此，设计时应该正确算出冲裁时的压力中心，并使压力中心和模柄轴心线重合；若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意尽量使压力中心的偏离不超过所选压力机模柄孔投影面积的范围，以下通过解析法确定模具的压力中心。51计算步骤多凸模和连续模的压力中心的计算，可先将复杂制件形状分成简单的直线段及圆弧段，分别计算其冲裁力即为分力，由歌分力之和求出合力。然后任意选定直角坐标轴XY，并算出各简单图形、线段的压力中心到X和Y轴的距离。最后根据“合力对某轴之力矩等于各分力对相同轴力矩之和”的力学原理，即可求出压力中心的坐标。此制件的冲裁力主要包括起伏冲裁力和落料冲裁力。（1）建立平面直角坐标系XOY（2）计算出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离X1、X2、X3、XN和Y1、Y2、Y3、YN；直线段时，其压力中心位于个直线段的中心；圆弧线段时，其压力中心的位置见图51，按下式计算。图51（3）将计算数据分别代入下面式，即可求得压力中心坐标（X0,Y0）。X0Y0其中的F1、F2、F3、FN是各线段的冲裁力，各线段压力中心至坐标轴的距离分别为X1、X2、X3、XN和Y1、Y2、Y3、YN。52压力中心的计算（1）根据排样图设计及各工位在模具上的相对位置，建立直角坐标系，各线段中心坐标根据相关公式进行计算。如图52所示图52（2）冲压件的的压力中心的计算冲裁压力中心计算数据见下表53各段基本要素长度L/MM各基本要素压力中心的坐标值XY冲裁力F/N备注ABCDEF15094215060628628751697504515003060303030742504662974250297003108631086冲裁力计算公式FLTBB为材料的抗拉强度，查表得B330MPAT为材料厚度，T15代入公式，计算得X0874Y030第六章模具制造61主要模具零件及其加工工艺过程普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以导柱导套作型腔，凸模相对位置控制基准时，则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。使用铣床加工一个零件时，必须先把零件的相关尺寸、材料、使用刀具、加工参数确定下来，保证加工能顺利完成，同时，设计方面也要考虑到加工的难易程度，以减少加工的困难，例如这次我们在设计时没有充分考虑到材料对加工带来的问题，导致加工使用CR12材料的零件很困难，刀具无法加工这么硬的材料，所以在加工前要慎重考虑各种细节。在买回来的模板里，要确定模板的加工基准，哪些面是基准面，这一般在订购模板时会标明哪几个面是经过打磨，之后就是把加工基准定下来，当然事前必须准备好零件图，根据零件图来定位加工方案，如果要用到数控编程，就必须把加工原点定出来。定好加工方案后，就可以开始加工，先把工件装夹到虎口钳上，使用铜锤敲击以使工件被夹紧，然后打表，在打表时要非常小心，当表很靠近工件时，不能使用加速进给，否则很容易碰坏仪器，在校平行度时，最好先来回走几遍，观察大概偏向，然后要小心敲击工件，使其保持在很小的偏差范围就行了，把两个基准方向的平行度定好后，就要用分中器确定原点坐标，在设置坐标时要将分中器的半径算进去，这样才能使主轴对应工件原点，XY平面的坐标定下来后，就要把刀具装到铣床上，使用半径范围内的夹具把刀具夹紧，装上道具后就是确定Z方向上的原点，一般选择工件表面为0以方便编程。之后就是加工，如果是选用数控加工，必须使程序和当前铣床的刀具起点相一致，否则加工位置就会错误，同时还要察看刀具路线是否会超出铣床的工作行程，防止出事故。如果程序没错，就可以传到数控铣床运行。不同刀具要使用不同转速，钻孔要比铣槽的转速慢，进给速度要根据观察来手动调试，加工时要时刻观察走刀情况，同时适当加冷却液及扫除铁屑，若发生事故，必须马上停止。当程序完成后，刀具就会回原点，继续做下一工序。611落料凹模加工工艺过程材料CR12硬度586RC表31落料凹模加工工艺1备料锻件（退火状态）320205402粗铣铣六面到尺寸3153200336，注意两大平面与两相邻侧面用标准角尺测量达到基本垂直平面磨磨光两大平面，厚度达356，并磨两相邻侧面达四面垂直，垂直度为002/100钳划线划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸钻孔钻螺纹底孔，销钉底孔，凹模穿线孔铰孔铰销钉孔到要求攻丝攻螺纹丝到要求热处理淬火使硬度达6064HRC平面磨磨光两大平面，使厚度达353线切割割凹模洞口，并留001002研磨余量钳研磨洞口内壁侧面达08M配推件块到要求钳用垫片层保证凸模与凹模间隙均匀，凹模与上模座配作销钉孔平磨磨凹模板上平面厚度达要求钳总装配图落料凹模注弯曲模凹模可参照此工艺过程制造612冲孔凸模加工工艺过程材料CR12硬度5862HRC表32冲孔凸模加工工艺备料锻件（退火状态）4040701热处理退火，硬度达180220HB2车车一端面，打顶尖孔，车外圆至39；掉头车另一端面，长度至尺寸67；打顶尖孔两头顶尖顶，车外圆尺寸38MM长度为5MM，30长度为23MM,其余21。3检验检验4热处理淬火使硬度达6062HRC5磨削磨削刃口外圆尺寸，200600。016MM至要求6线切割切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至665要求7磨削磨削端面至RA08M8检验9钳工装配（钳修并装配，保证）图冲孔凸模注弯曲模凸模，可参照此工艺制造613凸凹模加工工艺过程材料CR12硬度5862HRC表33凸凹模加工工艺1备料锻件（退火状态）20080652粗铣铣六面见光3平磨磨高度两平面到尺寸63钳划线在圆弧一侧留线切割夹位6后，分中划凸模轮廓线并划两凹模洞口中心线钻孔按凹模洞口中心钻线切割穿丝孔锪扩凹模落料沉孔到要求，钻螺纹底孔并攻丝到要求4热处理淬火使硬度达6064HRC平磨磨高度到624线切割割凸模及两凹模，并在各边留001002研磨余量钳研配研落料凸模并配入固定板研各侧壁到08M平磨磨高度到要求图凸凹模614凸凹固定板加工工艺过程材料45硬度2428HRC表34凸模固定板加工工艺1备料气割下料320205372热处理调质硬度2428HRC3粗铣铣六面达3153200334，并使两大平面和相邻两侧面，互基本垂直4平磨磨光两大平面厚度达335，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度002/100钳划线凸模固定孔中心线，销钉孔中心线，螺纹过孔中心线，销钉过孔中心线钻孔凸模固定孔穿丝线，螺纹过孔和销钉过孔达要求铣铣凸模固定孔背面沉孔到要求钳研配凸模平磨磨厚度到要求钳总装配用透光层使凸模，凹模间隙均匀后，与上模座板配作销钉孔图凸凹模固定板615冲孔凸模固定板加工工艺过程材料45硬度2428HRC表35落料凸模固定板加工工艺1备料气割下料18565352热处理调质硬度2428HRC3粗铣铣六面达1803603308，并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直4平磨磨光两大平面厚度达304，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度002/1005钳划线螺纹孔中心线，螺纹过孔中心线，销钉孔中心线，落料凸模固定孔轮廓线钻孔螺纹底孔，螺纹过孔到要求，凸凹模固定孔线切割穿丝孔攻丝攻螺纹底丝到要求6线切割割落料凸模安装固定孔，单边留001002研余量7钳研配将凸凹模配入安装固定孔8平磨磨厚度到要求9钳装配与下模座配作销钉孔图冲孔凸模固定板616卸料板加工工艺过程材料45硬度2428HRC表36卸料板加工工艺1备料气割下料320205302热处理调质硬度2428HRC粗铣铣六面达31532003308，并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直4平磨磨光两大平面厚度达304，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度002/100钳划线螺纹孔中心线，定位钉孔中心线，中间型孔轮廓线钻孔螺纹底孔，定位钉孔，型孔穿丝孔铰孔，攻丝铰定位钉底孔到要求，螺纹孔攻丝到要求线切割割型孔到要求钳型孔与落料凸模装配定位钉孔与定位钉装配螺纹孔与螺钉装配平磨磨厚度到要求钳总装配617垫板加工工艺过程材料45硬度2428HRC表37垫板加工工艺1备料锻件（退火状态）32020515粗铣铣六面达3153205311，并使两大平面和相邻两侧面相互基本垂直3平磨磨光两大平面厚度达101，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度002/100钳划线螺纹过孔中心线，销钉过孔中心线钻孔钻螺纹过孔、销钉过孔到要求5热处理调质硬度达到2428HRC6平磨磨大平面，使厚度到要求618推件块加工工艺过程材料45硬度2428HRC表38推件块加工工艺1备料气割下料1856530热处理淬火硬度达到2428HRC粗铣铣六面见光平磨磨上下两平面到要求钳划线212过孔中心线，各面轮廓线钻孔钻212过孔到要求6铣铣各型面、各台阶到要求7钳总装配619上模座加工工艺过程材料HT200表39上模座加工工艺1备料按GB/T28555选用31520050模架2钳划线螺钉过孔中心线，销钉孔中心线，模柄孔中心线及轮廓线钻孔钻螺钉过孔及锪背面沉孔到要求3平磨与模柄配作，磨模台阶100到要求4钳与模柄配螺孔到要求钳装配用透光层保证凸模固定板上两凸模与下模上落料凸模对中后，上模座与凸模固定板配作销孔用垫片层保证凹模与下模上落料凸模的凸模对中后，上模座与凹模板配作销孔6钳总装配6110下模座加工工艺过程材料HT200表310下模座加工工艺1备料按GB/T28556选用31520065模架2钳划线紧固螺钉过孔中心线，卸料螺钉过孔中心线，落料凸模紧固螺钉头过孔中心线，落废料孔中心线钻孔钻以上各孔到要求，锪孔背面沉孔到要求3钳与落料凸模紧固板配作螺孔4钳总装配62其余模具标准零件621弹簧弹顶挡料销JB/T764951994查表（参考文献1，表22552弹簧弹顶挡料销）8X28JB/T76495材料45，热处理硬度4348HRC技术条件按JB/T76531994的规定图31挡料销622顶杆JB/T765031994查表（参考文献1，表22561顶杆）顶杆6130JB/T76503材料45，热处理硬度4348HRC技术条件按JB/T76531994的规定图32顶杆623圆柱销GB/T11912000查表（参考文献1，表22612不淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销）销GB/T11918M6125硬度125245HV30材料45图33圆柱销624卸料螺钉JB/T765051994查表（参考文献1，表22563圆柱头卸料螺钉）圆柱头卸料螺钉M880JB/T76505材料45，热处理硬度3540HRC技术条件按GB/T309832000的规定图34卸料螺钉625内六角圆柱头螺钉GB/T7012000查表（参考文献1，表2261内六角圆柱头螺钉）螺钉GB/T701M1025GB/T701M1255GB/T701M12110材料45图35内六角圆柱头螺钉626模柄查表（参考文献1，表22526凸缘模柄）模柄A40JB/T76463直径D40的A型凸缘模柄材料Q235A技术条件按JB/T76531994的规定图36模柄627卸料弹簧卸料弹簧选用步骤1每根弹簧上的工艺力31174025FNKN卸预2根据所需的预紧力和必须的弹簧总压缩量,预选弹簧的直径F13MD25MM,弹簧丝的直径D4MM,弹簧的自由长度。05LM3预紧量,而最大许用压缩量,实际所需工艺行程，取05MA17A2AM余量，则13A，即有60FN。A弹簧41755JB/T71876材料60SI2MNA热处理硬度4348HRC，弹簧两端并紧并磨平技术条件按JB/T76531994的规定628导柱导套导柱查表（参考文献1，表22436A型导柱）导柱A35H5210GB/T28611技术条件按JB/T80701995的规定材料20热处理渗碳淬硬5660HRC（参见图纸）导套查表（参考文献1，表22439A型导套）导套A35H611543GB/T28616技术条件按J