导电片冲孔、落料复合模的设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 要 1- 摘要 模具 是大批量生产同型产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定。而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量的廉价的轧制钢板或钢带为材料，而且在生产中不需要加热，具有生产效率高，质量好，重量轻，成本低节约能源和原材料等一系列的优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已经成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。 本设计进行了冲 孔 、 落料 复合 模的设计 。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。 进行了凹、凸模的闭合高度的计算并 确定了模具的结构。计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导板、挡料销等。选定了合理的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。此外，本模具采用挡料销挡料。模具的冲孔和落料凸模用固定板固定，便于调整间隙； 冲孔 凹模则采用整体固定板固定。 关键词 ： 复合 模 ；凹模；凸模； 落料 ；设计计算；校核 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 to a of is is of to of of of of in of of of or a in t to a of of an of on of of a of in to of of or a of In to is by is on 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 3- 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 5- 目录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 绪论 . 8 第 1 章 导电片零件的工艺分析 . 10 裁件导电片工艺方案论证 . 10 电片零件制造步骤 . 10 电片零件的工艺分析 . 11 料 . 11 构形状 . 12 定工艺方案与模具形式 . 12 寸精度 . 12 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 . 13 模间隙值的确定 . 13 模与凹模刃口尺寸的确定 . 14 、凹模刃口尺寸确定的原则 . 15 口尺寸的计算方法 . 16 按凸模与凹模图样分别加工 . 16 模与凹模配作法 . 18 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 3 章 冲裁力和压力中心的计算 . 20 裁力的计算 . 20 孔力 . 20 料力 . 20 料力 . 21 件力 . 21 件力 . 21 压设备的选择 . 22 具的闭合高度的确定 . 23 力中心的确定 . 24 第 4 章 排样设计 . 25 样方法 . 25 定搭边和条料宽度 . 26 边 . 26 料宽度的确定 . 26 料的经济利用率 . 27 第 5 章 模具总体的设计 . 28 度与定位 . 29 具类型的选择 . 29 具的导向装置 . 29 件、卸料设计 . 30 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 7- 承与紧固 . 31 第 6 章 模具零部件的设计 . 33 模的结构设计 . 33 孔凸模的形式及长度的确定 . 33 料凸模的形式及长度的确定 . 34 模的强度和刚度的校核 . 35 模的结构设计 . 35 孔凹模洞口的类型 . 35 料凹模的外形尺寸 . 35 料螺钉 . 35 料板 . 36 第 7 章 生产模具的失效及维护 . 37 具的寿命 . 37 具的失效形式 . 37 证和提高模 具有效磨损寿命的途径 . 39 结束语 . 42 致谢 . 43 参考文献 . 44 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 绪论 1、 冲压成型的特点 冲压成形是指在压力机上通过模具对板料金属（或非金属）加压，使其产生分离或塑性变形，从而得到具有一定形状、尺寸和性能要求的零件的加工方法，它属于塑性成形的加工方法之一，见图 种加工方法又称冷冲压或板料冲压，所使用的成形工具为冷冲压模具，简称冲模。冲模设计 是 实现冷冲工艺的核心，一个冲压零件往往需要几 个工序甚至几 副模具才能加工成形。 冲压成形是一种先进的金属加工方法，和其他的加工方法（如机械加工）相比具有以下特点： 1. 可以获得其 他加工方法不能或难以加工的形状复杂的零件 ，如汽车覆盖件、车门等 2. 由于尺寸精度主要有模具来保证，所以加工出的零件质量稳定、一致性好，具有“一模一样”的特征。 3. 材料利用率高，属少、无切屑加工。 4. 可以利用金属板料的塑性变形提高工件的强度、刚度。 5. 生产率高、操作简便，易于实现自动化。 图 冲压原理结构简图 2、 冲压工序的分类 冲压工序按变形性质可分为分离工序和成形工序两大类。 纸和说明书 ,咨询 论 9- 1. 分离工序 被加工材料在外力作用下因剪切而发生分离，从而形成具有一定形状和一定尺寸的零件，如剪切、冲孔、落料、切边等。 2. 成形工序 被加工材料在外力作用下，发生塑性变形，从 而得到具有一定形状和尺寸的零件，如弯曲、拉伸、翻边等。 3、 模具发展的现状及趋势 标志冲模技术先进水平的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具品种。 复合 模能够在一副模具 的一次冲压 完成复杂零件的冲裁，弯曲，拉深，立体成型以及装配等复杂工艺，具有生产效率高，操作安全可靠，可以加工复杂零件等特点而受到普遍的重视，应用也日益广泛。 有代表性的是电机的 转子、定子 叠片 复合 模，已达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型 冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 1 2m ，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 精冲模，大尺寸（ 300精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 模具技术的发展应该为适应模具产品 “ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ” 的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： 1. 全面推广 术 2. 高速铣削加工 3. 模具扫描及数字化系统 4. 电火花铣削加工 5. 提高模具标准化程度 6. 优质材料及先进 表面处理技术 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 第 1 章 导电片 零件的工艺分析 裁件 导电片 工艺 方案论证 该零件包括 冲孔 、落料两个基本工序，可以采用以下 四 种工艺方案： 方案一： 直接落料获得产品，采用单工序模生产。 方案二： 先 冲孔 ，再落料，采用单工序复合模生产 。 方案三： 采用形状倒置的 复合模具获得落料产品。 方案四：采用先 冲孔 ， 再 落料的级进模。 方案 分析： 方案一 :模具结构 相对而言比较 简单， 经济性高，但相对精度较低 ， 不能很好的保证产品的允许公差尺寸。 方案二 :先采用 冲孔 来定位工件毛坯料， 然后再落下成品。 既能很好的保证工件有一定的定位 精度，又能减少一次冲压的合力， 并且 保证机构能在相对小的载荷下工作。 方案三：采用此种生产方式可以大大的提高工作效率，而且可以提高毛坯料的利用效率，但是该种方式 会大大增加 压力机的吨位， 在实际生产中还得考虑减噪、安全、灵活等。况且 该零件 导电片 本来就 已经属于尺寸较大 的工件了，采用一次落两个会使模具的体积扩大，不便于装卸等。 方案四：供需相对分散，两次冲裁对精度具有一定的影响，且同样具有方案三的问题，且不适合实际生产， 工作效率也没有什么实质性的提高，而且模具规模也大大加大， 同时模具的结构相对较复杂。 综上所述以及实 际生产的相关条件和要求，我决定选择第二种方案。 电片 零件制造步骤 对 导电片 的零件结构进行工艺性的分析，根据强度和刚度的要求及冲压的可行性，该零件需要 一套 模具方 案便可以 制造 了 。该零件的设计分为 三 个阶段： 第一阶段： 先 冲 孔 来为后续加工起定位作用； 第二阶段： 通过凹模 与凸模的相互作用落料成型 ； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 章 导电片零件的工艺分析 11- 第三阶段：通过顶出装置将零件产品顶出。 电片 零件的工艺分析 导电片 零件图及相关尺寸 见图 图 件图 料 导电片 零件材质为： ， 厚度为 属于 普 通 碳素纲 ，具有良好的冲压性能。 由资料 1查表得 抗拉强度b=375 500屈服极限s=235性模数E= 310207 长率5=25%， 抗剪强度为 =310 380 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 构形状 该 零 件的结构 相对 有些复杂， 但其 属于 薄板件， 对称结构，比较规则 ，结构相对而言不算太大， 适合冲压加工。 定工艺方案与模 具形式 由于 该零件的生产批量为 10 万件， 属于大批生产，为提高生产效率并保证 冲孔 的位置精度，又因为同时存在 冲孔 和落料 两道工步， 所以采用复合模 进行生产 。考虑到 正 装的复合模 不便于毛坯料平稳放置所以采用倒 装的复合模。 寸精度 由于 本零件给定的 尺寸精度 一般 ，所以未标注公差的尺寸都按 生产所需经济精度要求的 2得 各尺寸的公差为： ， ， , ， 结论： 该冲裁件的材料 ， 是普通碳素结构钢，具有较好的冲压性能 ，年生产 10万件，为大批量生产，故 比较适合冲裁 加工。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 13- 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 模间隙值的确定 在模具设计时确定一个合理 的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。 因此在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命 的 三个因素综合考虑，给间隙规定一个 合理的 范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙 范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。 考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。 1、 理论确定法 主要是根据凸 、 凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算。 查 1得 凸、凹模的 合理间隙： Z=2( （ =2t(b)中： Z 双面间隙值 （ ； t 材料厚度 （ ； b 产生裂纹时凸模挤入的材 料深度 （ ； b/t 产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； 剪切裂纹与垂线间的夹角 。 由上式可见，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需间隙 料厚度越薄，塑性越好的材料，所需间隙 于理论计算法在生产中计算不方便，故目前广泛采用的是经验 法确定 间隙 。 2、 经验确定法 根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。 对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 对 于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。 查 2得表 表 冲裁模初始用间隙 2c 材料厚度 t（ 6545、0、硅钢片 08、 10、 15、 62、 ： 当模具采用线切割加工 ， 若直接从凹模中制取凸模，此时凸凹模间隙决定于电极丝直径，放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。 本设计选用经验确定法，零件厚度为 料型号为 2模与凹模刃口尺寸的确定 凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸 、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。 冲裁时 凸 、 凹模的制造公差 由 2得 表 下： 表 凸 、 凹模的制造公差 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 15- 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 18 180260 1830 260360 3080 360500 80120 500 120180 件的 冲孔 基本尺寸为 18 之间，故取凸模偏差为 模偏差为 、凹模 刃口尺寸确定的原则 由于凸凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都带有锥度，而在冲裁件尺寸的测量和使用中，都以光亮带的尺寸为基准。落 料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的光亮带是因凹模刃口挤切材料而产生的，而冲孔件的光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凹模尺寸。冲裁过程中，凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凹模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大，因此确定凸凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则： 1、根据冲孔落料的特点 落料件的尺寸取决于凹模的尺寸，故落料模以凹模为设计基准，先确定凹模的尺寸，再按照间隙值确定凸模刃口尺寸；冲孔时孔径的尺寸取 决于凸模的尺寸，故冲孔模以凸模为设计基准。 2、先考虑凹、凸模的磨损 凹、凸模在冲裁过程中有磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模尺寸磨损使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度要求，并尽可能提高模具使用寿命，设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模刃口的基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 3、刃口制造精度与工件精度的关系 凹、凸模刃口尺寸精度的选择应以能保证工件的精度要求为准，保证合理的凹、凸模间隙值，保证模具的一定使用寿命。 口尺寸的 计算 方法 由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 按凸模与凹模图样分别加工 凸模 与凹模图样分别加工 主要适用于圆形或简单形状的工件，设计时需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 凸凹模分别加工 方法 的优点是， 凸凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。其缺点是，为了保证初始间隙在合理范围内，需要采用较小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相对较高。 同时，为保证一定的间隙，模具的制造公差必须满足下列条件： p m a x m i Z （ 即： m a x m i 4 ( )p （ m a x m i 6 ( )d （ 式中：p 凸模制造公差； d 凹模制造公差； 最大合理间隙； 最小合理间隙。 表 系数 K 材料厚 非 圆 形 圆 形 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 17- 度 t（ 1 件公差 （ 1 1 2 2 4 4 图 零件属于无特殊要求的一般 冲孔 、落料件。外轮廓由落料获得， 上下的两个 冲孔 由 冲孔 获得。 最小合理间隙 2大合理间隙 2 ： 2212=孔 ： 凸模刃口尺寸： 0Tp （ 凹模刃口尺寸： （ 式中： d 冲孔 件 豁 孔的最 大 极限尺寸 （ ； 冲孔凸模基本尺寸 （ ； 凸模刃口制造公差 ，可按 ； 制件公差 （ ； K 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关 。查 2得，详见上表 冲孔凹模基本尺寸 （ ； 最小合理间隙 （ 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8 落料： 凹模刃口尺寸： （ 凸模刃口尺寸： 0Tm （ 式中： D 落料件 的最小极限尺寸 （ ； 落料凹 模基本尺寸 （ ； 落料凸 模基本尺寸 （ 。 模与凹模配作法 采用凸凹模分开加工时，为了保证凹凸模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差。因此，造成冲裁制造困难。 为了保证凹、凸模间一定的 合理间隙，必须满足关系式p m a x m i Z ，这对于值很小时，将使凹、凸模刃口尺寸公差值更小，给凹、凸模的制造带来困难。这种情况必须采用配合加工 配合加工就是先按设计尺寸制造一个基准件，然后再根据基准件的实际尺寸，按要求的间隙值配制另一件。 对于冲制薄材料的冲裁，或冲制复杂形状的工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的方法加工 。 落料时应以凹模为基准件 ，根据凹模的实际 尺寸按最小合理间隙配置凸模。冲孔时应以凸模为基准件配制凹模。 该 冲裁工件为尺寸相对较多的，故 根据磨损情况进行详细单个计算。 查 4得 表 表 损后 工件 尺寸 变化 分类 相关尺寸 计算公式 冲 凸模 磨损 尺寸减小 6,21 0Tp 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 19- 凸模 磨损 尺寸增大 孔 豁 凸模 磨损 尺寸不变 偏差正标注 偏差负标注 偏差对称标注 2凹模磨损尺寸增大 3,2 落 料 凹模磨损尺寸减小 0Tp 凹模磨损尺寸不变 偏差正标注 偏差负标注 偏差对称标注 2例如：计算零件图中长度为 46 的尺寸其 对应凹、凸模刃口 设计尺寸及其偏差。 解：由表 知其为“ 凸模磨损尺寸减小 ”，所用到的相应公式为： 0Tp 对应凸模计算： 对应凹模计算： p购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 第 3 章 冲裁力和压力中 心的计算 裁力的计算 计算冲裁力是为了选用合适的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。 孔 力 由 2得冲裁力的计算公式 F 冲孔 孔 = （ 式中 ： K 系数， K= L 冲裁周边长度 （ ； t 冲裁件的厚度 （ ； 材料的抗剪强度 （ 。 F 冲孔 孔 =79350 料力 落料F= （ 式中： K 系数， K= L 冲裁周边长度 （ ； t 冲裁件的厚度 （ ； 材料的抗剪强度 （ 。 落料F=79 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 章 冲裁力和压力中心的计算 21- 料力 由 2得 卸 料力的计算公式 F 卸料 =K 卸料 F 落料 （ 式中 ： K 卸料 卸料力系数，查 表 F 卸料 =K 卸料 F 落料 = 件力 由 2中 推件力的计算公式 F 推件 =件 F 冲孔 （ 式中 ： K 推件 推件力系数，查 表 n 同时梗塞在凹模内的工件数（废料数）； F 推件 =件 F 冲孔 =24 件力 由 2中 顶 件力的计算公式 F 顶 件 =K 顶件 F 落料 （ 式中 ： K 顶 件 顶 件力系数，查 表 F 顶件 =K 顶件 F 落料 = 冲压力 F= F 落料 +F 卸料 +F 推 件 （ 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 = 表 卸料力、推件力、顶件力系数 材料 K 卸料 K 推件 F 顶件 钢 t/ 压设备的选择 计算得 总冲压力 是 压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力。所以选用公称压力为 100 吨 的压力机。 压力机 主要 参数 经查 2、 10、 14得 表 表 压力机参数 序号 项 目 数 值 单位 1 冲压设备型号 2 公 称 压 力 100 吨 3 滑 块 行 程 130 毫米 4 滑块每分钟行程次数 38 次 5 最大闭合高度 480 毫米 6 闭合高度调节量 400 毫米 7 滑块中心线至床身距离 380 毫米 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 章 冲裁力和压力中心的计算 23- 8 立柱距离 530 毫米 9 工作台尺寸 前 后 710 毫米 左 右 1080 毫米 10 工作台孔尺寸 前 后 380 毫米 左 右 560 毫米 直 径 500 毫米 11 垫板尺寸 厚 度 100 毫米 直 径 12 模柄孔尺寸 直 径 60 毫米 深 度 75 毫米 13 滑块底面尺寸 前 后 360 毫米 左 右 430 毫米 14 机床 最大可倾角 30 度 具的闭合高度 的 确定 模具的闭合高度 H 模 是指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 为使模具正常工作，模具闭合高度必须与冲床的闭合高度相适应。应介于冲床最大和最小闭合高度之间 : H 最大 H 模 H 最小 +10 （ 475H 模 90力中心的确定 因为该零件是对称图形， 并按照如下式进行计算得： 冲孔 ： 2122110（ 2122110（ 冲裁边： 2122110（ 2122110（ 式中：ii 冲孔时指各种孔的中心位置； 冲裁边时指各线段中心坐标； 冲各孔时所用压力； 各线段长度； 00 压力中心坐标。 具体见图 图 压力中心线 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 章 排样设计 25- 第 4 章 排样设计 样方法 根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种 （ 1）有废料排样。沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭边废料。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。 （ 2）少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率 较 高，冲模结构简单。 (3）无废料排样。冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料利用率最高。另外，当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。 采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低 。 由于零件为大批量生产， 为了 提高模具的寿命， 所以选用少 废料排样 。排样图如图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 图 排样图 定搭边和条料宽度 边 搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；同时，搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉 入 模具间隙，从而提高模具寿命。 搭边通常有经验确定， 由参考文献 1根据材料的性能、厚度和形状可确定搭边值 料宽度的确定 由于上节确定的 a 值已经考虑了剪料公差所引起的减小值，所以条料宽度的计算一般采用下列的简化公式。 （ 1）有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离 有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送 进，故按下式计算： 条料宽度： 0（ 导料板间距： （ 式中： b 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a 侧搭边值； T 条料宽度的单向（负向）偏差； Z 导料板与最宽条料之 间的间隙； （ 2）无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离 侧压装置的模具，应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减少。为了补偿侧面搭边的减少，条料宽度应增加一个条料可能的摆动量，摘要 1- 摘要 模具 是大批量生产同型产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定。而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量的廉价的轧制钢板或钢带为材料，而且在生产中不需要加热，具有生产效率高，质量好，重量轻，成本低节约能源和原材料等一系列的优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已经成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。 本设计进行了冲 孔 、 落料 复合 模的设计 。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。 进行了凹、凸模的闭合高度的计算并 确定了模具的结构。计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导板、挡料销等。选定了合理的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。此外，本模具采用挡料销挡料。模具的冲孔和落料凸模用固定板固定，便于调整间隙； 冲孔 凹模则采用整体固定板固定。 关键词 ： 复合 模 ；凹模；凸模； 落料 ；设计计算；校核 。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 to a of is is of to of of of of in of of of or a in t to a of of an of on of of a of in to of of or a of In to is by is on 目录 3- 目录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 绪论 . 6 第 1 章 导电片零件的工艺分析 . 8 裁件导电片工艺方案论证 . 8 电片零件制造步骤 . 8 电片零件的工艺分析 . 9 料 . 9 构形状 . 10 定工艺方案与模具形式 . 10 寸精度 . 10 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 . 11 模间隙值的确定 . 11 模与凹模刃口尺寸的确定 . 12 、凹模刃口尺寸确定的原则 . 13 口尺寸的计算方法 . 14 按凸模与凹模图样分别加工 . 14 模与凹模配作法 . 16 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 第 3 章 冲裁力和压力中心的计算 . 18 裁力的计算 . 18 孔力 . 18 料力 . 18 料力 . 19 件力 . 19 件力 . 19 压设备的选择 . 20 具的闭合高度的确定 . 21 力中心的确定 . 22 第 4 章 排样设计 . 23 样方法 . 23 定搭边和条料宽度 . 24 边 . 24 料宽度的确定 . 24 料的经济利用率 . 25 第 5 章 模具总体的设计 . 26 度与定位 . 27 具类型的选择 . 27 具的导向装置 . 27 件、卸料设计 . 28 目录 5- 承与紧固 . 29 第 6 章 模具零部件的设计 . 31 模的结构设计 . 31 孔凸模的形式及长度的确定 . 31 料凸模的形式及长度的确定 . 32 模的强度和刚度的校核 . 33 模的结构设计 . 33 孔凹模洞口的类型 . 33 料凹模的外形尺寸 . 33 料螺钉 . 33 料板 . 34 第 7 章 生产模具的失效及维护 . 35 具的寿命 . 35 具的失效形式 . 35 证和提高模 具有效磨损寿命的途径 . 37 结束语 . 40 致谢 . 41 参考文献 . 42 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 绪论 1、 冲压成型的特点 冲压成形是指在压力机上通过模具对板料金属（或非金属）加压，使其产生分离或塑性变形，从而得到具有一定形状、尺寸和性能要求的零件的加工方法，它属于塑性成形的加工方法之一，见图 种加工方法又称冷冲压或板料冲压，所使用的成形工具为冷冲压模具，简称冲模。冲模设计 是 实现冷冲工艺的核心，一个冲压零件往往需要几 个工序甚至几 副模具才能加工成形。 冲压成形是一种先进的金属加工方法，和其他的加工方法（如机械加工）相比具有以下特点： 1. 可以获得其 他加工方法不能或难以加工的形状复杂的零件 ，如汽车覆盖件、车门等 2. 由于尺寸精度主要有模具来保证，所以加工出的零件质量稳定、一致性好，具有“一模一样”的特征。 3. 材料利用率高，属少、无切屑加工。 4. 可以利用金属板料的塑性变形提高工件的强度、刚度。 5. 生产率高、操作简便，易于实现自动化。 图 冲压原理结构简图 2、 冲压工序的分类 冲压工序按变形性质可分为分离工序和成形工序两大类。 7- 1. 分离工序 被加工材料在外力作用下因剪切而发生分离，从而形成具有一定形状和一定尺寸的零件，如剪切、冲孔、落料、切边等。 2. 成形工序 被加工材料在外力作用下，发生塑性变形，从 而得到具有一定形状和尺寸的零件，如弯曲、拉伸、翻边等。 3、 模具发展的现状及趋势 标志冲模技术先进水平的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具品种。 复合 模能够在一副模具 的一次冲压 完成复杂零件的冲裁，弯曲，拉深，立体成型以及装配等复杂工艺，具有生产效率高，操作安全可靠，可以加工复杂零件等特点而受到普遍的重视，应用也日益广泛。 有代表性的是电机的 转子、定子 叠片 复合 模，已达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型 冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 1 2m ，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 精冲模，大尺寸（ 300精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 模具技术的发展应该为适应模具产品 “ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ” 的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： 1. 全面推广 术 2. 高速铣削加工 3. 模具扫描及数字化系统 4. 电火花铣削加工 5. 提高模具标准化程度 6. 优质材料及先进 表面处理技术 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 第 1 章 导电片 零件的工艺分析 裁件 导电片 工艺 方案论证 该零件包括 冲孔 、落料两个基本工序，可以采用以下 四 种工艺方案： 方案一： 直接落料获得产品，采用单工序模生产。 方案二： 先 冲孔 ，再落料，采用单工序复合模生产 。 方案三： 采用形状倒置的 复合模具获得落料产品。 方案四：采用先 冲孔 ， 再 落料的级进模。 方案 分析： 方案一 :模具结构 相对而言比较 简单， 经济性高，但相对精度较低 ， 不能很好的保证产品的允许公差尺寸。 方案二 :先采用 冲孔 来定位工件毛坯料， 然后再落下成品。 既能很好的保证工件有一定的定位 精度，又能减少一次冲压的合力， 并且 保证机构能在相对小的载荷下工作。 方案三：采用此种生产方式可以大大的提高工作效率，而且可以提高毛坯料的利用效率，但是该种方式 会大大增加 压力机的吨位， 在实际生产中还得考虑减噪、安全、灵活等。况且 该零件 导电片 本来就 已经属于尺寸较大 的工件了，采用一次落两个会使模具的体积扩大，不便于装卸等。 方案四：供需相对分散，两次冲裁对精度具有一定的影响，且同样具有方案三的问题，且不适合实际生产， 工作效率也没有什么实质性的提高，而且模具规模也大大加大， 同时模具的结构相对较复杂。 综上所述以及实 际生产的相关条件和要求，我决定选择第二种方案。 电片 零件制造步骤 对 导电片 的零件结构进行工艺性的分析，根据强度和刚度的要求及冲压的可行性，该零件需要 一套 模具方 案便可以 制造 了 。该零件的设计分为 三 个阶段： 第一阶段： 先 冲 孔 来为后续加工起定位作用； 第二阶段： 通过凹模 与凸模的相互作用落料成型 ； 第 1 章 导电片零件的工艺分析 9- 第三阶段：通过顶出装置将零件产品顶出。 电片 零件的工艺分析 导电片 零件图及相关尺寸 见图 图 件图 料 导电片 零件材质为： ， 厚度为 属于 普 通 碳素纲 ，具有良好的冲压性能。 由资料 1查表得 抗拉强度b=375 500屈服极限s=235性模数E= 310207 长率5=25%， 抗剪强度为 =310 380 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 构形状 该 零 件的结构 相对 有些复杂， 但其 属于 薄板件， 对称结构，比较规则 ，结构相对而言不算太大， 适合冲压加工。 定工艺方案与模 具形式 由于 该零件的生产批量为 10 万件， 属于大批生产，为提高生产效率并保证 冲孔 的位置精度，又因为同时存在 冲孔 和落料 两道工步， 所以采用复合模 进行生产 。考虑到 正 装的复合模 不便于毛坯料平稳放置所以采用倒 装的复合模。 寸精度 由于 本零件给定的 尺寸精度 一般 ，所以未标注公差的尺寸都按 生产所需经济精度要求的 2得 各尺寸的公差为： ， ， , ， 结论： 该冲裁件的材料 ， 是普通碳素结构钢，具有较好的冲压性能 ，年生产 10万件，为大批量生产，故 比较适合冲裁 加工。 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 11- 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 模间隙值的确定 在模具设计时确定一个合理 的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。 因此在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命 的 三个因素综合考虑，给间隙规定一个 合理的 范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙 范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。 考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。 1、 理论确定法 主要是根据凸 、 凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算。 查 1得 凸、凹模的 合理间隙： Z=2( （ =2t(b)中： Z 双面间隙值 （ ； t 材料厚度 （ ； b 产生裂纹时凸模挤入的材 料深度 （ ； b/t 产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； 剪切裂纹与垂线间的夹角 。 由上式可见，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需间隙 料厚度越薄，塑性越好的材料，所需间隙 于理论计算法在生产中计算不方便，故目前广泛采用的是经验 法确定 间隙 。 2、 经验确定法 根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。 对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 对 于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。 查 2得表 表 冲裁模初始用间隙 2c 材料厚度 t（ 6545、0、硅钢片 08、 10、 15、 62、 ： 当模具采用线切割加工 ， 若直接从凹模中制取凸模，此时凸凹模间隙决定于电极丝直径，放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。 本设计选用经验确定法，零件厚度为 料型号为 2模与凹模刃口尺寸的确定 凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸 、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。 冲裁时 凸 、 凹模的制造公差 由 2得 表 下： 表 凸 、 凹模的制造公差 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 13- 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 18 180260 1830 260360 3080 360500 80120 500 120180 件的 冲孔 基本尺寸为 18 之间，故取凸模偏差为 模偏差为 、凹模 刃口尺寸确定的原则 由于凸凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都带有锥度，而在冲裁件尺寸的测量和使用中，都以光亮带的尺寸为基准。落 料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的光亮带是因凹模刃口挤切材料而产生的，而冲孔件的光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凹模尺寸。冲裁过程中，凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凹模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大，因此确定凸凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则： 1、根据冲孔落料的特点 落料件的尺寸取决于凹模的尺寸，故落料模以凹模为设计基准，先确定凹模的尺寸，再按照间隙值确定凸模刃口尺寸；冲孔时孔径的尺寸取 决于凸模的尺寸，故冲孔模以凸模为设计基准。 2、先考虑凹、凸模的磨损 凹、凸模在冲裁过程中有磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模尺寸磨损使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度要求，并尽可能提高模具使用寿命，设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模刃口的基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 3、刃口制造精度与工件精度的关系 凹、凸模刃口尺寸精度的选择应以能保证工件的精度要求为准，保证合理的凹、凸模间隙值，保证模具的一定使用寿命。 口尺寸的 计算 方法 由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 按凸模与凹模图样分别加工 凸模 与凹模图样分别加工 主要适用于圆形或简单形状的工件，设计时需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 凸凹模分别加工 方法 的优点是， 凸凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。其缺点是，为了保证初始间隙在合理范围内，需要采用较小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相对较高。 同时，为保证一定的间隙，模具的制造公差必须满足下列条件： p m a x m i Z （ 即： m a x m i 4 ( )p （ m a x m i 6 ( )d （ 式中：p 凸模制造公差； d 凹模制造公差； 最大合理间隙； 最小合理间隙。 表 系数 K 材料厚 非 圆 形 圆 形 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 15- 度 t（ 1 件公差 （ 1 1 2 2 4 4 图 零件属于无特殊要求的一般 冲孔 、落料件。外轮廓由落料获得， 上下的两个 冲孔 由 冲孔 获得。 最小合理间隙 2大合理间隙 2 ： 2212=孔 ： 凸模刃口尺寸： 0Tp （ 凹模刃口尺寸： （ 式中： d 冲孔 件 豁 孔的最 大 极限尺寸 （ ； 冲孔凸模基本尺寸 （ ； 凸模刃口制造公差 ，可按 ； 制件公差 （ ； K 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关 。查 2得，详见上表 冲孔凹模基本尺寸 （ ； 最小合理间隙 （ 。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 落料： 凹模刃口尺寸： （ 凸模刃口尺寸： 0Tm （ 式中： D 落料件 的最小极限尺寸 （ ； 落料凹 模基本尺寸 （ ； 落料凸 模基本尺寸 （ 。 模与凹模配作法 采用凸凹模分开加工时，为了保证凹凸模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差。因此，造成冲裁制造困难。 为了保证凹、凸模间一定的 合理间隙，必须满足关系式p m a x m i Z ，这对于值很小时，将使凹、凸模刃口尺寸公差值更小，给凹、凸模的制造带来困难。这种情况必须采用配合加工 配合加工就是先按设计尺寸制造一个基准件，然后再根据基准件的实际尺寸，按要求的间隙值配制另一件。 对于冲制薄材料的冲裁，或冲制复杂形状的工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的方法加工 。 落料时应以凹模为基准件 ，根据凹模的实际 尺寸按最小合理间隙配置凸模。冲孔时应以凸模为基准件配制凹模。 该 冲裁工件为尺寸相对较多的，故 根据磨损情况进行详细单个计算。 查 4得 表 表 损后 工件 尺寸 变化 分类 相关尺寸 计算公式 冲 凸模 磨损 尺寸减小 6,21 0Tp 第 2 章 凸、凹模刃口尺寸及间隙的确定 17- 凸模 磨损 尺寸增大 孔 豁 凸模 磨损 尺寸不变 偏差正标注 偏差负标注 偏差对称标注 2凹模磨损尺寸增大 3,2 落 料 凹模磨损尺寸减小 0Tp 凹模磨损尺寸不变 偏差正标注 偏差负标注 偏差对称标注 2例如：计算零件图中长度为 46 的尺寸其 对应凹、凸模刃口 设计尺寸及其偏差。 解：由表 知其为“ 凸模磨损尺寸减小 ”，所用到的相应公式为： 0Tp 对应凸模计算： 对应凹模计算： p淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 第 3 章 冲裁力和压力中 心的计算 裁力的计算 计算冲裁力是为了选用合适的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。 孔 力 由 2得冲裁力的计算公式 F 冲孔 孔 = （ 式中 ： K 系数， K= L 冲裁周边长度 （ ； t 冲裁件的厚度 （ ； 材料的抗剪强度 （ 。 F 冲孔 孔 =79350 料力 落料F= （ 式中： K 系数， K= L 冲裁周边长度 （ ； t 冲裁件的厚度 （ ； 材料的抗剪强度 （ 。 落料F=79 第 3 章 冲裁力和压力中心的计算 19- 料力 由 2得 卸 料力的计算公式 F 卸料 =K 卸料 F 落料 （ 式中 ： K 卸料 卸料力系数，查 表 F 卸料 =K 卸料 F 落料 = 件力 由 2中 推件力的计算公式 F 推件 =件 F 冲孔 （ 式中 ： K 推件 推件力系数，查 表 n 同时梗塞在凹模内的工件数（废料数）； F 推件 =件 F 冲孔 =24 件力 由 2中 顶 件力的计算公式 F 顶 件 =K 顶件 F 落料 （ 式中 ： K 顶 件 顶 件力系数，查 表 F 顶件 =K 顶件 F 落料 = 冲压力 F= F 落料 +F 卸料 +F 推 件 （ 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 = 表 卸料力、推件力、顶件力系数 材料 K 卸料 K 推件 F 顶件 钢 t/ 压设备的选择 计算得 总冲压力 是 压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力。所以选用公称压力为 100 吨 的压力机。 压力机 主要 参数 经查 2、 10、 14得 表 表 压力机参数 序号 项 目 数 值 单位 1 冲压设备型号 2 公 称 压 力 100 吨 3 滑 块 行 程 130 毫米 4
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