资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共29页)
编号：1244088
类型：共享资源
大小：748.33KB
格式：ZIP
上传时间：2017-06-05
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
20
积分
- 关 键 词：
-
导电
冲压
模具设计
全套
cad
图纸
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 要 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠 。 本套 冲压 模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握冲压模具设计的基本技能的目的。 首先，对零件做整体的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本，对排样方式进行了合理的设计；其次，对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求；再次，想要保证制件精度的要求，就要考虑模具刃口尺寸的计算。因为刃口是冲制工件的主要工作部分，刃口处的 精度就决定了制件的精度，就必须根据公差来进行精确计算。 最后，根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凸凹模，并且查找资料选择冷冲压模的标准零件，符合标准后，就把凸凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合高度后，选出合适的压力机在调试校验后并进行试冲加工，以达到符合的标准，最终完成加工。 关键词： 冲压模具，冲压工艺，模具设计 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 he is of an is to is is to on a of in to of of of do a of of of so to do by of by of of of in to of is of So to do to of on to In in to of 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 第 1 章 绪论 . 6 模具选材的意义 . 6 模具选材的原则 . 7 冲压模具的选材原则 . 9 艺方案比较及确定 . 10 压模具材料的热处理 . 11 第 2 章 零件的分析 . 12 件的工艺性分析 . 12 艺方案分析 . 13 第 3 章 模具间隙和凸凹模尺寸的确定 . 15 具间隙的确定 . 15 裁间隙的含义 . 15 隙对冲裁 的影响 . 15 裁方向的确定原则 . 16 凹模尺寸 . 17 第 4 章压力中心的计算 . 20 力中心的计算 . 20 备的选择 . 20 第 5 章 排样设计 . 22 第 6 章 模具总体设计 . 24 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 章 模具的装配 . 26 结论与展望 . 28 致谢 . 29 参考文献 . 30 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 章 绪论 模具选材的意义 随着市场经济的迅猛发展和材料加工新技术新发明的不断采用，产品更新换代的速度加快，对成形模具数量的需求也不断增加，模具材料的正确选择与合理使用已经制约高精度、长寿命、高效率模具制造的瓶颈之一。国内外通常按用途将模具材料分为三大类：冷作模具材料、热作模具材料和塑性成形模具材料。目前， 这三大类模具材料仍以黑色金属及其合金为主。 合理选择模具材料具有非常重要的意义，首先是由模具在现代生产工业中的重要作用所决定；其次，合理选材也是保证模具寿命、提高材料利用率的基本要求之一。 模具材料的选择是指：针对具体的模具零件，在相应的模具材料中选择一、两种较为理想或合适的材料的过程。一般来说，模具零件的选材要求所选材料满足： （ 1）使用性能足够 根据工作条件，失效形式、寿命要求、可靠性的高低等提出材料的强度、硬度、塑性、韧性等使用性能要求，其中应考虑尺寸效应及主要的、关键的性能指标。 （ 2）工艺性良 好 根据制造工艺流程及方法不同，保证所选材料具有良好的工艺性能，首先是能将模具零件制造出来。 （ 3）供应上能保证 所选材料应考虑地方资源市场供应情况，尽量少用进口材料，并且品种规格应尽量少而集中，以便于采购和管理。 （ 4）经济性合理 要求所选材料，生产过程简单、成品率高、成本低。也就是业界提出的 “ 满足制品要求，发挥材料潜力，经济技术合理 ” 原则。 由此可见，模具的选材决策是一个系统工程，涉及因素多，工作量大。根据系统工程的原理，系统的组成要素越多，亦即模具选材考虑的因素越多，其系统就越大，方案优 化决策的工作量也越大。然而，系统工程认为，最终得出的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 策只能是相对理想的而决不是最好的。因此，为了简化相关问题的解决过程，系统所包括的要素应尽量少 。 模具选材的原则 模具选材的原则一般按下面三个方面考虑： 1） 满足工作要求 a。耐磨性 坯料在模具型腔中塑性变形时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所有材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响耐磨性的主要因素之一。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还 与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。 b强韧性 模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作是突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。模具韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织形态。 c疲劳断裂性能 模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂、接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度以及材料中夹杂物的含量。 d. 高温性能 当模具的工作温度较高时，会 使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。 e耐冷热疲劳性能 有些模具在工作的工程中处于反复冷却和加热的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和脱落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，因此这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 f。耐蚀性 有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解出强腐蚀性气体， 侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。 2） 满足工艺性能要求 模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本 ，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。 a可锻性 具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。 b退火工艺性 球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。 c切削加工性 切削用量大，刀具磨损低，加工表面粗糙度低。 d氧化、脱碳敏感性 高温加热时抗氧化性能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。 e. 淬硬性 淬火后具有均匀而高的表面硬度。 f. 淬透性 淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。 g. 淬火变形开裂倾向 常规淬火体积变形小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工作形状不敏感。 h. 可磨削性 砂轮相对损耗小，无烧伤，极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。 3） 满足经济性要求 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 给模具选材时，必须考虑经济性这一原则， 尽可能降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供求情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。 冲压模具的选材原则 冷冲压模具（简称冷冲模，下同）主要用在使金属板料产生塑性变形或分离而加工成形所需制件方面。由于被成形对象在成形过程中存在加工硬化现象，加之其它一些模具工作环境因素，所以，对模具的强度、硬度、韧性、耐磨性和抗疲劳性等性能指标要求较高。而这些性能指标，主要是通过正确的选材和合理的热处理工 艺搭配老保障。 冷冲模在选材时，通常应遵循下述原则： 1） 选择淬透性良好的材料 在使用过程中，大多数冷冲模除要求表面有足够的硬度外，还要求芯部具有足够的韧性。例如：对于大型冷冲模，若用淬透性较差的材料，则淬火回火后很难达到表里一致的组织，从而影响模具的强度和韧性。所以，在选择材料时，一般应选用淬透性能良好的钢材。此外，为了使模具零件在淬火后能获得较均匀的应力状态，以避免开裂或变形，也应该选用淬透性较好的材料。 2） 选择抗回火稳定性高的材料 冷冲模在工作时，由于和被加工材料发生强烈的挤压和摩擦，会形成较高 的温度，这就要求模具材料本身要具有较高的抗回火稳定性，也就是要具有在一定温度下保证硬度的能力。一般来说，碳素钢和低合金钢抗回火能力差，若采用不同程度的含铬和含铝的合金钢，则能显著提高模具零件的回火稳定性。 3） 根据制品批量选择材料 对于冲压数量较大的模具一般选用优质合金工具钢制造，而对于制件数量较小的模具则可采用廉价的碳素工具钢制造。 4） 根据模具的精密程度和使用寿命选择材料 制造小型精密而复杂的冷冲模，宜选用优质钢材；而对于结构比较简单、且使用寿命要求不高的模具，则可采用相对便宜的材料制作。对于大型凸 、凹模，购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 以采用局部镶嵌结构，以节省贵重钢材。 5） 根据模具零件的作用选择钢材 冷冲模的关键零部件，如凸、凹模，可采用优质钢材制作，而其它零件可以采用一般钢材制作。但对于结构比较的冲裁凸模和凹模，以及弯曲模和拉伸模，如果是用来冲制数量不多或者厚度不大的有色金属和黑色金属，则多半可以选用优质碳素工具钢。例如，在工作中承受较大冲击的模具，可选用 ，但对于基本不承受冲击的模具，则可选用 。对于成产批量较大的模具，其凸、凹模可采用 制造。 总之，在选择冷冲模材料时，既要考虑其使用性能，又要考 虑其总成本，两者综合，才是最佳的选择。 艺方案比较及确定 20 年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就使用冲床、压机等简易机械设备及模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中有用于落料、冲孔的 “ 刀口模子 ” ，用于金属拉伸的 “ 坞工模子 ” 。当时各厂使用的冲压设备功率不大，大多还是手扳脚踏。模具加工除使用少量简陋的通用设备外，以手工为主，故而模具的精度不高，损坏率大。直到 40 年代初，才出现水压机冷冲模具。 50 年代公私合营后，由于增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和快规等，使冷冲模具的精度 得以提高。随着产品生产大量使用冲压机床， 19601970 年，冷冲模具以从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。又由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多样，精度也由此提高。同时，随着热处理技术的进步和检测手段的完善，冷冲模具使用寿命提高 5。这一时期，还由于成型磨削、电脉冲和线切割机等机床相继使用，又采用硬质合金为模具材料，冷冲模具的制造工艺有了新的发展。硬质合金冷冲模具的使用寿命从原来的 次跃增到 150 次以上。由于设计人员改进制模工艺，具有自动送料、自动理片和接料装置的复合模具 大量问世。靠模铣床引进后，用石膏、木模或实物即可翻制出相同形状的模芯，给制作复合拉伸模具提供了方便，确保了精度。 70 年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具，其凸模（冲头）和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作：热处理 装配 变形修正购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 繁琐工艺。模具的光洁度也提高了一个等级，精度可以达到 。后来各专业模具厂、模具车间小组已广泛使用线切割机加工制作冷冲模具。 压模具材料的热处理 100 年前，美国机械工程师特勒（ 冶金工程师怀特（ 经过广泛而系 统的切削试验后，确立了切削用高速钢的最佳成分 时切削中碳素钢速度为 30m/之前提高了十几倍。这一成果带来了机械加工的划时代革命，热处理是利用加热、保温、冷却的方法，促使金属内部组织发生变化，从而获得所需性能（包括使用性能和加工性能）的一种工艺过程。一般来说，冲模质量及寿命很大程度取决于热处理质量。为此，对模具材料热处理有以下几点要求： （ 1） 热处理变形要尽量小。热处理变形会影响到装配精度，造成凸凹模间隙不均匀，冲裁尺寸发生变化，影响制件质量，缩短模具寿命。 （ 2） 采用下限温度淬 火。这样既可以减少模具零件变形又可以提高材料的韧性。若加热时过热，不仅会使工件造成较大的脆性，而且在冷却时也容易引起变形和开裂，必将影响模具的使用寿命。 （ 3） 热处理后零件表面不允许有脱碳层和强渗碳层。若表面存在脱碳层，会使模具表面的硬度降低，容易引起磨损；若表面有强渗碳层，则会增加脆性，模具容易发生崩裂现象。 （ 4） 为提高冲板的耐用度，在使用过程中应采用周期回火处理，这样可有效地减少和消除冲裁工艺过程造成的拉应力。 （ 5） 应根据具体要求，合理安排热处理工序。如：精度要求较高的模具工作零件，在粗精加工 之间安排消除应力处理，以消除切削加工所造成的残余应力，减小变行。对于一些形状复杂，精度高，加工周期长的冲模工作零件，在机加工过程中可采取多消除应力处理，有利于稳定零件尺寸和形状精度。尤其在冲模最后精加工前，应进行一次 550 除应力回火处理，有利于减小材料的淬火变形。 （ 6） 线切割加工模具零件，要求有高的淬透性较深的淬硬层，并使其内应力分布均匀，处于最小应力状态。因此，宜采用分级淬火和多次回火和高温火的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 处理工艺，以提高淬性，减小内应力。 第 2 章 零件的分析 件的工艺性分析 工件如图 示，工件材料为 度 批量生产，设计冲裁模。 图 电片简图 此工件材料为 有良好的冲压性能，适合冲裁。工件相对简单，孔与孔、孔与边缘的距离满足要求，工件的未标注尺寸全部为自由公差，可看 14，其中标注带有公差的尺寸， 14也可以满足其要求。普通冲裁完全可以满足要求。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 艺方案分析 该工件包括落料、冲孔两个 基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进冲压，采用级进模生产。 三种方案的特点对比如表 表 三种方案的比较 模具类别 比较项目 单工序模 复合模 级进模 冲件精度 较低 高 一般 生产效率 较低 较高 高 生产批量 适合大、中、小批量 适合大批量 适合大批量 模具复杂程度 较易 较复杂 复杂 模具成本 较低 较高 高 模具制作精度 较低 较高 高 模具制造周期 较快 较长 长 模具外形尺寸 较小 中等 较大 冲压设备能力 较小 中等 较大 工作条件 一般 较好 好 方案一，模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，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增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 而不选此方案。 方案三，级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，进而排除此方案。 方案二 ， 采用复合模制冲件时， 只需要一套模具 ， 工件的精度及生产效率要求都能满足 ， 由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度， 并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整、不翘曲 。 操作也方便，安全性好，生产效率高。所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 章 模具间隙和凸凹模尺寸的确定 具间隙的确定 裁间隙的含义 冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔。凹模与凸模刃口部分，在垂直于外栽力方向的投影尺寸之差，称为冲栽间隙。 间隙有两种含义： 种指凹模与凸模间每侧空隙的数值，称为单面间隙；另一种指凹模与凸模间两侧空隙之和，称为双面间隙。对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间隙就是两者直径之差。习惯上常说的多少间隙，是指双面间隙，用符号 Z 表示。单面用 Z 2 表示。 隙对冲裁的影响 生产实践证明，间隙值的大小、分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具形命等均有直接影响。凸、凹模之间的间隙大小可分三种基本情况， 即间隙合理、间隙过大和间隙过小。 1）冲裁件的断面质量 间隙合理，材料在分离时，凸、凹模刃口处的裂纹 重合，冲裁断面比较平直、光滑，塌角和毛刺均较小，制件质量较好。但合理的冲裁间隙并非是一个绝对值，而是某一个数值范围，冲裁间隙在此范围内都可得到冲裁断面好的制件。间隙过大，凸、凹模刃口处的裂纹不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的里边，材料受很大的拉伸，光亮带小，毛刺、塌角及斜度都较大。间隙过小，裂纹也不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的外边，两条剪裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压，在断面上形成第二次光亮带，并在其间出现夹层和毛刺。 2）尺寸精度 落料或冲孔后，因发生弹性 恢复，会影响尺寸精度。间隙小到一定界限，由于压缩变形弹性恢复，落料件尺寸会大于凹模尺寸，而使冲出的孔小于凸模。间购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 大到一定界限，由于拉伸变形弹性恢复，落料件尺寸会小于凹模，而使冲出的孔大于凸模。间隙对于冲孔和落料精度的影响规律是不同的，且与材料轧制的纤维方向有关。 3）冲裁力和模具寿命 间隙值大时，冲栽力有一定程度的减小，卸料力和推件力也随之降低。 冲裁时，坯料对凸模与凹模刃口产生侧压力，并在凸模与被冲孔之间以及凹模与落料件之间均有摩擦力。间隙越小，侧压力和摩擦力随之增大。此外，在实际生产中，模具因受到制 造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而间隙分布也不可能十分均匀所以，过小的间隙会使凸、凹模刃口磨损加剧，寿命下降。而较大的间隙则可使凸、凹模侧面与材料问摩擦减小，并减缓间隙不匀的不利影响，从而提高模具寿命；但间隙过大，坯料弯曲相应增大，使凸模与凹模刃口端面上的压应力分布不均匀，容易产生崩刃或产生塑性变形，因而对模具寿命也不利。 裁方向的确定原则 冲裁时，由于凸、凹模之间存在间隙，因此落下的料或冲出的孔均带有锥度，其大端尺寸基本等于凹棋尺寸，小端尺寸基本等于凸模尺寸。测量时，也 是按冲孔的小端和落料的大端作为基准量取尺寸的。又由于在生产中，凸、凹模都要与冲件或废料发生摩擦，凸核愈磨愈小，凹模愈磨愈大，使间隙随之增大。基于这一分析，确定冲裁间隙值的原则是：落料时因制件尺寸随凹模尺寸而定，故间隙应在减小凸模尺寸的方向上取得；冲孔时因孔尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。 考虑到冲裁件的断面质量、尺寸精度、凸、凹模的磨损，在设计与制造新模具时，取最小合理间隙。 根据材料的厚度 t=参考文献 2，表 2 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 凹模尺寸 1、冲裁模刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现： （ 1）由于凸模、凹模之间存在间隙 (冲裁间隙，即指冲裁凸模合凹模刃口之间的距离，也就是凸模工作部分和凹模工作部分之间的尺寸 差 )，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，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凸模尺寸。 （ 2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 （ 3）冲裁时，凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙越来越大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则： （ 1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 （ 2）考 虑到冲裁中凸模、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件。凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值。 （ 3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高 ( 即制造公差过小 )，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低 (即制造公差过大 )，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系见表 制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准 “ 非配合尺寸的公差数值 ” 处理，冲模则可按 制造；对于圆形件，一般可按 制造模具。冲压件的尺寸公差应按 “ 入体 ” 原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 差为零，上偏差为正。 2、刃口尺寸的计算方法 由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。 凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸 采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。冲 裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差 (凸模 p、凹模 d)，优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，它适用于圆形或简单形状的冲压件。从图 压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙 2须满足下列条件： p d 2就是说，新制造的模具应该是 p d 否则制造的模具间隙已超过允许变动范围 22响模 具的使用寿命。 若 p d 2取 p 2 d 2为模具的凸模、凹模的制造偏差。 常用凹模洞口类型为直筒式刃口凹模。其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变。广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料或制件在洞壁内的聚集而增大了推件力和凹模的涨裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模和上出件的冲裁模用 a)、 c)型，下出件的用b)或 a)型。 d)、 e)型是锥筒式刃口，在凹模内不 聚集材料，侧壁磨损小。但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大 (如 30o 时，刃磨 尺寸增大 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 模锥角 、后角 和洞口高度 h，均随制件材料厚度的增加而增大，一般取 15 30 、 2 、 h 10 1落料： 设工件的尺寸为 ，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值 2模制造偏差取正偏差，凸模偏差取负偏差，其计算公式如下 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 章压力中心的计算 力中心的计算 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。其出公式如下： 1 1 2 2 1121n L X L L L （ 2 1 1 2 2 1121n L Y L L L （ 2 本次设计中制件的结构为中心对称图形，且材料分布均匀，因此压力中心的位置一定在制件的中心位置，即中心点处。 备的选择 由以上计算可得：压力机为双盘摩擦压力机 型号： 63 J:机械压力机 53：双盘摩擦压力机 63：公称压 :630 力机的主要参数： 公称压力 /630 滑块行程 /： 270 行程次数 /（次 ）： 22 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 小闭合高度 /： 190 最大装模高度 /：无 闭合高度调节量 /：无 立柱间距离 /：无 导轨间距离 /： 350 工作台尺寸 /：（ 1）前后： 450 （ 2）左右： 400 垫板尺寸 /：（ 1）厚 度：无（ 2）孔径： 80 模柄孔径 /：（ 1）直径 :60 （ 2）深度： 80 电动机功率 /4 1、压力机的分类： 按用途可分：通用压力机和专用压力机。 按结构可分：开式和闭式压力机；其中开式又可分为单柱和双柱或可倾台式、固定台式、升降台式压力机。 2、压力机的基本组成： 由床身、工作机构、操作系统、传动系统、能源系统等组成的。 3、主要参数： 公称压力机（主参数） 滑块行程 S=2r 滑块行程次数 n : 每分钟滑块从上死点到下死点，再由下死点到上死点往返的次数 最大装模高度： 1） 滑块在下死点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离为装模高度 2） 将滑块调整到最上位置，装模高度达到最大值称为最大装模高度 封闭高度： 滑块在下死点，滑块下表面到工作台上表面的距离 工作台板及滑块底面尺寸： L B 喉深 C 滑块中心至机身的距离 模柄孔尺寸 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 章 排样设计 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。 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，可得出于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工艺余料的排样两种。 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) 工件的尺寸和形状。 (2) 材料的硬度和厚度。 (3) 排样的形式（直排、斜排、对排等）。 (4) 条料到的送料方法（是否有侧压板）。 档料装置的形式（包括档料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般由 经验在经过简单计算确定的。 考虑到该制造件的生产纲领与加工条件，采用条料加工余料的排样。排样如下： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 料利用率 参考文献 1中公式 =100% （ =（ （ 23 7） =46% 式中： 材料利用率 n 张板料（或帯料、条料）上冲件的数目 A 整 个冲裁件的实际面积 L 板料长度 B 板料宽度 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 章 模具总体设计 由以上的计算，在初步对凸凹模尺寸的确定以后，可以对模架进行选取 模架选取原则可根据简明设计手册 行选取。 其基本原则是： 选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位，出件方式，材料的送进方向，导柱受力状态，操作是否方便等方进行综合考虑。 选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凸模大 30 40板厚度一般等于凹模厚度的 1 。选择模架时还应注意到模架与压力机的安装关系，比如模座的宽度应比压力 机工作台孔的孔径没每边大 40 50压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小于压力机的最小装模高度等。 如图所示 : 导柱的选择 由模架选择的结果可得： 见简明手册 柱为 C 型。 其尺寸公差与外形如表 2 注 ： 1 摘自 90。 ） 2 材料： G 3 热处理：硬度 62 66套的选择 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 套与导柱形成间隙配合99证相对滑动顺畅。通过模架已选定。 （注： 1 摘自 90。 2 材料： 20 钢。 3 热处理：渗碳深度 度 58 62 模柄的选择 因为用导柱式冲模，且为了便于安装，因此选用压入式模柄。（见课本 模柄的选择暂放在压力机后 固定板与垫板的选用 固定板的选用 其基本原则是：用凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除应保证凸模安装孔外，还要考虑螺钉与销钉的设置。形式有圆形与矩形两种。一般取其厚度等于凹模厚度的 60% 80%。固定板孔与凸模采用过度配合（ H7/压装后端面要磨平，以保证冲模的垂直度。尺寸 应与凹模相配合。如图所示 : （ 6）垫板的选用：与固定板相类似 见参考文献 板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所承受的单位压力，保护模座以免被凸模端面压陷。冲裁凸模是否加垫板，根据模座承压的大小进行判断。凸模支承端面对模座的压力为 = 冲裁 力， N F 凸模支承端面积， 2 如果凸模支承端面单位压力 大于模座材料的御用应力。则需加经淬硬磨平的垫板；反之则不加。垫板厚度一般取 4 12料选用 45 钢， T 硬度按受力情况设计是自定。如下图所示 : 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 章 模具的装配 根据冲压模具的特点 ,先装上模 ,再装下模较为合理 ,并调整 间隙 ,试冲 ,返修 仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求 ,形状并作好划线 ,定位等准备工作 . 先将 2 支凸模与凸模固定板装配 ,再与凹模板装配 ,并调整间隙 . 把已装配好的凸模及凹模与上模座 ,并在次检查间隙是否合理后 ,打入销钉及拧入螺丝 . 下模装配 仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求 ,形状并作好划线 ,定位等准备工作 . 先将凸凹模放在下模座上 ,再装入凸凹模固定板并调整间隙 ,以免发生干涉及工件损坏 活动挡料销 ,弹顶橡胶块及卸料板 ,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉 ,再拧入紧固螺钉 ,并再次检查调整 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 经调整后的上下模按导柱 ,导套配合进行组装 ,检查间隙及其它装配合理后装机进行试冲并根据试冲结果作出相应调整 ,直到生产出 合格制件 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 论与展望 设计是源头，设计虽然只占模具成本的 10%左右，却决定了整个模具成本的70% 80%。所以，设计时详尽地考虑了模具结构，考虑提高生产率，如何方便维修。但是，又不能完全依赖于设计，在实际生产中要具体问题具体分析，根据实际状况进行模具调整也是必需的 。 在这次的设计中，我综合了几年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。在做设计的过程中，在设计和绘图都遇到 方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮准，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的设计使我对冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学所学到知识加深了，还学会了查有关书籍和资料，能够把各科灵活的运用到设计中去。 这次的设计不仅是对自己大学几年的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 谢 首先感谢母校，是她给我一个难得的学习机会，让我在学到了很多知识，经过这几个月的紧张的设计，使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。 我的设计主要在老师指导下 ,让我对所学的知识进行系统性的复习 ,并根据写作要求查阅有关资料。在设计过程中受到老师无微不至的关心与耐心指导，使我的设计得以顺利的进展。在老师帮助下我解决了很多以前解决不了的问题 ,在此我向您表示衷心的感谢！同时也要感谢各位老师和同学，是你们让我的学习和生活充满乐趣，感谢你们！谢谢 ! 作为一名即将完成学业，离开学校生活的我，我要感谢母校，是她给我创造了一个学习的机会，创造了美好的学习生活环境，让我在这里学到了很多知识；感谢各位老师，是他（她）们传授给我的知识；感谢各位同学和朋友，是他们 让我的学习和生活充满乐趣，感谢你们！ 经过这次设计，提高了我很多的能力，比如实验水平、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。在这期间凝结了很多人的心血，在此表示衷心的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 考文献 1 王立刚 冲模设计手册 2刘建超 北京 3郭景仪 北京 4牟林 ,魏峥 北京 5李天佑 山西 6 王芳冷冲压模具设计指导机械工业出版社， 7 张超英 冲压模具与制造北京 8 万本善 . 实用冲模结构图解与冲压新工艺详图及常用数据速查速用手册 科大电子出版社 , 9 彭建生 . 模具设计与加工速查手册 . 机械工业出版社， 10 韩洪涛 . 机械制造技术 化学工业出版社 , 11 李志刚 ,夏巨谌 中国机械工程学会 , 12 余最康冷冲压模具设计与制造南京 1983 13 太田哲冲压模具结构与设计图解北京 1983 14 肖景容冲压工艺学北京 1992 15 黄毅宏模具制造工艺北京 1987 16 许发樾模具标准应用手册北京 1984 17 成虹冲压工艺与模具设计（第二版）北京 2006 18 周勤芳公差与技术测量（第二版）上海 001 摘要 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠 。 本套 冲压 模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握冲压模具设计的基本技能的目的。 首先，对零件做整体的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本，对排样方式进行了合理的设计；其次，对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求；再次，想要保证制件精度的要求，就要考虑模具刃口尺寸的计算。因为刃口是冲制工件的主要工作部分，刃口处的 精度就决定了制件的精度，就必须根据公差来进行精确计算。 最后，根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凸凹模，并且查找资料选择冷冲压模的标准零件，符合标准后，就把凸凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合高度后，选出合适的压力机在调试校验后并进行试冲加工，以达到符合的标准，最终完成加工。 关键词： 冲压模具，冲压工艺，模具设计 he is of an is to is is to on a of in to of of of do a of of of so to do by of by of of of in to of is of So to do to of on to In in to of 目 录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 第 1 章 绪论 . 5 模具选材的意义 . 5 模具选材的原则 . 6 冲压模具的选材原则 . 8 艺方案比较及确定 . 9 压模具材料的热处理 . 10 第 2 章 零件的分析 . 11 件的工艺性分析 . 11 艺方案分析 . 12 第 3 章 模具间隙和凸凹模尺寸的确定 . 14 具间隙的确定 . 14 裁间隙的含义 . 14 隙对冲裁 的影响 . 14 裁方向的确定原则 . 15 凹模尺寸 . 16 第 4 章压力中心的计算 . 19 力中心的计算 . 19 备的选择 . 19 第 5 章 排样设计 . 21 第 6 章 模具总体设计 . 23 第 7 章 模具的装配 . 25 结论与展望 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 29 第 1 章 绪论 模具选材的意义 随着市场经济的迅猛发展和材料加工新技术新发明的不断采用，产品更新换代的速度加快，对成形模具数量的需求也不断增加，模具材料的正确选择与合理使用已经制约高精度、长寿命、高效率模具制造的瓶颈之一。国内外通常按用途将模具材料分为三大类：冷作模具材料、热作模具材料和塑性成形模具材料。目前，这三大类模 具材料仍以黑色金属及其合金为主。 合理选择模具材料具有非常重要的意义，首先是由模具在现代生产工业中的重要作用所决定；其次，合理选材也是保证模具寿命、提高材料利用率的基本要求之一。 模具材料的选择是指：针对具体的模具零件，在相应的模具材料中选择一、两种较为理想或合适的材料的过程。一般来说，模具零件的选材要求所选材料满足： （ 1）使用性能足够 根据工作条件，失效形式、寿命要求、可靠性的高低等提出材料的强度、硬度、塑性、韧性等使用性能要求，其中应考虑尺寸效应及主要的、关键的性能指标。 （ 2）工艺性良好 根 据制造工艺流程及方法不同，保证所选材料具有良好的工艺性能，首先是能将模具零件制造出来。 （ 3）供应上能保证 所选材料应考虑地方资源市场供应情况，尽量少用进口材料，并且品种规格应尽量少而集中，以便于采购和管理。 （ 4）经济性合理 要求所选材料，生产过程简单、成品率高、成本低。也就是业界提出的 “ 满足制品要求，发挥材料潜力，经济技术合理 ” 原则。 由此可见，模具的选材决策是一个系统工程，涉及因素多，工作量大。根据系统工程的原理，系统的组成要素越多，亦即模具选材考虑的因素越多，其系统就越大，方案优化决策的工 作量也越大。然而，系统工程认为，最终得出的 决策只能是相对理想的而决不是最好的。因此，为了简化相关问题的解决过程，系统所包括的要素应尽量少 。 模具选材的原则 模具选材的原则一般按下面三个方面考虑： 1） 满足工作要求 a。耐磨性 坯料在模具型腔中塑性变形时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所有材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。硬度是影响耐磨性的主要因素之一。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳 化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。 b强韧性 模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作是突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。模具韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织形态。 c疲劳断裂性能 模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂、接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度以及材料中夹杂物的含量。 d. 高温性能 当模具的工作温度较高时，会使硬度和强 度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。 e耐冷热疲劳性能 有些模具在工作的工程中处于反复冷却和加热的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和脱落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，因此这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。 f。耐蚀性 有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解出强腐蚀性气体，侵蚀模具型 腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。 2） 满足工艺性能要求 模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本 ，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。 a可锻性 具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。 b退火工艺性 球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。 c切削加工性 切削用量大，刀具磨损低，加工表面粗糙度低。 d氧化、脱 碳敏感性 高温加热时抗氧化性能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。 e. 淬硬性 淬火后具有均匀而高的表面硬度。 f. 淬透性 淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。 g. 淬火变形开裂倾向 常规淬火体积变形小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工作形状不敏感。 h. 可磨削性 砂轮相对损耗小，无烧伤，极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。 3） 满足经济性要求 在给模具选材时，必须考虑经济性这一原则，尽可能降低 制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。另外，在选材时还应考虑市场的生产和供求情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。 冲压模具的选材原则 冷冲压模具（简称冷冲模，下同）主要用在使金属板料产生塑性变形或分离而加工成形所需制件方面。由于被成形对象在成形过程中存在加工硬化现象，加之其它一些模具工作环境因素，所以，对模具的强度、硬度、韧性、耐磨性和抗疲劳性等性能指标要求较高。而这些性能指标，主要是通过正确的选材和合理的热处理工艺搭配老保 障。 冷冲模在选材时，通常应遵循下述原则： 1） 选择淬透性良好的材料 在使用过程中，大多数冷冲模除要求表面有足够的硬度外，还要求芯部具有足够的韧性。例如：对于大型冷冲模，若用淬透性较差的材料，则淬火回火后很难达到表里一致的组织，从而影响模具的强度和韧性。所以，在选择材料时，一般应选用淬透性能良好的钢材。此外，为了使模具零件在淬火后能获得较均匀的应力状态，以避免开裂或变形，也应该选用淬透性较好的材料。 2） 选择抗回火稳定性高的材料 冷冲模在工作时，由于和被加工材料发生强烈的挤压和摩擦，会形成较高的温度，这 就要求模具材料本身要具有较高的抗回火稳定性，也就是要具有在一定温度下保证硬度的能力。一般来说，碳素钢和低合金钢抗回火能力差，若采用不同程度的含铬和含铝的合金钢，则能显著提高模具零件的回火稳定性。 3） 根据制品批量选择材料 对于冲压数量较大的模具一般选用优质合金工具钢制造，而对于制件数量较小的模具则可采用廉价的碳素工具钢制造。 4） 根据模具的精密程度和使用寿命选择材料 制造小型精密而复杂的冷冲模，宜选用优质钢材；而对于结构比较简单、且使用寿命要求不高的模具，则可采用相对便宜的材料制作。对于大型凸、凹模， 可 以采用局部镶嵌结构，以节省贵重钢材。 5） 根据模具零件的作用选择钢材 冷冲模的关键零部件，如凸、凹模，可采用优质钢材制作，而其它零件可以采用一般钢材制作。但对于结构比较的冲裁凸模和凹模，以及弯曲模和拉伸模，如果是用来冲制数量不多或者厚度不大的有色金属和黑色金属，则多半可以选用优质碳素工具钢。例如，在工作中承受较大冲击的模具，可选用 ，但对于基本不承受冲击的模具，则可选用 。对于成产批量较大的模具，其凸、凹模可采用 制造。 总之，在选择冷冲模材料时，既要考虑其使用性能，又要考虑其总成本 ，两者综合，才是最佳的选择。 艺方案比较及确定 20 年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就使用冲床、压机等简易机械设备及模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中有用于落料、冲孔的 “ 刀口模子 ” ，用于金属拉伸的 “ 坞工模子 ” 。当时各厂使用的冲压设备功率不大，大多还是手扳脚踏。模具加工除使用少量简陋的通用设备外，以手工为主，故而模具的精度不高，损坏率大。直到 40 年代初，才出现水压机冷冲模具。 50 年代公私合营后，由于增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和快规等，使冷冲模具的精度得以提高。 随着产品生产大量使用冲压机床， 19601970 年，冷冲模具以从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。又由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多样，精度也由此提高。同时，随着热处理技术的进步和检测手段的完善，冷冲模具使用寿命提高 5。这一时期，还由于成型磨削、电脉冲和线切割机等机床相继使用，又采用硬质合金为模具材料，冷冲模具的制造工艺有了新的发展。硬质合金冷冲模具的使用寿命从原来的 次跃增到 150 次以上。由于设计人员改进制模工艺，具有自动送料、自动理片和接料装置的复合模具大量问世。 靠模铣床引进后，用石膏、木模或实物即可翻制出相同形状的模芯，给制作复合拉伸模具提供了方便，确保了精度。 70 年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具，其凸模（冲头）和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作：热处理 装配 变形修正 的繁琐工艺。模具的光洁度也提高了一个等级，精度可以达到 。后来各专业模具厂、模具车间小组已广泛使用线切割机加工制作冷冲模具。 压模具材料的热处理 100 年前，美国机械工程师特勒（ 冶金工程师怀特（ 经过广泛而系统的切削试 验后，确立了切削用高速钢的最佳成分 时切削中碳素钢速度为 30m/之前提高了十几倍。这一成果带来了机械加工的划时代革命，热处理是利用加热、保温、冷却的方法，促使金属内部组织发生变化，从而获得所需性能（包括使用性能和加工性能）的一种工艺过程。一般来说，冲模质量及寿命很大程度取决于热处理质量。为此，对模具材料热处理有以下几点要求： （ 1） 热处理变形要尽量小。热处理变形会影响到装配精度，造成凸凹模间隙不均匀，冲裁尺寸发生变化，影响制件质量，缩短模具寿命。 （ 2） 采用下限温度淬火。这样既 可以减少模具零件变形又可以提高材料的韧性。若加热时过热，不仅会使工件造成较大的脆性，而且在冷却时也容易引起变形和开裂，必将影响模具的使用寿命。 （ 3） 热处理后零件表面不允许有脱碳层和强渗碳层。若表面存在脱碳层，会使模具表面的硬度降低，容易引起磨损；若表面有强渗碳层，则会增加脆性，模具容易发生崩裂现象。 （ 4） 为提高冲板的耐用度，在使用过程中应采用周期回火处理，这样可有效地减少和消除冲裁工艺过程造成的拉应力。 （ 5） 应根据具体要求，合理安排热处理工序。如：精度要求较高的模具工作零件，在粗精加工之间安排消 除应力处理，以消除切削加工所造成的残余应力，减小变行。对于一些形状复杂，精度高，加工周期长的冲模工作零件，在机加工过程中可采取多消除应力处理，有利于稳定零件尺寸和形状精度。尤其在冲模最后精加工前，应进行一次 550 除应力回火处理，有利于减小材料的淬火变形。 （ 6） 线切割加工模具零件，要求有高的淬透性较深的淬硬层，并使其内应力分布均匀，处于最小应力状态。因此，宜采用分级淬火和多次回火和高温火的 热处理工艺，以提高淬性，减小内应力。 第 2 章 零件的分析 件的工艺性分析 工件如图 示， 工件材料为 度 批量生产，设计冲裁模。 图 电片简图 此工件材料为 有良好的冲压性能，适合冲裁。工件相对简单，孔与孔、孔与边缘的距离满足要求，工件的未标注尺寸全部为自由公差，可看 14，其中标注带有公差的尺寸， 14也可以满足其要求。普通冲裁完全可以满足要求。 艺方案分析 该工件包括落料、冲孔两个基本工序， 可有以下三种工艺方案。 方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进冲压，采用级进模生产。 三种方案的特点对比如表 表 三种方案的比较 模具类别 比较项目 单工序模 复合模 级进模 冲件精度 较低 高 一般 生产效率 较低 较高 高 生产批量 适合大、中、小批量 适合大批量 适合大批量 模具复杂程度 较易 较复杂 复杂 模具成本 较低 较高 高 模具制作精度 较低 较高 高 模具制造周期 较快 较长 长 模具外 形尺寸 较小 中等 较大 冲压设备能力 较小 中等 较大 工作条件 一般 较好 好 方案一，模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，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增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。 故而不选此方案。 方案三，级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，进而排除此方案。 方案二 ， 采用复合模制冲件时， 只需要一套模具 ， 工件的精度及生产效率要求都能满足， 由于这个 工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度， 并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整、不翘曲 。 操作也方便，安全性好，生产效率高。所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。 第 3 章 模具间隙和凸凹模尺寸的确定 具间隙的确定 裁间隙的含义 冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔。凹模与凸模刃口部分，在垂直于外栽力方向的投影尺寸之差，称为冲栽间隙。 间隙有两种含义： 种指凹模与凸模间每侧空隙的数值，称为单面间隙；另一种指凹模与凸模间两侧空隙之和，称为双面间隙。对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间隙就是两者直径之差。习惯上常说的多少间隙，是指双面间隙，用符号 Z 表示。单面用 Z 2 表示。 隙对冲裁的影响 生产实践证明，间隙值的大小、分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具形命等均有直接影响。凸、凹模之间的间隙大小可分三种基本情况， 即间隙合理、间隙过大和间隙过小。 1）冲裁件的断面质量 间隙合理，材料在分离时，凸、凹模刃口处的裂纹重 合，冲裁断面比较平直、光滑，塌角和毛刺均较小，制件质量较好。但合理的冲裁间隙并非是一个绝对值，而是某一个数值范围，冲裁间隙在此范围内都可得到冲裁断面好的制件。间隙过大，凸、凹模刃口处的裂纹不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的里边，材料受很大的拉伸，光亮带小，毛刺、塌角及斜度都较大。间隙过小，裂纹也不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的外边，两条剪裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压，在断面上形成第二次光亮带，并在其间出现夹层和毛刺。 2）尺寸精度 落料或冲孔后，因发生弹性恢 复，会影响尺寸精度。间隙小到一定界限，由于压缩变形弹性恢复，落料件尺寸会大于凹模尺寸，而使冲出的孔小于凸模。间 隙大到一定界限，由于拉伸变形弹性恢复，落料件尺寸会小于凹模，而使冲出的孔大于凸模。间隙对于冲孔和落料精度的影响规律是不同的，且与材料轧制的纤维方向有关。 3）冲裁力和模具寿命 间隙值大时，冲栽力有一定程度的减小，卸料力和推件力也随之降低。 冲裁时，坯料对凸模与凹模刃口产生侧压力，并在凸模与被冲孔之间以及凹模与落料件之间均有摩擦力。间隙越小，侧压力和摩擦力随之增大。此外，在实际生产中，模具因受到制造 误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而间隙分布也不可能十分均匀所以，过小的间隙会使凸、凹模刃口磨损加剧，寿命下降。而较大的间隙则可使凸、凹模侧面与材料问摩擦减小，并减缓间隙不匀的不利影响，从而提高模具寿命；但间隙过大，坯料弯曲相应增大，使凸模与凹模刃口端面上的压应力分布不均匀，容易产生崩刃或产生塑性变形，因而对模具寿命也不利。 裁方向的确定原则 冲裁时，由于凸、凹模之间存在间隙，因此落下的料或冲出的孔均带有锥度，其大端尺寸基本等于凹棋尺寸，小端尺寸基本等于凸模尺寸。测量时，也是 按冲孔的小端和落料的大端作为基准量取尺寸的。又由于在生产中，凸、凹模都要与冲件或废料发生摩擦，凸核愈磨愈小，凹模愈磨愈大，使间隙随之增大。基于这一分析，确定冲裁间隙值的原则是：落料时因制件尺寸随凹模尺寸而定，故间隙应在减小凸模尺寸的方向上取得；冲孔时因孔尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。 考虑到冲裁件的断面质量、尺寸精度、凸、凹模的磨损，在设计与制造新模具时，取最小合理间隙。 根据材料的厚度 t=参考文献 2，表 2 凹模尺寸 1、冲裁模刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现： （ 1）由于凸模、凹模之间存在间隙 (冲裁间隙，即指冲裁凸模合凹模刃口之间的距离，也就是凸模工作部分和凹模工作部分之间的尺寸差 )，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，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凸模尺寸。 （ 2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 （ 3）冲裁时，凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙越来越大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则： （ 1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 （ 2）考虑 到冲裁中凸模、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件。凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值。 （ 3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高 ( 即制造公差过小 )，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低 (即制造公差过大 )，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系见表 制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准 “ 非配合尺寸的公差数值 ” 处理，冲模则可按 制造；对于圆形件，一般可按 制造模具。冲压件的尺寸公差应按 “ 入体 ” 原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下 偏差为零，上偏差为正。 2、刃口尺寸的计算方法 由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。 凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸 采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。冲裁 间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差 (凸模 p、凹模 d)，优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，它适用于圆形或简单形状的冲压件。从图 压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙 2须满足下列条件： p d 2就是说，新制造的模具应该是 p d 否则制造的模具间隙已超过允许变动范围 22响模具 的使用寿命。 若 p d 2取 p 2 d 2为模具的凸模、凹模的制造偏差。 常用凹模洞口类型为直筒式刃口凹模。其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变。广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料或制件在洞壁内的聚集而增大了推件力和凹模的涨裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模和上出件的冲裁模用 a)、 c)型，下出件的用b)或 a)型。 d)、 e)型是锥筒式刃口，在凹模内不聚 集材料，侧壁磨损小。但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大 (如 30o 时，刃磨 尺寸增大 凹模锥角 、后角 和洞口高度 h，均随制件材料厚度的增加而增大，一般取 15 30 、 2 、 h 10 1落料： 设工件的尺寸为 ，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值 2模制造偏差取正偏差，凸模偏差取负偏差，其计算公式如下： 第 4 章压力中心的计算 力中心的计算 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。其出公式如下： 1 1 2 2 1121n L X L L L （ 2 1 1 2 2 1121n L Y L L L （ 2 本次设计中制件的结构为中心对称图形，且材料分布均匀，因此压力中心的位置一定在制件的中心位置，即中心点处。 备的选择 由以上计算可得：压力机为双盘摩擦压力机 型号： 63 J:机械压力机 53：双盘摩擦压力机 63：公称压 :630 力机的主要参数： 公称压力 /630 滑块行程 /： 270 行程次数 /（次 ）： 22 最小闭合高度 /： 190 最大装模高度 /：无 闭合高度调节量 /：无 立柱间距离 /：无 导轨间距离 /： 350 工作台尺寸 /：（ 1）前后： 450 （ 2）左右： 400 垫板尺寸 /：（ 1）厚度 ：无（ 2）孔径： 80 模柄孔径 /：（ 1）直径 :60 （ 2）深度： 80 电动机功率 /4 1、压力机的分类： 按用途可分：通用压力机和专用压力机。 按结构可分：开式和闭式压力机；其中开式又可分为单柱和双柱或可倾台式、固定台式、升降台式压力机。 2、压力机的基本组成： 由床身、工作机构、操作系统、传动系统、能源系统等组成的。 3、主要参数： 公称压力机（主参数） 滑块行程 S=2r 滑块行程次数 n : 每分钟滑块从上死点到下死点，再由下死点到上死点往返的次数 最大装模高度： 1） 滑块在下死点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离为装模高度 2） 将滑块调整到最上位置，装模高度达到最大值称为最大装模高度 封闭高度： 滑块在下死点，滑块下表面到工作台上表面的距离 工作台板及滑块底面尺寸： L B 喉深 C 滑块中心至机身的距离 模柄孔尺寸 第 5 章 排样设计 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。 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，可得出于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工艺余料的排样两种。 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) 工件的尺寸和形状。 (2) 材料的硬度和厚度。 (3) 排样的形式（直排、斜排、对排等）。 (4) 条料到的送料方法（是否有侧压板）。 档料装置的形式（包括档料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号