毕业设计（论文）-空气滤清器连接板冲孔、冲槽、落料复合模设计（全套图纸） .pdf

空气滤清器连接板冲孔、冲槽、落料 复合模设计 摘摘 要要 本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要 求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计 计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺 寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对 模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸 凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部 分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进 行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模 全套图纸，加 153893706 abstract the design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave die cutting edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. in which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in- depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. key words mold; stamping parts; punch; die; punch and die 目 录 1 前言 . 1 1.1 未来冲压模具制造技术发展趋势 . 1 1.2 模具技术发展的几个特点 2 1.2.1 以计算机为中心 . 2 1.2.2 模具设计水平高 . 2 1.2.3 生产设备先进 . 2 1.3 我国锻压工业的现状及发展对策 3 2 零件工艺性分析 . 4 2.1 冲裁工艺性 4 2.1.1 结构与尺寸 . 4 2.1.2 精度 . 4 2.1.3 材料 . 5 3 确定冲裁工艺方案 . 6 3.1 工序性质与数量的确定 6 3.2 工序顺序的确定 6 3.3 工序组合方式的确定 6 4 确定模具总体结构方案 . 7 4.1 模具类型 7 4.2 操作与定位方式 7 4.3 卸料方式与出件方式 7 4.4 模架类型及精度 7 5 工艺与设计计算 . 8 5.1 排样设计与计算 8 5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机 9 5.2.1 计算工艺力 . 9 5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 . 11 6 设计选用模具零部件、绘制模具总装草图 14 6.1 确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸 14 6.1.1 凹模设计 14 6.1.2 凸模设计 14 6.2 设计选用定位零件 . 15 6.3 卸料与出件装置 . 15 6.3.1 固定卸料装置 16 6.4 模架及零件 . 17 6.4.1 模架 17 6.4.2 其它支承与固定零件 19 6.4.3 紧固件：螺钉与销钉的选用 21 7 确定冲压设备 25 8 模具的装配 26 8.1 复合模的装配 . 26 8.2 凸、凹模间隙的调整 . 26 9 重要零件的加工工艺过程编制 28 10 结 论 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致 谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1 1 前言 随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一 直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化， 除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具 企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国 内模具企业已普及了二维 cad， 并陆续开始使用 ug、 pro/engineer、 i-deas、 euclid-is 等国际通用软件，个别厂家还引进了 moldflow、c-flow、dynaform、optris 和 magmasoft 等 cae 软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的 大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模 具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术 的研究和开发。经过多年的努力，在模具 cad/cae/cam 技术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做出了贡献。 1.1 未来冲压模具制造技术发展趋势 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 cad/cam/cae 技术模具 cad/cam/cae 技术是模具设计制造的发展方 向。随着微机软件的发展和进步，普及 cad/cam/cae 技术的条件已基本成熟，各企业 将加大 cad/cam 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 cae 技术的应用范围。计算 机和网络的发展正使 cad/cam/cae 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广 成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并 可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等 优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的 活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描 到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速 扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生 成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 cad 数据，用于模具制造业的“逆向工 程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五” 期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种 2 替代传统的用成型电极加工型腔的新技术， 它是有高速旋转的简单的管状电极作三维 或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火 花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计 这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具 标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提 高模具的寿命就显得十分必要。 模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性 能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发 展工艺先进的气相沉积(tin、tic 等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有 多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完 整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 1.2 模具技术发展的几个特点 模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机 只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。模具的发展方向为： 1.2.1 以计算机为中心 计算机技术的广泛使用，使现代模具企业的首要特征是以计算机为中心。计算机 是整个企业最活跃、最核心，最需要投资以及更新最快的部分(其软件每 2-3 年、硬 件每 3-5 年更新一次)。以计算机为中心建立起来的计算机辅助设计、计算机辅助工 程以及计算机辅助制造(cad/cae/cam)是企业的生产主线，并向集成化、网络化、智 能化方向发展。 1.2.2 模具设计水平高 现代模具企业都广泛采用计算机辅助技术、人工智能技术进行设计决策、模拟分 析和优化设计。同时，数据库和计算机网络技术应用使设计师可以在更大范围内共享 设计资料、信息、资源和展开合作，使其现代模具设计的总体水平上升到一个前所未 有高度。现代模具有的还要求有控压、控温等功能，甚至要求提供某些测量元件。在 模具标准化、通用化、典型化程度很高的情况下，各模具企业都利用自己的某些专长 设计制造模具，在激烈的竞争中求发展。 1.2.3 生产设备先进 现代模具的加工，更多地依靠各种自动化程度较高的高精度、高效率机床。从模 具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与检测，必须设备齐全，配套 3 合理。其中，数控加工设备所占比重比较大，以适应单件或小批量复杂模具的生产。 同时，数控加工设备也是模具 cad/cae/cam 的基础，有助于实现模具制造的全自动加 工。另外还有： （1）供货期短。现代模具对短交货期的要求日益迫切，模具的交货期限已从传 统的几个月向几十天、十几天甚至数小时发展，这些是传统制模方法所不能达到的。 模具设计已从人工经验设计方式转化为依靠计算机辅助设计的方式。广泛采用模具 cad/cae/cam 技术，使模具设计、计算机分析、生产装备、数控加工、检验、试模等 工作一体化，设计数据直接经过网络和数据库管理系统传递到各个生产部门，大大缩 短模具生产周期。此外，成形过程计算机模拟，并行工程、人工智能，快速原型制造 等先进制造技术的应用，以及模具标准化、专业化生产等也为缩短供货期起了重要作 用。 （2）重视人才培养和汇聚。一个现代模具企业，最重要的就是拥有丰富的经验 和掌握先进技术与设备的人。当前，高素质、高技艺的模具人才的缺乏已成为全球性 的紧迫问题，加强这方面人才的培养和再教育，并将这些人才成功地汇聚在一起，就 成为现代模具企业的重要任务和特征。 1.3 我国锻压工业的现状及发展对策 目前我国主要汽车生产厂，约有 90%的冲压线采用一台双动拉伸压力机（或多连 杆单动拉伸压力机）和 4-6 台单动压力机组成冲压流水线，手工上下料完成大型覆盖 件的冲压生产，生产效率低，生产节拍最高只有 3-5 次/分；人身安全和工件环境差； 在手工上下料和传送工件过程中，易造成工件划伤等缺陷，冲压制件质量差；整条冲 压线长 60 米左右，约需 20-24 名操作工人，占地面积大，人工成本高，冲压件制造 成本比国外高 2-3 倍，是我国汽车工业严重缺乏市场竞争力的重要因素之一。我国有 90%的冲压线采用人工上下料， 另有 10%的冲压线实现了单机联线自动化， 生产节拍最 高为 6-8 次/分，而代表当今冲压技术国际水平的大型多工位压力机，在我国汽车工 业中的应用仍是空白。这也是我国冲压行业与西方发达国家的主要差距所在，在很大 程度上制约了我国汽车工业的发展。 随着我国工业技术水平的发展，特别是以轿车为代表的汽车工业快速发展，带动 汽车零件的产量和质量不断提高。但必须清醒地认识到，中国与国际先进水平仍有很 大差距，而且随着加入 wto，国际大汽车公司必然严重冲击中国汽车工业，国内同行 之间的竞争也将日趋激烈。中国汽车工业的发展，离不开装备工业的大力支撑，锻压 设备制造业必须满足汽车工业大批量生产的要求，向自动化、高效率方向发展。 4 2 零件工艺性分析 2.1 冲裁工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大 小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少， 工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单单等等。通常对冲裁 件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。 对几何形状的要求是冲裁件的形 状应尽可能简单、 对称， 最好采用圆形、 矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成， 使排样时废料最少；冲裁件的凸出悬臂和凹槽的宽度不宜太小，以免凸模折断；冲裁 件的外形或内形的转角出，要避免夹角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少 热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象， 同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使 模具寿命降低。对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于 it11 级，最高可达 it810 级，冲孔比落料的精度约高一级。 该零件的形状如图 1.1，其冲裁工艺性为： 2.1.1 结构与尺寸 该零件结构较简单，形状对称，尺寸较大，冲孔40，一般冲孔模对该种材料可 以冲压的最小孔径 dt, t=2mmd=40mm.因而20 孔符合工艺要求。 对于孔中心距 1000.27mm，较高精度模具可以达到两孔中心距公差为0.06。 最小孔边距 b25mm,b130mm由零件图可知各孔边距均大于最小孔边距。 以上分析均符合冲裁工艺要求。 2.1.2 精度 材料厚度 t=3mm，工件精度可达到 it14，尺寸标注如图 1 所示，利用较高精度冲 裁模可以达到零件图样要求。 5 图 1 零件图 2.1.3 材料 t=3mm, 45#钢。此材料具有较好的冲裁加工性。 根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以进行冲裁加工。 6 3 确定冲裁工艺方案 在工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点和要求确定合理的冲裁工艺方案。 3.1 工序性质与数量的确定 对于一般的冲裁件，通常外形采用落料，内形采用冲孔和冲槽。且冲件上孔的数 量不是很多，可以采用一次冲孔,和一次落料工序。 3.2 工序顺序的确定 一般先冲孔、冲槽，最后落料。 3.3 工序组合方式的确定 零件为一落料冲孔件，要求采用复合模生产，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔、冲槽； 方案二：先冲孔、冲槽，后落料； 方案三：冲孔、冲槽、落料同时进行。 因为此零件要求的总压力较大，从降低冲压力的角度考虑欲采用方案二生产。现 对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为 3mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为 3mm，现零件上的最小孔边距为 60mm，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。 7 4 确定模具总体结构方案 在冲裁工艺方案确定以后，根据冲裁件的形状特点，精度要求，生产批量，模具 制造条件，操作与安全，以及利用现有设备的可能，确定每道冲裁工序所用冲模的总 体结构方案。确定模具总体结构方案，就是对模具作出通盘的考虑和总体结构上的安 排，它既是模具零部件设计与选用的基础，又是绘制模具总装图的必要准备，因而也 是模具设计的关键，必须十分重视。 其结构方案的确定包括以下内容： 4.1 模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用倒装复合冲裁模。 4.2 操作与定位方式 零件为大批大量生产，可以采用手工送料式，考虑到零件尺寸较大，为了便于操 作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，自动挡料销粗定位与导正销精确定位的方 式。为了减少料头和料尾的材料消耗提高材料利用率采用始用挡料销。 4.3 卸料方式与出件方式 采用弹性卸料方式。为了便于操作，提高生产率，冲裁废料采用由凸模直接从凹 模洞口推下的下出件方式。 4.4 模架类型及精度 为了保证模具滑动平稳，导向准确可靠，因此采用导向平稳的四角导柱模架。考 虑到零件的精度不是很好，但冲裁间隙较小。因此采用级精度。 8 5 工艺与设计计算 在冲裁工艺与模具结构方案确定以后，为了进一步设计模具零件的具体结构，应 进行以下有关工艺与设计方面的计算： 5.1 排样设计与计算 根据冲裁件形状特征，质量要求，模具类型与结构方案，材料利用率等方面因素 进行冲裁件的排样设计。该零件材料厚度较大，尺寸大，近似三角形，因此可采用对 头直排的排样方式。如图 2 和图 3 所示： 方案一： 图 2 排样图一 方案二： 图 3 排样图二 方案一材料利用率:() 100sba/% =76.76%= 方案二材料利用率:() 100sba/% = 64.92%= 9 比较以上两个方案可知，在相同的搭边值下，方案一比方案二有更高的材料利用 率。但是如果采用方案一，则由于存在 30的偏角，会大大加凹凸模具的加工难度， 精度也难以保证，从而增加了模具成本。考虑诸多因素，故采用方案二。 工位： 冲40 孔，和两个带20 半圆的槽， 落料 以下是方案二材料利用率的计算详情： 搭边值的确定：由于本零件尺寸较大，在查表 2-10、2-11、2-13 的基础上适当 加大得：a1=3mm a=3mm 条料宽度为： 2bda=+（1） 计算得：166bmm= 导料板间距为： 1 sba=+（2） 计算得：250smm= d零件垂直于送料方向的尺寸： a侧搭边最小值； 进距为：247(mm) 由零件图算得一个零件的面积为 26617 2 mm ，故26617 2 mm ，一个进距内的 坯料面积 bs=166247=41002 2 mm 。 因此材料的利用率为： () 100sba/% = 64.92%= 5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机 根据冲裁件尺寸，排样图和模具结构方案，计算冲裁力，卸料力，推件力，及总 冲压力，并计算模具的压力中心。根据冲压总力，冲件尺寸，模架类型与精度等初步 选定压力机的类型与规格。 5.2.1 计算工艺力 （1）冲裁力的确定： 由于此零件的总冲裁力较大，不采用一次成形，而是先冲孔、冲槽，再落料。这 样将大大地降低冲裁力。故实际的最大冲裁力不是总冲裁力，而是落料力。 本模具采用弹性卸料装置和下出料方式， 考虑到在实际生产中模具间隙值的波动 及均匀性，刃口磨损，材料机械性能及厚度的波动，润滑情况等因素对冲压力的值都 有影响。 10 总的冲裁力为： 0 plt= （3） 式中 0 p 冲裁力（n） ； 材料抗剪强度 mpa； l材料轮廓长度（mm） ； t材料厚度（mm） 。 计算得： 1 5 0 400 126.4 31.52 10p = =(n) 2 5 0 400 125.6 31.50 10p =(n) 5 03 400 702.4 38.43 10p = =(n) 由冲模设计手册表 3- 13 查得取 400mpa 卸料力为： xx pk p= （4） 式中 x p 卸料力（n） ； x k 卸料力系数； p 冲裁力（n） 。 计算得： 1 5 0.04 1.52 106080 x p = 2 5 0.04 1.50 106000 x p = 3 5 0.04 8.43 1033720 x p = x k 由冲模设计手册表 3- 15 查得取 0.04 2） 推件力 顺着冲裁方向推出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做推件力。 计算公式如下： tt pnk p=（5） 式中 t p 推件力（n） ； t k 推件力系数； n卡在凹模里料的个数=ht|。 其中，h为凹模刃壁垂直部分高度 （mm） ， t为料厚（mm） 。 根据材料厚度取凹模刃口高度 h=6mm,=3。故 n=6/3=2 查冲模设计手册 11 表 3-16 取 t k =0.05。 计算得： 2 0.05 337203372 t p =n 选择冲床时的总冲压力为： 5 03 8.46 10 zt ppp=+=n 因此可选压力机型号为：j23-100 开式双柱可倾压力机。 （4）确定模具压力中心 为了保证压力机和模具平稳的工作， 必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线 重合，对于使用模柄的中小型模具就是要使其压力中心与模柄轴线相重合，否则将会 使冲模和压力机滑块承受侧向力，产生偏移，引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加 速磨损，还会引起压力机导轨的磨损、影响压力机精度，严重时会损坏模具和设备， 造成冲压事故。 任何几何图形的重心就是其压力中心。对于复杂工件和多凸模冲裁的压力中心， 可利用力矩原理用计算法求得， 即分力对某坐标轴力矩之和等于其合力对该坐标轴的 力矩。 在实际生产中，可能出现冲模压力中心在冲压过程中发生冲压变形的情况，或者 由于冲压件形状的特殊性，从模具结构考虑不宜于使压力中心与滑块中心重合，这时 应注意使压力中心偏离不致超出所选压力机所允许范围。 由于是对称图形，所以重心在如图 4 所示中心位置: 图 4 压力中心 5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 尺寸 r160，可查得凸凹模的最小间隙 zmin=0.26mm，最大间隙 zmax=0.38mm，凸 12 模的制造公差0.030 p mm =，凹模的制造公差0.040 d mm =， （当尺寸在 30 到 80 之 间时凹模制造公差取值 0.030，尺寸在 18 到 30 之间时取值 0.025，尺寸小于 18 时取 值 0.020）由于工件精度为 it14，所以取系数0.5x =，取工件公差 = 0.5 (非圆形 大于等于 0.42 取 0.5 即可，圆形的大于等于 0.2 取 0.2 即可)。将以上各值代入： maxminta zz+（6） 校验是否成立。经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 落料： 落料件尺寸的基本计算公式为 0 () d d ddx + =（7） min () p pd ddz 0 =（8） 对于 r160 有： 0.040.04 15000 (1500.5 0.2)149.90 d rdmmmm + = 00 1500.030.03 (149.900.26)149.64 p rdmmmm = 同理： 00 700.020.02 (69.750.26)69.49 p l dmmmm = 0.030.03 7000 (700.5 0.5)69.75 d l dmmmm + = 0.020.02 500 (50.5 0.2)4.90 d r dmmmm + = 00 50.020.02 (4.900.26)4.64 p r dmmmm = 0.030.03 16000 (1600.5 0.5)159.75 d ldmmmm + = 00 1600.030.03 (159.750.26)159.49 p ldmmmm = 0 () p p ddx =+（9） min0 () d d ddxz + =+（10） 尺寸40，查得其凸模制造公差0.030 p mm =，凹模制造公差0.040 d mm =，由 于工件精度为 it14，所以取系数0.5x =，取工件公差 = 0.5。经验算，满足不等式 maxminta zz+，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 00 0.020.02 (400.5 0.2)40.10 d dmmmm =+= 13 0.030.03 00 (40.1 0.5 0.20.26)40.46 p dmmmm + =+= 冲槽： 0.0250.025 2000 (200.5 0.5)19.75 d l dmmmm + = 00 200.020.02 (19.750.26)19.49 p l dmmmm = 中心距基本公式为: 1 4 d ll=（11） 尺寸160 0.5mm 0.5 1601600.125 4 lmm= 14 6 设计选用模具零部件、绘制模具总装草图 确定凸 凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸。根据凸 凹模的刃口 形状，尺寸大小及加工条件等确定凸 凹模结构形式，进而计算凹模轮廓尺寸及凸模 结构尺寸。凹模轮廓尺寸应保证使模板中心与压力中心重合，并尽量选用标准系列尺 寸。对于细长凸模，应进行强度与刚度校核。 6.1 确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸 6.1.1 凹模设计 凹模直接通过螺形凹钉，销钉与下模座固定的固定方式，因冲件批量大，考虑凹 模的磨损， 强度和保证冲件的质量， 凹模采用柱孔口锥模结构， 刃壁高度为 （510 mm） 。 取 h=6 mm， = 30 凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模的高度: hk b=（12） 查表得 k=0.2。b 为落料时的最大外形尺寸 0.18 24544.1hk bmm= 取 h=45（mm） 。 凹模壁厚: (1.5 2)ch=（13） 取 c=70（mm） 。 沿送料方向的凹模长度为： (2452 70)385lmm=+ = 垂直于送料方向的凹模宽度为： 1602 70300bmm=+ = 根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为： 38530070lbhmmmmmm= 凹模的材料选用 cr12mov, 工作部分热处理淬硬 5658hrc。 6.1.2 凸模设计 为了降低工作时的总冲压力，将落料凸模与冲孔冲槽呈阶梯分布。先冲孔、冲 槽后落料。 落料凸模的尺寸根据刃口尺寸，凸模的材料也选用 cr12mov，工作部分热处理淬 15 硬 5658hrc 冲槽凸模：将安装部分设计成长方形，通过台肩式固定板固定在固定板上。40 孔凸模的设计与落料凸模基本相同，因刃口部分为圆形，其结构更简单， 凸模最小直径的校核（强度校核） ，因孔径远大于材料厚度，估计凸模的强度和 刚度是足够的。为使刚性卸料板的加工方便，取凸模与卸料板的双面间隙 0.2mm 按式: min 4t d 压 (14) = 1400 35024 =2（mm） 最小凸模直径 402，故满足强度要求。 凸模最大自由长度的校核（刚度校核） 按式： 22 max 9090 40 167.4 749000 d lmm f = (15) 由此可知， 小冲孔凸模工作部分长度不能超过 167.4mm 取最小凸模工作部分长度 88mm，冲直槽孔凸模 80mm。 6.2 设计选用定位零件 条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位： 一是在与送料方向垂直的方向上 限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位或送进导向；二是在送料方向 上的限位，控制条料一次送进的距离（步距） ，称为条料纵向定位或送料定距。对于 块料或工序件的定位，基本上也是在两个方向上的限位。 条料采用两根挡料销挡料，并使用一个定位销控制进料。 6.3 卸料与出件装置 卸料采用弹性卸料板，并使用 6 个蝶形弹簧提供回复力。蝶形弹簧的自由长度 l=130mm。 蝶形弹簧参数： d=32mm， d=10mm， t=2.0mm， f=0.9mm， h=2.9mm， 公称负荷 f=6100n。 16 图 5 蝶形弹簧 6.3.1 固定卸料装置 卸料板的尺寸为：lbh =10mm315mm400mm 如图 6： 17 图 6 卸料板 为了提高生产效率， 保证送料方便可靠， 采用下出料方式， 由卸料凸模直接推出。 6.4 模架及零件 6.4.1 模架 （1）选择对角导柱模架 凹模边界尺寸为： 400mm315mm（gb-t 2851.3-90） （2）导柱 见图 7： 18 图 7 导柱 （3）导套 dld=45mm150mm60mm 见图 8： 图 8 导套 （4）模座 模座是冲模全部零件安装的基体，又承受和传递冲压力，因此要求它们具有足够 的强度、刚度和足够大的外形尺寸。模座的尺寸规格根据模架类型、凹模周界尺寸和 安装要求确定。对于矩形模座，其长度应比凹模长度大 mm7040 ，宽度等于或略大 于凹模宽度，深度取凹模板厚度的 5 . 10 . 1 倍。考虑受力情况，上模座厚度可比下模 座小 mm105 。模座的前侧面需进行机械加工，以便在此面打上该模具的标记。上模 座导套孔的外侧面要加工一浅窄槽，便于冲模工作时对导套润滑。模座常用灰口铸铁 制造。该材料有较好的吸震性，这里选用 ht200。 上模座：lbh=400mm315mm55mm 下模座：lbh=400mm315mm65mm 19 凹模固定板与卸料板之间的安全距离为（1520）mm,取 h=20mm； 模具闭合高度 h=314mm。 凸模修磨量为 5，凸模进入凹模的深度为 1， 所以凹模的自由长度为 l=93（mm） 。 6.4.2 其它支承与固定零件 （1）模柄 模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中 心。选择模柄时，先根据模具大小、上模结构、模架类型及精度等确定模丙的结构类 型，再根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔 直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小 510mm。 模柄直径：100 mm； 深度：125 mm； 模柄与上模座孔以6/7 nh配合。其结构形式如图 9： 图 9 模柄 （2）凸模固定板 凸模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。 凸模 固定板选用矩形板件，外形尺寸与凹模一致，厚度取凹模厚度的 %80%60 ，固定板 与凸模或凸凹模以 6/7 mh 配合，压装后将凸模端面与固定板一起磨平，并与凸模形 孔垂直。其上、下表面加工成 mra40 . 0 60 . 1 ，其余部分加工成 6.3 a rm 。凸模固 定板选用 q255a 钢。 凸模固定板：385mm315mm45mm 20 见图 10： 图 10 凸模固定板 （3）垫板 垫板的作用是直接承受和分散凸模传来的压力，以降低模板单位面积上的压力。 在凸模固定板与上模之间加一块淬硬的垫板， 可避免硬度较低的模座因局部受凸模较 大的冲击压力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的形状与尺寸应与固定板相同，其厚 度一般取 mm103 。制作垫板的材料一般用 45 钢，淬火硬度为 4852hrc，淬火后的 垫板上、下平面应磨平，不准有凹坑及变形现象。 垫板：385mm315mm10mm 见图 11： 21 图 11 垫板 6.4.3 紧固件：螺钉与销钉的选用 模具中用到的紧固件主要是螺钉和销钉。冲模中，螺钉与销钉都是标准零件。在 设计中，同一块板上销钉孔与螺钉孔距离不应太小，以防降低强度。 螺钉起固定作用，在模具中广泛使用内六角螺钉，它紧固可靠，螺钉头不外露， 使模具外形美观。螺钉一般用 45 号钢制成，其头部淬火硬度为 3540hrc。在同一组 合中，螺钉的数量不小于 3 个，并尽量远距离错开布置，以保证定位牢靠。因凹模厚 度较大，选用螺钉规格为 m22，螺钉的旋入深度一般可取其公称直径的 1.52 倍。 上模座：采用内六角螺钉 4 个，销钉 2 个，且尽量远距离错开布置，以保证定位 可靠。 其结构如图 12： 22 图 12 螺钉 销钉的公称直径与螺钉一致，各被连接件的销孔与销钉采用 6/7 mh 精度配合加 工，以保证位置精度。销钉选用 35 钢加工而成，其头部淬火硬度为 4825hrc。销钉 的表面粗糙度 mra6 . 1 。圆柱销最小配合深度不能低于圆柱销直径的 2 倍，即 dh2 。其结构如图 13。 图 13 销钉 下模座：六角螺钉 4 个，销钉 2 个。 绘制模具总装草图，校核压力机 （1）模具闭合高度 314hmm= 模 （2）模具总装图 根据模具总体结构方案及设计选用的模具零部件，绘制模具总体草图，检查核对 各模具零件的位置关系，相关尺寸，配合关系及结构工艺性等是否合适或合理，并校 核压力机的有关参数。 如图 14： 23 图 14 空气滤清器连接板冲孔、冲槽、落料复合模 1.下模座 2.凹凸模固定板 3.蝶形弹簧 4.卸料板 5.凹模 6.推件板 7.凸模固定板 8.上模座 9.垫板 10.模柄 11.冲孔凸模 12.冲槽凸模 13.弹簧定位螺钉 14.凹凸模 15. 圆柱销 16.内六角螺钉 17.导柱 18.导套 19.圆柱销 20.内六角螺钉 综上分析，确定本模具的主要零部件的尺寸规格为： 上模座 55315400/=mmhmmbmml 下模座 65315400/=mmhmmbmml 导柱 23045/=mmlmmd 导套 5314045/=mmdmmlmmd 垫 板 10315385/=mmhmmbmml 24 卸料板 10315385/=mmhmmbmml 凸模固定板 45315400/=mmhmmbmml 25 7 确定冲压设备 冲压设备的规格应根据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定： 1.压力机的公称压力必须大于冲压所需要的总冲压力，即 ff压力 。 2.压力机应有足够的行程，以保证毛坯的放进和工件在高度上能获得所需的尺 寸，并使工件能方便地从模具中取出。 3.冲模的闭合高度与压力机的装模高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压 力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。 4.滑块的张开高度应适当。对于冲裁模，张开高度不宜过大，以免上模板与压力 机导轨相撞或滚珠导向装置脱开；对于拉深模，张开高度不宜过小，以便取出工件。 5.压力机工作台的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸并要留有安装固定的余 地。 但在过大的工作台面上安装过小的尺寸的冲模时， 对工作台的受力条件是不利的。 综上所述，确定选用开式双柱可倾压力机 j23-100。 其主要技术参数为： 公称压力/kn 1000 最大闭合高度/mm 480 滑快行程/mm 130 最大装模高度/mm 380 连杆调节长度/mm 100 滑块中心线至床身距离/mm 380 工作台尺寸（前后左右）/mm 7101080 工