机械毕业设计（论文）-汽车车门外板冲压模具设计（全套图纸三维） .pdf

毕毕 业业 论论 文文 题题 目 ：目 ： 院 、院 、 系 ：系 ： 专专 业 ：业 ： 姓姓 名 ：名 ： 学学 号 ：号 ： 指 导 老 师 ：指 导 老 师 ： 完成时间：完成时间：年 月 日 ii 汽车车门外板冲压模具设计汽车车门外板冲压模具设计 摘要摘要 通过深入学习， 对汽车车门外板冲压模具的设计及此零件的设计方式有 了雏形。先分析零件的冲压工艺；确定模具的总体结构；结合零件的冲压 工艺及模具的总体结构设计排样图；根据排样图，计算利用率、冲载力、 压力、选用设备及刃口的尺寸。根据资料再用 autocad 和 ug，对模具进 行设计，然后绘出装配图和零件图进行标注，并编制零件的加工工艺卡， 使理论和生产实际知识综合运用，从而培养和提高了我独立工作的能力。 关键词关键词：冲压模具，冲裁力，autocad，ug 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstract through in- depth study, this part stamping tools design sauff plate designed to take shape. first analysis of the parts stamping process; to determine the overall structure of the mold; combination of parts stamping process and the overall structure of the mold design layout plan; layout diagram to calculate utilization, red contained, pressure, selection of equipment and the size of the cutting edge. data re- use of autocad andug, mold design, then the three- dimensional map into a two- dimensional assembly drawings and parts diagrams to label, and the preparation of parts processing card, the integrated use of theory and production of practical knowledge, so as to nurture and improved my ability to work independently. key words:stamping die，the cutting force，autocad，ug iv 目 录 摘 要 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 abstract ii 第 1 章 绪论 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 课题背景及目的 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 模具行业发展的研究现状 1 1.3 课题设计思路 1 1.4 课题研究的主要目标和内容 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.5 课题研究的主要要求 4 第 2 章 冲模设计程序与步骤概述 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.1 冲件工艺性分析 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.2 工艺方案的确定 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.3 进行工艺计算 9 2.4 模具总体设计 6 2.5 选择冲压设备 6 2.6 模具图样设计 7 第 3 章 汽车门板级进模设计 8 3.1 零件的工艺性分析 8 3.2 工艺方案的确定 9 3.3 排样图的计算 9 3.4 冲裁间隙 10 3.5 冲压工艺力和压力中心的计算 12 3.5.1 冲裁力的计算 . 12 3.5.2 压力机公称压力的确定 . 12 3.5.3 模具压力中心的确定 . 13 3.5.4 模具零件加工工艺 14 3.6 模具总体结构的设计 14 3.6.1 定位方式的选择 . 16 vi 3.6.2 卸料、出件方式的确定 . 17 3.6.3 模架的选用 18 3.6.4 冲压设备的选择 . 21 第 4 章 零部件的设计与选用 22 4.1 工作零件的结构设计 22 4.2 模架及其他零部件的选用 23 第 5 章 模具制造工艺与工艺规程 25 5.1 模具制造工艺规程 25 5.1.1 工艺规程的定义、内容与特点 . 26 5.1.2 工艺规程的文件形式 . 26 5.2 模具制造工艺规程的技术基础 26 5.2.1 模具成型件的结构工艺及其要素 . 26 5.2.2 工艺基准的确定 . 26 5.2.3 模具成型件的加工方法与制造精度 . 26 5.2.4 加工方法与表面粗糙度 . 26 5.3 模具零件制造工艺规程的基本内容 27 5.3.1 模具零件毛坯和加工余量 . 27 5.3.2 模具零件制造工序、工序尺寸与公差 . 27 第 6 章 模具的使用 28 6.1 模具检测 28 6.2 模具使用安全 29 6.3 模具使用的要求 23 第 7 章 模具总装图 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 总结与展望 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 主要参考文献 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。 1 第1章 绪论 1.1 课题背景及目的课题背景及目的 这些年来，中国模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。冲压技术在机械、 航空、汽车、摩托车等行业中应用十分广泛，是现代工业生产的重要手段和发展方向。 冲压工艺具有生产率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批 量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技 术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。 当前，世界范围内的汽车制造业面对着市场激烈竞争的严峻挑战，在新能源汽车的 开发方面，多国竞争更是方兴未艾，汽车新车型的开发周期已经从过去的 1 年缩短至半 年左右，并且还将继承缩短。汽车冲压模具的制造周期是影响新车型上市快慢的重要因 素，汽车冲压模具的质量在很大程度上决定了汽车本身的外观和质量，所以冲压模具是 决定汽车新车型开发是否成功的枢纽因素。 1.2 模具行业发展的研究现状模具行业发展的研究现状 模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。75的粗加工工业产品 零件、50的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济 的基础行业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用 范围十分广泛。 “九五”以来，发达国家纷纷将制造业转移到我国，使我国模具工业 面临空前的发展机遇。模具已从过去的“附属产品”逐渐成为“独立”的新型产业，我 国已成为模具生产大国和消费大国。国内各行业的高速发展，在对模具工业提出了越来 越高要求的同时，也大大加速模具产业的发展。目前，国际模具行业竞争激烈，近两年 来德国模具整体价格已下降 14 左右，且全球 58的模具由德国等西欧国家生产，中 国等亚洲国家仅占极小的比例。目前，我国有模具生产厂点约两万家左右，2003 年我国 模具工业产值达到 450 亿元，2005 年模具产值预计为 600 亿元。按模具总量排名，紧随 日本、美国之后，居世界第 3 位。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，有些已接 近或达到国际水平。我国的模具行业虽也已步入了高速发展时期，但存在的问题仍然不 少。 目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 2 总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销 售的约占三分之一。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%，其它各类模具约占 11%。这些年来，中国模具工业一直以 15%左右的 增长速度快速发展。 模具工业是我国金属制品的支柱， 多数工业产品的生产都需要模具， 小到手机盖板，大到汽车顶，新加坡车门，都需要模具作为生产设备。机械、汽车、电 子等产业是模具工业的主要市场，其中汽车、摩托车行业占有模具工业一半市场。国民 经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。每 一型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元；每一型号的摩托车将近千副模具，价值 1000 多万元。 随着我国汽车、摩托车市场竞争逐渐白热化，十几年、几十年不变的型号车将淘汰 出局，消费者除追求其性能更完善，配置更为优良外，对车辆外观也十分挑剔。为了满 足消费者的需要，汽车、摩托车行业必须不断地推出新产品、新型号。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资力度，将技术进步视为企业发展的重要动 力。此外，许多研究机构和大专院校也在积极开展模具技术的研究和开发。 3 1.3 课题设计思路课题设计思路 图 1-3 设计思路 1.4 课题研究的主要目标和内容课题研究的主要目标和内容 课题研究的主要目标： 1 阅读复合模相关文献，分析零件图 2 根据产品特征，选择正确的成形工艺方案 3 确定排样形式和搭边距离 4 计算各种参数，设计级进模具模具图 5 使用三维造型软件，绘制总装图 6 毕业设计是本科教学过程最后的也是最重要的实践教学环节。毕业设计的目的是培养 学生综合运用所学的基础理论、 专业知识和基本技能， 提高分析与解决实际问题的能力； 使学生得到从事实际工作所必需的基本训练并具备科学研究工作的初步能力。通过这一 教学环节，学生可以得到科学研究素养、创新意识和工程实践能力的培养和训练，因而 是培养学生创新精神和实践能力的一次较为系统的训练。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 4 课题研究的主要内容： (1）模具的设计计算； (2）模具的材料选用； (3）模具零件的三维实体绘制及装配； (4） 毕业设计计算说明书(一篇完整的毕业设计说明书或毕业论文通常由题名 （标 题） 、摘要、目次页（目录） 、引言（前言） 、正文、结论、致谢（谢辞） 、参考文献和附 录等几部分构成（排版要求按教务处规定执行） 。 1.5 课题研究的主要要求课题研究的主要要求 要求：毕业设计注重以下方面能力的培养： 1、调查研究，检索和查阅中外文献和收集资料的能力； 2、理论分析，进行方案设计论证、分析比较的能力； 3、设计、计算和绘图的能力； 4、实验研究和数据处理的能力； 5、外文阅读和翻译能力； 6、 计算机应用能力； 本次设计对汽车车门外板进行冲压模具设计，利用相关的三维绘图软件绘制冲压 模具零件的三维实体模型，再将建模过程中产生的上模座、下模座、凸模、凹模等三维 零件模型按照需要添加的装配约束把各零件按实际工作时的位置放置在一起，完成零件 模型的装配。 5 第 2 章 冲模设计程序与步骤概述 2.1 冲件工艺性分析冲件工艺性分析 1）根据锁提供的产品图样，分析冲压检的形状、尺寸、精度、断面质量、装配 关系等要求。 2）根据冲压检的生产批量，决定模具的结构形式、选用材料。 3）分析图样上冲压件所用材料是否符合冲压工艺要求。决定是否采用条料、 板料、卷料还试边角废料。 4）根据工厂现有设备情况以及冲压件和冲压件批量对设备的要求选择合适的 压力机。 5）根据工厂的制造水平及装备情况，为模具结构设计提供依据。 6）了解模具标准部件商品的供应状况。 2.2 确定合理的冲压工艺方案确定合理的冲压工艺方案 1）根据对制件所作的工艺分析，确定基本的工序性质，如落料、冲孔、弯曲 等。 2）进行工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3）根据冲件生产批量和条件（材料、设备冲件精度）确定工序组合，如采用 复合冲压工序或连续冲压工序。 4）根据各工序的变形特点、尺寸要求等确定工序排列顺序，如采用先冲孔后 弯曲，还是先弯曲后冲孔。 2.3 进行工艺计算进行工艺计算 1）计算毛坯尺寸，合理排样并绘制排样图，计算出材料利用率。 2）计算冲压力，其中包括冲裁力、弯曲力、拉深力、卸料力、推件力、压边 力等，以确定压力机。 3）选定压力机型号、规格。 4）计算压力中心，以免模具受偏心负荷而影响模具的使用寿命。 5）计算并确定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、垫板等）的外形尺 寸以及弹性元件的自由高度。 6）确定凸凹模间隙，计算凸凹模工作部分的尺寸。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 6 7）确定拉深模的压边圈、拉深次数、各种中间工序模具的尺寸分配，以及半 成品尺寸计算等。 2.4 模具总体设计模具总体设计 进行模具结构设计，确定结构件形式和标准。 1）成形工作零件与标准确定 如凸模、凹模及凸凹的结构形式是整体、组 合还是镶拼的。 2）选定定位元件 如采用定位板或挡料销或导正销等。对于级进模，还 要考虑是否用始用挡料销、导正销和定距凸模（侧刃）等。 3）卸料与推件机构及构件的确定 卸料有刚性卸料和弹性卸料两种形 式。 刚性卸料通常采用固定卸料板结构形式， 弹性卸料常采用弹簧或橡皮作为卸料元件。 4）导向零件的种类和标准的确定 包括是否采用导向零件，采用何种形式 的导向零件。设计中最常用的有滑动导柱导套导向和滚动导柱导套导向。 模架种类及规格的确认，绘制模具整体结构草图，初步计算并确定模具闭合高度， 概算模具外形尺寸。 2.5 选择冲压设备选择冲压设备 根据工厂现有设备情况以及要完成的冲压工序性质，冲压加工所需的变形力、变 形功及模具闭合高度和轮毂尺寸等主要因数，选用压力机的型号、规格，选用压力机时 必须满足以下条件： 1 压力机公称压力必须大于冲压力。 2 模具的闭合高度应在压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间当 多副模具安装在同一台压力机上时，多副模具应该有同一个闭合高度。 3 压力机的滑块行程必须满足制件的成形要求。 拉深时为了便于放料和取料， 其行程必 须大于拉深高度的 2- 2.5 倍。 4.为了便于安装模具，压力机工作台面尺寸应大于模具下模座尺寸，一般每边大 150- 200mm。台面上的孔应能保证制件或废料漏卸。 2.6 模具图样设计模具图样设计 绘制模具总图 1主视图 常取模具的工作位置，采用剖面画法。 2俯视图和仰视图 俯视图（或仰视图）一般是将模具的上模部分（或下模部分） 7 拿掉，视图只反映模具的下模俯视（或上模仰视）可见部分，这是冲模的一种习惯画法。 3.侧视图和局部视图等视图必要时画出。 4.制件图 常画在图样的右上角，要注明制件的材质、规格以及制件本身的尺寸、公 差及有关的技术要求。对于有数副模具冲压成的制件，除画出本工序成品制件图外，上 要画出上工序的半成品图（毛坯图一般放在图样的左上角） 。 5.排样图 对落料模、复合模和级进模，必须在制件图的下面画出排样图。排样图上 应标有料宽、步距和搭边值。复杂和多工位级进模的排样图，一般单独绘制在一张图样 上。 6.技术要求及说明 一般在标题栏的上方写出该模具的冲压力、模具闭合高度、模具 标记所选设变型号等其他要求。 7.列出零件明细表。 8.绘制非标零件图 9.编制相关技术文件 10.审核 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 8 第第 3 章章 汽车门板级进模设计汽车门板级进模设计 3.1 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 图 3- 1 零件图 图 3- 2 三维零件图 第 2 章 本章标题 9 （1） 名称： 汽车车门外板 材料： 08f 优质碳素钢， 厚度为 1mm， 抗剪强度：抗拉强度 b （mpa）：295（30）;屈服强度 s （mpa）：175（18）. （2）生产批量：大批量； （3）结构：成形件； （4）尺寸精度：制件精度为 it11-12 级。 通过分析，此制件为大型冷冲成形件，形状相对简单。需要成形、切边、冲孔、等 多道工序完成加工。在整个模具的设计工程中，模具的结构设计安排的是否合理将极大 的影响整副模具的使用性能。材料为 08f，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构 相对简单，工件尺寸精度高。 3.2 工艺方案的确定工艺方案的确定 （1）工序性质：成形、切边、冲孔。 （2）组合程度：1）单序模：成形、切边、冲孔。 2）级进模：冲孔、切边、成形、冲孔、切断。 方案 1 模具结构比较多，需要很多道工序，生产效率太低，不适合大批量加工。 方案 2 只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度比较容易保证，生产效率高、 产量大，适合采用级进模的方式。 通过对上述两种方案的比较，该件的生产采用第二种方案为佳，生产效率高，既能 满足制造要求又能符合经济要求。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 10 3.3 排样图的计算排样图的计算 图 3- 3 排样图 据图 3- 3 排样图所示，采用条料连续生产，条料尺寸上图都已标注。毛坯的尺寸 l1 为： 条料宽度方向尺寸 a=695mm； 送料的步距尺寸 b=515mm； 产品的厚度尺寸 t=1.0mm； 送料的连料负载宽度 c=15mm 3.4 冲裁间隙冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模的凸模和凹模刃口之间的尺寸之差。 单边间隙用 c 表示， 双边间隙用 z 表示。凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影响工件的尺寸精度。 由于凹、凸模之间存在着间隙，所以冲裁件断面都有锥度。冲孔落料件都是测量其 光亮带部分的尺寸，而冲孔的光亮带是凸模挤入而形成的，落料的光亮带是落料件挤入 凹模型孔形成的，故冲孔时孔的尺寸由凸模决定，落料时的外形尺寸由凹模决定。 由于冲裁时凸、凹模的磨损，使凸、凹模实体尺寸变小，故在设计凸、凹模尺寸时 应考虑凸、凹模的磨损方向，使其磨损之后还能保证冲件尺寸的要求。 考虑凸、凹模制造公差的方向，确定凸、凹模的基本尺寸。 1、凸、凹模制造公差： maxmin, 0.4,0.6zzzzz = = 凸凹凸凹 2、刃口尺寸计算公式： 第 2 章 本章标题 11 （1） 、冲孔磨后变小的公式： () () 0 min min 0 bbx bbz + =+ =+ 凸 凹 凸 凹凸 （2） 、落料磨后变大的公式： () () max 0 0 min aax aaz + = = 凹 凸 凹 凸凹 按以上（1） 、 （2）之法可得出： （3） 、冲孔磨后变大的公式： () () max 0 0 min aax aaz + = = 凹 凸 凹 凸凹 （4） 、落料磨后变小的公式： () () 0 min min 0 bbx bbz + =+ =+ 凸 凹 凸 凹凸 （5） 、c 是磨后不变的尺寸，其公式为 () min / 2 8 ccc =+ 凸凹 以上各式中：b凸、b凹、 a凹、a凸 为凸、凹模基本尺寸； max a 、 min b 为最大、最小极限尺寸； min z 为最小初始间隙； 为工件公差； x 精度等级系数，并有： （高于）it11 时 x=1;it11it12 时 x=0.75； 凸 、凹 凸、凹模制造公差。 3、具体的计算如下： 查表确定初始间隙： ;24.0 2.0 max min = = z z xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 12 04.0 max = nmi zzz 4、计算凸、凹模制造公差： mm06.01.06.06.0 mm04.01.04.04.0 凹 凸 = = z z 由此可得： () () m a x 0 0 m in aax aaz + = = 凹 凸 凹 凸凹 3.5 冲压工艺力和压力中心的计算冲压工艺力和压力中心的计算 3.5.1 冲裁力的计算冲裁力的计算 1.冲裁力的计算： k系数，通常 3 . 1=k 。 查表可知 b=460520mpa ，抗剪强度按 b=490mpa 计算，则冲裁力为： tklf6.1098450118783.1= 2.冲孔力的计算： tklf6.1098450110783.1= ； tfnkf3.1816.1098055.03 推推 = ； tfkf666.109806.0 顶顶 = ； 3.卸料力、推件力及顶件力的计算 根据冲裁件料厚查冷冲模设计及制造表 3- 16 可得： 06.0、055.0、045.0 顶推卸 =kkk ； 所以： f/卸=k/卸f=15.2t 第 2 章 本章标题 13 3.5.2 压力机公称压力的计算压力机公称压力的计算 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力 )( 总 f ， )( 总 f 为冲裁力和与冲裁 力同时发生的卸料力、推件力或顶出力的总和。根据不同的模具结构，冲压力计算应分 别对待，即 当模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时： 准卸总 ffff+= （公式 3- 16） 当模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式时： 顶卸总 ffff+= （公式 3- 17） 当模具结构采用刚性卸料装置和下出件方式时： 推总 fff+= （公式 3- 18） 本论题模具采用弹压卸料装置和下出件方式，其总压力包括：冲裁力、卸料力和推 件力。所以其总压力为： f总=f+f卸+f顶=1330.5t 一般按公称压力的 80%要大于等于冲压总压力来选用压力机，即 总公称 %80ff （公式 3-19） 所以：预选压力机的公称压力为：f公称1665.3t 3.5.3模具压力中心的确定模具压力中心的确定 模具的压力中心，就是冲压力合力的作用点。求压力中心的方法是：采用求空间平 行力系的合力作用点。 根据力学原理，各分力对某轴力矩之和等于某合力对同轴之矩，则可得压力中心坐 标计算公式： 1 122331 0 123 1 n ii nni n n i i f x f xf xf xf x x ffff f = = + = + （公式 3- 20） 1122331 0 123 1 n ii nni n n i i f y f yf yf yf y y ffff f = = + = + （公式 3- 21） xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 14 据此，本设计确定零件的压力中心如下： 1）把整个刃口轮廓按基本要素划分成 1 l 、 2 l 、 10 l ，并计算各基本线段长度，应为产 品为规则形状的图片所以压力中心为产品中心 3.5.4 模具零件加工工艺模具零件加工工艺 各种结构的冲裁模， 一般都是由工作零件(包括凸模、 凹模)、 定位零件(包括挡料销、 导尺等)、 卸料零件(如卸料板)、 导向零件(如导柱、 导套)和安装固定零件(包括上下模座、 垫板、凸凹模固定板、螺钉和定位销)等 5 种基本零件组成。 采用弹性卸料板的冲裁模，其凸模的长度应根据模具的具体结构确定。采用线切割 机床加工，为了使模具装配方便将冲孔和切断凸模设计成直通式，采用弹性卸料板，基 本结构如图 3- 5- 4 所示。凸模的长度按式 (3- 5)算： 图 3- 5- 4 ll1l2+l3+l4 公式（3- 5） 式中 l1凸凹模固定板厚度； l2缷料板的厚度； l3进凹模的厚度； l4自由高度 l=30+2+40+8=80 第 2 章 本章标题 15 式中的 l4凸凹模进入凹模的深度、凸凹模修磨量、冲模在闭合状态下缷料板到凸 凹模固定板间的距离。一般应根据具体结构再加以修正。 这里设计的凹模长度按式 (33)计算： l=30+5+25+5 (公式 33) 式中 l1凸凹模固定板厚度，单位 mm； l2缷料板的厚度，单位 mm； t材料厚度，单位 mm； 其中，式中 h 取 1520mm。 凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双面间隙在 0.1mm。 凹模固定板厚度取 30mm。卸料板的厚度为 20mm， ，缓冲长度 10mm.则凸凹模长度 根据公式 ll1l2 +h，即 l=(302510)mm65mm。 结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，所以 无需对其进行强度校核。冲裁时凸凹模进入凹模刃口 8mm 如图 3.4 所示: 图 3- 5- 5 切边凹模 凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶嵌式；刃口也有平刃 和斜刃。这次设计凹模采用板形，结构采用整体式，刃口采用平刃。 凹模的固定方法，采用螺钉和销钉将凹模固定在下模座上，保证螺钉（或沉孔）间、 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 16 螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，不然会影响模具寿命。 该副落料冲压冷冲模的送料导向零件采用用定位销，可以很好的起到定位和导向的 作用，而且结构简单实用。由于本次设计采用复合模，所以在卸料板上开有挡料销的让 孔，可以很好的保证模具的运作。 3.6 模具总体设计模具总体设计 图 3- 6- 1 汽车门板级进模模具结构 3.6.1 定位方式的选择定位方式的选择 紧固零件有：螺钉用于固定模具零件，而销钉则起定位作用。卸料螺钉 m10 固定 螺钉 m10 以及10 销钉。定位零件是指保证条料或毛坯在模具中的位置正确的零件。 包括挡料销、导料块（级进模用） 、定位螺钉（如图 3.8） 、固定定位、活动定位等。 图 3- 6- 1 浮升导料销 第 2 章 本章标题 17 3.6.2 卸料、出件方式的确定卸料、出件方式的确定 卸料板一般分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。弹性卸料板有敞开的工作空 间，操作方便，生产效率高，冲压前可对毛坯有预压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸 料，所以这里选用弹性卸料装置。 图 3- 6- 2 弹压卸料装置 为了得到平整的工件，模具采用弹压式卸料结构，使条料在冲孔后可以脱离凸模， 所以用绿色重载铁弹簧为弹性元件。卸料力由绿色重载铁弹簧提供。绿色重载铁弹簧的 自由高度取 5mm。因为冲裁材料较薄，而且有拉深成型，所以冲压时需对零件起压料 作用，所以选用弹压卸料装置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.81.0）倍，考虑到 拉深模具必须完全闭死，所以取为 40mm，其外形尺寸一般与凹模相同。 因为在冲压过程中，下凸模不会使冲件从上凹模中卸下，所以这里需要有推件与顶 出装置。 卸料板采用 p20 制造，淬火硬度为 2832hrc。弹压卸料板与凸模的单边间隙可根 据冲裁模厚度按表 11- 2 选用，这里工件厚度为 1，所以卸料板与凸模间隙取 0.1。 表 3- 1 弹压卸料板与凸模间隙值 （mm） 材料厚度 t 0.5 0.51 1 单边间隙 z 0.05 0.1 0.15 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 18 图 3- 6- 3 卸料板 3.6.3 模架的选用模架的选用 模架是上模座、下模座、导柱、导套的组合体。有导柱模模架、导板模模架。该模 具应选择后置导柱。 选用滑动导柱和导套，其结构和尺寸都有标注规定。导套内孔有储油槽，以便储油 润滑，内孔与导柱滑动配合；导柱的两端基本尺寸相同，公差不同。按照标注选用时， l 应保证导柱的上端面与上模座的上平面之间的距离不小于 1015mm，以保证凸、凹 模经多次刃磨而使模具闭合高度变小后，导柱也不会影响模具正常工作；而下模座的下 平面与导柱压入端的端面之间的距离不应小于 23mm，以保证下模座在压力机工作台 上的安装固定；导套的上端面与上模座上平面之间的距离应大于 23mm，以便排气和 出油。 导套的外径和上模座采用过盈配合（h7/r6） ；导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈 配合（h7/r6） 。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间 隙小的一般按照 h6/h5 配合，冲裁间隙大的一般按照 h7/h6 配合。 根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的 导柱模架；另一类是是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。模架及其 组成零件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。 导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。 滑动导向模架的精度等级分为级和级，滚动导向模架的精度等级分为 0级和 第 2 章 本章标题 19 0级。各级对导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱 轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些技术条件保证了整个 模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件 的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本点保证。 滑动导向模架的结构形式有 4 种：对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架、 后侧导柱模架。后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便， 但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都 容易磨损。从而影响模具寿命。此模具一般用于较小的模架。 该模具采用后侧导柱模架，这种模架的导柱在模具的一边。以 凹模周界尺寸为依 据，选择模架规格。查冲压模具课程设计指导与范例书第 231 页，得到以下数据： 上模座厚度 h 上模取 62mm，上模垫板厚度 h 垫取 20mm，上固定板厚度 h 固取 30mm， 卸料板厚 40mm，上模板厚 60mm,，下固定板厚 40，下模座厚度 70mm,模脚 120mm， 那么，该模具的闭合高度： h 闭=h 上模+h 垫+ h 固+l+h 卸料+h 凹+ h 垫+h 下模 =405mm 式中：l运动长度，l=10mm h凹模厚度，h=40mm h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=8mm 可见该模具闭合高度小于所选压力机 j1800500 的最大装模高度 （450mm） ， 可以使用。 模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模 座。模座一般分为上、下模座，其形式基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安 装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视 上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不足，工作时会产生 较大的弹性变形，导致模具的弹性零件和导向零件和导向零件迅速磨损，这是常见的却 又往往不为人们所重视的现象。 设计时按标准选用模架或模座。在不能使用标准的情况下，设计冲模模座时注意以 下几点。 （1）模座的外形尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求来确定。对于圆形模座，其直 径应比凹模板直径大 3070mm。对于矩形模座，其长度应比凹模板长度大 4070mm， xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 20 而宽度可以等于或略大于凹模板宽度，但应考虑有足够位置来安装导柱、导套。模座的 厚度取凹模板厚度的 1.01 倍，根据受力情况，上模座厚度可比下模座厚度小 510mm。 对于大型非标准模座，还必须根据实际情况需要，按零件工艺性要求和零件结构设计规 范进行设计。 （2）所设计的模座必须与所选的压力机工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行 必要的校核，如下模座尺寸应比压力机工作台孔或垫板孔尺寸每边大 4050mm 等。 （3）模座材料根据工艺力的大小和模座的重要性选用，模座选用 q235 或 45#结构 钢。 （4）模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为 4 级。 （5）上、下模座的导柱与导套安装孔的位置尺寸必须一致，其孔距公差要求在 0.02mm 以下。模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座上、下面的垂直，安装滑动式 导柱和导套时，垂直度公差一般为 4 级。 上、下模座已有国家标准，除特殊类型外，尽可能按标准选取。标准可查书冲压 模具课程设计指导与范例中表 9- 46 模架。具体见上模座 cad 图、上模座三维图、下 模座 cad 图、上模座三维图所示 上模座三维图 第 2 章 本章标题 21 下模座三维图 3.6.4 冲压设备的选择冲压设备的选择 压力机类型的选择（液压机 或曲柄压力机 或自动压力机） （1）中、小型冲压件 选用开式机械压力机； （2）大量生产的冲压件 选用高速压力机或多工位自动压力机； （3）薄板冲裁、精密冲裁 选用刚度高的精密压力机。 为使压力机能安全工作， 选择压力机型号为 j1800500 式压力机，其主要参数为: 公称压力：18000kn 滑块行程：350mm 最大封闭高度：450mm 最大封闭高度调节量:200mm 工作台垫板孔尺寸： 250 垫板厚度：90mm xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 22 第第 4 章章 零部件的设计与选用零部件的设计与选用 4.1 支撑固定及卸料零件支撑固定及卸料零件 4- 1- 1 内六角螺丝 图 4- 1- 2 卸料螺钉 总结与展望 23 4.2 模架及其他零部件的选用模架及其他零部件的选用 图 4- 2- 1 成形下模 图 4- 2- 2 模脚 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 24 图 4- 2- 3 下模垫板 总结与展望 25 第五章 模具制造工艺与工艺规程 5.1 模具制造工艺流程模具制造工艺流程 5.1.1 工艺规程的定义、内容与特点工艺规程的定义、内容与特点 1）定义和性质 将模具制造工艺过程，及其中各工序的内容，采用表格或卡片形式规定 下来的文件，称谓模具制造工艺规程。 显然，模具制造工艺规程是组织、指导、控制和管理每副模具制造全过 程，具有企业法规性，不能随意删改，若删改须通过正常修改、变更批准程序的工艺文 件。 当某副模具的制造工艺过程全部完成， 验收合格， 交付用户正常使用后， 该副模具的制造工艺规程，则即行废止。其工艺文件则当完整存档保存，并视为企业的 技术资源。 2）内容和特点 模具制造工艺规程的内容 制订工艺规程的依据是：模具结构设计 图样及其制造技术要求和企业所拥有的加工机床、工装，以及相关的工艺文件资料等企 业资源。 根据模具成形件结构，及其型面技术要求高，须进行精密成形加工的 特点，采用 cnc 机床与计算机技术组成模具 cad/cam、fxms 制造技术，使实现设计 与制造数字化、一体化生产：使工艺内容实现高度集成化，以减少成形加工误差。这是 现代模具制造工艺技术的显著特点。 5.1.2 工艺规程的文件形式工艺规程的文件形式 工艺规程的形式与模具厂的规模、技术传统、管理水平，以及专业化生 产水平有关。一般有三种形式，包括：工艺过程卡片，工艺卡片和工序卡片。 5.2 模具制造工艺规程的技术基础模具制造工艺规程的技术基础 5.2.1 模具成型件的结构工艺及其要素模具成型件的结构工艺及其要素 1）批量生产的模具标准件，其制造工艺过程中的工序是相对稳定的。而模 具成形件则须依据制件（产品零件）的结构要素和技术条件进行设计，因此，每副模具 的成形件都有其特殊的形状、尺寸精度与质量要求。并以单件生产方式进行制造。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 26 2）成形件的结构工艺性 为保证模具成形件的使用性能，尺寸、位置 精度与质量，其结构工艺要素必须合理、正确地进行设计，使其在加工时能满足要求。 5.2.2 工艺基准的确定工艺基准的确定 工艺基准试工序卡中的重要内容。工艺基准试成形件在加工中的定位、测量 和装配时采用的基准。所以，工艺基准可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基 准。 工艺基准需力求与设计基准重合，使符合基准重合原则。因此，在设计成形 件时，就应该考虑设计基准与工艺基准重合的原则，以减少基准不重合的误差，保证加 工精度。 5.2.3 模具成型件的加工方法与制造精度模具成型件的加工方法与制造精度 由于在模具成形件加工工艺过程中，广泛采用 nc、cnc 高效、精密数字化 加工技术和广泛采用具有精密坯件，来制造成形件，从而提高了成形件的加工精度、表 面粗糙度和加工效率。 5.2.4 加工方法与表面粗糙度加工方法与表面粗糙度 冲件的断面与外观质量，塑件、压铸件、玻璃制品等制件的外观质量，均取 决于成形型面加工质量。 5.3 模具零件制造工艺规程的基模具零件制造工艺规程的基本本内容内容 5.3.1 模具零件毛坯和加工余量模具零件毛坯和加工余量 零件毛坯的制造，是指有原材料经加工，转变为合格零件的第一步。因此，零件 毛坯的结构要素和材料须与模具零件所要求的材料和结构要素向符合。这样，将使模具 厂减少了粗加工工作量。供给模具厂的毛坯，则试按技术规范留有少量加工余量的 坯件。 5.3.2 模具零件制造工序、工序尺寸与公差模具零件制造工序、工序尺寸与公差 1）划分工艺阶段 模具成形件制造工艺过程中的工艺阶段的划分，和一般机械零件基本上 相同，可分为粗加工、半精加工、精加工和精饰加工四个阶段。 2）确定工序内容与加工顺序的原则 合理确定工序内容与加工顺序，对缩短制造工艺过程：进行高效、精密 总结与展望 27 加工：保证加工精度和表面粗糙度具有重要作用。 3）工序尺寸与公差的确定 工序尺寸与公差是指在某工序所有加工内容均完成后，工件应达到的尺 寸与公差。所以确定每道工序的尺寸与公差，则主要取决与：每道工序的加工余量和工 艺基准的选择两个因素。 5.4 数控加工数控加工 5.4.1 数控加工分析 下模座需加工的部分有型面和落料槽，如图 5.1 所示： 图 5.1 加工下模座 5.4.2 具体创建过程 （1） 下模座模型的导入及定向 导入 ug 加工环境，从其他文件导入到到 ug 加工模块进行加工，并对加工坐标系 进行定位，加工坐标系定在模具的对称中心处，结果如下图 5.1.1 所示。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 28 图 5.1.1 导入并定向后的凸模 （2） 选择加工类型 在菜单栏点选“加工类型” ，从下拉菜单中选择“加工几何视图” 。 （3） 工件的设置 单击刀路管理器中的“属性”标题，展开子项，双击“材料设置”标题，弹出机床 组 参数设置选项卡，单击选项卡中的“边界盒”按钮，完成毛坯工件的设置。 （4） 用 d20r10 球刀进行型面粗加工 在菜单栏点选“刀具路径”“曲面粗加工”“型面加工”进行刀具设置和加工 参数设计，其结果如图 5.12 和 5.13 所示； 总结与展望 29 图 5.12 刀具设定界面 图 5.13 加工参数设定界面 设置进给率：800；下刀速率：300；提刀速率：500；主轴转速：1000。单击对话 框中的“曲面加工参数”选项卡，设定加工预留量为 0.3； 设定 z 轴最大进给量为 0.3；设定粗切方式为双向切削，生成下图 5.1.4 所示刀路： 图 5.1.4 粗加工挖槽刀路 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 30 （5） 用 d5r0.5 刀具进行落料槽加工 落料槽加工需采用轮廓加工的方式进行，首先应连接要加工轮廓的边界曲线，进行 合并，然后依据该曲线进行走刀，如图 5.15 所示。 图 5.15 轮廓曲线的提取 在弹出的“精加工平行铣削”对话中，设置进给率：800；下刀速率：300；提刀速 率：500；主轴转速：1500；设定半精加工余量 0.1，点选按钮，系统生成下图 5.1.6 所示的刀路： 图 5.1.5 轮廓半精加工刀路 总结与展望 31 （6） 轮廓精加工刀路 轮廓粗加工后，留有 0.5mm 的加工余量，精加工仍然选择轮廓加工的方式，一次 性加工到位，将加工余量定位 0mm，其余参数不变，如图 5.16 所示。 图 5.16 落料槽的轮廓加工 其余的型面加工方法与上述类似，其结果如图 5.17 所示。 图 5.17 下模座总体加工程序 5.5 程序后处理程序后处理 利用 ug 编制完加工步骤后还必须对加工程序进行程序后处理，以适应不同数控操 作系统或机床类型的加工要求,如图 5.3。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 32 图 5.18 后处理界面 总结与展望 33 第第 6 章章 模具的使用模具的使用 6.1 模具的模具的检测检测 不论什么模具，在使用时都要经过检测，对于新模具要检测是否经过试模，有无模 具制造合格证和试模样件，检查样件形状尺寸是否符合产品图样要求。对于已经用过的 旧模具再次使用，要检查用了多长时间，模具的整体性和各构件是否完好无损，新旧程 度，能否继续直接用于生产，需不需要再做修理和维护。 检测的内容试多方面的，但不同的模具有不同的具体内容。 6.2 模具模具使使用用安安全全 模具一旦制成以后应在安全状态下正常使用才能达到应有的寿命。做到模具使用安 全，实际上就是做到操作者的人身安全和设备安全这两大问题的有机结合。具体地说： 首先模具本身从结构到制造质量符合并达到模具的有关标准，即模具质量上是可靠的： 其次模具所用的压力机能满足工艺上的要求：第三操作方法是合理的，这样使用的模具 就有安全保障。 6.2.1 人身安人身安全技术全技术 人身安全必须得到最充分的重视，丝毫不可含糊和放松警惕，具体措施是： 1） 消除和减少危险区域。 2） 防止手进入危险区域。 3） 以机械化自动化装置代替手工操作。 4） 以手工具代替手进入危险区域。 5） 若手进入危险区域压力机应停止使用。 6） 安全启动压力机，如双手斗离开危险区时，压力机才能启动。 7） 设置 压力机误动作机构。 xxxxxxx 学院毕业设计（论文） 34 8） 防止运输和安装事故，降低噪声。 6.2.2 装置安全技术装置安全技术 由于大量生产和自动化生产的需要，采用自动保护装置代替操作人员监视冲 压过程中有关环节。 6.3 模具使用要求模具使用要求 6.3.1 模具使用与寿命模具使用与寿命 对于大量生产，模具使用寿命长短直接影响到生产效率的提高和生产成本的降低， 所以模具的寿命对使用者来说是个非常重要的指标。模具寿命长短，首先取决于模具的 设计与制造质量，其次是使用的合理性，正确维护和保养。全面地评价影响模具寿命的 因素试多方面的。 6.3.2 定期检查定期检查 模具在使用过程中不能长期使用直到模具出了故障再做检查，应进行定期检查，并 做好原始记录，使模具在完好状态下正常工作。 6.3.3 操作制度的基本内容操作制度的基本内容 操作者应做到有序、高效、安全生产，应有一系列必须遵守的操作制度。使用不同 模具有不同的具体操作要求。 总结与展望 35 第第 7 章章 模具的总装图模具的总装图 图 7- 1 模具总装图 xx