金属散热器模具设计

摘要 I 摘要摘要 我的设计是冲孔落料级进模再拉深的设计，冲压模具主要是将板料分离或成形而 得到制件的加工方法。因为模具的生产主要是大批量的生产，而且模具可以保证冲压 产品的尺寸精度和产品质量，模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件 的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。在本次 设计的垫片中，不仅要考虑要使做出的零件能满足工作要求，还要保证它的使用寿命。 其次设计中还要考虑到它的实际工作环境和必须完成的设计任务，模架采用对角 型模架，这样可以采用线切割等数控设备来一次完成全部的工序加工，在设计中我要 考虑到很多关于我所设计模具的知识，包括它的使用场合、外观要求等，从这里可以 知道模具设计是一项很复杂的工作，所以在设计要不断的改进直到符合要求。 本次设计的主要内容：工件的工艺性分析；冲压工艺方案的确定；模具的技术要 求及材料选用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零 部件的结构设计；模具的总装图；模具的装配等。 关键词关键词：模具产业现状、冲压模具、级进模、散热器 II Abstract Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national defense and in the daily lives of area, especially in the machinery industry. Mechanical products is the most pressing housing products, and the improvement of product performance requires of high-quality performance stamping molds ,stamping,process and product design. There are many ways of molding products of stamping. progressive die is mainly used for blanking, bending, stretching, etc. And Stamping molds almost form more than 60 percent of the total number. For example ,Electrical Control can be realized as semi-automatic or automatic operation. Cold-metal stamping die mainly used for the molding products, and it is very important in the production of stamping technology devices. The basic component of stamping molds is block model from top to bottom,mould plate, fixed-plate of mould plate, die inserts, raising nails, I. plateplate unloading I. Introduction sets column, unloading bombs nail plate, plate Discharge and so on. Key wards：mold industry、stamping die、progressive die、radiator Abstract III 目目 录录 摘要摘要.I Abstract.II 第一章第一章 绪论绪论- 1 - 1.1 冲压模的发展与现状- 3 - 1.2 冷冲压工序与分类- 4 - 1.2.1 冷冲压工序- 4 - 1.2.2. 冷冲压工序名称分类- 4 - 第二章第二章 冷冲压模具的分类冷冲压模具的分类- 5 - 2.1 冷冲压模具的基本机构形式- 5 - 2.2 冲模的分类- 5 - 2.3 单工序冲模和复合模、级进模- 6 - 第三章第三章 冲压件工艺分析冲压件工艺分析- 7 - 3.1 工艺方案及模具结构类型的确定- 8 - 3.1.1 排样设计- 8 - 3.1.2 条料宽度与导料板间距离的计算- 8 - 3.1.3 材料的利用率计算.- 8 - 第四章第四章 模具工艺参数计算模具工艺参数计算- 10 - 4.1 冲压力的计算.- 10 - 4.2 压力机的选择- 10 - 4.3 压力中心的确定- 11 - 4.4 工作零件刃口尺寸的计算- 11 - 4.5 主要零件尺寸设计.- 17 - 4.5.1 工作零件的设计.- 18 - 4.5.1.1 凸模的设计与强度、刚度校核- 18 - 4.5.1.2 凹模设计- 19 - 4.5.1.3 凸凹模的镶拼结构- 19 - 4.5.2 凸凹模固定板- 20 - 4.5.3 定位零件的设计- 20 - 4.5.3.1 条料横向定位装置- 20 - 4.5.3.2 条料纵向定位装置- 21 - 4.5.4 卸料、顶件、推件零件- 21 - IV 4.5.4.1 卸料装置.- 22 - 4.5.4.2 推件与顶件装置- 22 - 4.5.5 弹性元件的选用.- 22 - 4.5.5.1 弹簧的选用和计算- 22 - 4.5.5.2 橡胶的选用与计算- 23 - 第五章第五章 拉深工艺参数的计算拉深工艺参数的计算- 25 - 5.1 确定是否需要修边余量- 26 - 5.2 确定是否需要压边圈- 26 - 5.3 确定拉深次数- 26 - 5.4 拉深力的计算- 26 - 5.5 压力中心确定和计算- 27 - 5.6 压力机的选择.- 27 - 5.7 拉深模工作部分结构和尺寸设计- 27 - 5.7.1 凸模和凹模单边间隙 Z.- 27 - 5.7.2 凸、凹模工作部分尺寸及公差- 28 - 5.7.3 凸凹模的设计尺寸- 28 - 5.7.3.1 凸模的设计尺寸- 28 - 5.7.3.2 凹模的设计尺寸- 29 - 5.7.4 凸模的强度、刚度校核- 29 - 5.7.5 凸凹模固定板- 30 - 5.8 定位零件和弹性零件- 30 - 5.8.1 卸料、顶件、推件零件- 30 - 5.8.2 弹性元件.- 31 - 设计总结设计总结- 32 - 致谢致谢- 33 - 参考文献参考文献- 34 - 附件附件- 35 - - 0 - 第一章第一章 绪论绪论 模具是现代工业，特别是汽车、拖拉机、航空、无线电、电机、电器、仪器、仪 表、兵器、日用品等工业必不可少的工艺装备。锻件、冲压件、压铸件、粉末冶金零 件以及非金属零件，如 塑料、陶瓷、橡胶玻璃等制品都是用模具成型的。模具技术直接影响制造业的发 展、产品更新换代能力和产品竞争能力。模具工业潜力很大，前景广阔。近十多年来， 美国、日本、德国等发达国家的模具总产值已超过机床总产值。模具技术进步极大地 促进了工业产品生产发展，因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的 基石” ；在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力” ；在联邦德国，模具被冠之以 “金属加工业中的帝王”之称；在罗马尼亚，有“模具就是黄金”之说。可见模具工 业在世界各国经济发展中具有极其重要的地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制 造水平的重要标志之一。 模具高级技工在冲模制造流程中的中心地位是无可代替的，他们对保证模具质量、 提高产品的市场竞争里起着非常重要的作用。为适应现代制造业发展和产品技术既不 的需要，加快高级技能人才的培养。 模具作为一种高附加值的技术密集产品，它的技术水平已经成为衡量一个国家制 造业水平的重要评价指标之一。而要提高模具技术水平不但要有先进的制造设备，更 重要的是有掌握先进制造设备的人才。人力资源是企业最重要的战略资源，它决定这 企业长远的，持续的发展。 目前，很多从事模具制造的企业已注意到人才的重要性，特别是随着高档水平模 具的需要不断增加，对人才素质的要求也越来越高。所以企业在购置数控加工设备的 同时要加人才的培训。目前，专门针对培养掌握先进模具制造技术的高、中级技术人 才的教材又比较少，开展这方面培训工作比较困难,冷冲压生产是当代金属加工领域的 重要手段 ，冷冲模是冲压生产中必不可少的主要工艺装备。现代工业产品的发展在很 大程度上取决于冲模制造的发展水平，可以认为，模具制造行业已成为国民经济的基 础工业之一 。冷冲压加工是在常温下，利用压力机的压力，通过冲模对各种不同规格 尺寸的材料进行加工，制成所需要形状和尺寸的零件。相对冷冲压而言，将材料加热 后进行的冲压称为热冲压。冲裁的过程时将金属或非金属板材的一部分材料与另一部 分材料分离的过程，根据工序需要不同，可以沿封闭轮廓或非封闭轮廓线分离。冷冲 模零件根据作用可分为工作零件、定位零件、卸料和推件零件、导向零件、支持零件、 紧固零件和供力零件。一般认为，模具的工作零件，定位零件和卸料、推力零件为模 第一章 绪论 - 1 - 具的工艺零件，而其他则称为冲模的辅助零件。 模具是完成冲压工序地一种专用工具，在冲压生产现场是不可缺少地工艺装备。 冲模必须满足冲压生产的要求，不仅要冲压出合格的零件，而且要适应批量生产的需 要，既要操作方便、安全可靠、使用寿命和容易制造与维修地特点。模具按工序可分 单工序冲模和复合模、连续模，单工序冲模又称简单冲模，在一套冲模中只完成一个 工序，如落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等。单工序冲模在冲压生产现场是应用最 多地一种形式，即使在大批量生产条件下依然如此。复合冲压是在冲床滑块的一次行 程中，在同一位置上，使材料顺序完成几个冲压工序地方法，如落料冲孔、落料 拉深、落料拉深冲孔等复合工序，该类模具称为复合模。连续模又称级 进模，跳步模。连续冲压是在冲床滑块的一次行程中，按一定程序完成两个或两个以 上的工序，如冲孔落料、切口冲孔弯曲切断、切口拉深冲 孔落料等。工作时，随着条料（或带料）的连续送进，在模具的不同部位，分别 顺序完成的一次行程中，得到一个或数个制作。 正确的选择模具材料和模具的制造技术，在很大程度上决定着成形模具的使用寿 命。为着某些原因，模具可能不得不更换。例如，由于磨损或塑性变形而使尺寸发生 改变，表面损坏、光洁度降低、润滑故障和裂纹即破裂。在热压模锻中，模具失效的 主要模式是腐蚀作用、热疲劳、机械疲劳和永久性即塑性变形。腐蚀，通常也叫做模 具磨损，实际上模具由于受到压力后模具表面上的材料发生剥落。变形材料的滑移、 模具材料的抗磨性，模具表面温度、模具和材料接触表面的相对滑动速度以及接触层 的性质，都是影响模具磨损的最主要的因素。热成形加工中会发生热裂效应，热疲劳 都发生在模具模腔的表面。由于跟热变形材料接触，就在周期性屈服的模具表面引起 了热疲劳。由于温度梯度的急剧变化，这种接触引起表面层的膨胀，而且表面层受到 压应力的影响。在温度足够高的时刻，这些压应力可引起表面层的破坏。当模具表面 冷却时，可发生反向应力，因而表面层将处于拉应力状态。这种状态循环往复将引起 形成龟裂的模面，那就是作为识别热裂纹的特征。模具破裂或产生裂纹是由于机械疲 劳，并且是在模具过载和局部应力高等情况下发生的。在变形加工过程中，由于加载、 减载，模具承受着交变应力作用，这就将引起开裂并发生重大破坏。在给定的成形工 艺条件下，模具材料的机械性能对模具寿命和模具的损坏影响很大。一般而言，最具 影响的性能是取决于加工过程的温度。这样，用于冷却成形加工工艺的模具材料与用 于热成形加工的材料有着极大的区别。对于金属成形加工工艺的小批、单件生产，模 具的设计、制造和模具材料的选择是非常重要的。为了提供成本合理和具有令人满意 的寿命的模具，必须用合适的模具材料和用现代的制造方法来制造模具。成形加工的 经济效益常常是取决于模具寿命和所制造的每件模具的成本。根据上述应用，合适的 模具材料的选择取决于以下三方面的因素： 加工工艺本身有关的因素，包括模腔尺寸、所用机器形式和变形速度，毛坯尺寸 - 2 - 和温度，要用的模具温度、润滑、生产率和要生产的零件数量。 与模具加载形式相关的因素，包括加载速度，即模具与正在变形的金属之间的冲 击时间或逐渐接触的时间（在热变形加工中，这种接触时间显得特别重要） ，在模具上 的最大载荷和压力，最大和最小的模具温度以及模具将要承受的加载周期的数目。 冷冲压生产是当代金属加工领域的重要手段 ，冷冲模是冲压生产中必不可少的主 要工艺装备。现代工业产品的发展在很大程度上取决于冲模制造的发展水平，可以认 为，模具制造行业已成为国民经济的基础工业之一 。冷冲压加工是在常温下，利用压 力机的压力，通过冲模对各种不同规格尺寸的材料进行加工，制成所需要形状和尺寸 的零件。相对冷冲压而言，将材料加热后进行的冲压称为热冲压。 冲裁的过程时将金属或非金属板材的一部分材料与另一部分材料分离的过程，根 据工序需要不同，可以沿封闭轮廓或非封闭轮廓线分离。冷冲模零件根据作用可分为 工作零件、定位零件、卸料和推件零件、导向零件、支持零件、紧固零件和供力零件。 一般认为，模具的工作零件，定位零件和卸料、推力零件为模具的工艺零件，而其他 则称为冲模的辅助零件。为获得高质量的汽车覆盖件金属模具,提出了基于快速成形技 术的快速金属模具制造技术。计算机软件基础、金属材料与热处理、互换性原理与测 量技术基础、成型设备概论、模具工程材料、现代技术、塑料成型技术、冲压成型技 术、计算机在模具设计中的应用。 正确的选择模具材料和模具的制造技术，在很大程度上决定着成形模具的使用寿 命。为着某些原因，模具可能不得不更换。例如，由于磨损或塑性变形而使尺寸发生 改变，表面损坏、光洁度降低、润滑故障和裂纹即破裂。 1.1 冲压模的发展与现状 我国的模具工业发展经历了艰辛的历程。解放前，由于我国基础工业薄弱，模具 使用得很少。所用的模具都是在模具作坊中制作的，这些模具大多数结构简单，精度 低。就模具的结构形式而言，多为冲压模。制造方法多为由有经验的老钳工带领徒弟 手工研锉，缺乏设计图纸和工艺文件，谈不上有什么模具工业。 解放后，由于经济发展的需要，特别是由于东北地区担负着电机、仪表、电器、 变压器等产品的生产任务，模具工业得到了迅速发展。当时虽然缺乏先进的技术，但 是由于结合我国实际情况，组织了专门的技术力量，因而取得了明显的进步： （1） 冲模结构由单工序模向复合模发展，并可生产少量级进模。 （2） 由整体模向拼块模发展。 （3） 模具制造技术则由手工加工为主发展到采用成型磨削。 第一章 绪论 - 3 - （4） 1951 年和 1952 年制成了 800KW 和 3000KW 水轮发电机的大型扇形复合冲模。 到 1954 年，前苏联和东欧社会主义国家的有关模具技术和设备开始输入我国，这 对我国模具工业的发展起到了促进作用，对模具技术人才的培养、工艺技术的发展和 关键设备的使用都有很大的帮助。在此情况下，成型磨削开始取代大部分手工操作， 热处理变形基本得到控制，模具制造的精度和表面粗糙度明显提高，模具的制造周期 也大大缩短。 在 1966 年至 1976 年期间，由于整个国民经济都受到很大的干扰和影响，模具工 业没有获得应有的突飞猛进，但是广大模具工作者在总结推广模具设计和制造经验及 先进技术方面做了大量工作，编写模具手册 ，对模具生产的发展起到了良好的指导 作用。 自从 1977 年以来，由于机械、电子、轻工、仪表、交通等工业的蓬勃发展，对模 具的需求越来越多，在供货期上则要求越来越短。20 世纪 80 年代后期，计算机辅助设 计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术开始在冲模、锻模和塑料模中应用，并取得 发展。 加入 WTO 后，各行业大批境外企业的涌入，使作为支持工业的模具行业迎来发展 机遇，同时也面临国外先进技术和高品质产品的挑战。到目前为止，我国技术含量低 的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量高较高的中、高档模具还远远不 能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、 电子接插件等电子产品模具等高档模具需要进口。因此，模具工业发展前景广阔。 1.2 冷冲压工序与分类 冷冲压加工是在常温下，利用压力机得压力，通过冲模对各种不同规格尺寸的材 料进行加工，制成所需要形状和尺寸的零件。相对冷冲压而言，将材料加热后进行的 冲压称位热冲压。 1.2.1 冷冲压工序 按其工作性质分为分离工序和变形工序两大类； 分离工序：使材料沿一定的轮廓线使其分离或部分分离，达到一定形状和尺寸要 求。 变形工序：对材料施加压力，使其发生塑性变形，获得一定形状和尺寸要求的零 件。 - 4 - 1.2.2. 冷冲压工序名称分类 落料，冲孔，切边，切口，剖切，整修，精冲，切断，弯曲，卷边，拉深，反拉 深，边薄拉深，成形，胀形，整形，缩口，拉深，翻孔，校正，压印，冷镦，正冲压， 反冲压，复合冲压。 第二章第二章 冷冲压模具的分类冷冲压模具的分类 2.1 冷冲压模具的基本机构形式 模具是完成冲压工序的一种专用工具，在冲压生产现场是不可缺少的工艺装备。 冲模必须满足冲压生产的要求，不仅要冲压出合格的零件，而且要适应批量生产的需 要，具有操作方便、安全可靠、使用寿命长和容易制造与维修的特点。 2.2 冲模的分类 （1）按冲压工序不同 可分为落料、冲孔模、弯曲模、拉深模、冷冲压模等。 （2）按工序组合方式 按工序组合方式，冷冲模有单工序冲模、复合模和级进模等。 （3）按冲模导向方式分类 按冲模导向方式分为无导向冲模、导柱模和导板模。无导向冲模又称敞开模，多 用于单工序冲压、生产批量较小或冲压件精度要求低的情况。上、下模的相对位置由 压力机来保证。 导柱模是上、下模之间用导柱和导套来保证其相对位置精度。一般由二导柱的和 四导柱的布排方式。使用滚动导向的模架制造可比滑动导向模架提供更高的导向精度。 导柱、导套导向的模架制造技术的成熟和标准冲压模架供应的市场商品化，使导 柱模得到广泛得应用。大批量冲压生产现场多使用导柱模，有利于生产组织和操作安 全。用导板导向的模具有两种形式，一种使用导板（兼作卸料板）直接为凸模导向， 第二章 冷冲压模具的分类 - 5 - 对小孔冲模，可以同时保护小凸模。也可以将导板导向与导柱导向连用。固定导板模 一般适用于材料厚大于 0.5mm 的单工序落料、冲孔和多工序跳步冲孔、落料和连续拉 深等冲压工序。使用导板导向的另一种形式用于大型覆盖件拉深模、整形模等。 （4）按送料方式分类 按送料方式可分为手工料模，半自动化冲模和自动冲模。 ； （5）按使用模具材料分 按使用模具材料分类不同，可分为金属冲模和非金属冲模两类。非金属冲模主要 有 橡胶模和塑料（树脂）冲模。 （6）按生产适应性分类 根据不同生产规模得需求，可分为普通冲模和专用冲模两种形式。通用冲模 有组合冲模，普通弯曲模等。一般生产中使用的冲模多为专用冲模，即一副模具 只冲压某一种或几种零件。 2.3 单工序冲模和复合模、级进模 （1）单工序冲模 单工序冲模又称简单冲模，在一套冲模中只完成一个工序，如落料模、冲空模、 弯曲模、拉深模等。单工序冲模在冲压生产现场是应用最多得一种形式，即使在大批 量生产条件下依然如此。 （2）复合模 复合冲压是在冲床滑块的一次行程中，在同一位置上，使材料顺序完成几个冲压 工序的方法，如落料冲孔、落料拉深、落料拉深冲孔等复合工序， 该类模具称为复合模 （3）级进模 级进模又称连续模、跳步模。连续冲压是在冲床滑块的一次行程中，按一定程序 完成两个或两个以上得工序，如冲孔落料、切口冲孔弯曲切断、切 口拉深冲孔落料等。工作时，随着条料（或称带料）得连续送进，在模 具的不同部位，分别顺序完成不同冲压工序，在冲床的一次行程中，得到一个或数个 制件。一般认为，当连续冲压的工位级进模。多工位级进模用于大批量生产中，多采 用带（卷）料冲压，必要时与自动送料装置联用。 - 6 - 第三章第三章 冲压件工艺分析冲压件工艺分析 该冲裁件的外形尺寸为，由于制造该零件需要做到冲孔-落料mmmmmm105050 -拉深。可以把零件分为两部分加工起来。第一部分为冲孔+落料，第二部分为拉深。 图 1 工件展开图 材料：该冲裁件的材料是铝制合金钢，具有较好的可冲压性能。 零件结构:该冲裁件结构简复杂，在冲裁件圆周有多个四方孔和椭圆孔，比较适 合冲裁。 第三章 冲压件工艺分析 - 7 - 尺寸精度：冲裁件的公差等级不高于 IT11 级，现按 IT11 级确定工件尺寸的公 差，查公差表可得各尺寸公差为： 零件外形：长 660-0.13；宽 640-0.11；厚度 10+0.1 结论：适合冲裁。 3.1 工艺方案及模具结构类型的确定 该零件包括冲孔、落料两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。 冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。 方案模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，生产效 率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主 要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。根据冲裁件尺寸精度等级与尺寸形状的适应性， 冲裁件的尺寸较小，冲裁件上的孔与孔之间或边缘之间的距离过小，不宜采用复合冲 裁，故宜采用级进模冲裁。 3.1.1 排样设计 通过对产品零件的分析和计算，查阅相关资料，以下的计算和相关数据，为模具设计 做好事先的工作，以便于设计模具，制造模具。 3.1.2 条料宽度与导料板间距离的计算 查冲压模具设计手册表 1-11，确定搭边值： 零件采用单直排排样方式，由冲压模具设计手册表 1-11 可得零件间的搭边值为 a =2mm，零件与条料侧边之间的搭边值为 1.5mm，若模具采用无侧压装置的导料板结构 歩距： （3-aDs 15） mm68 266 条料宽度： （3-1mmaDB 0 6 . 0 0 0 max 0 7112*266)Z2( 7） 导料板间距离： （3- mmZBA72171 18） 式中；-条料宽度单向(负向)公差，由冲压模具设计手册表 1-13 可得 - 8 - =-0.6mm； -条料宽度方向冲裁件的最终大尺寸； max D -搭边值；a -导料板与最宽条料之间的间隙,由冲压模具设计手册表 1-15 可得Z 的取值范围为 1.0-1.5，取值。ZmmZ0 . 1 3.1.3 材料的利用率计算 查板材标准，宜选的铝制合金材料,112001500 若剪裁，则 mm120065 则每张板料所出零件数为：4371923 61 1200 65 1500 若剪裁，则 mm150065 则每张板料所出零件数为：4322418 61 1500 65 1200 可选取第二种裁法。 板料的利用率； （3- 100 4 Dn 2 LB 总 % 3 . 66100 150012004 5914 . 3 437 2 16） 式中：一张板料上冲裁件的总数目n 总值越大，材料的利用率就越高，在冲裁件的成本中材料费用一般占 60%以上， 可见材料利用率是一项很重要的经济指标。 第四章 模具工艺参数计算 - 9 - 第四章第四章 模具工艺参数计算模具工艺参数计算 4.1 冲压力的计算 冲裁力： （3- b kltF 冲裁 24） 式中 -材料的厚度t -材料的抗剪强度，查冲压模具设计手册表 8-1 可得 =30Mpa 修正系数，一般取 k=1.3k 由于零件外形较复杂，采用在 AUTOCAD 环境下测量，可得 mml14.93225 .1362661482243413.353 KNNkltFF b 18.12182.1211710114.9323 . 1 冲裁 卸料力： （3-KNNFKF61 . 0 605.8982.1211705 . 0 卸卸 26） 由冲压工艺及冲模设计表 3-11 可查得，之间，取值为 0.0508 . 0 025 . 0 卸 K 推件力： （3-FnKF 推推 27） 由冲压工艺及冲模设计表 3-11 可查得，在此取。07 . 0 03 . 0 推 K05. 0 推 K n同时梗塞在凹模内的工件（或废料）数； - 10 - h凹模洞口的直壁高度（mm）； 2 0 . 1 2 t h n KNNKNFnKF21 . 1 78.121182.1211705. 02 推推 顶件力： （3-KNNFKF61 . 0 605.8982.1211705 . 0 顶顶 28） 由冲压工艺及冲模设计表 3-11 可查得，在此取。07 . 0 03. 0 顶 K05 . 0 顶 K 故冲压工艺总压力： （3-KNFFFFF61.123 顶推卸 总 29） 4.2 压力机的选择 根据冲压工艺总压力，模具闭合高度,冲床工作台面尺寸等,并结合KNF61.123总 现有设备,选用 JB2-125 普通开式可倾压力冲床,并在工作台面上备制垫块。其主要工 艺参数如下： 公称压力：125KN ； 公称力行程：12mm； 滑块行程：130mm ； 行程次数：38 次分； 封闭高度调节量：100mm； 最大闭合高度：480mm； 连杆调节长度：30mm； 工作尺寸(长宽)：1080mm710mm； 工作台尺寸（前后左右）：430mm 360mm； 模柄尺寸（直径深度）：； mm8080 工作台垫板厚度(毫米)：100mm； 外形尺寸(长宽高)：1900mm1950mm3210mm； 机身最大可倾角：15。 4.3 压力中心的确定 第四章 模具工艺参数计算 - 11 - 因设计为对称冲压，所以压力中心在毛坯的几何中心。 4.4 工作零件刃口尺寸的计算 图 2 工件展开图 在确定工作零件刃口尺寸的计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模 - 12 - 具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相当较简单，适宜采用线切割机床 分别加工落料凸模、凹模，凸模固定板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的位 置精度，使装配工作简化。因此，工作零件刃口尺寸的计算就按分开加工的方法来计 算。该冲裁件中间的内圆与四个转角半圆由冲孔制成。外形边由落料制成，需要分别 计算冲孔和落料两道工序所用模具的工作部分尺寸。根据冲压工艺及冲模设计表 3-3 来选取初始双面间隙，查出：；。mmZ08 . 0 max mmZ06 . 0 min (1)外轮廓 图 3 外轮廓 查表 3-5 知 凸模、凹模的制造偏差：；mmp02 . 0 mmd03 . 0 磨损系数：1x 校核间隙： （3-mmZZmmmmmmdp02 . 0 05. 003. 002. 0 minmax 7） 不符合条件，所以可适当调整以满足以上上述条件dp minmax ZZ mmp008 . 0 02 . 0 4 . 0)06. 008 . 0 (4 . 0 mmd012. 002. 06 . 0)06 . 0 08 . 0 (6 . 0 将已知和查表的数据代入公式，即得 （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85.65)15 . 0 166()max( 长 2） （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012. 0 00 85.63)15 . 0 164()max( 宽 2） （3-mmmmZDdDp p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79.65)06 . 0 85.65(min)( 长 第四章 模具工艺参数计算 - 13 - 3） （3-mmmmZDdDd p 0 008. 0 0 008 . 0 0 79.63)06 . 0 85.63(min)( 宽 3） (2) 图 4 栅格 2 查冲压工艺及冲模设计表 2-10 知；凸模、凹模的制造偏差：；mmp02 . 0 。mmd02 . 0 由表 3-5 查出系数：1x 校核间隙： （3-mmZZmm dp 02 . 0 04 . 0 02 . 0 02 . 0 minmax 7） 不符合条件，所以可适当调整以满足以上上述条件dp minmax ZZ mmp008 . 0 02 . 0 4 . 0)06. 008 . 0 (4 . 0 mmd012. 002. 06 . 0)06 . 0 08 . 0 (6 . 0 将已知和查表的数据代入公式，即得 （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 1 )15 . 0 12()max( 长 2） （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 8 )15 . 0 19()max( 宽 2） （3-mmmmZDdDp p 0 008 . 0 0 008. 0 0 79 . 1 )06 . 0 85. 1 (min)( 长 3） （3-mmmmZDdDd p 0 008 . 0 0 008. 0 0 79 . 8 )06 . 0 85. 8(min)( 宽 - 14 - 3） （3） 图 4 栅格 3 查冲压工艺及冲模设计表 2-10 知；凸模、凹模的制造偏差：；mmp02 . 0 。mmd02 . 0 由表 3-5 查出系数：1x 校核间隙： （3-mmZZmm dp 02 . 0 04 . 0 02 . 0 02 . 0 minmax 7） 不符合条件，所以可适当调整以满足以上上述条件dp minmax ZZ mmp008 . 0 02 . 0 4 . 0)06. 008 . 0 (4 . 0 mmd012. 002. 06 . 0)06 . 0 08 . 0 (6 . 0 将已知和查表的数据代入公式，即得 （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 2 )15 . 0 13()max( 长 2） （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012. 0 00 85.13)15 . 0 114()max( 宽 2） （3-mmmmZDdDp p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79 . 2 )06. 085 . 2 (min)( 长 3） （3-mmmmZDdDd p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79.13)06 . 0 85.13(min)( 宽 第四章 模具工艺参数计算 - 15 - 3） （4） 图 5 栅格 4 查冲压工艺及冲模设计表 2-10 知；凸模、凹模的制造偏差：；mmp02 . 0 。mmd02 . 0 由表 3-5 查出系数：1x 校核间隙： （3-mmZZmm dp 02 . 0 04 . 0 02 . 0 02 . 0 minmax 7） 不符合条件，所以可适当调整以满足以上上述条件dp minmax ZZ mmp008 . 0 02 . 0 4 . 0)06. 008 . 0 (4 . 0 mmd012. 002. 06 . 0)06 . 0 08 . 0 (6 . 0 将已知和查表的数据代入公式，即得 （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 9 )15 . 0 110()max( 长 2） （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 2 )15. 013()max( 宽 2） （3-mmmmZDdDp p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79 . 9 )06 . 0 85 . 9 (min)( 长 3） （3-mmmmZDdDd p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79 . 2 )06 . 0 85 . 2 (min)( 宽 3） （5） - 16 - 图 6 栅格 5 查冲压工艺及冲模设计表 2-10 知；凸模、凹模的制造偏差：；mmp02 . 0 。mmd02 . 0 由表 3-5 查出系数：1x 校核间隙： （3-mmZZmm dp 02 . 0 04 . 0 02 . 0 02 . 0 minmax 7） 不符合条件，所以可适当调整以满足以上上述条件dp minmax ZZ mmp008 . 0 02 . 0 4 . 0)06. 008 . 0 (4 . 0 mmd012. 002. 06 . 0)06 . 0 08 . 0 (6 . 0 将已知和查表的数据代入公式，即得 （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 4 )15 . 0 15()max( 长 2） （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 1 )15 . 0 12()max( 宽 2） （3-mmmmZDdDp p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79 . 4 )06. 085 . 4 (min)( 长 3） （3-mmmmZDdDd p 0 008.0 0 008.0 0 79.1)06.085.1(min)( 宽 3） （6） 第四章 模具工艺参数计算 - 17 - 图 7 栅格 6 查冲压工艺及冲模设计表 2-10 知；凸模、凹模的制造偏差：；mmp02 . 0 。mmd02 . 0 由表 3-5 查出系数：1x 校核间隙： （3-mmZZmm dp 02 . 0 04 . 0 02 . 0 02 . 0 minmax 7） 不符合条件，所以可适当调整以满足以上上述条件dp minmax ZZ mmp008 . 0 02 . 0 4 . 0)06. 008 . 0 (4 . 0 mmd012. 002. 06 . 0)06 . 0 08 . 0 (6 . 0 将已知和查表的数据代入公式，即得 （3-mmmmxDDd d 012 . 0 0 012 . 0 00 85 . 3 )15 . 0 14()max( 长 2） （3-mmmmxDDd d 012. 0 0 012. 0 00 85. 3)15. 014()max( 宽 2） （3-mmmmZDdDp p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79 . 3 )06 . 0 85 . 3 (min)( 长 3） （3-mmmmZDdDd p 0 008 . 0 0 008 . 0 0 79 . 3 )06 . 0 85 . 3 (min)( 宽 3） - 18 - 4.5 主要零件尺寸设计 4.5.1 工作零件的设计 4.5.1.1 凸模的设计与强度、刚度校核 在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，没必要进行校核，但是当凸模的截 面尺寸很小而冲裁的板料厚度较在或根据需要确定的凸模特别细长时，则应进行承压 能力和抗纵弯曲能力的校核。 冲孔凸模承压能力的校核：凸模的承压能力按下式校核 （3- A F 38） 式中凸模最小截面的压应力（MPa） ； 凸模纵向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力（或顶件力）(N)；F 凸模最小截面积（mm2） ；A 凸模材料的许用抗压强度； 凸模材料的许用抗压强度大小取决于凸模材料及热处理，对于铝制合金钢，淬火 硬度为时，可取。HRC6258 MPa 3 10)1.60 . 1 ( MPa A F 3 10023 . 0 79.578 78.121181.12117 冲孔凸模强度满足。 冲孔凸模失稳弯曲能力的校核：根据凸模在冲裁过程中的受力情况，可以把凸模 看作压杆，所以，凸模不发生失稳纵弯的最大冲裁力可以用欧拉极限公式确定。 凸模无导向时，相当于一端固定，另一端自由的压杆，由欧拉公式可解得凸模不发生 失稳弯曲的最大长度为： （3- nF EJ L 4 max 2 40） 式中 E凸模材料的弹性模量，对于模具钢，可取MPaE 5 102 . 2 凸模最小截面惯性矩（mm） ；J 安全系数，淬火钢；n32n 凸模所受总的压力F 落料凸模承压能力的校核： 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， 第四章 模具工艺参数计算 - 19 - 凸模固定板的配合按。其总长 为： 6 7 m H l （3-hhhhl 321 37） 式是，凸模固定板的厚度 1 h 固定卸料板的厚度 2 h 导料的板厚度 3 h 增加长度，它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度（0.51）mm、h 凸模固定板与卸料板之间的安全距离（一般取 1020mm）等。如果是弹性卸料装 置，则没有导料板厚度这一项，而应考虑固定板至卸料板间弹性元件的高度。 3 h mmmmhhhhl331541212 321 4.5.1.2 凹模设计 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向冲压力的作用。由于凹结构形式和固定方法不同， 受力情况又比较复杂，目前尚不用理论计算方法确定凹模轮廓尺寸。在生产中，通常 根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃口壁间距离，按经验公式来确 定表（3-14） 凹模厚度 H （不小于 8） ksH （3-46） 式中， 垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离（mm） ；s 系数，考虑板料厚度的影响，其值查表 3-15 可得，此处取k3 . 02 . 0k 0.25 mmksH166425. 0 垂直于送料方向的凹模宽度 B （3-mmHsB11916371)0 . 45 . 2( 47） 送料方向的凹模长度 （3-mmssL126302662 21 48） 式中，送料方向的凹模刃壁间最大距离； 1 s 送料方向的凹模刃壁至凹模边缘的最小距离，其值查表 3-14；可得 2 s - 20 - mms30 2 故确定凹模板外形为：。mmmmmm16126119 4.5.1.3 凸凹模的镶拼结构 对于大，中型的凸、凹或形状复杂，局部薄弱的小型凸、凹模，如果采用整体式 结构，将给加工或热处理带来困难，而且当发生局部损坏时，就会造成整个凸、凹模 的报废，因此常采用镶拼结构的凸、凹模。 镶拼结构有镶拼和拼接两种：镶拼是将局部易磨损部分另做一块，然后键入凹模体或 凹模固定板内；拼接则是将整个凸、凹模的形状按分段原则分成若干块，分别加工后 拼接起来。本设计采用拼接的形式把凸、凹模加工。 4.5.2 凸凹模固定板 将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座 上，选用圆形固定板。凸模固定板厚度一般为凹模的 60%-80%。 凸模固定板厚度mmHh 2 . 11167 . 0)8 . 06 . 0( 固定板与凸模为过渡配合（） ，压装后奖凸模端面与固定板一起磨 m6 7 6 7H n H 或 平。对于有弹压导板等模具，浮动凸模与固定板采用间隙配合。 4.5.3 定位零件的设计 为保证模具的正常工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工 作刃口处于正确的相对位置，即必须定位。 条料在模具送粒平面中必须有两个方向的限位：一是在与送料方向的垂直的方向 上限位，保证条料沿着正确的方向送料，称为条料横向定位或送料导向；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，基本上也是两个方向上的限位。 4.5.3.1 条料横向定位装置 （1）导料板 在固定卸料式冲模和级进总裁模中，条料的横向定位使用导料板。 导料板一般由两块组成，称为分体式导料板。在简单落料模上，有时将导料板与 固定卸料板制成一件，称为整体式导料板。采用整体式导料板的模具，结构较简单， 但是，固定卸料板的加工量较大，且不便于安装调整。 为使条料顺利通过，两导料板间的距离应等于条料最大宽度加上一个间隙值，间隙值 取。导料板高度取决于挡料方式和板料厚度，采用固定挡料销时，导料板高度见mm1 第四章 模具工艺参数计算 - 21 - 表 3-17。可得导料板高度为。mm4 （2）导料销 使用导正销的目的是对已冲孔的条料在落料前导正孔位，补偿微小的送料进给误 差，保证空与外形相对位置公差的要求。导正销通常与挡料销配合使用，导正销进行 精定位，固定挡料销作粗定位。 凸模固定板上设置一个导正销，导正销导正部分与导正孔采用的配合。采用 6 7 m H T8A 钢制作，热处理硬度为，有较高的耐磨损性。HRC6056 （3）侧压装置 在一侧导料板上装两个横向弹顶元件，组成侧压装置。在级进模上设置侧压装置 后，将迫使条料在送料在送进时始终紧贴基准导料板，可减小送料误差，提高工件内 形与外形的位置尺寸精度。由于本设计中工件板厚为 1mm，所以采用簧片式侧压装置。 4.5.3.2 条料纵向定位装置 在落料模是中与复合模中，纵向定位的主要作用是保证纵向拱搭边值；而在级进 总裁模中，还将影响制件的开关尺寸精度，因此要求更高。 （1）固定挡料销 固定挡料销装在凹模型孔出料一侧，利用落料以后的废料孔边进行挡料，控制送 料距离。 （2）活动挡料销 活动挡料销是一种可以伸缩的挡料销，活动挡料销通常安