工艺技术_中叶板零件冲压工艺与冲模设计论文

南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 目目录录 1 引言.2 1.1 概述2 1.2 模具的发展趋势分：4 1.3 我国冲压技术现状5 2 中页板冲零件冲压工艺于模具设计.8 2.1 中页板零件冲压工艺分析8 2.1.1 零件分析8 2.1.2 材料分析8 2.2 确定工艺方案9 2.2.1 冲压工艺的初步选择9 2.2.3 压力机的初步选定11 2.3 冲压模具设计.16 2.3.1 模具结构形式的确定16 2.3.2 冲裁模具的简单介绍16 2.3.2 卷圆模具的具体设计17 2.3.3 模具零件设计及材料的选用18 （1）滑块的设计.18 （2）斜锲.19 （3）下模块.20 （4）上模快.21 （5）压料块.22 （6）模座.23 （7）模柄的选用.24 （8）导柱，导套的选用.26 2.3.4 模具的基本校核28 （1）计算模具压力中心，确定压力中心的位置.28 （2）压力机校核.28 3 结论29 4 参考文献.30 5 致谢31 南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 1 引引言言 1.11.1 概概述述 所谓模具，就是在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通 过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品的专用工具的统称。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、 SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍 较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一 些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般 在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70%-80%相比，仍有很大差距。 由于历史原因形成的封闭式、 “大而全”的企业特征，我国大部分企业均设有 模具车间，处于本厂的配套地位，自 70 年代末才有了模具工业化和生产专业化这 个概念。模具工业主要生产能力分散在各部门主要产品厂内的工模具车间，所生产 的模具基本自产自用。据粗略估计，产品厂的模具生产能力占全国模具生产能力的 75，他们的装备水平较好，技术力量较强，生产潜力较大，但主要为本厂产品服 务，与市场联系较少，经营机制不灵活，不能发挥人力物力的潜力。模具专业厂全 国只有二百家左右，商品模具只占总数的 20左右，模具标准件的商品率也不到 20。 由于受旧管理体制的影响较深， 缺乏统筹规划和组织协调， 存在着 “中而全” ， “小而全”的结构缺陷，生产效率不高，经济效益较差。 模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水 平都比较低。 现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快， 对模具的需求量加大。 一般模具国内可以自行制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型 精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，近年来模具进口量已超过 国内生产的商品模具的总销售量。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各 部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。 我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模 还为数不多，模具平均寿命不足 100 万次，模具最高寿命达到 1 亿次以上，精度达 到 35um，有 50 个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命 6 亿次，平均模具寿 命 5000 万次相比，处于 80 年代中期国际先进水平。 在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP 等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性， 还是技术水平上都存在很大的差距。在应用 CAD 技术设计模具方面，仅有约 10%的 南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 模具在设计中采用了 CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用 CAE 进行 模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段； 在应用 CAM 技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设 备（包括近 10 多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM 微机及其兼容机、HP 工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率 较低，只有 5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用 CAPP 技术进行 工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共 性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方 面的 CAD/CAM 技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低 水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在 役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工 模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。 设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进 的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有 25%左右，设备的一些 先进功能也未能得到充分发挥。 缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识 面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员 的 8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980 年以前从业 的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而 80 年代以后 从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人 才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄 不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。 模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时， 中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造 后不能很快收回其投资，甚至负债累累，影响发展。 虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较好，生产的模具水 平也较高，但设备利用率低。 我国模具价格长期以来同其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社 会效益大”的现象。 “干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如干模具带件 生产的。干带件生产的不如用模具加工产品的”之类不正常现象存在，极大地挫伤 了模具企业（包括模具车间和分厂）职工的积极性。这也是模具行业留不住人才， 南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 青年技术人员和青年工人不愿学技术的原因之一。 1.21.2 模具的发展趋势分：模具的发展趋势分： （一） 、模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 1. 模具软件功能集成化 2.模具设计、分析及制造的三维化 3.模具软件应用的网络化趋势 （二） 、模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 1.模具检测设备的日益精密、高效 2.数控电火花加工机床 3.高速铣削机床(HSM) （三） 、快速经济制模技术 1.快速原型制造技术(RPM)。它包括激光立体光刻技术(SLA) ；叠层轮廓制造技 术(LOM) ；激光粉末选区烧结成形技术(SLS) ；熔融沉积成形技术(FDM) 和三维印 刷成形技术(3D-P)等。 2.表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型 腔表面及精细花纹的一种工艺技术。 3.浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合 成形模具技术及硅橡胶制模技术等。 4.冷挤压及超塑成形制模技术。 5.无模多点成形技术。 6.KEVRON 钢带冲裁落料制模技术。 7.模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸 造及失蜡精铸等技术。 8.其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技 术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。 模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效， 大约占失效模具的 45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有 CrWMn、Cr12、 Cr12MoV 和 W6Mo5Cr4V2，火焰淬火钢(如日本的 AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常 用新型热作模具钢有美国 H13、瑞典 QRO80M、QRO90SUPREME 等；常用塑料模具用钢 有预硬钢(如美国 P20)、时效硬化型钢(如美国 P21、日本 NAK55 等)、热处理硬化 南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 型钢(如美国 D2， 日本 PD613、 PD555、 瑞典一胜白 136 等)、 粉末模具钢(如日本 KAD18 和 KAS440)等；覆盖件拉延模常用 HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V 铸铁等，大型模架 用 HT250。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金 YG20 等。在模具表面处 理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如 TD 法)发展； 由一般扩散向 CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有： TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C 等，同时热处理手段由大气热处理向真 空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀(刷镀)防腐强化 等技术也日益受到重视。 进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重 新整合，我国装备制造业在加入 WTO 以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现 代制造业中， 无论哪一行业的工程装备， 都越来越多地采用由模具工业提供的产品。 为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广 泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，满足各行各业对模具这一基 础工艺装备的迫切需求。 1.31.3 我国冲压技术现状我国冲压技术现状 一技术落后、经济效益低。 主要原因： 冲压基础理论与成形工艺落后； 模具标准化程度低； 模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； 模具专业化水平低。 所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工 业发达国家的模具相比差距相当大。 2.冲压技术发展方向 产品市场变化：多品种、少批量，更新换代速度快 技术发展：计算机技术、制造新技术 1) 冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向 以计算机辅助设计（CAD） 、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设 计与制造（CAD/CAM）技术转变。 2) 满足产品开发在 T(Time)、 Q(Quality)、C(Cost)、 S(Service)、 E(Environment) 南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 的要求 (1)冲压成形理论及冲压工艺 加强理论研究，开展 CAE 技术应用。 开发和应用冲压新工艺。 (2)模具先进制造工艺及设备 1) 数控化、高速化、复合化加工技术 2) 先进特种加工技术 3) 精密磨削、微细加工技术 4) 先进工艺装备技术 5) 数控测量 6) 效率和质量是制造业的永恒主题 (3)模具新材料及热、表处理 提高使用性能,改善加工性能 ，提高寿命。 (4)模具 CAD/CAM 技术 二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。 模具行业是最早应用 CAD/CAM 技术的行业之一。 (5)快速经济制模技术 加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批 量试制 (6)先进生产管理模式 并行工程思想、标准化、专业化生产 模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水平的 高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。 模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中 的帝王”。 模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。 我国模具工业发展十分迅速，19962002 年间，模具产值年平均增速在 14%左 右。 由上可见，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的 一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。 尺寸精度零件图上形状尺寸均属于 IT14 级精度，冲压加工可以实现。孔心 南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 距的公差为0.15， 属于 IT11 级精度， 可以通过模具结构的正确设计来实现。 0.1 0 4 孔公差为 0.1 属于 IT12 级精度，因此，零件的精度要求能够满足在冲裁加工中的 到保证。 工艺方案 和理的冲裁工艺方案应当满足生产批量，制造精度要求，模具寿命要求，操作 方便且安装方便等要求。该零件包括落料，冲孔两个基本工序，采用复合冲裁方法 最为理想，由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，符号要求。所谓复合模生 产，是同一副模具完成两道不同的工序，大大减少了模具规模，降低了模具成本， 提高生产效率，也能提高压力机等设备的使用效率；操作简单，方便，适合大批量 生产；能可靠保证孔心距尺寸精度。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 2 2 中页板冲零件冲压工艺于模具设计中页板冲零件冲压工艺于模具设计 2.12.1 中页板零件冲压工艺分析中页板零件冲压工艺分析 2.1.12.1.1 零件分析零件分析 图 1 所示是某汽车上中页板零件，在通风盖板上起铰链作用材料为 08 钢 ，料厚 l mm,是一典型的铰链卷圆成形零件。该零件卷圆尼寸为 4.5mm，长 39.5mm， 所有 尺寸均无公差要求，故其公差按 IT14 级处理。零件材料属于软刚，冲压性能较好， 适合冲裁、弯曲等，工件结构较简单，普通的冲裁.弯曲完全能够满足要求。 图 1 中页板 2.1.22.1.2 材料分析材料分析 材料名称：优质碳素结构钢 牌号：08 标准：GB/T 699-1988 特性及适用范围： 为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、 弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。 大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉 延的覆盖零件和焊接构件。 化学成份： 南昌航空大学科技学院学士学位论文 9 碳 C ：0.050.12硅 Si：0.170.37锰 Mn：0.350.65 硫 S ：0.035磷 P ：0.035铬 Cr：0.10 镍 Ni：0.25铜 Cu：0.25 力学性能： 抗拉强度 b (MPa)：275410屈服强度 s (MPa)：196 抗剪强度：216304Mpa 伸长率 5 ()：33断面收缩率 ()：60 硬度 ：未热处理,131HB 2.22.2 确定工艺方案确定工艺方案 2.2.12.2.1 冲压工艺的初步选择冲压工艺的初步选择 铰链卷圆成形工艺分析对于此类铰链卷圆成形零件，其卷圆成形工艺主要有 以下 几种： ( 1 )按卷圆过程中是否采用芯棒可分为有芯棒卷圆和无芯棒卷圆两种。有芯棒卷 圆适用于 rt4 或对卷圆有较严格要求的场合，其卷圆质量好，但操作麻烦。 ( 2 )按卷圆过程中卷圆凹模动作的方向不同可分为竖推卷圆成形和横推卷圆成形， 如图 2 所示。 竖推卷圆成形模具结构简单， 但零件直边部分易变型，影响零件质量。 另外直边部分的长度将直接影响模具的闭合高度和定位可靠性。而横推卷圆成形一 般需由斜楔、滑块机构将冲床滑块的竖直运动转化为模具滑块的横向运动，完成横 推卷圆成形。其模具结构略显复杂，但零件定位稳定可靠，压料方便，故零件的质 量较好。 ( 3 ) 铰链卷圆成形工艺中， 由于卷圆过程中头部较难成形，故一般均安排有一 道预弯工序。 按预弯成形的结构不同可分为一处预弯和两处预弯( 图 3 所示) 加卷 圆成形。图 3a 为一处预弯成形，其卷圆动作可采用横推或竖推卷圆成形，而图 3 b 是两处预弯成形，其卷圆动作一般以竖推为宜 南昌航空大学科技学院学士学位论文 10 该零件成形的典型工艺为：落料一预弯一卷圆。零件形状简单，没有悬臂，没有转 角，不需要冲孔。零件第一道工序在剪床下料中完成，由于零件的尺寸较小，下料 时操作尤其不便，而且还影响卷圆的质量。经考虑决定，工艺方案改为：下条料 冲裁预弯卷圆成型。 2.2.22.2.2 各道工序工艺尺寸的确定各道工序工艺尺寸的确定 下料分析 因为落料的下的是条料，所以这理不做详细的尺寸分析。对于条料宽度尺寸 要求是宽为 39.5mm。 冲裁预弯分析 材料预弯前的零件的毛坯尺寸 340 350 212.250.5 137.32 37.80 180180 Llrxmmmm 上式中的 x 可查模具设计手册可得 0.5，可知零件展开的长度范围为 37.32mm37.80mm，当超过或小于这个范围将会影响零件卷圆的质量。零件预弯后 的形状如图所示，图中的 L 为滑块推进的长度 3 x (5.5)4=12.95mm。 选取板料尺寸规格为 150010001（mm），经理论优化得出当 L 截取的长度 南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 为 37.5mm 时，一块板料可以做出零件为 1000 个。 板料的利用率为 160001.313864.5 j PPN 2.2.32.2.3 压力机的初步选定压力机的初步选定 下料不做分析 校正弯曲时的弯曲力计算 查书冲压模具设计手册得q=4060 MPa 取 q=60 MPa A2.7539.5=108.63（弯曲件被校正部分的投影面积） F60 108.636517.8qAN 校 冲裁压力计算 P=KLt =1.3 39.5 1 304=15610.4N 其中 P冲裁压力（N） L冲裁周边长度（mm） t材料厚度（mm） Mpa材料抗剪强度（） K一般取 1.3 因此选用的压力机为 J23-16 卷圆成型压力机的选定 根据墓模具设计手册弯曲力的计算为 22 0.6KBt0.6 1.3 39.5 1410 P=3886.8 2.25 1 P-N B-mm mm Mpa mm K-.3 b N rt b 其中材料在冲压行程结束时的自由弯曲力（ ） 弯曲件的宽度（） t-弯曲件的料厚（） -材料的抗拉强度（） r-弯曲件的内弯曲半径（） 安全系数一般取1 校正弯曲力 查书冲压模具设计手册得q=4060 MPa 取 q=60 MPa 南昌航空大学科技学院学士学位论文 12 4.5 39.5 6010665 -N F-mm q-N mm j PFqN j 2 其中 P校正弯曲力（ ） 工件校正部分的投影面积（） 单位校正力（），查表可得。 压料力 0.30.80.30.83886.81166.043109.44QPNN 弯曲时压力机的选定 P+Q=3886.8+3109.44=6996.24N 10665 j P PPN 总 总 所以压力机选为 J23-16 2.2.42.2.4 编写冲压工艺卡编写冲压工艺卡 南昌航空大学科技学院学士学位论文 13 冲压工艺过程卡冲压工艺过程卡 1 南昌南昌 航空航空 大学大学 科技科技 学院学院 冲压工艺过冲压工艺过 程卡程卡 产品型号产品型号零（部）件名称零（部）件名称中页板中页板共共 3 页页 产品名称产品名称中页板中页板零（部）件型号零（部）件型号第第 1 页页 08钢 15001000 1 150039.5125 毛毛 坯坯 重重 量量 辅助材辅助材 料料 工序号工序号 工序名工序名 称称 工工 序序 内内 容容加加工工简简图图 工工 序序 号号 工序工序 名称名称 工工 序序 内内 容容加加工工简简图图 设设 备备 工艺装工艺装 备备 备备 注注 1下料 剪床上裁条料 150039.5 剪 床 编制编制 (日期日期) 审核审核 (日期日期) 会签会签 (日期日期) 标标 记记 处处 数数 更该更该 文件文件 号号 签签 字字 日日 期期 标标 记记 处处 数数 更该文更该文 件号件号 签字签字日期日期 南昌航空大学科技学院学士学位论文 14 冲压工艺过程卡冲压工艺过程卡 2 南昌航空大南昌航空大 学科技学院学科技学院 冲压工艺冲压工艺 过程卡过程卡 产品型号产品型号零（部）件名称零（部）件名称中页板中页板共共 3 页页 产品名称产品名称中页板中页板零（部）件型号零（部）件型号第第 2 页页 材料牌号及规格材料牌号及规格 材料技术材料技术 要求要求 毛毛 坯坯 尺尺 寸寸 每个毛每个毛 坯可制坯可制 件数件数 毛坯毛坯 重量重量 辅助材料辅助材料 08 钢 150039.5137.439.5140 工序号工序号工序名称工序名称 工工 序序 内内 容容 加加工工简简图图设设备备工艺装备工艺装备备注备注 1冲裁预弯 冲裁出 零件毛 坯件并 在卷圆 前预弯 一段圆 弧 J23-16 压力机 冲裁预弯 模具 编制编制 (日期日期) 审核审核 (日期日期) 会签会签 (日日 期期) 标标 记记 处处 数数 更该文更该文 件号件号 签签 字字 日日 期期 标标 记记 处处 数数 更该文更该文 件号件号 签签 字字 日日 期期 南昌航空大学科技学院学士学位论文 15 冲压工艺过程卡冲压工艺过程卡 3 南昌航南昌航 空大学空大学 科技学科技学 院院 冲压工艺冲压工艺 过程卡过程卡 产品型号产品型号零（部）件名称零（部）件名称中页板中页板共共 3 页页 产品名称产品名称中页板中页板零（部）件型号零（部）件型号第第 3 页页 材料牌号及规格材料牌号及规格 材料技术材料技术 要求要求 毛毛 坯坯 尺尺 寸寸 每个毛坯可制每个毛坯可制 件数件数 毛坯毛坯 重量重量 辅辅 助助 材材 料料 08 钢 37.439.51 （已 预弯） 37.439.511 工序号工序号 工序工序 名称名称 工工 序序 内内 容容 加加工工简简图图 设设 备备 工艺工艺 装备装备 1 卷圆 成型 把预弯了的 毛坯件进行 卷圆成型， 并符合零件 要求 J23-1 6 压力 机 铰链 卷圆 模 2检验 按产品零件 图检验 编制编制 (日期日期) 审核审核 (日期日期) 会签会签 (日期日期) 标标 记记 处处 数数 更该文更该文 件号件号 签签 字字 日日 期期 标记标记 处处 数数 更该文更该文 件号件号 签签 字字 日日 期期 南昌航空大学科技学院学士学位论文 16 2.32.3 冲压模具设计冲压模具设计 2.3.12.3.1 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 该零件的成型冲压过程为铰链卷圆。该冲压过程和分为三部分分别是：下料预 弯卷圆成型。由于该零件的尺寸较小固把工艺改为：下条料预弯冲裁 卷圆成型。冲压工艺成型过程及使用到的设备如冲压工艺卡上所示，其中剪床介绍 略去。 2.3.22.3.2 冲裁模具的简单介绍冲裁模具的简单介绍 冲裁预弯工序的模具结构如图 5 所示，由于该模具有冲裁工序， 故采用了滑动导 向模架 ( 导向装置图中未画出) 。 此模具结构设计上应注意圆弧预弯凹模的圆弧 段必须低于切断凹模 1O 的切断刃口， 保证切断与预弯两工步的独立进行。 顶料块 1 1 设计时，其未切断状态时上平面略高于切断凹模刃口 0.5mm，即先压料再切断。 而凸模下行到预弯成形， 顶料块下平面应与下模板 2 刚性接触，且上平面与成形 凹模 3 平齐 ，以免在坯料上留下明显压痕。切断凹模为直刃口、斜楔式压紧的镶 拼结构， 切断凹模 1 0 是断面为矩形的柱体，加工、刃磨方便。压紧楔块 9 上开 有略大于料宽的导向槽，便于送料时条料导向。该模具的工作过程为：首先将条料 推至成形凹模的预弯竖边定位后，冲床滑块带动上模下行，凸模 4 先与顶料块一 起压住条料。然后继续下行切断条料，进一步下行预弯成 形， 完成冲压动作。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 17 2.3.22.3.2 卷圆模具的具体设计卷圆模具的具体设计 本模具为卷圆工序模，模架为后侧导柱模架。关于竖、横推的选择，考虑到零 件直边部分在后道点焊工序中希望平整， 决定采用横推卷圆成形的方法。 卷圆成形模设计卷圆成形是该零件成形的关键，其模具装配结构 ( 如图 6 所示) 采斜楔、 滑块横推成形。 此成型方式可以保证零件在卷圆过程中，直边部分的平整。 零件推进卷圆行程为 12.95 mm，滑块 17 较长必须大于 12.95 mm，压料块 4 的压缩 距离应与其对应，因此斜楔较长，呈悬臂粱的形式，为此设置了靠背挡块 13，抵消 了斜楔受到的弯矩，改善了斜楔的受力条件。滑块 17 安放在下模块矩形导槽中， 导槽内侧起导向作用，复位弹簧 11 安装在下模块中，为使得预压缩量可调，弹簧 更换方便，结构紧凑可靠，固设置了调整螺钉 10。在下模板 9 中滑块移动部位，镶 有一块淬硬的耐磨板 12 。零件定位平面低于下模块 18 上平面约 3mm，并采用外框 式定位，卷圆成形后用镊子插入圆孔中即可取出零件。限位圈 8 的设置能方便模具 闭合高度的调整,同时对滑块及下模块起保护作用，使得他们不会碰撞到一块。该 模具外观整齐，使用安全可靠。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 18 图图 6 6 卷圆模具装配图卷圆模具装配图 2.3.32.3.3 模具零件设计及材料的选用模具零件设计及材料的选用 （1 1）滑块的设计）滑块的设计 零件生产量为中批量生产因此在滑块材料选择T8A或T10A,热处理为淬火处理， 硬度为 6062HRC。因为中页板零件宽度为 39.5mm，滑块宽度必须比 39.5 长。滑 块的高比长的比例必须在 0.670.5 之间。所以滑块的基本尺寸为 776050mm， 其中放置复位弹簧孔尺寸为2054。 与斜锲接触部分为 3045。 滑块零件基本 形状如图 7 所示，加工工艺过程如表 2-1 所示。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 19 图图 7 7 滑块滑块 表表 2-12-1 滑块加工工艺过程滑块加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备 1备料将毛坯锻成 80mmX65mmX50mm 2热处理退火 3铣 铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm， 及 3045斜面 铣床 4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床 5钳工划刃口轮廓尺寸及孔位置尺寸 6钳工钻20钻床 7线切割按图切割圆弧外形,留 0.0050.01 单边研量 线切割机 床 8热处理淬火,回火,保证 HRC6064 9钳工磨各配合面达要求 10检验 （2 2）斜锲）斜锲 斜锲材料选择 T8A 或 T10A,热处理为淬火处理，硬度为 6062HRC。如图 8 所 示。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 20 图图 8 8 斜锲斜锲 表表 2-22-2 斜锲斜锲加工工艺过程加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备 1备料将毛坯锻成 100mmX40mmX80mm 2热处理退火 3铣 铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm， 及 45斜面 铣床 4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床 5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线 6钳工钻铰 2X8 015. 0 0 ,钻沉孔及 M10 螺纹孔钻床 7平磨磨厚度及基面见光平面磨床 8钳工研光各型孔达要求 9检验 斜楔较长，呈悬臂粱的形式，固锲块的定位用两个销钉定位，布置如图 8 所示，加 工工艺过程如表 2-2 所示。 （3 3）下模块）下模块 零件生产量为中批量生产因此下模块材料选择T8A或T10A,热处理为淬火处理， 硬度为 6062HRC。因为中页板零件宽度为 39.5mm，下模块宽度必须比 39.5 长。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 21 所以下模块的基本尺寸为 706043mm， 其中放置复位弹簧孔尺寸为20， 调整螺 钉选择 M24。用内六角螺钉固定在下模板中，下模块零件基本形状如图 9 所示，加 工工艺过程如表 2-3 所示 图图 9 9 下模块下模块 表表 2-32-3 下模块下模块加工工艺过程加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备 1备料将毛坯锻成 72mmX60mmX45mm 2热处理退火 3铣铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm，铣床 4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床 5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线 6线切割按图切割各型孔,保证双面间隙 0.5mm 线切割机 床 7钳工钻铰 2X8 015. 0 0 ,钻沉孔钻床 8平磨磨厚度及基面见光平面磨床 9钳工研光各型孔达要求 10检验 （4 4）上模快）上模快 上模快材料为 A3、A5，不需要热处理，呈悬臂粱的形式如图 10 所示。用两个 销钉定位，固定螺钉用 M10 内六角螺钉。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 22 图图 1010 上模快上模快 （5 5）压料块）压料块 压料块用上模快固定，呈活动状态可上下自由活动，压料块内放置压料弹簧。 基本形状及尺寸如图 11 所示，加工工艺过程如表 2-4 所示。 图图 1111 压料块压料块 表表 2-42-4压料块压料块加工工艺过程加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备 1备料将毛坯锻成 62mmX32mmX50mm 2热处理退火 3铣按图纸铣六面,厚度留单边磨量 0.20.3mm，铣床 南昌航空大学科技学院学士学位论文 23 4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床 5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线 6线切割按图切割各型孔圆弧轮廓,保证间隙 0.5mm 线切割机 床 7钳工钻铰 2X8 015. 0 0 ,钻沉孔及 M10 螺纹孔钻床 8平磨磨厚度及基面见光平面磨床 9钳工研光各型孔达要求 10检验 （6 6）模座）模座 上、下模座的材料为 HT20-40、HT25-47、ZG35、ZG45 等，基本规格为： 下模板:20012050 mm （如图 12）上模板 20012040 mm（如图 13） 其中下模座铣出一条 2006010mm 的矩形槽，矩形槽的平行度为 0.05，粗糙 度为 0.8。其对滑块起导向作用，同时也对后挡块及下模块起定位作用。 下模座加工工艺过程如表 2-5 所示，下模座加工工艺过程如表 2-6 所示。 表表 2-52-5 下模座加工工艺过程下模座加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备 1备料取标准下模座 2热处理退火 3铣 铣 200mm60mm10mm 矩形键槽，双边磨量 0.20.3mm 铣床 4平磨平磨上下平面达要求平面磨床 5钳工划螺孔,销孔位置划模柄孔轮廓线 6钳工钻铰 2X8 015. 0 0 ,2X6 015. 0 0 及 6M10 螺纹孔钻床 7钳工研光各型孔达要求 8检验 表表 2-62-6上模座加工工艺过程上模座加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备 1备料取标准上模座 2热处理退火 4平磨平磨上下平面达要求平面磨床 5钳工划螺孔,销孔位置划模柄孔轮廓线 6线切割按图切割各型孔,保证配合尺寸 线切割机 床 南昌航空大学科技学院学士学位论文 24 7钳工钻铰 4X8 015. 0 0 ,钻攻 6XM12,配钻模柄防转孔钻床 8钳工研光各型孔达要求 9检验 （7 7）模柄的选用模柄的选用 （1）基本要求： 与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠； 与上模正确而可靠连接。 （2）类型： 1）压入式模柄2）旋入式模柄 3）凸缘模柄4）槽型模柄和通用模柄 5）浮动模柄6）推入式活动模柄 材料：Q235、Q275 钢 中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑快上的。对于大型模具则可用螺钉、 压板直接将上模座固定在滑快上。 查 冲压手册 选择模柄， 这里选用的是旋入式模柄， 规格为 4010040mm。 其中模柄的直径选用得根据你选用的压力机的数据来确定，我这里选用的压力机为 J23-16B，查冲压手册可以知道压力模柄直径，及压力机的参数。模柄伸入长 度确定是根据上模快的厚度来确定的，这里选用上模快厚度为 40mm，所以模柄的伸 入长度为 40， 南昌航空大学科技学院学士学位论文 25 图图 1212 下模座下模座 图图 1313 上模座上模座 南昌航空大学科技学院学士学位论文 26 图图 1414 旋入式模柄旋入式模柄 模柄具体的尺寸可查冲压手册模柄选用相关的表，具体如图 14 所示。 （8 8）导柱，导套的选用导柱，导套的选用 导柱与导套的结构与尺寸都可以直接由标准中选取。 在选用时应注意导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模 座顶面的距离不小于 1015 mm（考虑到模具修磨后其闭合高度将减小） ，而下模座 底面与导柱底面的距离应为 0.51 mm。 导柱，导套， 规格为： 导柱：B25h5160 如图 15 导套：B38H695如图 16 其选用的材料为 20、 T10A， 20 钢渗炭淬硬。 硬度导柱为 6062HRC,导套硬度为 57 60HRC 南昌航空大学科技学院学士学位论文 27 图图 1515 导柱导柱 图图 1616 导套导套 南昌航空大学科技学院学士学位论文 28 2.3.42.3.4 模具的基本校核模具的基本校