双孔垫片复合模具设计【课程冲压模具毕业设计说明书论文CAD图】
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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat1.txt上垫板.dwg上模座.dwg下模垫板.dwg下模座.dwg全部图纸集合.dwg凸凹模.dwg凸凹模固定板.dwg凸模.dwg凸模固定板.dwg凹模.dwg卸料板.dwg工件图-双孔垫片复合模具设计.dwg装配图.dwg设计说明书文档.doc摘 要机械产品的外壳大部分是冲压制品，产品性能的提高要求高素质的冲压模具、冲压性能、成型工艺和冲压制品的设计。冷冲裁模，约占冲压成型总数的60%，主要用于金属制品的成型，它是冲压制品生产中十分重要的工艺装置。冲压成型的广泛应用，正是本设计的根本出发点。本论文来源于生产实际，主要任务是完成双孔垫片的冲压模具设计通过多种方案对比，本设计采用复合模结构，模具中设置了冲孔、落料、成型、弯曲等工位。设计中通过对双孔垫片的材料、形状、尺寸及其精度的要求进行冲压工艺分析，根据工艺计算结果，对模具主要零部件，如凸、凹模和凸模固定板等进行详细设计，并设计了双孔垫片的复合模。在设计中对模具的总体结构进行设计，包括上下模座、导柱导套、垫板、固定板、导料板、卸料板、卸料板弹钉等的设计与选用。利用Auto CAD软件制作了此复合模模具的装配图和零件图。关键词：冲孔；落料;双孔垫片；CADAbstract：Most of the shell of the mechanical products are stamping products, the improvement of product performance requires high quality stamping die, stamping performance, molding process and stamping products design. Cold stamping die, accounting for about 60% of the total number of stamping, mainly used for the molding of metal products. The application of stamping forming is the basic starting point of this design. This paper comes from the actual production, the main task is to complete the hole gasket stamping die design through a variety of programs, the design of the composite mold structure, the mold is set up punching, blanking and other stations. The flower hole gasket material, shape, size and precision of the requirements in the design of stamping process analysis, according to the results of process, the main parts of the mold, such as convex, concave die and punch fixed plate etc. the detailed design and the design of the compound die flower hole washer. In the design of the overall structure of the mold design, including the upper and lower die seat, guide column guide sleeve, plate, fixed plate, guide plate, stripper plate, stripper plate, such as the design and selection of nails. Auto CAD software is used to make the assembly drawing and part drawing.Keywords：punching; blanking; hole gasket; CAD目 录第一章 绪论11.1 选题的意义与目的11.2 文献综述11.3 研究现状21.4 设计思路与创新思路3第二章 双孔垫片的冲压工艺分析42.1 零件的材料分析42.2 零件工艺分析42.3模具结构的初步确定5第三章 双孔垫片复合模的工艺计算63.1 排样设计63.2冲裁力73.2.1落料力83.2.2冲孔力83.2.3落料时的卸料力83.2.4冲孔时的推件力83.2.5出料时的顶件力83.2.8 冲床的总压力83.3压力机的确定83.3.1压力机的选择83.3.2开式压力机机床有关参数93.4压力中心的计算103.5 刃口尺寸计算113.5.1 冲孔刃口尺寸计算133.5.2 落料刃口尺寸计算133.6 本章小结14第四章 复合模的零部件设计与选用154.1 模具主要零部件的设计154.1.1 冲裁凸、凹模的设计154.1.2 卸料板的设计174.1.3. 凸凹模的设计174.1.4 .凸模的设计174.1.5 其他零部件的设计194.2定位零件的设计194.2.1.挡料销的设计204.2.2.导料销的设计204.3推件装置的设计204.4 弹性元件的选用214.5 模架及其零件的设计214.6导柱、导套的选用224.7上、下模座的选用224.8 模柄的选用234.9 螺钉、销钉的选用234.3 模具的总体结构设计244.5 本章小结25总 结26谢 辞27参 考 文 献28I摘摘 要要机械产品的外壳大部分是冲压制品，产品性能的提高要求高素质的冲压模具、冲压性能、成型工艺和冲压制品的设计。冷冲裁模，约占冲压成型总数的 60%，主要用于金属制品的成型，它是冲压制品生产中十分重要的工艺装置。冲压成型的广泛应用，正是本设计的根本出发点。本论文来源于生产实际，主要任务是完成双孔垫片的冲压模具设计通过多种方案对比，本设计采用复合模结构，模具中设置了冲孔、落料、成型、弯曲等工位。设计中通过对双孔垫片的材料、形状、尺寸及其精度的要求进行冲压工艺分析，根据工艺计算结果，对模具主要零部件，如凸、凹模和凸模固定板等进行详细设计，并设计了双孔垫片的复合模。在设计中对模具的总体结构进行设计，包括上下模座、导柱导套、垫板、固定板、导料板、卸料板、卸料板弹钉等的设计与选用。利用 Auto CAD 软件制作了此复合模模具的装配图和零件图。关键词：冲孔；落料;双孔垫片；CADIIAbstractAbstract：Most of the shell of the mechanical products are stamping products, the improvement of product performance requires high quality stamping die, stamping performance, molding process and stamping products design. Cold stamping die, accounting for about 60% of the total number of stamping, mainly used for the molding of metal products. The application of stamping forming is the basic starting point of this design. This paper comes from the actual production, the main task is to complete the hole gasket stamping die design through a variety of programs, the design of the composite mold structure, the mold is set up punching, blanking and other stations. The flower hole gasket material, shape, size and precision of the requirements in the design of stamping process analysis, according to the results of process, the main parts of the mold, such as convex, concave die and punch fixed plate etc. the detailed design and the design of the compound die flower hole washer. In the design of the overall structure of the mold design, including the upper and lower die seat, guide column guide sleeve, plate, fixed plate, guide plate, stripper plate, stripper plate, such as the design and selection of nails. Auto CAD software is used to make the assembly drawing and part drawing.Keywords：punching; blanking; hole gasket; CADIII目 录第一章第一章 绪论绪论 .1 11.1 选题的意义与目的.11.2 文献综述.11.3 研究现状.21.4 设计思路与创新思路.3第二章第二章 双孔垫片的冲压工艺分析双孔垫片的冲压工艺分析 .4 42.1 零件的材料分析.42.2 零件工艺分析.42.3 模具结构的初步确定.5第三章第三章 双孔垫片复合模的工艺计算双孔垫片复合模的工艺计算 .6 63.1 排样设计.63.2 冲裁力 .73.2.1 落料力 .83.2.2 冲孔力 .83.2.3 落料时的卸料力 .83.2.4 冲孔时的推件力 .83.2.5 出料时的顶件力 .83.2.8 冲床的总压力.83.3 压力机的确定 .83.3.1 压力机的选择 .83.3.2 开式压力机机床有关参数 .93.4 压力中心的计算 .103.5 刃口尺寸计算.113.5.1 冲孔刃口尺寸计算.133.5.2 落料刃口尺寸计算.133.6 本章小结.14第四章第四章 复合模的零部件设计与选用复合模的零部件设计与选用 .15154.1 模具主要零部件的设计.154.1.1 冲裁凸、凹模的设计.154.1.2 卸料板的设计.174.1.3. 凸凹模的设计.174.1.4 .凸模的设计.174.1.5 其他零部件的设计.194.2 定位零件的设计 .194.2.1.挡料销的设计.204.2.2.导料销的设计.204.3 推件装置的设计 .204.4 弹性元件的选用.21IV4.5 模架及其零件的设计.214.6 导柱、导套的选用 .224.7 上、下模座的选用 .224.8 模柄的选用.234.9 螺钉、销钉的选用.234.3 模具的总体结构设计.244.5 本章小结.25总总 结结 .2626谢谢 辞辞 .2727参参 考考 文文 献献 .28281第一章 绪论1.11.1 选题的意义与目的选题的意义与目的现代工业的迅猛发展使冲压技术得到越来越广泛的应用，随之而来的是对冲压模具的设计与制造的要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要工业装备，其设计是否合理对冲压件的表面质量、尺寸精度、生产效率以及经济效益等影响很大。冲压设计是一项技术性很强的工作，它既是冲压生产准备工作的基础，也是组织正式生产的依据。冲压设计水平标志着冲压生产水平的先进性、合理性以及生产成本的经济性，在很大程度上反映了生产技术水平。因此，研究冲压模具的设计，提高冲压模具的各项技术指标，有着十分重要的意义。该课题的研究，涉及到冲压成形工艺的分析、冲压工艺方案的设计以及冲压模具结构的设计等内容，目的是通过对双孔垫片电脑驱动器支架连续模设计，将所学的有关冲压模具设计、工程制图、机械设计基础、工程材料、机械制造技术等多门的知识与本次设计相结合，掌握一定的设计方法、理论和技术，培养自己的设计思维和提高自己的综合设计能力；熟练掌握相关的二维和三维绘图软件，提高利用AutoCAD、Master CAM 等软件的绘图和仿真能力；掌握冲压成形工艺和冲压模具设计的专业知识，以及熟悉冲压模具设计的标准和规范，最终设计出一套合理的技术性和经济高的冲压模具。1.21.2 文献综述文献综述目前，汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工等行业中，60%80%的零件都要依靠模具成型，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越高，结构要求也越来越复杂。采用冲压模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，其生产的制件所具备的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展的方向。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。由于冲压生产的高效率以及冲压产品良好的综合力学性能，在现代工业产品中越来越多的冲压件取代机械加工零件已是大势所趋。要想很好地满足日趋增长的冲压产2品的需要，必须有高效批量的冲模生产方式和手段与之相适应，这就需要冲模工业打破传统的生产制造模式，其关键是大力提倡和发展冲模标准化。6由此可见，在设计冲压模具的过程中，选用冲压模具标准件不但能有效提高模具质量，而且能降低模具生产成本及大大缩短模具生产周期。模具是制造业的基本工艺设备，模具设计的、制造的效率对产品的开发效率有决定性影响。由于模具是典型的技术密集型产品，为了表达清楚设计意图，设计人员必须花费大量的时间来绘制模架、顶杆、滑块等结构相对固定的零部件。目前，CAD/CAE 的发展，为广大模具设计人员提供了方便。特别是近几年来，模具 CAD/CAE技术发展很快，应用范围日益扩大，并取得了可观的经济效益。因此在模具设计的过程中，利用先进的 CAD/CAE 技术进行模具设计省事、省力，而且最为重要的是保证了成型后制品的准确性，减少了试模的次数，缩短了模具的设计及生产的周期。7 在冲压模具设计制造中引入绿色制造技术是冲模设计制造的发展必然也将大大地加快模具行业前进的步伐，实现高质量、少污染、短周期和低成本的目标。81.31.3 研究现状研究现状经过十多年的发展，我国的模具生产无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展。现在，中国可以说是世界模具生产大国之一，但还远远不是生产强国。中国模具生产总量虽然已位居世界第三，但模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。其差距主要表现在以下六方面：1） 、模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低很多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面。例如，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低。2） 、开发能力弱，经济效益欠佳。中国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，科研开发及技术攻关方面投入太少，在市场中常处于被动地位。3） 、模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，国内模具标准件使用覆盖率只有 45%左右。4） 、与国际先进水平相比，国内模具企业的管理落后更甚于技术。国内大多数模具企业还沿用过去作坊式粗放经营管理模式，真正实现现代化企业管理的还不多。9我国要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高 CAD/CAE/CAM 的应3用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革，增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。1.41.4 设计思路与创新思路设计思路与创新思路本次的研究课题是双孔垫片冲压工艺设计，从查阅大量的冲压模具文献资料和设计资料入手，熟悉整个冲压模具的设计流程。首先对零件的结构进行设计，按照国家的相关标准设计支架的尺寸大小、精度以及选用制造双孔垫片的材料。然后对冲压件进行冲压工艺分析，双孔垫片的结构简单，是比较薄的一类小型零件，其设计精度较高，采用普通冲裁模即可实现加工。了解单工序模、连续模和复合模各自的加工特点，拟定设计方案，通过比较选择最佳的设计方案。因为双孔垫片是批量生产，而且只有落料、冲孔二道工序，结合复合模生产效率高、工件精度高，适于中批量生产等特点，故决定选用导柱式冲孔-落料复合冲裁模来完成双孔垫片的冲压加工。确定好设计方案后，接着展开对双孔垫片冲压模的工艺计算以及各零部件的设计。最后进行双孔垫片冲压模具的总装配图以及零件图的绘制。为了使本套冲裁模的成本降低、提高设计效率，根据设计的要求，采用一些冲压模具标准件，如模架等。本次毕业设计课题是双孔垫片复合模设计，它能使我们能综合运用各种基本理论知识，并结合生产实习中学到的实践知识，培养独立分析、解决各种问题的能力。并要求我们能充分运用冷冲模设计和大部分专业课的知识，并结合生产实践中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。这次设计目的能使我们初步具备设计加工一个中等复杂程度零件的冷冲压模具的能力，拟定设计方案，完成结构设计，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为以后走上工作岗位从事好工作打下良好的基础。第二章第二章 双孔垫片的冲压工艺分析双孔垫片的冲压工艺分析2.12.1 零件的材料分析零件的材料分析 零件名称：双孔垫片零件的材料: 10 钢零件厚度： 1.0mm图 2.1 零件图2.22.2 零件工艺分析零件工艺分析 此工件是双孔垫片。工件形状不算复杂，要求精度不高。整个工件整体上有两处孔，直径为 20mm 与 17mm。所以冲压该零件需要的基本工序有冲孔、落料。因此可以考虑以下二种方案： 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：1、先落料，再冲孔采用单工序模生产；2、所有工序复合冲压，采用复合模生产；3、冲孔落料-连续冲压，采用级进模生产。方案 1 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，应采用复合冲裁或级进冲裁方式。但是级进模要求制造的精度、成本都比复合模高，而且使用过程中较难维修，冲裁的精度也比复合模低，因此选择方案二。2.3 模具结构的初步确定采用倒装复合模结构（即凹模安装在上模） 。 倒装模具具有以下优点：（1）由于采用弹压卸料装置,使冲制出的工件平整,表面质量好（2）由于采用打杆将工件或废料从凹模孔中推出,因而工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件可废料对孔的涨力.从而可减少凹模的壁厚,使凹模的外形尺寸缩小,节约模具材料.（3）由于工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件或废料对模刃口的磨损,减少凹模的刃磨次数,从而提高了凹模的使用寿命.（4）由于工件或废料不在凹模内积聚,因此也就没有必要加工凹模的出料孔，可缩短模具制作周期,降低模具加工费用。第三章第三章 双孔垫片复合模的工艺计算双孔垫片复合模的工艺计算3.13.1 排样设计排样设计根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：有废料排样、少废料排样和无废料排样。采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力（单边切断时） ，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。为此，排样时必须统筹兼顾、全面考虑。对有废料排样，少、无废料排样还可以进一步按冲裁件在条料上的布置方法加以分类，其主要形式可分为：直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多排和冲裁搭边。该零件结构简单，生产批量大，精度要求一般。表 3-1 搭边值查表 3-1 可得，两工件间的搭边 a1=1.8mm，工件边缘搭边 a=2.0mm。具体排样设计如图 3-1 所示方案，图 3-1 所示方案为单排直排。图 3-1 零件单排直排排样图条料宽度为：b=64.5+(2 2.0)=68.5mm 。步距 h=40+1.8=41.8mm。一个步距内的材料利用率：=A/（b h） 100%1 =1564.7/(68.5 41.8) 100% =54.653.23.2 冲裁力冲裁力两个工序，冲孔压力等于冲孔时的冲压力和落料时的冲压力之和，查冲压手册表 2-3，得 10 钢的抗剪能力 =255353MPa,取平均值 =300MPa. K的取值依据冲裁刃口而定，平刃口 K=11.3，斜刃口 K=0.20.6，考虑刃口的磨损，生产批量和材料厚度等因素，取 K=1.33.2.1 落料力 F落=KL1 t =1.3171.571mm300Mpa=66.91KN3.2.2 冲孔力 F冲=KL2t=1.3116.241mm300Mpa=45.33KN3.2.3 落料时的卸料力 由表 3-2 得 K卸=0.045 F卸=K卸F落=0.04566.91KN=3.01KN3.2.4 冲孔时的推件力 由 3-2 得 K 推=0.055， 取同时梗塞在凹模内的冲件数为 6 F推=nK推F冲=60.05545.33KN=14.96KN3.2.5 出料时的顶件力 由表 3-2 得 K顶=0.06 F顶=K顶F落=0.0666.91KN=4.01KN3.2.8 冲床的总压力F 总=F 落+F 冲+F 卸+F 推+ F 顶=66.91+45.33+3.01+14.96+4.01=134.22KN3.33.3 压力机的确定压力机的确定3.3.1 压力机的选择对于中小型冲裁件常采用开式曲柄压力机。根据总冲压力=134.22KN，模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结总PF合现有设备，选用 J23-16 开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制双孔垫片。其主要工艺参数如下：公称压力：160KN 滑块行程：65mm行程次数：125 次/分最大封闭高度：280mm 封闭高度调节量：65mm工作台尺寸（左右*前后）：400mm295mm工作台板厚度：45mm模柄尺寸：4060倾斜角：303.3.2 开式压力机机床有关参数1、机床控制系统：(1)开门断电，漏电保护。电控系统符合国家安全标准。(2)电动式油缸行程调节，显数器显示。(3)电动式挡料尺寸调节，显数器显示。2、机床后挡料的基本配置：(1)普通电机(2)普通丝杆和光杆(3)后挡料链轮传动注：机床参数及配置如需变动敬请另外说明，作为合同附件3、机床结构：(1) 采用全钢焊接机架， （、拼装工作台组成）振动时效处理，具有足够的强度和刚性。(2) 双油缸控制，机械挡块机构保护，液压上传动，扭轴强迫同步机构。(3) 滑块行程电动快速调节，并有手动微调，显数器显示(4) 上模具配有斜楔式挠度补偿机构，以补充折弯精度。(5) 单边/双边 T 型槽口工作台，调整分段下模快速方便。(6) 可进行多机联动（需同时购买一台该型号的机床并加装联动同步装置） ，也可单机单动。(7) 该设备可折板厚是根据 10 钢板/A3 板的抗拉强度（450N/mm2）和折弯槽口比例 1 比 8 来计算的，敬请核实好各种锰板的抗拉强度后与 10 钢板比较进行折算，另外可以通过扩大折弯下模的槽口尺寸来取得更厚的折板尺寸。(8) 工作台主立板和台面均可调节。可根据折弯力的需要，适当调整工作台的加凸量来弥补由于工作台的变形而出现的挠度进行补偿。3.43.4 压力中心的计算压力中心的计算模具的压力中心就是冲压合力的作用点。为了保证压力机的模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常在磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线重合，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。确定该零件的压力中心计算步骤如下：（1）选定坐标轴 X 和 Y（2）计算出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离 x1、x2、x3、xn和y1、 y2、 y3、yn （3）将组成图形的轮廓线划分为若干简单的线段，求出各线段长度L1、L2、L3、Ln.（4）按如下公式算出压力中心的坐标（X0、Y0）根据力学定理，合力对某轴的力矩等于各分力对同轴力矩的代数和，则可得压力中心坐标（x0 、y0）计算公式：因为冲裁力与周边长度成正比，所以式中各冲裁力 F1、F2、F3、Fn可分别用冲裁周边长度 L1、L2、L3、Ln代替，即1 12210121niinninniiL xL xL xL xxLLLL112210121niinninniiL yL yL yL yyLLLL其中：L为每段线段的长度或圆弧的周长 X为每段线段的中点或圆弧的中心到 X 轴的距离； Y为每段线段的中点或圆弧的中心到 Y 轴的距离； 如下图所示本次设计的零件为 X 轴对称零件。如下图所示，所以零件的压力中心如下图所示：图 3-3 压力中心示意图3.53.5 刃口尺寸计算刃口尺寸计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：（1）按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作,因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。（2）按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易minmaxZZTA表 3-3 初始双面间隙、maxZminZ10 钢Q34540、5065Mn材料厚度 /tmmminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZ小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.0100.140.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.240由表 3-3 确定初始双面间隙、 的值为极小间隙 现取=0.14、 maxZminZmaxZ=0.1.minZ表 3-4 规则形状凸、凹模的制造偏差基本尺寸凸模偏差T凹模偏差A基本尺寸凸模偏差T凹模偏差A1818303080 0.0200.0200.0250.030120180180160 0.0300.0400.045 80120 0.025 0.0351603601360500500300.0350.0400.0500.0500.0600.070由表 3-4 确定、的值：0.02 0.02TA3.5.13.5.1 冲孔刃口尺寸计算冲孔刃口尺寸计算对于冲孔尺寸 ；0.18017mm0.21020mm利用公式 0minTxdDT AZDDTA0min其中 磨损系数的选取查下表 3-5x 是工件的公差值 表 3-5 磨损系数表工件精度 IT10 以上=1x工件精度 IT11IT13=0.75x工件精度 IT14=0.5x查公差表可知孔的公差等级为 IT12 级，所以查上表得=0.75x 则 =0minTxddT000.020.02170.750.1817.135= AZddTA0min0.02017.1350.10.02017.235=0minTxddT000.020.02200.750.2120.1575= AZddTA0min0.02020.15750.10.02020.2575校核间隙：maxmin0.140.10.04ZZ +=0.02+0.02=0.040.04TA所以满足+的条件，制造公差合适。TAminmaxZZ3.5.23.5.2 落料刃口尺寸计算落料刃口尺寸计算当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于 A类尺寸第一类尺寸。它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式AxDDA0max 0minminTZdDT其中 模具基准尺寸()Dmm 工件极限尺寸()maxDmm 工件公差()mm落料尺寸；查表 3-5 取 x=0.75 00.1817Rmm00.2120Rmm则 =00.1817RAxDDA0max0.020.0200170.750.1816.865 =0minminTZdDT000.020.02(16.8650.1)16.765则 =00.2120RAxDDA0max0.020.0200200.750.2119.8425 =0minminTZdDT000.020.02(19.84250.1)19.74253.63.6 本章小结本章小结本章节主要介绍各方面的计算，包括各种力的计算和各个工作零部件的尺寸的计算。为下面的零部件的选用提供了数据上的依据。第四章第四章 复合模的零部件设计与选用复合模的零部件设计与选用4.14.1 模具主要零部件的设计模具主要零部件的设计 模具结构如装配图所示,采用二导柱滑动导向钢板模架。上模部分由上模座、垫板、凸模固定板,卸料板和各个凸模组成,下模部分由下模座、凹模、下垫板、下卸料板组成。4.1.14.1.1 冲裁凸、凹模的设计冲裁凸、凹模的设计凹模设计为整体结构，冲裁型孔均采用线切割机床加工。除圆形凸模外，各异型凸模设计成直通式外形，主要采用线切割加工。查阅相关文献，可知凹模常用的材料有 Cr12、9Mn2V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV 等，硬度为 HRC6064。本模具采用的是 Cr12。凹模的形式有圆形和矩形两种。而复合模用的最多的是 C 形凹模。如图4.1 所示是凹模洞口的几种结构形式：图 4.1b、c、d、e、f 型在落料、冲孔、级进模中都被广泛应用。随着科学技术的发展，20 世纪 70 年代初期，线切割开始用于模具加工，因而 b 型凹模被广泛应用于落料模、冲孔模和级进模中，线切割后用酸腐蚀下面落料孔，也有加工好落料再线切割的，而 c、d、e、f 型应用很少。本模具采用的是 b 型。 （本段摘自冲压工艺与模具设计P47）由于冲裁凸模中具有较多的细小凸模,防止细小凸模损坏，设计时要认真计算它的强度，并选择合适的安装方法。细小凸模的损坏形式主要是受压失穏而折断,在材料力学中属于“压杆稳定”的问题。凸模分为带导向装置和无导向装置两种。凸模损坏不是其压应力达到破坏值被压碎, 而是产生弯曲变形而折断,显然, (1)比 (2)更容易折断。防止凸模失稳破坏,主要应计算出图中所示失稳段长度 L 的值,当 L 小于一定的数值时,就不会发生失稳折断.用式 2-24（冷模设计应用实例P44）计算 D、E、F、G、H、J 各区凸模允许的自由长度。各区冲裁力前面已计算出 FD= FE= 539.7N、FF= FG= 373N、FH= FJ= 2119.5N。计算凸模的惯性矩。截面最小的惯性矩是对 x 轴的惯性矩,前两个视图都是按组合截面的方法计算惯性距。其值用下式计算。尺寸=4.45mm，= 1b1H0.475mm，=2.4mm，=0.475，=10.4mm，=0.74mm，则：2b2H3b3H 44331110397.012475.045.412mmmmHbJx 44332220214.012475.04.212mmmmHbJx 44333333512.01274.04.1012mmmmHbJx代入式（2-24）即： mmmmFJLFDx297.107.539397.01200120011 mmmmFJLFFx096.93730214.01200120022 mmmmFJLFHx446.155.21193512.01200120033则 D、E、F、G、H、J 各区允许的自由长度分别为:10.297mm、9.096mm、15.446mm。EDLLGFLLJHLL凹模孔都用线切割加工,必须要打穿丝孔, 直径小于 1mm 的穿丝孔很难加工, 因而, 在窄孔的侧面, 打 2mm 的穿丝空, 在线切割加工时, 切割出各个的异形孔, 然后在镶上钢板, 钢板的一侧就是冲裁的刃口。4.1.24.1.2 卸料板的设计卸料板的设计 卸料板要有足够的运动精度,为此在卸料板和固定板之间要设辅助导向机构,本模具利用卸料螺钉来导向。螺钉和固定板的配合间隙应当更小, 一般为凸模与卸料板配合间隙的 1/2。各种间隙的关系见表 7-9(冲模设计应用实例P254), 从表中可以看出, 间隙 Z2 值都很小, 在冲裁间隙值等于或小于 0.05mm时。本模具选用的卸料螺钉的直径为 10mm, 在固定板与卸料板之间共设置 4 套。4.1.3.4.1.3. 凸凹模的设计凸凹模的设计凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。出料方式，则内孔无积存废料，胀力小，最小壁厚为材料厚度的 1.2 倍，即 1.2mm 其结构如图 4.2图 4.2 凸凹模4.1.44.1.4 . .凸模的设计凸模的设计凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表。表 3.9 固定形式的特点比较固定形式固定方法特点凸模固定板固定一般采用 H7/m6 过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困难与上模板直接连接采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上适用于大型凸模的固定低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上适用于冲裁 0.32的板mm料 由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选凸模固定板的固定形式固定模，。 冲孔凸模为圆形，采取台阶式凸模，它的强度刚性较好，装配修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6 或 H7/n7）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时凸模不配拉出，材料选取,热处理硬AT10度为 5862。其凸模长度计算公式： HRChthhL21其中1凸模固定板厚度 16mm h1h材料厚度 0.8 tmm凹模块厚度 20 2hmm增加长度，一般选取 010hmm凸模的结构形式如图 4.3图 4.3 凸模4.1.54.1.5 其他零部件的设计其他零部件的设计根据凹模板与凸模板的尺寸标准，可以确定其他尚未确定的零部件的尺寸，列于表 4.1，如下：表 4.1 模具其他零部件相关参数序号名称长宽厚（mm）材料数量1凸模垫板1001252045 钢12凸模固定板1001251645 钢13凸凹模固定板1001251645 钢14.24.2 定位零件的设计定位零件的设计冲模的定位装置零件是用来保证材料的进料正确及在冲模中保持位置的正确性。定位零件的种类很多，主要有导料板、导料销、挡料销、侧刃、导正销和定位板等。由冲压工艺分析可知，该模具的定位零件是采用的是固定挡料销送进定距和固定导料销送进定位如简图 4.4 所示。图 4.4 挡料销和导料销位置4.2.1.4.2.1.挡料销的设计挡料销的设计常见的挡料销有三种形式。固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。如图4.5 该模具设计为活动挡料销。图 4.5 挡料销4.2.2.4.2.2.导料销的设计导料销的设计条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。本设计采用导料销导向，本设计选用活动式。设计时导料销应选两个且位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销应装在后侧；从前向后送料时，导料销应装在左侧。综上，定位零件采用一个固定挡料销和单边两个导料销定位，固定挡料销和导料销固定在卸料板上。导料销材料采用 45 钢制造，热处理硬度4348HRC。4.34.3 推件装置的设计推件装置的设计推件和顶件的目的，是将制件从凹模中推出来（凹模在上模）或顶出（凹模在下模） 。推件装置可分为弹性推件装置和刚性推件装置两种,弹性推件装置具有压料作用，冲件质量好。刚性推件装置一般装在上模，利用压力机的推件力，因此，推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。常用于倒装式复合模中。综上，本设计选用钢性推件装置。如图 4.6 所示：图 4.6 钢性推件装置4.44.4 弹性元件的选用弹性元件的选用弹性装置主要有树脂和弹簧两种，因为该模具为复合模具，所以采用树脂作为卸料板的弹性元件。根据模具安装空间，安装四个圆筒形合成树脂，设卸料螺钉直径为 8mm，树脂上螺钉孔直径为 10mm，则：弹性元件的自由高度，由下式得： mmHhH121030.025.0330.025.0自式中 H自弹性元件的自由高度()；mmh卸料板的工作行程()；mmH凹模或凹凸模的刃磨量（mm） ；一般取 410mm；则树脂高度取 40mm。4.54.5 模架及其零件的设计模架及其零件的设计常用的导柱导套式模架，是由上、下模座和导向零件组成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱、导套的导向来实现。本设计选用后侧导柱模架如图 4.7，后侧导柱模架，由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，因导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能使用浮动模柄结构。图 4.7 模架4.6 导柱、导套的选用导柱与导套的结构、尺寸一般都是直接由标准中选取，在选用时导柱的长度应保证冲模在最底工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于(1015)mm。在最高工作位置时，导柱上端面与导套的下端面的距离不小于(1020)mm，导柱和导套的配合精度由表 5.7 查出选择 II 级。表 5.7 导柱、导套配合间隙模架精度等级I 级II 级配合形式导柱直径配合间隙值配合后的过盈量180.0100.01518300.0110.01730500.0140.021滑动配合50800.0160.025滚动配合18350.010.024.7 上、下模座的选用根据模架的规格选择对应的上、下模座如下：上模座 100mm125mm35mm(GB/T2855.1-1990)；下模座 100mm125mm40mm(GB/T2855.2-1990)。4.8 模柄的选用根据上模座的厚度可选择材料 A3FA 型 40x60 凸缘式模柄；JB/T7646.3-1994。4.9 螺钉、销钉的选用本模具设计 8 的定位销实现各零件连接时的初定位，然后用 M8 的螺钉实现连接的精定位。材料采用 45 钢。244.34.3 模具的总体结构设计模具的总体结构设计有了上述各步计算所得的数据及确定的工艺方案,便可以对模具进行总体设计
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