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衬片顺装
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衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计,衬片顺装,结构,连续,复合,冲裁模,设计
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湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）中期检查表学 部： 理工学部 学生姓名吴超学 号200741914422年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永副教授毕业论文（设计）题目衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日检查（考核）小组意见检查小组组长签名： 年 月 日湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名吴超学 号200741914422年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永副教授2010 年9 月20 日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“（ ）”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称： （）生产实际或社会实际 （）其他 选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （）其他题目完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文主要内容和要求1.技术要求 如下图所示零件，大批量生产设计任务1） 绘制系统装配图，0号图纸一张。2） 如有可能，完成模具装配过程三维CAD设计。3） 测绘零件图，1号图纸一张。4） 编制设计说明书，不少于15000字。2.设计要求1) 按技术规范要求的参数进行强度设计。2) 图纸绘制符合国家标准要求。 设计计算说明书格式符合学校规定，内容完整、计算准确、分析深入。注：此表如不够填写，可另加附页。主要参考文献与外文资料1 王秀凤，冷冲压模具设计与制造，北京：北京航空航天大学出版社，20082 王方，冷冲压模具设计指导，北京：机械工业出版社.19983 李德群，现代模具设计方法，北京：机械工业出版社 20014 王秀凤，Solidworks创新三维CAD冷冲压模具设计教程，北京：北京航空航天大学出版社，2008工作进度安排起止日期主要工作内容2010.09.182010.09.25接受任务，完成开题报告2011.02.012011.03.01资料收集、方案确定2011.03.022011.03.15主要零部件的设计计算2011.03.162011.03.30结构设计、装配图绘制2011.04.012011.04.10完成模具工作过程三维CAD设计2011.04.102011.04.20零件图的绘制2011.04.212011.05.01编制设计计算说明书2011.05.112011.05.18校核、修改，准备答辩要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 审查日期：20 年 月 日 专业负责人签名： 批准日期：20 年 月 日 接受任务日期：20 年 月 日； 学生本人签名： 注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名吴超学号200741914422年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永 副教授开题时间年 月 日毕业论文（设计）题目衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）本课题是衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计，冲裁模具的一种，模具制造在机电产品行业中应用广泛，而冲裁模具是实现冲压工艺的主要工艺设备，在制造行业中占有重要地位。，改革开放以来通过技术的引进和合资经营，我国的模具制造技术有了长足的进步，少数单位在冲模技术领域采用了CAD、CAM/CAE技术和先进的制造技术，显著的缩短了模具设计和制造的周期，提高了模具的质量，实现了模具工业零件的互换。虽然我国的模具工业和技术得到了快速的发展，但与国外的工业发达国家先比仍存在比较大差距，随着科学技术的发展、社会经济的快速发展，模具制造技术的应用越来越广泛，模具成形技术及模具设计制造已成为当代工业生产的重要手段。因此社会上迫切需要各种模具设计师。模具技师等人才，未来的中国模具工业和及技术的发展空间是巨大的主要参考文献 1 张正修主编. 冲模实用典型结构图集. 北京：机械工业出版社，2009.7 2 薛啓翔编著. 冲压模具设计和加工计算速查手册. 北京：化学工业出版社，2007.10 3 涂关淇主编. 冲模技术.北京：机械工业出版社，2004.94 王秀凤.王晚霞. Solidworks冷冲压模具设计教程.北京. 北京航空航天大学出版社2007.15 钟翔山主编. 冷冲压设计案例剖析. 北京：机械工业出版社，2009.7 6 王秀凤.张永春. 冷冲压模具设计与制造.北京. 北京航空航天大学出版社2008.77 付宏生主著. 模具识图与制图. 北京：化学工业出版社，2006.4 8 徐学林主著. 互换性与测量技术. 湖南：湖南大学出版社，2007.39廖红宜. 冷冲压工艺与模具设计. 北京:电子工业大学出版社，2008.610杨关全. 冷冲压设计资料与指导. 大连:大连理工大学出版社，2009.911朱立义. 冷冲压工艺与模具设计. 重庆:重庆大学出版社，2006.812汤习成. 冷冲压工艺与模具设计. 北京:中国劳动社会保障出版社，2006.713刘建超. 冷冲压与模具设计制造. 北京:高等教育出版社，200414史铁梁主编. 冷冲压模具设计指导. 北京:机械工业出版社，200415许发越主编. 冲模设计实例. 北京:机械工业出版社，1996.616周玲主编. 冲模设计实例详解. 北京:化学工业出版社，2007，,1注：此表如不够填写，可另加页。研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）通过已知道的零件图设计出衬片顺装结构连续式复合冲裁模具，零件的材料为2A04，厚度为1mm。主要设计出零件的排样图、凸模和凹模的刃口尺寸、模架的设计以及该模具的整体结构设计。通过分析零件的工艺性，拟定工艺方案；然后再拟定工艺的基础上确定冲压件的总体加工方案；最后进行冲压工艺的计算以及设计。通过上述工作能够完成该模具的主要零件的设计计算以及该冲压模具的整体结构，能画出该冲压模具的装配图、该冲压模具的凸、凹模的设计计算以及该模具的一些非标的零件的设计。时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）第一阶段：（3.53.16）毕业实习，调研，熟悉课题，收集资料，参观考察；第二阶段：（3.173.30）总体方案谁、论证方案的可行性、完成开题报告；第三阶段：（3.314.27）具体设计、完成论文轮廓；第四阶段：（4.285.25）编写毕业设计论文；第五阶段：（5.286.15） 修改、完善、整理毕业设计论文，做好毕业答辩的各项准备工作；第六阶段：（6.156.25）毕业答辩开题论证小组意见 组长签名： 年 月 日专业委员会意见专业教研室主任签名： 年 月 日注：此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证记录学 部： 理工学部 学生姓名吴超学 号200741914422年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化专业(4)班指导教师姓名周光永指导教师职称副教授毕业论文（设计）题目衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计论证小组质疑及指导意见学生回答简要记录论证小组成员签名 记录人签名： 论证时间： 2011 年5 月16 日 注：记录、签名栏必须用黑色笔手工填写。指导教师指导检查学生进行毕业论文（设计）工作情况登记表系（部）名称：理工学部 指导教师姓名：周光永时 间地 点指导、检查的主要内容学生签名2010.12.308教南布置任务书2010.12.308教南讲解文献资料，查找方法，布置开题作开题2010.12.308教南开题报告答辩2010.12.308教南指导方案的总体设计2010.12.308教南中期检查2010.12.308教南审查图纸及说明书2010.12.308教南批阅设计说明书及图纸注：此表在每次指导、检查工作时由学生带来，指导教师填写。内容包括学生的学习、工作态度；毕业论文（设计）工作的进展情况；论文（设计）工作中尚需解决的问题等。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）成绩评定册学生姓名吴超学号200741914422年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永 副教授毕业论文（设计）题目衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计完成时间20 年 月 日答辩时间20 年 月 日摘要：在分析所知零件村片的冲压工艺的基础上，确定了采用顺装结构连续式复合冲裁模具的设计方案。通过计算该复合模具的所冲裁的零件毛坯尺寸、冲压过程中的各工艺力等主要参数和落料刃口、冲孔刃口等主要工作部分尺寸，设计出了主要零件的结构和实体模型，绘制了模具的装配图及部分主要凸凹模具的主要零件图。通过solidworks三维实体仿真分析了模具在冲孔和落料的主要工作过程，从而清晰的了解了该模具的工作原理。关键词：凹模；凸模；复合模；冲裁答辩资格审查意见：专业委员会主任签名：20 年 月 日指导教师评语：指导教师建议成绩： 指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：评阅教师建议成绩： 评阅教师签名：年 月 日答辩小组评语：答辩小组建议成绩： 组长签名：年 月 日成绩评定综合成绩（百分制）： 分折合五级记分制成绩：答辩委员会审查意见：答辩委员会主任签名：年 月 日成绩评定说明：毕业论文（设计）的成绩评定采用综合加权评分的办法，按指导教师评分占30%、论文评阅人评分占30%和答辩小组评分占40%计算出百分制的综合成绩，并根据综合成绩确定相应五级记分制等级。系部答辩委员会对毕业论文（设计）的预评、评阅、答辩成绩进行审查，对评定等级为优秀或不及格以及答辩评分中有争议的论文（设计）要进行重点审核，最终确定成绩。指导教师、评阅教师、答辩小组应分别严格按湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）评分标准中的相应标准客观、公正赋分。本表一式二份，一份进入学生个人档案，一份存学院档案室。湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 衬片顺装结构连续式复合冲裁模设计 DESIGN OF LOADED STRUCTURE ALONG A CONTINUOUS LINING COMPOSITE DIE 学生姓名： 吴超学 号： 200741914422年级专业及班级： 2007级机械设计制造及其自动化 (4)班指导老师及职称： 周光永 副教授湖南长沙提交日期：2011 年 5月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 2011年 5月 28日目 录摘要1关键词11 前言11.1 冲压的介绍21.2 冲压模具的发展方向32 冲裁件工艺分析53 冲裁工艺的确定54 模具的设计计算64.1 排样方法64.2 条料和料宽度计算64.3 计算压力机中心104.4 冲裁力的计算104.5 压力机公称压力的选用114.6 凸凹模工作部分尺寸计算114.7 凸凹模结构部分尺寸计算154.8 垫板和凸凹模固定板的选用194.9 模具闭合高度计算204.10 导柱，导套配合的选用计算204.11 模架结构选用214.12 定位零件的尺寸计算214.13 橡胶的选用计算235 结论22参考文献25致 谢25衬片顺装结构连续式复合冲裁模) 摘 要：在分析所知零件村片的冲压工艺的基础上，确定了采用顺装结构连续式复合冲裁模具的设计方案。通过计算该复合模具的所冲裁的零件毛坯尺寸、冲压过程中的各工艺力等主要参数和落料刃口、冲孔刃口等主要工作部分尺寸，设计出了主要零件的结构和实体模型，绘制了模具的装配图及部分主要凸凹模具的主要零件图。通过solidworks三维实体仿真分析了模具在冲孔和落料的主要工作过程，从而清晰的了解了该模具的工作原理。关键词：凹模；凸模；复合模；冲裁Design of Loaded Structure Along a Continuous Lining Composite DieAuthor:Wuchao Tutor:Zhouguang-yong(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract：On the analysis of the known parts stamping process of village pieces were determined of the structure of the continuous type composite installed cutting die design scheme. Through calculation of the composite die cutting blank size, stamping process each technological force the main parameters and blanking the blade, punching the blade and other major working part size, design the structure of a major parts and the entity model, painted mould assembly drawings and part of the main parts mainly concavo-convex mould figure was designed. Through 3d entity simulation analysis solidworks mould in punching and blanking main work process, the working principle of the mould was clearly konwn. 朗读显示对应的拉丁字符的拼音Key words：concave die；protruding models；composite modulus；cutting1 前言 1.1 冲压的介绍冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料的施加压力，使其生产分离或者塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或者冲压件）的一种压力加工的方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，而且主要采用板料来加工成所需的零件，所以也叫冷冲压或者板料冲压。冲压是材料压力加工或者塑性加工的主要方法之一，属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或者非金属）批量加工成所需要的冲压的专用工具，冲模在冲压过程中至关重要，没有符合要求的冲模，批量生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲模工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还在经济方法都有许多独特的优点，主要表现如下： （1）冲压加工的生产效率高，而且操作方便，易于实现机械化与自动化。这事应为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工的，普通的压力机的行程次数为每分钟课达到几十次，高速的压力机每分钟可达到数百次甚至数千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压是由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，而且一般不会破坏冲压件的便面质量，而却模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一摸一样”的特征。 （3）冲压可以加工尺寸范围较大、形状较为复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗比较少，而且不需要其它的加热设备，因此是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本比较低。由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成形，而且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压的优势才能充分体现出来，从而获得较好的经济效益。1.2 冲压模具的发展方向随着科技的不断进步和工业生产技术的不断革新和发展。冲压模具的发展方向回想如下几个方面： 1冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常的重视，在材料冲压的性能研究、冲压成形过程应力应变分析。板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互研究方面等方面均取得了较大的发展。2.冲模是实现冲压生产的基本条件在冲模的设计制造上，目前朝着以下两个方向发展：一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等大批量生产的需要，冲模正向着高效率、高精度、高寿命、多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及热处理技术，各种高效、精度、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CADCAM技术也在迅速发展；另一方面：为了适应产品的跟新换代和试制或者小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶、薄板冲模、钢带冲模，组合冲模等各中简易冲模及制造技术也得到迅速发展。 3.冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压技术水平的基本条件，精度高、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低俗压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方面发展，家之机械机器人的大量使用，是冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动化和高速自动压力机纷纷投入使用。 4.冲压标准及专业化生产方面 模具的标准及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属于单件小批量生产，冲模零件即具有一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商业化，从而降低成本，提高模具的质量和缩短制造周期。5.多功能复合模具将进一步发展新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接 和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小机、电器及仪表的铁芯组件等。6.随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达80% 以上，效果十分明显。7.随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光译、色调等）。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成本。8.快速经济模具的前景十分广阔。在是多品种小批量生产的时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧（E）、聚酯（P）或其中填充金属（M）、玻璃（G）等增强制制作简易模具，这些模具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。9.随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。 10.随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比例不断提高，同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的要求也将越来越高。 11.模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场走势。2 冲裁件工艺分析图1 零件图Fig.1 Parts diagram零件为村片1. 冲裁件材料为2A04铝板有良好的冲压性能，适合冲压。2. 零件结构简单，仅有冲孔和落料两道工序。3. 尺寸精度：零件除孔心距外所有未注公差尺寸，属于自由尺寸。由冲压资中查出冲裁件的外形尺寸所能达到的经济精度为IT12IT10，而零件图中未注公差，即该零件精度为IT14查冲压工艺与模具设计附录5得各个尺寸公差为：零件外形尺寸：R40+0.25 70-0.37+0.37 41-0.31+0.31零件内形尺寸：R30+0.25 25-0.26+0.26 47-0.31+0.31 R3.20+0.30可知该零件的精度可在冲裁加工得到保证。3 冲裁工艺确定该零件包括冲孔，落料两道工序可以采用以下两种方案：方案一：先冲孔后落料，由两套模具完成方案二：先冲孔，在冲孔和落料复合冲压，由一套模具完成方案一工序分散，需用模具和人员较多，生产效率低；方案二冲孔和落料在一个模具上完成，内外形尺寸精度高，工件较为较为平整，生产效率也大为提高。综上所述采用第二种方案。4 模具的设计计算4.1 排样的方法排样即所冲裁的工件在调料、卷料或者板料上的布置方法。它是定冲压工艺不可缺少的内容，工件的排样是否合理。直接关系到材料的有效利用率、冲模结构、制件的成本等。按材料的利用率，排样可以分为：（1）有废料的排样; (2)少废料的排样；（3）无废料的排样 三种，废料是指冲裁中除零件以为的其他板料，包括工艺废料和结构废料。根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有：直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对排斜排等多种排列方式。综上所述结合制件的形状，选择直排形式。4.2 条料和带料宽度计算4.2.1 排料搭边和侧边的数值选用计算表1给出w(c)=0.05%0.25%的搭边值对于其他材料应将表1-2的值乘以以下系数：硬黄铜： 11.1硬铝： 11.2铝： 1.31.4 非金属材料： 1.52 表1 最小搭边值Table 1 Take the side of the minimum value料厚t圆形矩形件边长l50mm工件间a侧边a1工件间a侧边a1工件间a侧边a10.81.20.81.01.21.51.51.81.21.61.01.21.51.81.82.0根据上表查的搭边值 a=1.2 a1=1.5由于冲裁件的材料为2A04（属于硬铝）应乘以一个系数所以最后取得的搭边值为：a=1.2 a1=1.8步距h=41+a1=41+1.8=42.8mm4.2.2 条料和带料的宽度设计1.有侧压板的冲压B=（D+2a1)-0.(4-1) A=B+Z(4-2)无侧压板的冲压B=（D+2a1+Z)-0(4-3)A=B+Z (4-4)3.有定距侧刃的冲压B=（D+2a1+nb)-0 (4-5)A=B+Y (4-6)式中 B条料或带料的宽度 A模具导板间宽度D冲件尺寸 a1搭边值Z导板与条料间最小间隙条料或带料单向偏差n侧刃数b侧刃去料宽方向尺寸Y侧刃定距时，侧导板与条料间最小间隙根据该冲压件的情况，采用无侧压板的冲压即：B=（D+2a1+Z)-0(4-7)A=B+Z表2导料与条料间最小间隙ZTable 2 Guide material and the smallest gap between the strip材料厚度t条料宽度B无侧压装置有侧压装置1001002002003001001000.50.50.81.2580.5-10.50.81.2581-20.51.01.558表3用斜刃剪床剪裁条料宽度公差Table 3 Oblique cut with shears blade strip width tolerances条料宽度材料厚度1122335100-0.6-0.8-1.2-2.0100-0.8-1.2-2.0-3.0由公式B=（D+2a1+Z)-0 (4-8) A=B+Z得：B=(70+21.8+0.5)-0.60=74.1-0.60mmA=(74.1-0.60+0.5)= 74.6-0.60mm4.2.3 材料利用率计算排样时，保证工件质量的前提下，尽量提高材料的利用率。一个进距的材料利用率的计算式为:=nAbh100% (4-9)式中：A冲裁件面积（包括内形结构废料）； n 一个进距内冲裁件的数目； b条料的宽度； h进距。毛坯面积A=7041-44=2819.7材料利用率=7041-4442.874.1=88.9%根根据上面计算的数据可以制件的排样图2为：图2 零件排样图Fig.2 Parts Layout diagram4.3 计算压力中心为了保证压力机和模具正常地工作必须使冲模的压力中心于压力机滑块的中心线重合。否则在冲压是会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凹、凸模间隙不均匀个导向零件加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。 形状简单而对称的工件，冲裁时的压力机中心与工件中心重合。由于该零件的落料、冲孔为轴对称形状，起中心便是压力机的中心，故不必进行压力中心的计算。4.4 冲裁力的计算由制件的材料为2A04（硬铝材料）查的材料的抗剪强度为 274Mpa采用平刃口裁剪冲裁力的计算式 P=1.3Lt (4-10)式中冲裁力，；冲裁轮廓长度；冲裁件厚度；材料抗剪强度。L=36x2+58x2+4x4x3.14=238.3P=1.3x238.3x1x274=84.9KN卸料力卸、顶件力顶的计算式为：卸卸 (4-11)顶顶 (4-12)式中：卸，顶分别为卸料系数和顶件力系数，其值见表表4材料及厚度卸顶铝、铝合金紫铜、黄铜查表结合公式可计算得：F卸=0.08X84.9=6.8KNF顶=0.07X84.9=5.9KN4.5 压力机公称压力的选择冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各工艺力的总和Fa即 FFa式中： F所选压力机及吨位； Fa冲裁时宗工艺力。模具采用弹压卸料装置和下出件则有：Fa=P+F卸+F顶97.6KN一般考虑到压力机的使用安全，选择压力机吨位的时候，总工艺力一般不会超过压力机额定吨位的。综上所这里选用J2125型号的压力机，额定吨位为160KN。4.6 凸凹模工作部分尺寸计算根据零件的尺寸查表知冲裁间隙为：Zmin=0.065mm Zmax=0.095mm冲孔凹凸模的计算由于孔的尺寸为未注公差，未注公差尺寸的公差等级规定为IT12IT18，这里我们取公差为IT14，查表知孔的尺寸为3.200.30。因为冲孔件的尺寸取决于凸模，则有凹、凸的计算公式为：dp=(dmin+x)-p0 (4-13)dd=(dmin+x+Zmin)0+d (4-14)式中： dd、dp分别为凹凸模的刃口尺寸；mm d、p分别为凹凸模的制造公差；（查下表5） 工件的制造公差；mm Zmin最小合理间隙；mm X磨损系数。（查下表6）mm表5规则形状冲裁时，凹凸模的制造公差 mmTable 5 Regular shape punching, embossing mold manufacturing tolerances公称尺寸凸模p凹模d180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030表6磨损系数xTable 6 Regular shape punching, embossing mold manufacturing tolerances材料厚度t/mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.36120.200.210.410.42240.240.250.490.50Zmax-Zmin，所以要取p=0.4(Zmax-Zmin)=0.012mm d= 0.6(Zmax-Zmin)=0.018mm将查的数据代入凹凸模的计算公式：dp=(dmin+x)-p0=(3.2+0.750.30)-0.0120=3.425-0.0120 dd=(dmin+x+Zmin)0+d=(3.2+0.750.30+0.065）0+0.012=3.490+0.012冲孔、落料的凸凹模的计算查表知冲裁最大和最小间隙为：Zmin=0.065mm Zmax=0.095mm查表1-6知道凹凸的模的制造公差为：d=0.030 p=0.020未注公差按IT14，查表知各个外形尺寸分别为：R30+0.25 47-0.31+0.31 25-0.26+0.26 70-0.37+0.37 41-0.31+0.31 R40+0.25由于既有冲孔又有落料则采用凸模和凹模配合加工 的方法，用该方法加工凸模或凹模时，在图纸上只需标注作为基准件的落料凹模或者冲孔凸模的尺寸公差，对于配制的落料凸模或者冲孔的凹模只标注基本尺寸，并在图纸上标注要保证的间隙。这种加工方法的特点是模具间隙在配制中保证，因此不需要校核d+pZmax-Zmin，加工基准件时可以适当的放宽公差，使加工容易，而且尺寸标注简单。采用配合加工则凹凸模尺寸计算公式为：落料： 凹模 Ap=(A-x)0+0.25 (4-15) 凸模 按凹模尺寸配制，其双面间隙为ZminZmax冲孔： 凸模 Bd=(B+x)-0.250(4-16) 凹模 按凸模尺寸配制，其双面间隙为ZminZmax式中： A、B为凹凸的基本尺寸 X为磨损系数 为工件制造公差由于采用配合加工而却落料件取决于凹模，由于凹模在使用过程中会有磨损，会造成凹模比原来尺寸增大，所以落料采用配合加工应采用A类尺寸（即增大尺寸）；而冲孔件取决于凸模，在冲孔过程中凸模会有磨损，会造成凸模尺寸比原来的尺寸减小，所以冲孔时采用配合加工应采用B类尺寸（即减小尺寸）。查表1-7知：R30+0.25 47-0.31+0.31 25-0.26+0.26 70-0.37+0.37 41-0.31+0.31 R40+0.25上述尺寸的磨损系数x分别为：0.5 0.75 0.75 0.5 0.75 0.5将所查数据代入上式得到：R30+0.25 Bp=(B+x)-0.250=（3+0.50.25）-0.250.250=3.125-0.0625047-0.31+0.31 Bp=(B+x)-0.250=（47+0.750.25）-0.250.310=47.233-0.0775025-0.26+0.26 Bp=(B+x)-0.250=（25+0.750.25）-0.250.260=25.196-0.0650R40+0.25 Ad=(A-x)0+0.25=（4-0.50.25）0+0。250.25=3.8750+0。062570-0.37+0.37 Ad=(A-x)0+0.25=（70-0.50.25）0+0。250.37=69.8130+0。092541-0.31+0.31 Ad=(A-x)0+0.25=（41-0.750.25）0+0。250.31=40.7680+0。07754.7 凸凹模工作部分尺寸计算4.7.1 冲裁凹模刃口高度常用的冲裁刃口形式如下 图 3常见刃口形式Fig.3 The form Common edge(a)适用于形状或者精度较高的工件，用于复合模上出料洞口，可以采用线切割加工方法;(b)适用于精度较低的工件，下出料洞口，对小尺寸冲孔件刃口尤其合适；(c)适用于磨削加工的圆形洞口，或者采用钳工修理的刃口。综上所述这里选择（b）种方案。查下表7知冲裁刃口高度h为7mm。 表7冲裁刃口高度Table 7 Cutting edge height料厚t0.50.511224刃口高度h66881010124.7.2 凹模的厚度H和壁厚c1.凹模具的厚度H。（可根据经验公式计算）凹模厚度HH=K3P10 (4-17)式中： P最大冲裁力，N K修正系数，见表1-9。查的K=1代入数据得到： H=K3P10=1384.910310=20.4mm2.凹模的壁厚c。凹模壁厚即凹模刃口到模块外边缘的距离：小凹模 c=(1.52)H大凹模 c=(23)H C值不应该小于3040mm，以满足螺钉孔、圆柱销的距离。综上这里取小凹模c=40mm, 大凹模c=50mm4.7.3 凹模的厚度H和壁厚c这里采用对角导柱（-+.-+）标准模架。标准模架用凹模的周界尺寸、分别为，。模座的高度为。4.7.4 凸模强度校核计算（1）压应力校核计算对于圆形凸模的压应力校核的计算公式为：dmin5t压 (4-18)对于非圆形断面凸模压应力校核的计算公式为： FminP压 (4-19)式中： dmin凸模最小直径,mm； Fmin凸模最小断面面积，mm2； t材料的厚度，mm； 材料抗剪强度，MP； P冲裁力，N； 【压】凸模材料的许用应力，MPa，T8A淬火硬度为5862HRC时，【压】=10001600MPa；有导向装置时，【压】=20003000MPa。对于冲直径为3.2mm的凸模代入数据有： dmin5t压=512742500=0.69mm (有导向装置) dmin5t压=512741500=0.92mm （无导向装置）对于冲裁直径为3.2mm圆孔的凸模最小直径的基本尺寸为3.2mm远远大于上面所计算出的最小尺寸，则冲裁圆孔的凸模压应力校核符合要求。对于冲裁矩形孔的凸模代入数据计算的：FminP压=848901500=56.6mm2 (无导向装置)FminP压=848902500=34mm2 （有导向装置） 对于冲裁矩形孔的断面面积为1175mm2远远大于上面所计算出最小断面面积，则冲裁矩形的凸模具的压应力校核符合要求。（2） 弯曲应力校核（如下图4）图4 弯曲应力图Fig.4 The stress of Bending 1. 无导向装置的凸模。对于圆形凸模的计算公式为：lmax30d20.1P (4-20)对于非圆形凸模的计算公式为：lmax135J0.1P (4-21)式中： lmax允许的凸模最大自由长度，mm； d凸模的最小直径，mm； P冲裁力，N； J凸模最小断面的惯性矩，mm4。根据上面公式对于冲圆孔的凸模代入数据得到： lmax30d20.1P=30720.184890=15.9mm根据上面公式对于冲矩形孔的凸模代入数据得到： lmax135J0.1P=13547253120.184890=362.3mm1. 对于有导向的凸模。对于圆形凸模计算公式为：lmax85d20.1P (4-22)对于非圆形的凸模计算公式：lmax380J0.1P. (4-23)根据上面公式对于冲圆孔的凸模代入数据得到： lmax85d20.1P=85720.184890=45mm根据上面计算数据对于冲圆孔的凸模具采用有导向的凸模，取lmax为20mm,对于冲矩形的凸模采用无导向的凸模即可，按这种设计两种凸模弯曲应力校核均能符合要求。综上所述对于冲圆孔的凸模具采用有导向凸模，对于冲矩形孔的凸模采用无导向的凸模。4.8 垫板和凹凸模固定板的选用4.8.1 垫板的选取垫板的作用是将凸模承受的压力均布到模座上，避免凸模直接和模座接触，从而避免强度过高而压塌模座面。垫板淬硬磨平，外形尺寸和凸模固定板一致，其厚度可查表8表8 垫板尺寸 （mm）Table 8 Plate size垫板厚度最大外形尺寸最小外形尺寸4矩形ab圆形d矩形ab圆形d6100100100-81601401406350631025020020012510012512315315315160160160查上表2-2只垫板厚度可取10mm。4.8.2 凹凸模固定板的选取凹凸模固定板的作用是固定凸模、凹凸模等工作零件。其形状有矩形和圆形，平面尺寸除了保证固定工作零件外，还应该考虑紧固螺钉和定位销的位置，一般为凹模的50%80%。根据上述这里取凹凸模固定板分别为20mm和25mm。4.9 模具闭合高度计算4.9.1 模具的最低工作位置模具最低工作位置是计算模具闭合高度的依据，应该根据模具的结构和冲压顺序确定的。由于该模具为冲裁模具，冲裁板为哦平板，冲裁完成时候凸模进入凹模的深度应该不超过0.8mm。4.9.2 模具闭合高度模具闭合高度是模具在最低工作位置时高度方向的宗尺寸。计算时候将处于最低工作位置沿高度方向各零件的尺寸相加即可。由于设计的该模具为冲裁模具则闭模高度计算公式为：H=上模座厚+上固垫板+凸模长度+凹模长度+下模座厚将数据代入上述公式得：H=225mm。4.10 导柱、导套配合的选用计算根据所知条件冲压材料厚度为1mm,材料为2A04查资料知冲压材料厚度为0.8mm4mm的金属板和1.5mm以上的非金属板时，配合选用H7h6。即导柱、导套的配合选用H7h6。4.11 模架结构形式的选用导柱、导套的常用布置形式有以下几种：a. 对角导柱，可以纵向或者横向送料，连续模多选用对角导柱的形式。b. 中间导柱，只用于横向送料，可适合用于复合模、单工序模。c. 后侧导柱，多用于纵向送料。使用边角余料冲压时，选用后侧导柱较为方便。d. 四导柱，导向效果好，适用于大型冲模、多工位级进模、精冲模具、自动化冲模等。根据上述结合设计题目选取对角导柱形式。412 定位零件的尺寸计算4.12.1 固定挡料销的选用如下图：图5 固定挡料销Fig.5 Expected sales of fixed block 上图中各个尺寸分别为：D=10mm L=10mm d=5mm h=3mm退刀槽尺寸为0.524.12.2 导正销的选用导正销的直径d可根据公式：d=d凸-a (4-24)式中： d凸冲导正孔的凸模直径； a导正销直径与导正孔间的双边间隙，见下表2-3表9 导头与导正孔间双边间隙a mmTable 8 Pilot hole lead head and the gap between the bilateral材料厚度t冲导正孔的凸模直径d凸6610101616241.50.040.060.0
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