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倒装 结构 连续 设计

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接片倒装结构连续模的设计,倒装,结构,连续,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 学生姓名袁磊学 号200741914224年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(2)班指导教师及职称周光永副教授毕业论文（设计）题目接片倒装结构连续模的设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1 关键部件的设计和计算基本完成2 模具结构总装配图基本完成 3 说明书大体完成1 说明书的完善2 零件图的绘制 3 装配图的修改指导教师意见 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）开题论证审批表学生姓名袁磊学号200741914224年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(2)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）题目接片倒装结构连续模的设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）一. 研究意义一个冲压零件，如用简易模具冲制，一般来说，每项冲压工序，如冲裁（冲孔、冲切或落料）、弯曲、拉深、成型等，就需要一副模具。这对于一个比较复杂的冲压零件来说，则需要几副模具才能完成。因此这种简易模具的生产效率，相对来说仍是较低的。对于大批料生产的定型产品，用简易模具进行生产是极不适应的。多工位连续模是冷冲模的一种。连续模又称级进模，它是在一副模具内，按所加工的零件分为若干个等距离工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成冲压零件的某部分加工。被加工材料（一般为条料或带料）在控制送进距离机构的控制下，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件（或半成品）。这样，一个比较复杂的冲压零件，用一副多工位连续模即可冲制完成。在一副多工位连续模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型等工序。一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位连续模冲制完成。多工位连续模的结构比较复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的内容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各部分结构的考虑等都是十分重要的。 连续模，尤其是多工位连续模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产料率大幅度提高。它在提高生产效率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。多工位连续模可以对于一些形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成形加工。对大批量生产的冲压零件尤其应当采用多工位连续模进行冲制。二. 国内外研究现状 由于种种历史原因，我国模具工业与当前工业发展还很不适应，无论是在设计制造技术和生产能力方面，还是在管理水平方面，模具工业均远远不能满足需求，它严重影响了工业产品的品种、质量和生产周期，削弱了其在国际市场上的竞争能力。近年来，我国模具进口幅度呈大幅度下降之势，并有超亿元出口额。大型、复杂、精密、高效和长寿命模具也逐年上新的台阶，体现高水平制造技术的多工位级进模也越来越多，冲压自动线、自动冲压技术也得到了广泛应用。我国模具行技术水平迅速提高，模具国产化已经取得了十分可喜的成绩，这将对我国在国际市场的竞争能力和综合国力的提高起到有力的促进作用。在国外早在十几年前已经普遍使用，大家都知道，国外劳动成本高，由于连续模冲压的高度自动化程度，使单件产品的生产成本大幅度下降，才能使国外企业的产品在国际市场中有竞争力，这种先进的生产方式而在我国内则进展缓慢，远远满足不了当今高速发展的电子、仪表、精密机械、农用机械、汽车、国防和家用电器的工业需要。因此实现冲压自动化就显得十分重要了。123 参考文献1牟林，胡建华.冲压工艺与模具设计M.北京；中国林业出版社出版，2006.82刘华刚.冲压工艺及模具M.北京；化学工业出版社出版，2002.103段来根.多工位级进模与冲压自动化M.北京；化学工业出版社，2007.10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） 研究目的：通过对接片倒装结构的连续模的设计了解连续模多工位冲压原理 研究内容：1、连续模的工作原理与发展前景。 2、接片倒装结构连续模的总体设计（包括主要参数的确定，三视图的绘制，3D图的绘制和工作能力的确定等） 研究方法：结构分析法、文献资料法、经验法、计算法。 预期结果：通过老师的悉心知道设计出来合理连续模 条件保障：大学四年的理论知识积累、老师的悉心指导、计算机辅助软件、图书馆资料室时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等） 2010.09.15-2010.09.18 选题 2010.09.19-2010.09.21 下达任务书 2010.09.22-2010.09.25 开题 2010.09.26-2011.04.15 设计 2011.04.15-2011.04.30 完善与总结课题 2011.04.30-2011.05.10 提交正稿与指导教师评语 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 学生姓名袁磊学 号200741914224年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化专业(2)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）题目接片倒装结构连续模的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 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2010.9.208教南320 分配任务书和发放资料袁磊2010.10.158教南320 检查方案思路袁磊2010.12.208教南320 确定方案的细节袁磊2011.2.188教南320 设计计算袁磊2011.3.178教南320 装配图的绘制袁磊2011.4.38教南320 零件图的绘制袁磊2011.4.188教南320 装配图完善袁磊2011.4.258教南320 设计说明书规范袁磊2011.4.308教南320 零件图的规范袁磊2011.5.158教南320 指导如何答辩袁磊注：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设计任务书学生姓名袁磊学 号200741914224年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(2)班指导教师及职称周光永 副教授 20 年 月 日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学校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：请把合适的对应选项前的“”涂黑，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）题目接片倒装结构连续模的设计选题来源（ ）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 主要内容和要求技术规范： 如图所示零件，大批量生产设计任务1）绘制系统装配图，0号图纸一张。2）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）编制设计计算说明书，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。3）设计计算说明书格式符合学校规定，内容完整、计算正确分析深入。注：此表如不够填写，可另加页。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M.北京：北京航空航天大学出版社，2008.2王芳，冷冲压模具设计指导M北京：机械工业出版社，1993.3 李德群.现代模具设计方法M.北京：机械工业出版社，2001.4 王秀凤.Solidworks创新三维CAD冷冲压模具设计教程 M.北京：北京航空航天大学出版社，2008工作进度安排阶段起止日期主要工作内容12010.9.152010.9.18选题22010.9.192010.9.21下达任务书32010.9.222010.9.25接受任务，完成开题报告42010.9.262011.3.10资料收集，方案确定52011.3.112011.3.15主要部件的设计计算62011.3.162011.4.30完成模具工作过程三维CAD设计72011.5.12011.5.16提交正稿与预审82011.5.172011.5.24答辩与修改要求完成日期：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）选题审批表专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目接片倒装结构连续模的设计选题来源（ ）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 （ ）其他选题完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文指导教师姓名周光永职称副教授是否主持或参与过科研课题（）是（ ）否选题依据（科学性、可行性论证）和内容简要连续模具也叫级进冲压模具、步进模，在金属薄冲压中，连续模具的自动化生产应该是最先进的一种生产方式，它是高效率，高精度，多工位、全自动的冲压方式，能保证产品的一致性，提高生产效率、大幅度降低产品单件的生产成本，减轻了冲压操作工的劳动强度，增强了生产安全系数。在国外早在几十年前已经普遍使用，大家都知道，国外的劳动力成本高，由于连续冲压的高度自动化程度，是单件产品的生产成本大幅度下降，才能是国外企业的产品在国际市场中有竞争能力，这种先进的生产方式而在我国内则进展缓慢，远远满足不了当今高速发展的电子、仪表、精密机械、汽车、国防的工业需要。因此实现冲压自动化就显得十分重要了。专业委员会意见专业委员会主任签名： 年 月 日注：1.请在选项前的“（ ）”内打“”；意见栏必须由相应责任人亲笔填写，不够填写时可另加页。湖南农业大学东方科技学院湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文全日制普通本科生毕业论文接片倒装结构连续模的设计接片倒装结构连续模的设计DESIGN OF CONNECTION MEET PIECE FLIP STRUCTURE CONTINUOUS MODE学生姓名：学生姓名：袁袁 磊磊学学 号：号：200741914224200741914224年级专业及班级：年级专业及班级：20072007 机械设计制造及其自动机械设计制造及其自动化（化（2 2）班）班指导老师及职称：指导老师及职称：周光永周光永 副教授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：所呈交的本科毕业设计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，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体在文中均明确的说明并表示感谢。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： 年 月 日目 录摘要 .1关键词 .11 前言 .22 零件的工艺性分析 .22.1 形状 .22.2 尺寸 .32.3 冲孔、冲槽时工艺 .32.4 表面质量 .32.5 材料性能 .32.6 制定冲压工艺方案 .32.7 条料宽度 .43 材料利用率的计算 .54 冲压力计算及设备选择 .54.1 冲裁力的计算 .54.2 卸料力的计算 .64.3 设备的选择 .65 压力中心计算 .76 模具结构草图 .87 凹模的外形尺寸确定 .98 冲裁间隙的确定 .109 毛坯尺寸 .109.1 主要刃口尺寸计算 .1010 卸料装置的选用 .1111 模具零件设计 .1211.1 工作凸、凹模设计 .1211.2 导正孔凸模的设计及加工 .1211.3 中心孔凸模设计.1511.4 冲槽凸模设计.1711.5 落料凸模设计.1811.6 其它零件设计.2111.6.1 各用途的螺钉、销钉的选用 .2111.6.2 模柄的选用.2211.6.3 模架的选用.2211.6.4 各模板的尺寸.2211.6.5 侧刃的设计.2312 设备校核 .2312.1 凸模抗压能力校核 .2312.2 凸模纵向抗弯曲能力校核 .2412.3 核对模具开模行程 .2413 结 论 .25参考文献 .26致 谢 .27接片倒装结构连续模的设计接片倒装结构连续模的设计摘 要：本次模具设计的零件为冲裁弯曲件。各工位有相互的尺寸关系，且尺寸的位置和精度要求较高，如果采用普通单工序模或复合模冲制生产的话，需要多副模具，多个操作人员才能完成而且产品质量和生产效率都低。采用多工位连续模可以提高材料利用率和模具的使用水平，节省设备，且保证了较高的产品质量和生产效率，以获得最佳的经济效益。本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了生产质量和生产效率，降低了劳动强度和生产成本。关键词：连续模；冲孔；落料；折弯；排样学 生：袁 磊指导老师：周光永(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)Design of connection meet piece flip structure continuous modeStudent: Yuan LeiTutor: Zhou Guangyong(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：This time the task of design is Punching Bending parts. There are mutual relationships between each part where higher accuracy of the size and location is required. If using the common single procedure or the composite modulus punch production, we need more moulds and operators. At the same time, the quality and the efficiency of our products are low. Selection of the Multi-Position Progressive Dies can improve the material utilization and the level of using molds. It also can save equipments and guarantee high quality and the efficiency of our products to get greatest economic benefits. This mould has reliable performance, and it can operate smoothly. In additon, it meets the requirements of mass production, which will improve the quality and the efficiency of our products, and also reduces labor intensity and production costs.Key words: Progressive Dies; punch holes; fall the material curving; bcnding; arrangement 1 前言科学技术发展的进程表明，机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体，而模具设计与制造在机械行业占有举足轻重的地位。目前，电子、汽车、电机、家电和军工等产品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度，高复杂性，高一致性和低消耗，是其他加工制造方法无法比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。 总体来说中国的模具行业现只达到世界20世纪80年代中期的先进水平，也就是说差距还很大，所以很有发展前途，且模具是很基础的行业，用途非常广。专家认为，我国模具行业日趋大型化，而且精度越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5m，现在已达到2-3m。不久，1m精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在1m以下，这就要求发展超精加工。连续模具也叫级进冲压模具、步进模，在金属薄冲压中，连续模具的自动化生产应该是最先进的一种生产方式，它是高效率，高精度，多工位、全自动的冲压方式，能保证产品的一致性，提高生产效率、大幅度降低产品单件的生产成本，减轻了冲压操作工的劳动强度，增强了生产安全系数。在国外早在几十年前已经普遍使用，大家都知道，国外的劳动力成本高，由于连续冲压的高度自动化程度，是单件产品的生产成本大幅度下降，才能是国外企业的产品在国际市场中有竞争能力，这种先进的生产方式而在我国内则进展缓慢，远远满足不了当今高速发展的电子、仪表、精密机械、汽车、国防的工业需要。因此实现冲压自动化就显得十分重要了。2 零件的工艺性分析零件图如下所示：图 2.1 零件图Fig2.1 Part2.1 形状连接接片冲片由中心孔 4.5mm、外面有一个 6.5mm 的同心圆，上侧有一折弯变（具体尺寸）如图所示。厚度为 0.3mm，因此知道其零件较为复杂。2.2 尺寸该零件尺寸最大直径为 6.5mm，而其零件上的各的尺寸均未标示公差，因此看其尺寸而言，尺寸精度要求一般。所以按要求取其精度等级为 IT14 级1。2.3 冲孔、冲槽时工艺零件图上中心孔直径为 6.5mm，考虑到凸模强度限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度等有关。冲槽时，两个孔与孔之间的距离受模具强度和冲裁件质量的限制，其值不能过小，宜取 a2t。2.4 表面质量做为连接接片冲片，其平面度、同轴度要求一般；零件上所有尺寸未标的公差，则其质量要求一般。2.5 材料性能本零件所给的材料为黄铜，其硬度一般。查资料得到黄铜的的抗拉强度在335440Mpa 之间。2.6 制定冲压工艺方案由零件图及零件图中的工艺要求，制定冲压工艺方案如下：本零件的冲压方案有以下几种：（1）本零件可以设计为一套复合模，即冲孔折弯落料复合模。（2）本零件可以设计为一套连续模，即第一工位为折弯边和两个导正孔；第二工位为冲中心孔工位；第三工位为折弯工位；第四工位为落料工位；第五工位为空工位。在依据其零件工艺要求、材料的利用率以及模架的设计方案和加工要求而选用连续模。同时根据其精度分析如下： （1）本零件采用高精度的滚动导向连续冲裁，且模架为四导柱模架。 （2）本零件采用条料送进。 （3）模具中的定位采用侧刃定距。图 2.2 侧刃定距Fig2.2 Side blade spacer 2.7 条料宽度如下图所示：图 2.3 毛坯尺寸Fig2.3 Blank dimensionsB=（D +2+5）0- （1） =14.6+2+5 0-0.05 =21.6 0-0.05 导料板的入端导料尺寸： B1=B+C1最小双面导料间隙 C1： C1=0.1 即： B1=21.6+0.1=21.7mm 出端导料尺寸： B2=D+2a1+C2+22出端导料间隙 C2： C2=0.1 即： B2=14.6+（2x2）+0.1=20.7mm3 材料利用率的计算一段条料能冲出的工件的重量与这段条料重量之比的百分数称为材料利用率。由于板料冲裁时板厚是一定的，所以材料利用率可用面积之比，即一段条料的有效面积与这段条料的面积之比，来代替重量之比。同一工件，排样不同时，材料利用率也会不同，材料利用率越高者越省料。因此，材料利用率是判断排样是否经济的重要参数。但材料利用率并不是选择排样的唯一标准。一般按下述原则选择：对于铜板等较贵重材料，特别是在生产量较大时，应尽量选择材料利用率较高的排样。如果某种排样不其它排样的材料利用率提高不到 5%，且使模具复杂化时，那么这种排样是不可取的。而在生产量小时，应尽可能选择比较简单的排样，以便模具容易制造。按条料计算材料利用率来计算：选用 0.3mm1000mm2000mm 规格的板料时，剪切条料尺寸为21.6mm2000mm条数 n1=1000/21.6=46 个每条个数 n2=2000/8.5=235 个，余 2.46mm每板个数 n3=46235=10810 个每片面积 S34.310810=370783mm2材料利用率 =370783/(1000mm2000mm)=18.5% 式中说明： n一根条料能冲出的工件数； L条料的长度（mm） ； S一个工件的实际面积（mm）4 冲压力计算及设备选择4.1 冲裁力的计算各工位的主要工序是冲裁，利用式 F=Lt 计算冲裁力。黄铜的抗剪强度 b=380Mpa。第一工位： F1=L1tb （2） =7.59+1.6+7.83+2.36+0.5x0.3x380 =19.880.3380 =2266.32N第二工位： F2=L2tb =3.144.50.3380 =14.130.3380 =1610.82N第三工位：折弯工位。第四工位： F4=L4 tb =6.76+0.69+1+1.09+3.49+10.860.3380 =23.890.3380 =2723.46N 第五工位：空工位因此总冲裁力为： F总=F1+F2+F3+F4+F5 =6600.6N24.2 卸料力的计算 F1=K1F （3）卸料力系数 K1=0.05则 F1=K1F =0.056600.6 =330N所以总冲压力： F0= F1+ F总 =6600.6+330 =6930.63N24.3 设备的选择根据零件高精度的要求，以及其多工位的要求，同时根据计算所得选定压力机为开式双柱可倾压力机。因 F0=38195.795N，所以选定压力机为 J2310。其压力机的主要规格如下： 型号 J2310 公称压力/KN 100 滑块行程/mm 45 滑块行程次数/（次/min） 145 最大闭合高度/mm 200 最大装模高度/mm 145 连杆调节长度/mm 35 模柄孔尺寸/mm 30x65 倾斜角 30 封闭高度调节量/mm 50 滑块中心到床身距离/mm 120 立柱间距离/mm 180 工作台板厚度/mm 50 工作台尺寸/mm（左右） 360 工作台尺寸/mm（前后） 240 工作台孔尺寸/mm（左右） 180 工作台孔尺寸/mm（前后） 90 工作台孔尺寸/mm（直径） 13035 压力中心计算1、排样图如下：图 5.1 排样图Fig5.1 Arrangement figure2、材料搭边值：取其最小工艺搭边值： a=2mm a1=5mm3、计算步距： S0=D+a=7.5+1=8.5mm4、决定定距方式： 由于工位数较多，从节省材料考虑决定采用双侧刃定距。5、确定首件定位线： 首件定位线是指条料端头在第一工位应处的位置线。在冲孔工位确定首件位线，主要考虑条料送至落料工位时应有足够的搭边。在排样草图上容易做到这一点，如上图。确定初始定位线是为了确定入端侧刃型孔的位置。显然，入端侧刃型孔与冲中心孔、导正孔的中心线对齐。6、计算压力中心：为了保证压力机和模具平稳的工作，必须使冲模的压力中心一压力机滑块中心线相重合，对于使用模柄的中小型模具就是要使其压力中心与模柄轴线相重合，否则将使冲模和压力机滑块承受侧向力，引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加速磨损，甚至还会引起压力机导轨的磨损、影响压力机精度。对与工件外行尺寸大、形状复杂、多凸模的冲裁模和级进模，正确确定其压力中心就显得更为重要。由于本次模具设计为级进模具，所以用解析法求出冲模压力中心。36 模具结构草图结构草图如下：1冲头 2螺柱 3上模板 4上垫板 5冲头固定板 6橡皮 7导套 8卸料板 9导柱 4 10凹模板 11下垫板 12下模板 13螺柱 14销子 15凹模镶块 4 16浮沉销 17凹模镶块 1 18卸料螺柱 19冲头 1 20挡块 21导正钉 22模柄图 6.1 结构草图Fig6.1 Structure sketches图 6.2 装配图Fig6.2 Assembly drawings 7 凹模的外形尺寸确定1、如上排样图所示，从型孔边界画一矩形 lxb 初定为凹模有效面积。 凹模有效面积矩形的对称中心应与压力中心重合，以便使模柄的中心线通过压力中心。但压力中心对于矩形的宽度 b 处于对称位置，因此应将矩形的长度增大为 l，使压力中心对于 l处于对称位置，即压力中心到矩形左边的距离为实际凹模有效面积矩形长度的一半。则修正后的凹模有效面积矩形长度 l与宽度 b 分别为： L=2x（3x17.78+0.5）=107.68108mm B=2x（1.5+7.99+8+4+2）=46.9847mm2、估算凹模的外行尺寸： 如上排样图所示，从凹模有效面积矩形 lxb 向四周扩大 3040mm，即为凹模外行尺寸 LxB 的尺寸范围： L=108+2x（3050）mm=168208mm B=21.6+2x（3050）mm=80120mm 选用标准凹模：得：LxB=216x108厚度的选择：得： h=2228mm 根据要求厚度选择如下：h=25mm38 冲裁间隙的确定根据零件的材料和厚度3确定零件的冲裁间隙：表 1 冲裁间隙Tab.1 Cutting clearance材料厚度 t黄铜（0.5%0.6%）Z/tZminZ/tZmax0.37%0.0149%0.0189 毛坯尺寸9.1 主要刃口尺寸计算从排样图看，有冲孔、落料。如果按基本加工制度处理刃口尺寸，即冲孔以凸模为基准件，落料以凹模为基准件，则凹模即作配作件又作基准件。不如凹模只作配作件，可一次线切割加工出全部凹模型孔，容易保证所有冲裁间隙都比较均匀。工件尺寸中全部无公差要求，按照 IT14 级公差计算。模具磨损预留量与工件制造精度有关，其值在 0.5-1 之间，根据工件制造精度选取： 工件精度 IT10 以上 x=1 工件精度 IT11-IT13 x=0.75 工件精度 IT14 x=0.5对于简单的圆形，方形刃口，其制造偏差值可按照 IT6-IT7 级来选取，对于复杂的刃口，制造偏差可按照工件对应部位公差值的 1/4 来选取，对于刃口尺寸磨损后无变化的，制造公差值可取工件相对应部分的公差值的 1/8 并标识正负对称公差值。由于本产品结构为简单的方形，所以凸凹模仁分别按照 IT6 级和 IT7 级加工制造。凸凹模具采用配作加工方式加工。选择以凹模为设计基准。这样只需计算刃口尺寸，凹模型孔按要求的冲裁间隙配作。凸模刃口尺寸共有 3 种类型，分别计算如下：第一类尺寸：磨损后增大的尺寸 zXAAj25. 0max)( mmmmA09. 009. 0114. 60.36)1-(6.5 mmmmA07. 007. 022 . 40.3)1-(4.5 mmmmA06. 006. 0335. 10.25)1-(1.6 mmmmA06. 006. 0475. 10.25)1-(2第二类尺寸：磨损后会减小的尺寸 025. 0min)(zXBBj1mmmmB007. 0007. 0135. 5)3 . 05 . 03 . 05 . 5(10 卸料装置的选用卸料装置的功用是在一次冲裁结束之后，将条料或工序件与落料凸模或冲孔凸模脱离，以便进行下一次冲裁。因本模具零件精度要求较高，同时为防止零件的变形。因此采用弹性卸料，而因零件精度高，在采用弹性卸料的同时要采用导柱导向。所以初步选用橡胶块和卸料板。选用橡胶块的计算如下：其材料厚度 t 为 0.3mm，经计算卸料力 Fx 为 330N，选用卸料橡胶块，其计算过程如下：1） 、假设考虑模具结构，决定用 4 个厚壁筒形的聚氨脂弹性体。2） 、计算每个弹性体的预压力 Fy： Fy=330N/4=85N （4）3） 、考虑橡胶块的工作压缩量较小，取预压缩率 y=10%，得单位压力Fq=1.1Mpa。 4） 、按式计算弹性体的截面面积 A： A=Fy/Fq=85/1.1=77.27mm （5） 5） 、如果选用直径为 8mm 的卸料螺钉，选取弹性体穿卸料螺钉孔的直径 d=8.55mm。则弹性体的外径 D 可按下式求得： （D-d）/4=A （6） 则 D =（4A/+d）1/2 =（4x77.27/+8.5）1/2 =13mm 验算外径 D： Fy=AxFq =/4（13-8.5）x1.1 =8354N 因此取 D =23mm 6） 、橡胶块高度的确定： H=hg/j-y =0.3+1/35%-10% =30mm 所以经计算选取卸料橡胶块为： 橡胶块的高度为 H=30mm 总计块数为 n=8 橡胶块的材料为 邵氏 7080A 的聚氨脂橡胶311 模具零件设计11.1 工作凸、凹模设计凸模设计的三原则： 为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足如下三原则：（1）精确定位 凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的位移，否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时可造成啃模。 （2）防止拔出回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。（3）防止转动 对于工作段截面为圆形的凸模，当然不存在防转问题。可是对于一些截面比较简单的凸模，为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易，常常将凸模固定段简化为圆形。这时就必须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。工作凸、凹模的设计包括冲导正孔凸模、中心孔凸模、冲槽凸模、落料凸模及侧刃凸模。11.2 导正孔凸模的设计及加工根据冲裁时凸模所受的力，为满足其需要，设计结构形式如下：图 11.1 凸模Fig11.1 Protruding models 根据以前所取，各凸、凹模都以凸模为基准，凹模为配作件，则凸模的尺寸计算如下： 即：Bp=（bmin+x）0-/4 （7）凸模根据其强度要求，选用 SKD11，而热处理后的硬度为 5860HRC凸模的安装与固定方法如下：因所设计的凸模为圆凸模，所以其固定方式为凸模固定板上加工出台阶来固定。 （示图如下：）图 11.2 安装与固定Fig11.2 Installation and fixed 凸模与固定板的配合为过渡配合。 凸模的装配方法为压入法，其特点为连接牢固可靠，对配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模为配作件，所以凹模以凸模为基准配作，保证单面间隙为 0.014mm0.018mm。其结构图如下：图 11.3 凹模与固定板Fig11.3 Concave die and retaining plate 其加工方法采用钻、铰加工（精度高时精孔钻加工） 。 凹模的固定采用销钉、螺钉紧固方法。 凸模的加工方法：冲压模具的凸模都需进行淬火等热处理工艺，获得高硬度和高耐磨性，则可采取以下加工方案：（1） 、粗车（留磨削余量）热处理磨削（2） 、粗车热处理精车、抛光（3） 、精车成行热处理抛光综合各种实际因素，则采用方案为（1） 。凸模长度的确定：设计标准模具时，当选定了典型组合以后，凸模的长度就确定了。设计非标准模具时，凸模的长度一般根据结构上的需要，并考虑磨损量和安全因素来确定。因本模具采用的是标准模具，因此凸模的长度就可以通过公式来求，具体计算如下：弹性卸料方式的凸模长度按下式计算： L=h1+h4+h5-0.2 （8） =15+30+15-0.2 =60mm式中说明： h1凸模固定板厚度（mm） h2弹压卸料板厚度（mm）h5预压状态下卸料橡皮厚度（mm） ，h5=（0.850.9）H，H 为自由状态下橡胶的皮厚。公式中的 0.2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离。311.3 中心孔凸模设计根据冲裁时凸模所受的力，为满足其需要，设计结构形式如下：图 11.4 凹模Fig11.4 Concave die根据以前所取，各凸、凹模都以凸模为基准，凹模为配作件，则凸模的尺寸计算如下：即：Bp=（bmin+x）0-/4凸模根据其强度要求，选用 Cr12MoV，而热处理后的硬度为 5860HRC凸模的安装与固定方法如下：因所设计的凸模为圆凸模，所以其固定方式为凸模固定板上加工出台阶来固定。 （示图如下：）图 11.5 凸模的安装与固定Fig11.5 The punch installation and fixed凸模与固定板的配合为过渡配合。 凸模的装配方法为压入法，其特点为连接牢固可靠，对配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模为配作件，所以凹模以凸模为基准配作，保证单面间隙为 0.014mm0.018mm。其结构图如下：图 11.6 凸模与固定板Fig11.6 Protruding models and retaining plate 其加工方法采用钻、铰加工（精度高时精孔钻加工） 。凹模的固定采用销钉、螺钉紧固方法。凸模的加工方法：冲压模具的凸模都需进行淬火等热处理工艺，获得高硬度和高耐磨性，则可采取以下加工方案：（1）粗车（留磨削余量）热处理磨削（2）粗车热处理精车、抛光（3）精车成行热处理抛光综合各种实际因素，则采用方案为（1） 。凸模长度的确定：设计标准模具时，当选定了典型组合以后，凸模的长度就确定了。设计非标准模具时，凸模的长度一般根据结构上的需要，并考虑磨损量和安全因素来确定。因本模具采用的是标准模具，因此凸模的长度就可以通过公式来求，具体计算如下：弹性卸料方式的凸模长度按下式计算： L=h1+h4+h5-0.2 =15+12+15-0.2 =41.8mm 式中说明： h1凸模固定板厚度（mm） h2弹压卸料板厚度（mm） h5预压状态下卸料橡皮厚度（mm） ，h5=（0.850.9）H，H 为自由状态下橡胶的皮厚。公式中的 0.2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离。11.4 冲槽凸模设计根据其零件结构来设计、加工其冲槽凸模，因要将其冲断，则冲槽凸模要多加工 1mm，其结构图如下：图 11.7 冲槽凸模Fig11.7 Blunt trough the punch根据以前所取，各凸、凹模都以凸模为基准，凹模为配作件，则凸模的尺寸计算如下：即：Bp=（bmin+x）0-/4 ，而其零件的冲槽为 12 个，为其固定方便将其设计成组合基体形式。其形状为圆柱形，用线切割机床加工出型孔。各槽形凸模都以 H7/n6 的配合固联。组合基体外圆形直径取 25mm，用 H7/n6 的配合装在凸模固定板上。组合基体上没有台阶作为垂直方向的固定，在线槽凸模外侧用齐缝销钉与凸模固定板固定防止转动。线槽凸模的固定方法不宜采用铆接方法，因经常拆卸、更换对组合基体会有损坏，其尺寸小又不能用螺钉固定。采用圆环卡圈的方法固定，在基体上加工出槽，圆环卡圈切割成两半，用圆环卡住后装入组合基体，如下图所示：图 11.8 凸模的固定Fig11.8 Protruding models of fixed本共位线槽型孔与组合基体用同一程序由线切割机床加工，配合间隙如下表：表 2 配合间隙表Tab.2 With the gap序号模具冲裁间隙/z卸料板与凸模间隙/（mm）辅助小导柱与小导套间隙/mm10.0150.0250.0050.007约为 0.00320.00250.050.0070.015约为 0.00630.050.100.0150.025约为 0.0140.100.150.0250.035约为 0.02与组合模对应的凹模设计为局部凹模，凹模自身台阶和齐缝销钉固定在凹模板上，凹模板用销钉和螺钉与垫板和下模板的固定，凹模刃口以下的漏料部分用扩大型孔的方法，采用点火花机床加工。凸模长度的确定：设计标准模具时，当选定了典型组合以后，凸模的长度就确定了。设计非标准模具时，凸模的长度一般根据结构上的需要，并考虑磨损量和安全因素来确定。因本模具采用的是标准模具，因此凸模的长度就可以通过公式来求，具体计算如下：弹性卸料方式的凸模长度按下式计算： L=h1+h4+h5-0.2 =15+15+15-0.2 =44.8mm式中说明： h1凸模固定板厚度（mm）h2弹压卸料板厚度（mm） h5预压状态下卸料橡皮厚度（mm） ，h5=（0.850.9）H，H 为自由状态下橡胶的皮厚。公式中的 0.2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离。311.5 落料凸模设计原落料设计时应以凹模为基准，而为使其加工统一，则改为以凸模为基准，同时根据落料时的受力情况设计结构如下图所示：图 11.9 落料凸模Fig11.9 Blanking the punch现以凸模为基准，凹模为配作件，则按式计算凸模尺寸： Bp=（amax-x+/4-Zmin）0-/4 凸模根据其强度要求，选用 40Cr 或 45 钢，而热处理后的硬度为5660HRC 凸模的安装与固定方法如下：因所设计的凸模为圆凸模，所以其固定方式为凸模固定板上加工出台阶来固定。 （示图如下：）图 11.10 凸模的安装与固定Fig11.10 The punch installation and fixed凸模与固定板的配合为过渡配合。 凸模的装配方法为压入法，其特点为连接牢固可靠，对配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模为配作件，所以凹模以凸模为基准配作，保证单面间隙为 0.014mm0.018mm。其结构图如下：图 11.11 凸模与固定板Fig11.11 Protruding models and retaining plate其加工方法采用钻、铰加工（精度高时精孔钻加工） 。 凹模的固定采用销钉、螺钉紧固方法。 凸模的加工方法：冲压模具的凸模都需进行淬火等热处理工艺，获得高硬度和高耐磨性，则可采取以下加工方案：（1）粗车（留磨削余量）热处理磨削（2）粗车热处理精车、抛光（3）精车成行热处理抛光综合各种实际因素，则采用方案为（1） 。凸模长度的确定：设计标准模具时，当选定了典型组合以后，凸模的长度就确定了。设计非标准模具时，凸模的长度一般根据结构上的需要，并考虑磨损量和安全因素来确定。因本模具采用的是标准模具，因此凸模的长度就可以通过公式来求，具体计算如下：弹性卸料方式的凸模长度按下式计算： L=h1+h4+h5-0.2 =15+15+15-0.2 =44.8mm式中说明：h1凸模固定板厚度（mm） h2弹压卸料板厚度（mm） h5预压状态下卸料橡皮厚度（mm） ，h5=（0.850.9）H，H 为自由状态下橡胶的皮厚。公式中的 0.2mm 是凸模端面缩进卸料板的距离。11.6 其它零件设计11.6.1 各用途的螺钉、销钉的选用根据模具的实际选用螺钉、销钉，其结构图如下：图 11.12 螺钉、销钉Fig11.12 screws 、pin螺钉的选用例表如下：表 3 螺钉Tab.3 Screws螺纹规格 dM8M10螺距 p1.251.25b 参考2226min0.150.15c max0.60.6da max9.211.2dsmax 8 min 7.78max10 min 9.78e min14.2017.59k6.867.89s12.5715.57销钉的选用例表如下：（圆柱销）表 4 销钉Tab.4 Pin d（公称） 6 8 10a 0.80 1.0 1.2c 1.2 1.6 2.0L（公称） 1260 1480 209511.6.2 模柄的选用结构图如下：图 11.13 模柄Fig11.13 Mould handle根据压力机选择模柄3：表 5 浮动模柄Tab.5 Floating mode handle1234dDD1H凹球面模柄垫块锥面压圈螺钉306510025306365110020M80.52511.6.3 模架的选用各模架才名称 尺寸凹模周界 26017020上模座 26017025下模座 26017020导柱 25100导套 257535弹簧 23779压板 1620螺钉 M61611.6.4 各模板的尺寸凹模板 1809020凹模垫板 1809015 卸料板 1809015上模垫板 1809015凸模固定板 1809015卸料橡胶 H=30所以依据上面所选的各标准的模架，则整个模架的尺寸都以选择了。因此其它的尺寸根据各模架的尺寸来确定。11.6.5 侧刃的设计因本模具的精度要求高，所以设计双侧刃定距。则侧刃的设计如下：设计侧刃时，第一个侧刃位置应有置在第一工位上，若侧刃孔离凹模孔的距离太近，为照顾凹模强度，侧刃位置可成倍进距地位移。第二个侧刃，目的是使料尾能充分利用。但双侧用料的耗损更多，只有当条料不长，不用第二侧刃则料尾所造成损耗更大时才宜采用。第二侧刃位置选择，只需考虑凹模有适当的强度，没有严格要求。12 设备校核模具结构和各零件都设计好后必须对模具进行必要的校核。其中的校核包括凸模强度校核、压力机的校核等。因各尺寸都是计算出来的，所以压力机的校核以及其它一些的校核都不要校核。因为它已经有足够的强度等，而必要校核的是凸模强度的校核。凸模强度的校核：一般凸模的强度是足够的，没有必要进行强度校核。只有当凸模特别细长，或凸模的截面尺寸相对于板厚很小时，才进行强度校核。凸模强度校核包括抗压能力和抗纵向弯曲能力两个方面的内容。12.1 凸模抗压能力校核凸模能正常工作，其最小截面承受的压应力必须小于凸模材料允许的压应力： =F/A （9） 对于圆形凸模，F=dt 代入上式可得： d4t/ =（4x0.2x350）/500 =0.56 式中说明： 凸模最小截面的压应力（Mpa） F冲裁力（N） A凸模最小截面积（mm） d凸模最小直径（mm） t板料厚度（mm） 板料抗剪强度（Mpa） 凸模材料许用压应力（Mpa）如果凸模材料用一般工具钢，淬火硬度为 5862HRC，可取为10001600Mpa，冲裁低碳钢板时， 取 300Mpa，则按式可计算无导向冲裁时凸模的最小直径应为：dmin=（0.751.2）t。考虑到某些不稳定因素，一般可以这样认为：当凸模直径接近板料厚度时，对凸模应采取特殊的保护措施。核对各凸模直径： 导正孔凸模 d1=3mm0.56mm 中心孔凸模 d2=4.5mm0.56mm 落料凸模 d3=6.5mm0.56mm所以各凸模的强度经核算后其各凸模强度足够。312.2 凸模纵向抗弯曲能力校核冲裁时凸模纵向抗弯曲能力可利用杆件受轴向压力的欧拉公式进行校核。因凸模有导向计算： Lmax（2xxExJ/nxF） （10） 对圆凸模上式可简化为： Lmax270x（d/F） =270x15.98/38195.795 =352.785 因各凸模尺寸为：d1=3.238mmd2=3mm d3=15.98mm经验算各凸模的纵向弯曲能力校核以满足