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勺头臂 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 学生姓名龙伟学 号200741914512年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称周光永副教授毕业论文（设计）题目勺头臂连续模设计毕业论文（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）开题论证审批表学生姓名龙伟学号200741914512年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称周光永 副教授开题时间2010年 9 月 18 日毕业论文（设计）题目勺头臂连续模设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）选题研究意义冲压模在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。冷冲模模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：具体应用和巩固本课程及有关修课的理论知识、生产知识，了解冲压模模具设计的一般设计方法和步骤；培养设计能力，为以后进行设计工作打下基础；结合生产和使用等条件，独立地完成模具总体结构及其零部件的设计。熟练掌握徒手测绘的能力和AutoCAD绘图软件的应用能力，熟悉和运用参考文献、设计手册、了解有关国家（部颁）标准、规范等，加强对模具设计的认识，培养独立分析问题和解决问题的能力。国内外研究现状随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。(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重视，在材料冲压性能研究、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作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善。(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。(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生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。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、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。主要参考文献1 冲模设计手册编委会.冲模设计手册（之四）第一版M.北京：机械工业出版社，2001.2 郑家贤.冲压工艺与模具设计（实用技术）第一版M.北京：机械工业出版社，2005.3 周大有.冲压结构设计（要领与范例）第一版M.机械工业出版社，2006.4 梁炳文.板金冲压工艺与窍门精选（上）第一版M.北京：机械工业出版社,2001.1 5 金涤尘，宋放之现代模具制造技术M北京：机械工业出版社，2001.6 中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典第三卷M.南昌：江西科学技术出版社，2002.7 王孝培.冲压手册J.第二版.机械工业出版社，2000.98 郑大中，房金妹模具结构图册J北京：机械工业出版社，1998.9 全国模具标准化技术委员会.中国机械工业标准汇编M.冲压模具卷（上）.1999.2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：具体应用和巩固本课程及有关修课的理论知识、生产知识，了解冲压模模具设计的一般设计方法和步骤；培养设计能力，为以后进行设计工作打下基础；结合生产和使用等条件，独立地完成模具总体结构及其零部件的设计。内容:完成模具板件的计算、结构设计工作。 进行模具的结果和原理的分析与计算，模具零件的选材。 完成非标准件的零件图绘制，以及连续模的装配图。方法:通过查阅模具设计手册，借鉴有关模具的书籍以及制造的国家标准完成模具的结构的设计和原理的分析，并且完成相关计算和材料的选用，使用CAD完成零件图和装配图。条件保障:掌握良好的CAD绘图技巧，拥有扎实的冷冲压模具设计与制造、机械设计、机械制造工艺学方面的知识。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）2010.09.182010.09.25接受任务，完成开题报告2011.02.012011.03.01 资料收集，方案的确定2011.05.112011.05.18 主要部件的设计计算2011.03.162011. 03.30 结构设计，装配图绘制2011.04.012011.04.20 零件图的测绘2011.04.212011.05.10 编制设计计算说明书2011.03.022011.03.15 校核，修改，准备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。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）开题论证记录学 院： 东方科技学院 记录人： 学生姓名龙伟学 号200741914512年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化专业（ 5 ）班指导教师姓名周光永指导教师职称副教授论文（设计）题目勺头臂连续模设计论证小组质疑：学生回答简要记录：论证小组成员签名 论证地点： 论证日期：20 年 月 日注：此表可从教务处网站下载中心下载。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 龙伟 学 号 200741914512 年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动 化(5)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。选题来源（ ）结合科项课 课题名称：勺头臂连续模设计（）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）编制设计计算说明书，不少于15000字。3）测绘零件图，1号图纸一张。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，可另加附页。主要参考文献与外文资料1 冲模设计手册编委会.冲模设计手册（之四）第一版M.北京：机械工业出版社，2001.2 郑家贤.冲压工艺与模具设计（实用技术）第一版M.北京：机械工业出版社，2005.3 周大有.冲压结构设计（要领与范例）第一版M.机械工业出版社，2006.4 梁炳文.板金冲压工艺与窍门精选（上）第一版M.北京：机械工业出版社,2001.1 5 金涤尘，宋放之现代模具制造技术M北京：机械工业出版社，2001.6 中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典第三卷M.南昌：江西科学技术出版社，2002.7 王孝培.冲压手册J.第二版.机械工业出版社，2000.98 郑大中，房金妹模具结构图册J北京：机械工业出版社，1998.9 全国模具标准化技术委员会.中国机械工业标准汇编M.冲压模具卷（上）.1999.2 工作进度安排起止日期 设计内容2010.09.182010.09.25接受任务，完成开题报告2011.02.012011.03.01资料收集，方案的确定2011.03.022011.03.15主要部件的设计计算2011.03.162011. 03.30结构设计，装配图绘制2011.04.012011.04.20零件图的测绘2011.04.212011.05.10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：签名栏必须由相应负责人亲笔签名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龙伟学号200741914512年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称周光永 副教授毕业论文（设计）题目勺头臂连续模设计完成时间20 年 月 日答辩时间20 年 月 日摘要：关键词：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毕业设计选题审批表专业： 机械设计制造及其自动化 毕业设计题目勺头臂连续模设计选题来源（ ）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）和内容简要冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。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全日制普通本科生毕业设计 勺头臂连续模设计DESIGN OF CONTINUOUS DIE FOR SPOON BRACHIOCEPHALIC学生姓名： 龙 伟学 号： 200741914512年级专业及班级：2007级机械设计制造及其自动化(5)班 指导老师及职称： 周光永 副教授湖南长沙提交日期：20 11 年 5 月目 录摘要11 前言12 引言2 2.1模具行业的发展现状及市场前景2 2.2 冲压工艺介绍2 2.3 冲压工艺的种类33 勺头臂的设计3 3.1 零件设计任务一勺头臂33.2冲压工艺分析4 3.2.1材料性能4 3.2.2冲裁件的尺寸精度4 3.2.3拉深工艺分析43.3 分析工艺方案及模具结构类型5 3.3.1工艺方案分析5 3.3.2模具结构类型的选定53.4 排样设计 6 3.4.1排样方式6 3.4.2搭边63.5 压力计算 6 3.5.1冲裁力的计算6 3.2.2卸料力的计算63.6 模具压力中心计算73.7 模具零件尺寸计算8 3.7.1冲裁小凹模计算8 3.7.2冲裁大凹模计算8 3.7.3拉深的间隙计算83.8 模具结构尺寸计算9 3.8.1冲裁凹模结构尺寸计算9 3.8.2模架的选择10 3.8.3卸料板结构设计和计算10 3.8.4冲裁凸模结构尺寸计算和强度校核12 3.8.5卸料螺钉设计13 3.8.6导柱的选择和设计15 3.8.7橡胶的选用和设计16 3.8.8模块上螺栓、圆柱销位置尺寸计算16 3.8.9紧固件尺寸计算17 3.8.10定位零件尺寸计算18 3.8.11模柄尺寸选用203.9冲床选用21 3.9.1冲压设备的选择依据21 3.9.2压力机的选择21 3.9.3压力机的安全技术措施214 模具零件的加工225 结束语23参考资料24致谢25勺头臂连续模设计学 生：龙 伟指导老师：周光永(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)摘 要：本文介绍了勺头臂的冷冲压模具设计，文章介绍了冷冲压模具设计的全过程。对冷冲压模具的设计进行了全面的介绍和分析，并在此基础上进行了模具的设计，设计包括分析工艺性、拟定零件的工艺方案及模具结构、排样裁板、计算工具压力选取压力机及确定压力中心、确定模具结构和绘制模具总装草图，冲裁刃口尺寸及公差的计算、冲模刃口尺寸及公差的计算、确定各主要的零件结构尺寸、设计并绘制总图和选取标准件、绘制出部分非标零件图等一系列的工作。关键词：冷冲压;勺头臂;模具设计Deign of Continuous Die For Spoon BrachiocephalicAuthor:Long WeiTutor:Zhou Guang -yong(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: The text expound the Spoon head arm of cold stamping mould design. It makes a detail introduction of stamping die. The design of the die include manufacturability analyzing, structure of the die, layout style, pressure calculating, center of pressure analyzing, ascertain the structure of the die, and draw the assembly drawing. Above all it is to draw a sketch, then design the size of the die. Drawing the assembly drawing when all size and structure is confirmed.keyword:cold stamping;Spoon head arm;molddesign. 1 前 言冷冲模模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课、技术基础和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：具体应用和巩固本课程及有关修课的理论知识、生产知识，了解冲压模模具设计的一般设计方法和步骤；培养设计能力，为以后进行设计工作打下基础；结合生产和使用等条件，独立地完成模具总体结构及其零部件的设计。熟练掌握徒手测绘的能力和AutoCAD绘图软件的应用能力，熟悉和运用参考文献、设计手册、了解有关国家（部颁）标准、规范等，加强对模具设计的认识，培养独立分析问题和解决问题的能力。由于个人设计水平有限，本设计定存在许多错误和不妥之处，请各位指导老师批评和雅正，恳请老师不吝赐教，同学提出宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢！2 引 言2.1 模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年， 我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口）。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。 工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。 2.2 冲压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加 工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 全世界的钢材中，有 6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。2.3 冲压工艺的种类 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性； 均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。 模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、 数百件冲压件的情况下， 在短暂时间内完成送料、 冲压、 出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。3 勺头臂的设计3.1 零件设计任务一勺头臂零件图如下图所示冲裁件，材料为10钢，厚度为 0.2mm， 大批量生产。 试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程.零件名称:勺头臂 生产批量:大批量 材料: 10钢 材料厚度：t=0.2mm 图1 零件图Figure 1 Parts3.2 冲压件工艺分析：冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性， 即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级等是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单等。3.2.1 材料性能：制件成型材料是 10钢，具有良好的塑性；3.2.2 冲裁件的尺寸精度：该勺头臂图上所有未注公差尺寸，属自由尺寸，所以公差尺寸的极限偏差数值按照GB1800-79 IT7级精度定工件公差，且零件尺寸为A类尺寸，查标准公差数值表可得各尺寸公差为： 8-0.0120mm 3-0.0100mm3.2.3 拉深工艺分析该零件属于抛物线行件，H/d=0.53%,所以可一次性完成拉深。3.3 分析工艺方案及模具结构类型3.3.1 工艺方案分析 该冲裁件包括拉深、落料两个基本工序，可以采用以下 3 种工艺 方案： 方案、先落料，再拉深，采用单工序模生产。 该方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件 的加工，冲压式存在累积送料误差，生产效率低，难以满足大批量生 产的需要。 方案、落料拉深复合冲压，采用复合模生产。 该方案只要一副模具，生产精度高，但需人工卸料取件，且拉深和落料模具边界重合，模具加工难度很大，无法完成冲裁。 方案、拉深落料连续冲压，采用级进模生产。 该方案也只要一副模具， 生产效率高， 但送料精度影响制件精度， 需采用导正销定位或侧刃定距，模具结构较复杂。综上所述，由于该冲裁件结构简单，为了提高生产效率，应因采用级进冲裁方式。3.3.2 模具结构类型的选定（1）模具结构型式。在确定采用级进模后，工件由上面的凹模带上后，由推件装置推出，再由压力机附上的接件装置接走，条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产率。（2）定位装置。因为板料厚度t=0.2mm,属于较小厚度的板材,且制件尺寸不大, 在送料方向由于受凸模和凹模的影响,固不能采用侧面两个固定挡料销定位导向,为了使条料送料时有准确的位置,保证冲出合格的制件,同时考虑到零件生产批量多,且要求模具结构尽量简单,所以采用侧刃定位。(3)卸料装置。级进模冲裁时，条料将卡在凹模外缘，因此不需要在下模设置卸料装置。在上模的弹性卸料装置一般有两种形式：一种是将弹性零件（如橡胶），装设在卸料板与凸模固定板之间；另一种是将弹性零件装设在上模板下。由于该零件的条料卸料力不大，故采用前一种结构，并且使用橡胶作为弹性零件。(4)导向装置。采用对角二导柱式模架。3.4 排样设计 合理的排样是提高材料利用率、降低成本、保证冲裁件质量及模具寿命的有效措施。3.4.1 排样方式 该冲压件的月生产批量为 2100 件,属于中等批量生产类型,因此 不考虑多排或一模多件的方案。 排样方式采用直排。这种排样属于有废料排样，模具沿工件全部外形进行冲裁， 工件周边都留有搭边。这种排样能保证冲裁件的质量， 冲裁模寿命也长，但材料利用率低。 3.4.2 搭边 经查表冲裁金属材料的搭边值,确定冲裁金属材料的搭边值：两工件间搭边距：a=1.5mm，实际取：a=1.5mm； 侧面搭边距：a1=2mm，实际取：a1=2mm； 条料宽度：B=（D+2a1+2b）=（8+22+21.5）=15mm; 歩距：S=3+1.5=4.5mm。确定后排样图如图 2 所示： 图 2 排样Figure 2 Layout3.5 压力计算 3.5.1 冲裁力的计算查表金属材料的力学性能知:10钢的抗拉强度b=400MPa，抗剪强度=300MPaF 冲= F 拉深力+ F 落料力 3-1F 拉深力=Ltbk6 查表知k6=0.8 F 拉深力=120.24000.8=768NF 落料力=1.3FoL1t=220.2300=1320 NF 总冲力=F 落料力+F 拉深力 =768+1320=2088N 3.5.2 卸料力的计算 查表K卸、K推、K顶之值知K卸=0.050 卸料力：F卸料力=K卸F 总冲力=0.0502088105 N F= F 总冲力+F卸料力=2088+105=2193N3.6 模具压力中心的计算 第一次冲裁的工件是规则的几何图形，压力中心为其几何中心。 第二次冲裁的工件为不规则图形，绘出工件形状，把冲裁周边分成基本线段，并选定坐标 系 xOy,如图 3 所示。图 3 Figure 3由于冲件 Y 方向对称，故压力中心 Y0=0mmX0=L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6/L1+L2+L3+L4+L5+L6 3-2=4.7x1.5+5x5.5+3x8+5x5.5+4.7x1.5+3x0/1.5+5.5+8+5.5+1.5+0=4.2mm 其中： L1=4.7mm x1=1.5mm L2=5mm x2=5.5mm L3=3mm x3= 8mm L4=5mm x4=5.5mm L5= 4.7mm x5=1.5mm L6=3mm x6=0mm由以上计算可知，冲压件中心的坐标为（4.2，0）。3.7 模具工作零件尺寸计算 落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制，由于该工件的加工材料很薄，为了保证凸凹模之间的间隙值必须采用配合加工。3.7.1 冲裁小凹模计算： 查表磨损系数x知 x=0.75 工件只有宽度方向有冲裁冲裁，尺寸为3-0.0100 取=0.010 查表落料冲孔模刃口始用间隙知Zmax=0.03mm Zmin=0.01mm 凹模尺寸如下： Ad=(A-x) 0+0.25=(3-0.750.010) 0+0.25x0.010 =2.9925 0+0.025mm凸模宽度方向尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.010.03之间。3.7.2 冲裁大凹模计算：工件宽度方向有冲裁，尺寸为3 -0.0100 取=0.010查表磨损系数x知 x=0.75查表落料冲孔模刃口始用间隙知Zmax=0.03 mm Zmin=0.01mm 凹模尺寸如下： Ad=(A-x) 0+0.25=(3-0.750.010) 0+0.25x0.010=2.9925 0+0.025mm工件长度方向尺寸为8 -0.0120 取=0.012查表磨损系数x知 x=0.5查表落料冲孔模刃口始用间隙知Zmax=0.03mm Zmin=0.01mm 凹模尺寸如下：Ad=(A-x) 0+0.25 3-3=(8-0.50.012) 0+0.25x0.012=7.994 0+0.030凸模宽度方向尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.010.03之间。3.7.3拉深模的间隙计算：Z/2=tmax+ct 3-5查表知c=0.2Z/2=0.2+0.2x0.2=0.24mm3.8 模具结构尺寸计算3.8.1 冲裁凹模结构尺寸计算：用于冲孔落料的凹模，通常选用整体式结构。（1）计算刃口尺寸。根据冲裁件形状和材料厚度分析，凹模采用洞口锥度=1030，不易积存冲件或废料。查表可知刃口高度h6 如下图4:图4 凹模刃口Figure 4 Die Cutting Edge凹模厚度H=3P/10 P-最大冲裁力H=31320/10=5.110取H=10mm凹模的壁厚C计算如下：小凹模 C=(1.52)H=1520mm大凹模 C=(23)H=2030mm凹模刃口之间的距离一般不小于5mm（2）计算凹模外形尺寸。由零件图可知垂直于送料方向凹模型孔壁间的最大距离b1=8mm垂直于送料方向的凹模宽度B=b1+(2.54.0)H3-6=8+(2.54.0) 10=3348mm边界型孔为直线时上式中系数取3取B=38mm送料方向凹模长度L=L1+2L2L1沿送料方向凹模型孔壁间最大距离L1=3+5+3=11mmL2沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离查表知 L2=22mm由此L=11+222=55mm对以上尺寸数据结构要求适当放大，确定凹模板周界尺寸为:LBH=655010mm。 由凸模的周界尺寸，并查标准JB/T-2851.1-1990 JB/T-2851.1-1990 JB/T-7643.3-1994 JB/T-7643.2-1994可以确定其它模具模板尺寸大小，具体尺寸如下：上模座；长宽高=635020下模座：长宽高=635025矩形固定板：长宽高=635020矩形垫板：长宽高=63506查标准JB/T-2851.1-1990可知模具的闭合高度为100115mm。3.8.2 模架的选择该工件的模具有两个工序，材料送料方向为横向送料，为了平衡冲裁力采用对角导柱式模架。3.8.3 卸料结构设计与计算 卸料板结构形式采用图5所示结构，导向弹压卸料板，同时卸料板起到导板的作用，使工件平面度得到提升，广泛应用于薄材料和零件要求平整的落料冲孔模，卸料效果好，操作简单。 图5 卸料板Figure 5 stripper plate 根据工件尺寸和凹模的尺寸可以确定卸料板的宽度B=11mm长度L=55mm 由此查表弹压卸料板的厚度H可知H=8mm查表卸料板孔与凸模的单边间隙可知Z/2=0.05卸料板导向孔的高度h=35mm卸料板底面高出凸模底面的尺寸k=0.20.8mm卸料螺钉孔直径d1处的L最小值为Lmin=0.75d如下图6：图6 卸料板尺寸Figure 6 stripper plate size3.8.4 冲裁凸模结构尺寸计算和强度校核: 凸模长度:L 凸=h1+h 2+h3=20+8+10 =38mm 其中: hl凸模固定板厚 h2卸料板厚 h3附加长度 压应力校核计算： 非圆形断面凸模 FminP/(压) 3-7 式中Fmin凸模最小断面面积，mm2 P冲裁力，N 压 凸模材料的许用应力，MPa 材料为T8A,淬火硬度为5862HRC时，压=1200MPa Fmin= 2088/1200=1.74mm2 即凸模的最小断面面积要大于1.74mm2 模具的设计符合强度要求。 弯曲应力校核: 卸料板导向凸模，对于非圆形断面凸模 Lmax380(J/0.1P) 3-8 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凸模最小横断面的惯性矩，mm4 查表 J=(bh3)/12=(833)/12=18 Lmax380(18/(0.12088)=111mm 即凸模的最长尺寸不能超过111mm 模具的设计符合应力要求。 凸模连接尺寸选用: 由于模具设计的凸模为非圆形直通式，所有采用铆合固定，结构如下图7 图7 凸模固定Figure 7 the fixed punch3.8.5 卸料螺钉设计卸料螺钉结构形式采用标准卸料螺钉结构，凸模刃磨后须在卸料螺钉头下加垫圈调节。卸料螺钉安装方式如下图8：图8 卸料螺钉安装尺寸Figure 8 discharge screw mounting dimensions卸料螺钉尺寸计算： L=凸模长度-卸料板厚度+垫板厚度+上模座厚度-沉孔深度 =60mm计算后的L值按表选用卸料螺钉的尺寸如下图9;图9 卸料螺钉Figure 9 discharge screw其中 L=54mmd=8mm d1=M6mml=7mmD=12.5H=5mmn=2mmt=2.5mmr0.4mmr11.25d定位销孔 L1. 5d对剪切刃口，其端面至孔边的距离Lmin=15mm孔间隔的最小尺寸:经淬火的零件 a1. 5d 式中 d小直径的孔径（2）螺孔、圆销孔常用的布排如下图12：图12 螺孔、圆销孔Figure 12 Screw, round pin hole3.8.9 紧固件尺寸计算(1).紧固螺钉采用光小六角头螺栓。规格尺寸如下图13图13 光小六角头螺栓Figure 13 Light hexagon head bolt其中 L=45mmd=8mmT形槽宽=10mmS=14mmD=20mmH=6mmr1.5毫米的情况；为防止冲压时，操作者的手指误入冲模危险区，可以在模具周围安装防护罩或安全栅栏。设置防护罩或安全栅栏时，应保证操作者有足够的可见度；单面冲裁时，尽量将凸模的突起部分和平衡挡块安排在模具的后面；在拉伸模与弯曲模中，压料板与下模座的空间必需用导板或角钢封闭起来；使用各种专用的送料装置外，为了送进单个毛坯也可以采用溜槽，滑板等多种形式代替手工操作；在带刚性卸料板的连续模中，临时挡料销的操作端应加长，并引到模座的外廓尺寸之处，以免手接近危险区；一般在压力机上使用的模具，从下模座上平面至上模座下平面或压力机滑块平面的最小间距不得小于50毫米；在可动部分等危险处所，操作者容易因不慎而触手、或夹住某部分、或因弹簧一类飞散出来的危险部分，都应保护起来，加上防护罩；容易产生夹手的危险的可能部分应留出空刀槽，或加上防护罩；笨重的模具必须重装起重螺钉，以利搬运和安装；为了防止顶件器因损坏而下落，应制成阶梯式结构，当由螺钉、铆接等方法制成时，应采用防松螺母等防落措施。4 模具零件的加工普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以四导柱导套作型腔，凸模相对位置控制基准时，则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。使用铣床加工一个零件时，必须先把零件的相关尺寸、材料、使用刀具、加工参数确定下来，保证加工能顺利完成，同时，设计方面也要考虑到加工的难易程度，以减少加工的困难，所以在加工前要慎重考虑各种细节。在买回来的模板里，要确定模板的加工基准，哪些面是基准面，这一般在订购模板时会标明那几个面是经过打磨，之后就是把加工基准定下来，当然事前必须准备好零件图，根据零件图来定位加工方案，如果要用到数控编程，就必须把加工原点定出来。定好加工方案后，就可以开始加工，先把台虎钳装夹到铣床导轨上微微夹紧，然后打表，在打表时要非常小心，当表很靠近工件时，不能使用太快的进给速度，否则很容易碰坏仪表，在校平行度时，最好先来回走几遍，观察大概偏向，然后使用木锤轻轻敲击虎钳，使其保持在很小的偏差范围就行了，然后夹紧虎钳，把两