毕业设计（论文）-孔形卡片冲压工艺分析和模具设计.doc

I 孔形卡片冲压工艺分析和模具设计孔形卡片冲压工艺分析和模具设计 摘 要：毕业设计是对我们大学学习的一个重要的总结。在本设计中，我的题目是孔 形卡片落料冲孔复合模具设计。通过分析我们发现，孔形卡片外形是个圆形，中间有 个异形的孔。外形依靠落料完成，冲孔依靠冲孔工序来完成。通过这个模具的设计， 将是对我大学学习的一个重要的考核。 设计过程中，首先我们要对孔形卡片的结构性、材料进行分析，选择合适的方式 进行生产。材料的分析来确定工件是否适合生产。之后要通过工件的厚度来确定工件 排样图的搭边，然后计算排样图的材料利用率。 接下来就是进行冲压力的计算，通过计算冲压力选择合适的冲压设备。模具刃口 的计算也有其的重要，只有选择合适的刃口才能够确保模具的寿命，提高模具的使用 率。 模具刃口计算后，就是模具的结构设计，先进行凹模外形尺寸的计算的通过凹模 的外形尺寸来得到模具中其他固定板、卸料板等的尺寸，最后选择模架等一系列标准 件，最终完成模具的设计。 关键词：关键词：复合模，冲压工艺，模具设计 Hole card stamping process analysis and die design Abstract：Graduation design is an important suary of study on our university. In this design, the title of my speech is stamping die design of double bolt door lock accessories. Through the analysis we found, double tongue lock accessories is a rectangle with a rectangular, above a two screw hole and the two rectangular holes. Shape depends on the blanking punch finish, rely on punching process to complete. Through the mold design, will be one of the important appraisal in University learning. In the design process, we must first structural, material on the double tongue lock parts to carry on the analysis, select the appropriate mode of production. Material analysis to determine whether a workpiece is suitable for the production of. After going through the thickness of the workpiece to determine the layout of the edge of workpiece, then calculate the layout of the material utilization ratio. The next is the blanking force calculation, through the calculation of blanking pressure to choose suitable stamping equipment. The calculation of the die cutting edge also has its II important, only select the appropriate edge eloquence can ensure the life of the mold, improve the mold use rate. Die cutting edge calculation, die structure design is advanced, the calculation for die dimensions by the shape of concave die size to get other fixed plate mould stripper and other dimensions, the final choice of mold and a series of standard parts, the final completion of die design. Keywords: progressing die, stamping process, die design III 目 录 1 绪论1 1.1冲压过程中机械运动的概述 1 1.2模具行业发展现状及技术趋势 .1 1.3冲压模具制造技术发展趋势 2 2 冲压件工艺分析3 2.1 材料分析.3 2.2 零件结构.3 2.3 尺寸精度.4 3 冲裁方案的确定5 3.1 冲裁工艺方案的确定.5 4 模具总体结构的确定6 4.1 模具类型的选择6 4.2 送料方式的选择6 4.3 定位方式的选择6 4.4 卸料、出件方式的选择6 4.5 导向方式的选择.6 5 工艺参数计算8 5.1 排样方式的选择.8 5.1.1 排样及搭边值的计算8 5.1.2 步距的计算8 5.1.3 条料宽度的确定9 5.1.4 材料利用率的计算9 5.2 冲压力的计算.10 5.2.1 冲裁力的计算.10 5.2.3 卸料力与推件力的计算11 5.2.4 总冲压力的计算11 5.3 压力机吨位选择.12 IV 5.4 确定模具压力中心.13 6 刃口尺寸计算14 6.1 冲裁间隙的确定.14 6.2 刃口尺寸的计算及依据与法则.14 7 设计模具的主要零件16 7.1 凹模设计.16 7.1.1 凹模外形尺寸的计算16 7.1.2 凹模刃口结构形式的选择17 7.1.3 凹模精度与材料的确定18 7.2 凸模的设计.18 7.2.1 凸模结构的确定18 7.2.2 凸模高度的确定18 7.2.3 凸模材料的确定19 7.2.4 凸模精度的确定19 7.3 卸料板的设计.19 7.3.1 卸料板外型设计20 7.3.2 卸料板整体精度的确定20 7.4 固定板的设计.21 7.5 垫板的设计.22 7.6 上下模座、模柄的选用.22 7.6.1 上下模座的选用22 7.6.2 模柄的选用23 7.7 模具工作过程.23 7.7 模具材料选择与热处理.23 8 冲压力机的校核与选定24 8.1 冲压设备的校核.24 8.2 冲压设备的选用.24 9 模具装配和制造25 9.1 模具的装配.25 V 9.2 典型零件工艺过程卡.26 结论28 参考文献29 致谢30 太原工业学院毕业设计 1 1 1 绪论绪论 1.1冲冲压压过过程程中中机机械械运运动动的的概概述述 通过用模具和压力机 对不同类型的板材和 坯料施加一定的压力，使工件发 生形状变异或者是工件被分开，得到新的外形、尺寸以及其他特性的零件， 这种方式称之为冷冲压。 冲压过程运动一般为上下运动，所以选用立式冲床较多。一般不同的机械运 动在冲压时，他们的特点，形式以及对冲压件质量精度要求都是不太一样的，常 见的运动形式有这三种：滑动、旋转和滚动。由于冲压过程是如此的多元化， 在冲压模具的设计 中应该要严格控制，以达到模具设计的要求； 同时，在设计 中还应多比较，通过对不同的产品需要的不同要求来合理选择相应的机械运动。 通常，我们最常见的冲压运动就是上下的往返运动，但是如果想实现水平运 动，我们也可以通过 斜楔结构，转销结构，辊结构和旋切结构 的设计来实现。 在模具设计中的特殊结构更为 繁琐和不易，成本也 大，但为了实现的形状，大 小来满足 产品的要求， 这也是解决问题的一种有效方法。 1.2 模模具具行行业业发发展展现现状状及及技技术术趋趋势势 最近这几年 ，冲压过程中 的技术不断呈上升趋势 ，尤其像一些高精度的工 艺的快速发展，使 冲压件的精度更加准确，大大提高了生产率，使冲压工艺提 高到了一个新的发展水平 ，有着高质量。几年 前的精密冲压，主要是指平面部 分的精冲，现在，除了精冲是精密弯曲，轧制，冲压等，可以形成复杂的零件的 精密三维。 过去精密冲裁只适用于薄料中， 现在的精密冲裁 可适用的板厚达到 二十五毫米之多，对于一些 高强度合金材料 我们也照样可以采用精冲 。当然， 不单单是精密冲裁，像很多复合成形，超塑性成形，电磁成形都在快速的发展， 所以未来模具产业前景是一片光明。但有时候产品的淘汰率高，光使用之前的冲 压小设备是无法满足产品批量小、更换速度快等要求的，所以得使用一些 通用 组合模具、数控冲孔设备等 ，这才使得冲压生产适合大批量生产，而且也适用于 小批量生产。材料性能 在不断改进，从而使成形 能力和使用效果 也有所改善 ， 之前的材料相对来说有点 “笨重” ，各方面性能也不突出，现在随着很多新技术 的发展，质量轻、结构强度高的材料已不是问题了，像一些高强度板材的研发成 功，对于像很多应用到这种技术的汽车构件来说，提高的不单单是性能，效益， 太原工业学院毕业设计 2 也更加环保、轻便。 1.3 冲冲压压模模具具制制造造技技术术发发展展趋趋势势 目前，国内模具工业 的快速发展 ，机床工业的 产值已远远抵不过其产值 。 我国模具产业作为一个新兴的 产业，正处于 上升阶段，已成为 我国经济水平遥 遥领先的根本产业 ，其未来的上升空间也会很大 。据预测， 不久的将来，我国 的模具产业将会走在世界的最前端，引领着其他国家的进步。特别是像我们这 种模具专业的学生，在以后如果专业技能和实际操作能力过硬，那可谓是这方面 的人才了。 太原工业学院毕业设计 3 2 2 冲压件工艺分析冲压件工艺分析 图 2-1 孔形卡片工件图 孔形卡片属于大批量生成，利用延展形比较好的软铝作为材料，厚度是 2 毫米， 孔形卡片对尺寸偏差要求不是很高，未注公差可以按 IT14 来设计。 2.12.1 材料分析材料分析 表 2-1 孔形卡片材料的力学性能表 板料材料 抗剪强度 （Mpa） 抗拉强度 （Mpa） Q235380470 由力学性能表可以得出如下结论：Q235 的抗剪和抗拉性能都不大，适合冲裁， 延展形也特别好，有利于冲压。孔形卡片的质量要求不是很高，所以使用 Q235 作为 材料，可以满足使用。 2.22.2 零件结构零件结构 从该零件尺寸标注来看模具精度比较普通，形状也比较简单，但尺寸精度要求 也一般，在设计时主要考虑落料和冲孔工序，属于大批量生成，设计模具的时候要考 太原工业学院毕业设计 4 虑模具的寿命，保证模具的使用寿命和生产效率。零件外形是个简单的弧形和直线的 组合，中间有一个大的圆孔和 2 个小的圆孔孔。整个工件对称分布。 2.32.3 尺寸精度尺寸精度 尺寸精度问题关系到模具的正确生产，如果模具的精度达不到，将会导致工件的 精度也大大降低，变成不合格的产品，所以要慎重考虑。本设计中，大部分尺寸有公 差，如果未注工件的公差要为 IT14 等级。 属于 A 类尺寸的有：、 0 0.2 40 0 0.18 8R 0 0.3 62.5 属于 B 类尺寸的有：、 0.13 0 22 0.1 0 8.2 属于 C 类尺寸的有：、 460.12 太原工业学院毕业设计 5 3 3 冲裁方案的确定冲裁方案的确定 3.13.1 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定 工件分为外形的落料冲裁工序，以及异形孔的冲裁工序，根据常用的工序安排， 我们可以分别对使用单工序模 复合模以及复合模进行分析和设计。 下面先对几个方案进行分析和对比： 第一个方案：级进模模：使用冲孔落料级进模模，级进模采用一个模具完成多个 工序，所以适合大批量的生产， 第二个方案：复合模，落料冲孔复合模也是通过一个模具完成多工工序，而且工 序比较集中也容易保证位置精度。 第三个方案：单工序模，先使用落料单工序模完成落料工序，然后再放到另一个 冲孔模具上完成工件的冲孔。 方案分析和对比： 方案 1：使用一副模具，生成效率高，可以满足大批量生产的需要，但是由于工 件中件是个异形孔，不利于导正，所以精度要求你不好保证。 方案 2：复合模，复合程度高，生产批量大，而且位置精度较高，所以能够满足 实际生产的需要。 方案 3：需要使用两个单工序模，生产的过程中，还要来回换模具，这样可能机 会没法保证工件的精度，从而导致次品产生。 通过以上的比较和分析，我感觉孔形卡片的生产使用复合模的方案最好，再满足 生产需要的同时，还能够尽可能的提供工作效率，冲孔落料工序的一次进行，也能满 足长期大批量的生产。 太原工业学院毕业设计 6 4 4 模具总体结构的确定模具总体结构的确定 4.14.1 模具类型的选择模具类型的选择 模具的类型我们选择的是复合模，再满足生产需要的同时，还能够尽可能的提供 工作效率，冲孔落料工序的一次进行，也能满足长期大批量的生产。下出料的方式， 能够长期的运行工作。 4.24.2 送料方式的选择送料方式的选择 由于是大批量生产，所以我们决定采用自动送料机构送料，能够实现实现自动化 的大批生产。采用导料销进行导料，采用定位销进行定距。 4.34.3 定位方式的定位方式的选择选择 模具使用的材料，我们计划选择的导向销控制板料，不设置任何压力，自动送料 夹紧机构。在进料过程中的材料，一步一控制距离，保证精确定位是依靠导正销来完 成，每个进料端靠止销保证定位准确。 4.44.4 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为 2 毫米，材料厚度一般，卸料力一般，所以为了保证工件的平整 度，我们选择采用弹性卸料的方式。 4.54.5 导向方式的选择导向方式的选择 （a） （b） （c） （d） 图 4-1 导柱模架 （a）中间导柱 （b）后侧导柱 （c）对角导柱 （d）四导柱 太原工业学院毕业设计 7 首先分析孔形卡片工件，由于工件尺寸适中，表面要求不是很高，可以适和选用 后侧导柱模架，后侧导柱模架，不但送料方便，而且有利于工件冲制过程中进行观察， 及时的进行调整。后侧导柱模架不但能够满足生成的需要同时也能满足孔形卡片的一 般的精度要求，所以才采用方案二。 太原工业学院毕业设计 8 5 5 工艺参数计算工艺参数计算 5.15.1 排样排样方式的选择方式的选择 常用的工件的排样的样式式一般分为三种，第一种是有废料的排样，第二种少废 料排样，最后一种是无废料排样。因为孔形卡片精度要求较高，而且通过观察工件的 外形，工件的外形为圆形，所以可以采用有废料的直排的拍样方式，这样可以保证工 件的较高的精度。工件的拍样示意图如下图所示： 图 5-1 零件排样示意图 5.1.15.1.1 排样及搭边值的计算排样及搭边值的计算 常用的卸料方式有弹性和固定卸料方式两种，顾名思义，固定卸料板就是固定的， 不会浮动。弹性卸料板一般都是浮动，依靠弹簧或者橡胶能弹性的装置配合使用。所 以固定卸料板能够提供更大的卸料力，为了保证工件的卸料的平稳性，我们使用弹性 卸料板，孔形卡片的工件厚度为 0.5 毫米，工件生产的过程中精度要求不是很高，拍 样设计中我们采用有废料的直排排样方式，工件之间和测搭边均选择为 2.2、2.5 毫米。 5.1.25.1.2 步距的计算步距的计算 冲压过程中每次送料的时候，工件进给的距离我们可以称之为布局，步距的大小 太原工业学院毕业设计 9 计算方式，我们可以选择孔形卡片直接的一个标记点，然后送一个布局后，测量相邻 的工件之间的距离是多少。这个距离就是步距的数值。 每次送料的过程中，送一次的距离我们可以称之为步距。步距的计算一般是根据工件的选定 某一个点，然后送料一个步距，这个点移动的距离即为步距的大小。 步距计算公式为： S=L+b (5-1) 式中 S冲裁步距； L先选择送料的方向，工件在送料方向上的最大尺寸，毛坯尺寸的最大值； b沿送进方向的搭边值 在和送料方向一致的方向上，采用交叉对拍。并且使用的是少废料的送料方法， 搭边可选择为 b=2.2 毫米，由于交叉对拍所以一次冲裁两个工件 S=L+b =48.1 毫米 5.1.35.1.3 条料宽度的确定条料宽度的确定 排样图的所需毛坯的最大宽度即为条料的宽度。一般条料的宽度我们通过以下的 公式进行计算： 5 (5-2) 0 )2( aDB 式中 B条料宽度； D工件在宽度方向的尺寸； a侧搭边最小值。 宽度偏差 在本次设计中，条料的宽度确定公式如下： 0 0.4 45Bmm 5.1.45.1.4 材料利用率的计算材料利用率的计算 材料利用率定义为： =A/BS100% (5-3) 式中 材料利用率 A工件的面积，由二维软件测得：1669 毫米 2 太原工业学院毕业设计 10 B条料宽度 S冲裁步距 =A/BS100% =1669/4548.1100% =77.1% 即 在冲压生产中，材料利用率为 77.1%。 图 5-2 零件排样图 5.25.2 冲压力的计算冲压力的计算 5.2.15.2.1 冲裁力的计算冲裁力的计算 （1）落料力计算 按上式： 1.3FLt 落 式中： F落落料力（N） ； L工件外轮廓周长（mm） ； T材料厚度（mm） ，t=2mm； 材料抗剪强度（MPa） 。380MPa 根据 CAD 零件图可查落料轮廓长度 L =132mm 则 1.3 155.12380153.24FmmmmMPakN 落 （2）冲孔力 太原工业学院毕业设计 11 1.3FLt 冲孔 式中 冲孔力（N） ； 冲孔 F L工件的外轮廓周长（mm） ； T材料厚度（mm） ，t=2mm； 材料抗剪强度（MPa） 。由模具设计与制造查得，。380MPa 根据零件图可由 CAD 测量工具得到冲孔轮廓长度 L=120mm 则 1.3 1202380118.6FmmmmMPakN 冲孔 5.2.35.2.3 卸料力与推件力的计算卸料力与推件力的计算 2. 落料时的卸料力的计算 =KX 卸 F 落 F 式中 -卸料力（N） ； 卸 F -落料力（N） 落 F KX -卸料系数，查模具设计与制造表 2.13，其值为 0.030.05，取 K=0.05。 则 =KX =0.04153.24=6.13（KN） 卸 F 落 F 3. 冲孔时的推件力的计算 =nkT 推 F 冲 F 式中 -推料力（N） ； 推 F K1-推料系数，查模具设计与制造表 2.13，其值为 0.05； n- 堵塞在凹模内的制件和废料数量，n=h/t，t 为材料厚度（mm） ， h 为刃口部分的高（mm） ，其中，h=6mm，t=2mm，取 n=3， 则 =nkT=30.05118.6=17.8(KN) 推 F 冲 F 5.2.45.2.4 总冲压力的计算总冲压力的计算 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁力的总和 + + + 总 F 落 F 冲孔 F 卸 F 推 F 式中：冲裁力 =153.24KN，=118.6KN，卸料力=6.13KN，推料力 落 F 冲孔 F 卸 F 太原工业学院毕业设计 12 =17.8KN，则: 推 F + + +=295.8(KN) 总 F 落 F 冲孔 F 卸 F 推 F 5.35.3 压力机吨位选择压力机吨位选择 通常我们按照计算冲压的力的 1.3 倍作为选择压力机的参考压力，本模具在冲 裁过程中总的冲压力，可按公称压力选择压力机。初选压力295.8FKN 总 1.3FF 压总 机型号为 J23-40 压力机。 表 5-1 J23 系列开式可倾压力机主要技术参数 型号 技术参数 J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-63 滑块公称 压力 31.563100160250350400630 滑块行程2535455565100100120 封闭高度120150180220270290330360 连杆调节量2530354555606570 滑块中心线 至机身距离 90110130160200200250300 左 右 100140170200250250300300滑块 地面 尺寸 前 后 90120150180220220260260 直 径 2530304040405050模柄 孔尺 寸 深 度 4055556060607080 垫块厚度3030354050656590 最大倾斜角4545353530303030 工作 台尺 寸 左 右 250310370450560610700710 太原工业学院毕业设计 13 前 后 160200240300370380460480 5.5.4 4 确定模具压力中心确定模具压力中心 由图 2-1 观之工件完全对称，所以压力中心即为工件的中点。 太原工业学院毕业设计 14 6 6 刃口尺寸计算刃口尺寸计算 6.16.1 冲裁间隙的确定冲裁间隙的确定 根据实用间隙表 6-1 查得材料厚度 2mm 的小间隙，我们设定间隙为 0.246，0.36。 表 6-1 冲裁模初始双边间隙值 毫米 材料 厚度 08、10、20、35 、 09Mn、Q235 16Mn40、5065Mn ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax 小于 0.5极小间隙（或无间隙） 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.064 0.090 0.090 0.092 0.126 0.126 6.26.2 刃口尺寸的计算及依据与法则刃口尺寸的计算及依据与法则 采用凸凹模配合加工的方法。 （1）凸凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断增大-第一类尺寸 A Aj=(Amax-x) 4 1 0 （2）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断减少-第一类尺寸 B 太原工业学院毕业设计 15 Bj=(Bmin+x) 0 4 1 （3）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不变化-第一类尺寸 C Cj=(Cmin+) 2 1 8 1 其中，x 为磨损系数。 查表得： 工件精度 IT10 级以上 x=1 工件精度 IT1-IT13 x=0.75 工件精度 IT14 x=0.5 该工件的公差都是已注公差，为 IT12，计算的时候我们都按 IT12 级精度， x=0.75。 在所有的尺寸中， 属于 A 类尺寸的有：、 0 0.2 40 0 0.18 8R 0 0.3 62.5 属于 B 类尺寸的有：、 0.13 0 22 0.1 0 8.2 属于 C 类尺寸的有：、 460.12 具体计算如表 6-1。 表 6-1 工作零件刃口尺寸计算 尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸备注 0 0.2 40 0.05 0 39.85 0 0.18 8R 0.04 0 7.88R 落料 0 0.3 62.5 )4/1( 0 )max(xAAj 0.07 0 62.28 0.13 0 22 0 0.03 22.09 冲孔 0.1 0 8.2 0 )4/1( )min( xBBj 0 0.025 8.275 距离460.12 Cj=(Cmin+) 2 1 8 1 460.03 保证双边间隙为 0.246-0.36。 太原工业学院毕业设计 16 7 7 设计模具的主要零件设计模具的主要零件 7.17.1 凹模设计凹模设计 7.1.17.1.1 凹模外形尺寸的计算凹模外形尺寸的计算 首先确定凹模的形状，一般选择圆形或者矩形，凹模的形状确定是和冲压件的材 质以及厚度有关，其主要决定因素的为工件的厚度。所以我们一般通过工件的厚度来 计算凹模外轮廓的大小。 凹模轮廓尺寸计算的经验公式如下所示： 凹模高度计算 H=Kb1 （7-1） 凹模壁厚的大小 c1.5H （7-2） 凹模的外轮廓长度 L=b1+2c （7-3） 凹模的外轮廓宽带 B=b2+2c （7-4） 式中：b1-孔形卡片外轮廓长度方向最大尺寸； b2-孔形卡片外轮廓宽度方向的尺寸； K-系数，和工件的厚度已经最大宽度有关，查表7-1。 表 7-1 系数 K 值 根据表7-1得：K=0.35。 通过公式（7-1）可计算凹模板外轮廓尺寸： 凹模高度计算： H=Kb2 =0.3555 =19.25（毫米） 通过公式（7-2）我们计算凹模侧边厚度： c1.5H 太原工业学院毕业设计 17 =1.519.25 =28.875（毫米） 通过计算结果分析我们选择凹模侧边厚度是30毫米。 厚度为25毫米。 由于复合模的使用，所以我们不应该只考虑壁厚和模具的计算厚度，并根据模具 的实际结构分析。因此，应根据模具设计的实际情况进行。 根据排样图的实际，然后结合模架的标准确定外轮廓尺寸：LBH=140毫米 120毫米25毫米。凹模具体尺寸图如图7-1所示： 图7-1 凹模 7.1.27.1.2 凹模刃口结构形式的选择凹模刃口结构形式的选择 生产的模具工件尺寸精度是比较高的，大批量生产的生产计划，所以我们选择直 太原工业学院毕业设计 18 边是最合适的。这种类型的边缘强度是足够的，在维修模式下仍能正常工作。 7.1.37.1.3 凹模精度与材料的确定凹模精度与材料的确定 模具在模具设计模具设计的核心部分，也是靠模具保证工件的精度和表面光洁度， 所以它的精度和表面粗糙度不能太低，否则会降低成品率，工件的材料，我们可以用 Cr12，平行度一般为 0.02 内腔，精度 IT7。 7.27.2 凸模的设计凸模的设计 7.2.17.2.1 凸模凸模结构的确定结构的确定 因为该制件形状不复杂，但是凸模的直径不是很大，所以设计的过程中要考虑其 强度，为了增强强度，我们所以将凸模设计台阶式的凸模，冲孔凸模和切边凸模与上 固定的配合我们通常情况下按 H7/m6。 7.2.27.2.2 凸模高度的确定凸模高度的确定 这个产品并不复杂，但高度较大，所以冲压模具高度大，所以设计的时候，凸模 设计冲压式。冲头的高度是穿孔板厚度，冲裁模，橡胶的总高度，如图7-2所示。 图7-2 凸模高度尺寸 凸模高度为： L=h1+h2+H (7-5) 式中: h1-凸模固定板厚度，可得：h1=18 毫米； h2-其他厚度（含橡胶或弹簧的高度） ，可得：24 毫米， 。 H-附加长度。附加长度包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度，选择 1.0 毫米。 太原工业学院毕业设计 19 由公式(7-5)得： L=18+24+1.0=43(毫米) 凸模结构图如图 7-3 所示： 图7-3 冲孔凸模 7.2.37.2.3 凸模材料的确定凸模材料的确定 本模具需要有比较高的耐磨性和较长的寿命，并且在冲压过程中，要持续的受到 冲压力，所以我们需要选择强度和韧性都比较好的材料。所以我们选择 T10A，能很 好的满足孔形卡片生产的需要，模具材料热处理为 HRC5862HRC。 7.2.47.2.4 凸模精度的确定凸模精度的确定 根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用 IT7 级，表面粗糙度为 Ra1.6um。 7.37.3 卸料板的设计卸料板的设计 太原工业学院毕业设计 20 7.3.17.3.1 卸料板外型设计卸料板外型设计 本次设计过程中，由于工件的卸料料力比较大，我们选择固定卸料结构。推 卸料板一般情况下设计应该结合凹模的尺寸大小，长宽和凹模的的长宽一样，厚 度选择为 15 毫米，根据凹模的尺寸，从而可以确定卸料板的尺寸 140 毫米120 毫 米15 毫米。 图7-5 卸料板 7.3.27.3.2 卸料板整体精度的确定卸料板整体精度的确定 卸料板的外轮廓精度要求一般不是太高，我们可以选择使用 IT14 级，所表面粗 糙度选择为 Ra3.2。内轮廓要和凸凹模接触，所以精度要高度外轮廓，我们选择 IT11 等级，表面粗糙度我们可以取为 Ra1.6；两个钉孔和销，具有导向以及定位的作用， 太原工业学院毕业设计 21 所以精度要求要高与 IT11。 7.47.4 固定板的设计固定板的设计 凸模固定板固定以保证凸模，凸模的强度，不休息，在工作的过程中，帮助完成 凸凹模定位，盲板，上模座更好。凸模和凸模固定板固定的增加，模具选择合适的组 合可以更好的生活。我们选择了 H7 / M6 匹配。 则凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （7-6） 式中：H凸固-凸模固定板厚度； H凹-凹模厚度。 根据公式（7-7）得凸模固定板厚度为： H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）25 =1518（毫米） 根据模具需要选择凸模固定板厚度18毫米。 图7-6 固定板 太原工业学院毕业设计 22 7.57.5 垫板的设计垫板的设计 垫板的厚度一般根据经验选择，外形尺寸和凹模一致，选择孔形卡片尺寸为140 毫米120 毫米8毫米。 图7-7 垫板 7.67.6 上下模座、模柄的选用上下模座、模柄的选用 7.6.7.6.1 1 上下模座的选用上下模座的选用 模具采用后侧导柱模架，模具和导柱具体尺寸规格如所示。 导柱的直径、长度，按标准选取。 导柱：A25h6170 GB/T2861.1 导套：A38H6100 GB/T2861.6 模座的的尺寸 L/mmB/mm160mm125mm,上模座的厚度与下模座厚度查标准 分别为 40mm、50mm。 太原工业学院毕业设计 23 7.6.27.6.2 模柄的选用模柄的选用 本次设计采用复合模生产，使用凸缘式模柄比较合适。设计模柄的原则，除了和 压力机的直径相同，并且必须确保长度不能超过冲床滑块内的孔的深度。依据压力我 选择直径为 40 毫米的模柄。国标型号：A40 JB/T7646.3-1994 7.7 模具工作过程模具工作过程 冲压进行时，首先进行送料，第一次由于接触不到固定挡料销，我们可以使用目 测来完成第一次的送料定距。然后上模下行，凸模与凹模完成冲孔，凸凹模和凹模完 成落料，完成之后，冲孔的废料通过下模的废料孔落下，工件留在凹模中，然后通过 落料孔落下。 7.7 模具材料选择与热处理模具材料选择与热处理 模具材料不仅影响模具寿命的正确选择，也影响产品的质量。根据模具制造，模 具的工作条件，模具材料的性能及其它相关因素，经济，先进的选择，适用于模具材 料。材料应在模具的性能要求的考虑。模具应考虑强度，韧性耐磨钢。强度和韧性之 间，韧性和耐磨性转移。当主要的失效模式是在模具强度的脆性断裂，韧性好和较低 的材料和合理的热处理工艺来提高韧性钢的选择，高合金钢可以根据实际情况选择高 强度高韧性，同时。从另外一种材料的合理选择和整体耐磨性韧性的角度，也可以考 虑以确保韧性和耐磨性，对提高模具表面处理的合理使用。塑料模具钢的选择应考虑 高温强度，耐磨性和耐腐蚀性塑料成形，还应考虑其加工性能和镜子。 热处理不当是导致模具早期失效的重要因素。热处理对模具寿命的影响体现在热 处理工艺的不合理要求，两负质量的热处理。统计数据表明，由于材料选择不当，热 处理，模具的早期失效约占 70%。 太原工业学院毕业设计 24 8 8 冲压力机的校核与选定冲压力机的校核与选定 8.18.1 冲压设备的校核冲压设备的校核 模具的闭合高度一般是指模具的上模座的上表面和下模座的下表面之间的距离， 可以通过模具计算可得，计算方式就是吧所有的板的厚度相加。 该模具闭合高度： H 闭=H 上+H 下+H 垫+L+H-h （8-1） 式中：L-冲孔凸模长度； H-凹模厚度； h-冲孔凸模冲压之后深入到凹模的深度 h=1 毫米。 利用以下公式可以计算得模具总的闭合高度： H闭=H上+H下+H垫+L+H-h =196（毫米） 按封闭高度应满足模具高度的要求，我们选择了 J23-40 的压力设备，对压力机 类型的选择符合要求，闭模高度小于选定的压力机的 270 毫米封闭高度，所以说 J23- 40 最大高度满足，可以使用。 8.28.2 冲压设备的选用冲压设备的选用 通过以上的计算，我们选择了 J23-40 闭式单点压力机，可以满足我们的使用， 通过压力和闭合高度我们选择之后，也要根据安装尺寸，以及模柄孔是否合适等来进 一步审核是否合适。 太原工业学院毕业设计 25 9 模具装配和制造 9.19.1 模具的装配模具的装配 模具的装配 本次设计主要设计的是孔形卡片倒装复合模的设计，通常情况下，装配的时候 一般都会选择一个基本的固定件，然后在这个工件的基础上就行装配。下面我们就详 细的介绍下整个模具的装配过程。为了展现的方便，我们将其做出表格。 表 9.1 孔型卡片倒装复合模的装配表 序号工序工艺说明 1 凸模和凹 模以及凸 凹模的配 合安装 （1）首先是先进行检查，检查的目的主要是保证凸凹模是不是复合 模图纸的尺寸标注，尤其是公差问题和粗糙度问题。这个关系的模 具能否生成出合格的产品。 （2）将凸模和凸凹模、将凸凹模和凹模进行预装配，预装配之后检 查凸凹模之间的间隙。防止因为间隙不合格降低模具的寿命。 2 冲孔凸模 的装配 模具有三个凸模我们分别将凸模和凸模固定板进行装配。 3 将模具的 上模进行 装配 （1）首先需要再上模座进行划线，然后将模柄进行装入，同时用 螺钉进行紧固； （2）以凹模为基准一次进行将垫板、凸模固定板和上模做用螺钉 进行紧固，同时用圆柱销进行精确定位 太原工业学院毕业设计 26 4 装配下模 （1）将下模进行划线，划线的时候以靠上模的凹模为基准，然后 将凸凹模、凸凹模固定板和垫板 通过螺钉进行紧固，然后 用圆柱销定位。 （2）将卸料板通过卸料螺钉和橡胶进行连接，保证卸料板高于凸 凹模 1 毫左右即可。 （3）将上下模进行预装配，注意仔细检查之前的间隙。 9.2 典型零件工艺过程卡典型零件工艺过程卡 1 1 切边凹模的加工工艺过程切边凹模的加工工艺过程 凹模加工工艺过程 材料：Cr12 硬度：6064HRC 序号工序名称工序内容 1 备料锻件（退火状态）：14512530mm 2 粗洗洗六面到尺寸 14012026mm，注意两大平面与相邻侧面用 标准角尺测量达到基本垂直. 3 平面磨磨光两大平面厚度达到 26mm，并两相邻侧面达到四面垂直， 垂直度 0.02mm 4 钳划线 画出各孔径中心线并画出凹模洞口轮廓尺寸 钻孔 钻螺纹底孔、销钉底孔和凹模洞口穿线孔 绞孔 绞销孔到要求 攻丝 攻螺纹到要求 5 热处理淬火 使硬度达到 6064HRC 6 磨平面磨光两大平面，使厚度达到 30mm 7 线切割割凹模洞口，并留有 0.010.02 的研磨量 8 钳研磨洞口内壁侧面达到 0.08um 9 钳用垫片层保证凹模与凸凹模间隙均匀后，凹模与上模座配做销 钉孔 10 平磨研磨凹模板上面达到厚度尺寸要求 太原工业学院毕业设计 27 2 2 凸凹模加工工艺卡片凸凹模加工工艺卡片 加工工艺卡片 材料：Cr12 硬度：5660HR 序号工序名称工序内容 1 备料锻件（退火状态）：705060mm 2 粗洗洗六面见光 3 平磨磨上下平面到尺寸 56mm 4 钳划线 分别画凸模轮廓线,冲孔凹模轮廓线以及中心线 5 洗按照尺寸粗洗凸模外形 精洗凸模纸至尺寸要求 6 热处理淬火 硬度达到 HRC6064 7 磨平磨下平面，使高度尺寸达到 50.5mm 8 线切割割凹模，并留出单边 0.010.02 的研磨余量 9 钳研配 研凸模并配如凸模固定板 研 研各侧面达到便面粗糙度的要求 10 平磨平磨高度到要求 11 钳总装配 太原工业学院毕业设计 28 结论结论