毕业设计（论文）-链条联接件的冷冲模设计.doc

全套图纸加扣 3012250582 编号： 毕业设计(论文)说明书题 目： 链条联接件的冷冲模设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 职 称： 实 验 师 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2012年5月20日 全套图纸加扣 3012250582 第 38 页 共 31 页摘 要随着现代模具行业的迅速发展，冲压成形加工技术在各个领域中也得到了更广泛的应用。冲压模作为冲压生产必不可少的重要工艺装备，其设计制造能力的好坏将直接影响着模具工业化的发展。本设计根据客户提供的链条联接件的结构尺寸及精度要求完成一副冷冲压模具的设计。设计的主要内容有：冲压工艺方案的确定，零件的排样，凹、凸模刃口尺寸的计算，模具结构的设计和主要零件的设计计算等。通过零件图的工艺分析可知，本次设计的难点在于如何保证冲压件的尺寸精度、生产效率及窄孔边距小型零件的安全冲裁问题。在设计过程中，通过查阅相关资料及结合生产实际情况，并通过工艺方案的比较，最终采用多排排样的工序安排及增大和冲裁塔边的方法来解决窄孔边距小型零件的安全冲裁问题，采用连续模加工方法满足生产效率的要求，同时采用凸模同时冲裁的方式来保证零件两孔间的中心距精度要求。本次设计尽可能地采用标准连接件及标准模具模架及其他板件等，从而省去板件坯料加工和热处理的复杂过程，缩减制模周期。另外，因为零件尺寸较小，设计中采用自动送料装置、导正销精确定位装置等工艺措施，从而保证冲压的可行性和安全性，满足生产工艺的要求。关键词：冲压；冷冲模设计；工序；塔边AbstractWith the rapid development of modern industry, stamping as one important way of material forming will be increasingly applied. Mold as essential stamping production technology and equipment, the ability of her design and manufacturing will have a direct impact on industrial development.This design according to the chain connecting piece structure size and precision requirements which the customer provide to complete a pair of cold stamping die design. the main contents of the Design are: the program of stamping process, parts layout, size edge calculation of concave and convex mold , the design of die structure and main parts design and calculation.Through the process analysis of parts, the design difficulty of the design is how to ensure the dimension precision of the punching part, the production efficiency and the safety blanking problem of small parts with narrow pore margin. In the design process, through access to relevant information and combined with the actual situation of production, and through the comparison of the process scheme, the final in a multi-row nesting process arrangements and increase and punching the side of the tower method to the safety blanking problem of small parts with narrow pore margin, using the continuous mode processing to meet the requirements of the production efficiency, while using the together punching way to meet the center distance accuracy requirements of the two holes of the part. This design as much as possible use the standard connector and standard mold mold and other panels, thereby eliminating the complexity of the board blank processing and heat treatment process to reduce the molding cycle. Besides ,Because of the small size parts, the automatic feeding device, guide pin device for precise positioning and other technological measures are used in the design, so as to ensure the safety and feasibility of stamping and meet the requirement of production process.Key words: Stamping; Die design; Process; The tower side目 录引言51 制件工艺方案的制定61.1 设计题目61.2 冲裁件的工艺性分析61.2.1制件结构尺寸的分析61.2.2制件尺寸等精度的分析71.2.3制件材料性能的分析71.2.4冲压加工的经济性分析81.3 冲裁方案的制定81.3.1方案的设计81.3.2方案的分析81.3.3工艺方案的确定92 模具工艺参数的计算及总体结构的设计92.1 排样设计与材料利用率的计算92.2 模具总体结构的设计122.2.1模架的选择122.2.2操作及定位的方式的确定122.2.3卸料及出料方式的确定122.2.4凸模的高度分布122.2.5模具整体结构的确定122.3 冲裁力的计算及初选压力机132.3.1冲压总力的计算132.3.2初选压力机132.4 压力中心的计算142.5 凸、凹模刃口尺寸的计算152.5.1凸、凹模刃口尺寸的计算153 冲模主要零部件的设计与计算183.1 各板件厚度的计算和选用183.2 工作零件的设计与计算183.2.1凸模的设计与计算183.2.2凹模的设计与计算203.3 导正销及其护套的设计计算213.4 模架参数的确定233.5 其他相关零件的设计计算233.5.1凸模固定板的选用233.5.2固定卸料板的设计计算233.5.3导料板的设计计算243.5.4螺钉及销钉的选用243.5.5模柄的选择253.5.6垫板的选用253.5.7托料板的设计253.6 压力机闭合高度的校核264 模具总装图及零件图275 部分模具零件加工工艺的编制305.1工艺编制的基本原则与注意事项305.2 模具制造工艺规程的制定步骤305.3 主要模具零件的工艺规程305.3.1凸模1的加工工艺规程305.3.2凸模固定板的加工工艺规程315.3.3 凹模的加工工艺规程316 总结32谢辞34参考文献35引言随着现代工业的发展，冲压技术凭借其生产效率高、生产成本低、适用范围广，操作简单等优势而成为钢材零件塑性加工的主要方法，并已广泛应用于航空、汽车、家电等众多行业零部件的成形加工。近几年来，我国模具设计与制造的能力有了很大的发展，模具质量、寿命得到明显提高，模具交货期较前缩短，模具制造企业不断增加；另外，模具CAD/CAM技术也得到了广泛的应用，这为我国大型精密复杂模具的设计制造奠定了良好的基础8。虽然我国的冲压技术得到了快速的发展，但与发达国家相比还是很落后的，主要表现在我国在冲压基础理论及成形工艺的研究，模具设计，模具标准化，模具的制造工艺及设备等方面与工业发达国家还有比较大的差距。这导致了我国模具在寿命、效率、加工精度等方面的不足，从而导致了许多大型、精密、高效及长寿模具需要从外国引进；另外，因为模具制造技术的落后，导致了模具产品在市场上供不应求，影响工业产品品种的发展及质量的提高。为了提升我国的制造业，我国模具行业除了要进行技术的升级外，更应使成型工艺理论研究，设备研究，人才培养，行业支持等同步改善，否则我们将只能在制造阶段徘徊，而在创造之路面前驻足。为此，我国已采取措施促进模具行业的发展，提升模具零件的标准化水平，同时大力支持大型、精密、复杂及长寿命模具的技术研究和制造。本文作为模具方向的毕业设计将依据所学模具知识，对指定的冲压制件完成一副冲压模具的设计。通过这一设计，从而熟悉模具设计的整体流程，锻炼专业设计的能力，同时将大学四年所学的专业知识进行梳理，最终掌握专业的应用能力并作为学习效果的呈现。本文共分六章，具体内容包含制件工艺方案的设计，模具工艺参数的计算及总体结构的设计，冲模主要零部件的设计与计算，模具总装图及零件图及生产工艺流程的编制等。1 制件工艺方案的制定1.1 设计题目设计题图：链条联接件的冷冲模设计。生产批量：大批量。材料：10钢。材料厚度：2mm。制件图如下所示： 图1-1 制件图1.2 冲裁件的工艺性分析1.2.1制件结构尺寸的分析该零件结构简单对称，两内孔大小皆为3.5，大于此材料冲孔的最小孔径（1t=2mm），孔间距为28mm，因此非属于过密或过小孔径，但其孔边距偏小，仅约为0.6t，不利于冲孔后落料，因此为防止孔边加工变形，加工时宜先加工外缘，后再冲孔；中间连接部分为2mm，其加工类似于冲孔，相对于板厚来说属于安全范围；另外零件最长为34mm，最宽为6mm，属于小型零件，因此由上分析可知，此零件结构满足工艺要求，可由冲压方法加工，但因零件的孔边距较小，不利于减少加工工序及提高材料利用率，因此结构尺寸对于加工来说有些严格，经济性稍差。1.2.2制件尺寸等精度的分析由零件图知，零件除孔间距有精度显示外，为280.2，属于IT13以下精度（见基本公差表1-1），其他均采用自由公差，因此可按IT14进行设计计算。由2mm厚冲压件的外形经济精度为IT11IT14及孔间距一般精度水平为0.15mm可知，冲压件的尺寸精度均可得到保证。此外零件的表面粗糙度及位置精度均为一般要求，由普通冲裁方法即可满足。因此冲裁件的精度可由冲压方法保证7。 表1-1 IT基本公差表1.2.3制件材料性能的分析零件所用材料为10钢，查阅设计手册知其力学性能为：s216MPa，b=295430MPa，24%，屈强比大于0.5，因此材料具有良好的冲压性能，同时能满足中小强度的联结,符合冲压加工和使用强度的材料要求3。1.2.4冲压加工的经济性分析根据设计说明，零件生产批量为大批量，同时零件尺寸较小，通过冲压方法可理想地实现经济性和可加工性的完好结合，因此宜采用冲压加工法加工。结论：由上述分析可知，零件的尺寸，精度均满足冲压工艺性，零件材料力学性能满足冲压要求，只是结构上过小孔边距导致了冲压材料利用率的下降及成本的增加，因此材料冲压工艺性总体良好，在现代加工条件下，适合采用冲压加工。1.3 冲裁方案的制定1.3.1方案的设计由前面的工艺性分析可知，零件孔边距偏小（约0.6t），采用复合膜不能保证凸凹模的模壁强度，不适用于此零件的加工。因此工艺方案中不设计采用复合膜。参考文献2第三章的内容及文献9相关案例的设计方法，根据零件结构特点，特设计了如下方案： 方案一：先落料后冲孔，采用一副落料级进模和一副冲孔单工序莫。方案二：先冲孔后落料，采用冲孔落料连续模，即先冲零件的孔，后直接按零件轮廓落料方案三：先冲孔后落料，采用冲孔落料连续模，即先冲零件孔外边缘的塔边，成形大部分孔的窄外轮廓，接着进行孔的冲制，最后冲中间连接载体，成形零件，因此从属于裁塔边型的冲压方式。其具体冲压工艺过程见下文拍样部分的内容。 1.3.2方案的分析方案一：方案中考虑了零件的孔边距较小问题，通过先落料后冲孔，可以较好的保护孔及其外边缘和窄尺寸的形状，取得较好的零件精度。但由于工件 尺寸较小，通过手工换模加工，不但操作不安全，而且生产效率非常低，很难满足大批量生产的情况。 方案二：由冲压知识可知，连续模适用于结构较复杂，尺寸精度较低的中小尺寸零件大批量加工的场合，尤其适合于细长小尺寸零件的大批量自动化生产。因此采用连续模无疑是本课题零件冲压加工的最好选择。但因零件孔边距较小，直接冲孔后落料的加工工序难以保证零件的孔边缘形状，在没有试验的前提下难以实施，因此此方案的可行性有待研究。通过较合理的工序安排及塔边设置可保证零件的形状及尺寸精度；通过采用合理的排样结构，以简化冲压工作零件，保证冲压工作零件的强度，取得加工可行性、可靠性、生产效率及经济性的最大综合效益。但连续模的结构相对复杂，成本较贵，模具维修较困难，常用于大批量生产的场合。方案三：对比方案二，此方案避免了先冲孔后按孔外边轮廓直接落料的顺序，通过合理的排样设计、塔边设置及工序安排以保证零件的形状及尺寸精度，实现冲压工作零件的简化，保证冲压工作零件的强度，取得加工可行性、可靠性、生产效率及经济性的最大综合效益。如此，可满足生产效率及操作安全性的要求，利于实现自动化生产。但连续模的结构相对复杂，成本较贵，模具维修较困难，常用于大批量生产的场合。1.3.3工艺方案的确定由上分析可知，从加工的经济性及生产的可行性角度分析，宜采用方案三进行设计制造，因此设计按方案三进行。2 模具工艺参数的计算及总体结构的设计2.1 排样设计与材料利用率的计算排样是指冲裁件在条料或板料上的布置方法，合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本的和保证制件的质量及模具的寿命的有效措施。根据材料的利用情况，排样可分为有废料排样，少废料排样和无废料排样三种；根据冲件在条料上的不同排列方式，排样可分为直排、斜排、直对排、 斜对排、混合排、多排及冲裁搭边等多种；根据有无塔边，排样可分为有搭边排样和无搭边排样两种。排样中，相邻两工件间的余料或工件与条料边缘间的余料称为塔边，其作用有补偿定位误差，保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行和保证制件质量等。根据零件的结构特点，不宜采用直接按零件外轮廓进行落料的方式进行成形，因此排样上宜简单化，从而简化模具的结构和提高模具的使用寿命；同时尽量减少塔边的安全值，提高材料利用率。因此，根据零件的结构特点及冲压的最小塔边值表（见表2-1），特设计了如下图2-1所示排样图7： 图2-1 排样图其冲压顺序为：首先侧刃凸模1先成形板料零件的一个侧面形状并作为基本定距零件，同时凸模2冲制工艺孔，为后续的精确定距做好工序安排；接着凸模3成形零件另一端的侧面形状；再接着凸模4进行零件孔的冲制；最后由凸模5完成零件的最终成形。结合下表表2-1及设计方案，为节省材料，特选取如下塔边值：零件间的塔边值为3mm，零件与边缘间塔边值为2.5mm。根据如上排样，计算材料利用率如下：由零件图得零件的面积为： A=2（9/2+6*14-4/2-4*6）=136mm2假设带钢长度为x m，则材料利用率为： = = （2-1）因为采用带钢，废料相对统一，因此材料的利用率基本为40.3 %。另外，根据冲压常用材料的轧制法知，冷轧钢较热轧钢有更好的表面质量和尺寸精度，经过退火后的常用冷轧钢亦有较低的硬度，因此两者均很适合于冲压加工。根据文献3第十二章的表12-11，在此选择使用优质碳素冷轧普通切边钢带作为本设计的材料形式，结合排样，可取得带钢的宽度尺寸为：150，厚度尺寸为：2，长度根据重量而定3。表2-1 工件的最小搭边值 （ 单位：mm）材料厚度t(mm)圆件及r2t的圆角矩形件边长l50mm矩形件边长l50mm或圆角r2t工件间侧面工件间侧面工件间侧面0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.61.01.21.51.81.82.01.62.01.21.51.82.02.02.22.02.51.51.82.02.22.22.52.2 模具总体结构的设计2.2.1模架的选择由确定方案知，本设计采用冲孔落料连续模，根据零件的精度大小选出较适合的模具结构类型有导板式连续模和导柱导套式连续模，因导板式要求机床行程小，机床较少，因此此方案采用导柱导套式连续模。另外，根据冲压压力作用点较多且分布较散的特点，不宜采用后导柱型模架，因此本方案采用对角导柱导套滑动型模架。2.2.2操作及定位的方式的确定因为生产批量大，宜采用自动化生产，结合排样设计，采用机械自动送料操作方式。因为零件孔边距较小，零件定位方式不宜过于粗糙，因此本方案设计采用双成形侧刃+导正销型的定位方式，成形侧刃用于成形零件侧面及冲压定距，导正销用于精确定位零件的位置，从而可以省去侧压装置等结构，简化模具结构，保证零件的尺寸精度1。 2.2.3卸料及出料方式的确定根据材料较厚及采用导正销导正的特点，本方案设计采用固定卸料板的卸料方式；因为冲裁采用冲裁塔边的方式，因此采用下出废料的普通下出料方式，零件直接由钢带推力直接推出。2.2.4凸模的高度分布由冲裁力的预计算可知，采用阶梯式高度分布可以使冲裁力大大减小，但为不造成压力中心的过大偏离和使冲压板料不过于弯曲造成定位不准确，决定采用同时下压，同时冲裁的冲裁方式，即无凸模冲裁高度差。2.2.5模具整体结构的确定模具采用导柱导套式模架，凸模固定板固定凸模，上模座与凸模固定板间加垫板；下模座上装有导料板、固定卸料版及凹模，整个下模连接为一体。2.3 冲裁力的计算及初选压力机2.3.1冲压总力的计算（1）冲裁力F冲（KN）的计算公式为： F冲 = KLt或F冲 = Ltb （2-2） 式中，F为冲裁力，N；K为系数，K=1.3； L为冲裁周边长度（mm）； 为材料的抗剪强度（MPa）； b为材料的抗拉强度（MPa）； t为材料的厚度（mm）；由材料的力学特性（查冲压手册）知，材料的抗拉强度为：b=295430MPa（取为420MPa）,由图1-3得：F冲 =2*4+ 8*3.5+ 4（36+*4)+ 2(11.5+*3)+3*(24+6)*2*420 =25.13+ 87.97+ 194.27+ 41.85+128.55*2*420 = 477.77*840=401.3(KN) （2）推料力的计算： 由计算公式：F推 = nK推F冲 (2-3)式中,n为同时卡在凹模直壁洞口内的制件或废料件数，一般卡35件，取n=5；K推为推荐力系数，查文献7的表3-13得K推=0.055 有：F推=5*0.055*401.3=110.3（KN） 因此，冲压的冲裁工艺力为： F= F冲 + F推 = 401.3+110.3= 512（KN）2.3.2初选压力机由P压力机公称压力P冲裁力，参考文献7的表1-2，初选公称压力为800KN的开式曲柄压力机7。2.4 压力中心的计算 因为连续模较简单模和复合膜复杂，即使几何中心对称也会因为冲裁方式的不同而导致压力中心的不确定，甚至在凸模存在高度阶梯分布时有较大的压力中心变动，为此在连续模中常采用使压力中心在模柄的投影范围内并尽量靠近模柄中心即可。如下图图1-3所示压力分布图，冲裁位置及力的大小关于带钢宽度方向的中轴线对称，因此，压力中心首先在此轴线上，因此下面确定另一方向的位置：根据排样图及凸模结构分析知，图1-6及图1-7的冲孔凸模各有一边未参与冲切，从而造成压力中心与几何中心不合。因此压力中心不在其几何中心上，但一条边造成的影响很小，因此可以按其几何中心进行计算7。如图1-9所示，压力中心计算如下： Y0 = (2-4) = = 41.13（mm） 因此求得总压力中心的坐标位置如图1-3中所示的Q点：(0,41.13）,即在带钢宽度方向中心轴线上距送料方向最大刃具间距中心处13.37mm。 图2-2 压力中心图2.5 凸、凹模刃口尺寸的计算2.5.1凸、凹模刃口尺寸的计算由排样图图1-2知，此方案可全定义为冲孔工序，但凸模结构有简单的也有复杂的，因此按情况分别计算。由零件图知，零件尺寸除孔中心距有标出精度外，其他均为自由尺寸，当自由尺寸按IT14计算时可绘出如下注有尺寸公差的的制件图。除标准件外，由各尺寸的公差大小可取得刃口补偿系数x值均为0.5，按照图3-1的凸模标示，计算得其相应的凸、凹模刃口尺寸如下：图2-3 注尺寸公差的制件图 查文献7表3-2得，10号钢的合理双面间隙为：Zmin=0.3mm， Zmax=0.34mm。 (1) 凸模2：此凸模用于冲制4工艺圆孔，根据导正销定位间隙很小（4的双面间隙为0.05mm）的特点，此凸模选用4即可。因为标准件的公差很小，达千分级，因此可以认为此凸模基本无磨损。但为了预防磨损，可增大导正销与冲孔间的双面间隙，即4时取双面间隙为0.1mm，并按此尺寸进行导正销的选择。(2) 凸模4：按IT14取得其尺寸偏差为：3.5，因为属于简单圆形凸模，一般按分开加工法加工，因圆形凸模存在标准件，因此在增加完磨损量后选用接近尺寸的标准件即可，具体凸、凹模刃口尺寸为： dp=（d+x）=（3.5+0.5*0.3）=3.65mm (2-5) dd=（d+x+Zmin）=（3.45+0.3）=3.95mm (2-6) 参照文献3的表B-9，知接近此尺寸的凸模标准件尺寸为3.6，此取凹模的刃口尺寸为3.6+0.3=3.9mm3。（3）凸模5：根据拍样分析，可分析出如图3-4所示的孔结构尺寸，因其结构较简单，磨损后尺寸均变小，因此可按分开加工法计算： 对于2及7：由文献7表3-16查得其凸、凹模制造公差为：p=0.02mm，d=0.02mm，其中，p为凸模制造公差，d为凹模制造公差。有：p+d=0.04Zmax-Zmin=0.04； 对于22：因p=0.02mm，d=0.025mm， p+d=0.045mm0.04mm，因此修改凸模的公差为0.015mm，如此，此冲孔的凸、凹模即可按分开加工法加工。对应凸、凹模刃口尺寸为：R2：dp=（d+x）=（2+0.5*0.25）=2.12mm dd=（d+x+Zmin/2）=（2.12+0.15）=2.27mm 7： dp=（7+x）=（7+0.5*0.3）=7.15mm dd=（d+x+Zmin）=（7.15+0.3）=7.45mm 22：dp=（22+x）=（22+0.5*0.52）=22.26mm dd=（d+x+Zmin）=（22.26+0.3）=22.56mm 根据以上计算，可绘得凸、凹模的刃口尺寸图如下图图3-5所示： 图 2-4 孔尺寸 图2-5 刃口尺寸（4）凸模3：如图2-6所示孔结构尺寸，冲孔凸模较复杂，不宜采用分开加工法加工，因此在此按配合加工法计算：由磨损规律知，尺寸9、3和15属于A型尺寸，尺寸R3属于B尺寸，取凸模作为加工基准件，则凸模各尺寸为： 9：A9=（9+0.5*0.3）=9.15mm15：A15=（15+0.5*0.43）=15.22mm3：A3=（3+0.5*0.25）=3.12mmR3：BR3=（3-0.5*0.25）=2.88mm (2-7) 凹模工作部分刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙为：0.30.34mm。 图2-6 孔结构 图2-7 孔结构 （5）凸模1：如图2-7所示,冲孔成形侧刃较复杂，宜采用配合加工法加工，以下为凸、凹模刃口尺寸的计算： 根据参考文献1第三章关于侧刃的内容可知，当采用侧刃加导头定距方式定距时，侧刃的长度一般增加一个数值，大小在0.050.2mm间，由导头进行精确定距，因此侧刃的定距长度可以增加一个磨损量1。 如图1-7所示，尺寸9、8、 3 、14属于A类尺寸；3 属于B类尺寸，则冲孔、凸、凹模刃口尺寸为：9:A9=（9+0.5*0.3）=9.15mm3: A3=（3+0.5*0.25）=3.12mm12: A12=（12+0.5*0.43）=12.22mm18: A18=（18+0.5*0.43）=18.22mm R3: BR3=（3-0.5*0.25）=2.88mm 凹模工作部分刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙为：0.30.34mm。3 冲模主要零部件的设计与计算 3.1 各板件厚度的计算和选用 （1）根据经验公式Hd=Kb(Hd15)及文献8表4-34得，K=0.180.22，取为0.2，则对应凹模厚度为：Hd=0.2*150=30mm，结合实际安装需要和凹模标准板件尺寸（参考文献11），取凹模厚度为：32mm。（2）根据经验公式，凸模固定板厚度取为凹模厚度的（0.60.8）倍，即（19.225.6）mm ，结合实际安装需要和凹模标准板件尺寸（参考文献11），取凸模固定板的厚度均为28mm。（3）另外为防止上模座压出凹坑，增加上模座垫板，一般取值为：3mm10 mm，结合需要取其值为8mm。（4）由模具结构知采用固定板卸料，其值一般取为（0.81.0）Hd，根据卸料力的大小，取其厚度值为20mm。（5）因为采用自动化送料，为保证带钢能顺利通过导板并减少带钢的卸料高度，取导板厚度为6mm。 3.2 工作零件的设计与计算 3.2.1凸模的设计与计算因凸模结构差异较大，对于小尺寸的凸模，宜做成圆滑过渡阶梯型；而对于较大尺寸的凸模，可以做成直壁型7。各凸模的安装方式根据结构和需要来选择，对于简单的结构，按压入法即可，对于复杂的结构，可用紧固件法、低熔点合金浇注法等。因为本设计中的凸模尺寸均较小，受力有较大，采用紧固件法安装虽然方便，但会因受力较大而无法满足寿命的要求，因此不宜采取，因此，本设计中的凸模均采用圆滑过渡阶梯型结构，台阶式压入安装法安装。（1）4及3.5孔凸模的设计计算由排样图图1-2知，4及3.5属于圆形件凸模，可选用标准化的冲模，因冲孔尺寸较小，为避免凸模强度不够，特选如下规格圆滑过渡阶梯型标准冲模： 4：AD 5 - 4.0x70 ； 3.5：AD 5 - 3.6x70 相关参数为：材质SKD-11；硬度6062HRC。 其中凸模长度计算如下：Lp=h1+h2+h3+h=28+20+6+16=70mm。 (2-8)式中，h1为凸模固定板厚度；h2为卸料板厚度；h3为导料板或导尺；h为附加长度，其包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（一般取1mm），凸模固定板与卸料版见的安全距离等，一般取值为1520 mm。 （2）凸模5的设计计算：根据刃口尺寸可设计得如图3-1所示的凸模5的结构，根据文献6附录2选取凸模材料为合金工具钢9Crsi，热处理硬度为：HRC5862。 图 3-1 凸模5结构 图3-2 凸模3的结构（3）凸模3：根据刃口尺寸可设计得如图3-2所示的凸模3的结构，其材料和热处理同上。 （4）凸模1： 参考参考文献1第三章关于侧刃的内容设计得如图4-3所示的凸模1结构。3.2.2凹模的设计与计算由上述的凸、凹模刃口尺寸计算知，凸 模结构差异较大，因此其结构设计也不完全相同，但凹模结构却基本相似，因此设计采用图3-4所示的直壁锥底型整体式凹模结构，具体结构尺寸以各凹模刃口尺寸为依据，对上图4-4所示的结构即可，其中直壁部分长度尺寸为10mm，锥角大小查文献7表3-19取得值为2。对于配作的凹模，凹模刃口尺寸与凸模相同，不必标公差，在技术说明中注明：凹模刃口尺寸与凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙为 0.30.34mm即可。由上知凹模厚度为32mm，由文献8表4-33得：垂直于送料方向的凹模宽度为：B=s+（2.54.0）Hd=150+2.5*32=230mm 。 (2-9) 送料方向凹模长度： L=s1+2s2=103.5+2*52=207.5 (2-10) 式中，s为垂直于送料方向的凹模刃口间的最大距离； s1为送料方向的凹模刃口间的最大距离； s2为送料方向的凹模刃口至凹模边缘的最小距离。 因此，凹模的轮廓尺寸为：LxBxH=207.5x230x32，参考文献11标准矩形凹模板的尺寸规格，将送料方向的尺寸稍作减少，选得矩形凹模板的尺寸为：LxBxH=250x200x32.参考文献6附录2选取凹模材料为合金工具钢9Crsi，热处理硬度为：HRC6064。 图3-3 凸模1结构 图3-4 凹模剖视形状3.3 导正销及其护套的设计计算由模具结构知，本方案采用导正销精确定位，其中导正销孔直径为为4。根据导正销常用结构，选择如图3-5所示的B型结构导正销，由弹簧进行弹压，从而在出现送料不正常时避免损坏导正销和模具。根据常用公式，导正销直径为：D=4-2a，其中a为导正销与冲孔孔径的两边间隙，由文献7的表3-20查得2a=0.05，因标准圆形凸模没有百分级的直径，同时为补偿磨损量，择优选择导正销的直径为D=3.9mm。导正部分取为h=1.8t2。对于导正销，因有标准件，由文献11的B型导正销部分可选得如下导正销：B 型导正销 63.980 JBT 76531994 。对于紧定螺钉，结合实际尺寸大小，由GB/T751985选得：开槽长圆柱端紧定螺钉GB/T75 M10x12。对于弹簧，结合实际尺寸大小，由GB/T 20891994取得圆柱螺旋压缩弹簧：YA 1.2x8x40。当取弹簧的预紧力为20N时，由算得弹簧的压缩预紧量为6.2 mm。刃磨后，为抵消部分导正销的高度，可在导正销直杆部添加一些垫圈，另外削掉部分护套的长度。 图3-5 导正销安装结构3.4 模架参数的确定 结合导正销的固定及凹模的结构尺寸，参考文献11冲模标准模架选得标准模架及其标准件规格如下： 模架： 250x250x190230 T GB/T 2851.5 上模座：250x250x45 GB/T 2855.1下模座：250x250x55 GB/T 2855.2导柱：A35x180及A40x180 GB/T 2861.1导套：A35x115x43及A40x115x43 GB/T 2861.63.5 其他相关零件的设计计算3.5.1凸模固定板的选用由前知其板厚为28mm，由估算取各板料的外形尺寸相同，因此，由参考文献11的矩形固定板参数选得凸模固定板的型号为： 250X200X28 45钢 JB/T 7643.23.5.2固定卸料板的设计计算卸料板用于将条料、废料从凸模上卸下，刚性卸料装置结构简单，仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上。固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相 同，其厚度可取凹模板的0.8倍1倍，当卸料板仅起卸料作用时，卸料孔与凸模之间的单边间隙可取板料厚度0.10.5倍，当固定兼起导板作用时，凸模与导板之间一般按H7/h6配合，但应保证导板与凸模之间的间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。在本方案中，因凸模强度足够，无须卸料板进行导向，故选固定卸料板的外形尺寸与凹模相同；因为要作为下模的螺纹连接件，故选其材料为45钢。因矩形板相同，特此选参考文献11中标准矩形固定板作为卸料板，具体型号为： 250X200X20 45钢 JB/T 7643.23.5.3导料板的设计计算由前知，冲压板材的基本尺寸为150mm，根据参考文献1表3-6及表3-7的数据可选得条料与导板间的单边间隙为0.3mm，侧刃冲切后条料与导板的双面间隙为0.15mm。 结合凹模的外形尺寸及适当增加导板长用于连接外部的承料板，因此可选得导料板的结构如下图图3-6所示： 图3-6 导料板的位置及尺寸大小 3.5.4螺钉及销钉的选用由所选各板的厚度，可算得上模的总高为：45+8+28=81mm下模的总高为：55+32+6+20=113mm根据各零件的装配关系及尺寸大小，选取得如下型号标准紧固件：(1)上模连接用内六角连接螺钉型号为： GB/T 70.1 M10x 65 销钉型号为： GB/T 19.2 10m6x78（2）下模连接用内六角连接螺钉型号为： GB/T 70.1 M10x95销钉型号为： GB/T 19.2 10m6x100（3）托料板紧固件： 螺钉：GB/T 5783 M5X18 平垫圈：GB/T 97.1 5螺母：GB/T 6170 M53.5.5模柄的选择中小型模具一般均通过模柄固定在压力机的滑块上，对于大型的模具可用螺钉、压板直接将上模座固定在滑块上。根据压力机的规格，及滑块模柄尺寸。模柄直径取与模柄孔相等，采用间隙配合。由文献7表1-2开式压力机参数表知，800KN开式压力机的模柄孔尺寸为60x75。根据导正销安装结构的特点，可以采用压入型模柄。根据文献11的模柄参数，选得模柄参数为： A60 JB/T7646.3 。3.5.6垫板的选用垫板用于直接承受凸模的压力，防止模座被局部压陷，影响凸模的正常运行。由于下模的凹模为整体式，且较厚，因此本方案仅对上模采用垫板。根据文献11的垫板规格，可选得如下垫板规格： 250X56X6 JB/T 7648.5 。3.5.7托料板的设计托料板用于板料进入冲压工序前的一个垫平，减少板料因为送料的弯曲变形影响定位的准确性等，是一项辅助的支撑工艺。其大小一般根据导料板的位置宽度及长度进行设计。为此设计的托料板如下图3-7所示：图3-7 托料板结构 3.6 压力机闭合高度的校核由前面的数据可算得模具的闭合高度为： H=h1+h2+h3+h4+h5-h6=45+8+70+32+55-1=209mm （2-11）式中，h1为上模座的高度；h2为垫板的高度； h3为凸模的高度； h4为凹模的高度； h5为下模座的高度；h6为凸模刃口进入凹模刃口的深度，一般冲裁取值为1mm。 由文献7表1-2摘得所选压力机型号的参数如下表表3-1： 表3-1 800KN开式压力机的参数800KN开式曲柄压力机参数滑块行程/mm行程次数/（次/min）最大封闭高度（活动台）/mm13060Max=480，min=240封闭高度调节量/mm工作台孔尺寸/mm模柄孔尺寸/mm100前后： 38060x75左右： 210直径： 260由： Hmax-5=240-5=235mm209Hmin+10=180+105=190mm 知，选择活动台式800KN开式曲柄压力机是可行的7。4 模具总装图及零件图 图4-1 模具装配图 1.下模座 ；2.下模定位销钉；3.凹模；4.导料销；5.固定卸料版；6.导柱1；7.上模座；8.导套1；9.凸模固定板；10.上模定位销钉；11.上模垫板；12.凸模1；13.凸模2；14.开槽锁定螺钉；15.模柄；16.圆柱螺旋压缩弹簧；17.导正销；18.凸模3；19 导正销护套；20.凸模4；21.上模内六角紧固螺钉；22.导套2；23.侧刃凸模；24.导柱2；25.下模内六角紧固螺钉；26.六角螺母；27.平垫圈；28.六角螺栓螺纹；图4-2 凹模结构图 图4-3 装配实体模型 图4-4 装配实体模型5 部分模具零件加工工艺的编制5.1工艺编制的基本原则与注意事项（1）确定合理的最小加工余量。在上下工序、粗精工序之间，留出必要的加工余量。（2）关键工序要交待清楚加工注意事项，写出操作指导，以减少操作者的适应时间，减少加工失误。（3）对于加工过程中需要的夹具、量具、辅助工具应当先行设计，提前做好准备。（4）对每台机床加工的工时定额有充分的估计，能快的尽量不采用慢的，能粗加工解决的，决不上精加工机床，这样也有利于保护机床的精度和使用期限，节约成本。5.2 模具制造工艺规程的制定步骤模具制造工艺规程的步骤为：（1）对产品装配图和零件图进行分析和工艺审查。（2）确定生产类型和毛坯的种类及尺寸。（3）选择定位基准和主要表面的加工方法，拟定加工工艺路线。（4）确定各工序余量，计算工序尺寸及公差，提出其技术要求。（5）确定机床、工艺装配、切削用量及时间定额。（6）编写工艺文件。5.3 主要模具零件的工艺规程5.3.1凸模1的加工工艺规程工序号工序名称工序内容设备1备料准备40X150的9GrSi棒料2粗铣粗铣各成形面，留0.5的尺寸余量铣床3精铣精铣个成形面，留0.03mm的磨削余量铣床4磨削磨削