毕业设计（论文）-抽油烟机挂板成形工艺及工装设计.pdf

诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立 完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名：年月日 毕业设计任务书毕业设计任务书 设计题目：抽油烟机挂板成形工艺及工装设计 系部：机械工程系专业： 机械设计制造及其自动化 学号：112011110 学生：王帅指导教师（含职称）：赵跃文（副教授） 1课题意义及目标 本次设计为针对所学课程的一次综合性设计， 要求运用所学知识进行独立分析和解决工程 问题，培养学生具备熟练使用相关工艺手册、设计手册、标准图册等技术资料和掌握识图、制 图、运算和编写技术文件等基本功能，为以后的工作奠定良好的基础。 2主要任务 （1）结合相关文献资料，对给定工件进行工艺分析，通过比选，确定工艺方案。 （2）根据结构尺寸，进行工艺计算。 （3）工装的总体设计。 （4）工装主要工作零件的设计计算。 （5）绘制工装装配图及零件图，编写设计说明书。 3主要参考资料 1 丁松聚，冷冲模设计，北京：机械工业出版社，2010 2 王孝培，冲压设计资料，北京：机械工业出版社，2000. 3 李天佑，冲模图册，北京：机械工业出版社，2005 4 模具实用技术丛书委员会，冲模设计应用实例，北京：机械工业出版社 2008 5 冲模设计手册编写组编，冲模设计手册（4） 北京：机械工业出版社，2001 4进度安排 设计各阶段名称起止日期 1收集资料、完成文献综述2014-12-10 至 2014-12-31 2完成工艺计算、确定工装结构方案2015-01-01 至 2015-03-20 3中期检查 2015-03-21 至 2015-04-13 4绘制工装图 2015-04-14 至 2015-04-24 5完善设计内容、完成设计说明书2015-04-25 至 2015-05-14 6 准备答辩2015-05-15 至 2015-06-05 审核人审核人：年月日 I 抽油烟机挂板成形工艺及工装设计 摘要：本次设计课题为抽油烟机挂板成形工艺及工装设计，以冷冲模相关设计为依 据，通过对油烟机挂板零件工艺的分析，设计了一副能够同时完成落料、冲孔、弯曲 三道工序的倒装复合模具。设计过程中，运用所学的专业知识，对模具主要零部件， 包括落料凹模、冲孔凸模、凸凹模等的设计计算，以及导柱导套、压力机等的设计与 选用，完成了对这些重要零部件结构参数的校核，确保零件精度质量符合所需工艺要 求，并利用 AutoCAD 软件绘制出了模具的零件图和装配图。此次课题要求独立完成冲 压模具设计，使所学的知识能够充分应用在实际生产当中，既取得了很好的效果，又 达到了预期的设计目的。 关键词：关键词：复合模；落料；冲孔 The Forming TechnologyAnd Tooling Design Of Hoods Hanging Plate Abstract：The design issue is the forming technology and tooling design of hoods hanging plate.It takes the cold die design as the basis, and then analyzes the hoods hanging plate. It designs a pair of the flip compound die which can finish blanking, punching and bending at the same time.In the design process, the issue calculates the die size of the main parts, which includes blanking die, punching die, bending die and then chooses the guide set and press through applying the professional knowledge. At last it completes the calculation of these important part structures and ensures that the quality of parts can conform to the required process requirements, and then uses AutoCAD software to draw out of the mold parts and assembly drawings. The die design requires to be completed independently and the knowledge we learned can be fully applied in the actual production.In this way,It can not only achieve good results, but also can achieve the desired design objectives. Keywords: Compound die；Blanking；Punching II 目录 1前言.1 1.1冲压工艺概述.1 1.2冲压技术的发展趋势.2 2冲压件工艺性分析.5 2.1工艺分析.5 2.2工艺方案的确定.5 2.3本章小结.6 3主要工艺参数计算.7 3.1毛坯尺寸计算.7 3.2弯曲工作部分尺寸计算.8 3.2.1凸模圆角半径计算.8 3.2.2凹模圆角半径计算.8 3.2.3凹模工作部分深度设计计算.9 3.2.4弯曲凸凹模间隙的确定.9 3.2.5弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算.10 3.3凸、凹模刃口尺寸计算.11 3.4模具压力中心的确定.12 3.5冲裁力的计算.13 3.6本章小结.15 4模具主要零部件设计.16 4.1冲孔凸模设计.16 4.2落料凹模的设计.17 4.3凸凹模的设计.18 4.4凸模固定板的设计.18 4.5垫板的设计.18 4.6定位零件的选用.18 4.7卸料与推件零件的选用.19 4.7.1 卸料装置.19 4.7.2 推件装置.20 III 4.8冲模零件材料的热处理要求.21 4.9本章小结.21 5模架与压力机的选用.22 5.1模架的选择.22 5.2压力机的选择.23 5.2.1压力机的校核.23 5.2.2模柄的选择.24 5.3本章小结.24 6模具的装配图及部分零件图.25 结论.26 参考文献.27 致谢.28 太原工业学院毕业设计 1 1前言1前言 1.1冲压工艺概述1.1冲压工艺概述 这些年来，中国的制造业稳步不停的高速发展，尤其表现在材料成型方面。低能 耗、高生产效、高利用率的制造工艺已近可以从侧面反映一个国家在世界市场的竞争 力大小。三十年间，冷冲压技术优势越来越明显，还在不断的高速发展。高精度，高 效率，低质量，更少的非切削新技术的形成已经成为新的行业的主要需求。工业产品 低能耗、切削的少、高质量逐渐成为工业现代化的最重要要求。 冲压是通过模具和压力机工作，对板料、带料、管料等施加一定的外力，使其产 生塑性变形，从而获得所需工件的形状和尺寸的成形加工方法。通过冲压制件，可以 制造出比其他方法更加精确的带有加强刚度、弯曲、起伏或翻边等的工件。冲压是高 效的生产方法，在大批量机械、电子制件等的生产中，都会大量的用到冷冲压技术， 一台普通的冲压设备每分钟能生产几十件，高速冲压设备则可以高达上百件，还可以 采用复合模或多工位级进模，一台工作机上则可以同时完成多道冲压工序，实现全自 动生产，生产效率极高，显著缩短了零件制造周期，并且与铸件、锻件相比，制件性 能在强度、精度等各方面都高出很多。 冷冲压的加工过程是靠模具和设备完成的，与切削加工相比，经冷冲压制件后一 般不再经切削加工，不仅生产率和材料利用率高，而且加工成本低、操作简单，便于 实现机械自动一体化。冷冲模的制造手段和生产方法，已被广泛应用在国外，伴随这 些的就是这项理论的大规模发展，而它是建立在新型原材料和新型清洁能源的发现、 以及发达的电子信息模拟技术，其他学科技术的基础上的。冷冲压促使毛坯加工工艺 的优化，使传统的成形技术一去不复返，高精度污染小的冷冲压技术成了成形工艺中 的主角。通过冲压成型得出的产品，小到日常生活用品，大到高科技产品，其外形的 美观光滑，尺寸的精度之高让人眼前一亮。图为成形产品示例。 太原工业学院毕业设计 2 1.2冲压技术的发展趋势1.2冲压技术的发展趋势 从工业时代开始， 我们可以清楚的发现， 在世界上各国家经济发展竞争的长河中， 工业生产技术的先进与否起着极其重要的推动作用。而冷冲压技术作为一种新型生产 技术，给各国经济带来了巨大的收益，把工业化生产带到一个全新的高度。冷冲压技 术广泛运用与日常生产加工中，不管是如容器、机械仪表等小型零件，还是车辆，船 舶，航空等大型生产过程，都能用到此项技术。中国自古就是锻件生产量的主力军， 改革开放以来，我国的模具产业通过技术引进，模具制造技术取得了很大的进步，以 汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具制造技术，也迎来了非常好的发展契机。根据 报道，2004 年我国汽车销量突破 500 万辆，到 2014 年为 2300 多万辆，十年间，中国 汽车产业产量的增长速度发生了巨大的飞跃，这与冲压技术的变革是密不可分的。但 是就产品的质量精度而言，我们还远远落后于欧美和日本等国家，和德国相比，差距 更大。这就要求中国所有人共同努力，提高锻造水平，精化加工工艺，学习更先进的 技术来造福中国的工业。相信中国在接下来几十年会有一个质的飞跃，缩小和强国的 差距，尤其在车辆制造方面会有更大的生产空间。 制造业与人们的日常生活紧密相关，现代模具工业更是有着“不衰亡工业”的称 号。 在现如今，小型规模工业崛起，冷冲压工艺越来越多的得到了采用。相比传统 的粗糙工艺， 冷冲压生产出产品优质耐用， 精度光滑度高。 其优势在于它的节材节能， 相比于传统制造工艺，材料节约可以达到 50%，能源节约方面更是达到 80%，节约效 冲压成形产品示例 太原工业学院毕业设计 3 果非常明显。 而能源与材料的节约就预示着大大减小积压生产的成本， 提高经济效益。 加之新能源的探索和新型高优材料和模具的出现，把冷冲压技术发挥到了极致，受益 于当代工业生产。但是随着科技的进步，人类是不会满足于现在取得的技术成就，还 需要不断探索研究，寻求更优的冷冲压手段，还有很大空间发展。冲压工艺作为重要 的基础工业之一，在国民经济中占有不可替代的地位。图为一套冲压模具。 现在我国无论是在冷冲压技术方面还是理论知识方面都走到了世界一流水平，并 且在迅速发展的同时发展出属于中国独有的特点。冷冲压技术在中国生产厂家到处可 以看到，实际零件生产中，各厂家采用各种新工艺和冷挤压相结合来达到创造最大利 益的目的，而计算机仿真技术（CAD/CAM）和模具设计相辅相成服务于冷冲压生产。 中国很多锻造生产工厂近几年有了很大的进步，获得很多傲人的成果，推动中国经济 又好又快的发展。如果面临的一些技术难题和困难能被很好的解决，中国冷冲压技术 在未来更能发挥出它全部的优势。 随着市场经济竞争越来越激烈，因此必须有一些新颖高效节能的技术手段渗透到 已有技术内，以达到最好的生产效果，节约成本，在减小污染的基础上增大收益，使 冲压模具级进模 太原工业学院毕业设计 4 市场经济回暖且冷冲压成形手段可以在其中得到较大的发展。只有对生产技术和过程 严格对待，中国工业化生产才能走到一个更高的地步。在提高锻件的前提上，还要优 化生产模具控制好压力机的力的平稳高效。随着先进技术的推广使用，冷冲压必将有 个更好的前景。因此，许多机械加工工艺方案的制定采用冷冲压技术，可以很好解决 很多问题，而且通过冷冲压模具的设计，可以大批量生产所需要的零件，在工业生产 上具有实际意义。 冷冲压模具将向这几个方向发展： （1）冷冲压将进一步代替一些传统的锻造技术，应用范畴更广； （2）不断探寻高效高利用率的新型材料来用到冷冲压上去； （3）金属成形过程的变形量要在条件允许范围内扩大； （4）冷冲压技术要攻克对复杂没有规律的零件的加工的难题； （5）优化模具结构，使其更加耐用； （6）完善冲压工艺，提高生产效率； （7）加大与现代计算机电子信息技术的联系，使冷冲压更加现代化、智能 化。 太原工业学院毕业设计 5 2冲压件工艺性分析2冲压件工艺性分析 2.1工艺分析2.1工艺分析 图 1 所示为抽油烟机挂板零件图，该冲压件材料为 10 钢，属优质碳素结构钢， 具有良好的冲压性能。工件结构较为简单，弯曲部分有 R=3mm 的圆角过渡，零件图 上所有未注公差尺寸属于自由尺寸，精度要求不高，在处理这类工件公差尺寸时均按 IT14 级要求。 2.2工艺方案的确定2.2工艺方案的确定 该工件所需的冲压工序包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序，可拟定以下三种 方案： 方案一：先落料，后冲孔，再弯曲，采用单工序模加工。 方案二：落料冲孔弯曲，采用复合模一次成形加工。 方案三：先落料冲孔，再弯曲，采用复合模加工。 图 1零件图 方案一方案二方案三 太原工业学院毕业设计 6 分析： 方案一，模具结构简单，但需要三道工序，三套模具才能实现零件的加工，成本 较高而且生产效率低，难以满足大批量生产。 方案二，只需一套模具，但一次成形不易保证长度尺寸精度，而且易使内孔冲头 磨损，降低使用寿命。 方案三，需要一套模具，生产效率高，设计简单，操作方便，对于弯曲件的回弹， 可以用减小间隙的方法加以克服。 经过分析比较，宜采用方案三进行设计。 2.3本章小结2.3本章小结 本章通过对油烟机挂板零件图的分析，提出多种加工工艺方案，并经过仔细比较 几种方案在加工制件时存在的优缺点和需要解决的问题，结合零件本身的结构特点， 最终确定最优工艺方案。为接下来的模具设计奠定良好的基础。 太原工业学院毕业设计 7 3主要工艺参数计算3主要工艺参数计算 3.1毛坯尺寸计算3.1毛坯尺寸计算 在冲压工艺中，设计计算毛坯的尺寸尤为重要，毛坯尺寸设计的合理与否直接影 响到冲压件设计的质量和经济性。毛坯形状也要追求简单化，这样经济性好，但是必 须建立在能保证工件成形的基础上。 毛坯尺寸太小的话， 冲压压尺寸达不到预定要求； 反之， 若毛坯尺寸太大， 会无形中增加工作量和生产工序， 而且有可能造成模具损坏。 工件的毛坯如图 2 所示，按弯曲件展开计算，当弯曲件圆角半径 r 0.5t 时，弯曲 件由于变薄不严重，按中性层展开的原理，毛坯展开尺寸等于弯曲件直线部分长度和 圆弧部分长度之和，圆角区展开按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算。 由于13/3/tr，查表（冷冲模设计P131，表 5-5 ）可知 中性层系数32. 0x 挂板弯曲件的中性层曲率半径公式：xtr 得mmxtr96. 332. 033 此类弯曲件毛坯展开计算尺寸公式： 圆弧直线 llL 式中L 弯曲件毛坯长度 图 2工件的毛坯 太原工业学院毕业设计 8 直线 l直线部分各段长度 mmxtrl22. 696. 3 180 9014. 3 180360 2 ）（ 圆弧 式中 圆弧 l圆弧部分各段长度 弯曲带中心角 直线部分长度为 mma743380mmb243330 则毛坯展开尺寸为 mmlbaL22.10422. 62474 圆弧 3.2弯曲工作部分尺寸计算3.2弯曲工作部分尺寸计算 弯曲工序作为冲压工艺中至为关键的一环，其模具设计的合理程度会直接影响到 零件的形状与尺寸结构，而且弯曲变形与所有塑性变形一样，存在弹性变形，弯曲件 会随着弯曲力卸载后恢复部分弯曲变形，所以只有合理的设计才能保证冷冲压的顺利 进行，减小弯曲力的回弹值。 3.2.1凸模圆角半径计算3.2.1凸模圆角半径计算 当弯曲件10tr，凸模圆角半径为 Et r r r s 3 1 凸 当弯曲件r较小时，凸模圆角半径为 rr 凸 （但 min rr 凸 ） 此工件弯曲圆角半径较小但不小于工件最小弯曲半径，所以凸模的圆角半径与零 件的弯曲半径相同，即 mmrr3 凸 3.2.2凹模圆角半径计算3.2.2凹模圆角半径计算 凹模圆角半径不能过小，否则弯矩的力臂减小，会擦伤工件表面。 生产中，按 材料厚度决定凹模圆角半径 mmt2tr）（ 凹 63 太原工业学院毕业设计 9 mmt42tr）（ 凹 32 mmt4tr2 凹 工件厚度为mmt3，故凹模半径mmr632 凹 3.2.3凹模工作部分深度设计计算3.2.3凹模工作部分深度设计计算 弯曲时凹模深度要适当，过小会导致弯曲件自由部分较长，工件回弹大，影响弯 曲件的平直度，过大则浪费材料，而且需要较大压力行程。由表 1 可知 弯曲凹模深度可选取mml25 0 3.2.4弯曲凸凹模间隙的确定3.2.4弯曲凸凹模间隙的确定 对于复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹模。根据整体模具 的结构设计需要，因不能施加侧向压力进行校正，故采用减小弯曲凸凹模间隙来减少 回弹。凸、凹模单边间隙可按下式计算： mmcttZ12. 3304. 03 式中Z 弯曲模凸模和凹模的单边间隙； t 材料厚度基本尺寸； 材料厚度上偏差； c 间隙系数，可由下表 2 查得； 表 1弯曲 U 形件的凹模深度 0 l 太原工业学院毕业设计 10 3.2.5弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算3.2.5弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算 弯曲凸模和凹模宽度尺寸与工件尺寸的标注有关，工件标注外形尺寸，则模具以 凹模为基准件，工件标注内形尺寸，则取凸模为基准件。根据图 1 的零件图可知，工 件标注的是外形尺寸，按以下公式计算： 凹 ）（ 凹 0max 75.0LL 0 )( 凸 凹凸 ZLL（Z 为单边间隙） 式中 max L弯曲件宽度的最大尺寸； 凸 L 凸模宽度； 凹 L 凹模宽度； 弯曲件宽度的尺寸公差； 凹凸、 凸模和凹模的制造偏差，一般按 IT7IT9 级选用，附表 3。 表 2U 形弯曲模的间隙系数 c 值 太原工业学院毕业设计 11 则凸、凹模宽度尺寸为： mmL 035.0 0 035.0 0 7.79)4.075.080( 凹 mmL 0 025.0 0 025.0 58.76)12.37.79( 凸 3.3凸、凹模刃口尺寸计算3.3凸、凹模刃口尺寸计算 凸、凹模的刃口尺寸和公差会直接影响冲裁件的尺寸精度，正确计算凸、凹模刃 口尺寸和公差，是模具设计中的重要工作。 由于工件结构简单，精度要求不高，对于此类简单形状规则的工件，采用凸模和 凹模分别加工的方法制作凸、凹模，在设计时，要遵循以下原则： 1) 落料时以凹模为基准，间隙取在凸模上；冲孔时以凸模为基准，间隙取在凹模上。 2) 根据使用磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应接近或等于工件最小极限尺 寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应接近或等于工件孔的最大极限尺寸。 3) 冲裁间隙一般选用最小合理间隙值。 4) 选择磨具刃口制造公差时， 需要考虑工件与模具的精度关系， 既要保证工件精度， 又要保证合理的间隙值。一般模具制造精度比工件精度高 23 级。制件尺寸偏差一 般按“入体”原则标注为单项公差。 由以上分析，查表（ 冷冲模设计P46，表 3-3）可取： mmZ46. 0 min mmZ64. 0 max 表 3简单形状冲裁时凸、凹模的制造偏差（mm） 太原工业学院毕业设计 12 mmmmZZ18. 0)46. 064. 0( minmax 凸模和凹模的制造偏差，根据表 3 可取： 落料部分：mm035. 0 凹 mm025. 0 凸 mmmm18. 006. 0 凸凹 冲孔部分：mm025. 0 凹 mm020. 0 凸 mmmm18. 0045. 0 凸凹 均能满足 minmax ZZ 凸凹 的要求。 由表 3-5 查的，磨损系数5 . 0x 1)落料 mmxDD 035. 0 0 035. 0 00max 86.10372. 05 . 022.104 ）（）（ 凹 凹 mmDD 0 025 . 0 0 025. 0 0 min 4 . 10346 . 0 86.103Z ）（）（ 凸 凹凸 2)冲孔 mmxdd 0 02. 0 0 02. 0 0 min 1 .2025. 05 . 020 ）（）（ 凸 凸 mmdd 025. 0 0 025. 0 00min 56.2046. 01 .20Z ）（）（ 凹 凸凹 式中 凹 D . 凸 D 分别为落料凹模和凸模的基本尺寸 凸 d . 凹 d分别为冲孔凸模和凹模的基本尺寸 max D落料件的最大极限尺寸 min d冲孔件的最小极限尺寸 冲裁件的公差 3.4模具压力中心的确定3.4模具压力中心的确定 冲压力合力的作用点为模具的压力中心，为了防止滑块受到偏心载荷而导致模具 非正常受损，模具的压力中心必须通过模柄轴线与压力滑块的中心线重合。 该工件为轴对称零件，有一个凸模，其压力中心在对称轴上，计算压力中心时， 只需考虑如图 3 所示 X 方向的值。 太原工业学院毕业设计 13 压力中心 A 的坐标位置（0, 0 x ） n nn lll xlxlxl x . . 21 2211 0 其中mmll22.104 31 mmxx11.522/22.104 31 mml30 2 mmx22.104 2 20 4 lmmx40 4 代入数值mmx 8 . 54 0 3.5冲裁力的计算3.5冲裁力的计算 冲裁力是设计模具，选择压力机的主要依据，所选设备的公称压力必须大于所计 算的冲裁力，这样才能满足冲裁的要求。冲裁力包括落料力、冲孔力、卸料力、推件 力、弯曲力等计算。 对于普通平刃口冲裁力，可按下式计算： KLtF 式中F 冲裁力（N）； L 冲裁件周长（mm）； t板料厚度（mm）； 材料的抗剪强度（MPa），附表 4； K 安全系数，常取3 . 1K。 x y 1 l 2 l 3 l 4 l 图 3压力中心 太原工业学院毕业设计 14 1)落料力 查表知，可取MPa300 mmL44.268)3022.104(2 KN07.314300344.2683 . 1 落 F 2)冲孔力 mmDL8 .622014. 3 KN48.7330038 .623 . 1 冲 F 3)卸料力 KNFF63.11)48.7307.314(03 . 0 K 卸卸 卸 K卸料力系数，见表（冷冲模设计P57，表 3-8） 4)推件力 冲推推 FnKF其中n梗塞在凹模内的冲件数)(thn 取直通形刃口的凹模刃口形式，根据冲压手册选mmh12，故在凹模内同时存在 冲孔废料的个数4312 n个，则 冲推推 FnKF KN23.1348.73045. 04 5)弯曲力 影响弯曲力大小的因素很多，包括材料性能、模具结构、弯曲方式等，用理论分 析方法很难进行准确的计算，实际应用中常采用经验公式进行概略计算。 tr kbt F b 2 7 .0 弯 式中 弯 F 冲压行程结束时的自由弯曲力)(N 表 4冲压材料常用金属材料的力学性能 太原工业学院毕业设计 15 K 安全系数，一半取3 . 1K b弯曲件的宽度)(mm t弯曲材料厚度)(mm r 弯曲件的内弯曲半径)(mm b 材料的强度极限MPa 代入数值KNF92.13 33 3403303 . 17 . 0 2 弯 6)压料力 可近似取自由弯曲力的 3080，即 KNF14.1192.138 . 0 压 总冲压力为 KNF47.43714.1192.1323.1363.1148.7307.314 总 3.6本章小结3.6本章小结 本章主要从零件弯曲部分着手，起初确定毛坯的尺寸，并进一步完成了弯曲工作 部分的尺寸计算以及制件时所需的总冲压力值的计算， 设计思路清晰， 计算结果明确， 为后续设计和压力机的选用奠定了很好的基础。 太原工业学院毕业设计 16 4模具主要零部件设计4模具主要零部件设计 4.1冲孔凸模设计4.1冲孔凸模设计 采用台阶式凸模，凸模固定板的型孔为标准尺寸孔，根据凸模结构，修磨，操作 安全，装配等因素，凸模长度按下式计算 hhhhL 321 式中 1 h 凸模固定板厚度)(mm 2 h 卸料板厚度)(mm 3 h 导料板板厚度)(mm h附加长度 )(mm 由标准可取mmh24 1 mmh10 2 mmh10 3 mmh16 则mmL6016101024 因为工件其厚度，强度都较小，选用 T8A 制造凸模，强度足够满足要求。其热处 理硬度取 5862HRC，尾部回火至 4050HRC,附图 4。 图 4冲孔凸模 太原工业学院毕业设计 17 4.2落料凹模的设计4.2落料凹模的设计 凹模刃口采用直臂式刃口，由标准可取刃口高度mmh6，选用材料与凸模一致， 热处理略高，达到 60HRC64HRC。附图 5. 凹模厚度KBH 式中B 冲裁件的最大外形尺寸； K 系数，附表 5。 mmH72.2410324. 0取mmH30 凹模壁厚mmHC45)25 . 1 ( 按上式计算的凹模外形尺寸，足以保证其强度和刚度，无须进行强度校核。 表 5系数 K 值 图 5 落料凹模 太原工业学院毕业设计 18 4.3凸凹模的设计4.3凸凹模的设计 在复合模中，必定会有凸凹模，其内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲 裁件的尺寸。为了保证凸凹模的强度，凸凹模要取一定的厚度，对于倒装复合模，由 于孔内会积存废料，考虑其强度，所以最小壁厚要大一些，一般取 C（1.52）t， 且 C3mm。附图 6。 4.4凸模固定板的设计4.4凸模固定板的设计 主要用于小型凸模、凹模等工作零件的固定，其外形尺寸与凹模轮廓大小基本一 致，硬度要求不高，选用 45 钢加工此零件。在设计时要保证上下两面平行度的要求， 其过渡配合用67 mH，压装后，将凸模端面与固定板一起磨平。 4.5垫板的设计4.5垫板的设计 垫板装在固定板与上模座之间，防止冲裁时凸模压坏上模座，影响模具正常工作， 材料一般选用 45 钢，厚度可根据压力大小选择，一般取 512mm，外形尺寸与固定板 基本一致，热处理取 43HRC48HRC，足以满足要求。 4.6定位零件的选用4.6定位零件的选用 冲模的定位零件主要用以控制料条或单个毛坯的送料位置，确保冲裁出外形合格 的零件。板料在模具送料平面中需要有两个方向的限位：一是在板料送料垂直的方向 上限位，保证板料沿正确方向送进；二是在送料方向上的限位，控制板料一次送进的 距离。附图 7。 图 6凸凹模简图 太原工业学院毕业设计 19 定位零件有很多种，属于送进导向的定位零件有导料销、导料板等；属于送料 定距的定位零件有挡料销、导正销等；属于快料、单个毛坯的定位零件有定位销、定 位板等。 由于设计该零件拟用单个毛坯的加工方式，所以定位零件选用定位销的结构形 式，附图 6。工件结构简单，采用外缘定位。定位销高度附表 6 可确定。 4.7卸料与推件零件的选用4.7卸料与推件零件的选用 4.7.1 卸料装置4.7.1 卸料装置 卸料是指完成一次冲压后，把工件或废料从模具上卸下来，不影响下次冲压的进 行。卸料装置包括两种，分别是刚性卸料装置和弹性卸料装置，由于工件的卸料力比 较大，为了保证工件的平直度，可选用弹性卸料装置，在卸料的同时又能起到压料的 作用，卸料板与凸模的单边间隙取（0.10.5）t，弹性元件选用弹簧，其型号可在 标准中查的，附弹性卸料装置结构图 8。 图 7 定位销的结构形式 表 6定位销高度 太原工业学院毕业设计 20 4.7.2 推件装置4.7.2 推件装置 推件是把废料从凹模孔中卸出来，也可分为刚性推件和弹性推件，由于推件力较 大，故同样选择刚性推件装置较为可靠，用于倒装复合模中，通过传力元件（打杆、 推板、推杆、推件板）将废料推出。推杆长度一致，分布要均匀，根据设计需要选择 尺寸形状。附刚性推件装置结构图 9。 图 8弹性卸料装置结构 打杆 推板 推杆 推件板 图 9刚性推件装置结构 太原工业学院毕业设计 21 4.8冲模零件材料的热处理要求4.8冲模零件材料的热处理要求 冲压模具其他零件所用材料及其热处理要求见表 7。 4.9本章小结4.9本章小结 本章重点对模具主要零部件进行了分析，包括冲孔凸模、落料凹模、凸凹模等的 材料选用以及热处理要求，以保证冲压模具在加工零件时能达到精度要求。其余辅助 零件经过仔细分析，设计合理，存在的问题在老师的帮助下得到了快速的解决。 表 7 冲模零件材料及热处理硬度 太原工业学院毕业设计 22 5模架与压力机的选用5模架与压力机的选用 5.1模架的选择5.1模架的选择 由上述分析，零件的冲压包括落料、冲孔、弯曲三个工序，采用倒装复合模具， 采用弹性卸料装置，操作简单可靠，卸料作用力大，落料废料可在凸凹模外侧自由落 下，冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从孔洞中落下。 因是大批量生产，采用手动送料方式，横向送料。 同时为了确保零件的质量及稳定性，选用导柱，导套导向，工件导向尺寸较小， 且精度要求不高，宜采用后侧导柱模架，这种模架送料和操作方便，前面和左右都不 受限制，附图 10。 图 10 后侧导柱模架 太原工业学院毕业设计 23 取凹模周界200315，根据冲模设计速查手册选相近规格标准模架： 上模座：50250315HBL 下模座：60250315HBL 导柱：20040Ld 导套：4812540DLd 模架的闭合高度为： 215250 5.2压力机的选择5.2压力机的选择 查阅由洪慎章编著的冲模设计速查手册，可选择型号为 JH21-60 开式固定台 压力机，其主要技术参数如下： 公称压力：600KN 滑块行程：140mm 行程次数（次min）：70 最大闭合高度)mm(：300 封闭高度调节)mm(：70 工作台尺寸)mm(：520870 模柄孔尺寸)mm(：6050 电动机功率)Kw(：5.5Kw 5.2.1压力机的校核5.2.1压力机的校核 （1）模具闭合高度 模 H应介于压力机最大装模高度 max H与最小装模高度 min H之 间，才能保证正常的安装与工作，即 mmHHmmH510 maxmin 模 模具闭合高度 卸料板垫板固定板凹模凸凹模下模座上模座模 hhhhhhhH 经分析可取mmh50 凸凹模 mmh30 凹模 mmh24 固定板 mmh12 垫板 mmh20 卸料板 所以mmH24620122430506050 模 经验证，满足要求。 太原工业学院毕业设计 24 （2）KNFKNF71.56847.4373 . 1)3 . 12 . 1 (600 总压力机 符合使用要求。 5.2.2模柄的选择5.2.2模柄的选择 模柄是用来将冲压模具固定在压力机滑块上的，有刚性模柄和浮动模柄两大类， 二者的区别在于，前者模柄与上模座不能发生相对运动，后者则可以发生微小摆动， 且不会影响模具的导向。经过综合分析，设计中将采用带凸缘的刚性模柄，与模柄孔 采用过渡配合，模柄尺寸取8549，附图 11。 5.3本章小结5.3本章小结 本章首先通过对冲压零件的分析，根据标准手册，选出合理的模架、模柄、导向 装置，以及根据冲压零件时所需要的冲裁力，确定压力机的型号，模具整体结构已经 确定，并可进行总装和 CAD 图纸的绘制。 图 11 带凸缘式模柄 太原工业学院毕业设计 25 6模具的装配图及部分零件图6模具的装配图及部分零件图 在模具进行装配时，需要注意以下几点： （1）根据主要零件的相互配合尺寸关系，在保证装配精度要求以及装配方便的 前提下，确定装配基准件，复合模一般以凸凹模作为装配基准件； （2）应确定装配顺序，根据各个零件与装配基准件的依赖关系和远近程度确定 装配顺序； （3）装配完成后，要进行试冲，通过试冲发现问题，并及时调整和修理直至模 具冲出合格零件为止。 模具总装配图及部分零件图会另附图纸。 太原工业学院毕业设计 26 结论结论 本文首先从冲压工艺入手，介绍冲压模具的发展历史和未来趋势。然后根据要求 分析了所