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传感器 壳体 模具设计 动画 演示

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河南科技学院2007届本科毕业设计论文题目：油位传感器壳体模具设计及动画演示学生姓名： 车展展 所在院系： 机电学院所学专业： 机电技术教育导师姓名: 李保国 王保国完成时间： 2007年5月20日 毕业论文（设计）任务书题目名称 油位传感器壳体模具设计与动画演示学生姓名车展展所学专业机电技术教育班级024班指导教师姓名李保国王保国所学专业机电一体化机械设计制造职称教 授工程师完成期限 2007年1月20日 至 2007年5月20日一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容（1）冲压工艺性分析及工艺方案确定；（2）毛坯展开及毛坯排样；（3）工艺力和压力中心计算；（4）模具总体结构设计；（5）主要工作件的设计；（6）利用Solidworks进行三维建模和动画演示。2.技术指标（1）模具要具有很高的精度，强度和稳定性；（2）模具设计必须考虑安全因素；（3）模具设计要获得更好的冲压工艺性；（4）模具设计要提高生产效率和产品精度。二、 毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上。三、毕业论文（设计）进度安排1.2007年1月8日-1月20日，下达毕业设计任务书，寒假期间完成外文资料翻译和开题报告。2. 2007年3月5-11日（第1周），指导教师审核开题报告和设计方案。3. 2007年3月12日-4月15日（第2-6周），毕业设计工艺和冲压力部分设计。4. 2007年4月16-22日（第7周），毕业设计中期检查。5. 2007年4月16-5月13日（第7-10周），工艺分析、冲压力计算、结构设计、三维建模设计演示，整理、撰写毕业设计（论文）。6. 2007年5月14-20日（第11周）上交毕业论文，指导、评阅教师审查评阅论文，毕业设计答辩资格审查，学生修改整理论文，毕业设计（论文）答辩。河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表学生姓名车展展班级024班指导教师李保国 王保国论文（设计）题目油位传感器壳体模具设计与动画演示目前已完成任务1. 完成了对国内外面模具加工行业的了解2. 搜集了关于本课题的相关论文与资料3. Solidworks软件特点的熟悉4. 撰写开题报告5. 模具设计的整个工艺流程的编写是否符合任务书要求进度：符合尚需完成的任务1.模具总体结构设计2.主要工作件的设计3.利用Solidworks进行三维建模和动画演示能否按期完成论文（设计）：能够按期完成毕业论文。存在问题和解决办法存在问题1.关于模具方面的应用知识不强，做起设计来不顺利；2.软件使用经验不足； 3.在毕业论文的撰写过程中，一些文字图片处理软件运用不够熟练。拟采取的办法 1.在老师的指导和自己的努力下弥补自己的缺陷和不足，多学习和自己毕业设计方面有关的知识和技术。 2.和同学讨论、交流，确保按时按质完成毕业设计。指导教师签 字日期 年 月 日教学院长（主任）意 见 负责人签字： 年 月 日河南科技学院毕业论文（设计）课题审核表院（系）名称机电学院专业名称机电技术教育指导教师姓名及职称李保国 王保国 教 授 工程师课题名称油位传感器壳体模具设计及动画演示 课题来源新乡三利立题理由和所具备的条件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%，其他各类模具约占11%。冲模是实现冲压生产的基础工艺设备。由于冲压生产的操作简单，生产率高，而且加工出的零件具有成本低、重量轻、刚度好、尺寸稳定、互换性好等优点。另外随着计算机技术的迅速发展和普及，运用Solidworks2007可以有效的解决模具设计、析和产品制作的运动模拟等诸多问题。这样利用动画效果可以真实的再现有关机构或机器的工作情况。这样不仅对于工科院校教学具有一定的优势，而且对于企业产品的设计、传有一定的实际意义。教研室审批意见教研室主任签字： 年 月 日毕业论文（设计）工作领导小组审批意见组长签字： 年 月 日注：本表经教务处复审后存院（系）备查。眛尮罞真蹂喇鱇俦泎踜鄣雪慳薪韅發耐和佄唊窡擨衠蓠帣肦赃v机电学院毕业论文排版格式1A4纸双面打印，页边距采用默认设置，上下边距2.54厘米，左右边距3.17厘米。正文行间距设置为固定值20，段前、段后为0。1、2、3级标题的段前、段后都设置为0.5行。2页码分奇偶页，不设页眉、页脚。页码从正文（引言）开始编号。3正文全文（包括目录）用小4号仿宋字体，英文和数字用Times New Roman字体。正文中不要空行和空格。正文全文一般为820页（不包括附录），过多的内容需要删节。41、2、3级标题序号分别用1、1.1、1.1.1，1级标题为4号字，2、3级标题为小4号字。全部顶格加粗。序号和标题之间统一空1格，下面的小标题依次采用（1）、1）、，全部缩进2个字，不用字母或其他序号。序号和标题后不加任何标点。5目录、中文摘要和关键词、英文摘要和关键词各占1页，目录要求自动生成，列到3级标题，1、2、3级标题之间依次缩进2格。6图、表、公式一般都居中排，图号、表号和公式序号都从1开始编号，不按小节编号。图号、表号与图题、表题之间空1格，全部用5号字，居中。图、表中的文字全部用小5号字，其他软件画的图文字大小不能超过正文。公式编号靠右边排列。7图、表移、公式到下页时，后面的文字提前，不要空行。8中文关键词用分号隔开，英文关键词用分号加1个空格隔开，每个单词的首字母都大写。9正文中按编号顺序引用参考文献至少5篇，编号可以不连续，但必须从小到大以上标的形式引用，编号用方括号括起来。10电路中要标明器件的参数（电阻、电容、电感）或型号（其他器件）11英文摘要和关键词用英文标点，其他用中文标点，如正文中的句号用“。”而不用“”。12各级标题（包括参考文献）后都不加标点。13表格中不要两边的列线。14具体的参考文献用5号字，每条参考文献后都不要标点，教材不要书名号。15致谢和参考文献为1级标题，不要序号。16注释排在当页的下面，5号字。17致谢中不要出现指导老师的名字。18参考文献居左，序号加方括号，空1格，参考文献著录内容要求及示例如下。具体格式参考后面的模板。（1）专著著录格式序号著者.书名.版本（第一版不写）.出版地：出版者，出版年例1孙家广，杨长青.计算机图形学.北京：清华大学出版社，1995Sun Jiaguang, Yang Changqing. Computer graphics.Beijing: Tsinghua University Press,1995 (in Chinese)2Skolink M I. Radar handbook. New York: McGraw-Hill, 1990（2）期刊著录格式序号作者.题名J.刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码例3李旭东，宗光华，毕树生，等.生物工程微操作机器人视觉系统的研究.北京航空航天大学学报，2002，28(3)：249252Li Xudong, Zong Guanghua, Bi Shusheng, et al. Research on global vision system for bioengineering-oriented micromanipulation robot systemJ. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2002,28(3):249252(in Chinese)（3）论文集著录格式序号作者.题名A.见(英文用In)：主编.论文集名C.出版地：出版者，出版年.起止页码例4张佐光，张晓宏，仲伟虹，等.多相混杂纤维复合材料拉伸行为分析见：张为民编.第九届全国复合材料学术会议论文集(下册)北京：世界图书出版公司，1996.4104165Odoni A R. The flow management problem in air traffic control. In: Odoni A R, Szego G,eds. Flow Control of Congested Networks. Berlin: Springer-Verlag,1987.269298（4）学位论文著录格式序号作者.题名D.保存地点：保存单位，年例6金 宏.导航系统的精度及容错性能的研究.北京：北京航空航天大学自动控制系，1998（5）科技报告著录格式序号作者.题名.报告题名及编号，出版年例7Kyungmoon Nho. Automatic landing system design using fuzzy logicR.AIAA-98-4484,1998（6）国际或国家标准著录格式序号标准编号，标准名称S例8GB/T 161591996，汉语拼音正词法基本规则S（7）专利著录格式序号专利所有者.专利题名.专利国别：专利号，出版日期例9姜锡洲.一种温热外敷药制备方案中国专利：881056073，1989-07-06（8）电子文献（网络文献）著录格式序号作者.题名电子文献/载体类型标识.电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期例10王明亮.关于中国学术期刊标准化数据系统工程的进展EB/OL/pub/wm1.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04河南科技学院2007届本科毕业论文（设计）论文题目：学生姓名： 所在院系： 机电学院所学专业： 导师姓名： 完成时间：200 年 月 日摘 要仿宋 4号字加粗 中间空2格 居中小4号仿宋 首行缩进2字 两端对齐，单独占1页空1行可编程控制器（PLC）被研制成大约在1968年。PLC是一种固态电子装置，它利用已存入的程序来控制机器的运行或工艺的工序。PLC 通过输入/输出（I/O）装置发出控制信号和接受输入信号。（200字左右）关键词：PLC，编程语言，温度检测小4号加粗3-5个关键词，小4号，逗号隔开Abstract小4号Times New Roman字体，首行缩进2个字，用英文标点，两端对齐空1行Times New Roman字体，4号字加粗居中，单独占1页The programmable logic controller (PLC) was developed in 1968. PLC is a solid-state device used to control machine motion or process operation by means of a stored program. The PLC sends output control signals and receives input signals through input/out (I/O) devices. PLC design is for serious industrial environmental use.Keywords：PLC, Programming Language, Temperature DetectionTimes New Roman字体，小4号字，逗号加1个空格隔开，每词首字母大写Times New Roman字体，小4号字加粗目 录仿宋，4号字加粗，中间空2格，居中空1行缩进2个字符，序号后空1格1 绪论12 设计要求13 系的结构23.1 PLC类型的选择23.2 温度传感器2缩进2个字符3.2.1 温度传感器的类型23.2.2 类型的选择23.2.3 工作原理33.2.4主要技术指标33.3 A/D模块及其温度控制编程33.3.1 A/D模块的介绍33.3.2数据转换33.3.3软件编程的思路43.4 显示电路43.4.1 PS7219简介43.4.2 PS7219的主要特点43.4.3 通讯时序图53.4.4 PS7219数字与控制寄存器54 软件编程65 报警电路66 程序的结构框图77 结束语7致谢7参考文献7附录1 电路总图页码目录全部为小4号字附录2 程序清单页码首行缩进2个汉字，建议不要用空格正文中段前、段后设置为01级标题，序号和标题之间空1格，4号字仿宋加粗，顶格，段前、段后设置为0.5行1 绪论在生产过程，科学研究和其他产业领域中，电气控制技术应用十分广泛。在机械设备的控制中，电气控制也比其他的控制方法使用的更为普遍。本系统的控制是采用PLC的编程语言梯形语言，梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。2 设计要求序号首行缩进2个汉字，回行顶格系统的具体设计要求为：（1）PLC系统能够监控反应器的温度。（2）开始工作时全速加热，到设定值时保温40分钟停止加热。（3）通过串行方式在LED上显示3位温度值。中文括号( )，不用英文括号( )（4）保温过程中温度过高/低时能发出声光报警，声报警能用按钮手动解除，光报警在正常时自动解除。（5）通过通信方式传送给监控电脑，监控电脑能检测对象的参数、状态。文献至少引用5篇基于以上的要求，所设计的系统必须有以下结构模块：温度传感器单元、参数的LED串行显示单元、PLC模拟量转换单元、电脑监测单元2 。3 系统结构温度监控系统是将温度通过温度传感器传送到A/D模块，A/D模块将温度转换为数字量，再传送到PLC。PLC与外部设备的连接主要是通过I/O口，其功能是接收输入信号，传出输出信号。整个系统包括PLC、A/D模块、显示电路。系统原理框图如图1所示。图居中5号字居中温度传感器加热单元显示电路FP0A21电脑 空1格5号字居中，不加粗 图1 系统原理框图用半角的点“3.2”，不用全角的点“32”2、3级标题，序号和标题之间空1格，小4号字仿宋加粗，顶格，段前、段后设置为0.5行3.2 温度传感器3.2.1 温度传感器的类型温度传感器有热电偶和热电阻两种类型，热电阻的温度特性为：（1）编号居右公式居中3.2.2 类型的选择表居中5号居中表题居中空1格在选择温度传感器时根据不同的场合选择类型，本设计由于需要选用PT100温度传感器，铂热电阻PT100是国际温标ITS-90标准中的工业温度测量元件之一，所以利用PT100温度传感器具有一定的典型性，有利于系统的稳定。 表1 串行数据D15 D14 D13 D12D11 D10 D9 D8D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0无关位地址数据不要两边列线 PS7219数字与控制寄存器4级标题（尽量避免用），序号和标题之间空1格，小4号字仿宋，顶格，段前、段后设置为0.5行PS7219内部共有统一编址的8位寄存器15个，分8个数字寄存器和7个控制寄存器，它们均可单独直接寻址，这样就可对单个数据或控制字进行更新。 数字寄存器地址0108，对应LED1LED8不译码时，D6D0分别对应标准7段显示器的AG，正逻辑显示译码时，D3D0为显示数据的BCD码无论译码与否，D7为1，则该位小数点显示7 结束语本设计既充分利用PLC的特点，又对PLC的控制功能进行扩充，使其具有显示直观，运行可靠。序号用中文方括号，不空格，5号字仿宋，顶格不要序号致谢期刊标识年，卷（期）：起止页码本文是在指导老师的悉心指导下完成的。指导老师具有严谨的治学态度，丰富的实践经验，在治学及做人方面使我受益匪浅。衷心感谢老师对我的关心指导和帮助。参考文献分隔符用的点为仿宋，不加空格1凌云.PS7219显示驱动器及其在PLC中的应用J.湖南冶金职业技术学院报，2002，28(3)：249252著作、教材标识2张桂香.电气控制与PLC应用M.化学工业出版社，2003学位论文标识3金宏.导航系统的精度及容错性能的研究D.北京：北京航空航天大学自动控制系，1998电子文献标识4王明亮.关于中国学术期刊标准化数据系统工程的进展EB/OL./pub/wm1.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-043个以上作者用等5李旭东,宗光华,毕树生等.生物工程微操作机器人视觉系统的研究J.北京航空航天大学学报，2002（3）年（期）毕业论文（设计）任务书题目名称 油位传感器壳体模具设计与动画演示学生姓名车展展所学专业机电技术教育班级机教024班指导教师姓名李保国王保国所学专业机电一体化机械设计制造职称教 授工程师完成期限 2007年1月20日 至 2007年5月20日一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容（1）冲压工艺性分析及工艺方案确定；（2）毛坯展开及毛坯排样；（3）工艺力和压力中心计算；（4）模具总体结构设计；（5）主要工作件的设计；（6）利用Solidworks进行三维建模和动画演示。2.技术指标（1）模具应具有很高的精度，强度和稳定性；（2）模具设计必须考虑安全因素；（3）模具设计应获得更好的冲压工艺性；（4）模具设计应提高生产效率和产品精度。二、 毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上。三、毕业论文（设计）进度安排1.2007年1月8日-1月20日，下达毕业设计任务书，寒假期间完成外文资料翻译和开题报告。2. 2007年3月5-11日（第1周），指导教师审核开题报告和设计方案。3. 2007年3月12日-4月15日（第2-6周），工艺设计和冲压力部分设计。4. 2007年4月16-22日（第7周），毕业设计中期检查。5. 2007年4月16-5月13日（第7-10周），工艺分析、冲压力计算、结构设计、三维建模设计、演示，整理、撰写毕业设计（论文）。6. 2007年5月14-20日（第11周）上交毕业论文，指导、评阅教师审查评阅论文，毕业设计答辩资格审查，学生修改整理论文，毕业设计（论文）答辩。河南科技学院2007届本科毕业设计论文题目：油位传感器壳体模具设计及动画演示学生姓名： 车展展 所在院系： 机电学院所学专业： 机电技术教育导师姓名: 刘法治 李庆利完成时间： 2007年5月20日 摘 要本文分析了模具加工行业的现状及所面临的众多问题，并讨论了国内外在此行业的发展状况，说明了该行业急需进行生产效率和设计的改革,同时提出了以复合模制造、Solidworks建模及动画演示的设计。分别介绍了冲模设计的概述；冲压过程设计；冲模结构及零部件设计；用Solidworks和CAD绘制模具总装图和零部件图,进行动画模拟。根据复合模具加工中具体情况，分析了可能造成对模具影响的因素，并提出具体的解决措施；生产运行表明，该模具工作可靠，可以提高零件加工质量，为企业带来可观的经济效益。关键词:模具,工艺分析,三维建模,动画 The design and animation of oil level sensor shell mold demoAbstractThis paper analyzes the mold processing industry and the current situation facing the many problems and discussed the industry at home and abroad in the development, shows that the industry is an urgent need for production efficiency and design of the reform, while the composite mold making, Solidworks modeling and animation presentation design. Introduced die design overview; Stamping process design; Die design of the structure and components; using Solidworks and CAD drawing die assembly and parts map plan for animation. According to mold compound specific processing, analysis of the possible impact of the mold, and propose concrete measures to resolve; Production shows that the die is reliable and can enhance the quality of the processing components, enterprises generate considerable economic benefits. Keywords : Composite model, Process analysis, 3D modeling, Animation 毕业论文（设计）任务书题目名称 油位传感器壳体模具设计与动画演示学生姓名车展展所学专业机电技术教育班级机教024班指导教师姓名李保国王保国所学专业机电一体化机械设计制造职称教 授工程师完成期限 2007年1月20日 至 2007年5月20日一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容（1）冲压工艺性分析及工艺方案确定；（2）毛坯展开及毛坯排样；（3）工艺力和压力中心计算；（4）模具总体结构设计；（5）主要工作件的设计；（6）利用Solidworks进行三维建模和动画演示。2.技术指标（1）模具应具有很高的精度，强度和稳定性；（2）模具设计必须考虑安全因素；（3）模具设计应获得更好的冲压工艺性；（4）模具设计应提高生产效率和产品精度。二、 毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上。三、毕业论文（设计）进度安排1.2007年1月8日-1月20日，下达毕业设计任务书，寒假期间完成外文资料翻译和开题报告。2. 2007年3月5-11日（第1周），指导教师审核开题报告和设计方案。3. 2007年3月12日-4月15日（第2-6周），工艺设计和冲压力部分设计。4. 2007年4月16-22日（第7周），毕业设计中期检查。5. 2007年4月16-5月13日（第7-10周），工艺分析、冲压力计算、结构设计、三维建模设计、演示，整理、撰写毕业设计（论文）。6. 2007年5月14-20日（第11周）上交毕业论文，指导、评阅教师审查评阅论文，毕业设计答辩资格审查，学生修改整理论文，毕业设计（论文）答辩。1绪论1.1 研究课题的意义模具是现代化工业生产的重要工艺设备，随着工业技术的迅速发展，在国民经济的各个领域都越来越多的依靠模具来进行加工。采用模具成形加工零件代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约原材料，降低生产成本，从而获得很高的经济效益。据粗略统计，70以上的汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等零件，都是采用冲压模具成形的方法来生产。因此，利用模具生产零件已经成为工业上进行成批生产或大量生产的主要技术手段，它对保证制品的质量、缩短产品研发周期、加速产品的更新换代等都具有重要意义1。随着生产和科学技术的发展，特别是20世纪80年代以来，我国产品的更新换代速度加快，产品的数量迅速增加。这使模具的需求量相应增加，质量要求也越来越高，从而使模具技术在国民经济中的地位和作用日趋重要。显然，模具技术落后，制造周期长，产品质量低劣，必然影响生产发展和产品的更新换代，使产品丧失竞争力。近年来，日本的机车、手表、家用电器等产品的销量猛增，品种繁多，并在国际市场占有优势地位，其重要原因之一就是模具技术的高度发展，可见，研究和发展模具技术，对促进国民经济的发展具有特别重要的意义。1.2 国内外发展现状纵观模具制造业近十余年来的发展道路，其主要的发展方向可以归纳为以下几个方面。（1）模具的专业化和标准化程度不断提高实现模具的专业化生产，前提是模具的标准化，这样可使专业模具的生产厂减少3050的制造工作量，降低成本50左右。有了模具的各项标准，才能采用专用的先进生产设备和技术，建立专门的机械化和自动化生产线，才可能采用高精度的，专用的质量检测手段，从而实现提高模具质量、缩短生产周期、降低制造成本的目标。（2）模具粗加工技术向高速加工方向发展以高速铣削为代表的高速切削加工技术代表了模具零件外型表面粗加工的方向。高速铣削可以大大改善模具表面质量状况，并大大提高加工效率和降低加工成本。（3）成形表面的加工向精密、自动化方向发展成形表面的加工向计算机控制和高精度加工方向发展。数控加工中心、电火花成形加工设备、计算机控制连续轨迹坐标磨床和配有CNC修正设备与精密测量装置的成形磨销加工设备等的推广使用，使提高模具制造技术水平的关键。（4）光整加工向自动化方向发展当前模具成形表面的研磨、抛光等光整加工仍然以手工作业为主，不仅花费工时多，而且劳动强度大、表面质量低。工业发达的国家正在研制由计算机控制、带有磨料磨损自动补偿装置的光整加工设备，可以对复杂型面的三维曲面进行光整加工设备，可以对复杂型面的三维曲面进行光整加工，并开始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的质量和效率。（5）反向制造工程制模技术的发展以坐标测量机和快速成型制造技术为代表的反向制造工程制模技术是一种以复制为原理的制造技术。它是模具制造技术上的又一重大发展，对模具制造具有重要影响。这种技术特别适用于多品种、少批量、形状复杂的模具制造，对缩短模具制造周期，进而提高产品市场竞争力有重要意义。（6）研制和发展模具用材料 模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要方面。没有充足的、高质量的、品种系列齐全的模具用材料，模具工业要赶上世界先进水平就只能是纸上谈兵。（7）模具CAD/CAM技术将有更快的发展模具CAD/CAM技术在模具设计和制造上的优势越来越明显，它是模具技术上的又一革命，普及和提高CAD/CAM技术的应用已经势在必行。 2 冲模设计概述冲压模具是金属加工的基本方法之一，它是通过冲压机床安装在其上的模具施加压力于板料或带料毛坯上，使毛坯全体或局部发生塑性变形，从而获得所需的零件形状。目前，冲压加工主要用于制造金属薄板零件，包括黑色金属和有色金属板零件，有时也用于加工部分非金属板零件。2.1冲模设计原始资料在设计冲模设计之前，需要掌握一下原始资料：（1）冲压件图样及技术要求 零件为380传感器壳体。钢号：08、表面质量级别级拉伸延展级别：S、抗拉强度：275410MPa、伸长率：1030；（2）零件的批量大小 5000个；（3）产品工艺卡； （4）模具制造车间的设备加工能力 零件精度、大小要求完全满足；（5）冲压生产车间的冲压设备资料；（6）标准采用GB708-88/GB71088。2. 2 冲模设计步骤在进行冲模设计时，为设计出合理的冲压成形工艺和模具结构，应遵循下述的设计步骤：（1）根据冲压件产品图进行冲压件工艺性分析，确定该零件是否适宜采用冲压方式进行生产，或者确定在不改变冲压件功能的要求情况下，改变冲压件的形状能否获得更好的冲压工艺性。（2）根据冲压件的形状特点、生产批量要求以及企业的模具制造能力，确定采用单工序模、复合模还是采用连续模加工该冲压件。（3）进行零件展开计算、毛坯排样、工序设计、冲压力及压力中心计算等，并绘制工序方案图或条料排样图。（4）根据冲压力计算结果选择冲压设备。所选冲压设备的公称压力应大于所需的冲压力，闭合高度与冲模的闭合高度相适应，而且滑块行程必须满足工艺要求。（5）根据冲压工序的设计结果，确定模具的总体结构、选择模具、设计工作部件及辅助部件，必要时，还应进行零部件的强度校核计算，以确保零件的强度要求。（6）用Solidworks和CAD绘制模具总装图和零部件图，进行动画模拟。3 冲压工艺过程设计3.1毛坯展开计算冲压件由板料经冲压成形而获得，因此，首先必须将冲压件展平，获得其毛坯形状，才能确定选用合适的板料。由于冲压成形过程中材料的塑性变形情况较复杂，且塑性变形的过程本身是不可逆的，很难找到精确的毛坯计算方法，通常都是采用经验公式或经验方法进行近似计算，然后通过试模确定精确的毛坯形状。对形状较复杂冲压件的毛坯形状则可采用有限元法计算获得。3.1.1 弯曲展开计算弯曲展开就是将冲压件的弯曲部分展平，同时将与弯曲部分相邻的平直部分变换到相应位置的过程，因此，弯曲展开计算的关键就是计算弯曲部分的展开长度。由弯曲变形特点分析可知，弯曲展开长度与中性层的长度相等。若以曲率半径来表示中性层的位置，则其可按下式近似确定2： （1）式中： 弯曲内侧半径； 料厚； 中性层位移参数。 知道中性层位置后，弯曲展开长度就可按下式进行计算： （2）式中： 弯曲展开长度； 弯曲角； 弯曲中性层半径。3.1.2 拉深展开计算由于拉伸成形伴随复杂的的金属流动，因此，除一些规则的拉深工件可采用解析法计算其毛坯形状外，其他不规则的拉深工件则只能凭经验按材料的流动特点分区计算，或者采用有限元法计算得出毛坯形状。但不论何种方法，都难以获得精确得毛坯形状。通常是在已做好得拉深模中对计算出得毛坯进行试压、修改，直到工件合格后才能将最终得毛坯形状确定下来，然后再做落料模。由于拉深成形过程中材料得体积不变，而且拉深出来得拉深件其壁厚也基本不变（变薄拉深除外），因此，拉深件得毛坯尺寸可按等面积法进行计算。我们得这个工件是规则的，规则拉深件的毛坯尺寸就可按等面积法解析计算获得。下面是计算过程：(1) 修边余量的确定 由于成形过程中的金属流动和材料的各相异性，导致毛坯拉深后工件的边口不齐，如图1所示。一般情况下，拉深后都要修边，因此再计算毛坯尺寸前，应首先确定修边余量并计入工件的高度或凸缘直径。修边余量查相关文献得3： 图1 带修边的拉深成形图1.5mm(2)毛坯尺寸得确定圆筒形拉深件得横截面为圆形，因此，其毛坯形状亦为圆形。进行毛坯计算时，首先将工件分解为若干个简单几何体，分别求出各几何体得表面积。对其求和获得工件得表面积，然后根据等面积法，即可得圆形毛坯得直径。 图2 不带修边的拉深成形图如图2所示对于我们设计得工件，可将其分解为图所示得三各简单几何体，它们的表面积分别为：图3 成形图上部分 （3）图4 底边过渡部分 （4） 图5 底边 （5）根据表面积法，可得圆形毛坯直径为图6 毛坯图 =136mm （6） 3.2毛坯排样毛坯排样是指毛坯在条料上的布置方法，合理的排样是降低冲压件的制造成本，提供冲压件质量，保证模具寿命的有效措施。3.2.1 排样方式按照排样时工件之间，以及工件与条料侧边之间是否留有余料，排样可分为有废料排样和少、无废料排样两大类。而按毛坯条料的布置形式，排样又可分为直排、斜排、对排、多排和混合排等。我们采用的是有废料排样和直排相结合。对于有废料排样，由于工件周边都有余料(废料)，模具沿工件全部外形进行冲裁，因此，这类排样才能保证冲裁件的质量，冲模的寿命也长，但材料的利用率低。而对于少废料和无废料排样，工件的周边的某些部分没有余料，因此，这样的排样方式节省材料，并有利于一次冲裁多个工件，提高生产率。但采用少废料和无废料排样时，由于条料的宽度的公差以及条料导向与工件定位所产生的误差，使工件的质量和精度难以保证；而且，由于采用单边冲裁，还会影响断面质量及模具寿命。在具体进行毛坯排样时，选择何种排样方式除了考虑上述因素外，还必须考虑采用何种模具进行加工。当采用连续模时，毛坯排样方式还与连续成形的载体设计有密切关系。3.2.2 搭边排样时的工件之间、以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边除可补偿条料的定位误差、保证冲出合格工件以外，还能保持条料有一定的刚度。便于送料。搭边是废料，从节省材料的角度出发，搭边值应该越小越好。但过小的搭边容易被挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。当采用连续冲压成形工艺时，为了使条料送进顺利，特别是在采用侧刃定距的情况下，搭边应该选择大些。如图7，我们根据上面的要求查文献得出合适的搭边值为1.5mm。图7 排样搭边图3.2.3 步距所谓步距是条料在冲压生产过程中，每次送进的距离。它是由毛坯形状、排样方式及搭边大小确定的，并与采用何种模具类型有密切关系。步距值应尽量取的圆整，或者取小数点后12位，以便模具加工制造。所以我们取：S=D+a=136+1.5137.5mm （7）3.2.4 材料利用率所谓材料利用率是指在一段条料上能冲出的所有零件的总面积与这段条料的面积之比。排样时，在保证工件质量的前提下，应尽量考虑如何提高材料的利用率。但如果一种排样较其他排样的利用率提高不多，而又使模具结构复杂化，那么这样的排样就不可取，一般应根据工件的批量、材料的贵重程度、模具结构的复杂程度等综合考虑。如果采用连续冲压成形，则应主要考虑排样对模具结构复杂性的影响，而不是材料利用率。材料利用率可按下式计算4： 78.4% （8）式中： A冲裁件的面积； N一个步距内冲裁件的数目； B条料宽度； h进距。3.3 冲压工艺方案设计通常情况下，冲压件都需要通过多道冲压工序才能加工出来。所谓冲压工艺方案设计，就是确定那些冲压工序以及他们的组合方式来完成冲压件的加工。主要包括以下内容：（1）根据冲压件的形状特点、冲压工序的成形特点、冲压件的精度和生产批量要求及模具的复杂程度，确定采用单冲、复合还是连续冲压成形工艺。（2）划分冲压件的形状，并划分出各部分形状可以通过相应的冲压工序加工出来，如冲裁成形部分、弯曲成形部分、拉伸成形部分等。（3）根据冲压件的旋转、材料性能及尺寸和精度要求等，确定所采用的冲压工序次数及其工艺参数和相应的辅助工序，并对这些工序进行合理的组合与排列。（4）绘制冲压工艺方案图。当采用单冲、复合成形方案时，其工艺方案图为一组中间工序件图；当采用连续冲压成形方案时，其工艺方案图为条料排样图。冲压工艺方案的好坏，直接决定了冲压件制造技术的合理性、冲压件质量和成本。所以，正确合理地制定冲压工艺方案是一项十分重要的工作5。我们加工的工件:原来的冲压工艺是：落料拉深切边冲孔共4 道工序，需4副以上模具。这样落后的工艺，不仅产品质量很不稳定，而且生产效率低，安全风险大，成本高，非常不适应当前的生产。因此，需改善其工艺流程，以提高产品质量和生产效率，降低安全风险和生产成本。要达到此目的，就必须减少模具数量，把分散的工序集中在尽量少的模具上完成。3.3.1 工艺分析集中冲压工序减少模具数量，有2 条途径：一是设计连续模，二是设计复合模。本零件的材料是08号钢板料厚1.5mm，形状是较复杂的圆柱体，外形尺寸136mm，需落料、拉深、切边、冲孔工序。如果设计连续模，模具外形尺寸相当大，该企业的设备不匹配。而复合模则可以完成落料、拉深、冲孔的复合工序，余下切边工序另外进行。都可以一次成形，而且与落料、拉深、冲孔及切边这几道分离工序是不同直径的同心圆，所以可以设计复合模，在一次冲压过程中顺序完成。基于前面的分析，把原来的冲压工艺改为用一副复合模，经一次冲压完成落料、拉深和冲孔工序，其余的切边工序单独完成。实施这样的工艺，关键是复合模的设计。（1）冲裁工序设计冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。在冲压加工中应用极广。它既可直接冲出成品零件也可以为弯曲、拉深和挤压等其它工序准备坯料，还可以在已成形的工件进行再加工（切边、切舌、冲孔等工序）。冲裁工序主要用于加工冲压件上的孔和外形。当采用单工序模加工时，由于中间工序难以定位，同时也为了避免增加模具数量，一般不宜把孔和外形分割成一组简单的形状来加工。因此，工件的外形就对应落料工序，工件的每一个孔就对应一个冲孔工序。而当采用复合模加工时，由于不存在中间工序件定位和增加模具数量的问题，同时为了保证条料能顺利的送进，如果孔和外形的形状较复杂，一般需将其分隔成一组简单形状的冲裁工序，以简化凸凹模制造。（2）拉深工序设计计算我们进行拉深工序计算主要是为了校核工件能否能进行一次拉深成功，或者需要几次拉深能够满足要求。工件在拉深时不起皱、不破裂情况下的最小拉深系数极限拉深系数。所以在确定一个零件是否能够一次拉深成功时，应首先计算它的总拉深系数，如果它小于极限拉深系数，就必须进行多次拉深。总拉深系数 M总 =d/D=80/136=0.59 （9）由文献查得M极=0.630.59= M总故一次拉深即可完成要求5。（3）辅助工序设计为改善冲压成形条件，或便于工序件的定位，通常要增加一些辅助工序。如在带料连续拉深成形时，为便于拉深成形过程中材料的流动，通常都需要增加一个切口工序，对于几何形状不对称的零件，为便于冲压成形和定位，有时采用成对冲压的方法成形，以便改变冲压成形的条件、避免成形过程中坯料的偏移，然后再通过剖切或切断辅助工序将其截成两个零件，对于复杂弯曲、拉深成形的冲压件，为便于定位，有时需要冲制工艺孔作为定位之用，该工序亦是辅助工序。3.3.2 工序组合所谓工序组合就是确定再一副模具上完成的工序。按照这些工序再模具上布置方式的不同，可分为单冲工序、复合工序和连续成形工序。它们分别与单冲模、复合模、连续模相对应。在进行工序组合时，要着重考虑工序组合的必要性和可行性。组合的必要性取决于冲压件的生成批量和制造精度。一般情况下，当批量较大且精度要求较高时，应考虑采用复合工序或连续冲压工序；当批量小且精度要求不高时，采用单工序分开成形比较适宜。而组合的可行性则主要考虑一下几个方面：（1）工序的组合应保证能加工出符合精度和质量要求的冲压件。（2）对于组合在一起的工序，其成形动作在模具结构上时可实现的，且不至于给模具制造与维修带来太多的困难，并保证模具又足够的强度。当采用复合成形方式组合工序时，工序数一般不超过4个。另外，当零件上的孔间距或孔边距较小时，不宜采用复合成形工序，否则其凸凹模的壁厚满足不了强度的要求。（3）将工序组合在一起后，应使其与企业现有的冲压设备相匹配。这是由于将工序组合到一起后，冲压力及模具尺寸可能都会增大，应保证其不超出企业现有冲压设备所保证的范围。3.3.3 工序顺序的安排工序顺序的安排主要取决于冲压变形规律和冲压件质量的要求。当冲压工序的顺序变更不影响零件的质量时，则应当根据模具结构、工序件定位和操作的方便性来考虑工序顺序的安排。在进行工序顺序安排时应注意遵循以下原则：（1）尺寸精度要求较高的部分应尽量放在较后的工序。（2）所有的孔只要其形状和位置不受后续工序的影响，应尽量在平板毛坯状态下冲制出来，以便于定位和简化冲孔工序的模具结构。（3）当某个成形工序导致材料的流动影响到其他工序的形状时，应尽量先完成该成形工序。另外，当孔间距或孔边距较小时，应先冲大孔和一般精度的孔，在冲小孔和精度高的孔，或先落料再冲孔，以将可能产生的畸变限制再最小的范围内。3.3.4 冲压力与压力中心计算在冲压生产过程中，冲压力包括：使材料产生塑性变形获得相应工件形状得各工序得冲压力，以及卸料力、推件力和顶件力等。所有压力的合力中心。计算冲压力的目的，是为了选择合适的冲压设备或弹性元件。计算压力中心的目的，则是为了使压力中心位于冲压设备允许的范围内，以免偏心过大导致模具受力不均，影响模具寿命。因为我们所要加工的工件是规则零件所以其压力中心就是工件的集合中心，以下是它们冲压力的计算：（1）冲裁工序冲压成形力计算参考公式为： 83025N （10） 式中： L冲裁轮廓总长； t材料厚度； 材料的抗拉强度。（2）拉深工序（不带边）冲压成形力计算参考公式为： 40584N （11）式中： D坯料直径； d1一次拉深后工件的直径。（3）卸料力、推件力、顶件力及压料力计算：卸料力、推件力、顶件力的计算方法都是一样的，只是系数k的取值不一样。当为冲裁件时，F为冲裁力；当为拉深件时，F为拉深力。卸料力、推件力、顶件力计算公式： 5864N （12） 压料力计算公式： 7835N （13）式中： A压料板下的毛坯投影面积； P单位压边力。（4）总压力计算由于在一副模具中各冲压工序和辅助装置不一定是同时工作的，因此，在计算总冲压力时，不能仅简单的将所有力叠加，而应根据冲压工序和辅助装置的组合方式及作用方式，确定某一时刻的最大冲压力做总冲压力。我们采用落料拉深冲孔复合模时，由于拉深是落料完成后才开始进行的，而落料力和压料力是同时产生的。且落料力比拉深力大，则此时所需的最大冲压力则是落料力和压料力之和5。 F总=F落+f压= 90860N （14）4 冲模结构及零部件设计冲压工艺方案设计完成后，冲模的类型就已确定。冲模总体结构设计就是根据所采用的模具类型、制作的精度要求、形状特点及冲压工艺方案，确定模具的结构形式、模具的总体尺寸及模架，以及设计各零件部件的具体结构。4.1 冲压设备及选用冲压设备属锻压机械。常见冷冲压设备有机械压力机（以Jxx表示其型号）和液压机（以Yxx表示其型号）。4.1.1 冲压设备分类 （1）机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为曲柄式和摩擦式；（2）按滑块个数可分为单动和双动；（3）按床身结构形式可分为开式（C型床身）和闭式（型床身）；（4）按自动化程度可分为普通压力机和高速压力机等。4.1.2 压力机的选择（1）中、小型冲压件 选用开式机械压力机； （2）大、中型冲压件 选用双柱闭式机械压力；（3）导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机、形模等；（4）大量生产的冲压件 选用高速压力机或多工位自动压力机；（5）校平、整形和温热挤压工序 选用摩擦压力机；（6）薄板冲裁、精密冲裁 选用刚度高的精密压力机；（7）大型、形状复杂的拉深件 选用双动或三动压力机；（8）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。4.1.3 压力机规格的选择 （1）公称压力 压力机滑块下滑过程中的冲击力就是压力机的压力。压力的大小随滑块下滑的位置不同，也就是随曲柄旋转的角度不同而不同。 压力机的公称压力我国规定滑块下滑到距下极点某一特定的距离Sp（此距离称为公称压力行程，随压力机不同此距离也不同，如JC23-40规定为7mm，JA31-400规定为13mm，一般约为（0.050.07）滑块行程）或曲柄旋转到距下极点某一特定角度（此角度称为公称压力角，随压力机不同公称压力角也不相同）时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。公称压力的大小，表示压力机本身能够承受冲击的大小。压力机的强度和刚性就是按公称压力进行设计的。压力机的公称压力与实际所需冲压力的关系冲压工序中冲压力的大小也是随凸模（或压力机滑块）的行程而变化的。在冲压过程中，凸模在任何位置所需的冲压力应小于压力机在该位置所发出的冲压力。最大拉深力虽然小于压力机的最大公称压力，但大于曲柄旋转到最大拉深力位置时压力机所发出的冲压力，也就是拉深冲压力曲线不在压力机许用压力曲线范围内。故应选用所示压力更大吨位的压力机。因此为保证冲压力足够，一般冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%100%。滑块行程长度是指曲柄旋转一周滑块所移动的距离，其值为曲柄半径的两倍。选择压力机时，滑块行程长度应保证毛坯能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。特别是成形拉深件和弯曲件应使滑块行程长度大于制件高度的2.53.0倍。（2）行程次数行程次数即滑块每分钟冲击次数。应根据材料的变形要求和生产率来考虑。 （3）工作台面尺寸 工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出60100mm，以便于安装固定模具用的螺栓、垫铁和压板。当制件或废料需下落时，工作台面孔尺寸必须大于下落件的尺寸。对有弹顶装置的模具，工作台面孔尺寸还应大于下弹顶装置的外形尺寸。（4）滑块模柄孔尺寸模柄孔直径要与模柄直径相符，模柄孔的深度应大于模柄的长度。（5）闭合高度压力机的闭合高度是指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。压力机的闭合高度可通过调节连杆长度在一定范围内变化。当连杆调至最短（对偏心压力机的行程应调到最小），滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最大闭合高度；当连杆调至最长（对偏心压力机的行程应调到最大），滑块处于下止点，滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最小闭合高度。压力机的装模高度指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。没有垫板的压力机，其装模高度等于压力机的闭合高度。 模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。 理论上为： Hmin-H1HHmaxH1 亦可写成： Hmax-MHHHmaxH 式中： H模具闭合高度； Hmin压力机的最小闭合高度； Hmax压力机的最大闭合高度； H垫板厚度； M连杆调节量； HminH压力机的最小装模高度； Hmax-H压力机的最大装模高度。由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修模后，模具的闭合高度可能要减小。因此一般模具的闭合高度接近于压力机的最大装模高度。所以在实用上为： Hmin-H10HHmax-H5（6）电动机功率的选择必须保证压力机的电动机功率大于冲压时所需要的功率。4.1.4 模具在压力机上的安装在压力机上安装与调整模具，是一件很重要的工作，它将直接影响制件质量和安全生产。因此，安装和调整冲模不但要熟悉压力机和模具的结构性能，而且要严格执行安全操作制度。模具安装的一般注意事项-检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被折弯；检查模具闭合高度与压力机闭合高度之间的关系是否合理；检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的除料装置的要求（大型压力机则应检查气垫装置）；模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和发生意外事故。模具安装的一般顺序（指带有导柱导向的模具）：（1）根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度，使滑块在下止点时其底平面与工作台面之间的距离大于冲模的闭合高度。（2）先将滑块升到上止点，冲模放在压力机工作台面规定位置，再将滑块停在下止点，然后调节滑块的高度，使其底平面与冲模座上平面接触。带有模柄的冲模，应使模柄进入模柄孔，并通过滑块上的压块和螺钉将模柄固定住。对于无模柄的大型冲模，一般用螺钉等将上模座紧固在压力机滑块上，并将下模座初步固定在压力机台面上（不拧紧螺钉）。（3）将压力机滑块上调35mm，开动压力机，空行程12次，将滑块停于下止点，固定住下模座。（4）进行试冲，并逐步调整滑块到所需的高度。如上模有顶杆，则应将压力机上的卸料螺栓调整到需要的高度。4.2 模具总体尺寸模具的总体尺寸主要指模具的平面轮廓尺寸、各模板厚度、模具闭合高度等。这些尺寸是进一步进行模具结构及零件设计的基础。我们采用后侧导柱模架，两导柱、导套、分别装在上下模的后侧，凹模面积是导套前的有效区域。可用于冲压较宽条料，且可用边角料。送料及操作方便，可纵向、横向送料。主要用于一般要求的冲模，不宜用于大型模具，且有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平稳。所以我们使用320mm240mm系列。4.2.1 凸凹模的工作尺寸计算（1）冲裁工序的凹凸模尺寸计算 冲裁凸、凹模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙，其双面间隙用Z表示，单面间隙为Z/2，冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量、冲裁力、模具寿命等影响很大，它是冲裁凸、凹模设计中一个重要的工艺参数。冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，凸、凹模刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用，高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种附着磨损，是冲模磨损的主要形式。当接触压力愈大，相对滑动距离愈大，模具材料愈软，则磨损量愈大。而冲裁中的接触压力，即垂直力、侧压力、摩擦力均随间隙的减小而增大，且间隙小时，光亮带变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，所以小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸凹模相互啃刃等异常损坏。当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、冲裁件轮廓形状等，但间隙却是其中一个主要因素。所以为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度、减小模具粗糙度、良好润滑，以减小磨损。由以上分析可见，间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长，冲裁力、最小等各方面的要求。因此，在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值称为最大合理间隙（Zmax）。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。确定合理间隙值有理论法和经验确定法两种。合理的间隙使板料冲裁时在凸、凹模刃口处产生的裂纹相重合，但这种方法计算繁琐，通常都是通过查表获得所需的间隙值（见GB/T16743-1997冲裁间隙）。本文中各个冲裁间隙如下：对冲孔工序： 15的孔：d凸=mm d凹=mm 10的孔：d凸=mm d凹=mm 07的孔：d凸=mm d凹=mm对落料工序： 136的料：d凸=mm d凹=mm图8 凹模设计图从图8上看我们采用的凹模设计它的厚度全为刃口的有效刃高度，刃壁无斜度，刃磨后刃口的尺寸不变，用于冲件或废料逆冲压方向推出的模具，适合复合模、薄料冲模具。（2）拉深凸、凹模尺寸计算 1）凸、凹模间隙 拉深模的间隙是指凸、凹模横向尺寸的差值，单边间隙用c来表示。拉深模的间隙对拉深工序有较大的影响。间隙小，工件的质量较好，但拉深力大，工件易拉断，模具磨损严重；间隙大，虽然拉深力见小，模具寿命提高了，但工件易起皱，侧壁不直，回弹较大，质量不能保证。因此，在确定拉深间隙时，应综合考虑材料类型、料厚变化及拉深件的形状要求。文中采用的拉深间隙如下：c=(11.5)tmax =1.5mm (15)式中： tmax=材料厚度的最大值。2）凸、凹模圆角半径凹模口圆角半径对拉深工序的影响很大。rd过小时，毛坯被拉入凹模的阻力就大，拉深力的增加，易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，还使模具寿命的降低。rd 过大时，会使压边圈下的毛坯悬空，使有效压边面积减小，易起皱。在不起皱的情况下，凹模圆角半径愈大愈好。一般可采用以下经验公式计算：7.5mm （16）式中： D毛坯上道工序的拉深直径； d本道工序的拉深直径； t材料厚度。凸模的圆角半径rp对拉深工序也有影响。当rp过小时，则角部弯曲变形过大，危险断面容易拉断；当过大时；则毛坯底部的承载面积减小，悬空部分加大，容易产生底部的局部变薄和内皱。凸模的圆角半径应壁凹模半径略小，即： 5mm （17）3）凸、凹模横向尺寸凸、凹模的横向尺寸计算，要根据尺寸的标注要求、模具的磨损趋势和制造公差确定。对于中间过渡工件的半成品尺寸，由于没有严格限制的必要，模具尺寸只要等于半成品的尺寸即可，以下时凸、凹模横向尺寸及公差的计算公式： （18） （19）式中： 凹模尺寸； 凸模尺寸； D拉深件外形的基本尺寸； C凸、凹模的单边间隙； 凹模的制造公差； 凸模的制造公差； 拉深件基本尺寸的公差。4.2.2 凸模的结构形式及固定方式（1）凸模的结构形式凸模的结构形式按其形状可以分为直通式和台阶式，按其组成方式可分为整体式和镶拼式，当模具工作部分形状较小时，凸模有足够的强度，通常采用直通式，本文中由于工件部分形状较复杂，为了便于加工，采用直通式。一般情况下，中小型的凸模都是采用整体式。（2）凸模的固定方式 对凸模的固定要满足两个基本的要求：一是稳定可靠，二是拆装方便。当凸模较细时，为保证其强度，通常需增加一保护套。（3）凸模长度计算凸模的长度时由模具结构中凸模的安装位置、相关板件的厚度、凸模进入凹模的深度，以及在模具工作状态下卸料板与凸模固定板间的安全距离（一般取1520mm）等确定的，本文中模具的长度L60mm。4.2.3 凹模的结构形式及固定方式（1）凹模的结构形式本文中凹模从材质、工艺和价格的角度出发采用结构简单、制造方便的整体式结构。但是当凹模局部损坏时就可能导致整个模板的报废。（2）凹模的固定方式对于整体式凹模，一般都是采用螺钉和销钉固定板或模座的表面上。4.3 工件送进与定位方式工件的送进方式我们采用手动送料。所以要特别注意操作的安全问题。定位方式采用侧刃和挡料销相结合的方式定位。4.4 卸料方式卸料方式分为弹性卸料和刚性卸料两种。我们在这次设计中上模部分采用橡胶弹性卸料，下模采用整体卸料板进行卸料。4.5 压料、卸料及抬料装置设计4.5.1 压料装置在板料的拉深成形过程中，常采用压料装置将板料压在凹模平面上，以防止板料在变形过程中起皱。我们也主要采用刚性压料，其压边圈固定在外滑块上，通过调节压料圈和凹模之间的距离来控制压边力，从而获得所需的压边效果。4.5.2 卸料装置（1）刚性卸料刚性卸料结构的卸料板通过螺钉和销钉被固定在下模上，主要适用于料厚在0.5mm以上、工件平面度要求不高、卸料力不大的情况。当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在0.2-0.5mm之间，板料薄时取小值；板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导板作用时，一般按H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。（2）弹性卸料弹性卸料结构式通过卸料螺钉将卸料板安装在上模或下模上，可上下运动，并在模座或凸模固定板与卸料板之间装有预压缩的弹性件，以提供卸料力，弹性卸料结构可对条料施加一定的压边作用，因此，工件的平整度很高，且卸料也比较平稳。弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。弹压卸料方法，用于简单冲裁模；是以导料板为送进导向的冲模中使用的弹压卸料装置。弹压卸料板作为可以作为细长小凸模的导向，卸料板本身又以两个以上的小导柱导向，以免弹压卸料板产生水平摆动，从而保护小凸模不被折断。弹压卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度选用。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模间隙小。此时，凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.30.5mm，以便顺利卸料。4.5.3 抬料装置在我们设计中因为包含拉深工序，所以条料上的工序件可能会在凹模面之下的模腔内，此时需要抬料装置将条料抬起一定高度才能使条料顺利送进。抬料装置一般包括抬料钉和弹簧等组成，我们采用的使柱式抬料钉。4.6 模具的工作过程根据新工艺方案设计了总装配图示的落料- 拉伸冲孔边复合模。整个模具工作过程分零件成形及卸料两个阶段。模具置于压力机工作台面上，压机滑块上升，模具开启，上、下模脱离接触，下卸料板通过下顶杆在压机弹性缓冲器和弹簧弹力作用上升至与落料下模上平面平齐，此时，将坯料置于落料下模适当位置， 完成零件的定位。当压力机下移，上卸料板在卸料橡胶弹力作用下开始与坯料弹性接触，对坯料进行压紧，当其下移一段距离后，落料下模接触坯料并压缩卸料板与落料拉伸上模共同作用对零件进行落料，落料完成同时，落料拉伸上模对拉伸成形下模发生作用对坯料进行拉伸，当落料拉伸上模下行40mm 后，拉伸完成。随着上模继续下落孔的凸模压迫零件和凹模的配合下完成冲孔成形。上卸料板在橡胶圈的弹力下向下移动将套在凸凹模上的废料卸掉。上卸料杆在外力作用下，向下运动将卡在上模中的零件卸掉，下顶杆随弹簧作用向上运动将卡在下模上的零件顶出。根据零件的工艺计算，依据传统的加工经验，可制订出工艺方案为：落料拉伸冲孔。模具采用装在下模座底下的弹顶器推动顶杆和顶件块，弹性元件高度不受模具有关空间的限制，顶件力大小容易调节，可获得较大的顶件力。卡在凸凹模内的冲孔废料由推件装置推出。当上模上行至上止点时，把废料推出。每冲裁一次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上，清除废料麻烦，尤其孔较多时。边料由弹压卸料装置卸下。由于采用固定挡料销和导料销，在卸料板上需钻出让位孔，或采用活动导料销或挡料销。从上述工作过程可以看出，正装式复合模工作时，板料是在压紧的状态下分离，冲出的冲件平直度较高。但由于弹顶器和弹压卸料装置的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作，从而影响了生产率。图9 总装配图5 三维模型制作Solidworks软件是由美国Solidworks公司在