毕业论文-止动片冲压模具设计及制造.doc

（2014届）毕业设计（论文）题目：止动片冲压模具设计及制造学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机械101学号：姓名：指导教师：教务处制 2014年5月10日诚 信 声 明我声明，所呈交的论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺，论文中的所有内容均真实、可信。 论文作者签名： 签名日期： 年 月 日VII授 权 声 明学校有权保留送论文交的原件，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存论文，学校必须严格按照授权对论文进行处理，不得超越授权对论文进行任意处置。论文作者签名： 签名日期： 年 月 日止动片冲压模具设计及制造摘 要本设计根据制件图纸设计的冲压模具。首先对制件进行冲压工艺分析，确定冲压工艺方案、模具结构和条料的排样。然后通过计算冲压时产生的各种力的大小，初步选定压力机，以及确定定位方式、出件方式和导向方式等，并将主要工作件间隙和刃口尺寸计算出来。最后通过计算确定工作零件的尺寸，选择相应的标准件，绘制出它们图纸和整体装配图。设计中阐述了冲压正装复合模的基本结构。冲压模具决定冲压制件质量的好坏，合格的模具能在加工中不破坏制件表面，保证产品质量。本模具能够大批量生产制件，制件质量符合生产要求，降低了生产难度和生产成本。关键词：冲压工艺，刃口尺寸，正装复合模Arrester design and manufacture of stamping dieAbstract The design is basis on the drawing of workpiece to design stamping die.First of all,workpieces are analysed to be sure the stamping process plan,the mold structure and strip layout.Then,the model of the press is rudimentarily selected by calculating all kinds of force,and make sure location method,stripping method,guiding method and so on.To calculate the gap of the workpiece and the size of the die point.At last,make sure the size of the workpieces through calculating,and select the appropriate standard parts ,and draw them and the whole assembly drawing.This paper expounds the design of the basic structure of the stamping obverse compound die.The quality of stamped parts is determined by stamping die.Qualified mold can not destroy the surface of processed workpiece,and ensure the quality of product.The mold can mass-produced parts,and the quality of workpieces meets production requirements,and reduce the difficulty of production and the cost of productionKey words: Stamp Process，edge size，obverse compound die摘 要IIIAbstractIV1 绪论11.1课题的来源11.2课题的意义11.3冲压模具国内外的研究现状11.3.1国内冲压模具研究现状11.3.2国外冲压模具现状31.4课题研究的主要内容32冲压方案设计与总体设计42.1零件的工艺分析42.2工艺方案确定42.3排样设计42.4冲裁工艺力计算62.5计算卸料力、和顶件力62.6压力中心的计算72.7压力机的初选83模具总体设计93.1模具类型的确定93.2定位方式93.3卸料方式93.4出件方式93.5送料方式93.6选择导向方式94模具零件设计114.1工作零件尺寸计算114.1.1落料模具刃口尺寸计算114.1.2冲孔模具刃口尺寸计算114.1.4孔中心尺寸计算124.2卸料装置中弹性元件的计算124.2.1弹性元件橡胶的设计125工作零件的设计155.1凸凹模的设计155.2落料凹模的设计165.2.1凹模的结构形式及固定方式165.2.1凹模外形尺寸计算165.2.2凹模强度校核175.3冲孔凸模的设计185.3.1凸模的结构形式及固定方式185.3.1凸模长度计算185.3.2凸模的材料选用及校核185.4模具其他零件设计205.4.1卸料板的设计205.4.2垫板的设计215.4.3固定板设计235.5模架的选择255.5.1模座的设计255.6导柱、导套及模架的选用265.7其他零件的设计285.7.1模柄的设计285.7.2导料销的设计295.7.3卸料螺钉的选用295.7.4定位零件的设计295.7.5推件装置305.7.6顶件件装置326压力机的校核346.1压力机的校核346.1.1公称压力346.1.2滑块行程次数346.1.3工作台面的尺寸346.1.4滑块模柄孔尺寸346.1.5闭合高度357总装图及工作原理368冲压模具零件加工工艺的制定388.1落料凹模加工工艺过程388.2冲孔凸模加工工艺过程398.3凹凸模加工工艺过程428.4凸模固定板加工工艺过程438.5凸凹模固定板加工工艺过程448.6卸料板加工工艺过程458.7凸凹模垫板加工工艺过程468.8冲孔垫板加工工艺过程478.9落料凹模垫板加工工艺过程48结论49参考文献50致谢51附录52附录图1 凸凹模52附录图2 落料凹模52附录图3 冲孔凸模53附录图4 卸料板54附录图5 凸凹模垫板55附录图6 凸模固定板55附录图7 凸凹模固定板56附录图8 上模座56附录图9 下模座57止动片冲压模具设计及制造1 绪论1.1课题的来源随着经济的快速进步，冲压技术在国民经济中扮演着重要的角色，它被普遍应用于各部门，因为几乎各部门都有冲压加工生产，冲压模具作为最基础的工艺设备，但是起到了举足轻重的作用。现阶段，冲压模具的材料、设计、制造都无法满足本国汽车行业的快速发展，标准化程度比较低，只有40%45%，但是国际上普遍在70%左右1。另外，中国模具的精度、交货时间、模具寿命与世界高端水平差距也较大2。1.2课题的意义国外将模具比喻为“金钥匙”、“金属加丁=帝王”、“进入富裕社会的原动力”等等。国内也将模具工业称为“永不衰亡的工业”、“点铁成金的行业”、“无与伦比的效益放大器”等等。冲压模具是工业生产的主要工艺装备。只有好的的冲压模具才有好的产品。模具设计与制造技术水平越高说明国家产品制造水平越高，产品创新能力越强，产品的质量和效益越好3。所以为了使本国工业实力更强大，必须了解冲压模具制造技术和未来进步方向，促进新技术的应用，全面提高冲压模具设计和制造水平4。这是我国工业生产中迫切需要解决的问题。本课题根据给定的止动片零件图设计冲压模具，可以训练设计者在冲压产品开发及模具设计的全过程的经验，对将来从事相关的设计和研发工作起到积极的作用。1.3冲压模具国内外的研究现状1.3.1国内冲压模具研究现状边超对我国汽车冲压行业进行了相关的研究与探索，并提出冲压模具在汽车行业中的前景。虽然我国模具设计水平一流，但在生产制造方面还有很大的提升空间，努力创新，提高冲压技术，在国内汽车行业占据优势，提高汽车产量和质量5。陆元三对冲压模具加工过程中的安全问题进行了相关的研究与探索。作者认为必须对体积较小而所受压力大的零件进行强度和刚度校核，以免产生破裂。定位零件必须易于操作，同时也不要有过定位的现象，卸料板不能暴露，需要防护板安装在四周。冲压模具的安全问题至关重要，它直接影响到工人的生命安全6。成建群对冲压模具软件进行了研究与探讨。模具软件客户化之后，能边优化边进行快速设计。企业可以让工程师参与设计，让他们定义各种参数标准。这样将有助于人才的发展与创新，减少人才流动对企业造成的损失，提高企业全球竞争力和创新能力，有助于打造成有竞争力的一流企业7。魏庆声对冲压模具过程中的机械运动进行了相关研究分析。在冲压过程中，机械运动贯穿始终。它与制件的质量和冲压工艺有紧密联系，所以必须有效控制机械的运动。在满足冲压件外形精度要求的情况下，灵活运用机械运动，要敢于创新，不要局限于各类基本结构运动中8。李辉平,栾贻国等对计算机CAD系统的核心部分进行了分析研究。根据成组技术将零件分类,并利用计算机的程序创立零件库，实现了零件与明细表的联动，用最新的三角形法替代图形旋转法来设计圆形凹模9。贾黎明，刘志峰等利用计算机对模具的报价系统进行了研究与开发。该系统通过计算机以及网络的信息化，将报价的各项数据资料进行整合，使模具的报价更透明，模具企业内部信息能够共享，避免投标经验理论，有效地保存历史信息的报价。该数据系统能够随市场的行情进行更新，可以长久使用10。王雪，田军等对模具改造技术进行了研究分析。模具改造技术虽然技术困难多，工期时间短暂，涉及问题多方面，但是收益巨大。一副模具的有效创新可以被有效保存，这样大大减少公司的生产成本，以及冲压生产线中的资金、人力、设备和其他费用。做好模具改造能节约公司成本，加速公司发展，但是在改造过程中遇到无法解决的突发问题时，不能强行进行改变，以免使原来的模具报废11。胡建国对橡胶在模具卸料装置中的应用进行了研究与探讨。橡胶可简化模具结构，方便维修和制造，而且成本不高。用聚氨酯橡胶冲模代替传统用的钢模，制模成本一般下降3/4，模具成本仅为有金属模的40%。橡胶常见的作用有卸料、压边、复位等等，并且橡胶能够承受较大的负荷，制作工艺不难，且安装调试方便，如果在模具设计中正确、巧妙地加以应用，是可以收到很多很好、甚至是意想不到的效果12。我国冲压行业的的发展趋势为以下四点：第一，通过将冲压件的细分，建立大型的冲压配件基地和小型工厂，走上专业化道路。第二，增加资金投入，改进国内落后设备，采用技术，加快冲压生产线的改革，提高生产水平。第三，高校和科研单位为中小型企业的重大项目的开发提供技术支持，通过高校和科研单位与企业产品、设备的联合，有效提高企业创新力，又能迅速产业化。第四，大力推广计算机优化和模拟分析的技术，冲压行业的企业通过信息化技术进行转变提高，加快发展速度，有效提高经济效益。1.3.2国外冲压模具现状Jiang等对用热冲压模具设计超高强度钢车门防撞梁进行了研究。作者们以车门防撞梁为例，介绍了用热冲压模具研制超高强度钢车门防撞梁。他们主要通过设置热冲压模具冷却系统，并且优化实验主要参数，确保模具冲压和淬火的函数。这种防撞梁同时具备了安全性与轻量化13。ABDULHAY.B等对热冲压成形传热进行了相关试验研究。硼钢热冲压淬火能使较薄的机械部件获得较高的机械性能，是一种新型热冲压汽车生产技术。文中作者们通过实验提出一个确定在不同接触压力(2到30MPa)下接触热阻演变的方法14。1.4课题研究的主要内容设计一止动片零件，零件图如图2-1所示:图2-1所示为止动片制件，它的材料是Q235，厚度为2mm，生产批量为大批量。试设计该止动片相应的模具及其主要的零部件，工件结构分析、工艺分析、模具方案的论证、进行总体结构设计、制定主要件的工艺规程、必须的工艺计算、制造工艺以及一定的技术经济分析等。图1-1 止动片零件图2冲压方案设计与总体设计2.1零件的工艺分析(1)工艺性：该零件中间有一个大圆孔，两边有两个小圆孔，外面有多处圆弧，形状对称，外形比较简单。孔径、孔间距和孔边距大于1.5倍料厚，因此，适用冲裁。(2)精度：零件图1-1中标注了公差要求的七个尺寸，由公差表查得其公差要求都属IT12。图2-1上未注公差的尺寸公差为IT14级。(3)材料：材料Q235是普通碳素钢，它是常用的冲压材料，具有良好的塑性，屈服极限为235MPa，适合冲裁加工。综上可知，该止动片零件具备较好的冲裁工艺性，因此采用冲压生产。2.2工艺方案确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可采用以下三种工艺方案：方案一：单工序冲裁，先落料再冲孔。方案二：复合冲裁，落料冲孔同时完成。方案三：次级冲裁，先冲孔再落料。因为方案一不能够适合大批生产，所以不能采用方案一。方案三虽然生产批量大，操作方便，但是不能得到较高的冲压精度。所以也不能采用方案三。然而方案二生产效率较高，冲压精度也比方案三要高，所以采用方案二，即该止动片零件冲压生产采用方案二复合冲裁最佳。2.3排样设计因为从零件图可以大致看出矩形，所以选用直排。查冲压工艺与模具设计表3-3与表3-4，可得搭边值与裁板误差。搭边a1=2mm，侧搭边a=2.5mm，裁板误差mm所以条料宽度B=101mm和送进步距S=39mm。从而确定排样图，排样图如图2-1所示。图2-1止动片排样图根据GB/T708-2006可知，钢板规格选用1010mm950mm。分别计算竖裁法与横裁法的材料利用率。选用竖裁法，可以得到10条宽度为101mm的条料，条料各自可以冲出25个止动片零件。由图2-1可计算出零件的面积A=1616.81mm。则材料利用率为式中一材料利用率；A一个冲裁件的实际面积，单位mm；N一张板料上冲裁件的总数目，单位为个；L板料长度，单位mm；B板料宽度，单位mm。所以同理，如果采用横裁法，综上可知，竖裁法的材料利用率最高，所以最终采用竖裁法。2.4冲裁工艺力计算复合冲裁中总的冲裁力F冲裁=F落料+F冲孔。其中：F落料=KL落料t式中：F落料落料力，单位为KN；L工件外轮廓周长，由CAD计算可得L=226.05mm；t板料厚度，其中t=2mm；板料的抗剪强度（Mpa），查冲裁工艺与模具设计表3-7，取450Mpa；K落料力系数，取K=1.3；所以F落料=KL落料t=1.3226.05235010-3=205.71KNF冲孔=KL冲孔tF冲孔冲孔力，单位为KN；L所有孔的外轮廓周长，由CAD计算可得L=3.1434=106.76mm；t板料厚度，其中t=2mm；板料的抗剪强度（Mpa），查冲裁工艺与模具设计表3-7，取350Mpa；K冲孔力系数，取K=1.3；所以F冲孔=KL冲孔t=1.3106.76 235010-3=97.15KN则总的冲裁力F冲裁=F落料+F冲孔=205.71+97.15=302.86KN2.5计算卸料力、和顶件力F卸=K卸F冲裁式中，F卸卸料力，单位为N；K卸卸料力系数，查冲裁工艺与模具设计表3-8，K卸取0.05。所以F卸=K卸F落=0.05205.71=10.29KNF顶=K顶F冲裁式中，F顶顶件力，单位为N；K顶顶件力系数，K顶取0.06。F顶=K顶F冲裁=0.06302.86=18.17KN2.6压力中心的计算冲裁止动片轮廓如图2-2所示。图2-2止动片轮廓图压力中心计算步骤如下：建立直角坐标系xOy由图2-2可知，止动片的的y方向具有对称性，故压力中心y0=0；止动片的x方向不具有对称性，故：其中: 为压力中心到轴的距离 将以上数值代入公式得： 因为工件冲载力较小，压力中心的横坐标与坐标原点距离很近，所以将模具中心定在坐标原点。 2.7压力机的初选冲裁工序中，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.11.3倍，压力机公称压力压力机初选为：J2360。3模具总体设计3.1模具类型的确定模具的结构分为正装结构和倒装结构。正装结构的复合模结构简单，制造周期短，制造成本低，适用于冲裁平直度要求高和孔边距较小的零件。倒装结构的复合模结构复杂，工件或废料排除麻烦，适用于冲裁外形轮廓较复杂、外形轮廓不对称等零件。根据冲裁工艺方案可以看出工件长而薄，外形简单，冲裁时易弯曲，所以选择正装结构的复合模。3.2定位方式因为导料销销和固定挡料销具有应用广泛，易于生产的优点，同时模具采用的是条料。因此毛坯的送进方向由导料销控制，条料每次送进模具的距离由固定挡料销控制。3.3卸料方式根据卸料力的要求可以设计两种卸料装置。刚性卸料装置一般用在所冲板料厚度较大（大于0.8mm），对制件平面度要求低，卸料力要求比较大的模具。它具有结构简单的优点，缺点是工件平面度较差，容易磨损凸模刃口。弹性卸料装置一般用在所冲板料厚度较小（厚度小于或者等于2mm），卸料力要求较小、平面度要求较高。尽管构造复杂，但是薄料工件平面度很高，易于操作。由于止动片平面度要求较高，厚度较薄，所以选择弹性卸料装置最佳。3.4出件方式采用上出件，这是正装式复合模最方便、最有效率的出件方式。3.5送料方式因压力机是开式的，故选用纵向送料的方法。3.6选择导向方式由于冲压精度不高，所以冲模滑动导向模架为首选。冲模滑动导向模有对角导柱模架、后侧导柱模架、四导柱模架和中间导柱模架。对角导柱模架的特点及应用：上模座能够在导柱上定向滑动，导向精度较高。通常在单工序冲载模和复合模选用横向或者纵向送料时使用，但是取放工件不方便。后侧导柱模架的特点及应用：易于操作和送料，导套和导柱易磨损，模具无法长期使用。四导柱模架的特点及应用：导向平稳，导向精度高。通常用在冲压高精度或者较大尺寸的零件的模具上。中间导柱模架的特点及应用：导向精度较高，易于取放工件，节省条料。通常用于纵向送料的冲压复合模。由于模具采用纵向送料方式，同时为获了得较高的加工质量，延长模具使用寿命和便于取放工件，故采用中间导柱模架。4模具零件设计4.1工作零件尺寸计算4.1.1落料模具刃口尺寸计算因为制件的轮廓简单，所以采用配合加法进行计算。落料时以凹模为基准计算，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大。由于零件有平面度的要求，这里选用ii类冲裁间隙，查冲压工艺与模具设计表3-20得，C=（3-7）%t,即cmin=0.032=0.06mm，cmax=0.072=0.14mm。通过查冲压工艺与模具设计表3-24得，式中，x为磨损系数。查冲压工艺与模具设计表3-24得，当圆形工件公差0.24时，x=0.75；当圆形工件公差0.24时，x=0.5。尺寸：尺寸：尺寸：尺寸：落料部分相应的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证其最小间隙值和最大间隙值在0.12mm0.28mm之间。4.1.2冲孔模具刃口尺寸计算因为凸模为圆形，故采用分开加工方法来计算，计算过程如下：因为制件需要较高的平面度，故采用ii类冲裁间隙，查冲压工艺与模具设计表3-20得，C=（3-7）%t,即cmin=0.032=0.06mm，cmax=0.072=0.14mm。查冲压工艺与模具设计表3-24得：磨损系数x=0.75。，孔：查冲压工艺与模具设计得：校核： 满足：条件孔：查冲压工艺与模具设计得，校核： 满足： 条件孔：查冲压工艺与模具设计得，校核：，满足： 条件4.1.4孔中心尺寸计算4.2卸料装置中弹性元件的计算4.2.1弹性元件橡胶的设计由于橡胶支撑载荷大，易于安装，所以使用橡胶作为弹性元件。聚氨脂橡胶和合成橡胶可用于卸料，但是聚氨脂橡胶具有更好的性能，故选用聚氨脂橡胶，外形是圆筒形，假定数量为n=4。2）确定橡胶的自由高度其中：卸料板工作行程；凸凹模凹进卸料板的深度1mm；凸凹模冲裁后进入凹模的深度3mm；t材料厚度2mm。H工=h工+h修=6+（510）=11mm其中：橡胶工作行程；为凸凹模修模量，取5mm；综合上述，=（3.54）H工=（38.544）mm，查GB2867.9-8得，取H0=40mm。（3）确定橡胶的预压缩量（4）每个橡胶承受的载荷选用四个圆筒形橡胶F1=F卸/4=10290/4=2572.5N（5）橡胶的外径Dd圆筒形橡胶的内径。采用8mm直径的卸料螺钉，10mm直径的螺钉孔，。 将上述数据代入得，查GB2867.9-8得，取D=60mm。（6）校核橡胶的自由高度橡胶的高径比为0.67，在范围内，故选用的橡胶符合要求。橡胶的装模高度约为。查GB2867.9-8得，最终确定其结构图如图4-1：图4-1橡胶5工作零件的设计5.1凸凹模的设计为易于装配修模，将凸凹模设计成阶梯式以提高凸凹模刚性及强度。凸凹模总长H：式中，凸凹模固定板厚度，单位mm；橡胶安装高度，单位mm；=0.9H0=36mm；弹性卸料板厚度，单位mm；凸凹模凹进弹性卸料板厚度，单位mm。其结构如图5-1所示：图5-1凸凹模5.2落料凹模的设计5.2.1凹模的结构形式及固定方式凹模有三种不同的结构形式。整体式凹模是普通冲裁模最常用的结构形式，优点是模具结构简单、强度较好，装配方便，适用于中小型冲压模具。缺点是一旦刃口局部磨损或损坏就需要整体更换，同时成本较高。组合式凹模的优点是节省材料；模具刃口磨损后，只需要更换凹模，维修方便，降低维修成本。镶块式凹模便于加工，便于替换易损部分，节省模具加工成本，适用于外形复杂的制件。根据以上分析，选择整体式凹模。同时整体式凹模有矩形和圆形两种，因为冲压件外形比较接近矩形，所以选择矩形凹模，通过销钉和螺钉与下模座固定。5.2.1凹模外形尺寸计算式中，H为凹模的厚度，单位为mm；b为工件的最大外形尺寸，单位为mm，b=96mm；K为系数，查冲裁工艺与模具设计表3-29选用，K=0.28；c为凹模壁厚，单位mm；Da、Db为凹模刃口尺寸，单位mm；L为凹模的长度；B为凹模的宽度；所以，凹模的厚度H=kb=0.2896=26.88mm，取H=28凹模壁厚，取c=45mm凹模的长度，凹模的宽度 。上述是理论的尺寸，查，凹模外形数据应为。同时，孔与孔之间的距离不能太小，必须大于5mm，防止强度降低，螺纹孔与边缘的距离要大一点，以确保定位可靠。5.2.2凹模强度校核以T10A为材料。根据凹模厚度，查选的螺钉。凹模的必须有较大厚度，以免发生较大变形和破裂。校核的近似公式：式中：许用弯曲应力，单位MPa，取值在之间；F冲载力，单位N；H凹模厚度，单位mm，厚度根据冲裁力决定，取H=28mm；下模座长方孔尺寸，单位；符合要求落料凹模结构图如图5-2所示：图5-2落料凹模5.3冲孔凸模的设计5.3.1凸模的结构形式及固定方式凸模的结构可分为直通式、阶梯式。直通式适用于模具工作部分形状较大且较复杂，台阶式适用于模具工作部分形状较小。根据分以上析，采用台阶式结构。台肩固定安装与拆卸方便，能承受比较大的冲击力；铆钉固定不易装配；粘结剂浇注固定不适合圆形凸模固定。综上所述可知采用台肩固定最合适。5.3.1凸模长度计算凸模的长度计算公式如下：式中，凸模固定板厚度；单位mm；卸料板厚度，单位mm；t冲料板的厚度，单位mm；增加的长度，单位为mm，一般取1020mm。5.3.2凸模的材料选用及校核以T10A为材料。有三个冲孔凸模，只需校核最小冲孔凸模尺寸的强度和刚度。凸模安全使用的条件： 在凸模刃口的压应力，单位MPa；材料厚度，单位mm；被冲材料的抗剪强度，单位MPa；凸模最小直径，单位mm；凸模的许用压应力，单位MPa；取。孔的校核： 符合要求。（4）刚度校核：根据冲裁工艺与模具设计表3-28，凸模允许的最大自由长度L校核公式： L为凸模允许的最大自由长度，实际设计中取L为55mm58.41mm，所以刚度符合要求。冲孔凸模的结构如图5-3、5-4、5-5所示。图5-3冲孔凸模I图5-4冲孔凸模II图5-5冲孔凸模III5.4模具其他零件设计5.4.1卸料板的设计卸料板的平面外形尺寸取与凹模板相同尺寸，厚度可以取凹模厚度的倍，所以取整数，孔与孔之间的距离为，轮廓尺寸为，根据冲件料厚确定取卸料板与凸模的单边间隙为。销钉孔与螺钉孔之间的距离不能太小，以防强度降低，螺钉孔与刃口间的距离要大一点，以确保定位可靠，具体数据通过最新模具标准应用手册表6-31确定。材料为Q275，其结构如图5-6所示。图5-6卸料板5.4.2垫板的设计垫板能够减小冲压力，增加凸模强度。但实际使用时模具中是否要设置垫板可按下式校核。式中：凸模端面的压应力，单位MPa；模架材料的许用应力，单位MPa；垫板采用45号钢为材料，根据凹模的外形及尺寸进行设计，厚度取范围内，热处理硬度为，模具中一共需要三块垫板。式中：P凸模承受的冲压力，单位为N；A凸模最小的截面积，单位为mm2。采用铸铁HT200作为模板材料，则，故必须有垫板分散冲压力。销钉孔与螺钉孔之间的距离不能太小，以防强度降低，螺钉孔与刃口间的距离要大一点，以确保定位可靠15。同时根据孔与孔之间的位置安装凹凸模垫板、冲孔垫板和落料凹模垫板。其结构如图5-7、5-8、5-9所示。图5-7凸凹模垫板图5-8冲孔垫板图5-9落料凹模垫板5.4.3固定板设计凸模（凸凹模）固定板采用与凹模的外形相同的尺寸。厚度取凹模厚度的倍，取，取整数（凸凹模固定板取，即，取整数）。固定板上的安装孔与凸模（凸凹模）采用配合，安装后将凸模（凸凹模）端面与固定板一起磨平，装配可采用2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致。固定板材料推荐采用45钢，热处理至硬度2832HRC，结构如图5-9和5-10所示。图5-9凸凹模固定板图5-10凸模固定板5.5模架的选择5.5.1模座的设计模座有上模座和下模座。他们的作用是用于装配和支撑上模或下模所用的零部件。因此，选择模架主要考虑强度和刚度。如果强度或刚度不足，会导致模座被破坏或模具工作零件和导向零件迅速磨损。参照GB/T2855.1-2008设计模架。凹模的长度比矩形模座的长度短，宽度小于或等于凹模板的宽度，凹模板的直径比圆形模座的直径小，但需要给安装导柱、导套留下足够的位置。矩形上模座的厚度取50mm。根据模座的受力可知，上模座比下模座的厚度薄一些，差值在左右。上模座如图5-11、下模座如图5-12所示。图5-11上模座图5-12下模座5.6导柱、导套及模架的选用根据导柱与导套组合关系的不同可以分为两种组合。滑动导柱、导套适用于普通的冲压模具，滚珠导柱、导套适用于高速精密级进模。根据冲裁间隙选择滑动导柱、导套。导柱的标准号为A型（GB2851.5-2008），其尺寸为，导套的准号为A型（GB2851.3-2008），其尺寸为。导柱和导套的材料采用T10A。模柱、模套、模架结构如下图5-13、图5-14、图5-15、图5-16、图5-17所示。图5-13导套I图5-14导套II图5-15导柱I图5-1导柱II图5-17模架5.7其他零件的设计5.7.1模柄的设计模柄能够使模具的上模固定在压力机滑块上，模柄的选用依据是压力机模柄孔的直径，必须使压力机模柄孔的直径等于模柄直径。由于采用J23-63压力机，所以模柄孔的直径为。深度为。标准模柄与上模座固定方式的种类有多种。根据装配方式，选择旋入式模柄（JB/T 7646.2-2008），通过螺纹与上模座连接，并加螺钉防止松动。旋入式模柄的特点是拆装方便，适用于中、小型冲模。其结构如图5-18所示。图5-18模柄5.7.2导料销的设计采用两个导料销，将其固定在凹模面上，由于是纵向送料，所以固定在左侧。5.7.3卸料螺钉的选用查标准GB/T7650.5-94，采用4个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为。5.7.4定位零件的设计（1）挡料销的选用采用一颗挡料销固定在凹模上。查标准JB/T7649.10-2008，选取直径为10mm的固定挡料销，挡料销的选用依据是料厚。固定挡料销的操作方法是送料时使挡料销的头部挡住搭边进行定位，冲裁结束后人工将条料抬起使其头部越过搭边再次送料。其结构图如图5-19所示。图5-19挡料销(2） 销钉与螺钉的选取选用内六角圆柱头螺钉和圆柱销钉。通常模具中螺钉、销钉的直径相同，规格大小可依凹模厚度确定。根据凹模厚度采用的圆柱销钉，上模座采用的圆柱销钉，数量是两颗。下模座采用的圆柱销钉，数量是两颗。（3） 凹模厚度采用M8的内六角螺钉，上模座采用四颗的内六角螺钉，数量是两颗。下模座采用的内六角螺钉，数量是四颗。5.7.5推件装置 采用刚性推件装置。因为刚性推件装置推件力大，工作可靠。（1）推杆通过查标准GB2867.181，采用A型标准带肩推杆三件.推杆I ,如图图5-20所示。推杆II ，如图图5-21所示。推杆III ，如图图5-22所示。图5-20推杆I图5-21推杆II图5-22推杆III（2）打料板通过查标准JB/T 76502008，采用B型打料板一件，结构如图5-23所示。图5-23打料板5.7.6顶件件装置 （1）顶杆通过查标准JB/T7650.3-2008，采用标准顶杆两件，如图5-24所示。图5-24顶杆（2） 顶件块顶件块外形与凹模为间隙配合，内孔与凸模为非配合关系。其结构如图5-25。图5-25顶件块（3） 双头螺柱通过查标准GB/T901-88，双头螺柱选用M12x90。（4） 六角螺母通过查标准GB/T3103.1-1982，六角螺母选用M12。（5） 托板通过查标准JB/T76502008，采用A型托板两块，厚度为4.5mm,直径为122mm。6压力机的校核6.1压力机的校核6.1.1公称压力 初选压力机J2360，其压力大于1.3倍的冲裁压力，故压力符合要求。6.1.2滑块行程次数 滑块的行程次数为45次/分。因为是人工送料，和大批量生产，故速度不可过快，故符合要求，得以校核。6.1.3工作台面的尺寸 工作台面长和宽为，下模座长和宽为，且每边留出，即,故符合要求，得以校核。6.1.4滑块模柄孔尺寸 压力机的模柄孔直径为，深度为，设计的模柄直径为，深度为。故满足要求，则得以校核。6.1.5闭合高度由压力机型号可知道，(M是封闭高度调节量/mm，Hd是压力机垫板厚度/mm)模具的闭高度为： 校核公式：即 ,所选压力机符合要求，得以校核。7总装图及工作原理图7-1装配图1六角螺母；2橡胶I；3托板；4下模座；5圆柱销；5圆柱销；6冲孔垫板；7凸模固定板；8落料凹模垫板；9落料凹模；10导套；11导柱；12上模座；13橡胶II；14凸凹模固定板；15凸凹模垫板；16内六角螺钉I；17圆柱销；18打料板；19模柄；20打杆；21内六角螺丝；22推杆I；23推杆II；24推杆III；25凸凹模；26卸料板；27卸料螺钉；28导套；29导柱；30顶件块；31冲孔凸模III；32冲孔凸模II；33冲孔凸模I；34顶杆；35双头螺柱；36导料销；37挡料销；工作原理：如图7-1为正装冲压复合模。落料凹模9和凸模31、32和33安装在冲模的下模部分，凸凹模25安装在上模。条料沿两个导料销36从前向后送进，采用挡料销37控制送料步距，当条料到达指定位置时，压力机滑块开始下移时，模具同时进行冲孔和落料。冲裁结束，条料会箍在凸凹模上，由弹性卸料装置卸料，冲孔废料卡在凸凹模的孔中，由刚性推件装置将废料推出凸凹模，工件会卡在落料凹模的洞口中，弹性顶件装置将工件顶出落料凹模洞口。第二次冲裁前必须清除废料和工件才能进行。8冲压模具零件加工工艺的制定8.1落料凹模加工工艺过程 落料凹模加工工艺过程如表8-1所示。表8-1落料凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成长方体：2热处理退火3铣铣六面，厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸钻孔 加工好孔，配作落料凹模达要求铰孔 铰销钉孔到要求攻丝 攻螺纹丝到要求钻床6热处理淬火、回火，保证达到7平面磨精磨上、下平面平面磨床8线切割割凹模洞口，并留0.05mm余量9钳磨各配合面达要求10检验8.2冲孔凸模加工工艺过程小孔冲孔凸模加工工艺如表8-2所示表8-2冲孔凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料锻件：2热处理退火3车车外圆达到配合尺寸与工作尺寸达要求车床4热处理调质5磨削磨削外圆尺寸，留余量0.3mm6线切削切割工作端面顶尖孔，尺寸到55mm，留余量0.3mm线切割机床7热处理淬火、回火，保证达到8磨削精磨外圆、端面至Ra0.8um，保证端面与轴线垂直平面磨床9钳磨各配合面达要求10检验备注:其他两个冲孔凸模的加工按表8-2。8.3凹凸模加工工艺过程 凹凸模加工工艺如表8-3所示表8-2凹凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料锻件（退火状态）：2粗铣铣六面见光铣床3车按要求车凸模高度方向的台阶，留余量0.3mm车床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳划线 划凸模轮廓线并划凹模洞口中线钻孔 加工好孔，配作落料凹模达要求钻床6热处理淬火至硬度达6064HRC7平磨精磨上、下平面平面磨床8线切割根据图切割孔，留研磨余量0.010.02mm线切割机床9钳研配研凸凹模并配入凸模固定板研各侧壁到0.8um钻床10平磨磨高度到要求平面磨床11钳工精修全面达到技术要求8.4凸模固定板加工工艺过程凸模固定板加工工艺过程如表8-4所示表8-4凸模固定板加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备1备料气割下料2热处理调质至硬度2428HRC3粗铣粗铣六面至尺寸铣床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳划线 划凸模固定孔、销钉孔、螺钉孔的中心线，钻孔 凸模固定孔、螺钉孔和销钉孔达要求钻床6线切割根据图切割孔，留0.010.02mm研余量线切割机床7铣铣凸模固定孔背面沉孔到要求铣床8钳研配凸模9平磨磨模厚度到要求平面磨床10钳工精修全面达到设计要求11检验8.5凸凹模固定板加工工艺过程 凸凹模固定板加工工艺过程如表8-5所示。表8-5凸凹模固定板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料气割下料2热处理调质至硬度2428HRC 3粗铣铣六面达，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直铣床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳划线 螺纹孔、销钉孔中心线，凸凹模固定孔轮廓线钻孔 螺纹底孔、凸凹模孔达要求攻丝 攻螺纹底丝到要求钻床6线切割按图割各型孔，厚度留单边磨量0.010.02mm平面线切割机7钳将凸凹模配入安装固定孔8平磨磨厚度到要求平面磨床9钳工精修全面达到设计要求8.6卸料板加工工艺过程 卸料板加工工艺过程如表8-6所示表8-6卸料板加工工艺过程 工序号工序名称工序内容设备1备料气割下料2热处理调质至硬度2428HRC 3粗铣铣六面达，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直铣床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳划各型孔、螺孔、销孔位置并划漏孔轮廓线钻床6线切割割型孔到要求平面线切割机7钳型孔与凸凹模装配定位钉与定位钉装配螺纹孔与螺钉装配8平磨磨厚度到要求平面磨床9钳工精修全面达到设计要求8.7凸凹模垫板加工工艺过程 凸凹模垫板加工工艺过程如表8-7所示表8-7凸凹模垫板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料锻件（退火状态）：2粗铣铣六面达，并使两大平面和相邻两侧基本垂直铣床3平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床4钳划线 螺纹孔中心线、销钉孔中心线钻孔 钻螺纹孔，销钉过孔钻床5热处理淬火至硬度：5458HRC6平磨磨两大平面厚度达要求平面磨床7钳工精修达到全面设计要求8.8冲孔垫板加工工艺过程 冲孔垫板加工工艺过程如表8-8所示。表8-8冲孔垫板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料锻件（退火状态）：2粗铣铣六面达，并使两大平面和相邻两侧基本垂直铣床3平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床4钳划线 螺纹孔、销钉孔中心线钻孔 钻螺纹孔、销钉孔到要求钻床5热处理淬火至硬度：5458HRC6平磨磨两大平面厚度达要求平面磨床7钳工精修达到全面设计要求8.9落料凹模垫板加工工艺过程 落料凹模垫板加工工艺过程如表8-8所示。表8-9冲孔垫板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料锻件（退火状态）：2粗铣铣六面达，并使两大平面和相邻两侧基本垂直铣床3平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床4钳划线 螺纹孔、销钉孔中心线钻孔 钻螺纹孔、销钉孔到要求钻床5热处理淬火至硬度：5458HRC6平磨磨两大平面厚度达要求平面磨床7钳工精修达到全面设计要求结论本次设计的主要任务是止动片冲压模具设计。最终所设计的