踏板落料冲孔模具设计毕业论文.doc

重庆理工大学毕业论文 踏板落料冲孔模具设计踏板落料冲孔模具设计毕业论文目录摘 要Abstract绪 论 1冲压成形理论及冲压工艺方面 1冲模是实现冲压生产的基本条件 1冲压设备和冲压生产自动化方面 2冲压标准化及专业化生产方面 31汽车踏板的工艺分析及工艺方案的确定 41.1汽车踏板的工艺性分析 41.2汽车踏板的工艺方案的确定 52 模具结构形式的确定 72.1 模具类型的选择 72.2 操作方式 72.3 卸料方式 72.4 确定送料方式 82.5 确定导向方式 83 模具总体设计 104汽车踏板模具压力机选择及模架的确定 114.1确定模具结构 114.2计算冲裁力，初选压力机规格 114.3凹模周界的确定 134.4模架尺寸的选用 135汽车踏板模具主要设计计算 145.1排样 145.2冲孔凸模刃口尺寸及公差的计算 175.2.1冲孔凸模1刃口尺寸及公差的计算 185.2.2冲孔凸模2刃口尺寸及公差的计算 195.2.3冲孔凸模3刃口尺寸及公差的计算 205.3凹凸模尺寸设计 215.3.1外形落料件的计算 225.3.2冲内孔件的计算 225.4落料凹模尺寸的设计 245.5推件零件的设计 255.5其他零部件的结构设计 276模具的技术要求及材料的选用 296.1冷冲模材料的性能 296.2冷冲模材料的选择原则 306.3弹性元件的选用及计算 306.4冲模零件材料选用及热处理 327汽车踏板落料冲孔模具装配图 338运动仿真 35总 结 37致 谢 38参考文献 39文献综述 4045冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。冲模是实现冲压生产的基本条件在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2m，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25m，进距精度23m，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为15000-40000r/min）,加工精度一般可达10m，最好的表面粗糙度Ra1m），而且与传统切削加工相比具有温升低、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。冲压设备和冲压生产自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。冲压标准化及专业化生产方面模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。1汽车踏板的工艺分析及工艺方案的确定 1.1汽车踏板的工艺性分析图1-1 踏板零件图图1-2 踏板 UG 截图冲压工序：落料、冲孔生产批量：大批量；材 料：Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁；材料厚度：1.5mm；结 构：该工件属一般落料冲孔件且为对称结构，四个圆孔在一定的公差范围内，结构相对简单；精 度：四个圆孔控制在一定的公差范围内，其余尺寸精度较低，对工件厚度变化也没有作要求，普通冲裁完全能满足要求。1.2汽车踏板的工艺方案的确定方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔-落料级进冲压。级进模生产。方案三：落料-冲孔复合模冲压。复合模生产。表1-3 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，但不能满足汽车踏板孔的精度要求，模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，可生产出平直度好且具有良好的剪切断面的产品。复合模 成本少、生产周期短且材料利用率高。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案三最佳。2 模具结构形式的确定2.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合模方式冲压，所以模具类型为复合模。2.2 操作方式零件的生产批量为大批量，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。2.3 卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为0.5mm相对较薄，卸料力较小，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，所以采用弹性卸料，如图图2-1 卸料装置。 图2-1 卸料装置2.4 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用纵向送料方式，即由下向上送料。如图2-2图2-2 送料方式模具俯视图2.5 确定导向方式方案一：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。两导柱，导套分别装在上、下模座后侧，凹模面积是导套钱的有效区域。可用于冲压较窄条料，且可用边角料。送料及操作方便，可纵向、横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜用于大型模具，因由弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平稳。方案二：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。导向的各种方式如图2-3可见 ： 图2-3 导向模架根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级复合模采用后侧导柱模架的导向方式，即方案一最佳。 模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的和种类很多，要根据模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合适的模架。模架的选择可从实用模具技术手册P192页选择标准架。根据查阅的内容及分析，此级进模可选用对角导柱模架导、导柱安装在后侧，有偏心裁荷时容易歪斜，滑动不够平稳，可从左右前三个方向关料操作比较方便。常用于一般要求的小型工件的冲裁和拉深模。所选模架的结构及尺寸关系如图2-4所示：其余尺寸见上下模座零件图，可以冲压手册冲压模具常用标准件选择。 1上模座 2下模座3导柱 4导套图2-4 后侧导柱模架3 模具总体设计 3-1 模具主视图 3-2 模具装配图4汽车踏板模具压力机选择及模架的确定4.1确定模具结构导向：导柱、导套式 滑动式后侧导柱模架卸料：弹性卸料 冲孔出料：下出料定位：导料销定位4.2计算冲裁力，初选压力机规格该制件采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模。 冲裁力。 冲裁力（N）； 冲裁周边长度的总和(mm)； 板料厚度(mm)； 材料的抗剪强度（Mpa）， ； 材料的抗拉强度（Mpa）。考虑模具间隙的不均匀，刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般去K=1.3。通过前面的“汽车踏板CAD图 ”标注尺寸，计算可得 ：，由给定条件可知：，查工具书可得：。 所以 卸料力。 卸料力系数。 查冲压模具设计手册表1-12取 故 留在凹模洞口内的件数； 推件力系数。查冲压模具设计手册表1-12取， 故选择冲床时的总冲压力为: 确定模具压力中心。因为该汽车踏板为沿中心线对称不为点对称图形，由UG-分析-质量属性，可得沿孔一端边界水平距离为82mm处为该汽车踏板的压力中心。 初选压力机公称压力： 取系数为1.3则： 初选开式压力机型号J23-100公称压力1000，由模具设计手册压力机的主要工艺参数如下：公称压力：1000KN最大装模高度：300mm滑块行程: 140mm行程次数: 60次/分最大闭合高度：400mm工作台尺寸：前后600mm 左右400mm模柄孔尺寸：直径60mm 深度75mm4.3凹模周界的确定根据零件的形状，凹模外形采用矩形凹模厚度： =KB，且大于15mm，查表K=0.22则： =KB=0.19X180=34.2mm ，取为36mm 涂抹壁厚c： C=(1.52) =(5472),取为60mm 凸模长L： L=b+2c= 凸模宽B: 查表得凸抹的外形尺寸315mm250mm4.4模架尺寸的选用该设计所选压力型号J23-100公称压力1000，最大装模高度：300mm则由表滑动导向后侧导柱模架规格表选用模架规格BLH为250315（275-320）则上模座、下模座、导柱、导套所选用的零件件号、名称及标准编号。表4-1 滑动导向后侧导柱模架规格编号名称件号规格1上模座GB/T 2855.5-1990315x250x552下模座GB/T 2855.5-1990315x250x703导柱GB/T 2861.1-199040x2604导套GB/T 2861.1-199040x140x53图4-1 后侧导柱模架5汽车踏板模具主要设计计算5.1排样在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义。在模具设计中，排样设计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的利用率、制件质量、生产率与成本以及模具寿命等。所以排样工作的好坏是左右冲裁经济效益的重要因素之一。 冲裁所产生的废料分为两种：一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾产生的废料，它取决于冲压方式和排样方式，称为工艺废料。 提高材料利用率最主要的途径是合理排样，使工艺废料尽量小。另外在满足工件使用要求的前提下，适当地改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。 (1). 搭边 排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边。搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能出现“啃刀”现象或冲裁时被拉断，有时还会拉入模具间隙中，损坏模具刃口，从而影响模具寿命。 搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能 硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸 尺寸大或带有突尖的复杂形状时，搭边要取得大些。 材料厚度 薄材料的搭边应取得大些。 送料方式及挡料方式 用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。(2). 排样方法 常用的排样方法有三种： 废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高。 少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。 无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。 少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高。但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点，并且工件须具有一定的形状，才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。 根据本零件的特点，适合采用废料直排的方式,这样不仅使冲出的零件达到质量要求，还可以在一定程度上提高材料的利用率。 综上所述：计算条料宽度及确定步距查表2-1确定两工件间按圆形取搭边值,侧边搭边值，进料步距为119(mm)。有定距侧刃时的条料宽度确定：条料宽度按照相应的公式计算 查表2-2 式中，B 条料宽度；D 工件展开宽度；a 侧边搭边值； 条料公差值； 条料与导料板之间的间隙，一般薄料时取 (薄料2mm)；故计算得： 导料销的入端导料宽度： (查表得，式中)；画出排样图，如下图所示，采用从右至左送进方式。表5-1 搭边值和侧边值的数值材料厚度t（mm)圆件及类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩形或类似矩形制件长度50工件间a侧边a1 工件间a侧边a1工件间a侧边 a10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.611.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.7图5-1 工件排样图（3） 计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率/BS100% 公式（6-3）式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则：1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3) 、 模具结构简单、寿命高。4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。一个步距内冲裁件的实际面积，运用CAD软件，工具-查询-面积： A=120.12mm2所以一个步距内的材料利用率=BS100% 公式（6-4） =12990.78(180119)100% =60.64%根据计算结果知道选用直排材料利用率可达60.64%，满足要求5.2冲孔凸模刃口尺寸及公差的计算冲孔凸模公称尺寸计算公式： 冲孔凸模公称尺寸，mm ； 冲孔件最小极限尺寸，mm ； 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，可以按下列关系取值。 当制件公差为IT10以上，取； 当制件公差为IT11到IT13，取； 当制件公差为IT14取。 凸模制造公差。5.2.1冲孔凸模1刃口尺寸及公差的计算查公差配合表得：13为IT12级，取；设凸分别按IT6级加工制造，则： 冲孔凸模1长度L的确定：考虑到固定板厚度、露出部分的长度及自身强度等因素，可确定凸模长度为 图5-2 凸模1UG截图图5-3 凸模1零件图5.2.2冲孔凸模2刃口尺寸及公差的计算查公差配合表得：12为IT12级，取；设凸分别按IT6级加工制造，则： 冲孔凸模1长度L的确定：考虑到固定板厚度、露出部分的长度及自身强度等因素，可确定凸模长度为 图5-4 凸模2UG截图 图5-5 凸模2零件图5.2.3冲孔凸模3刃口尺寸及公差的计算查公差配合表得：12为IT12级，取；设凸分别按IT6级加工制造，则： 冲孔凸模1长度L的确定：考虑到固定板厚度、露出部分的长度及自身强度等因素，可确定凸模长度为 图5-6 凸模3 UG截图 图5-7 凸模3 零件图5.3凹凸模尺寸设计汽车踏板冲裁零件如下图所示，材料为Q235，材料厚度t=1.5mm 图5-8 工件零件图由零件图可知，该零件属于无特殊要求的一般落料冲孔件，五个孔由冲孔获得，其余尺寸均由落料获得。查表4-10 冲裁模初始双面间隙Z得，则5.3.1外形落料件的计算落料时以凹模为基准，配作凸模，由图可以看出凹模磨损后尺寸变大则计算如下表以落料凹模为基准的刃口尺寸计算表：表5-2 以落料凹模为基准的刃口尺寸计算表凹模磨损后尺寸零件尺寸及公差刃口尺寸计算公式磨损系数刃口尺寸及公差180精度66精度15精度47精度R10精度79精度43精度R15精度5.3.2冲内孔件的计算冲孔时以凸模为基准，配作凹模。由图可以看出凸模磨损后尺寸有两种磨损情况变大，不变。则计算如下表以冲孔凸模为基准的刃口尺寸计算表：表5-3 以冲孔凸模为基准的刃口尺寸计算表凸模磨损后尺寸零件尺寸及公差刃口尺寸计算公式磨损系数刃口尺寸及公差13精度取5精度取R6精度取25精度取15C97C凹凸模刃口尺寸如图5-9 凹凸模刃口尺寸零件图：图5-9 凹凸模刃口尺寸零件图考虑到固定板厚度、露出部分的长度及自身强度等因素，可确定凹凸模长度为图5-10 凹凸模UG截图图5-11 凹凸模零件图5.4落料凹模尺寸的设计(1). 落料凹模外形尺寸的确定 落料凹模厚度H的确定: (但必须，如果按公式计算出的结果小于15，就按15定)。式中， 系数，见下表。 冲裁件最大的外形尺寸。表5-4 系数K值b/mm料厚t/mm0.512330.30.350.350.420.60.20.220.220.280.420.150.180.180.20,30.10.120.120.150.22根据上述条件，凹模厚度确定为：。 落料凹模壁厚C的确定: (但算出的结果必须，级进模由于多数冲薄料，可取)。故，考虑到落料凹模上螺纹孔和销钉孔的分布情况及保证凹模有足够的强度，壁厚确定为： 。(2). 凸、凹模间隙的确定：精冲凸、凹模间隙很小，一般双边间隙进为材料厚度的。确定精冲凸、凹模间隙值是依据板料厚度、材料性能、零件的形状等。板料薄、塑性差、冲外形的取小值；反之取大值。参考值件冲压模具设计手册表2-18 精冲模具凸、凹模刃口间隙值（双面）。(3). 凸凹模刃口圆角半径的确定：落料凹模圆角半径一般取，冲孔凸模圆角半径一般取以下，在实际生产中，宜先取较小值试冲。当加大压料力还不能得到理想断面时，再加大圆角半径。 5-12 落料凹模零件图 5-13 落料凹模UG截图5.5推件零件的设计(1). 卸料零件的设计设计卸料零件的目的，是将冲裁后卡在凸模上或凸凹模上或凹模上的制件或废料卸掉，保证下次冲压时能正常进行，常用的卸料方式有以下几种： 弹性卸料板 弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁料厚在1.5mm以下的板料。由于有压料作用，冲裁比较平整。弹压卸料与弹性元件、卸料螺钉组成弹性卸料装置，卸料板与凸模配合的单边间隙选择，若弹压卸料板还要起到对凸模的导向作用，二者的配合应小于冲裁间隙。弹性元件的选择应满足卸料力和冲模结构要求。本副模具的卸料板如下图所示： 5-14 卸料板本副模具的推件块如下图所示： 5-15推件块5.5其他零部件的结构设计 5-15 下模座 5-16 上模座 5-17 垫 板5-18 凹凸模固定板6模具的技术要求及材料的选用利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本，是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。6.1冷冲模材料的性能冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有以下几个方面的性能： 应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、抗弯强度等。其中硬度是模具重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC，强度和抗弯强度才能保证，模具才会具有较高的变形能力。 应具有较高的断裂抗力：主要抗力指标有材料的抗冲击性能、抗压强度、抗弯强度、 断裂抗力等。冲击载荷下抵抗模具产生裂纹的性质也是作为防止断裂的一个重要依据，模具材料基体中碳含量越高，冲击韧性越高。故载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷的细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，可在硬度高的材料表面上均匀涂抹大量细小硬的碳化物。在相同硬度下提高钢的耐磨性可减小模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用刮痕凹槽等。 应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工工艺性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。6.2冷冲模材料的选择原则 要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料。 要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素，包括：a 为防模具开裂，要选用韧性好的材料。b 为防磨损，应选用合金元素高的材料。c 对于大型冲模应选用淬透性好的材料。d 为保持钢材硬度性能，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢。e 为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 要根据制品批量大小，以最低成本的选材原则选用：对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。 要根据冲模零件的作用选择：凸、凹模模具应选用优质的钢材制作，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。 要根据冲模精密程度选用：在制造小型精密模具而又复杂时，可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。综合考虑以上因素，根据中国模具设计大典推荐的优先模具材料，冲孔凸模、落料凸模、凹模都选用淬火变形小的Cr12模具钢进行热处理。6.3弹性元件的选用及计算选用聚氨酯橡胶做弹性元件，已知： 根据模具的安装空间，取圆筒形聚氨酯橡胶6个，则每个橡胶承受的预压力为： 取 由橡胶压缩量与单位压力的关系表得 则橡胶的横截面积为： 设卸料螺钉直径为8mm，橡胶上螺钉直径为12mm，则有： 求得橡胶外径： D= 为保证足够的卸料力，取D=40mm。 橡胶的自由高度： 橡胶的安装高度 卸料板的工作行程 凹模或凸模刃磨量 因为 0.5所选橡胶符合要求。橡胶的安装高度： 6-1 橡胶UG截图橡胶压缩量与单位压力的关系压缩量/10101520253035单位压力p/MPa聚氨酯橡胶1.12.54.25.6合成橡胶0.260.50.741.061.522.16.4冲模零件材料选用及热处理冲模零件材料选用及热处理标准，见下表。 表6-1 冲模零件材料选用及热处理标准零件名称选用材料牌号热处理硬度HRC上、下模座HT200时效或回火模柄Q235淬火，回火垫板45淬火，回火卸料板Q235淬火，调质凹凸模Cr12淬火、回火凹凸模固定板Q275淬火、调质凸模固定板Q275淬火、调质导料板Q275淬火、回火推件块Q275淬火、调质打杆45淬火，回火螺钉、销钉45淬火、回火7汽车踏板落料冲孔模具装配图图7-1 总装配图 图7-2 透视图图7-2 爆炸视图8 运动仿真（1）打开UG NX 8.0，新建文件名为FZ-1-2的仿真文件，再点击-，在栏中点出菜单。（2）在装配栏中点击出，将文件名为ZP-1-2的装配文件加载到选择栏中。（3）点击进入仿真模式，在运动导航器中新建仿真。在环境菜单中单击运动学，点确定。连杆的创建图8-1 连杆的创建运动副的创建，主要是滑动副图8-2 创建滑动副模型检查图8-3 模型检查解算方案图8-3 解算方案运动仿真,生成AVi格式视频 总 结历经了近四个月的注塑模具毕业设计，通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，对模具专业知识的学习，使我在这短暂的时间里，对注塑模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。在设计了过程中，充分地利用了CAD技术，使得更加快速、准确地做出设计的整体方案。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。这次模具设计在CAD方面，充分地利用了AutoCAD与UG NX的注塑模具设计向导模块的强大功能，使本次的设计更加顺利、快速、方便、可靠。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识，使所学知识得到提炼、升华。致 谢随着社会的发展，机械行业的模具专业在我国现代工业发展中成为一个越来越重要的分支。模具渗透着整个社会。不管在那个行业，都有模具的存在。日常生活中轻重工业，都离不开模具生产，模具就是为了得到所需要的产品。要什么样的产品，就可以生产什么样的模具，如（塑料模具