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连接片带夹持式自动送料装置的级进模毕业论文目录摘要IAbstrectII第1章 绪论61.1选题目的和意义61.2模具工业在国民经济中的地位61.3模具的分类和占有量61.4我国模具工业的现状71.5我国模具技术的现状及发展情况81.6国外模具工业的发展情况81.7本章小节9第2章 第2章 冲压工艺性分析及参数计算102.1零件工艺性分析102.1.1模零件图、三维造型图102.1.2模具总体方案设计及可行性分析112.2材料的工艺分析132.2.1材料表面光洁、平整、无锈132.2.2冲压用材料的规格132.2.3材料选择工艺132.3零件结构工艺性152.3.1冲裁件的结构工艺性152.3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度152.4确定搭边值162.5确定条料宽162.6确定排样及材料利用率172.6.1排样图172.6.2材料的利用率172.7冲压力的计算182.7.1冲裁力计算182.7.2卸料力、推件力的计算192.7.3压力机公称压力的确定192.7.4压力机的确定202.8压力中心的确定及相关计算222.8.1压力中心确定222.8.2压力中心相关计算232.9本章小结24第3章 凸凹模尺寸设计261.1. 凸、凹模刃口尺寸确定261.1. 卸料橡胶的计算311.1. 凹模周界的确定321.1. 本章小结33第4章 模具结构设计341.1. 模具总体结构设计341.1. 模具主要零件及结构设计344.1.1. 凸凹模结构设计344.1.2. 小导柱结构设计364.1.3. 模柄结构设计364.1.4. 导柱导套结构设计374.1.5. 模架结构设计374.1.6. 螺钉销钉结构设计391.1. 自动送料装置391.1. 本章小结40第5章 模具的装配421.1. 零件技术要求421.1. 装配技术要求421.1. 主要组件的装配435.1.1. 模柄的装配435.1.2. 凸模和凸模固定板的装配435.1.3. 导柱与导套的技术要求及装配441.1. 本章小结44结论45致谢46参考文献47附表148附表249千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- III -第1章 绪论1.1选题目的和意义通过带夹持式自动送料装置的冲孔、落料级进模具设计，使我系统的复习和巩固所学过的专业知识。更加了解模具的功能、作用、分类、用途等基本常识。知道模具的构造与组成，掌握模具设计的基本程序与步骤。为我们今后走向工作岗位，从事专业技术工作打下良好的基础。1.2模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.3模具的分类和占有量模具主要分冲压模、塑料模、热锻模。现主要介绍冲压模根据工序的复合性分为: 单工序模、复合模和级进模根据工序性质分为: 冲裁模 、弯曲模、拉深模 、成形模和冷挤模 按照导向装置分为:无导向装置的模具、有导板导向的模具和有导柱导向的模具 按送料方式分为: 手工送料模具和带有自动送料装置的模具 按冲模制造的难易程度分为:简易冲模、普通冲模和高精度冲模按生产适应性分为: 通用冲模和专用冲模按生产管理分为:大型冲模 、中型冲模 和小型冲模冲压技术在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。在电子产品中，冲压件约占80%85%；在汽车、农业机械产品中，冲压件约占75%80%；在轻工业产品中，冲压件约占90%以上。此外，在航空及航天工业中，冲压件也占有很大的比例。 冲压是利用压力机通过模具对板料加压使其产生塑性变形或者分离,从而获得一定形状、尺寸、性能零件的工艺。冲压是一金属塑性加工方法，冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁，压力容器封头一类的大型零件，既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。随着冲压技术和冲压生产的迅速发展，对冲压设计工作提出了越来越高的要求模具所形成的最终商品的产值是模具自身产值的上百倍。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。1.4我国模具工业的现状 自20世纪90年代至今，中国模具工业突飞猛进地发展，模具产值平均增幅达18%左右，在数量发展的同时，模具的技术水平也有很大的提升，即使这样的发展速度仍满足不了市场的需求。长三角的模具市场在中国占有约四成份额，具有举足轻重的地位。随着长三角经济的快速发展，长三角的模具市场越来越被国内外各方人士看好，前途光辉灿烂。1.5我国模具技术的现状及发展情况改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。1.6国外模具工业的发展情况高新技术在国外模具企业得到广泛应用(一)CADCAE：CAM的广泛应用，在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了7089。PROE、uG、cIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为Nc编程和CADCAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。（二)普遍采用高速切削加工技术高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，国外模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万3万rmin。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。国外模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为45年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。(三)快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在国外模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、sLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。1.7本章小节模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业，工业发达国家称之为“工业之母”。模具成型具有效率高，质量好，节省原材料，降低产品成本等优点。采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要工艺手段。模具在机械、电子、轻工、纺织、航空、航天等工业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%80%产品零件，组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。在中国，人们已经认识到模具在制造业中的重要基础地位，认识更新换代的速度，新产品的开发能力，进而决定企业的应变能力和市场竞争能力。目前，模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。第2章 第2章 冲压工艺性分析及参数计算2.1零件工艺性分析2.1.1模零件图、三维造型图图2-1 工件二维零件图名称：连接片技术要求：1.零件材料：Q235，大批量生产，自动送料。2.厚度：0.8mm，零件加工应考虑表面粗糙度图2-2 工件三维实体图2.1.2模具总体方案设计及可行性分析1总体方案设计（1）模具类型的选择该工件包括冲孔、落料两个基本工序，一次成型冲出两个零件可有以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。方案二：冲孔落料复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，生产效率较低，难以满足大批量生产要求。 方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过方案分析比较，采用方案三。（2）定位方式的选择因为该模具使用的是条料，所以导料采用导料板，送进步距控制采用棘爪，由夹持式自动送料装置调节。（棘爪：适用窄带，薄料的表面夹持，夹刃尖角30）（3）卸料、出料方式的选择模具采用弹性卸料，下出料方式 。（4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用后侧导柱的导向方式。2可行性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。 材料为Q235，普通碳素结构钢，材料状态为未退火，抗拉强度为375460MPa。具有良好的冲压性能，适合冲裁。 工件结构简单。有两个孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离通过最小壁厚满足要求。 工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT12级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。夹持式送料装置也是冲压生产中使用较多的一种送料装置。按夹持器的结构特点，夹持式送料装置分为夹刃式、夹滚式和夹钳式三种。本设计采用夹刃式送料装置：夹刃式送料是夹持式送料中结构最简单的一种，它有表面夹刃和侧面夹刃两种形式。根据题目要求选择夹刃式自动送料装置中的表面夹刃形式。适用范围：料宽/mm：条料、带料为10150 卷料10100料厚/mm：条料、带料为0.55 卷料0.31 送进距/mm：1075 送料速度/（mm/s）：250 滑块行程次数/（次/mm）：200工作原理：送料夹持器夹紧坯料，止回夹持器松开，送料夹持器带动坯料往前送进，完成送料。退回时，送料夹持器松开，止回夹持器夹紧，防止坯料退回。送料精度：0.15mm优缺点： 适应不同厚度的坯料。送料时，易损伤坯料表面，一般用于夹持较硬材料或工件表面要求不高处。使用硬质合金夹刃，可以提高刃口的寿命。2.2材料的工艺分析2.2.1材料表面光洁、平整、无锈材料表面应光洁无裂纹、麻点、划痕、结疤、气泡等缺陷，这将直接影响制件的外观性。在冲压过程中，还容易在缺陷部位产生应力集中而引起破裂。材料表面若不平，会影响剪切和冲压时的定位精度，以及由于定位不稳而造成废品，或因冲裁过程中材料变形时的展开作用而损坏冲头。在变形工序中，材料表面的平面度也会影响材料的流向，引起局部起皱或破裂。材料表面有锈，不但影响冲压性能，损伤模具，而且还会影响后续焊接和涂漆等工序的正常进行。2.2.2冲压用材料的规格条板料是冲压生产中应用最广的材料，适合成批生产。其尺寸规格按国家标准规定，采用标准规格板料可能会增加余料，使材料利用率降低，但如采用合理的套裁排样，则可弥补这一缺点。 在大量生产中，也可以根据工艺要求，用最佳的排样方案确定其规格尺寸。这样可提高材料的利用率。本冲压件为大批量则选取条料。2.2.3材料选择工艺（1）对冲压成形性能的要求 为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关。不同冲压工序对板材性能具体要求如表2-1所示。工序名称性能要求冲裁具有足够的塑性，在进行冲裁时板料不开裂；材料的硬度一般不低于冲模工作部分的硬度。弯曲具有足够的塑性，较低的屈服极限和较高的弹性模量。拉深具有高塑性，屈服极限低和板厚方向性系数大。板料屈服强度较小，板平面方向性系数小。表2-1不同冲压工序对板材性能（2）对材料厚度公差的要求 材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。（3）常用冲压材料 冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。表2-2常用碳素结构钢的机械性能。材料名称牌号材料状态力学性能抗剪强度/Mpa抗拉强度屈服点伸长率( )碳素08F已退火2303102753801802730结构钢082603602154102002710F22034027541019027102603402954302102615270380335470230252028040033550025024354005204906253201945440560530685360155044058054071538013表2-2 常用碳素结构钢的机械性能冷冲压常用材料有： （1） 黑色金属：普通碳素结构钢、优质碳素钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。（2） 有色金属：铜及铜合金、铝及铝合金、镁合金、钛合金等。 （3） 非金属材料：纸板、胶木板、塑料板、纤维板和云母等。2.3零件结构工艺性2.3.1冲裁件的结构工艺性(1) 冲裁件的形状：冲裁件的形状应力简单、对称，有利于材料的合理利用。 (2) 冲裁件内形及外形的转角： 冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值，参照表2-3所示：零件种类黄铜 铝合金铜软钢备注/mm落料交角90900.18t0.35t0.25t0.250.35t0.70t0.5t0.5冲孔交角90900.2t0.45t0.3t0.30.4t0.9t0.6t0.6表2-3冲裁最小圆角半径2.3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度用普通冲裁方法所能得到的冲裁件，其尺寸精度与断面质量都不太高，金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14IT10，要求高的可达到IT10IT8级。厚料比薄料更差。若要进一步提高冲裁件的质量要求，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。表2-4为冲模制造精度与冲裁件精度。(1) 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。 (2) 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达12.53.2m。冲模制造精度冲裁件精度材料厚度t/mm1.01.52345681012IT6IT7IT7IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14表2-4 冲模制造精度与冲裁件精度（1）冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度t等有关，自由凸模冲孔的直径d或方孔边长、长方形孔边宽b列于表2-5。孔型材料圆孔（直径d）方孔（边长b）长方孔（边宽b）硬钢d1.3td1.2td1.1t软钢、黄铜d1.0td0.9td0.7t铝、锌d0.8td0.7td0.6t表2-5 自由凸模冲孔的最小尺寸注：1、t为板料厚度（mm）。2、若采用带保护套凸模冲孔，其最小尺寸可为板料厚度t的一半左右。冲孔最小尺寸公式如下： d1.0t 21.00.8因此符合要求，适合冲裁。（2） 冲裁件孔分别为孔与孔之间，孔与孔边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的限制，其值不能过小，宜取a2t,并不得小于3-4mm, 该冲裁件a=3mm , 因此符合要求，适合冲裁。2.4确定搭边值自动送料:=3mm =2mm 模具大典表19.1-18冲裁金属材料的搭边值2.5确定条料宽条料宽度 (21) 导料板间距 (22)式中 条料宽度方向冲件的最大尺寸，mm； 侧搭边值，mm；条料宽度的单向（负向偏差），mm，查新编实用冲压模具设计手册表232条料宽度偏差，查得=0.15； 导料扳与最宽条料之间的间隙，mm，查新编实用冲压模具设计手册表233查得=0.5mm。 2.6确定排样及材料利用率2.6.1排样图设计级进模，首先要设计条料排样图，连接片形状为左右对称分布的特点。应采用直对排。如图2-3所示。图23排样图2.6.2材料的利用率排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下：一个进距内的材料利用率为：=100% （23）式中 A一个冲裁件的面积(包括冲出的小孔在内)，； n一个进距内的冲件数目； B条料宽度，mm； s进距，mm。=100% =100%=38%2.7冲压力的计算2.7.1冲裁力计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度(凸模行程)而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： （24）式中 F冲裁力，N；L冲裁周边长度，mm；t材料厚度，mm；材料抗剪强度，MPa；K系数，一般取1.3。 =1.360.060.8350 =21854.562.7.2卸料力、推件力的计算影响这些力的因素很多，主要有材料的力学性能与厚度、冲件形状与尺寸、冲模间隙与模孔口结构、排样的搭边大小及润滑情况等。在实际计算时，常用到下列经验公式 （25） （26）式中 分别为卸料力、推件力系数，可查表236；新编实用冲压模具设计手册F冲裁力，N；分别为卸料力、推件力，N；n同时卡在凹模孔内（或废料）数，n=h/t，h为凹模刃部直壁洞口高度，mm，t为料厚，mm。 =0.0421854.56 =874.18 =120.05521854.56 =14424.012.7.3压力机公称压力的确定对于冲裁工序，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，即 （27） 式中 P 压力机的公称压力，N； 冲裁时的总冲压力，N。 （28） 1.337152.75 48.3KN采用弹性卸料装置和下出料方式的冲模时 （29） =21854.56+874.18+14424.01 =37152.75N2.7.4压力机的确定1压力机类型的选择（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机；（3）大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机；（4）校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机；（5）薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机；（6）大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机；（7）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。2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，如图24中曲线所示。图2-4 压力机许用压力曲线（2）滑块行程长度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。（3）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。（4）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。（5）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。3压力机的初选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。考虑到模具装模高度，故取16T压力机即选择压力机为J23-16表2-6压力机中各参数名称型号名称型号公称力（KN）160工作台板尺寸左右（mm）450公称力行程（mm）2前后（mm）300滑块行程（mm）70厚度（mm）60行程次数（s、p、m）122滑块底面尺寸左右（mm）200最大装模高度（mm）160前后（mm）180装模高度调节量（mm）60模柄孔尺寸直径（mm）40喉口深度（mm）160深度（mm）60立柱间距离（mm）200外形尺寸前后（mm）1140电机功率（KW）1.5左右（mm）905总重量（Kg）1090高 （mm）1890工作台板孔直径（mm）1102.8压力中心的确定及相关计算2.8.1压力中心确定冲裁时压力中心的确定，要使模具能平衡地工作，须使冲裁时的压力中心与模具的模柄中心相重合，否则模柄发生歪斜，间隙不均匀，导向磨损，刃口迅速变钝和导致模具的损坏，确定压力中心的工作主要是针对复杂冲裁模，多凸模的冲孔级进模。求压力中心有两种方法（既解析法和图解法）。2.8.2压力中心相关计算2-5 压力中心分析图 （210） （211）2.9本章小结本章主要对工件的工艺进行了分析，确定工艺方案，结论此工件可以冲裁。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀。表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。对模具各个部分工作所受到的力进行了计算，计算了冲裁力，顶件力，推件力，压力中心等。本章主要是冲压设备的选择，根据压力机类型和规格，进行压力机出选。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。使冲压生产效率得到大幅度提高，设备类型的选择要依据冲压件的生产批量，工艺方法与性质及冲压件的尺寸，形状与精度要求来进行。根据冲压件的大小进行选择，考虑精度与刚度，考虑生产现场的实际可能，考虑技术上的先进性。设备规格的选择应根据冲压件的形状大小，模具尺寸及工艺变形力等进行。从模具往设备上安装并能开始工作的顺序来考虑，其规格主要参数行程，装配模具的相关尺寸，闭合高度及设备吨位。第3章 凸凹模尺寸设计1.1. 凸、凹模刃口尺寸确定凸、凹模分别加工时要求分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸、凹模的设计图样上。这种加工的优点是凸、凹模具有互换性，便于成批制造。但由于受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差较小，所以这种加工方法主要适用于简单规则形状（圆形、方形或矩形）的冲件。落料件外形尺寸为，冲孔件内孔尺寸为，根据刃口尺寸的计算原则，可得落料时 （31） （32）冲孔时 （33） （34）式中 落料时凸、凹模的刃口尺寸，mm；冲孔时凸、凹模的刃口尺寸，mm；落料件的最大极限尺寸，mm；冲孔件的最大极限尺寸，mm；冲件的制造公差，mm；查表119 标准公差数值（GB180079）画法几何及机械制图；最小合理间隙，mm；查表221 冲裁模初始双面间隙Z（二）（mm）新编实用冲压模具设计手册；凸、凹模的制造公差，mm，按“入体”原则标注，即凸模按单向负偏差标凸、凹模注，凹模按单向正偏差标注，可分别按IT6和IT7确定，也可查表31,或取(1/41/6)；x磨损系数，x值在0.51之间，它与冲件精度有关，可查表32或按下列关系选取：冲件精度为IT10以上时，x=1；冲件精度为IT11IT13，x=0.75；冲件精度为IT14以下时，x=0.5。基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差180.0200.0201802600.0300.04518300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040 表31 规则形状（圆形、方形）冲裁时凸、凹模的制造公差（mm） 根据上述计算公式，可以将冲件与凸、凹模刃口尺寸及公差的分布状态如图31所示。从图中还可以看出，无论是冲孔还是落料，为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必须满足下列条件 （35）如果，可以取，。如果，则采用其它配作方法。表32磨损系数x料厚t（mm）非圆形冲件圆形冲件10.750.50.750.5冲件公差（mm）10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.600.032 满足条件冲孔时 校核：0.020+0.0200.104-0.720.0400.032 满足条件当只在凸模或凹模一个零件图上标注公差，而另一个零件则注明配件间隙。1.1. 卸料橡胶的计算选用的二块橡胶棒厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 （36） 式中 F橡胶棒工作压力（N）；A橡胶横截面积（）；q橡胶棒弹性压力，一般取23MPa。 橡胶棒压缩量和厚度，橡胶的最大压缩量一般应不超过厚度H的45%，其顶压缩量为10%15%，所以取 （37）式中 H橡胶厚度（mm）；h许可压缩量（mm）；橡胶的相对高度H/D应满足0.5H/D1.5 （38）式中 D圆柱形式圆筒型橡胶的外径 橡胶高度 （39） =（34）8.97 =30装配高度 （310） =21 （311）=28.6所以0.5H/D1.5 满足1.1. 凹模周界的确定 在生产中，时常根据冲裁件的轮廓尺寸和板料的厚度，按下列经验公式概略的计算凹模的尺寸。凹模高度 （312）凹模壁厚（或由刃口到外缘的距离）C=（1.52）H （313）式中 b冲裁件最大外形尺寸；K系数，考虑坏料厚度的影响，其值可查表33。b t0.512332000.30.20.150.10.350.220.180.120.420.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22 表33 系数K值 =0.3525 .62=8.97C=（1.52）H =（1.52）8.97=13.4617.82取凹模厚度H=15mm，凹模壁厚C=16mm凹模宽度B=b+2c=25.62+216=57.62凹模长度L=20+2+29+16-2.5=48.5根据新编实用冲模具设计手册表1029 后侧导柱模架（mm），查得凹模周界 L=63 B=63闭合高度 H=120140上模座GB/T2855.5 636325下模座GB/T2855.6 636330导柱GB/T2861.1 16110导柱GB/T2861.1 16110导套GB/T2861.6 166523上述方法适用于确定普通工具钢经过正常热处理，并在平面支撑条件下工作的凹模尺寸。冲裁件形状简单时，壁厚系数取偏小值，形状复杂时取用偏大值。用于大批量生产条件下的凹模，其高度应该在计算结果中增加总的修磨量。1.1. 本章小结本章主要是凸凹模刃口尺寸进行计算、确定压力卸料橡胶的计算及凹模周界的确定。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。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。第4章 模具结构设计1.1. 模具总体结构设计本模具采用后侧导柱模架,利用凹模形状定位零件,模柄下行时带动自动送料装置,使滑块带动滚轮向上移动,凸模同时进行冲孔、落料。模柄上升时,滚轮沿斜楔向下移动，导柱回到原始位置。冲孔、落料工作结束。1.1. 模具主要零件及结构设计4.1.1. 凸凹模结构设计1凸模结构B型圆凸模（摘自JB/T8057.21995中国模具设计大典）如图4-1所示。 图4-1 B型圆凸模凸模分别为d=3mm ，d=2mm。基本尺寸分别为D=5mm，D=4mm。长度L=50mm。材料选用Cr12 热处理5862HRC。2凹模刃口形式 凹模按结构分为整体式和镶拼式凹模。冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种。选用刃口形式时，主要应根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定。 凹模结构如图4-1所示。刃口形式序号主要参数材料厚度(mm)刃口高度h（mm）简图610特点及其应用范围1. 人偶强度较高，修磨后刃 口尺寸不变。2. 刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工简单，但采用下漏料方式时刃口强度不如锥形刃口。3.使用冲裁形状复杂，精度要求较高的中小型件，也可用于装有反向顶出装置的模具。表4-1冲裁凹模的刃口形式，主要参数，特点及应用凹模与凹模固定板用螺钉固定，凹模材料Cr12，热处理5862HRC，为便于加工,落料凹模落料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状，凹模轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(63X63)及厚度尺寸H=15。对于简单对称形状刃口凹模,由于压力中心不是对称中心,所以凹模和平面尺寸即沿刃口型孔与凸模大小来确定。凹模的结构类型及固定方式，如图4-2所示。表4-2凹模的结构类型序号凹模类型固定方式简图特点及应用2带台肩的冲圆孔凹模压配联结圆凹模压入固定板后用螺钉、销钉紧固（非圆形刃口应有防转止动销）4.1.2. 小导柱结构设计 小导柱材料选用20号钢，热处理：渗碳深度0.81.2mm，5862HRC。小导柱的主要作用是起保护细小、较长的凸模。使凸模能够更准确冲孔，不易受损、歪斜、折断等。增加凸模使用寿命。小导柱结构如图4-3所示： 图4-3小导柱4.1.3. 模柄结构设计中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。模柄采用Q235制造。模柄结构形式如图4-4所示： 图4-4压入式模柄4.1.4. 导柱导套结构设计导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较长的模具，一般都采用导向装置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。图4-5是标准的导套结构形式。GB/T2861.6-1990中国模具设计大典。材料20钢，热处理：渗碳深度0.81.2mm，5862HRC。图4-5导套结构 A型导柱GB/T2861.1-1990中国模具设计大典，其结构简单，制造方便，但与模座为过盈配合，装拆麻烦。A型和B型可卸导柱与衬套为锥度配合并用螺钉和垫圈紧固；衬套又与模座以过渡配合并用压板和螺钉紧固，其结构复杂，制造麻烦，但可卸式的导柱或可卸式导套在磨损后，可以及时更换，便于模具维修和刃磨。4.1.5. 模架结构设计根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。模架及其组成零件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。 导柱模模架：导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些技术条件保证了整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本的保证。后侧导柱模架GB/T2851.31990,其的特点是铸铁模架，滑动导向，两导柱，两导套分别装置在上、下模座后侧，凹模面积导套前的有效区域，可用于冲压较宽条料，且可用边角料。送料及操作方便，可横向和纵向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜用于大型模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平移。但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具寿命。此模架一般用于较小的冲模。此次设计中采用后侧导柱模架，结构如图4-6所示：图4-6后侧导柱模架模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损，这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。在选用和设计时应注意如下几点：(1)尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。如果需要自行设计模座，则圆形模座的直径应比凹模板直径大3070mm，矩形模座的长度应比凹模板长度大4070mm，其宽度可以略大或等于凹模板的宽度。模座的厚度可参照标准模座确定，一般为凹模板厚度的1.01.5倍，以保证有足够的强度和刚度。对于大型非标准模座，还必须根据实际需要，按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。 (2)所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核。比如，下模座的最小轮廓尺寸，应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大4050mm。 (3)模座材料一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。 (4)模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。 (5)上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在0.02mm以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。 (6）模座的上、下表面粗糙度为Ra1.6 0.8m，在保证平行度的前提下，可允许降低为Ra3.21.6m，材料选用HT200。4.1.6. 螺钉销钉结构设计螺钉和销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。螺钉与凹模固定版，下模