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云母片 冲孔 复合 模具设计 10 CAD

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任务书专业 XXX 班级 XXX 姓名 XXXX 下发日期 题目顺装云母片复合冲裁模设计专题冲压模设计主要内容及要求主要内容：模架及模柄的选择，凹模结构的选用，模具结构的设计以及材料冲孔、落料、成型等工序的设计及模具的装配设计，装配图零件图的绘制。要求：按照题目要求设计出整套模具；2.5张零号图纸，其中一张为装配图，1.5张为零件图；每周按时完成设计任务。 主 要 技 术 参 数工件长38mm;宽26mm；两个圆孔直径2.1mm;工件料厚0.5mm;两圆孔中心距33mm;材料:云母;批量:中等批量。进度及完成日期1.201（第1周）查阅资料，学习理论知识；2.208（第2周）翻译外文资料；3.205（第3周）收集资料，熟悉软件，整理绪论4.2018.3.264.1（第4周）模具整体结构设计方案讨论确定；5.205（第5-6周）模具各工作零件设计讨论确定；6.200（第7-8周）相关部分的分析计算；7.201（第9-11周）检查错误并绘制模具装配图；8.20（第12-13周）绘制零件图；9.200（第14周）整理设计说明书；10.207（第15周）打印图纸，整理说明书，进行答辩。完成日期：6.20教学院长签字日 期教研室主任签字日 期指导教师签字日 期第1页顺装云母片复合冲裁模具设计开题报告一、 课题的研究背景及意义模具是制造业的基础工业设备，被广泛用于制造业的各个领域。其中落料冲孔复合模更是占有十分重要的地位。它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相关。由于它具有生产效率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点，在我国现代化建设中有着很好的发展前景。关于云母的应用，在工业上用得最多的是白云母，其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。超细云母粉作塑料、涂料、油漆、橡胶等功能性填料，可提高其机械强度，增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外，又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、形态规则、附着力强等特点。工业上主要利用它的绝缘性和耐热性，以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性，用作电气设备和电工器材的绝缘材料；其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。云母碎和云母粉可以加工成云母纸，也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。因此，运用模具冲压成型的方法，制作云母制品是非常具有研究意义的课题。5二、 课题的主要设计（论文）内容此次的课题是云母片落料冲孔复合模设计。首先，对课题所给制件做工艺性分析，从而拟定多种加工方案，通过比较确定合理的工艺方案，最终得出结论选用落料冲孔复合冲裁模；然后，对毛坯尺寸进行分析和计算，再对材料的排样做出合理的布置，使材料达到较高的利用率，接着在落料、正反拉深、冲孔、扩孔的过程中，计算了具体的工艺力，比如模具设计过程中必须用到的落料力、卸料力、顶料力等，并根据相关技术经验选择合适的压力机；最后，根据要求计算出各个工序工作部分的尺寸，并对各个工作部件进行了合理的结构设计，同时通过计算机辅助设计（CAD）对模具的零件图和装配图进行了绘制，并对一些重要的零件进行了说明，使成型能顺利完成。三、 研究方案及技术路线本次设计中根据所给制件的尺寸要求，对制件进行工艺性分析并对加工过程进行了整体设计。整理出来一套完整的复合冲裁模，一次性加工出加工件，满足设计要求。对研究方案及技术路线总结如下：（1）阐述了什么是冲压工艺以及冲压工艺的优缺点，分析了当前国际形势下国内外冲压模具的发展形势。（2）简述了冲压工艺性分析的原则以及对本次设计的零件进行了工艺性分析。（3）对制件冷轧板工艺方案的细节分析并且从中选出最佳方案。（4）对模具总体以及主要零部件进行了主要的参数计算，其中包括冲裁力，凹、凸模刃口尺寸以及刃口公差的计算。（5）多方面的设计，如模架的设计、圆角的选择、定位方式、卸料出料方式等。（6）通过所有的设计以及计算选择合理的设备，这一项在实际生产中相当重要。本次设计结合冲压专业课知识和所有本专业的课程进行了冷轧板的落料拉深冲孔扩孔复合模模具设计，设计过程紧扣专业知识，是对随学知识的一次综合应用。在设计过程中应用了AutoCAD进行了零件图以及装配图的绘制工作，对计算机绘图试一次很好的练习机会，使我们熟练地应用制图软件，为以后的工作做好了准备。四、 论文提纲绪论模具工业的概况1.2 冲压模具的发展第2章 零件的工艺性分析2.1 冲裁件的结构工艺性分析对工件进行工艺性方面的分析2.3云母材料的工艺参数2.4设定基本工艺计划第3章 工艺计算3.1 排样设计3.2 材料利用率的计算3.3 搭边值的影响因素3.4 条料宽度的确定第4章 各工艺力的计算4.1冲压力4.2 压力中心的确定第5章 冲压设备的选用5.1 冲压设备类型5.2 冲压设备规格的选择5.3 压力机的选取5.4 压力机的校核计算第6章 模具刃口尺寸和公差的计算6.1 分析凸凹模具刃口尺寸6.2凸凹模刃口尺寸的计算第7章 复合模工艺零件的选用与设计7.1 模具总体设计7.2 模具主要零件的结构设计7.3冲模模柄的设计结论参考文献致谢五、 计划进度1.201（第1周）查阅资料，学习理论知识；2.208（第2周）翻译外文资料；3.205（第3周）收集资料，熟悉软件，整理绪论4.2018.3.264.1（第4周）模具整体结构设计方案讨论确定；5.205（第5-6周）模具各工作零件设计讨论确定；6.200（第7-8周）相关部分的分析计算；7.201（第9-11周）检查错误并绘制模具装配图；8.20（第12-13周）绘制零件图；9.200（第14周）整理设计说明书；10.207（第15周）打印图纸，整理说明书，进行答辩。六、 主要参考文献1 孙小捞,祁和义.Pro/ENGINEER WILDFIRE 4.0.M.北京:清华大学出版社，2009,212-216.2 梁炳文.冷冲压工艺手册北京航空航天大学出版社,2010,120-158.3 史铁梁.模具设计指导J.北京:机械出版社,2001,127-140.4 许发樾.模具标准应用手册M.北京:机械工业出版社,1994,274-321.5 张荣清.模具设计与制造M.北京:高等教育出版社,2003,20-32.6 华玉培. 冷冲压机模具设计山东科学技术出版社,2008,195-208.7 任志华.模具设计M.北京:中国电力出版社，2009,42-50.8 何铭新、钱可强.机械制图高等教育出版社,2007,201-220.9 薛彦成.公差配合与测量技J.北京:机械工业出版社,1999,63-70.10 吴艳红.极限配合与技术测M.北京:中国铁道出版社,2002,68-85.11 吴伯杰主编.冲压工艺与模具电子工业出版社,2008,97-103.12 魏春雷,吴俊超.冲模设计与案例分析J.北京:北京理工大学出版社,2010, 23-25.13 姜奎华.冲压工艺与模具设计J.北京:机械工业出版社,1998,74-86.14 濮良贵,纪名刚.机械设计M.北京:高等教育出版社,2006,139-161.15 Holland J H. Adaptation in natural and artificial systemsM, AnnArbor, Michigan: Addison-Wesley Publishing Company,1989,126-129.16 Huang S C, Huang Y M, Shieh S M. Vibration and stability of a rotating shaft containing a transerse crackJ, Sound and Vibration,1993,387-401.七、 审核意见指导教师审核意见指导教师签字：年 月 日审核小组意见审核小组组长签字：年 月 日顺装云母片复合冲裁模设计摘要此次的课题是云母片落料冲孔复合模设计。首先，对本次所要求设计的模具进行了工艺方面的分析，在所得结论的基础之上，选择了顺装复合冲裁模作为加工模具，确定了工艺方案。然后又对整套模具内部的一些重要的装置和机构，进行了相关数据的计算和整理，并通过查阅资料对一些标准件进行选取，对非标准件进行合理的设计和说明。这其中比较重要的数据包括冲裁力的计算，以及与其相关的一些力的计算，其他方面则主要是凸凹模刃口尺寸的计算，以及偏差的计算。另外值得一提的是本套模具中采用了浮动模柄以及滚动模架，还有一些镶件的使用，这些都是我们平时很少会接触到的，它们在本套模具中的应用主要是为了实现精准的定位，确保所加工零件的尺寸精度，保证冲制成功率。这同时也为我们在模具设计的过程中提供了更丰富的可能性。关键词：复合模；云母；冲孔；落料；压力机IAbstractThis subject is the compound die design of mica sheet blanking and punching. First of all, the process of the required die design is analyzed. On the basis of the conclusion, the compound blanking die is selected as the processing die, and the process scheme is determined. Then, some important devices and mechanisms inside the whole mould are calculated and sorted out, and some standard parts are selected through consulting data, and the non-standard parts are designed and explained reasonably. The more important data include the calculation of the blanking force and the calculation of some forces associated with it, and the other aspects are mainly the calculation of the blade size of the convex and concave die. In addition , it is worth mentioning that the floating die handle and rolling mould frame are adopted in the mould , and the use of some inserts is seldom in contact with each other , and the application of them in the mould mainly aims at achieving precise positioning , ensuring the dimensional accuracy of the processed parts and ensuring the punching and making power .Key words: compound die; punching; pressing machine; punch-matrixII目录第1章 绪论11.1 模具工业的概况11.2 冲压模具的发展2第2章 零件的工艺性分析42.1 冲裁件的结构工艺性分析42.2对工件进行工艺性方面的分析42.3云母材料的工艺参数52.4设定基本工艺计划6第3章 工艺计算73.1 排样设计73.2 材料利用率的计算73.3 搭边值的影响因素83.4 条料宽度的确定8第4章 各工艺力的计算104.1冲压力104.2 压力中心的确定12第5章 冲压设备的选用135.1 冲压设备类型135.2 冲压设备规格的选择145.3 压力机的选取145.4 压力机的校核计算15第6章 模具刃口尺寸和公差的计算166.1 分析凸凹模具刃口尺寸166.2凸凹模刃口尺寸的计算18第7章 复合模工艺零件的选用与设计197.1 模具总体设计197.2 模具主要零件的结构设计207.3冲模模柄的设计26结论33参考文献34致谢35III第1章 绪论1.1 模具工业的概况模具是我们传统制造业的比较基础的工业设备，同时冲压技术也是广泛的渗透到我们生活中方方面面的重要生产方式。冲压，就是利用模具的规范性，通过设计出一整套模具，完成对一定数量需求零件的批量生产。由此可见，模具产业的核心便是一套模具的设计，设计制造出一套完整的模具，便可以将坯料大量的加工成所需要的零件，为企业带来可观的经济效益，一套精密的模具，更是可以生产出高质量的制品，为社会创造价值。同其他加工成型方法比起来，冲压生产也是拥有着非常多的优势的。比图说通过冲压工艺生产出的冲压制件，与铸造零件、锻造零件相比，具有厚度薄、质地匀、质量轻的一些特点，而且一般情况下如果对零件的强度要求比较高，也是会选用冲压制件。在高精尖的技术领域，冲压成型技术同样能够得到广泛的应用，因为冲压生产发展到现在这个阶段，已经不是简单的大批量产出普通制品了，只要我们在冲压加工制造中采用精密的模具，工件精度是完全可以达到相当高的级别的，甚至可以达到微米级别，而且受益于模具加工的重复性，可以实现工件的重复精度达到较高的标准、是批量生产的零件规格更加趋于一致。进入社会主义新时代，工业发展突飞猛进，模具生产已经渗透到了我们生活中的点点滴滴。也正是因为广大模具设计人员的不懈努力，在坚持工艺安全性、稳定性和实用性的基础上，不断创新突破，才能使我们今天的生活如此多姿多彩。着眼我们的日常生活，随处可见设计者们的杰作，比如我们日常使用的锅碗水杯等钢制品，都是通过冲制成型生产出来的，再比如汽车上的很多零部件，车身上的覆盖版，车架上的一些部分，还有车的内部一些内饰装置，都是通过精密的模具设计，对制品进行分析和预估之后，参考各方面的标准，设计出一套完整的模具，然后批量生产出来的，这些批量生产的制品，既可以完成所预期的形状保证完美的组装配合，又可以保证他们的质量绝对过关，还可以通过对精度的控制，达到重复生产，带来更高的经济效益。而模具的设计过程并不是像我们想象的那么简单。一套模具从无到有，他的整体设计是一个繁琐、复杂又有着许多规则，或者说是规律性的过程。当我们拿到一份产品要求说明书之后，我们就要开始设计一套完整的模具，来实现对这一产品的加工制造，并且要满足设计要求书中对该产品的尺寸、工艺性、精度、强度、粗糙度以及批量和经济效益等等的一些要求。在设计中，从国标中选取标准件是有效的解决办法。但是标准件的选择并不是向我们想想的那么简单，根据已有标准的规定，这些零部件的尺寸往往产生了许多的约束，我们在设计制造过程中不能随意的赋予零部件以尺寸，而是要通过精密的计算，在一定范围内，从标准的书籍资料中选择出合理的尺寸，并且要求选择的这些零部件的尺寸需要配合起来，共同完成整套模具大的框架，进而对一些没有标准规定的零部件进行创新性的设计，实现模具更好跟有效的完成工作。在一套模具中零部件也是分为很多种类的，通过总结，大致分为以下几种，我们在这里进行一个简单的梳理，有助于我们理清思路，进而更好的完成整套模具的设计。工作零件，是负责执行冲压工步所用到的零件。定位零件，是在冲压工序中起到定位作用的零件，比如说挡料销的使用或者导正销和定位板的应用等等。卸料或者推件零件，也就是在自动化生产盛行的现代社会中必不可少的，能够实现自动卸料，或者起到自动推出作用，帮助完成自动卸料的零件。能够解放劳动力的双手，提高自动化程度。导向零件，是在整套模具中保证导向精度的零件，现在有很多模具生产都是对制件的精度要求比较高的，如果没有导向零件在模具中起到精确的导向作用，则容易造成废品过多，影响经济效益甚至使生产不合格。安装、固定零件，是在冲压工序中起到固定安装作用的零部件，它们是一套模具中的基本成分，只有有效的紧固模具整体的各个部分，才能保证模具的稳定。对提高模具制造精度，以及保护模具并提高使用寿命都有着至关重要的作用。总而言之，模具行业是传统制造业中不可或缺的中坚力量，它有着雄厚的实力基础，同时也需要通过不断改革创新来进一步提高。1.2 冲压模具的发展改革开放以来，我国的高新技术全面的促进了传统成形技术的改造以及先进成形技术的快速形成和蓬勃发展。展望未来，新时代的冲压技术将会以更加迅猛的速度不断发展、不断进步，而发展的方向将会更好的满足人们的日常需求。模具是我们传统制造业的比较基础的工业设备，模具被广泛的应用于我国制造业中的各种领域。进入新的时代，模具行业同样也面临着新的机遇和挑战。随着科学技术的更新换代，新时代的生产方式也是日新月异，3D打印的兴起，其他快速成型制造方法的蓬勃发展，都对传统模具生产行业造成了或多或少的影响。与模具相关的一些生产方式，有的是可以和模具制造形成互帮互助的局面的，新的时代自然也会对生产方式提出更新、更高的要求，模具制造必然要张开怀抱迎接更新的科技手段的注入，只有将传统制造技术与优秀的高新技术产业完美的结合起来，才能推动工业大国向工业强国、科技强国更好更快的发展。第2章 零件的工艺性分析2.1 冲裁件的结构工艺性分析图2.1制件图表2.1设计要求制件材料厚度生产批量落料冲孔件云母0.5mm小批量在本次设计中我们想要设计出来的零件是上图中2.1所展示出来的，我们是要在整个设计过程出整理出一套仅需要一次就能冲出这个零件的模具，也就是一个集冲孔和落料于一体的复合冲裁模。更重要的是在整个设计过程中我们要充分的考录到综合各方面的工艺特性。2.2对工件进行工艺性方面的分析在加工中我们所生产的零件往往会存在一些难以避免的尺寸偏差，其实也就是凸摸相比于零件的尺寸偏差或者是凹摸相对于零件的尺寸偏差。这其中，更多的是因为，在整个模具的工作进程中，毛坯收到各种各样的挤压力、破坏力这些的影响，才会产生这些误差，或者叫做偏差值。这种值可以是大于零的值，也可以是小于零的值。一般情况下，凸模和凹模，之间的间隙，会对这一值造成影响。落料部分：P=0.4（0.015-0.01）=0.002d=0.6（0.015-0.01）=0.003满足的条件冲孔部分：P=0.4（0.015-0.01）=0.002d=0.6（0.015-0.01）=0.003满足 （2-1）落料部分：Ad=(A-x) 0=(26-0.2)+0.003 0=25.8+0.003 0Ap=(Ad- Zmin)0 -=25.790 -0.002Bd=(B-x) 0=(38-0.2)+0.003 0=37.8+0.003 0Bp=(Bd- Zmin)0 -=37.790 -0.002冲孔部分：dp=(d+ x)0 -=(2.1+0.50.4) 0 -0.002=2.30 -0.002dd=( dp + Zmin) 0=(2.3+0.01)+0.003 0=2.31+0.003 0落料部分：Ad=25.8+0.003 0 Ap=25.80 -0.002Bd=37.8+0.003 0 Bp=37.790 -0.002冲孔部分：dp=2.30 -0.002 dd=2.31+0.003 02.3云母材料的工艺参数表2.2云母的相关参数材料屈服强度弹性模量抗剪强度抗拉强度云母180MPa200103MPa60100MPa380510MPa根据国家标准中规定的工艺设计要求，本次设计中，落料冲孔件用IT14。综合其他方面的一些参数，我们可以得出结论，该制件的主要冲压工序中，其工艺性是相对来说比较好的。2.4设定基本工艺计划落料冲孔件的制作方法：第一种方法，先进行落料工步，然后再进行冲孔工步。这种加工形式，是用了两套单工序莫。 第二种方法，落料-冲孔复合冲压，运用复合模。第三种方法，冲孔-落料连续冲压，运用级进模。 单工序多副模具冲压存在多次定位和操作不便而不能保证制件精度，级进模冲压存在云母原材料不规则是片状无法实现连续自动冲压而不能应用，也存在内孔多次冲压有误差而不能用。唯一可以考虑采用的是复合模，一次将所有内孔和外形冲出。只要模具结构设计合理，制造精度高且有保障，制件的质量能做到符合图样技术要求是有把握的。第3章 工艺计算3.1 排样设计在工艺设计过程中，排样设计是非常重要的核心部分。因为其往往会关乎到整套模具是否能够投入生产。排样时应该考虑以下原则：提高材料的利用率（也可以改变下料零件的形状，而不影响零件的性能）；使操作方便，降低劳动强度，增强安全性；模具结构简单，使用寿命长；保证制件的质量，满足制件在板料纤维方向的要求。搭边值的确定考虑到云母硬度高、材料薄，工件外形简单，且排样形式为直排，因此搭边值可以取得小一些。排样方式为有废料排样，查表的工件间搭边值a1取1.2，侧面搭边值a2取1.5。进料步距n=27.2。图3.1排样图3.2 材料利用率的计算导料板间的距离：A=B+b0=42.4 （3-1）进料步距：A=26+1.2=27.2 （3-2）材料利用率3826（41.927.2）100%=86.7% （3-3）3.3 搭边值的影响因素搭边，顾名思义，就是搭在边上的那一块，其实也就是最边缘的那一块废料。因为我们排出来的样，是不可能占满整个一大块坯料的，所以肯定会在边缘的地方，留下一定宽度和长度的废料。在两个排出来的零件之间留出来的空隙就叫做搭边，而零件侧面没有占满坯料的那一块就叫做侧搭边。搭边值会受到一些因素的影响：所使用板料的机械性能的影响。对于高硬度和高强度的材料，选取搭边值的时候，保证适当的小一点；脆性材料和相对较好的可塑性材料（即软质材料），选取搭边值的时候，要适当的大一点。冲裁件的形状和尺寸的影响。对于尺寸比较大，工件形状比较复杂（特别是带有尖突的复杂形状零件）以及圆角半径比较小的冲裁件，搭边值要适当的选取大一些。原料料厚的影响。对于比较厚的原料，搭边值的选取时，要适当的大一点。排样方式的影响。对于用对排方式排样的工件，搭边值选取时要比用直排方式排样的工件大一些。进料及挡料方法的影响。对于人工进料或者是需要侧压力来固定的工件，搭边值的选取应该小一些。对于定距侧刃定距的要比使用挡料销定距的工件在搭边值选择时要小。卸料方法的影响。对于采用弹簧等弹性元件卸料方法的工件，搭边值的选取要比采用刚性卸料方法的零件小。搭边值得大小与材料的力学性能、零件的形状与尺寸、厚度和卸料方式等有关。材料力学性能越好，搭边值要尽量大一点，塑性差的材料，搭边值可小一点。3.4 条料宽度的确定在我们进行模具设计时，我们要对条料的尺寸进行确定，比如说他的宽度就是一个比较重要的指标，而我们在确定这个数值的时候是需要遵循一些原则的。比如在零件的侧搭边足够大的情况下，我们就可以将宽度数值适当的取得小一点。除此之外还有一条重要的原则，那就是对于宽度这一数值的最大值，必须要求在工作过程中，能够使坯料顺利的进行送料。另外，送料是分为有无侧压装置的，其计算式分别如下： （3-4） （3-5）代入数值得B=410 -0.5B-条料标称宽度（mm）；D-工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a1-侧搭边（mm）；-条料宽度的公差（mm）；b0-条料与导料板间的间隙（mm）。剪切条料宽度偏差=0.5，因此B=410 -0.5表3.1 采用弹压卸料板式冲模时冲裁件的搭边值板料厚度（t）圆形或类似圆形冲件aa10.250.810.51.00.811.01.52.53.03.54.52.534.55.00.5t0.6t第4章 各工艺力的计算4.1冲压力在整套模具的设计过程中，我们要对模具内一些作用力进行计算和分析，进而对模具整体进行设计。模具设计过程中的冲压力是包括很多部分的，主要是冲裁力，另外还有卸料力、推件力和顶件力等等一些重要的作用力。4.1.1冲裁力冲裁力是必须首先计算的力，在整套模具的设计中，冲裁力的数值计算是至关重要的，因为这关系到我们对于压力机的选择。F=KLt （4-1）式中F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度（mm）；材料抗剪强度（MPa）；t材料厚度(mm)；K系数，通常K=1.3； F=141.210-30.510-3801061.3=7.342KN冲孔力：F=nKLt （4-2）F=26.610-30.510-3801061.3=0.686KN落料力：F=nKLt （4-3）F=112810-30.510-3801061.3=6.656KN式中F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度（mm）；材料抗剪强度（MPa）；t材料厚度；(mm)K系数，通常K=1.3； 4.1.2卸料力、推件力及顶件力F卸、F推、F顶也就是卸料力、推件力和顶件力这些，一般情况下都是用经验公式来进行计算的。卸料力是模具的卸料过程中所需要的力，而顶件力则是顶尖装置需要的力，这些力的大小会受到很多因素的影响。所以一般都会采用经验公式进行计算。 （4-4） （4-5） （4-6）F冲裁力K卸K推K顶分别是卸料力、推件力、顶件力系数。综上所述，总的冲裁力 （4-7）表4.1 卸料力、推件力和顶件力系数料厚（mm）K卸K推K顶钢0.10.0650.070.50.0450.0550.0630.040.050.0550.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03铝 铝合金0.0250.080.030.07紫铜 黄铜0.020.060.030.09注：卸料力系数K卸在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值L=124.2mmt=0.5mmK=1.3=80MPaF=7.342KN查模具设计应用实例表2-15取K卸=0.025故F卸=0.0257.342=0.184查模具设计应用实例表2-15取K推=0.025故F推=0.0257.342=0.18355选择冲床的总冲压力为:F总=F+F卸+F推=7.71KN4.2 压力中心的确定关于模具的压力中心，其实就是压力机用力的的中心点。一般情况下，在级进模的设计过程中，压力中心会作为一个计算难点出现，需要通过模拟方案，数学建模分析等方法进行排布和分析。而在复合模的设计过程中则会比较简单，与此同时我们本次设计中的零件是几何对称的，所以我们可以将压力中心选择为制件的几何中心。XC=19YC=13冲裁单面间隙比值取0.5即c/t=0.5第5章 冲压设备的选用5.1 冲压设备类型在收到设计要求，也就是本次课题中，对于这个制件的工艺要求时，我们还会考虑其他范围的一些可能性，然后最终推选出好用的冲压设备。开式曲柄压力机具有刚度差，模具寿命相对比较低等缺点，但是它的使用成本相对比较低，而且有三个方向可以操作的优点，在中、小型冲压件、折弯件或拉深件的加工过程中被广泛使用。闭式曲柄压力机具有精度高、刚度好，但只有双向的工作空间，在生产过程中对一些大型复杂冲压件更实用。双动曲柄压力机具有两个滑块，压边可靠，并且容易进行调节，在一些较复杂的大中型拉深件的生产中应用比较广泛。高速压力机或多工位自动压力机适用于大批量生产的零件。液压机的优点是工作行程不固定，由钢板厚度引起的过载过厚，整个工作行程中的压力是恒定的。只能用于生产小批量的零件，特别是生产的厚板冲压件。摩擦压力机的优点是结构比较简单、造价比较低、一般情况下不会发生超负荷损坏的情况。主要用于一些弯曲、成型等小批量零件的生产过程中。有效的选择出一个，相对于本套模具合适的压力机，是至关重要的一步。因为在我们的实际生活中，万一出现了我们原来计算的压力中心，在我们的实际操作过程中，发生了一些细微的更改，也就是一点便宜，或者是万一零件的外表比较奇特，造成了我们之前选择的压力机，他的滑块上有一个中心位置，这个中心位置要是和这个零件的，我们计算出来的压力中心的方位，重合不到一起，那就比较棘手了，因为往往在这个时候，就考验了我们当初选定的压力机，它所允许的偏差范围，是不是能够保证，上述两者的差值，在这个范围内。如果在允许的范围内，那么压力机是可以用的，反之，如果不在所允许的范围内，则压力机的选择就出了问题。5.2 冲压设备规格的选择冲压设备，是需要对它的具体参数进行选择的，一般有以下要求：（1）模具的闭合高度模具的闭合高度，我们一般情况下会使用字母H0来表示，是非常重要的一个参数，它是当模具的上模降落到最下面的那一刻，建立一个坐标系，以下模板的最低层为零点，做上模板的位置，此时它的最高面的纵坐标值，就是我们所求的。根据计算，我们可以得出一个非常重要的关系式： （5-1）（2） 压力机的闭合高度压力机的闭合高度，我们一般情况下会使用字母H来表示，因为它和模具的闭合高度并不是一个值，我们万万不可将它们二者混为一谈。众所周知，滑块是压力机的一个重要部件，在压力机工作过程中这个滑块是在不断的运动的，那么当它运动到了吓死点的时候，我们将工作台面作为原始平面建立一个新的坐标系，做出滑块的位置坐标，这时候我们会得到滑块下表面的位置坐标，那么这个值便是我们所要求的H。5.3 压力机的选取结合压力机的压力曲线，查冲压手册（第2版），初选压力机J23-10，其规格如下：模具闭合时高度模具外廓尺寸为公称压力最大装模高度滑块行程台面尺寸5.4 压力机的校核计算模具闭合高度=上模板+下模板+凸凹模+垫板+凸模固定板+衬板+凹模固定板即H=40+43+23+25+25+20+45=221mm,符合上面公式。第6章 模具刃口尺寸和公差的计算6.1 分析凸凹模具刃口尺寸我们拿到一套模具设计要求的时候，必然会有各个零部件的基本尺寸，这其中往往是凹模的会起到决定落料制件的尺寸的作用，那么同时凸模的尺寸则能够决定冲孔件的尺寸。由此可得，我们在对落料部分进行设计的时候凹模尺寸是被作为标准的，同样的道理在对冲孔部分进行设计时凸模的尺寸被作为标准。我们在进行刃口的设计时，一定要保证公差设计的合理性，尤其是凸、凹模这一块。在实际的设计操作过程中，如果我们做设计的刃口，是那种外形不算复杂的，那么我们可以将他的精度选取到IT6IT7这一档次。那么如果我们碰到外形比较棘手的刃口，我们就只能将它的精度等级降低，一般来说会降低到四分之一。还有一些特殊情况，比如说这个刃口被磨了一下，也就是有点损坏了，但是还不至于使它的基本的大小出现变化，那么我们可以将它的精度再次降低，一般情况下可以降到八分之一。凸模与凹模，分别加工，以满足条件:+- （6-1）+ （6-2）如果模具间隙的尺寸超出了允许范围内的ZminZmax，就将会导致模具的使用寿命受到影响。 （6-3） （6-4）、凸凹模的制造公差（mm），可查表6.1；系数，可查表6.2。表6.1凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差180.0200.0201802600.0300.04518200.0200.0252503600.0350.05030800.0300.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040表6.2 系数的选取材料厚度t（mm）非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差（mm）40.300.310.590.600.300.30冲孔：针对每个部分的分布位置进行计算如下： （6-5） （6-6）、冲孔凸、凹模直径（mm）;冲孔件标称尺寸。综上所述，当尺寸30-80mm时，P=0.4（0.015-0.01）=0.002d=0.6（0.015-0.01）=0.003此时：Zmax-Zmin=0.005d +P=0.005满足的条件，所以可采用凸凹模分开加工的方法。6.2凸凹模刃口尺寸的计算（1） 落料部分：P=0.4（0.015-0.01）=0.002 d=0.6（0.015-0.01）=0.003满足的条件冲孔部分：P=0.4（0.015-0.01）=0.002 d=0.6（0.015-0.01）=0.003满足的条件（2）查表得x=0.5落料部分：Ad=(A-x) 0=(26-0.2)+0.003 0=25.8+0.003 0Ap=(Ad- Zmin)0 -=25.790 -0.002Bd=(B-x) 0=(38-0.2)+0.003 0=37.8+0.003 0Bp=(Bd- Zmin)0 -=37.790 -0.002冲孔部分：dp=(d+ x)0 -=(2.1+0.50.4) 0 -0.002=2.30 -0.002dd=( dp + Zmin) 0=(2.3+0.01)+0.003 0=2.31+0.003 0第7章 复合模工艺零件的选用与设计7.1 模具总体设计一套模具从无到有，他的整体设计是一个繁琐、复杂又有着许多规则，或者说是规律性的过程。当我们拿到一份产品要求说明书之后，我们就要开始设计一套完整的模具，来实现对这一产品的加工制造，并且要满足设计要求书中对该产品的尺寸、工艺性、精度、强度、粗糙度以及批量和经济效益等等的一些要求。在设计的时候，在国标中选取标准件是有效的解决办法。但是标准件的选择并不是向我们想想的那么简单，根据已有标准的规定，这些零部件的尺寸往往产生了许多的约束，我们在设计制造过程中不能随意的赋予零部件以尺寸，而是要通过精密的计算，在一定范围内，从标准的书籍资料中选择出合理的尺寸，并且要求选择的这些零部件的尺寸需要配合起来，共同完成整套模具大的框架，进而对一些没有标准规定的零部件进行创新性的设计，实现模具更好跟有效的完成工作。在一套模具中零部件也是分为很多种类的，通过总结，大致分为以下几种，我们在这里进行一个简单的梳理，有助于我们理清思路，进而更好的完成整套模具的设计。工作零件，是负责执行冲压工步所用到的零件。定位零件，是在冲压工序中起到定位作用的零件，比如说挡料销的使用或者导正销和定位板的应用等等。卸料或者推件零件，也就是在自动化生产盛行的现代社会中必不可少的，能够实现自动卸料，或者起到自动推出作用，帮助完成自动卸料的零件。能够解放劳动力的双手，提高自动化程度。导向零件，是在整套模具中保证导向精度的零件，现在有很多模具生产都是对制件的精度要求比较高的，如果没有导向零件在模具中起到精确的导向作用，则容易造成废品过多，影响经济效益甚至使生产不合格。安装、固定零件，是在冲压工序中起到固定安装作用的零部件，它们是一套模具中的基本成分，只有有效的紧固模具整体的各个部分，才能保证模具的稳定。对提高模具制造精度，以及保护模具并提高使用寿命都有着至关重要的作用。7.2 模具主要零件的结构设计7.2.1 模具工作零件的设计（一）凸模、凹模的固定形式图7.1 凸模、凹模的固定形式众所周知，在模具的整体设计中，我们必须要考虑到，如何将我们所设计的模具，有效的和模板固定到一起，正如上图所展示的，就是其中一种比较常用的固定方法，也就是采用配合，将凸模与凸模固定板，或者是凹模与凹模固定板，固定在一起。一般情况下如果零件的外形比较轻巧，而板料比较厚重，则可以选取这一种装配方式，在这时选用这种模式更改凸模（凹模）较为便利。（二）凹模外形和尺寸图7.2凹模高度： （7-1）壁厚： （7-2）并且要求凹模的高度要在15mm以上，而厚度要在30mm到40mm之间，而且上面的计算式中的小写字母b，所代表的是外形尺寸可能达到的最大值，而大写字母K则是一个系数，这个系数是根据板的厚度来选取的，也就是从下面这张表里面选取。表7.1 系数K值b（mm）料厚t(mm)0.5123320050.180.22凹模厚度H=Kb=0.340=12mm;凹模壁厚 ;式中b-凹模最大宽度（mm）； K-因数； H-凹模厚度； c-凹模壁厚mm；故取H=12，c=20.凹模的总长L=b+2c （7-3）凹模的宽度B=冲裁件宽度+步距+2c=26+1.2+40=67.2mm（三）凸模在整套模具的设计过程中，凸模至关重要的一个零部件，这一块是非常重要的一部分，在这里我们主要对它的长度进行一个简要的分析。我们在设计过程中一般会根据我们所设计的整体结构对这个长度值进行取值。 （7-4）固定板厚度；固定卸料板厚度；导尺厚度；附加值。L=20+25+25+5=757.2.2 模具定位件在一套完整的模具中我们往往会用到一些零件，这些零件起到固定相对位置的作用，我们称这些零件为定位件。在我们所进行的模具设计中使用比较广泛的一般是定位销，另外其实定位板也是应用比较多的。定位板与定位销的相关尺寸，可以从下表中选择。表7.2 定位销头部高度h值材料厚度t（mm）100mm为6件。（3） 零件图如图所示：图7.4浮动模柄7.3.2锥面压圈（一）材料：45钢，GB699.（二）热处理：硬度HRC4348.（三）技术条件按照JB/T7653的规定。（四）结构如图，尺寸见表。（五）标记（1） 本文中设计的锥面压圈标记由以下要素组成：a. 零件名称；b. 锥面压圈外径D1c. 标准编号（2） 尺寸规格由表中数据选取表7.4锥面压圈尺寸d（j7）HD（H7）H1D1D2d1d2hn基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差74+0.018-0.0121646+0.02508.536606.6127480508.6386590+0.020-0.0152055+0.030010.9437291591006510.753821107510.663926120228512.869102（3） 零件图如图所示：图7.5锥面压圈7.3.3凹球面模柄（一）材料：45钢，GB699.（二）热处理：硬度HRC4348.（三）技术条件按照JB/T7653的规定。（四）结构如图，尺寸见表。（五）标记（1）本文中设计的凹球面模柄标记由以下要素组成：a.零件名称；b.凹球面模柄直径d1c.直径d1d.标准编号（2）尺寸规格由表中数据选取表7.5锥面压圈d（js10）d1d2LlhSR1SRHD1基本尺寸极限偏差250.042443464483.569756748367480320.0505341674829081163514.51021107361685.5122130811836769613514510(3)零件图如图所示：图7.6凹球面模柄7.4模具的总装配图图7.7总装配图1垫套，2垫板，3衬板，4、9固定板，5、11、15、30螺钉，6、22、27、28镶件，7顶板，8导套，10上模座，12、16、29圆柱销，13连接头，14模柄，17保持架，18导柱，19钢球，20凸凹模，21凸模，23弹簧，24固定板，25螺塞，26下模座35结论本次设计中根据所给制件的尺寸要求，对制件进行工艺性分析并对加工过程进行了整体设计。整理出来一套完整的模具，满足设计要求书中对制件的各种说明，并能够保证实际生产中的经济效益。最终整理出的设计说明书中对整个设计过程进行了详细的说明。从绪论开始对冲压加工进行了一个简要的介绍，条理清晰的分析了这种加工成型工艺的特点和优缺点的方方面面，并在实习过程中通过实地调研，