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任务书学生姓名专业机械设计制造及自动化班级题目带有自动挡料装置的垫板级进模设计一、毕业设计（论文）的内容和要求1、设计一套带有自动挡料装置的计包括下列主要内容：冲孔落料级进模，完成冲孔、落料等 工序。零件材料：Q235A厚1mm，生产数量：大批量。零件尺寸见下图。2、按规定的格式编写（打印），文字不少于毕业设计论文（电子版）。论文内容包括下列主要部分：1）冲裁机理2）冲裁件工艺性分析；3）冲裁工艺方案的制定；4）冲压工艺计算（1）排样设计与计算。包括选择排样方法、确定搭边值、计算送料步距与条料宽度、裁板方案及计算材料利用率；画出排样图等。（2）计算冲压力。包括冲裁力、卸料力、推件力及计算模具压力中心等，并初步选择压力机的吨位。（3）计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差。4）级进模结构设计要求；5）模具零件的结构设计与说明（包括模架的选用）；6）压力机的选定；7）模具的安装；8）模具工作过程； 零件材料：Q235A厚1mm，生产数量：大批量二、参考文献1、冲压工艺模具学 （第2版） 卢险峰编著 机械工业出版社 2006年4月2、冲压模具设计与制造 主编 朱江峰 童林军 张勇明 北京理工大学出版社 2009年8月3、冷冲压模设计资料与指导（第二版）主编 杨关全 匡余华 主审 苏新义 大连理工大学出版社 2007年8月4、公差与配合 国标GB18001804-795、模具制造工艺学 主编 徐慧民 副主编 贾颖莲 韩军 主审 张岐生 北京理工大学出版社 2010年8月6、冷冲模 国标 GB28512875817、冲压设计资料 重庆大学 王孝培 主编 机械工业出版社 1983年12月8、冲压工艺与模具设计 华北航天工业学院 鈡毓斌 主编 机械工业出版社 2004年6月9、冷冲模设计及制造 中国机械工业教育协会 组编 机械工业出版社 2010年7月10、冲压成型技术 主编 康俊远 副主编徐勇军 杨小东 王晖 北京理工大学出版社 2008年3月11、机械设计师手册 机械设计师手册 编写组 编 机械工业出版社 1989年1月三、毕业设计（论文）进度计划序号各阶段工作内容起讫日期备注1选 题：2下达任务书3撰写文献综述4撰写开题报告5完成论文初稿6完成论文二稿7中 期 检 查8完成论文三稿9打印出图10论 文 答 辩四、其他（学生提交）1.文献综述1份（3000字以上）。2.开题报告1份。 3.论文1份（8000字以上）；毕业论文按规定的格式编写。4.模具图纸（采用计算机绘制二维图）1）带有自动挡料装置的计包括下列主要内容：冲孔落料级进模总装图1张，要求用0号或1号图纸绘制，总装图图样右上角处需画出该付模具功用的零件图和排样图。2）绘制冲孔凸模与凹模、落料凸模与凹模、凹模固定板、自动挡料装置、刚性卸料板图纸各1张，采用A3或A4图纸绘制。设计要求达到能用于制造。3）按正规图的画法制图，设计全过程要执行“机械制图”、“公差与配合”及“冷冲模”等国家标准；开题报告学生姓名专业班级课题名称带有自动挡料装置的垫板级进模设计毕业设计的内容和意义1.主要内容1、设计一套带有自动挡料装置的计包括下列主要内容：冲孔落料级进模，完成冲孔、落料等 工序。零件材料：Q235A厚1mm，生产数量：大批量。零件尺寸见下图。2、按规定的格式编写（打印），文字不少于毕业设计论文（电子版）。论文内容包括下列主要部分：1）冲裁机理2）冲裁件工艺性分析；3）冲裁工艺方案的制定；4）冲压工艺计算（1）排样设计与计算。包括选择排样方法、确定搭边值、计算送料步距与条料宽度、裁板方案及计算材料利用率；画出排样图等。（2）计算冲压力。包括冲裁力、卸料力、推件力及计算模具压力中心等，并初步选择压力机的吨位。（3）计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差。4）级进模结构设计要求；5）模具零件的结构设计与说明（包括模架的选用）；6）压力机的选定；7）模具的安装；8）模具工作过程； 零件材料：Q235A厚1mm，生产数量：大批量2.意义毕业设计是对即将步入社会的我们设计能力的一次全面考核，是从学习书本知识向实际操作过渡的一个重要阶段，目的在于培养我们独立思考、动手以及解决问题的能力。从选定的课题入手，首先要仔细分析产品零件图，只有对产品结构、材料性能有了透彻的了解，才能进行初步设计，并逐层展开。最重要的我们能够独立思考与设计，在老师的指导与工具资料的帮助下，能够有更多的创造、更多属于自己的成果。四年中我们所学的一切专业知识都将在这里得到运用，这将是我们踏上工作道路的最后一次演练，更是理论与实际相结合的实战演练。参考文献参考文献1、冲压工艺模具学 （第2版） 卢险峰编著 机械工业出版社 2006年4月2、冲压模具设计与制造 主编 朱江峰 童林军 张勇明 北京理工大学出版社 2009年8月3、冷冲压模设计资料与指导（第二版）主编 杨关全 匡余华 主审 苏新义 大连理工大学出版社 2007年8月4、公差与配合 国标GB18001804-795、模具制造工艺学 主编 徐慧民 副主编 贾颖莲 韩军 主审 张岐生 北京理工大学出版社 2010年8月6、冷冲模 国标 GB28512875817、冲压设计资料 重庆大学 王孝培 主编 机械工业出版社 1983年12月8、冲压工艺与模具设计 华北航天工业学院 鈡毓斌 主编 机械工业出版社 2004年6月9、冷冲模设计及制造 中国机械工业教育协会 组编 机械工业出版社 2010年7月10、冲压成型技术 主编 康俊远 副主编徐勇军 杨小东 王晖 北京理工大学出版社 2008年3月11、机械设计师手册 机械设计师手册 编写组 编 机械工业出版社 1989年1月研究内容1设计、研究思路本次设计按照工艺分析工艺方案确定模具结构设计的思路进行。2课题研究的主要内容此工件是一种常见的零件，其材料为Q235钢，厚度为1.0mm，工件需大批量生产。3.确定冲裁工艺方案确定工艺方案就是确定冲压件的加工路线，合理的工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究比较与其经济效果，然后选择合理的工艺方案。此零件冲压包括冲孔,落料两个基本工序，具体分析如下：（1）单工序冲裁单工序弯曲，采用单工序模生产。（2）级进冲孔落料，采用连续模生产。（3）复合模落料冲孔，采用复合模具生产。方案（1）模具结构简单，制造周期短，加工成本低。但需要两道工序，两付模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。且不便于工人操作。所以一般不予采用。 方案（2）采用连续冲裁冲出的零件精度和平直度较好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方法可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。同时又减少了一副模具，大大节省了成本。方案（3）采用复合模具。只有当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，才选用复合模具结构。而且制作的费用较高，一般不采用。由于零件结构简单，为提高生产效率，这样应采用复合冲裁或连续冲裁方式。如采用复合模，则其凸凹模壁厚不能太薄（外形与内形、内形与内形），以免影响强度；凸凹模刃磨有时不方便，尤其是在凸凹模即冲裁，又成形的情况下。连续模具有如下优点：（1）生产效率较高，尤其能适合于在单机上实现自动化；（2）安全、省料及其它开支省；（3）模具的使用寿命长，修模调整容易；（4）冲制的产品精度高，美观。 研究内容故此冲裁件采用连续模为合理，设计方案为分别对凸模组件和凹模组件进行了定位和固紧。使装配容易和装配精度容易得到保证。综上所述可知，宜采用方案（2），在此冲件中，采用先完成冲孔后落料能保证凸凹模的最小壁厚，又因为零件的尺寸比较小，若在一副模具中完成全部工序的，则会造成模具不方便制造，同时不经济，生产成本会成倍增加，故采用先在连续模中完成冲孔落料的工艺方案。1带有自动挡料装置的垫板级进模设计目 录前前 言言.41、绪论、绪论.51.1.冲压技术理论概述.51.1.1.全面推广 CAD/CAM/CAE 技术.51.1.2.高速铣削加工.51.1.3.模具扫描及数字化系统.52、零件工艺性分析及确定工艺结构方案、零件工艺性分析及确定工艺结构方案.62.1.产品零件图.62.2.零件工艺性分析.62.2.1.结构与尺寸.62.2.2.精度.62.2.材料.72.3.确定冲裁工艺方案.73、工艺计算、工艺计算.93.1.排样设计与计算.93.1.1.排样方法.93.1.2.搭边值的确定.93.1.3.送料步距与条料宽度计算.103.1.4.材料利用率及排样草图.103.2.冲裁力、压力机的选取及压力中心计算.113.2.1.冲裁力的计算.113.2.2.卸料力、推件力和顶件力.113.2.3.压力机所需总冲压力的计算.123.3.压力中心的计算.123.3.1.压力中心的计算.123.4.凸、凹模刃口尺寸计算.133.5.卸料结构设计、弹性元件的选用和计算.163.5.1.卸料结构设计.163.5.2.凸模与固定板的选用和计算.164、连续模的主要零件设计、连续模的主要零件设计.174.1.凸、凹模结构设计.174.1.1.凹模.174.1.2.凸模.184.2.压力机的选用与校核.204.2.1.压力机的选用.204.3.模架的选用.2025、模具的动作原理、模具的动作原理.226、模具的总装配、模具的总装配.23总总 结结.24参考文献参考文献.253前前 言言由于模具技术的迅速发展，模具设计与制造已成为机械行业中一个大的分枝。从事模具行业工作的专业人才也越来越多，模具也倾向标准化，系列化，模具的诸多零件已经具有互换性，模具的设计周期越来越短，因此模具已经成为提高产品的竞争能力的重要手段。模具已成为各种产品不可缺少的工艺设备。本次毕业设计内容是：垫板冲压工艺及模具设计。毕业设计的目的不仅是对大学所学知识的一个巩固和总结，而且是大学期间重要的实践环节，它能综合培养查资料的能力、画图能力、独立分析能力、向老师、同学学习的能力。毕业设计作为对所学专业知识的一次综合检测，为以后参加工作也将奠定坚实基础。本次重点设计的是一副冲孔落料连续模。这次设计是在老师认真、耐心的指导下进行的，是在对模具的经济性、模具的寿命、生产周期及生产成本等因素进行了全面的仔细的分析下而进行设计的。因我个人经验和水平有限，因此很难避免在设计的过程中存在不合理之处，望各位老师多多批评指正。本论文是在老师的精心指导和严格要求下完成的。老师那严谨求实的治学态度，渊博的知识为我们树立了榜样，在此向她表示衷心的感谢！在论文的设计和写作过程中，得到同学的大力支持和协助，在此一并感谢！我相信：在老师的耐心指导和同学们的大力支持下，我一定能顺利完成本次设计。41、绪论、绪论1.1.冲压技术理论概述冲压技术理论概述模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： 1.1.1.全面推广全面推广 CAD/CAM/CAE 技术技术 模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 1.1.2.高速铣削加工高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 1.1.3.模具扫描及数字化系统模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 52、零件工艺性分析及确定工艺结构方案、零件工艺性分析及确定工艺结构方案2.1.产品零件图产品零件图图2.1 垫板冲压零件图冲裁工件是一种常见的零件，其材料为 Q235 钢，厚度为 1.0mm，工件需大批量生产，如图 2.1 所示。2.2.零件工艺性分析零件工艺性分析冲裁的工艺性是从冲压件工艺方面来衡量设计是否合理。在满足工件零件使用要求的条件下，能够以最经济最简单的方法冲出来就说明工艺性好。但是工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术和设备等因素的制约。2.2.1.结构与尺寸结构与尺寸该零件结构简单，形状对称，尺寸较小，强度要求不高，外形简单。悬臂宽度5.75mm 大于 1.5t，孔径 28.5mm 大于 1.5t，所以适宜于冲裁加工。2.2.2.精度精度本次零件设计精度要求不高，图上所注尺寸公差无特殊要求，选取公差等级为IT12 级，利用普通冲裁方式可达到要求。其模具制造精度也不高，能达到经济精度。62.2.材料材料碳素结构钢 Q235A，厚度 1.0mm，软态，带料，抗剪强度 310-380MPa。此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲裁加工性较好。2.3.确定冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定工艺方案就是确定冲压件的加工路线，合理的工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究比较与其经济效果，然后选择合理的工艺方案。此零件冲压包括冲孔,落料两个基本工序，具体分析如下：（1）单工序冲裁单工序弯曲，采用单工序模生产。（2）级进冲孔落料，采用连续模生产。（3）复合模落料冲孔，采用复合模具生产。方案（1）模具结构简单，制造周期短，加工成本低。但需要两道工序，两付模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。且不便于工人操作。所以一般不予采用。 方案（2）采用连续冲裁冲出的零件精度和平直度较好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方法可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。同时又减少了一副模具，大大节省了成本。方案（3）采用复合模具。只有当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，才选用复合模具结构。而且制作的费用较高，一般不采用。由于零件结构简单，为提高生产效率，这样应采用复合冲裁或连续冲裁方式。如采用复合模，则其凸凹模壁厚不能太薄（外形与内形、内形与内形） ，以免影响强度；凸凹模刃磨有时不方便，尤其是在凸凹模即冲裁，又成形的情况下。连续模具有如下优点：（1）生产效率较高，尤其能适合于在单机上实现自动化；（2）安全、省料及其它开支省；（3）模具的使用寿命长，修模调整容易；（4）冲制的产品精度高，美观。故此冲裁件采用连续模为合理，设计方案为分别对凸模组件和凹模组件进行了定位和固紧。使装配容易和装配精度容易得到保证。综上所述可知，宜采用方案（2） ，在此冲件中，采用先完成冲孔后落料能保证7凸凹模的最小壁厚，又因为零件的尺寸比较小，若在一副模具中完成全部工序的，则会造成模具不方便制造，同时不经济，生产成本会成倍增加，故采用先在连续模中完成冲孔落料的工艺方案。83、工艺计算、工艺计算3.1.排样设计与计算排样设计与计算3.1.1.排样方法排样方法排样对材料的利用率，工件的尺寸精度，生产率，模具制造难易程度和使用寿命有一定的影响。按材料的经济利用程度或废料的多少，排样可分为有废料排样与少、无废料排样两大类。排样又可分直排、斜排、对排、对头斜排、多排、混合排等。有废料排样有如下几种形式：（1）直排 排样时，应优先选用直排，因为直排的模具最简单。但对于三角形、角尺形等工件，采用直排会造成较大的材料浪费，可考虑选择斜排或对排。（2）斜排 斜排将时制模工作量增大。（3）对排 选取对排省料幅度较大。比直排省料可达 30%-50%。但需要注意：如果采取送料一次冲一件的方案，即用单凸模，模具结构与直排时基本相同，模具费也相差不大，但只实用于条料，不能用卷料。如下图所示排样方法：图 3.1 直 排综上所述相同个数的零件采用直排料面积为 1550。2mm3.1.2.搭边值的确定搭边值的确定搭边值的作用，搭边是指排样时零件与条料侧边这间留下的剩料。其作用是使9条料定位，保证零件的质量和精度，补偿定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不弯曲，便于送进，并能使冲模的寿命提高。为了节约材料，应选择合理的搭边值，它一般与卸料板的形式，条料厚度，冲压宽度 L 有关。本设计采用弹性卸料板，条料厚度 t1.0mm,冲压宽度 L40mm30mm,查冷冲模设计P60 知：搭边值工件间1.2mm，侧面1.5mm。a1a3.1.3.送料步距与条料宽度计算送料步距与条料宽度计算条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，用 A 表示。其大小为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离，查冲压工艺与模具设计P63，条料宽度按公式计算即 001LB2a2b式中 L条料公称宽度，mm； B垂直于送料方向的工件尺寸,mm； 侧搭边，mm；1a b 侧刃切除的料宽，mm 为剪板机下料公差，=0.5mm条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，剪裁时的公差整带分布规定上偏差为零，下偏差为负值条料在模具上送进时一般都有导向，当使用导料销导向而又无侧压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。所以条料宽度 L=（40+21.5）=43mm00.500.5送料步距 A=40+1.2=41.2mm3.1.4.材料利用率及排样草图材料利用率及排样草图通常以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率来表示：/(/LB)100 1S0S1S式中个步距内零件的实际面积；1S个步距内所需毛坯面积；0S L送料步距； B条料宽度。10经计算，一个步距内的实际有效面积约为 1550mm2 ，一个步距内所需毛坯面1S积为 4341.21771.6mm0S冲裁单件材料的利用率：=1550/1771.6100%=87.49%因此选用单排排样，这样的材料利用率较合宜，且操作方便。3.2.冲裁力、压力机的选取及压力中心计算冲裁力、压力机的选取及压力中心计算3.2.1.冲裁力的计算冲裁力的计算冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的数据。其冲裁力 F 的计算公式为：FKLt其中 F 为冲裁力 N；L 为冲裁件的周长 mm；t 板料厚度 mm； 为材料的抗剪强度 MPa；为系数，常取 1.3在一般情况下，材料的 b1.3，为计算方便，也可用这个式子计算冲裁力： FLtb 中间孔周长为 L1=3.1428.5=89.49落料周长为 L2=148.28垫板模具的冲裁力为：FLtb（89.49+148.28）11.3380117458.38N=117.458KN。3.2.2.卸料力、推件力和顶件力卸料力、推件力和顶件力 从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力；从凹模内向下推出工件或废料所需F凹的力称推件力；从凹模内向上顶工件或废料所需的力称为顶件力。F推F顶、与和冲件轮廓的形状、冲裁间隙、材料种类和厚度、润滑情况、凹F凹F推F顶模洞口形状因素有关。在实际生产中常用以下经验公式计算： FK F卸卸 FnK F推推 FK F顶顶式中 F冲裁力；卸料力系数；K卸11推件力系数；K推顶件力系数；K顶n梗塞在凹模内的冲件数（nh/t） h为凹模直壁洞口的高度。、与可分别由表 4.1 查取。当冲裁件形状复杂、冲裁间隙较小，润滑F凹F推F顶较差、材料强度高时应取较大的值；反之则应取较小的值。表 4.1 卸料力、推件力和顶件力系数料厚/mmK卸K推K顶0.52.50.0250.060.050.06取为 0.04、为 0.05、为 0.06K卸K推K顶3.2.3.压力机所需总冲压力的计算压力机所需总冲压力的计算采用弹压卸料装置和下出件模具： FFFF总卸推采用弹压装置和上出件模具时： FFFF总顶卸采用刚性卸料装置和下出件模具时： FFF总顶弹簧片模具采用刚性卸料，其所需总压力为1.06F1.06117.458KN124.505KNFFFF总卸推3.3.压力中心的计算压力中心的计算3.3.1.压力中心的计算压力中心的计算模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机的滑块中心线重合，以使平稳工作，减少导向磨损，提高模具及压力机的寿命。12图 3.2. 压力中心坐标系选取如图 3.2 所示的坐标系。因为 2 个工位，2 个工位的中心分别为（20.6，0）,（0，-20.6） 。按冲压工艺及模具设计P103 式（3.25）计算压力中心 1122nn012nl xl xl xxlll-24.38mm0xY00mm所以连续冲裁下零件的压力中心为：（-5.0934，0）3.4.凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模加工方法一般分为两种：（1）凸、凹模分开加工法，当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具，制造简便，成本低廉。（2）凸、凹模配合加工法，采用配做法制模时，配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序，落料时先加工凹模，配做凸模；冲孔时先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度较低，特别是板料较薄时，基准件的公差值较大，而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易，而配13做件加工较难。用单配加工法常用于生产复杂形状及薄料冲裁件的模具。在计算复杂形状的凸模和凹模工作部分的尺寸时，往往存在着三类不同性质的尺寸：第一类，凸模或凹模在磨损后会增大的尺寸；第二类，凸模或凹模在磨损后会减小的尺寸；第三类，凸模或凹模在磨损后基本不变的尺寸。如图，其中尺寸 a、b、c 对于凸模来说属于第二类尺寸，对于凹模来说属于第一类尺寸；尺寸 d 对于凸模来说属于第一类尺寸，对于凹模来说属于第二类尺寸；尺寸 e 对于凸模和凹模来说都是属于第三类尺寸。图3.3 复杂形状冲裁件的尺寸分类尺寸的计算方法：第一类尺寸(冲裁件上该尺寸的最大极限尺寸x) 1/40第二类尺寸(冲裁件上该尺寸的最小极限尺寸x) 0(1/4)第三类尺寸冲裁件上该尺寸的中间尺寸(1/8) 对于该工件来说，在连续模中完成的工步是冲孔，落料 ，该工件精度无特殊要求，根据工件公差等级取为 IT13 级，由于材料薄，模具间隙小，故凸凹模采用配做加工为宜。又根据排样图可知，凹模的加工比凸模的加工要困难，且级进模的所有凹模的孔均在一个模板上，因此，选用凹模为制造基准件。所以不论冲孔、落料，只计算凹模刃口的尺寸及公差。各凸模按凹模各对应尺寸标注其基本尺寸，并注明按凹模实际刃口尺寸配双面间隙 0.10mm。连续模中落料模，计算凹模刃口尺寸，按照一定的间隙配做凸模。按磨损情况分类计算： 凹模磨损后增大的尺寸，查中国模具工程大典第 4 卷模具工程大典P273，按照公式计算： dd0(DX )D尺寸 5 磨损后增大，查表 X=0.0514 =5dd0(DX )D尺寸 40 磨损后增大，查表 X=0.10=40dd0(DX )D冲孔时，把凸模尺寸换算到凹模的尺寸计算，由于先做凹模，凸模是按凹模以一定的间隙配制的，所以凹模公差 凹也要比较小。即凹凸1/4(ZmaxZmin)。 由图 3.4 中可以得到换算后凹模的基本尺寸与公差图 3.4.冲孔，将凸模尺寸换算到凹模的计算图 即 d凹(dminxZmin凹) 0 凹冲孔凹模、落料凸模分别按照冲孔凸模、落料凹模的实际尺寸进行配制，双边由表查得 Zmax0.12mm，Zmin0.06mm，ZZmaxZmin0.06mm，大批量生产、且工作精度要求不高，按大间隙可提高模具的寿命。凹模磨损后减小的尺寸，按公式 d凹(dminxZmin凹)计算0 凹尺寸 28.5 磨损后减小，查表 X=0.10凸 凸1/4=28.5d凹(dminxZmin凹)0 凹（28.5+0.10.4+0.06）=28.60.0900.090 冲孔凹模为圆形，故可按 d凹=(dminxZmin) 计算：/40由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工，精度可达0.010.02mm，而凸15模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于 0.02mm 研磨量的情况下，采用线切割的机床加工凹模时，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可标注为0.01（为机床的一般能达到的加工精度） 。凸，凹模的材料根据性能特点选用 Cr12MoV。3.5.卸料结构设计、弹性元件的选用和计算卸料结构设计、弹性元件的选用和计算3.5.1.卸料结构设计卸料结构设计卸料装置的功用是在一次冲裁结束之后，将条料或工序件与落料凸模或冲孔凸模脱离，以便进行下一次冲裁。卸料装置可分为固定卸料装置和弹性卸料装置两种。本设计零件厚度为 1.0mm，零件精度要求不高，所以采用固定卸料板刚性卸料。固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的 0.40.6倍，板料厚度超过 3mm 时，可与凹模厚度一致。卸料板形孔与凸模的单面间隙可以取 0.050.1mm，厚料与硬料可取大值。则厚度 H固0.4H凹0.43514mm,因为冲裁件为材料为 Q235A，厚度为1.0mm，所以取 H固15mm。3.5.2.凸模与固定板的选用和计算凸模与固定板的选用和计算冲孔，落料凸模长度 L 应根据模具的结构确定，据冷冲模设计P99 公式知，凸模长度的计算公式为：L凸=+3.0mm L凸1H2H3H式中 凸模固定板厚度，mm； 1H固定卸料板厚度，mm；2H 预压状态下卸料弹簧的长度,其长度为(0.850.9)； 3H3H3.0附加厚度，凸模缩进卸料板的距离.凸模固定板外形与尺寸与凹模板相同，厚度为凹模板厚度的 0.50.6 倍。凸模固定板厚度为 18mm。对于台阶固定直通式凸模，其型孔于凸模的双边间隙可取0.050.1，这里取 0.1mm.=+2.0=18+30+153.0=60mm L凸1H2H3H164、连续模的主要零件设计、连续模的主要零件设计4.1.凸、凹模结构设计凸、凹模结构设计4.1.1.凹模凹模（1）类型凹模型孔侧壁形状形状有两种：一种是侧壁与凹模的凹模面稍倾斜的斜壁孔。但斜壁孔的加工存在难度，增加成本，在此处暂不采用。一种是侧壁与凹模面垂直的直壁孔，在刃口孔内易于聚集废料或工件，增大了凹模的胀裂力、推件力和孔壁的磨损。磨损后刃口形成倒锥形状，可能使冲成的工件从孔口反跳到凹模表面上造成操作困难，但直壁刃口凹模，刃口强度较高，刃口修磨后工作部分尺寸不变，制造方便。适合用于截面为非圆形的工件。本零件采用这种形式。台阶型孔的设计参数：一是直刃口的有效高度 h，一般的当 t1mm 时，取 h35mm，一是斜壁孔比单边孔扩大值 b，一般取 b0.51mm。所以取 h3mm。（2）凹模结构尺寸的确定凹模厚度：HKb（须15mm） 凹模壁厚：C（1.01.5）H（须3040mm） 式中 b冲裁件最大外形尺寸，b（40+28.5）/2+41.2=75.45mm； K系数，查表取 K0.45，则：HKb0.4575.4533.9525mm，取 35mm。凹模壁厚：C（1.01.5）H3552.5mm，查表得 C=45凹模有效面积矩形的对称中心应与压力中心重合，以便使模柄的中心线通过压力中心。但压力中心对于矩形的宽度并不处于对称位置，长度也不处于对称位置，因此应将矩形的长度增大为 ，使压力中心对于 处于对称位置，即以压力中心到矩ll形左边的距离为实际凹模有效面积矩形长度的一半。（3）计算凹模外形尺寸从凹模有效面积矩形 b 向四周扩大一个允许的凹模壁厚 C 值，即 45mm，即为l17凹模外形尺寸 LB 的尺寸。则：凹模长度 L： L75.45+245165.45mm 凹模宽度 B： B40+245130mm经综合考虑，选取与计算值相近的标准凹模板轮廓尺寸，将上述尺寸圆整为：17014035mm，采用整体式的凹模结构。4.1.2.凸模凸模（1） 凸模的设计原则为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都须满足如下三个原则： 精确定位 凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位，否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时造成啃模。 防止拔出 回程时，卸料力对凸模产生拉深作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出。 防止转动（2） 凸模的结构形式经综合考虑，落料凸模的刃口部分为非圆形断面，为了便于凸模和固定扳的加工，可设计成直通式形状结构，其工作部分和固定部分的形状做成一样，这类凸模采用磨削，线切割的方式加工，凸模的尺寸根据刃口尺寸，卸料装置和安装固定要求确定。凸模的结构和尺寸如图 5.3 所示， 18图 4.2 落料凸模冲孔凸模采用标准 A 型的圆凸模。19图 4.3 圆形冲孔凸模(3) 固定方式凸模在上模的正确固定应该是既要保证凸模工作可靠和良好的稳定性，还要使凸模在更换或修理时拆装方便。落料凸模采用直通式凸模，上模板之间用台阶固定。其配合为过盈配合。对于冲孔凸模，将安装部分设计成便于加工成型的长圆形，通过固定板固定。其配合间隙为 H7/m6。凸模固定板内凸模的固定方法通常时凸模压入固定板内。4.2.压力机的选用与校核压力机的选用与校核4.2.1.压力机的选用压力机的选用所选用的压力机公称压力应大于计算出来的总冲压力 124.505kN；压力机的最大装模高度应大于或等于 173mm(冲模闭合高度+5mm)；工作台板尺寸应能满足冲模的正确安装。按上述要求可选用 JG2340 开式双柱可倾压力机。但需要在工作台面上加设垫板。其主要技术参数为：选择压力机的型号为开式双柱可倾式压力机：JG2340.它的主要技术参数如下：公称压力 400KN滑块行程 100mm滑块行程次数 80 次/min最大装模高度 300mm连杆调节长度 8mm模柄孔尺寸（直径深度/ mm） 5070mm工作台尺寸(前后左右) 300150mm 因为，故选择 JG23-40 压力机，满足要求。11AA4.3.模架的选用模架的选用模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应，从生产量、模具结构、产品规格和操作方便等方面考虑，选择 18#滑动导向中间导柱圆形模架，查 GB/T 2851.690，所选模架具体参数如下：凹模周界：170140mm0D20闭合高度(参考)最小：159mm闭合高度(参考)最大：185mm上模座 数量 1 规格：250mm205mm35mm下模座 数量 1 规格：250mm205mm30mm导柱 数量 2 规格：25mm140mm 导套 数量 2 规格：25mm80mm38mm导柱与导套结构从标准中选取，尺寸由模架中的参数决定。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于 1015mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为 12mm。导柱与导套之间的配合为 H7/h6,导套与上模座之间、导柱与下模座之间采用过渡配合 H7/m6。导柱与导套材料采用 20 钢，热处理硬度为（渗碳）5662HRC。上下模座材料采用 HT200，铸铁需要时效处理。模具的实际闭合高度为： H=上模座厚度+垫板厚度+凸模+凹模+下模座厚度+ t -3 =30mm+10mm+60mm+35mm+35mm+1mm -3mm =168mm215、模具的动作原理、模具的动作原理本模具（装配图如图所示）在一次行程过程中完成制件的冲孔、 、落料全部工作：当压力滑块下行时，毛坯料被压在凹模与各冲孔，落料凸模与凹模之间作用下一次完成工作。产品和废料从凹模边划下。本次设计的级进模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成多道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高，因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高,可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低，节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间，提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。冲孔废料由凹模孔向下排除，同时错位落料的产品也由凹模孔向下排除，这样操作方便，生产效率提高很多。每步送料步距靠侧刃定位，有导正销定位。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。 226、模具的总装配、模具的总装配1、确定装配基准件应以凸凹模为装配基准件。 首先要确定凸模在模架中的位置， 安装凸模组件， 确定凸模组件在下模座的位置， 然后用平行板将凸模和下模座夹紧，在下模座上划出弯曲孔线，进而安装下模座其他组件。2、安装上模部分检查上模部分各个零件尺寸是不是满足装配技术条件要求。 安装上模，调整冲裁间隙， 将上模系统各零件分别装于上模座内。3、安装下模部分4、自检，按冲模技术条件进行总装配检查。5、检验6、试冲23总总 结结在指导老师的精心指导下，在同学们的大力支持下，经历三个多星期的毕业设计即将结束，在此我对大家的帮助表示由衷地感谢！本次设计是由本人亲自设计，在老师的精心指导下完成的。从数据的计算、资料的查取、结构的设计、图表的绘制、到最后的总结修改，无一不凝结我的才智和汗水。毕业设计大到方案的确定，小到螺钉的选取和绘制，无一不需要求谨务实的精神。设计不成功，修改、修改、再修改，直到合理为止。正是本着这种实事求是的精神，才完成本次设计。这次设计给了我一次全面展示自我的机会。让我再次比较独立地设计模具，进一步拓宽了我的知识面，同时也给了我一个温习以前所学知识的机会，使我进一步巩固了机械设计、机械制图、冲压模具及工艺等课程的基础知识。本文阐述了模具的特点和发展趋势，分析零件的工艺性，确定工艺方案，阐述了模具结构，提高计算能力、绘图能力，熟悉了规范和标准。本次设计主要是对垫板的冲裁模结构进行设计分析、计算、说明。通过这次设计，我掌握了模具设计的设计步骤，以及一些设计要点，也学到了许多绘图技巧，对 CAD、Pro/E 的运用更加熟练，同时对机械行业的前景有了新的了解。24参考参考文献文献1丁松聚冷冲模设计M北京：机械工业出版， 2001:1-5，40-63，129-141.2钟毓斌冲压工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，2000:45-87，152-179.3肖祥芷中国模具工程大典M北京：电子工业出版社，2007:611-653，973.4刘朝儒等机械制图M北京：高等教育出版社，2001:1-9.5陈晓华典型零件模具图册M北京：机械工业出版社，2000:27.6王孝赔冲压手册M北京：机械工业出版社，2000:60-87.7史铁梁模具设计指导M北京：机械工业出版社，2003:1-80.8孙凤勤模具制造工艺与设备M北京：机械工业出版社，1999:1-136.9张代东机械工程材料应用基础M北京：机械工业出版社，2001:24-68.10徐学林互换性与测量技术基础M湖南：湖南大学出版社，2001:24-68.11桂林电器科学研究所主编弓形件成形弯曲模设计J模具工业，2004，(3):23-25.25一、课题国内外现状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2。因为模具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。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中60%80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产部件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益扩大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前，全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。我国的模具工业的发展，也日益受到人们的关注和重视。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展。二、研究主要成果现代模具设计的内容是：产品零件（常称为制件）成型工艺优化设计与力学计算，尺寸与尺寸精度确定与设计等，因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计、施工图设计四个阶段7。（1）AD/CAE/CAM 计算机辅助设计、模拟与制造一体化CAD/CAE/CAM 一体化集成技术是现代模具制造中最先进、最合理的生产方式。（2）设备在现代模具制造中的作用现代模具制造尽可能地用机械加工取代人工加工。这就确定了先进设备在现代制造中的作用，尤其现在加工中心 、数控高速成型铣床、 数控铣床、数控车床、多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花加工机床、数控精密磨床、三坐标测量机、扫描仪等现代化设备在工厂中的广泛使用。（3）代模具制造中的检测手段 模具的零部件除了有高精度的几何要求外，其形位精度要求也较高，一般的量具是很难达到理想的目的，这时就要依赖精密零件测量系统。这种精密零件测量系统简称C M M ， 即Coordinate Measuring Machine ，是数控加工中心的一种变形。它的测量精度可达0.25 m。（4）成型制造（RPM）在现代模具制造中的应用 快速成型制造（RPM）技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成型技术和新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积（即材料累加）成形思想，根据零件CAD 模型，快速自动完成复杂的三维实体（模型）制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成型技术和材料科学最新发展等于一体的高新技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。三、发展趋势 据相关专业人士分析，未来十年，中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下十个方面。（1） 模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高 随着零件微型化和模具结构发展的要求（如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高），模具精度已由原来的5m 提高到23m，今后有些模具加工精度公差更是要求在1m 以下，这必将促进超精密加工的发展。（2） CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用 模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是当代最合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供NC 程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型（形）过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM 一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其中心思想是让用户在统一的环境中实现CADCAECAM 协同作业，以便充分发挥各单元的优势和功效2。因此，应大力进行ANSYS、MSC、Moldflow、Dynaform 等高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用。（3） 快速经济制模技术的推广应用快速模具制造及快速成型技术（RP）是在近两年内迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本低的特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。具体新技术包括：快速原型制造技术（RPM）、表面现象成形技术、浇铸成形制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术、无模多点成形技术、KEVRON 钢带冲裁落料制模技术以及模具毛坯快速制造技术。此外，氮气弹簧压边与卸料、快速换模、冲压单元组合、刃口堆焊以及实型铸造冲模刃口镶块等辅助技术也有极大提高了快速经济制模的综合技术水平。 （4） 新型技术在塑料模具中的推广应用 采用新型热流道技术是塑料模设计制造中的一大变革，可显著提高模具制造的生产效率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，国外模具企业已有一半用上了该项技术，甚至已达80%以上；气体辅助注射成型也是塑料成型的一种新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好、易于成型、壁厚差异较大等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。 （5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种，发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件4。（6） 开发优质模具材料和先进的表面处理技术模具材料是模具工业的基础，当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，系列化程度已越来越高。中国是世界第一产钢大国，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，已纳入国标的如：6Cr4W3Mo2VNb（65Nb），7Cr7Mo2V2Si（LD），7Cr-SiMnMoV（CH-1），6CrNiMnSiMoV（GD），8Cr2Mn-WMoVS（8Cr2S）等。模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度、模具的工作寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米表面工程技术的出现进一步推动模具制造的表面工程技术的发展，其主要趋势是：（1）由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD 法）发展；（2）由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；（3）镀膜