制动软管支架冲压工艺编制及落料冲孔复合模设计【CAD图纸+毕业论文】【冲压模具】
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目 录
摘 要4
绪 论6
第一章、冲裁件工艺分析8
第二章、确定工艺方案及模具结构形式9
第三章、展开尺寸的计算10
第四章、模具设计计算13
4.1.排样13
4.2.计算总冲压力13
4.3.确定压力中心15
4.4.材料利用率的计算16
4.5.冲模刃口尺寸及公差的计算16
4.6.确定各主要零件结构尺寸19
第五章、模具零件的结构设计28
第六章、设计并绘制总装图、选取标准件29
第七章、模具的装配要求30
设计心得31
致 谢33
参考文献34
摘 要
模具行业的发展现状及市场前景
现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，
随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。
冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。
首先，先对零件进行工艺分析和计算，其中包含工艺分析与设计方案的确定，确定排样，计算冲裁力与选择冲压设备。
其次，进行模具设计和计算，其中主要是模具主要零部件的设计与计算与模具的装配。在进行模具设计时，根据零件的形状并结合手册循序渐进的进行模具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、导向零件和连接固定零件的设计。在设计时使用到AUTOCAD2004,计算机辅助设计软件对于提高设计的速度和质量也很有帮助.这也是当今模具行业发展的方向.
对于本次毕业设计，应该要达到以下目的：
综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冷冲压模设计的实际训练，从而提高我们的独立工作能力。
关键词：
工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。
- 内容简介：
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1 XXXX 大学 毕业设计 说明书 系 部： 机 械工程 系 指导老师： 专 业：机械制作与自动化班 级： 小 组 号： 组 长： 同 组 人： 日 期： 2014 年 04 月 15 日 nts 2 XXXX 大学 毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 制动软管支架冲压工艺及其模具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别 加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 2014 年 05 月 05 日 nts 3 目 录 摘 要 . 4 绪 论 . 6 第一章、冲裁件工艺分析 . 8 第二章、确定工艺方案及模具结构形式 . 9 第三章、展开尺寸的计算 . 10 第四章、模具设计计算 . 13 4.1.排样 . 13 4.2.计算总冲压力 . 13 4.3.确定压力中心 . 15 4.4.材料利用率的计算 . 16 4.5.冲模刃口尺寸及公差的计算 . 16 4.6.确定各主要零件结构尺寸 . 19 第五章、模具零件的结构设计 . 28 第六章、设计并绘制总装图、选取标准件 . 29 第七章、模具的装配要求 . 30 设计心得 . 31 致 谢 . 33 参考文献 . 34 nts 4 摘 要 模具行业的发展现状及市场前景 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 700 亿至 850 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。模具的发展是体现一 个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（ CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具 CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动， 随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的 完成。冷冲模是其中的一种。 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 首先，先对零件进行工艺分析和计算，其中包含工艺分析与设计方案的确定，确定排样，计算冲裁力与选择冲压设备。 其次，进行模具设计和计算，其中主要是模具主要零部件的设计与计算与模具的装配。在进行模具设计 时，根据零件的形状并结合手册循序渐进的进行模具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、导向零件和连接固定零件的设计。在设计时使用到 AUTOCAD2004,计算机辅助设计软件对于提高设计的速度和质量也很有帮助 .这也是当今模具行业发展的方向 . 对于本次毕业设计，应该要达到以下目的： 综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冷冲压模设计的实际训练，从而提高我们的独立工作能力。 关键词： nts 5 工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 nts 6 绪 论 现代模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。 由于模具生产要采用一系列高新技术，如 CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产 业的一个重要组成部分，有人说，现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。模具技术水平的高低，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，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 模具工业是无以伦比的 效益放大器 。用模具加工产品大大提高了生产效率，而且还具有节约原材料、降低能耗和成本、保持产品高一致性等特点。因此模具被称为 效益放大器 ，在国外，模具被称为 金钥匙 、 进入富裕社会的原动力 等等。从另一个角度上看，模具是人性化、时代化、个性化、创造性的产品。更重要的是模具发展了，使用模具的 产业其产品的国际竞争力也提高了。据国外统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是 1:100，即模具发展 1亿元，可带动相关产业 100亿元。 模具不是批量生产的产品。它具有单件生产和对特定用户的依赖特性。就模具行业来说，引进国外先进技术，不能采用通常的引进产品许可证和技术转让等方式，而主要是引进已经商品化了的 CAD/CAM/CAE 软件和精密加工设备等。模具的 CAD/CAE/CAM 涉及面广、集多种学科与工程技术于一体，是综合型、技术密集型产品。如塑料模具的 CAE技术要利用高分子材料学、流变学、传热学、计算力学、计 算机图形学等知识，涉及的领域还包括声波及电磁场、温度场等各类物理场，通过工程分析、来建立塑料成型的数学和物理模型，构造有效的数值计算方法，实现成型过程的动态仿真分析。现代化的模具要实现数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化生产流程。这些模具的数字化代表了现代模具的一个方面，没有模具的数字化，就没有现代模具。模具的 CAD/CAE/CAM技术日新月异，重要的工作是后续对人员的培训和对于引进的软件进行二次开发。像我们熟知的 CIMATRON公司不但在塑料模具的 CAD/CAM软件上在中国保持其市场占有率并且在扩大 ，而且在冲压模具、多成份橡胶制鞋模具等领域开拓，也将大显身手；开发 FUTABA、LKM、 MISUMI标准模架数据库的工作也已提上日程。这是为模具行业服务的具体体现。 nts 7 产品水平低主要表现在对后续使用模具制造制件的工艺（如冲压工艺）理解上，在模具设计上；在加工中精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上等。现代模具行业是技术密集型、资金密集型的产业，由于模具行业是微利行业，因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，至使科技进步的步伐跟不上模具市场的需要。虽然国内许多企业已引进了不少国外先进设备，但 总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控率和 CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等方面原因，引进设备不配套、设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低，开发能力较差，科研开发及技术攻关方面投入太少。不重视产品开发，在市场经济中常处于被动地位。 20 年来我国模具制造水平有了很大的提高，模具的 CAD/CAM 已很普遍， CAM/CAPP也在积极推广。如今我国生产的模具精度已达到微米级，与 20年前相比，模具寿命提高了几十倍，模具生产周期缩短了约 3/4，模具的标准件使用覆盖率从 几乎是零，达到 45%左右。 毕业设计课题： 制动软管支架模具 设计 零件名称： 制动软管支架 生产批量：大批量 材 料： 08#钢 t=2.5 要求设计此工件的 冲压模具 。 如下图： nts 8 第 一 章、 冲 裁件工艺分析 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一 定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。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。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压 生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。 本次设计的产品是 制动软管支架，从产品形状看，是个典型的弯曲件， U 形 弯曲，对 其进行工艺分析 ,如下 : 此 冲 裁件为 材料 08#钢， 具有良好的可冲压性能， 其抗剪强度为 260-360MPa，抗拉强度 330-450 MPa，屈服点 200 MPa， 冲裁件结构形状简单， 落料冲孔后弯曲成型，材料厚度 2.5， 零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差 。 结论：可以冲裁，适合普通冲裁。 nts 9 第 二 章、 确定工艺方案及模具结构形式 在工艺性分析的基础上，列出各种可能的冲压工艺方案，包括工序性质，工序数目，工序顺序及组合方式等，并对各种可能工艺方案从产品质量，生产效 率，模具制造成本，安全性，经济性等方面进行综合分析论证，选出最佳冲压工艺方案。 根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔 ，弯曲三 种。按其先后顺序组合，可得如下三种方案： 1、先落料、在冲孔 ,弯曲， 采用单工序模具生产。 2、落料、冲孔采用复合模。 弯曲单模 3、先侧切、冲孔， 弯曲， 后空步再 切断 。即采用冲级进模。 方案一模具结构，但是需要两到工序，生产成本高，生产效率低，只能满足小批量生产。 方案二模具结构也简单，但是落料冲孔 同步，能保证孔的位置，模具精度比方案一高，模具结构也简单 ，适用于精度要求不是很高的产 品。 方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便。但模具的精度要求很高，模具价格昂贵。 综上分析，冲裁件的尺寸精度要求不高，形状不大。根据材料厚度（ 2.5mm） ， 又通过以上 3 个方案的比较，采用方案 2， 可采用弹性卸料装置 、 倒装的落料冲孔复合模 结构形式。 弯曲模单独加工，一共两副。 由于本次设计，两副模具工作量比较大，所以只需要设计其中一副，落料冲孔复合模。 由于产品外形比较 不大 ，结构简单， 上模在 卸料的过程中， 没有足够的 空间 安装弹簧或者是橡胶。 所以上模需要采用打料装置，下模可以采用弹 压卸料装置。 nts 10 第三章、展 开尺寸的计算 该支架材料厚度 为 2.5mm，成出这个产品 需要经过落料、 冲孔、 弯曲，才能最后实现产品型， 由于产品形状简单， 产品要求不高 ，所以不需要单独计算 弯曲系数及尺寸分析，展开尺寸需要根据实际弯曲模具的间隙和模具结构来调试，计算结果仅仅作为参考。 根据产品中性层不变原理计算展开尺寸， 产品展开尺寸的计算： 弯曲公式是 L=L1+L2+R+R 经过实际计算 L1=120， 展开尺寸与成型模具的间隙，模具结构等都有关系，因此此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。 这里设计取整数 120X30。 展开图纸如下图所示： 由于产品两个角是尖的，直角，为防止模具热处理后应力集中开裂，设计模具这里需要增加 R角倒向，根据材料厚度 2.5，这里增加 R值为 1.5。更改后图如下： nts 11 模具结构总装图如图所示： nts 12 nts 13 第 四 章、 模具设计计算 4.1.排样 计算条料宽度及确定步距。 首先查表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按 方形件 取搭边值 b=2.0-2.2mm，侧边按矩形取搭边值 a=2.2-2.5mm。进料步距为 30+2.2=32.2mm.条料宽度按相应的公式计算： B=（ D+2a） 0- 查有关表 =0.5 B=(120+2 2.5)0-0.5 =1250-0.5 mm 画出排样图，如下图： 4.2.计算 总冲压力 由于该冲裁模采用弹性卸料装置，故总的冲压力为： P0=P+P推 P=P落 + P冲 nts 14 式中， P0 总的冲裁力 ； P推 推件力 ； P落 落料时的冲裁力 ； P冲 冲孔时的冲裁力 。 计算冲裁力： P 落 =KLT （ 查表 =350MPa K取 1.3） =1.3 292.85 2.5 360/1000KN =342.63KN P 冲 1=1.3 3.14 16.5 2.5 360/1000KN =60.62KN P 冲 2=1.3 （ 3.14 9+10） 2.5 360/1000KN =44.76KN 计算推件力 P 推 ： P 推 =n K1P (K1 为推件力系数 ， n=h/t,n=1 3,t 取 1.5,则 h=1.52.5mm=3.75mm,h为直边刃口部分的高 ) 查表 K1=0.05 P 推 =1 0.05 (60.62+44.76)KN =0.05 105.38=5.27KN 计算弹力 P 卸 ： P 弹 =K2 P 落 （ K2=0.04） =0.04 342.63KN =13.71KN 计算总冲压力 P0： P0= P 落 + P 冲 + P 推 + P 卸 =342.63+105.38+5.27+13.71KN =466.99KN nts 15 选用冲床的公称压力应大于计算出的总压力 P0=466.99KN；按上述要求，结合工厂实际，可选用 J23-63 开式 单点 可倾压力机 。 4.3.确定压力中心 根据排样 ,我们可以在 CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心 XY12F1 冲 孔 力 F1=Lt b ，得 F1=60.62KN F2 冲 孔 力 F2=Lt b ，得 F2=44.76KN F3 落料 力 F3=Lt b ，得 F3=342.63KN Y1 F1到 X轴的力臂 Y1=0 X1 F1到 Y轴的力臂 X1=45 Y2 F2到 X轴的力臂 Y2=0 X2 F2到 Y轴的力臂 X2=-17.5 Y3 F3到 X轴的力臂 Y3=0 X3 F3到 Y轴的力臂 X3=0 根据合力距定理： YG = （ Y1F1+ Y2F2） /（ F1+ F2） XG = （ X1F1+ X2F2） /（ F1+ F2） nts 16 XG F冲压力到 X轴的力臂； XG=4.34 YG F冲压力到 Y轴的力臂； YG=0 所以由以上可以算得压力中心为 G(4.34,0) 4.4.材料利用率的计算 首先得根据排样来确定。 条料宽度 B=125-0.5 mm ，步距 S=32.2mm 。取条料规格：长 1000宽 125的规格，采用滚剪机下料。 材料的利用率为 ： 横排工件个数： n1=800/32.2=24个 竖排工件个数： n2=1000/125=8个 =3574 8 24/1000 80 100% =686208/80000 =85.776% 4.5.冲模刃口尺寸及公差的计算 冲裁间隙的确定： 冲裁凸凹模的凸、凹模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙，其双面间隙用 Z 表示，单面间隙为 2Z ，从冲裁过程分析中可知，它对冲裁件断面的质量有极大的影响；此外，它还影响模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力和冲裁件的尺寸精度，是一个非常重要的工艺参数。 设计模具时一定要选择合理的冲裁间隙，才能是冲裁件的断面质 量较好，所需冲裁力较小，模具寿命较长。 根据工件材料的特性 S =200Mpa, b =330-450Mpa, =260-360Mpa 以及工件的精度，选取最小冲裁间隙为 0.08，最大冲裁间隙为 0.12mm。 上面已经选取了最小和最大冲裁间隙，下面来讨论一下选取合理的冲裁间隙的影响。 冲裁间隙对冲裁件断面的影响 冲裁件断面上的四个带（塌角，光亮带，剪裂带，毛刺带）在整个断面上所占的比nts 17 例随着板料的性能、厚度、冲裁间隙、模具结构等不 同而变化。其中冲裁间隙即凸、凹模的间隙对其影响最大。 间隙过大或过小均将导致上、下剪裂纹不能相交重合于一线，间隙太小时，凸模刃口附近的裂纹比正常间隙时向外错开一些，上、下裂纹中间的材料随着冲裁的进行将被第二次剪切，并在断面上形成第二个光亮带，毛刺也增大。由于材料中拉应力成分减少，静水压效果增强，裂纹的产生受到抑制，所以光亮到变大，而塌角、斜度、翘曲等现象均减少。间隙过大时，凸模刃口附近的剪裂纹比正常间隙时向里错开一些，材料受到很大的拉伸，光亮带小，毛刺、塌角、斜度都增大。由于材料中的拉应力增大，容易产生剪裂 纹，塑性变形阶段较早结束，因此光亮带要小一些，而剪裂带、塌角和毛刺都比较大，冲裁件的翘曲现象也比较明显。间隙过大和过小时均使冲裁件尺寸与冲模刃口尺寸的偏差增大。间隙合适时，上、下剪裂纹基本重合于一线，这时光亮带约占板厚的 31 左右，塌角、毛刺和斜度均不大，满足冲裁件质量的要求。 冲裁间隙对模具寿命的影响 间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度 的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。 冲裁间隙对冲裁力的影响： 虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时，冲裁力的降低并不明显（仅降低 5%10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。 冲裁间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响： 间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或 顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的 15%25%左右时斜料力几乎减到零。 冲裁间隙对尺寸精度的影响： 间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和落料是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。 nts 18 通过以上分析可以看出，冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳，冲裁模具寿命最长，冲裁力、斜料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要 考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的冲裁件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲裁件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。 在整个模具的设计过程中，合理的间隙是关键。 在生产实践中可以发现： (1)由于凹、凸模之间存在间隙，使落下的制件或冲出的孔都带有锥度，且落料件大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。 (2)在测量与使 用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。 (3)冲裁时，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使凹、凸模间隙越来越大。 所以在冲模刃口尺寸计算时需要注意，在计算工件外形落料时，应以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.18 0.22mm。 在计算冲孔模刃口尺寸时，应以凸模为基准，凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.18 0.22 mm。 刃口尺寸计算如下表： 尺寸精度查公差表均为 IT14级，见下表工作尺寸；查设计手册磨损系数 =0.5 冲裁性 质 工作尺寸 计算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落料 1200-0.04 300-0.04 凹模计算： Dd=(Dmax-x )+ d0 注： d=0.25 119.98+0.020 29.98+0.020 凸模尺寸按凹模刃口实际尺寸配置，保证双边间隙 0.18 0.22 mm 冲孔 16.5 凸模计算： dp=(dmax+x )0- p 凸模尺寸按凹模刃口实际尺寸配置，保证双边间 16.5+0.020 nts 19 9+0.030 14+0.030 注： p=0.25 隙 0.18 0.20 mm 9+0.020 14+0.020 中心距尺寸： L1=17.5 0.01 L2=45 0.01 L3=45 0.01 L4=5 0.01 注：在计算模具中心距尺寸时，制造偏差值取工件公差的 1/8 4.6.确定各主要零件结构尺寸 (1) 凹模 板的设计 ： 凹模采用直壁式刃口凹模。刃口强度高，制造方便，刃磨后型孔尺寸基本不改变，对冲裁间隙无明显影响，适合于本设计之类，冲裁精度要求高，以及厚度较大的零件。由于型孔内容易积聚零件或 废料，因而推件力大。如果刃口周边有突变的尖角或有窄悬壁伸出，由于应力集中，有可能在角部产生胀裂，因此对凹模和凸模的强度带来不利影响。同时由于磨檫力增大，对孔壁的磨损深度增大，故刃磨层较厚，致使凹模的寿命缩短。 尺寸计算： H= (P取总压力 P0=466.99KN) H=3.6， 结合设计修模方便，这里取 H=4 凹模 直径 长度 L的确 定： L=b+2c t=2.5 mm,冲件 b=120 mm,查表得 c=48mm，宽度 30， c=45。 L=120+2 48mm =216mm 宽度 B=30+2 45 mm nts 20 =120mm 根据 GB/8057 95，确定凹模外形尺寸为 220 120。 凹模加工工艺规程的编制 工序 1 下料 ； 工序 2 铣外形六面 ； 工序 3 平磨； 工序 4 钳工：穿丝孔、钻螺孔； 工序 5 热处理：淬 火、回火达硬度 58 62 HRC； 工序 6 平磨； 工序 7 退磁； 工序 8 线切割； 工序 9 研磨型面达设计要求。 凹模板的结构示意图如下图： （材料选 Cr12Mov） 与上模板配作（ 2） 凸 凹 模 的设计： 前面在进行工艺分析时了解到，需将模具作成复合模的形式，利用凸凹模对工件原材料进行冲孔和落料。考虑到凸凹模的尺寸比较 小 ，所以采用 整体的形式 方式进行加工和安装，安装时采用 固定板和下模板 螺钉 和 销钉 固定 凸模 长度 L凸 的确定 : nts 21 尺寸计算： 凸模长度 L凸计算为： L 凸 =h1 +h2 (0.5 1.0) mm 其中， 橡胶块装模高度 h1=20mm,卸料板厚 h2=18mm, 凸模的修磨量 Y=0.5 1.0 mm,则： L 凸 =20+18+18-(0.5 1.0)mm =55 mm 凸模图纸如下 : 凸凹模加工工艺规程的编制 工序 1 下料； 工序 2 铣六面； 工序 3 平磨； 工序 4 钳工：钻螺孔 ，钻废料孔 ； 工序 5 热处理：淬火、回火达硬度 58 62 HRC； 工序 6 平磨； nts 22 工序 7 退磁； 工序 8 线切割加工孔和外形 ； 工序 9 研磨型面达设计要求。 （ 3） 冲头长度 L冲的确定 : 冲孔凸模结构结构形状如下图 ：材料选 Cr12Mov。 凸模加工工艺规程的编制 ： 工序 1 锯棒料 ； 工序 2 车 ； 工序 3 检测 工序 4 热处理：淬火、回火达硬度 58 62 HRC； 工序 5 精车 ； 工序 6 退磁； 工序 7 钳工：研磨型 面 达设计要求。 卸料板、凸模固定板的 型孔 加工 采用线切割加工。 （ 4）卸料板的设计 下模座的卸料为落料后所剩余料废料的卸除，基于此前提，可以采用平装式 卸料板卸料，根据卸料面积及卸料力的大小，卸料板厚度经过计算后取为 18mm，卸料板与下模nts 23 座之间采用 树脂 弹顶卸料。 树脂 选择原则同上，选橡皮圈自由高度 30mm，与模具进行配装。 卸料板 的结构示意图如下图所示：（材料选 45#） 卸料板加工工艺规程的编制 工序 1 下料； 工序 2 铣六面 工序 3 平磨； 工序 4 钳工： 钻螺孔； 工序 5 平磨； 工序 6 退磁； 工序 7 线切割加工型腔及定位孔； 工序 8 研磨型面达设计要求。 （ 5） 冲头 固定板的设计 冲头 固定板的结构示意图如下图所示：（材料选 45号钢 ） nts 24 与上模板配作冲头固定板加工工艺规程的编制 工序 1 下料； 工序 2 铣六面 ； 工序 3 平磨； 工序 4 钳工：穿丝孔、钻螺孔； 工序 5 平磨； 工序 6 退磁； 工序 7 线切割孔，保证中心距； 工序 8 研磨型面达设计要求。 (6) 垫板的设计 垫板的结构示意图如下图： 材料选 45#。 nts 25 与上模板配作垫板加工工艺规程的编制 工序 1 下料； 工序 2 铣六面 ； 工序 3 平磨； 工序 4 钳工： 钻孔； 工序 5 平磨； 工序 6 退磁； （ 7） 树脂 的设计 树脂 的自由高度 H1： H1=hg+hm+(4 10)/ j y mm =(0.3+0.5)+10/(0.45-0.15) (0.45-0.1) =24.5mm 取 H1=25 mm。 （ 8）模柄的设计 选用 45钢。结构如图所示： 采用通用模柄。 nts 26 由上述计算得出模具的闭合高度 H凹： H凹 =35+22+8+18+30+55+8+45=221mm 冲模的闭合高度校核： Hmax-5 mm H凹 Hmin+10 mm 230 mm 221 mm 180 mm 结论：符合标准。 （ 9） 定位 销的设计 定位 销的结构示意图如图所示：材料选 45号钢。 nts 27 nts 28 第 五 章、 模具零件的结构设计 （ 1）定位装置的选用 定位装置的作用是限定毛坯（条料或块料）送进步距和送入毛坯有正确的位置，以保证冲出合格的工件，根据不同的毛坯和模具结构，必须采用各种形式的定位装置。 模具在冲压时，采用的是手工送料，故可以选择较简单的定位方式，如定位销对板料进行定位。定位销尺寸规格经过计算后，可以选用，大端圆头为 8mm，小端 圆头为 6mm，定位销的材料选为 45#，与卸料板之间采用过 度 配合。定位销的长度为 25mm。大小端阶梯过度，阶梯规格为 2 0.5mm （ 2）冲头固定板的设计 采用普通固定法，将凸模压入凸模固定板后同磨结合面，然后校正凸模位置，借助一面双销使固定板定位，再用螺钉紧固在模座上，此方法是轴台式凸模常用的固定方法。如下图： （ 3）根据凹模的外形尺寸和模具的闭合高度，选用 7#狭长型后侧导柱标准模架，材料为铸铁。螺钉和销钉均采用标准件。 nts 29 第 六 章、 设计并绘制总装图、选取标准件 总装图 在确定模具结构形式时已 画出 ，其中，导柱、导套、螺钉、销钉等是选取的标准件。 其零件参数如下表所示： 凹模周界 配用模架闭合高度 H 孔距尺寸 最小 最大 S S1 220 120 30 199 229 零件名称及标准编号 上垫板 凹模 固定板 卸料板 220 120 8 220 120 30 220 120 18 220 120 18 圆柱销 卸料螺钉 螺钉 螺钉 圆柱销 10 80 M8 40 M10 80 M10 50 8 40 导柱选用 GB2861.2 81中的 B型导柱，直径 d=32mm 、 极限偏差为 R7 、长度 L = 180mm。 导套选用 GB2861.6 81中的 A型导套，直径 d=32 mm 、 D=45、极限偏差为 H7 、长度 L =80mm。 nts 30 第 七 章、 模具的装配要求 1、确定装配基准件 应以冲孔凸模为装配基准件。 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 nts 31 设计心得 时至今日， 为期一个月的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这一个学期的时间里我学到了很多知识和技能。 现在回想起来做毕业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过乐趣尽在其中呀！没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结（这是我以前的一种想法），但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面 、太偏激了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 我设计的是一副冲裁模具，由于这是第一次设计冲裁模，所以对有些标准参数不是很了解，在设计计算时有一点误差，不过，在 指导 老师的指导下和同学的帮助下，我顺利地完成了设计。 首先在设计时，我们必须考虑模具的设计步骤以及一些基本参数。通过对零件结构分析，得出了模具结构的设计思路，并一步一步的计算和查相关的资料得出各零件的尺寸以及结构工艺。其次，等到所有尺寸都算出来的时候，才把模具的结构总装草图画出来，再仔细审查总装草图，看哪些零件的结 构和尺寸需要改正的，或是有没有错误码的地方，直到把所有的零件结构和尺寸检查合理时，然后才开始正式用 CAD 画总装图。此次设计对我个人的知识面又有了进一步的提高，尤其是在 CAD 制图应用软件使用方面得到了显著的提高。 通过工艺分析、比较，我们可以看出。模具结构也如同世界上的任何事物一样，都存在两重性
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