毕业设计（论文）-方孔扳手冲压模具设计

优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 方孔扳手冲压模具设计 毕业设计 方孔扳手冲压模具设计 系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 模具设计与制造 班 方孔扳手冲压模具设计 摘 要 本套模具是方孔扳手，材料为 Q235 钢，厚度 t=2mm。 采用倒装复合模来加工零件。此种模具结构简单紧凑，工作过程相对单工序模具更安全可靠。而后在具体的设计过程中，需要依次计算毛坯尺寸，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力 ，然后确定模具的压力中心，根据前面所计算出的内容选择压力 机和确定冲模的闭合高度，再确定模具的凸、凹模形状和尺寸，最后设计出挡料销、卸料板、推件装置、弹性元件、导柱、导套和模柄等模具的主要零部件，同时画出详细的零件图及装配图，从而完成整套模具的设计工作。 关键词 ： 方孔扳手 ； 冲压 ；模具设计 I 目 录 1 绪论 . 1 1.1 模具发展的现状及趋势 . 1 1.2 相关模具制造 . 1 2 材料分析和模具结构的确定 . 2 2.1 工艺分析 . 2 2.2 工艺方案的确定 . 2 2.3 毛坯形状，尺寸和下料方式的确定 . 3 2.4 排样和材料的利用率 . 4 2.5 冲模结构的确定 . 5 3 主要数据的计算 . 7 3.1 各部分工艺力计算 . 7 3.1.1 落料力 的计算 . 7 3.1.2 卸料力 的计算 . 7 3.1.3 推件力的计算 . 7 3.2 工作部分尺寸计算 . 8 3.2.1 落料刃口尺寸计算 . 8 3.2.2 冲孔凸模与凹模刃口尺寸的计算 . 9 3.3 凸模凹模主要尺寸的计算 . 10 3.4 凸模强度的校核 . 13 3.4.1 凸模承压能力的效核 . 13 3.4.2 抗纵向弯曲应力的效核 . 14 4 主要工作部分的形式选择 . 15 4.1 凸模固定形式的选择 . 15 4.2 凹模的选择 . 15 4.2.1 凹模结构形式的选择 . 15 4.2.2 凹模刃口形式的选择 . 15 4.3 凸凹模的选择 . 16 II 5 冲裁设备的选择与验算 . 17 5.1 冲裁设备的选择 . 17 5.2 冲裁功的验算 . 18 5.3 压力中心的确定 . 19 5.4 闭模高度的计算 . 19 6 其它零件的设计与选择 . 21 6.1 弹性元件的计算 . 21 6.2 定位零件的设计 . 21 6.3 卸料装置的设计 . 22 6.4 推件装置的设计 . 23 6.5 凸凹模固定板的设计 . 24 6.6 垫板选用 . 24 6.7 导柱导套的布置和选用 . 25 6.8 模柄的选用 . 26 6.9 模具主要零件的材料的选用 . 26 7 模架选择 . 28 8 模具工作原理及总装图 . 29 8.1 模具的工作原理 . 29 8.2 模具总装图 . 299 结论 . 31 致谢 . 32 参考文献 . 33 II 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 1 1 绪论 1.1 模具发展的现状及趋势 在当下的现代化生产中，模具已经发展成为了我国的重要基础工业之一，其成型具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点。 模具制造工艺是一门严谨的需要技术的课程。任何模具零件的工艺路线和所采用的工艺方法生产条件密切相关，在处理工艺技术问题时一定要理论联系实际。对于同一个加工零件，在不同的生产条件下可能采用不同的工艺路线和工艺方法达到工作的技术要求。 CAD/CAE/CAM 的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具行业的优越性。 在 CAD 的应用反面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，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 CAD/CAM 的集成提供了保证。 1.2 相关模具制造 （ 1）模具的制造：指在相应的制造装备工艺和条件下，直接对模具构件的材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其尺寸、相对位置和形状；使之成为符合要求的构件，再将这些构件经配合、定位并固定装配成模具的过程。这一过程，是通过按照各种工艺和工艺过程管理、工艺顺序进行加工、装配来实现的。 （ 2）模具制造技术：就是运 用各类生产工艺装备和加工技术，生产出各种特定形状和加工作用的模具，并使其应用于实际生产中和一系列工程应用技术。它包括：产品零件的分析技术、模具的设计、制造技术、模具的质量检测技术、模具的装配、调试技术和模具的使用、维护技术等。 （ 3）模具的制造过程：模具制造过程可分为模具与制造工艺设计，生产准备和加工，装配、试模三个阶段。生产管理部门，车间进行。 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 2 2 材料分析和模具结构的确定 图 2-1 零件图 工件名称：方孔扳手 生产批量：大批生产 材 料： Q235 材料厚度： 2mm 2.1 工艺分析 该零件是长方形的轴对称工件，总体上结构简单。冲裁件为 Q235 钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能 ， 冲裁件结构简单，但内外有尖锐角；零件图上尺寸均未标注偏差，属未注公差尺寸，可按 IT4 精度等级确定工件尺寸的公差： 67 0-0.74、 8+0.360、 87 0-0.87、 200-0.52、 250-0.52。 2.2 工艺方案的确定 在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上， 根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。 方案一：采用单工序模具，即先落料后冲孔，需两套模具； 方案二：采用复合模具，即一次完成落料冲孔工序，只需要一套模具； 方案三：采用级进模具，即先冲孔再落料，只需要一套模具。 三种方案的比较见表 2-1 所示： 3 表 2-1 三种方案的比较 模具种类 比较项目 单工序模 复合模 级进模 冲件精度 较低 高 一般 生产效率 较低 较高 高 生产批量 适合大、中、小批量 适合大批量 适合大批量 模具复杂程度 较易 较复 杂 复杂 模具成本 较低 较高 高 模具制作精度 较低 较高 高 模具制造周期 较快 较长 长 模具外形尺寸 较小 中等 较大 冲压设备能力 较小 中等 较大 工作条件 一般 较好 好 由于这样一个工件按单工序模具来加工，则需两个工序，即需要两套模具，两台设备，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全。所以方案一不合理。若采用模具级进则模具制造难度加大，工件的尺寸也不容易保证，生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且 轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。综上分析，冲裁件尺寸精度不高，尺寸不大，形状不复杂，定位要求不高。根据材料厚度（ 2mm）特点：冲模有较高的生产率，生产批量大，冲裁件的平直度要求不高，所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。 2.3 毛坯形状，尺寸和下料方式的确定 由于该工件是不规则图形，最大尺寸是落料的长度，且生产批量大，所以为了送料方便快速，坯料可以用条料，宽度应比工件的最大宽度大两个单边搭边值 ，两冲裁件也应留一个最小的搭边值，以保证冲裁出完整的工件，避免残缺工件的产生。提高坯料的利用率，提高生产效率和工件质量。 条料宽度的尺寸计算与条料送进时模具上有无侧压装置及是否有侧刃有关，本套模具中没有侧压和侧刃装置，则条料宽度的计算按下式： 4 adb 2 （ 2-1） 式中： b -条料的宽度（ mm） ； d -工件的最 大宽度 d =87mm； a -冲裁时留的最小搭边值 a =2mm； 则 :b=87mm+22mm=91mm 条料的送料步距按下式： 1adh （ 2-2） 式中： h -送料步距（ mm） ； 1a -最小搭边值（ mm） 1a =2mm； 则 ： h=25mm+2mm=27mm 2.4 排样和材料的利用率 排样的方法有：有废料排样，少废料排样和无废料排样三种，一般冲裁时产生的废料分两种，一种是冲孔的废料和材料尾部余料，这种废料的产生与排样无关，而只与零件的结构有关，称之为结构废料；另一种是料头、前、中、侧面的搭边，与搭边选用及工艺方法有关，称之为工艺废料。所以要提高材料的利用率就要合理排样，尽可能地减少工 艺废料。工件的排样如下图 2-2 所示： 图 2-2 排样图 由于工件的形状和结构的限制这里采用有废料排样的方法，排样时为保证工件的质量要求而留有搭边值，其值在前面已经查出。那么材料的利用率按式： = %100/1 BAnF （ 2-3） 5 式中 ： -条料的材料利用率； n-条料上冲件总数，此 取 n 37； F1-工件实际面积（ mm）； A-条料长度（ mm）此取 A 1000mm； B-条料宽度 （ mm） B 91mm。 则： =371691/100091100%=72.4% 2.5 冲模结构的确定 首先从上面我们已经确定这是一套复合模，分析这个冲件可知，它是一个不规则图形形且是轴向对称的冲件，而且最大尺寸可直接通过落料得到，内孔的冲裁又会产生废料，所以总体上应将落料的凹模固定在上模座上，而冲孔的凹模固定在下模座上，这样先完成落料，再随着模具的 继续动作完成冲孔，而冲孔产生的废料可以通过与冲孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于条料只有 2mm，较薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁，所以可以用弹性卸料装置进行卸料，同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸凹模与卸料板的压力来完成压料动作，以保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具，生产量又大，所以可用两个导料销和一个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距，同时由于冲件结构较简单，冲件又小，所以用手动送料即可。在上下模座的导向方式上，考虑到冲件的结构较简单，尺寸精度要求较一般 ，而且是大量的生产，应尽量能提高模具的使用寿命，可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的冲裁定位。再根据下面的倒、顺装复合模的比较，最后确定，整套模具采用倒装的形式。 具体特点的比较如下表 2-2： 表 2-2 倒、顺装复合模的比较 比较项目 倒装复合模 顺装复合模 工作零件 装配位置 凸模 在上模部分 在下模部分 凹模 在上模部分 在下模部分 凸凹模 在下模部分 在上模部分 出件方式 采用顶杆、顶杆自上模（凹模）内推出，下落到模具工作面上 采用弹顶器自下模（凹模）内顶出至模具工作面上 冲裁件 的平整度 较差 较好 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 6 废料排除 废料凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔或排出槽排出 废料不在凸凹模积聚。压力机回程时及从凸凹模内推出 凸凹模的强度和寿命 凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨裂 受力情况比倒装复合模好，但 凸凹模的内形尺寸易磨损增大，壁厚可比倒装的薄 生产操作 废料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生产操作较安全 废料自上而下击落，和工件一起汇聚在模具工作面上，对生产操作不利 适应性 冲裁件平整要求不高，凸凹模强度足够时采用。凸凹模尺寸较大时， 可直接固定要下模上，不用固定板 适用于薄料的生产，平整度要求较高，以及壁厚较小，强度较差的凸凹模 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 7 3 主要数据的计算 3.1 各部分工艺力计算 由于本工件的材料较薄，且工件的尺寸较小，所需的冲裁力不大，一般冲裁设备即可满足所用的力，不需要采取降低冲裁力的措施，采用平刃冲裁即可。以下冲裁力的计算按平刃冲裁时的式子进行计算。 3.1.1 落料力的计算 落料力计算： LtF 3.1落（ 3-1） 式中： F 落 -落料力（ N）； L-工件外轮廓周长 L=392mm； T-材料厚度 t=2mm； -材料抗剪强度 查表 得 ： MPa450 。 则： F=1.31992392=203KN 3.1.2 卸料力计算 落卸卸 FKF （ 3-2） 式中： 卸K-卸料力因数，卸K=0.05。 则： F=0.05（ 203+33） =11.8KN 3.1.3 推件力的计算 推件力： 按式 3-3： 切推推 FnKF （ 3-3） 式中： 推K-推件力因数，其值由书中查得推K=0.55； N-工件在凹模内的个数，取 n=1； 则： F 推 =30.055（ 203+33） =39KN 当采用刚性卸料和下出件的模具（如刚性卸料的单工序模或级进模等）时： 推总 FFF （ 3-4） 当采用弹压卸料和下出件的模具（如弹压卸料的单工序模、级进模或上模刚优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 8 性推料的倒装复合模等）时： 卸推总 FFFF （ 3-5） 用倒装复合模冲裁时，卸F与落料有关，推F与冲孔有关。 当采用弹压卸料和上出件的模具（如上模弹压卸料、下模弹顶出件的单工序或上模刚性推料的正装复合模等）时： 卸顶总 FFFF （ 3-6） 此时，卸F与落料有关，单工序模的顶F与落料力有关，正装复合模中与冲孔力及落料力都有关。 而本零件则采 用弹性卸料和下出件的模具，则采用式 3-6。 故由上数值计算得 总的冲裁力 ： 总F=287KN 3.2 工作部分尺寸计算 3.2.1 落料刃口尺寸计算 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。 图 3-1 凹 模刃口图 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 9 落料模设计时，以落料凹模刃口尺寸与冲件尺寸基本一致，作为设计基准尺寸，凸、凹模间隙靠减小凸模刃口尺寸得到。由于模具在冲裁过程中不断被磨损，致使凹模刃口尺寸逐渐增大，故设计时，应选用接近或等于工件的最小极限尺寸作为凹模刃口尺寸。 在选择凸、凹模刃口尺寸公差时，应依照冲件的精度要求，以经济合理为原则。一般模具精度应比冲件精度要求至少高两个级别。 按书中表得冲裁模刃口双面间隙， Zmin=0.246， Zmax=0.360。 工件的未注公差尺寸按 IT14 级 凹模磨损后变大的尺寸： A1 A3 A4 刃口尺寸计算公式： AA=（ AMAX-X） +A0 式中： AA-相应的凹模刃口尺寸； AMAX-工件的最大极限尺寸； -工件公差； 查表得： X1=X2=X4=0.5 A1A=（ 87-0.50.87） 1/40.87=86.565+0.2175mm A3A=（ 25-0.50.52） 1/40.52 =24.74+0.13mm A4A=（ 20-0.50.5） 1/40.52=19.74+0.13mm 凹模磨损后不变化的尺寸： A2A 刃口尺寸计算公式： CA=（ C-0.5） +-0.5A CA2=（ 67-0.50.74） +-0.50.741/4mm =66.63+-0.0925mm 查表得 : Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm 凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间（ 0.246 0.360） mm。 3.2.2 冲孔凸模与凹模刃口尺寸的计算： 凸模与凹模刃口 尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度，模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此确定凸凹模刃口尺寸及公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。 冲四方孔用的凹模刃口尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小合理间隙 Zmin配制 .故在凹模上只标注基本尺寸，不标注偏差，同时在图样技术要求上注明 :优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 10 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值为 Zmin- Zmax。 图 3-2 凸模刃口图 凸模磨损后变小的尺寸： 8mm 刃口尺寸计算公式： bT=（ bmin+X ） 0-T 式中： bT-相应的凸模刃口尺寸 ; bmin -工件孔的最小极限尺寸 ; -工件公差 查表得： X=0.75 bT=（ 8+0.750.36） 0-1/40.36mm =8.270-0.90 mm 查表得： Zmin=0.246mm； Z max=0.360mm 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制 ， 保证双面间隙（ 0.246 0.360） mm 3.3 凸模凹模主要尺寸的计算 （ 1）冲孔凸模： 因为所冲的孔为方孔，而且都不属于需要特别保护的小凸模， 所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换 . 凸模长度按下公式计算： L=h1+h2+h3 式中： h1-凸模固定板的长度 h1=26mm； h2 - 落料凹模板的厚度 h2=28mm； h3-增加长度，即凸模的修磨量 h3=mm； L=26+28+6=60mm 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 11 凸模如图 3-3 所示： 图 3-3 冲孔凸模 （ 2）凹模重要尺寸的计算： 该零件属于无特殊要求的冲孔、落料 件。外轮廓由落料获得，孔由冲孔获得。凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。 凹模厚度： H=kb=0.2887=24.36mm 式中： b-凹模刃口的最大尺寸 K-系数，可查表的 k=0.28 凹模壁厚： c=（ 1.5-2） ， H=（ 60-80） mm 取凹模厚度： H=28mm， 凹模壁厚 c=40mm 凹模宽度： B=b+2c=25+240=105mm 凹模长度： L=b+2c=87+24=167 mm， L 取 200mm（垂直送料方向） 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 12 凹模轮廓尺寸为： 200mm105mm28mm 结构如图 3-4 所示： 图 3-4 落料凹模 （ 3）凸凹模的计算： 凸凹模的外形由本套模具所设计的零件图样外形确定。凸凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量，一般根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，与落料凹模配合确定，其内孔尺寸与冲孔凸模配合确定。 凸凹模是复合模中同时 具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。 表 3-1 凸凹模的最小壁厚 材料厚度t/mm 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 最小壁厚 mm 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8 材料厚 t/mm 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 最小壁厚 mm 6.4 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10 凸凹模内外刃口间 壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 13 4.9mm，该壁厚为 4.9mm 即可，本设计中凸凹模的壁厚为 6mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。 在这里所说的凸凹模是指落料凸模和冲孔凹模，其尺寸可根据冲孔凸模和落料凹模的一些尺寸来进行确定，具体尺寸见下图 3-5 所示： 图 3-5 凸凹模 3.4 凸模强度的校核 3.4.1 凸模承压能力的效核： 要使凸模正常工作，必须使凸模最小 断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，按下式 3-11 计算： 对于圆形凸模 ： td 4min （ 3-11） 式中： -凸模最小断面的压应力； 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 14 mind-圆形凸模最小截面的直径 ； -冲裁材料厚度； -冲裁材料抗剪强度； -凸模材料的许用压应力， 对于 T8A、 T10A、 Cr12MoV、 GCr15 等工具钢，淬火硬度为 HRC58 62时，其可以选取 =（ 1.0 1.6） 103MPa 凸模有特殊导向时，可取 =（ 2 3）103MPa ； 则： 1000240244 即 92.14 ，满足要求，所以符合凸模设计要求。 3.4.2 抗纵向弯曲应力的效核 凸模冲裁时，可视为压杆。当凸模细长时，必须根据欧拉公式进行纵向弯曲应力的效核。 对于方形凸模按下式 3-12 计算： FdL /270 2max （ 3-12） 式中： maxL-允许的凸模最大自由长度； F-冲裁力； d-凸模最小截面的直径； 则 ： mmL 60max mm22.16011740/08.13270 2 即 mmmm 22.16060 ，满足要求，所以符合凸模的长度设计要求。 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 15 4 主要工作部分的形式选择 4.1 凸模固定形式的选择 凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表 4-1 所示： 表 4-1 固定形式的特点比较 固定形式 固定方法 特点 凸模固定板固定 一般采用 H7/p6 过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定 定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困难 与上模板直接连接 采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上 适用于大型凸模的 固定 低熔点合金浇注固定 或环氧树脂浇注固定 使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上 适用于冲裁 0.32mm 的板料 由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选用凸模固定板固定的形式固定凸模。 4.2 凹模的选择 4.2.1 凹模结构形式的选择 凹模的结构形式有整体式和组体式两种，两种结构形式的比较如下表 4-2所示： 表 4-2 凹模两种结构形式的比较 结构形式 制作方法 固定方法 特点 整体式凹模 其外形按毛坯和工件的形状制作 采用螺钉和销钉直接固定在模板上 制造简单，但工作部分与非工作部分都由优质钢制造，损坏后全部更换，浪费材料，成本高 组合式凹模 凹模工作部分与非工作部分开制造，非工作部分用普通钢制造，凹模以过渡配合压装在凹模固定板内 采用螺钉和销钉把凹模固定板紧固在模板上 节约贵重的模具材料，且当凹模损坏后是易维修更换，适用于冲制大、中型工件上的小孔 由于工件是大批量的生产，而且整体尺寸较小，则根据上面的比较表可选用整体式的凹模结构。 4.2.2 凹模刃口形式的选择 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 16 凹模的刃口形式有直壁形、锥形和凸台式三种，这几种形式比较如下表 4-3所示： 表 4-3 凹模刃口形式的比较 刃口形式 优点 缺点 直壁形 刃口强度高且刃磨后孔中尺寸不随修磨而变化，制造方便 孔内易积工件或废料，增大了凹模的胀力，推件力，孔壁易损 锥形 凹模加工容易，不易积存工件或废料，对孔壁摩擦力和压力小 刃口强度较差且刃磨以后孔口尺寸随修磨变大 凸台式 可以用锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到试出满意的冲件 仅适用于冲0.3mm 以下的 软金属与非金属材料，凹模的硬度一般不高于 HRC35 38 在本套复合模中，由于是大批量生产，凹模会有一定程度的磨损，则根据上面的比较表选用的锥形刃口形式。 4.3 凸凹模的选择 凸凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较复杂，所以选用镶拼式来加工凸凹模。为了满足凸凹模的强度要求，应满足凸凹模的最小壁厚 即： tm （ 4-1） m-最小壁厚值（ mm）； t-材料的厚度（ mm）； 则： mmm 2 而工件内孔边缘与外边缘相差， 7mm2mmt，所以凸凹模强度满足要求。 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 17 5 冲裁设备的选择与验算 5.1 冲裁设备的选择 压力机的精度低，会造成模具寿命低，工件精度低等不良后果。压力机的精度分无负荷状态的静精度和负荷状态下的动精度两种。对冲压加工来说，实际需要的是动精度。 平行度不好，弯曲加工时造成弯曲角的 波动，拉深加工时造成压边力不均匀和凸、凹模间隙不均匀等后果。垂直度不好，需要长加工距离的弯曲拉深加工，在加工行程的各点造成凸、凹模中心错移。综合间隙过大会助长过冲现象发生，因此希望其为必要的最小限度。 为安全起见，防止设备超载，可按公称压力 F 压 （ 1.6 1.8） F 总 的原则选取压力机。由于该工件属于小件，冲裁精度一般而且是大批量生产，在考虑压力机是应以机械压力机为主，而机械压力机加工速度比液压压力机快的多，按公称压力总压 FF )8.16.1(选取压力机，查表 5-1： 表 5-1 开式双柱可 倾压力机技术规格 型号 J23- 3.15 J23- 6.3 J23- 10 J23- 16 J23- 16B J23- 25 JC23 -25 公称压力 /KN 31.5 63 100 160 160 250 350 滑块行程 /mm 25 35 45 55 70 65 80 滑块行程次数 （ 次 /mm） 200 170 145 120 120 55 50 最大封闭高度 /mm 120 150 180 220 220 270 280 封闭高度调节量 /mm 25 35 35 45 60 55 60 滑块中 心线至床身距离/mm 90 110 130 160 160 200 205 立柱距离 /mm 120 150 180 220 220 270 300 工作台尺寸 /mm 前后 160 200 240 300 300 370 380 左右 250 310 370 450 450 560 610 工作台孔尺寸/mm 前后 90 110 130 160 110 200 200 左右 120 160 200 240 210 290 290 直径 110 140 170 210 160 260 260 垫板尺寸 /mm 厚度 30 30 35 40 60 50 60 直径 150 模柄孔尺寸 /mm 直径 25 30 30 40 40 40 50 优秀毕业 设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 18 深度 40 55 55 60 60 60 70 滑块底面尺寸/mm 前后 90 180 190 左右 100 200 210 床身最大可倾角 o45 o45 o35 o35 o35 o30 o20 可选取公称压力为 350kN 的压力机 3523Jc ，其技术参数为： 公称压力： kN350 滑块行程： mm80 最大封闭高度： mm280 封闭高度调节量： mm60 滑块中心线至床身距离： mm205 电动机功率： 2.2KW 最大倾斜角度： 20 工作台尺寸：前后 mm380 ；左右 610mm 工作台孔径：前后 mm200 ：左右 mm290 ：直径 mm260 模柄孔尺寸： mmmm 7050 机床总质量： kg1780 5.2 冲裁功的验算 为了使压力机的每次行程功不超过额定数值，从而保证压力机飞轮的转速及保证电动机不超载，必须进行冲裁功的验算： 分析工件的结构及要求可知，易采用平刃冲裁： A=mpt/1000 （ 5-1） 式中 ： A-平刃冲裁功 （ N m）； P-平刃冲裁时的总冲裁力 P=265kN； t-材料厚度 t=2mm； m-系数，一般取值 m=0.63 则： A=0.63265kN2mm/1000=274.32N m 310151上模板 2导套 3导柱 4下模 图 6-6 导柱、导套装模关系图 6.8 模柄的选用 本模具属于小形冲模，采用压入式标准核模柄，上模座与孔采用 H7/m6的过渡配合，并加销钉防转。 6.9 模具主要零件的材料的选用 模具中各零件的材料选取和要求可参照下表进行选用如下表 6-2 所示： 表 6-2 模具材料选用一览表 零件名称 选用材料 热处理 HRC 上、下模座 HT20-40 导柱 20 渗碳 60 64 导套 20 渗碳 58 62 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 27 凸模 78A/T8A 58 62 凹模 78A/T10A 58 62 模柄 A3 挡料销 45 42 48 销、螺钉、螺栓 45 43 48 固定、垫板、确定 A3/A5 淬火 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 28 7 模架选择 该模具主要由上、下模座、落料凹模、凸模垫板、凸模固定板、凸凹模固定板、卸料板、推件块等零件构成。根据落料凹模的外形尺寸及橡胶尺寸，参照有关标准，可选择 1 级精度。采用标准中间导柱模架 GB/T285.15-1990。 凹模周界： 200 mm125 mm 上模座： 45 mm 下模座： 55 mm 导柱： 50 mm230 mm、 55 mm230 mm 导套： 50 mm130 mm43 mm、 55 mm130 mm43 mm 其他零件 ： 下模座垫板： 200 mm125 mm20 mm 凸凹模固定板： 200 mm125 mm26 mm 卸料板： 200 mm125 mm20 mm 橡胶块厚度： 20 mm 凸凹模厚度： 26 mm +20 mm +20 mm =66 mm 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 29 8 模具工作原理及总装图 8.1 模具的工作原理 条料由卸料板上面送入，依靠导料销和挡料销来定位，上模下行 ，卸料板与推件块压紧板料。上模下行，橡胶块被压缩，然后在落料凹模和落料凸模完成落料工作，同时中部的冲孔凸模和凸凹模完成冲孔。上模回升，卸料板将条料从凸凹模上卸下，推件块把零件从落料凹模内推出，完成卸料，结构废料从凸凹模孔口内落下，至此整个冲压工序结束。 8.2 模具总装图如下： 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 30 1-导柱 2-导套 3-上模座 4-紧固螺钉 5-打杆 6-模柄 7-推件板 8-销钉 9-连接推杆 10-螺钉 M6 11-凸模垫板 12-凸模 13-落料凹模 14-卸 料板 15-橡胶块 16-凸凹模固定板 17-下模座 18-卸料螺钉 19-凸凹模紧固销 20-凸凹模垫板 21-内六角螺钉 M12 22-内六角螺钉 M20 23-凸凹模 24-推件块 25-凸模固定板 图 8-1 模具装配图 优秀毕业设计，全套设计【带图纸】加 QQ97666224 31 结 论 这次设计的是一套倒装复合模，虽然说它的结构相对简单，但这是我对模具设计的第一次尝试，也是第一次如此全面的应用几年来所学到的知识、技术、经验，因此最终完成此次设计时，有一种疲累后的惬意和一丝丝的成就感。 在刚开始做这套模具的时候，不知道从何处下手，从各类资料的得到的答案也各不相同。 这一度让我无所适从、不知该如何是好，但是我想要做好一套模具就必须要有一个好的设计思路，于是，我把各种方案做了一个比较，发现它们有一个共同的地方，那就是需要根据具体的工件要求制定具体的设计方案。这样在我明确了设计方法之后，首先把设计的思路定了下来，然后沿着这个思路一步一步的做了下去。在具体的设计过程中，又碰到了许许多多的问题，有许多都涉及到了新的知识和具体的生产经验，对于这些问题，有些是和同学讨论后查资料得到解决，有些则不得不通过请教老师得到答案。 这次复合冲裁模的设计，可以说是我毕业前参加工作的预练，也是对 我所学知识的最后一次大检查，使我在做设计的过程中得到锻炼，并且熟