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机械毕业设计论文
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机械毕业设计1678止动杠杆毕业设计,机械毕业设计论文
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1 绪论 冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。 模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑 加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。 研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、 生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。 工件名称：止动杠杆 工件简图：如下图 1 所示 生产批量：大批量 材料： Q235-A 钢 材料厚度： 1.5mm 图 1 nts 2 1. 冲材件工艺性分析 1.1 材料 表 1 碳素结构钢的化学成分、性能及用途 牌号 等级 化学成分 S/MPa 5/% b/MPa 用途举例 钢材厚度和型材直径 16mm Wc/% 不小于 Q195 0.060.12 195 33 315 390 用来制造薄钢板、钢丝、管钢、钢钉、螺钉、地脚螺栓等 Q215 A 0.090.15 215 31 335 410 B Q235 A 0.140.22 235 26 375 460 用来制造拉钉、螺栓、螺母、轴、销子、螺纹钢、角钢、槽钢、钢板等 B 0.120.20 C 0.18 D 0.17 Q255 A 0.18 255 24 410 510 用来 制造各种型条钢nts 3 B 0.28 和钢板 Q275 0.280.38 275 20 490 610 相当于 35 40 钢 表 2 部分碳素钢抗剪性能 材料名称 牌号 材料状态 抗剪强度（ Mpa） 普通碳素钢 Q195 未退火 260-320 Q235 310-380 Q275 400-500 由表 1、表 2 分析知： Q235-A 钢具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。 1.2 工件结构形状 工 件结构形状相对简单，有两个矩形孔；孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 5mm 满足许用壁厚要求（两矩形孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁。 1.3 尺寸精度 根据零件图上所注尺寸公差，经查公差表，内孔和外形都为 IT12 级，尺寸精度均较低，普通冲裁完全可以满足要求。 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。 2.冲裁工艺方案的确定 方案一：先落料，后冲孔。单工序模生产。 方案二：冲孔 落料复合冲压。复合模生产。 方案三：冲孔 落料级进冲压。级进模生产。 表 3 各类模具结构及特点比较 模具 种类 单工序模 级进模 复合模 nts 4 比较项目 （无导向）（有导向） 零件公差等级 低 一般 可达 IT13 IT10 级 可达 IT10 IT8 级 零件特点 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度较厚 小零件厚度 0.2 6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件 形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达 3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高质量制件需较平 由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面 生产效率 低 较低 工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高 冲件 被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低 安全性 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高 冲裁简单的零件时，比复合模低 冲裁较复杂零件时，比级进模低 适用场合 料厚精度要求低的小批量冲件的生产 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产 由表 3 知：方案一模具结构简单， 制造周期短 ，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。 通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。 3.模具结构形式的确定 nts 5 正装式复合模和倒装式结构比较： 正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。 倒装式复合模不宜冲 制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，所以应用十分广泛。 制件的平直度要求较高，孔边距较小，工件最小壁厚为 5mm 接近倒装式复合模最小许用壁厚 4.9mm,不能使用倒装是复合模生产。由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。 4.模具总体设计 4.1模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为正装式复合模。 4.2操作与定位方式 4.2.1操作方式 零件的生产批量较大，但合理安排生产可用 手工送料方式，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。 4.2.2定位方式 因为导料销和固定挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销。 4.3卸料、出件方式 4.3.1卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较： 刚性卸料是采用固定卸 料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（ 0.2 0.5） t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2mm且模具结构为倒装的场合。 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm的板料由于nts 6 有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（ 0.1 0.2） t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作 用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为 2mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。 4.3.2出件方式 因采用正装式复合模生产，故采用上出件为佳。 4.4确定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B大于送料方向的凹模长度 L故采用纵向送料方式，即由前向后送料。 4.5确定导向方式 方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳 。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。 方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命 和工件质量，该复合模采用中间导柱的导向方式，即方案四最佳。 5.模具设计计算 5.1 排样 计算条料宽度、确定步距、计算材料利用率 5.1.1 排样方式的选择 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 nts 7 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综 合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 5.1.2 计算条料宽度 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。 搭边值通常由经验确定，表 4 所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。 根据零件形状，查表 4 工件之间搭边值 a=2.0mm, 工件与侧边之间搭边值 a1=2.2mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，小偏差为负值 B=（ Dmax 2a） 0 （公式 1） 式中 Dmax 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸 a 冲裁件之间的搭边值 板料剪裁下的偏差（其值查表 5） B=120 2 2.2 =124.40-0.7mm 故条料宽度在 123.7 124.4mm之间 表 4 搭边值和侧边值的数值 材料厚度 t 圆件及 r2t 圆角 矩形边长 l50 矩形边长 l50 或圆角 r2 工件间 a1 侧边 a 工件间 a 侧边 a1 工件间 a1 侧边 a 0.25 以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25 0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.8 1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.2 1.5 1.0 1.2 1.5 1.8 1.9 2.0 1.6 2.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.0 2.2 nts 8 表 5 剪裁下的下偏差 （ mm） 条料厚度 条料宽度 50 50 100 100 200 200 0.5 0.5 0.7 1.0 0.5 1.0 1.0 1.0 3 1.0 1.0 1.0 1.5 1.0 1.0 1.0 2.0 5.1.3 确定步距 送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定挡料销位置的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进 条料，并有一定的间隙。 复合模送料步距 S S 12 26 2 40mm 排样图如图 2 所示。 图 2 5.1.4 计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。 一个步距内的材料利用率 /BS 100% (公式 2) 式中 一个步距内冲裁件的实际面积 条了宽度 步距 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构nts 9 废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也 决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则： 1、 提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。 2、 排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3、 模具结构简单、寿命高。 保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 一个步距内冲裁件的实际面积 =20 24 (40 50) 7 =3510mm2 所以一个步距内的 材料利用率 /BS 100% =3510/4984.8 124 40.2 100% =70.4% 考虑料头 、尾料和边角余料消耗，一张板材上的总利用率 总 为 总 = nA1/LB 100% (公式 3) 式中 n 一张板料上冲裁件的总数目； A1 一个冲裁件的实际面积； L 板料长度； B 板料宽度。 查板材标准（见附录 1），宜选用 650mm 1300mm的钢板，每张钢板可剪裁为 5张条料（ 124.4mm 1300mm） ,每张条料可以冲 32个工件，所以每张钢板的材料利用率 总 = nA1/LB 100% =32 (3510-664)/124.4 1300 100% =62.4% 根据计算结果知道选用直排材料利用率可达 62.4%，满足要求。 5.2 冲压力的计算 nts 10 5.2.1 冲裁力的计算 在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。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重要依据之一。 用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F=KLtb( 公式 4) 式中 F 冲裁力 L 冲裁周边长度 t 材料厚度 b 材料抗剪强度 系数 L=120 2 24 50 20 40 2 15 2 26 2 14 2 10 2 30 =468mm 系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取 =1.3。 b 的值查表 2 为 310380 pa,取 b=380Mpa 所以 F=KLtb =1.3 468 2 380 =462384N 5.2.2 卸料力、顶件力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复 和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。一般按以下公式计算： 卸料力 F X=KXF （公式 5） 顶件力 FD=KDF （公式 6） nts 11 FX=KXF =0.05 462384N=23119.2N （ KX为卸料力系数，其值查表 6 可得） FD=KDF =0.06 462384N=27743.88N 所以总冲压力 FZ=F+FX+FD =462384N+23119.2N+27743.88N =513247.08N 压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为 J23 63。 表 6 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/mm KX KT KD 钢 0.1 0.10.5 0.50.25 2.56.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 铝、铝合金 纯铜，黄铜 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 5.3 模具压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷 ，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定： 1.对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。 2.工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。 解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置 0， 0（ x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。 使用解析法确定 模具的压力中心，具体步骤如下： （ 1）按比例画出凸模刃口的轮廓形状。 nts 12 （ 2）在凸模刃口轮廓内（或外）的任意处，作坐标 O X， O Y 作为基准坐标轴。 （ 3）将凸模刃口轮廓线分为若干基本线段（直线段或圆弧段） L1、 L2、 L3 .L n，并用各段长度代表各自的冲裁力。 （ 4）确定凸模刃口各线段的压力中心的位置及其坐标（ X1， Y1）、（ X2， Y2） （ Xn，Yn）。 （ 5）根据“力矩定理”确定凸模的压力中心坐标点（ Xn， Yn），即 X0=（ L1x1 L2x2 Lnxn） /(L1 L2 Ln) （公 式 7） Y0=（ L1y1 L2y2 Lnyn ） /（ L1 L2 Ln） （公式 8） 用解析法计算压力中心时，先画出凹模形口图，如图 3 所示。在图中将 XOY 坐标系建立在建立在图示对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成 L1L10 共 10 组基本线段，用解析法求得该模具压力中心的坐标。有关计算如表 5 所示。 由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点 O 较小，为了便于模具的加工和装配，模具压力中心依然选在坐标原点。 表 7 压力中心的计算 图 3 5.4 模具刃口尺寸的计算 5.4.1 冲裁间隙分析 根据 JB/Z271 86 规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号 C 表示，其值可为正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。 1、间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏 差。 nts 13 2、间隙对模具寿命的影响 模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。 而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。 3、间隙对冲裁工艺力的影响 随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著， 当单边间隙在材料厚度的 520%左右时，冲裁力的降低不超过 510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力当当单边间隙达到材料厚度的 1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。 4、间隙值的确定 由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿 命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 Cmin，最大值称为最大合理间隙 Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 Cmin。 确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。 根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间 隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。 nts 14 经验公式； 软材料： t 1mm， C=(3%4%)t t=13mm， C=(5%8%)t t=35mm， C=(8%1%)t 硬材料： t 1mm， C=(4%5%)t t=13mm， C=(6%8%)t t=38mm， C=(8%13%)t 根据分析冲裁模间隙采用查表法确定，查冲裁模初使用间隙（见附录 2）得Zmax=0.360mm,Zmin=0.246mm。 工件形状较复杂，采用配作法加工凹、凸模。配作法加工的特点是模具的间隙由配做保证，工艺比较简单，无需较核 T A Zmax Zmin 的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易，所以采用配作法加工。 5.4.2 落料 落料时应以凹模为基准件来配作凸模。凹模磨损后变大的尺寸有： 1200-0.21、 240-0.25、380-0.25、 400-0.25、 5000.25、 300-0.21，各刃口尺寸具体计算见表 6。 表 8 落料凹模刃口尺寸计算 凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配制，保 证双面间隙值（ 0.2460.360） mm。 5.4.3 冲孔 冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。凹模磨损后变小的尺寸有： 260+0.21、 140+0.18、300+0.21、 100+0.15。凹模磨损后不变的尺寸有： 450.12 各刃口尺寸具体计算见表 7。 表 9 冲孔凸模刃口尺寸计算 凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配制，保证双面间隙值（ 0.2460.360） mm 表 10 系数 X 料厚 t(mm) 非圆形 圆形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差 /mm 1 12 0.16 0.20 0.170.35 0.210.41 0.36 0.42 0.16 0.20 0.16 0.20 nts 15 24 4 0.24 0.30 0.250.49 0.310.59 0.50 0.60 0.24 0.30 0.24 0.30 5.5 卸料橡胶的设计 5.5.1 卸料板工作行程 h h=h1+h2+t =1+3+2=6mm h1 为凸凹模凹进卸料板的深度 1mm， h2 为凸凹模冲裁后进入凹模的深度 3mm,t 为材料厚度 2mm。 5.5.2 卸料橡胶工作行程 H H=h1+h0 =6+5=11mm h0 为凸凹模修磨量，取 5mm 5.5.3 卸料橡胶自由高度 H0 H0=4H =4 11=44mm 取 H 为 H0 的 25% 5.5.4 卸料橡胶的预压缩量 H1 H1=15%H0 =0.15 44=6.6mm （一般取 H1=10% 15%H0） 5.5.5每个橡胶所承受的载荷 F1 根据模具安装位置和模具结构，选取 4 个卸料橡胶。 F1=Fx/4 =3960/4=990N 5.5.6卸料橡胶的外径 D D2=d2+1.27F1/P =1444mm 所以 nts 16 D=38mm （取 P=1， d=13） 5.5.7较核卸料橡胶自由高度 H0 X=H0/D =44/38=1.16 0.5H01.5 ，满足要求 4.5.8卸料橡胶安装高度 H2 H2=H0-H1 =44-6.6=37.4mm 6.主要部零件设计 6.1工作零件的结构设计 6.1.1凸凹模 零件外形相对复杂，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸凹模强度和刚性，将凸凹模设计 成阶梯式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。凸凹模总长 L： L=H1+H2+H3-H4 =20+37.4+15-1=71.4mm H1 为凸凹模固定板厚度， H2 为橡胶安装高度， H3 为弹压卸料板厚度， H4 为凸凹模凹进弹压卸料板的深度。 6.1.2落料凹模 落料凹模采用整体凹模，采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其外形尺寸按相关公式计算： 凹模厚度 H=KS （公式 9） =0.2 120=24mm (查表 11取 K=0.2) 取凹模厚度 H=30mm 凹模宽度 B=S+(2.5-4.0)H （公式 10） =120+（ 2.5-4.0） 30 nts 17 =195 240mm 取凹模宽度 B=220mm 凹模长度 L=S1+2S2 （公式 11） =38+2 52=142mm （其中 S 为垂直于送料凹模刃壁间最大距离， S1为送料方向刃壁间最大距离， S2为凹模刃壁至边缘的最小距离， K为系数查相关图表可得。 ） 凹模整体轮廓尺寸 L B H=142mm 220mm 30mm 表 11 凹模厚度系数 K S/mm 材料厚度 t/mm 1 1 3 3 6 50 0.30 0.40 0.35 0.50 0.45 0.60 50 100 0.20 0.30 0.22 0.35 0.30 0.45 100 200 0.15 0.20 0.18 0.22 0.22 0.30 200 0.10 0.15 0.12 0.18 0.15 0.22 表 12 凹模孔壁至边缘的距离 S2 材料宽度 B/mm 材料厚度 t/mm 0.8 0.80 0.15 1.5 3.0 3.0 5.0 40 20 22 28 32 40 50 22 25 30 35 50 70 28 30 36 40 70 90 34 36 42 46 90 120 38 42 48 52 120 150 40 45 25 55 6.1.3冲孔凸模 所冲孔为矩形孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸孔凸模设计成阶梯式，采用数控铣削床加工。其总长按相关公式计算： nts 18 L=h1+h2+h3 =20+20+30=70mm （其中 h1为凸模固定板厚度， h2为凹模垫板厚度， h3为凹模厚度。） 6.2卸料部件的设计 6.2.1卸料板的设计 卸料板采用 45 钢制造，淬火硬度 40 45HRC，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度为 15mm。 6.2.2卸料螺钉的选用 卸 料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径为 10mm,螺纹部分为 M810mm,卸料 螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超出凸凹模端面 1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间 安装垫片来调整。 6.3 模架及其他零部件的选用 该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心力矩引起的模具歪斜，以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。导柱 d/mm L/mm分别为 30mm 220mm, 32mm 220mm；导套 d/mm L/mm D/mm 分别为 30mm 120mm 40mm, 32mm 120mm 42mm。 上模座厚度 H1取 45mm,凸凹模垫板厚度 H2取 10mm,凸凹模固定板厚度 H3取 20mm,卸料板厚度 H4取 15mm。 下模坐厚度 H5取 50mm,凸模 垫板厚度 H6取 10mm,凸模固定板厚度 H7取 20mm,凹模垫块厚度 H8取 20mm。 模具闭合高度 H H=H1+H2+H5+H6+H 凸 +H 凸凹 -h =45mm+10mm+50mm+10mm+70mm+71.4mm -3mm =248.4mm 式中 H 凸 冲孔凸模长度， 70mm； H 凸凹 凸凹模长度， 71.4mm； h 凸模冲裁后进入凹模的深度 3mm。 7.较核模具闭合高度及压力机有关参数 7.1较核模具闭合高度 nts 19 模具闭合高度 H 应该满足 Hmin-H1+10 H Hmax-H1-5（公式 12） 式中 Hmax 压力机最大闭合高度； Hmin 压力机最小闭合高度； H1 垫板厚度。 根据拟选压力机 J23 63，查开式压力机参数表（见附录 3）得： Hmax=450mm, Hmin=270mm,H1=80mm. 将以上数据带入公式 12，得 200H365 经计算该模具闭合高度 H=248.4mm，在 200mm 365mm内，且 开式压力机 J2363 最大装模高度 280mm,大于模具闭合高度 247.4mm , 可以 使用。 7.2 冲压设备的选定 通过较核，选择开式双柱可倾式压力机 J23 63 能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力： 630KN 滑块行程： 120mm 最大闭合高度： 360mm 最大装模高度： 280mm 工作台尺寸（前后 左右）： 480mm 710mm 垫板尺寸（厚度 直径）： 80mm 230mm 模柄孔尺寸： 50mm 70mm 最大倾斜角度： 300 8. 设计并绘制模具总装图、选取标准件 按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。 绘制模具装配图，见图纸。 9.绘制非标准件零件图 根据已确定的零件结构及参数，按照制图标准绘制非标准件零件图，见图纸。 nts 20 总结 本次毕业设计让我系统地巩固了大学三年的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。 从 2007年 7月到 9月，我们历时两个月，系统地巩固了如：塑料模具与冲压模具、机械制图、机械制造基础、模具加工工艺等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。 nts 21 在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对 模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。 总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验了我大学三年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定 是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。 通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。 致谢 本毕业设计是在柳杰老师的精心指导下完成的。在此，向他表示衷心的感谢。从陌nts 22 生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过二个月的努力，这次毕业设计划上了一个圆满的句号，为以后的工作打下了基础。 同时，希望各位读者在对此文的不足给抒 指导，批评和提出宝贵的意见和建议。 在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢 ! 参考文献 1阎其凤主编 .模具 设计与制造 .北京：机械工业出版社出版， 2000. 2甄瑞麟主编 .模具制造工艺学 .北京：清华大学出版社出版， 2005. 3张铮主编 .模具设计与制造实训指导 .北京：电子工业出版社出版， 2000. 4翁其金主编 .冷冲压技术 .北京：机械工业出版社出版， 2000. 5梁炳文主编 .板金冲压与窍门 .北京：机械工业出版社出版， 2004. nts 23 6王甫 茂，李正锋主编 .机械制造基础 .上海：上海交通大学出版社出版， 2005. 7刘力主编 .机械制图 .北京：高等教育出版社出版， 2004. 8翁其金主编 .冲压工艺与冲模设计 .北京：机械工业出版社出版， 1999. 附录 附录 1 冲压常用金属材料规格 轧制薄钢板规格 （单位为： mm） nts 24 附录 2 冲裁模初始用间隙 2C（ mm) 材料厚度 t(mm) 软铝 纯铜、黄铜、软钢 WC=(0.080.2)% 杜拉铝、中等硬钢 WC =(0.30.4)% 硬钢 WC =(0.50.6)% Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax nts 25 0.2 0.
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