基于CAD技术的接线导电片冲压模具设计【带三维图爆炸图】
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!【包含文件如下】【冲压模具设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
全部图纸.dwg
工件图.dwg
拉深冲孔切边8个零件图.dwg
拉深冲孔切边上模座.dwg
拉深冲孔切边下模座.dwg
拉深冲孔切边装配图.dwg
排样图.dwg
毛坯计算.dwg
答辩.ppt
落料拉伸上模座.dwg
落料拉伸下模座.dwg
落料拉伸复合模具装配图.dwg
落料拉伸模8个零件图.dwg
设计说明书.doc
目录
1 前言 1
2 冲压件的工艺分析 2
2.1 冲压件零件图分析 2
2.2 冲压工艺方案的确定及模具类型的选择 3
1. 修边余量的确定 3
查《模具设计与制造》表4.1，取修边余量△h =3.8㎜。 3
2. 拉深件毛坯直径确定 3
3.2 复合模相关参数计算 6
4 模具总体结构 12
4.1 模具类型的选择 12
4.2 定位方式的选择 12
4.3 送料方式的确定 12
4.4 出件方式的确定 13
4.5模架结构和导向装置的选择 13
5落料拉伸复合模具设计 13
5.1 凹模设计 13
5.2 凸模的设计 16
5.3 卸料装置的设计 17
5.4 凸模固定板的设计 18
5.5模架的选用 18
5.6 模柄的选用 19
5.7 冲压设备的校核 19
6再次拉深冲孔切边复合模具 20
6.1 凹模设计 20
6.2 凸模的设计 22
6.3 卸料装置的设计 22
6.4 凸模固定板的设计 23
6.5 导向零件的设计 24
6.6 模柄的选用 24
6.7 冲压设备的校核 25
7模具装配 25
7.1落料拉深复合模 25
7.2再次拉深冲孔切边复合模 27
结论 29
致谢 29
参考文献 29
小型电机外壳模具设计
摘要：本次课程设计的内容为无凸缘圆筒形件的模具设计，其中包括落料、一次拉深、二次拉深、冲孔、切边五道工序。其中把落料、首次拉深用复合模完成，二次拉深、冲孔、切边也使用复合模完成其成形工艺。因此，此次设计需要完成两套复合模设计，重点放在复合模设计上，主要包括落料拉深复合模和拉深冲孔切边复合模的模具类型的选择；重要零部件如凸凹模、凸模、凹模的形状设计和尺寸计算；模具零件的间隙配合的选取；模具结构初步设计和总装草图绘制；模具总装图绘制和部分零件图的绘制。
关键词：无凸缘圆筒形件，落料，拉深，冲孔，切边
- 内容简介：
-
毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：基于 CAD 技术的 xxx 冲压模具设计 系：机电 专业 材料成型及控制工程 班级：12 级材控 x 班 学号：x x x 学生： xxx 指导教师：接受任务时间 2015 年 11 月 30 日 专业毕业论文（设计）工作小组组长签名 系主管领导签名 1毕业论文（设计）的主要内容及基本要求1)根据给予的冲压制件，对其进行结构工艺分析；2)对模具结构进行初步设计；3)在工艺计算的基础上，选择冲压成型设备；4)对模具进行总体结构方案设计，并论证；5)进行模具各主要零部件的结构设计，并绘制结构草图；6)应用三维 CAD 软件进行模具设计，并利用仿真功能对模具结构进行检查；7)完成模具结构的二维装配图样和二维零件图样的设计工作；8)整理设计资料，认真编写毕业设计说明书；9)按规定时间上交全部毕业设计资料。2指定查阅的主要参考文献及说明1)熊志卿主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：高等教育出版社， 2011.62）杨占尧主编.最新冲压模具标准及应用手册. 北京：化学工业出版社， 2010.103 高军主编. 冲压工艺及模具设计. 北京：化学工业出版社， 2010.34)柯旭贵 张荣清主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社 2012.95)周本凯编著.冷冲压模具优化设计与典型案例.北京：机械工业出版社 2010.66)周本凯编著. 冷冲压模具制造技术. 北京：化学工业出版社 2011.17)匡余华编. 冷冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社 2010.88)李慧敏著. 冷冲压模具设计. 北京 ：化学工业出版社 2010.23进度安排论文（设计）各阶段名称 起 止 日 期1 接受毕业设计任务书 2015 年 11 月 30 日2 撰写开题报告 2015.11.30 至 2015.12.103 根据给予的冲压制件，对其进行结构工艺分析2015.12.11 至 2015.12.204 对模具结构进行初步设计 2015.12.21 至 2016.1.105 对模具进行总体结构方案设计，并论证 2016.1.11 至 2016.2.76 应用三维 CAD 软件进行模具设计，并利用仿真功能对模具结构进行检查2016.2.18 至 2016.3.107 完成模具结构的二维装配图样和二维零件图样的设计工作2016.3.11 至 2016.4.308 编写毕业设计说明书 2016.5.1 至 2016.5.159 按规定时间上交全部毕业设计资料 2016.5.16注：本表由指导教师填写，在学生接受任务时下达接线导电片工艺与模具设计一、选题的依据改革开放以来带我国的经济进入高速发展的时期，模具的市场需求量也进一步的增加，模具行业也一直在快速发展，一些国有专业模具厂也迅速的发展起来，同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的模具企业现也有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、Solid Edge、Solid works、Optris 和 MAGMASOFT 等软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步。此外，许多研究机构和高等院校开展模具技术的研究和开发，经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。根据指导老师指定的任务要求完成接线导电片的工艺分析和模具设计，按照工件的生产批量，材料厚度，材料名称，选择模具的设计类型。工件图如图所示：二、研究思路与工作方法根据指导老师安排的课题，设计一副冲压模具，结合工件的轮廓尺寸，材料厚度 1mm，工件上最小冲孔尺寸 1mm，最小孔边距 1mm，若工件设计成复合模具，模具设计时，需要考虑凸模的强度，然后选择凸模类型。因工件上冲孔尺寸较小，模具设计时，可以将凸模设计成加强式的凸模和护套式的凸模，因工件上的孔边距尺寸较小，且要加强凸模凹模零件的强度，所以，将圆凸模设计成护套的形式，留取土木的修磨余量。三、任务完成的阶段内容及时间安排2015 年 11 月 30 日接受毕业设计任务书；2015 年 11 月 30 日至 2015 年 12 月 10 日撰写开题报告；2015 年 12 月 11 日至 2015 年 12 月 20 日根据给予的冲压制件，对其进行结构工艺分析；2015 年 12 年 11 日至 2015 年 12 月 20 日根据给予的冲压制件，对其进行结构工艺分析；2015 年 12 月 21 日至 2016 年 1 日 10 日对模具结构进行初步设计；2016 年 1 月 11 日至 2016 年 2 月 7 日对模具进行总体结构方案设计，并论证；2016 年 2 月 18 日至 2016 年 3 月 10 日应用三维 CAD 软件进行模具设计，并利用仿真功能对模具结构进行检查；2016 年 3 月 11 日至 2016 年 4 月 30 日完成模具结构的二维装配图样和二维零件图样的设计工作；2016 年 5 月 1 日至 2016 年 5 月 15 编写毕业设计说明书；2016 年 5 月 16 日按规定时间上交全部毕业设计资料参考文献熊志卿主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：高等教育出版社， 2011.6杨占尧主编.最新冲压模具标准及应用手册. 北京：化学工业出版社， 2010.10高军主编. 冲压工艺及模具设计. 北京：化学工业出版社， 2010.3柯旭贵 张荣清主编. 冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社 2012.9周本凯编著.冷冲压模具优化设计与典型案例.北京：机械工业出版社 2010.6周本凯编著. 冷冲压模具制造技术. 北京：化学工业出版社 2011.1匡余华编. 冷冲压工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社 2010.8李慧敏著. 冷冲压模具设计. 北京 ：化学工业出版社 2010.2摘要： 从垫片结构分析，该工件轮廓结构由直线圆弧相切，工件形状具备对称性。模具的设计的设计先从工件的工艺结构出发，根据工件图只要求和形状来确定模具的设计方案，进步一确定模具制造精度等级，和排样设计从而确定出模具的类型结构，从实际生产的角度出发，为了节约模具制造成本，提高产品生产效率，保证工件的生产精度，该工件的冲裁模具设计方案采用了复合模具冲裁。在模具设计前主要查找工件图纸中未标注公差的尺寸公差，根据尺寸公差来确定模具制造的精度，经过列举多个排样，分析凸凹模强度结构，计算材料利用率对比，选择既要节约材料，模具性能稳定，选择最优方案进行模具的设计。模具设计时要重点分析材料，根据材料力学性能和各种极限强度值计算实现冲压工艺所需要的力，并且选择相对应的压力机型号个规格，从压力计的技术参数，设计模具的结构，保证模具能与所选的压力机相对应，且能投入生产使用。模具结构设计完成以后，开始绘制主要非标准件的零件，撰写模具的先关设计数据，斌按照规定要的格式排版。关键词： 复合模具； 冲裁力； 接线导电垫片； 冲裁间隙； 压力中心ABSTRACT：From the analysis of the workpiece gasket structure and the workpiece contour structure by linear circular shape of the workpiece with tangent symmetry. Design of the mold design starts from the process of workpiece structure, according to the workpiece is the only requirement and shape to determine design scheme of the mould, progress a determined the mold manufacturing precision grade, and layout design so as to determine the type of mold structure, starting from the point of view of practical production, in order to save the mold manufacturing costs, improve production efficiency, ensure the production precision of the workpiece, the workpiece punching blanking die design of the compound die of blanking. In the mold design mainly find the workpiece drawings unlabeled tolerances of tolerance, according to the dimensional tolerances to determine precision mold manufacturing, after multiple layout analysis to design of die structure, die shut height calculation, unloading, blanking force, and punching blanking clearance, die assembly with the gap, the height of the convex die, the center of pressure, the mold total pressure, according to the total impulse pressure stamping equipment selection; all the design after determining the start sketching the mold and assembly drawings, part drawings, preparation of technical requirements, design specifications.Key words: compound die； blanking force； gasket；blanking clearance ； pressure cente目 录前言 .1第一章 冲压件工艺分析 .21.1 材料分析 .21.2 零件结构分析 .31.3 冲压工艺方案选择 .3第二章 落料冲孔复合模工艺计算 .42.1 排样方式的选择 .42.1.1 排样及搭边值的计算 .42.1.2 步距的计算 .52.1.3 条料宽度的确定 .52.1.4 材料利用率的计算 .63.2 冲裁力的计算 .62.3 冲压设备的选择 .82.4 确定压力中心 .92.5 冲裁间隙的确定 .102.6 凸凹模刃口尺寸计算 .11第三章 主要零部件设计 .133.1 凹模设计 .133.1.1 凹模刃口结构形式的选择 .133.1.2 凹模精度与材料的确定 .143.1.3 凹模外形尺寸的确定 .143.2 凸模的设计 .153.2.1 凸模结构的确定 .153.2.2 凸模高度、长度的确定 .163.2.3 凸模材料的确定 .173.2.4 凸模精度的确定 .173.3 凸凹模的设计 .173.3.1 凸凹模的结构设计 .173.3.2 凸凹模材料的确定 .173.3.3 凸凹模精度的确定 .183.3.4 凸凹模壁厚确定 .183.3.5 凸凹模落料洞口的选择 .183.4 卸料装置的设计 .193.4.1 卸料板的外形设计 .193.4.2 卸料板材料的选择 .193.4.2 卸料板精度确定 .203.5 凸模固定板的设计 .203.6 垫板设计 .213.7 导向零件及模架的选用的设计 .223.8 模柄的选用 .223.9 模具总装图 .23设计总结 .26参考文献 .27致 谢 .28 前言最近一段时间，我国人民生活富裕，经济快速发展。生活中许多东西都是由材料制造出来的，因此，模具行业出现普及化。模具水平不断改进有利于提高经济。随着我国的模具水平走向国际化社会的竞争不断加大，我们不断认识到了成本质量和新品种开发的重要性。制造模具是最根本的元素。我国国内模具水平相对落后。在我国低廉的模具与国外加大竞争。因此，使得国内与国外的模具不断买进卖出。加快社会经济在竞争下不断创新。快速发展产品成型技术。我国的模具行业的发展得到国外的帮助，有一些台湾合资企业和国际化也在我国得到较快的发展。对一些经济发达的地区加快了模具的发展。对一些高科技模具技术在加工水平程度落后于外国。模具行业在我国将会快速发展。特别是大型汽车方面模具的需求将来会很大，因此我国汽车行业对模具水平的不断提高加大发展。以后对于精度高的成本低的会成为模具高水平发展的标志。每副模具根据毛坯尺寸形状和质量要求设计出来的。当今 CAD 技术使得设计者的思路不断体现。对于模具的预测性有更大的提高。如今,社会上大型的CAD、 Pro、 UG,提供了产品早期的预定方案。模具 CAD 技术主要表现在模具设计更加标准化，更加自动化，更加数字化。画图时可以参考标准零件和非标准零件构思方案设计，有利于快速进行模具修改和自我设计。由于自动化的进入让模具设计特征和对方案的优化选择带2来了方便。不断优化工艺性参数。系统智能化的引入，人工智能化和自动化生产设计，对设计过程进行优化选择，对模具设计带来全方位的考虑。模具 CAD 技术拥有强大的数据库，有利于开发设计技术。体现了系统化思想,计算机集成制造系统。因此，互联网下的大规模集成化必然成为模具设计行业的发展之路。3第一章 冲压件工艺分析图 1-1 接线导电片三维造型1.1 材料分析材料名称：不锈钢；材料牌号：1Cr13；材料状态：已退火；抗剪强度：320-380Mpa ；抗拉强度：400-470Mpa ；屈服点：420Mpa；伸长率：21%1.2 零件结构分析零件结构形状相对简单，无尖角，零件属于大中批量生产，尺寸公差较大，4内外形分布规则，精度要求一般。1.3 冲压工艺方案选择冲压模具的品种有很多，结构各种各样，存在很多分类方法。其中本文主要运用的是按不同组成的加工步骤分类：(1)单工序模 单工序模是在压力机下仅仅完成一种冲裁加工步骤的过程,而无论凹（凸）模是多少个。单工序模有冲孔、切边、切口、落料等。由于模具加工制造简单、方便修改，但工作效率底、毛坯尺寸精度较低，所以大批量生产不适合。使用单工序冲裁模，要用落料、拉深和冲孔工序才能完成，使得毛坯精度难以确保，工序和模具数量也会增多，而且工序过于复杂。(2)连续模连续模又称级进模,是指压力机依次在模具几个不同位置依次完成更多的冲模工序加工。连续模的特点是加工速度快，便于数字化加工，使用安全方便，用于零件的大量生产。模具成本高、构造过于复杂、加工艰难是连续模的缺点。(3)复合模复合模是指一次工作运行中,压力机在模具同一部位同时完成数次冲压工序的模具。复合模拥有高效出产率、构造复杂、要求精度高，有利于保证孔位置的精度。对条料部分的要求不大,对边角余料部分也能够进行加工。但是缺点是模具构造复杂，加工成本低、周期长，适用于大批量加工。经过分析，本套模具采用方案三冲孔-落料复合模。5第二章 落料冲孔复合模工艺计算2.1 排样方式的选择排样方式很多，根据材料利用率分为有废料、无废料、少废料；按照位置可分为直排、横排、直对排、错对排。因工件外形结构为圆形，所以才去了直排有废料的排样方式。2.1.1 排样及搭边值的计算正确的搭边值主要决定于材料类型、厚度、冲件大小和外形尺寸大小等。查表可得工件间沿送进方向搭边值 b 为 1mm、侧搭边值 a 为 1.5mm。排样图如图 2-1 所示。图 2-1 排样图62.1.2 步距的计算(2-1)b+L=S式中 S冲裁步距；L和送料方向一致的方向上，毛坯尺寸的最大值；b沿送进方向的搭边值可得 L=36mm ， b=1mm 所以步距37m= 1+6bLS2.1.3 条料宽度的确定(2-2)0)2(aDB式中 B指毛坯板料的宽度尺寸的大小；D工件在宽度方向的尺寸；a侧搭边最小值。 板料宽度方向的下极限偏差值B=(36+21.5) -00.6=39mm2.1.4 材料利用率的计算材料利用率定义为：100% (2-3)式中 材料利用率A产品毛坯外形所包容的面积，CAD 测量得：913.32mm 27B条料宽度S冲裁步距100%=913.32/（39.539 ）100%=59.29%即在冲压生产中，材料利用率为 59.29%。3.2 冲裁力的计算普通平刃冲裁模，其冲裁力F一般可以按下式计算：（2-4）式中 材料抗剪强度；L冲裁周边总长（ mm） ；t材料厚度（mm） ；K冲裁模刃口的磨损系数，通常取1.3抗剪强度。（1）落料力计算按上式：式中 F 落 落料力（N） ；8L工件外轮廓周长（ mm） ；t材料厚度（mm） ，t=1mm；材料抗剪强度（MPa） 。由查表，可得 380Mpa。根据零件图可算落料轮廓长度 L=224.52mm则 F=1.3*224.52*1*380=110.9KN （2）冲孔力式中 冲孔力（N） ；冲 孔FL工件外轮廓周长（mm） ；t材料厚度（mm） ，t=1mm；材料抗剪强度（MPa） 。由查表， 。 400Mpa根据零件图可算冲孔轮廓长度 L=125.6 (mm)则 F=1.3224.521380=110.9KN （3）卸料力F 卸 =K 卸 F 裁式中 卸料力（N） ；卸FF 裁 （N ） ；卸料系数，查冲压工艺与模具设计表 2-11，P52 其值为0.040.05，取 K=0.05。F 卸 =0.04110.99=4.46KN（4）推件力F 推 =K 推 F 裁式中 推件力（N） ；推F推件系数，查冲压工艺与模具设计表 2-11，P52 其值为0.063；n卡在凹模内的废料或成品工件数量，n=h/t，h 为刃口部分的高（mm） ，t 为材料厚度（mm） ，其中 n 取 1，则F 推=0.055110.9=6.1KN冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和F=F 裁 + F 卸 + F 推=110.9+4.46+6.1=121.46KN2.3 冲压设备的选择综上以上计算的数据，总冲压力 121.46KN，所以所选的压力机公称压力必须大于工件实现冲压工艺的所需的实际冲压力。所以选用公称压力为 160kN 的机械压力机。根据表 3-1 选择压力机型号为 J23-16表 2-2 J23 系列开式可倾压力机主要技术参数型号技术参数J23-3.15 J23-6.3 J23-10 J23-16 J23-25 J23-35 J23-40 J23-10010滑块公称压力31.5 63 100 160 250 350 400 1000滑块行程 25 35 45 55 65 100 100 140封闭高度 120 150 180 220 270 290 330 400连杆调节量 25 30 35 45 55 60 65 80滑块中心线至机身距离90 110 130 160 200 200 250 330左右100 140 170 200 250 250 300 360滑块地面尺寸 前后90 120 150 180 220 220 260 300直径25 30 30 40 40 40 50 60模柄孔尺寸 深度40 55 55 60 60 60 70 80垫块厚度 30 30 35 40 50 65 65 90最大倾斜角 45 45 35 35 30 30 30 30左右250 310 370 450 560 610 700 710工作台尺寸 前后160 200 240 300 370 380 460 480112.4 确定压力中心模具的压力中心就是冲压力合力的作用点,模具的压力中心必须使模柄轴线与压力机滑块的中心线相重。分析工件结构，改工件形状属于轴对称和中心对称，所以模具的压力中心就是工件的几何中心。2.5 冲裁间隙的确定根据实用间隙表 2-2，按性能接近的 65Mn 查得材料间隙为 0.100，0.140表 2-2 冲裁模初始双边间隙值 mm材料厚度08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn 40、50 65MnZmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax小于 0.5 极小间隙（或无间隙）0.50.60.70.80.90.0400.0480.0640.0720.0920.0600.0720.0920.1040.1260.0400.0480.0640.0720.0900.0600.0720.0920.1040.1260.0400.0480.0640.0720.0900.0600.0720.0920.1040.1260.0400.0480.0640.0640.0900.0600.0720.0920.0920.126121.01.21.51.752.02.12.52.753.00.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.090 0.126查表得：工件精度 IT10 级以上 X=1工件精度 IT1-IT13 X=0.75工件精度 IT14 X=0.5因工件上未标注的尺寸公差的上下极限偏差按照 IT，所以 X 取 0.5。2.6 凸凹模刃口尺寸计算配合加工方法是以其中的一个冲裁零件为基准，再以此件做为基准件，以基准件为标准来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙，图纸上只要在基准件上标注尺寸和公差，根据公式 6-1 得： 凸 凹 ZmaxZ min （2-5）所以，新制造的模具应该保证 凸 凹 Z minZmax，否则，模具的初始间隙已超过了允许的变动范围 ZminZ max，影响模具使用寿命。本套模具采用分别加工法进行加工。13分开加工时计算公式如下：冲孔凸模尺寸： （2-0min凸凸xd6）冲孔凹模尺寸： （2-凸0minin凸Z7）落料凸模寸： （2-0凸minmax凸D8）落料凹模尺寸： （2-凸0max凸9）孔距尺寸： （2-1/8Ld10）其中： ， 分别为落料凸、凹模基本尺寸；凸D， 分别为冲孔凸、凹模基本尺寸；d冲孔件孔的最小极限尺寸；min落料件最大极限尺寸；axD， 分别为凹模上偏差，可按 IT7，凸模下偏差，可按凸IT6；制造公差；磨损系数，其值在 0.51 之间。x该制件的最小双边间隙为 Zmin=0.1mm，最大双边间隙 Zmax=0. 14mm，则有Zmax- Zmin=0.04。通过查常用公差等级表获得工件外形尺寸 360-0.52mm；内部尺寸 10+0.25mm， 30+0.25 mm，6 0+0.3mm，14 0+0.36mm 查表 6-3 得 x 为 0.5。14冲孔凸模根据公式 2-7 有： 0min凸凸xdd 凸 1=（3+0.50.25） 0-0.02=3.1250-0.02 mmd 凸 2=（ 1+0.50.25） 0-0.02=1.1250-0.02 mmd 凸 3=（ 14+0.50.36） 0-0.02=14.1850-0.02 mmd 凸 4=（ 6+0.50.3） 0-0.02=6.150-0.02mm冲孔凹模根据公式 2-8 有：d 凹 1=（3+0.50.25+0.04） 0+0.02=3.1650+0.02 mmd 凹 2=（ 1+0.50.25+0.04） 0+0.02= 1.165+0.02mmd 凹 2=（ 14+0.50.36） 0+0.02= 14.225+0.02mmd 凹 2=（ 6+0.50.3+0.04） 0+0.02= 6.190+0.02mm落料凹模根据公式 2-10 有：凹凹0maxDD 凹 1=（36-0.50.52） 0+0.03= 36.260+0.03mm15落料凸模根据公式 2-11 有：0凸minmax凸ZDD 凸 1=（36-0.50.52-0.04 ） 0-0.02= 36.220-0.02mm表 2-3 简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模制造偏差 (mm)公称尺寸凸模偏差 凸凹模偏差 凹公称尺寸凸模偏差 凸凹模偏差 凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040 180260 260360 3605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表 2-4 磨损系数 （mm）材料厚度 工件公差1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.3016非圆形 x 值 圆形 x 值磨损系数1 0.75 0.5 0.75 0.5第三章 主要零部件设计3.1 凹模设计3.1.1 凹模刃口结构形式的选择冲裁落料刃口种类有直直通式、台阶式、斜壁式，落料刃口形式的选取要更具工件的生产批量和成本来确定，不同的生产批量和生产质量，工件精度，制造成本也不一样，在所选的工件总因采取大批量生产，需要考虑凹模刃口的磨损程度，多以采取台阶式的落料刃口，如图 3-1 所示。图 3-1 凹模装配简图3.1.2 凹模精度与材料的确定凹模为工作零件，无论是表面质量、还是零件本身制制造精度，零件是用的孬孙程度，要求都比较高，所以冲裁刃口表面要求粗糙度为表面粗糙度为Ra0.8um，必要时进行抛光研磨，材料选为耐磨损且经过热处理 58-62HRC 的冷作模具钢 Cr12MoV。173.1.3 凹模外形尺寸的确定凹模各尺寸计算公式如下：凹模边壁厚 H=Kb1 （3-1） 凹模边壁厚 c=（1.52）H （3-2） 凹模板边长 L=b1+2c （3-3）凹模板边宽 B=b2+2c （3-4）式中：b1-冲裁件的横向最大外形尺寸；b2-冲裁件的纵向最大外形尺寸；K-系数，考虑板料厚度的影响，查表3-1。表 3-1 系数 K 值材料厚度 t/mm材料料宽 s/mm1 13 3650 0.300.40 0.350.50 0.450.6050100 0.200.30 0.220.35 0.300.45100200 0.150.20 0.180.22 0.220.30200 0.100.15 0.120.18 0.150.22查表7-1 得：K=0.418根据公式7-1 可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H= Kb1=0.536=18mm根据公式7-2 可计算凹模边壁厚：C=（1.52）H=1.518.=27mm取凹模边壁厚为30mm。根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板的长、宽的尺寸。根据公式7-3 可计算凹模长： 96m= 302+cb1L根据公式7-4 可计算凹模宽： 96m= 302+cbB即：LBH=9696 18mm，考虑到模具凹模强度和推件块的安装，方便准备模具材料，最终将凹模周界尺寸取值为11010020mm。19图 3-2 凹模简图3.2 凸模的设计3.2.1 凸模结构的确定凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。因工件上方孔和圆孔孔心距较小，若采取凸模加强的方式，凸模固定板上两装配位置会互相干涩，所以凸模采取镶拼式图的凸模，将圆形凸模与方形凸模拼接为一个整体安装在凸模固定板上。3.2.2 凸模高度、长度的确定因为该制件形状不是很复杂，所以将冲孔模设计成台阶式凸模。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模与附加长度的总和，如图7-3所示。20图 3-3 凸模高度尺寸凸模高度为：L=h1+h2 （3-5） 式中: h1-凸模固定板厚度；h2-凹模板厚度；所以 L=20+15=35mm由以上可得凸模简图如图 7-4 所示：21图 3-4 凸模简图3.2.3 凸模材料的确定该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力,所以凸模的材料应选 Cr12MoV，热处理 6064HRC。3.2.4 凸模精度的确定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用 IT10 级，表面粗糙度Ra 为 0.8um。3.3 凸凹模的设计3.3.1 凸凹模的结构设计在冲孔落料的复合模具中，不仅凸凹模起到冲裁外形落料的重用，而且还起到工件内部的冲孔的作用，凸凹模的结构有工件的结构来确定，判定一个工件是否符合采用复合模具生成，主要是更具工件上的孔边距和工件的外形尺寸来确定，凸凹模的结构必须保证各冲裁的孔之间的孔边距尺寸足够大，满足强度要求。凸凹模的外形尺寸有工件的落料尺寸和精度来确定，冲孔尺寸有工件上的冲孔精度和尺寸确定。223.3.2 凸凹模材料的确定凸凹模在复合模具中为主要冲裁工作零件，凸凹模必须保证一定的强度，韧性，耐疲劳，因工件属于大批量生产，所以，为了保证凸凹模长期生产，满足凸凹模的能够生产处足够的工件，所以凸凹模选取钢材为冷作模具钢Cr12MoV，其中热处理淬火 58-62HRC。3.3.3 凸凹模精度的确定在模具生产中，模具的精度确定了工件的生产质量，在一般模具设计时，不仅为了能够合理的利用材料，提高模具寿命，节约制造成本，模具设计的精度通常根据工件的生批量和工件的尺寸精度来确定，在一般无明确和严格的要求的情况下，模具的制造精度要高于工件精度的 2-3 级，所以，因工件的生产精度为 IT14，凸凹模的制造精度采取 IT10，上下平面的粗糙度为 Ra0.8，上下平面的平行度为 0.02，冲裁外形刃口采用外圆磨，冲孔刃口采用线切快走丝加工，研磨刃口。3.3.4 凸凹模壁厚确定考虑凸凹模的强度时，凸凹模壁厚是一个很关键的因素，在倒装复合模具中，凸凹模设计时不仅要保证强度，还要保证废料顺利从刃口中掉出。倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表 3-2。表 3-2 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根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为 4.1mm，该壁厚为 2.7mm 即可，该凸凹模的侧壁强度要求足够。233.3.5 凸凹模落料洞口的选择凸凹模的落料洞口分别有直通式、台阶式、斜壁式，落料形式的选取要工件的生产批量和成本来确定，不同的生产批量和生产质量，工件精度，制造成本也不一样，在所选的工件总因采取大批量生产，需要考虑凹模刃口的磨损程度，多以采取台阶式的落料刃口。3.4 卸料装置的设计3.4.1 卸料板的外形设计卸料装置分为弹性卸料和刚性卸料，弹压是卸料板是经过弹簧的伸张力，使得卸料板紧压条料，和弹开卡在凸模上的条料，达到卸料和压料的目的。其卸料力稳定，适合用于较小厚度的条料模具。刚性卸料工作原理是当模具完成冲裁打开时，夹在凸模上的条料随着凸模往上移动，与固定于凹模板上的卸料板碰撞，使条料与凸模分离，达到卸料的目的，刚性卸料版卸料力较大，适合用于大型模具和工件材料厚度较大的模具。卸料板的厚度查表 7-4，卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸 200mm200mm18mm，从而可以确定卸料板的尺寸。查表 4-4，卸料板的厚度为 15mm。表 3-3 卸料板与凸凹模间隙值材料厚度 t/mm 0.5 0.51 1单边间隙 Z/mm 0.05 0.1 0.15表 3-4 固定卸料板厚度卸料板宽度冲件厚度 t50 5080 80125 125200 2000.8 6 6 8 10 120.81.5 6 8 10 12 141.53 8 10 12 14 16243.4.2 卸料板材料的选择卸料板主要是起卸料的作用，对它的强度和硬度要求较高，所以材料选择是 Cr12MoV，淬火硬度 60-64HRC，即具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。图 3-5 卸料板的结构件图3.4.2 卸料板精度确定卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选取 IT14 级，上下平面粗糙度0.8um；而内轮廓的精度要求比外轮廓的要求稍高，所以选取 IT10 级，其余粗糙度 Ra 为 1.25um。3.5 凸模固定板的设计凸模固定板主要是固定凸模，保证凸模有足够的强度，使凸模与落料凹模、上模座、垫板更好的定位。凸模与凸模固定板的配合按 H7/m6，如图 7-7 所示。25图 3-6 凸模固定板装配结构凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.61倍，根据凸模尺寸大小取值。则凸模固定板的厚度： H凸固=（0.61）H 凹 （3-7）式中： H凸固-凸模固定板厚度；H凹-凹模厚度。根据公式7-7 得凸模固定板厚度为：H凸固=（ 0.61）H凹= 12 20（mm ） 凸模固定板厚度取15mm。3.6 垫板设计在冲压模具中，在强压力的负荷下，在冲裁过程中，模座均受到凸模反冲力，模座在整个模具中起到支撑一个模具的柱体，模座不仅具备一定的强度，还要具备一定的韧性，再生产中为了防止莫做的变形导致模具失效，通常在凸模固定板上设计一块垫板，垫板起到里的疏散和保护莫做的作用，垫板的长宽尺寸和凹模的长宽尺寸一致，厚度尺寸通常为10-20mm之间。26图 3-7 垫板3.7 导向零件及模架的选用的设计模架尺寸规格取决于凹模周界尺寸，因送料方式的不同，模架种类分为中岛导柱模架，后侧导柱模架，对角导柱模架，四角导柱模架。在这次模具设计中，工件结构简单，排样工序较少，送料方向均可以由左向右或者前向后，中间导柱模架比较稳定，模具运行时不难发生
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