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南 京 理 工 大 学毕 业 论 文作 者 : 任晓鸣学 号：542148130232教 学 点 : 南京理工大学专 业 : 机械工程及自动化题 目 : 齿轮锁片冲压工艺与落料冲孔模设计指导者： 汤燕萍 高级讲师 评阅者： 沈建林 讲师 2017 年 3 月南京理工大学毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 语学生姓名： 任晓鸣 班级、学号： 542148130232 题 目： 齿轮锁片冲压工艺与落料冲孔模设计 综合成绩： 指导者评语：该学生毕业设计的课题是以摩托车行走系统中的零件齿轮锁片作为设计模型，查阅了大量的文献与冲孔模具设计的资料，阐述了冷冲模具的设计的全过程。确定本次所设计产品的冲压成形工艺过程，同时对各个具体部分进行了详细的计算和校核。用 Auto CAD 软件对制件进行绘图设计，并绘制出模具的总装配图和零件图。最后完成设计论文。毕业设计期间，该学生工作态度认真，论文条理较清楚，语句通顺，撰写较规范；不足之处是模具设计理念还要进一步加深。毕业论文的工作量和学术水平达到本科毕业设计（论文）要求；同意该生提交答辩，建议成绩评定为良。指导者(签字) ： 年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 语评阅者评语：该学生毕业设计的课题是以摩托车行走系统中的零件齿轮锁片设计，能查阅大量的文献与冲孔模具设计的资料，完成了冷冲模具的设计的全过程。对各个具体部分进行了详细的计算和校核。能用 Auto CAD 软件对制件进行绘图设计，并绘制出模具的总装配图和零件图。最后完成设计论文。毕业论文的工作量和学术水平达到本科毕业设计（论文）要求；同意该生提交答辩，建议成绩评定为良。评阅者( 签字)：_ 年 月 日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会（小组）负责人( 签字)： 年 月 日毕 业 论 文 中 文 摘 要摘要模具是工业生产的基础工艺装备，利用其特定形状去成形具有一定形状和尺寸精度制品的工具。本课题就是以摩托车行走系统中的零件齿轮锁片作为设计模型，根据产品要求明确设计的思路，以冷冲压模具的相关知识和在工厂实习时获得的技能作为依据，查阅、参考类似产品落料与冲孔模具设计的资料，阐述冷冲模具的设计的全过程。然后确定本次所设计产品的冲压成形工艺过程，再对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具精度及工作运用可靠，保证了各个部件的配合精度。最后,利用 Auto CAD 软件对制件进行绘图设计，并绘制出模具的总装配图和零件图。同时利用三维软件 UG 绘制出齿轮锁片的整套模具图。关键词 齿轮锁片 冲压工艺 模具设计毕 业 论 文 外 文 摘 要Title ABSTRACT AbstractThe mold is the basis for industrial production technology and equipment, the use of its specific shape molding tools with a certain shape and dimensional accuracy of products.This topic is gear lock piece parts in the motorcycle undercarriage system as a design model, a clear design ideas based on product requirements, as the basis for relevant knowledge and skills in the internship at the factory to the cold stamping dies, inspection, reference to similar products off the material and punching mold design information on the whole process of design Die. Then determine the product design of metal forming process, and then each specific part of a detailed calculation and verification. Structure so designed to ensure that the mold accuracy and the use of reliable , to ensure the various components with precision .Finally, the use of Auto CAD software to the graphic design of the parts , and draw the mold assembly drawings and part drawings . At the same time three-dimensional software UG die map out a set of gear lock piece.Keywords Gear lock piece stamping process mold design 本 科 毕 业 论 文 第 页 共 II 页目 次1. 引言. 11.1 模具冲压行业的发展现状及市场前景. 11.2 冲压加工特点与其他成形加工的比较. 21.3 本次论文的目的、意义. 31.4 本文要解决的问题. 32. 工艺分析. 42.1 工艺分析. 42.2 工艺方案比较及确定. 53. 冲裁排样设计. 63.1 排样方法. 63.2 搭边的选取. 73.3 条料宽度. 84. 工艺分析计算. 84.1 材料利用率 计算. 84.2 冲压力的计算. 94.3 压力中心. 115. 冲裁模主要零部件的结构与设计. 125.1 模具结构分析. 125.2 模架的选取. 125.3 模具闭合高度的确定. 135.4 导柱导套的选取. 135.5 模柄的选取. 145.6 橡皮的选取. 145.7 安全措施的考虑. 155.8 凸、凹模强度校核. 155.9 模具总装图. 186. 设备选取与校核. 206.1 压力机的选择. 206.2 设备的校核. 207. 模具的装配与检测. 217.1 模具的装配. 21 本 科 毕 业 论 文 第 页 共 II 页7.2 模具的检测. 22 本 科 毕 业 论 文 第 II 页 共 II 页结束语 . 24致谢 . 26参考文献 . 27 本 科 毕 业 论 文 第 1 页 共 27 页1 引言11 模具冲压行业的发展现状及市场前景1.1.1 模具冲压行业的发展模具是工业生产的基础工艺装备，利用其特定形状去成形具有一定的形状和尺寸精度制品的工具。模具又是“效益放大器”，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。利用模具加工技术，可以提高制造业的综合效益和竞争力，已经在航空航天、汽车、机械等越来越多的行业中得到应用。当今世界上模具市场总体是供不应求，市场需求量维持在 600 亿至 650 亿美元，同时，我国的模具产业也不断迎来一轮又一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 13%的年增长率，到 2005 年模具产值预计为 600 亿元。如今模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。我国已经颁布了冷冲压术语、冷冲模零部件的国家标准。冲模的模架等基础零部件已专业化，商品化。而试观国外发达国家模具制造，也把标准化的模具设计放在了最重要的位置上。其次是设备问题，性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。但总的来说，我国冲模的标准化和专业化还是比较低的，主要是模具制造商对模具制造的认识还不够，因此还要继续努力完善模具的制造流程，不光是设计上还要求在人员管理等方面。1.1.2 模具行业的市场前景为了适应冲压新工艺的需要，研制了许多新型结构的冲压设备。近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面： （1）加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2）高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 本 科 毕 业 论 文 第 2 页 共 27 页（3）大型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 （4）标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。有了先进技术的相辅助，模具行业前景很乐观，有很大的发展的空间。12 冲压加工特点与其他成形加工的比较1.2.1 冲压加工特点冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件成本较低；但是冲压一般使用的模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大的情况下才能充分的体现其优越性，从而获得较好的经济效益。全世界的钢材中，有 6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品 本 科 毕 业 论 文 第 2 页 共 27 页中， 本 科 毕 业 论 文 第 3 页 共 27 页也有大量冲压件。1.2.2 冲压加工与其他成形加工比较冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。如果采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。13 本次论文的目的、意义本次所设计的齿轮锁片是运用于摩托车行走系统方面。在摩托车制造研发中起到了很重要的作用。由于摩托车现在在人们的生活中还是很重要，是很普通的交通工具。在大批大量的生产车辆的同时还需要更多的齿轮锁片。因此合理的设计齿轮锁片冲压工艺与落料冲孔模显得十分的重要。合理的冲压工艺不仅仅在产量上有优势，同时操作简单，更能做出精度高，材料利用率高，质量稳定的产品。为企业节省劳动力，节省材料成本，从而带来更大的利润。对于我们个人来说，研究齿轮锁片的冲压工艺，能让我们更加熟悉模具设计制造的工艺，能锻炼我们的绘图能力，也是对大学四年知识的一次综合运用。14 本文要解决的问题此次设计主要是围绕摩托车齿轮锁片这一零件的冲压模具设计展开的，运用落料、冲孔的冲压工序设计冷冲压成形复合模具。通过近段时间查阅资料和老师所给的原始材料，我对本课题的主要设计意图有了一定的了解，认真分析了要完成的设计任务。本课题要解决的重点难点主要包括一下三点：1对齿轮锁片进行工艺分析，进行冲压工艺方案及模具结构方案设计；2对复合冲压模具零部件工艺参数进行参数选择及验算；3确定冲压加工工艺方案，绘制复合冲压模具装配图和零件图。由于该齿轮锁片零件须经过冷冲压工序才能加工出来，通过设计复合冲压模具能够较大提高生产效率和冲压件的质量。而设计冲压复合模具时其结构也将较复杂， 本 科 毕 业 论 文 第 3 页 共 27 页这 本 科 毕 业 论 文 第 4 页 共 27 页需要我充分考虑以下几方面问题：1压力机的许用压力和复合模压力的联系2复合模中凹凸模的设计3复合模中的卸料班设计4复合模选用的模架5复合模工作部分零件的材料选用6图凹模刃口的尺寸及其公差的确定，各个部件之间的相互连接方法等。2 工艺分析21 工艺分析零件简图 ：如图 2-1 所示工件名称 ：齿轮锁片挡片生产批量 ：大批量材 料 ：Q235-A厚 度 ：1 m图 2-1此工件分为冲孔、落料两个工序。 材料为 Q235A，普通碳素结构钢中的甲类钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，两个 9mm 的孔；孔与边缘之间的距离为 6.5mm 大于最小壁厚 1.2t=1.2mm。工件的尺寸全部为自由公差，可看 本 科 毕 业 论 文 第 4 页 共 27 页作 本 科 毕 业 论 文 第 5 页 共 27 页IT14 级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。22 工艺方案比较及确定该工件包括冲孔和落料两个基本工序，可提出的工艺方案如下：方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：冲孔落料连续冲压，采用连续模生产。方案三：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。单工序模、连续模和复合模的相互比较见表 2-1。表 2-1 单工序模、连续模和复合模的性能比较 项目 单工序模 连续模 复合模尺寸精度 精度较高 可达 IT1310 级 可达 IT98 级工件形状易加工简单件可加工复杂零件，如宽度极小的异形件、特殊形件形状与尺寸要受模具结构与强度、精度的限制孔与外形的位置精度高 较差 较高工件平整性推板上落料，平整较差，易弯曲 推板上落料，平整工件尺寸一般不受限制宜较小零件 可加工较大零件工作情况工件料厚一般不受限制0.66mm 0.053mm操作性能 方便 方便 方便安全性 比较安全 比较安全 不太安全工艺性能生产率低，压力机一次行程只能完成一道工序，但在多工位压力机使用多副模具时，生产率高高，压力机一次行程内可完成多道工序高，压力机一次行程内能完成两道以上工序条料宽度 要求不严格 要求严格 要求不严格 本 科 毕 业 论 文 第 6 页 共 27 页模具制造结构简单，但需要多套模具结构复杂，制造和调整难度大，成本高模具结构复杂、制造成本高、周期长由上述表格来看，分析得到如下结论：方案一：模具结构简单，但是需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二：只需一副模具，生产效率也很高，但与方案三比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。方案三：只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。所以，从保证冲裁件质量、经济性以及制造简单，操作方便方面来比较三个方案，欲采用方案三复合模生产。3 冲裁排样设计31 排样方法冲裁件在板料或条料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样。排样的目的在于减少材料的消耗，降低零件成本，提高生产率，延长模具寿命。本次设计零件外形相接处为圆形 ，可以采用直排、交叉双排或多排；考虑到零件为大批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用直排结构。采用有废料和少废料的排样方式，排样图分别如图 3-1 和图 3-2 本 科 毕 业 论 文 第 6 页 共 27 页图 3-1 有废料排样 本 科 毕 业 论 文 第 7 页 共 27 页图 3-2 少废料排样少废料排样虽然材料利用率有所提高，但由于条料本身的宽度公差，以及条料导向与定位所产生的误差会直接影响冲裁件尺寸而使冲裁件的精度降低，也降低了模具寿命，结合各自的优缺点，综合考虑采用有废料排样法。32 搭边的选取本次冲裁的排样方法为：有废料排样法。其搭边值选取如下表 3-的 1 搭边值。手动送料圆形 非圆形 往复送料自动送料料厚a b a b a b a b1 1.5 1.5 2 1.5 3 212 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 223 2.5 2 3 2.5 4 3.534 3 2.5 3.5 3 5 4 4 345 4 3 5 4 6 5 5 456 5 4 6 5 7 6 6 568 6 5 7 6 8 7 7 6 本 科 毕 业 论 文 第 8 页 共 27 页8 以上 7 6 8 7 9 8 8 7表 3-1查表可确定搭边值 ， 。ab当 t=1 时，选取搭边值为 a=1.5，b=1.533 条料宽度由上图 3-1 所示可以得到，该零件的条料宽度 m.m=D+2a=70.18+2*1.5=73.18mm4 工艺分析计算41 材料利用率 计算对冲裁件来说，一般材料占零件总成本 60%以上。可见材料利用率是一个重要的经济指标。所谓材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，是具体衡量排样合理性的指标。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/BS100%式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S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。 本 科 毕 业 论 文 第 8 页 共 27 页3）、模具结构简单、寿命高。 本 科 毕 业 论 文 第 9 页 共 27 页4）、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A=1167.45mm2条料宽度 B：B=73.18mm步距 S:S=23.5mm所以一个步距内的材料利用率：=BS100% 公式（5-2）=1167.45(73.1823.5)100%=67.89%根据计算结果知道选用直排材料利用率可达 67.89%，满足要求。42 冲压力的计算4.2.1 各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 F 一般按下式计算：F=KLt b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；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。（一）、冲裁力计算冲裁力公式为 落孔 F式中 冲裁力；F冲孔冲裁力；孔 本 科 毕 业 论 文 第 10 页 共 27 页落料冲裁力。落F（二）、冲孔冲裁力 孔tnKLF孔孔 式中 K系数（取 K=1.3）；孔的个数， n=2。n冲孔周长， mm孔L 26.8921dL孔孔材料厚度，tmt材料抗剪强度，查资料得到， 304373Mpa，取 343MPa。 =25202.27=25.2KN34126.8321 F孔（三）、落料冲裁力 落 tKLF落落 mm13.72落所以 KN75.6.67524.1落即冲裁力为: = + =25.2+76.75=101.95KN冲 裁 力F落 孔（四）、卸料力 卸 卸卸卸 FK式中 卸料系数，查的数据 ，取 0.045。卸K0.5-4卸 卸所以 KN9.105.卸F（五）、推件力 推 推推推 FnK式中 推件系数，查得数据 。推K05.卸同时卡在凹模洞孔内的件数， 。n 1所以 KN6.9.1推F 本 科 毕 业 论 文 第 10 页 共 27 页（六）、顶件力 顶F 本 科 毕 业 论 文 第 11 页 共 27 页冲 裁 力顶顶 FK式中 顶件系数，查得数据取 。顶K06.顶所以 KN179506.顶F4.2.2 总冲压力 总冲裁时，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，无须顶件力。总的冲压力为：=112.14KN61.59.4.10推卸冲 裁 力推卸冲 裁 力总 PPP初选压力机：JB23-16。吨位：16 吨43 压力中心压力中心的计算，将冲裁件轮廓分段后计算，也可以按力矩平衡原理直接求解。本次冲裁压力受到落料和冲裁影响，由于左右对称，即 0，所以只要计算 。cxcy如图 4-1 所示。将冲裁件周边分成 L1，L2，L3，L4 基本线段，求出各段长度和各段中心位置：图 4-1L1=12.47 mm y1=-47.211mmL2=5.18mm y2=4.43mmL3=51.54mm y3=11mmL4=56.55mm y4=11mmL5=4.23mm y5=23.56mmL6=17.34mm y6=-47.211mm=(-95.76/-44.432)=2.16mmcy 543216LLyyyL 本 科 毕 业 论 文 第 12 页 共 27 页压力中心的坐标是（0,2.16）5 冲裁模主要零部件的结构与设计51 模具结构分析冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，由下模漏料孔排出，不必清除废料，操作方便，应用很广，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大，因此凸凹模的壁厚应严格控制，以免强度不足。经分析，此工件有两个孔，若采用正装式复合模，操作很不方便；另外，此工件无较高的平直度要求，工件精度要求也较低，所以从操作方便、模具制造简单等方面考虑，决定采用倒装式复合模。52 模架的选取模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的和种类很多，要根据模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合适的模架.本次毕业设计，我初步选取滑动导向模架中的后侧导柱模架，其特点是导向装置在后侧，横向、纵向送料比较方便，但由于偏心载荷的作用将加剧导向装置和凸、凹模之间的磨损，从而影响了模具寿命，一般用于较小的冲模。见下图 5-1 根据凹模板的尺寸，模座采用标准的中间导柱圆形模座，材料采用 HT200。选用企业标准 Q/TL43.28-83 3 号上模座；Q/TL43.29-83 3 号下模座。图 5-1 本 科 毕 业 论 文 第 13 页 共 27 页标记为：上模座 180 170 30 Q/TL43.28-83 3；下模座 180 170 35 Q/TL43.29-83 3。53 模具闭合高度的确定模具闭合高度指的是模具在最低工作位置时，上模板上平面与下模板下平面之间的距离。模具闭合高度 H 应该满足：HminH 110HHmaxH 15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 JB2316，查开式压力机参数表得：Hmax220mm, Hmin160mm,H 140mm.将以上数据带入公式 7-1，得 130H175经计算该模具闭合高度 H=164mm，在 130mm175mm 内，且开式压力机 JB2316最大装模高度 220mm,大于模具闭合高度 164mm , 可以使用。54 导柱导套的选取导向装置指得是模架上的导柱、导套。模具在开模，闭模过程中，导柱和导套起导向的作用，使得凸凹模正确的闭合，故此，导柱、导套需要有严格的配合精度及尺寸要求，导柱、导套的选择可以根据国家标准选取，（取 H7/h6 配合）如下图5-2. 本 科 毕 业 论 文 第 13 页 共 27 页图 5-2 导柱导套 本 科 毕 业 论 文 第 14 页 共 27 页55 模柄的选取模柄有多种形式，要根据模具的结构特点，选用模柄的形式模柄的直径根据所选压力机的模柄孔径确定，模柄可根据标准选择，经查阅各种模柄的特点，结合本次毕业设计的图形，选用压入式模柄，这种模柄应用比较广泛压入模柄的结构和尺寸，B 型模柄中间有孔可按装打料杆，用压力机的打料模杆进行打料，模柄的结构及尺寸关系如图 5-3 所示。图 5-3 模柄56 橡皮的选取为保证橡胶垫不过早失去弹性而破坏，其允许的最大压缩两不得超过摘要高度的 45%，一般取自由高度的 35%45%。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的 10%15%。橡胶垫产生的力 ApF式中 压力；F橡胶垫横截面积；A与橡胶垫压缩量有关的单位压力，如表 5-1 所示。p表 5-1 橡胶压缩量和单位压力橡胶压缩量（%）单位压力（MPa）橡胶压缩量(%)单位压力(MPa)10150.260.5025301.031.52 本 科 毕 业 论 文 第 14 页 共 27 页20 0.70 35 2.10 本 科 毕 业 论 文 第 15 页 共 27 页此次设计所选取的橡胶如图 5-4 所示：橡胶直径为 D=25mm150000N=APP=150000/4/(3.14 /10000)=0.76mp25.1最大压缩量在 21%左右，符合要求。图 5-457 安全措施的考虑冲压模具是每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常因为操作不当，设备年久不检修等发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全措施是一个非常重要的问题。（1）模具结构应能保证操纵方便，安全可靠，操纵者勿手、臂、头伸进危险区即可顺利完成冲压工作。（2）本次设计采用弹性卸料板，以代替手卸下零件。（3）设计模具时，应考虑安装机械化装置的位置，以便必要时用机械化、自动化装置代替手工操纵。（4）打料杆、卸料板等结构必须可靠。（5）凡与性能无关的外缘均应为圆角或倒棱，避免划伤。58 凸、凹模强度校核5.8.1 凸、凹模刃口计算 本 科 毕 业 论 文 第 16 页 共 27 页根据冲裁件形状的复杂程度，模具制造中，凸、凹模加工方法一般分为两种：一种按互换原则组织生产；另一种是按配合加工组织生产。本次设计是圆形按照互换加工法来计算，因为此产品形状较为规则比较简单，基本上由圆和圆弧组成。由于未注明公差，对于非圆形件，按国标“非配合尺寸的公差数值”IT14 级精度来处理，冲模则按 IT11 精度制造;对于圆形件，冲模一般可按 IT67 级精度制造。确定凸、凹模初始间隙：通过冲压成形工艺及冲压模查得=0.10mm,minz=0.13mm ax确定磨损系数 x 冲孔 2x 磨损系数是 x=0.5；落料 2x 、14 的磨损系数都09. 36.01R是 x=0.5，冲孔：(1)通过冲压成形工艺及冲压模查表得 的 -0.006， +0.008.09.pd凸模刃口尺寸 dp=( dmin+x) =(9+0.090.5) =9.045 mm09.0p06.06.凹模刃口尺寸 dd=( dp +Zmin) =(9.045+0.10) =9.145 mm.0 d0 8.08.0校核 + =（0.006+0.008）=0.014mm，Z max- Zmin= =(0.13-0.10)p=0.03mm。满足 + 1.046mm9满足强度要求。式中 凸模冲裁刃口部分的最小直径，mm，d最 小材料厚度，mm；t材料的抗剪强度， ；0aMP凸模材料的许用压应力， ，其值 T8A、T10A、 、压 a 12rCMoV等工具钢，淬火 HRC5862 时，取 10001600 ；有特殊导向时取15GCr aP20003000 。aMP弯曲应力校核：弯曲应力校核公式列于表 5-2。表 5-2 细长凸模弯曲应力校核公式 mm计算公式型式 简图圆形 其他断面形状 本 科 毕 业 论 文 第 18 页 共 27 页无导向装置的凸模295dLP最 大 425JLP最 大有导向装置的凸模270dLP最 大 120JLP最 大式中按设计估算允许凸模最大的自由长度，mm；L最 大凸模的最小尺寸，mm；d冲裁力， ；PaMP凸模最小截面积处的惯性距， ，具体计算方法见表 42。J 4m选择有导向装置的凸模，按照圆形断面形状的公式来计算：mm5.681092702pdL最 大31mm117.75,在此范围内。(2).滑块行程 滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度 t=1,导料板的厚度 H=12 及凸模冲入凹模的最大深度 14,即S1=4+12+14=30S=130,所以得以校核。(3)工作台面的尺寸 根据下模座 LXB=260X210,且每边留出 60100, 压力机的工作台面 L1XB1=300mm450 mm,冲压件和废料从下模漏出, 漏料尺寸95X50,而压力机的孔尺寸为 360X23,故符合要求,得以校核。(4) 滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径为 60,模柄孔深度为 80,而所选的模柄夹持部分直径为 60,长度为 70 故符合要求,得以校核。 本 科 毕 业 论 文 第 20 页 共 27 页(5).闭合高度 由压力机型号知 Hmax=220 M=60 H1=40 本 科 毕 业 论 文 第 21 页 共 27 页Hmin=HmaxM=220-60=160(M 为闭合高度调节量/mm,H1 为垫板厚度/mm)由式(1-24):( HmaxH1)-5H( HminH1)+10,得(22040)-5164(16040)+10即 175164130 ,所以所选压力机合适,即压力机得以校核。7 模具的装配与检测71 模具的装配对于冲裁模，既使模具零件的加工精度已经得到保证，但是在装配时如果不能保证冲裁间隙均匀，也会影响制件的质量和模具的使用寿命。因此，模具装配是模具制造过程的重要组成部分。采用直接装配法。先分组装配后总装配，分组装配的有凸模和模柄装配。选择凹模为基准件，先装配下模、再装配上模，最后装配卸料板等辅助零件。（1） 按装配图标题栏准备模具零部件。（2） 装配模柄，将模柄压入到上模座的型孔中，然后用止转销钉用来定位，使其止转。（3） 装配凸模，凸模固定板组件。1、将冲孔凸模安装在凸模固定板相应孔内。2、 端面磨平（4） 按装配、调整要领，将导料板，卸料板在凹模上安装合适后，固紧螺钉、钻、铰销孔，装入定位圆销。（5） 将凹模组件与下模座安装合适后，固紧螺钉、钻、铰销孔，装入定位圆销。（6） 将上模座与凸模固定板，垫块安装合适后，固紧螺钉、钻、铰销孔，装入定位圆销（7） 装配后的冲裁凸模、凹模的工件端面应磨平，保证粗糙度 Ra0.8。（8） 装配其他零件（导柱，导套）及标准件。（9） 试冲运用 UG 画出三维造型图 7-1，能更清楚直观地来表示此次设计模具的装配关系。及其整个总装图、整套模具的形状。 本 科 毕 业 论 文 第 21 页 共 27 页 本 科 毕 业 论 文 第 22 页 共 27 页图 7-172 模具的检测（1）模具的闭合高度应符合图纸的规定要求。（2）装配好的冲模，上模沿导柱上、下滑动应平稳、可靠。（3）凸、凹模间的间隙应符合图纸规定的要求，分布均匀。（4）定位和挡料装置的相对位置应符合图纸要求。（5）卸料和顶件装置的相对位置应符合设计要求。（6）紧固件装配应可靠，螺栓螺纹旋入长度在钢件连接时应不小于螺栓的直径，铸件连接时应不小于 1.5 倍螺栓直径；销钉与每个零件的配合长度应大于 1.5 倍销钉直径；螺栓和销钉的端面不应露出上、下模座等零件的表面。（7）落料孔或出料槽应畅通无阻，保证制件或废料能自由排出。（8）标准件应能互换。紧固螺钉和定位销钉与其孔的配合应正常、良好。（9）模具在压力机上的安装尺寸需符合选用设备的要求。（10）模具应在生产前进行试验，冲出的制件应符合设计要求。将装配好的模具安装在指定的压力机上，试冲合格后交付生产使用。试冲时重点检查各型孔与凸模的间隙合理和均匀、条料送料准确、可靠、无阻滞和 本 科 毕 业 论 文 第 22 页 共 27 页落 本 科 毕 业 论 文 第 23 页 共 27 页料件、冲孔废料下落顺畅。 本 科 毕 业 论 文 第 24 页 共 27 页结 束 语此次设计的是齿轮锁片落料冲孔模，在指导老师汤燕萍的精心指导以及同学的帮助下，课程设计最终顺利地完成了。就我个人而言，通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，让我初步地掌握了冷冲模设计的基本流程，及其设计过程中查阅标准件书籍，相关资料。去实现对本次设计中一些设计环节的校核检查。同时也能熟练得使用 CAD 软件去帮助设计。当然，在这个过程中，我也遇到了许多困难和挫折。比如说：资料的查找，有些零件的校核计算较困难等等。这主要还是因为我们的知识还不够，实践经验还不足。对与本次毕业设计主要体会有以下几点：（1）学好自己的专业知识此次毕业设计让我又重新拿起了所学过的书本，如机械制图、冲压模具手册、模具设计与制造、机械设计基础、互换性与测量技术等等。因为我们在实际设计过程中，或多或少的要用到这样那样的知识，而有些知识有些淡忘。重新翻阅课本使得我们的专业知识又得到了巩固，没有扎实的专
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