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毕业设计（论文）中期报告题目：汽车增压垫片冲压模具设计 课题研究的主要内容及意义冲压，即在室温条件下，利用安装在压力机上的冲压模具对材料施加压力，使其产生分离或发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸，具有一定力学性能的零件加工方法。毕业设计题目零件名称：垫片生产批量：大批量材料：硅钢片材料厚度：t=1mm图 1.1 垫片设计（论文）进展状况确定了确定模具冲压工艺方案和模具结构：本制件为简单的圆状几何体，要求大批量生产，根据以上分析，采用单工序模的生产模式较为符合。进行了绘图所需数据的计算以及落料工序的装配图的绘制冲裁力计算本制件中的冲裁分为冲孔和落料，采用平刃冲裁，冲裁力可按下式进行计算： 0b=FLt而在实际的生产中，考虑到模具刃口磨损，材料力学变化等因素，根据经验，实际冲裁力应增加 30%。即： ，冲裁力计算如下：bt1.3冲 0（1）落料力 NF52.14671.3落 （2）冲孔力 K8628孔 3052孔 （3）总冲裁 KNFF 261.86125.4孔落冲 卸料力及推件力计算本设计采用弹压卸料装置，需要计算落料及冲孔两道工序在工作中的卸料力及其推件力，在实际生产中，一般采用经验公式计算： FK卸 卸 冲n推 推 冲 NF48.)618.12(05K冲卸卸 K9463落推推 trb2.7B0自则 KN16.013532自 F排样是指冲压件在带料上的合理布置方法，根据零件的结构和模具制造工艺的难度，排样采用直排的形式，排样方案如图 2-1 所示。图 2-1 排样图搭边为补偿定位误差，保证冲出合格的工件，需设置搭边值，如图 3-1 所示，查冲压工艺及模具设计表 2.13，取搭边值 。mbma 2.1,材料利用率计算S5190mm 2= 100%= 100%= 100%0ABS8710 5959.6%刃口尺寸的计算方法由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 冲孔：凸模刃口尺寸： （2.5）0TppKd凹模刃口尺寸： （2.6）dminZ落料：凹模刃口尺寸： （2.7）pT0dD凸模刃口尺寸： （2.8）inpp-落料凹模的计算A1=(A1-x ) =74.741125.013.0A2=(A2-x ) =95.82. 9.A3=(A3-x ) =84.683325.01075.r=(R-x ) =6.39544.3.取：=0.520 x =0.26011=0.360 x =0.18022=0.430 x =0.22033=0.140 x =0.10544后期工作安排完成 cad 的模具装配图和零件图的绘制，并用 ug 进行三维造型，完善说明书等。 指导教师签字：年 月 日1毕业设计(论文)开题报告题目:汽车增压六孔垫片冲压模具设计1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景。冲压是通过模具对板材施加压力或拉力,使板材塑性成形,有时对板料施加剪切力而使板材分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。冲压加工的原材料一般为板材或带材,故也称板材冲压 1。冲压加工是金属塑性加工的主要方法之一。与塑性加工的其它方法及机械制造中其它冷、热加工方法相比具有以下优点：1、生产率高；2、易于实现机械化及其自动化；3、节约材料。节省能源；4、尺寸精度稳定，表面质量好；5、强度高、刚性大、重量轻等优点。本课题目的训练学生设计冷冲压模具的能力，为以后的工作打下初步的基础。1.2 研究意义通过对汽车增压六孔垫片进行详细的工艺分析，确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，通过课题让我们能够掌握中等复杂程度零件的冲压模具设计和制造一般方法，对零件冲压工艺方案的确定、工艺计算及模具设计有更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践性的意义 2。1.3 国内外相关研究情况模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备, 具有生产效率高、5材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。要生产出大量的各式各样的汽车，先进技术装备必不可少，而模具就是汽车先进技术装备中的重要装备。“现代工业，模具先行” 、 “没有高水平的模具，就没有高水平的产品” ，这已成为人们的共识 3。2005 年中国模具工业产值达到610 亿元,增长率保持在25%的高水平, 行业的生产能力约占世界总量的 10% , 仅次于日本、美国而位列世界第三。国外的模具制造企业, 广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工装备。模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用，是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度等特点，这是其他任何加工制造方法所不及的。目前，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一 4。然而,与国际先进水平相比, 中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面, 模具寿命也只有国际先进水平的50%左右,大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具, 每年都需要花费大量资金进口。目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有：精密冲压、柔性模（软模）成型、超塑性成型、无模多点成型、爆炸和电磁等高能成型、高效精密冲压技术及冷冲压技术等 5。随着技术的进步, 冲压模具三维设计工作逐步兴起,文献 6 - 8 报道: 国内模具企业陆续开始使用Unigraphics 、Pro / Engineer、Cimatron、CATIA 、I - DEAS、Euclid 、Power - SHAPE等国际先进的、多功能软件设计冲压模具, 特别是利用这些软件进行三维实体造型设计和部件干涉检查, 以期能够及早发现设计存在的问题和减少试模期间进行的修整。冲压模具的未来发展应该以模具产品“交货快” 、 “高精度” 、 “高质量” 、 “低价格”作为要求标准 9。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 本课题研究的主要内容（1）对给定零件进行工艺分析并确定工艺方案；（2）模具总体结构设计及相关工艺计算；（3）进行模具零部件的设计；6（4）绘制模具装配图和非标准件的零件图；（5）拟定主要零件的制造工艺；（6）编写设计说明书（论文） ；汽车增压六孔垫片（如下图）（三维及二维）图2.17图2.22.2采用的研究方案、研究方法或措施本次设计按照工艺分析工艺方案确定模具结构设计的思路进行。（1）方案对该工件包括落料、冲孔、成形 10三个基本工序，可有以下两个工艺方案：方案一：先落料，再冲孔，再成形。采用单工序模生产；方案二：落料冲孔成形复合冲模 11。（2）方案分析方案一：结构简单，但需要三道工序三幅模具，成本高生产效率低，难于满足大批量生产的要求 12;方案二：该方案经计算可冲孔落料复合完成，只需要一幅模具，生产效率高，但是模具制造比较复杂，调整维修较麻烦 13。（3）方案确定 因为方案一使用的模具设计相对简单，适合刚学习冲压模具设计者 14，所以选择方案一。 3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1 本课题研究的重点及难点(1)通过对汽车增压六孔垫片的工艺分析，确定工作的重点主要集中在模具工7作部分零件的设计（比如：凸模、凹模、凸凹模） ，各种固定板的设计和相关尺寸计算和校核 15。(2)设计时前后工序的关联性以及模具的关联性，合理安排工序，尽量使模具的结构更紧密 16。同时在设计的过程中还要考虑到所设计零件的可加工性，要尽可能多的选用标准零件 17，达到规范化设计的要求成为此毕业设计的难点 18。3.2前期已开展工作在写开题报告之前，查阅资料，看相关书籍，在网络上看冲压相关的资料和视频。4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第 1-2 周：消化课题题目，收集资料，明确设计的任务及要求；第 3 周：撰写开题报告；第 4-5 周：确定设计方案和技术路线；第 6-9 周：编制冲压工艺规程；第 10 周：初定模具设计方案，设计计算，画出总装草图；第 11-13 周：绘制模具装配图和零件图；第 14-15 周：制定模具加工工艺规程；第 16 周：进行毕业设计总结，编写毕业设计论文，并作好答辩的准备。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 7参考文献1 屈华昌.塑料成型与模具设计M. 北京: 高等教育出版社,2005.2 魏春雷、朱三武.模具专业毕业设计手册M. 天津: 天津大学出版社,2010.3 周永泰.我国汽车冲压模具市场状况及技术分析J. 现代零部件， 2008（3）：32-35.4 李焕芳.冷冲压模具发展现状J. 中国高新技术企业，2012 （15）：5-6.5 谈正光.浅析冲压模具的技术应用与发展趋势J. 硅谷， 2010（22）：26-27.6 Hein, Philipp (ArcelorMittal R and D Automotive Applications); Wilsius, Joel Source: Steel Research International, v 79, n 2, February, 2008, p 85-91.7 S.H.Zhang,K.Zhang,Y.C.Xu. Deep-drawing of magnesium alloy sheets at warm temperaturesJ.Journal of Materials Processing Technology,2007,185:147-151.8 Hein, Philipp (ArcelorMittal R and D Automotive Applications); Wilsius, Joel Source: Steel 6 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日7Research International, v 79, n 2, February, 2008:85-91.9 向伟.冲压模具设计J.科技传媒， 2011（21）：90121-122.10 彭忠.冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路J. 中国高新技术企业,2013（14）:8-9.11 郭清恒.小间隙复合冲模加工技巧J. 金属加工（冷加工） ，2010（14）：49-50.12 刘振奇、刘腾云.冲裁模具结构设计的要点简介J. 科技信息， 2010（5）：750-752.13 褚长萱、刘丽萍.双层进料复合冲模J. 机械工人（冷加工） ，2007（5）：56-57.14 吕玉充.冲压模具设计课程项目化教学的教学模式研究J.泸州职业技术学院学报，2011（1）：10-15.15 王斌修,李雅倩.精冲工艺与模具设计J. 模具制造,2010 （1）：21-23.16潘成刚.“冲压工艺与模具设计”课程教学实践J. 科技信息(科学教研),2008(16):530-53117 徐华.冲压工艺及模具设计课程改革与实践J. 企业科技与发展 ,2011(03):68-70.18 胡凤辉.冲孔落料复合模设计J. 商业文化(学术版),2009(5):25-28.I本科毕业设计(论文)题目：汽车增压六孔垫片冲压模具设计汽车增压六孔垫片冲压模具设计摘 要本设计的零件是垫片,首先先分析零件的冲压工艺；确定了三套模具的总体结构；结合零件的冲压工艺及模具的总体结构设计排样图；根据排样图，计算II利用率、冲载力、压力、选用设备及刃口的尺寸。根据计算结果用 CAD 和 Ug对模具进行具体结构设计，画出装配图和零件图，最后选择合适的模件材料并对模具进行组装。从而完成整个模具的设计过程。冲压是一种借助冲压机床动力，通过改变材料物理状态来实现物品外形的加工方法。而模具是用来进行冲压所必需的工具。本文以模具设计为核心展开，描述垫片零件的冷冲压模的设计过程，重点研究制件工艺与模具结构设计等内容。关键词：冲裁;落料;成型;冲孔;单工序模IIIAutomotive Turbocharged Six Gasket Stamping Die DesignAbstract First analysis of the stamping process parts; to determine the overall structure of mold; combination of parts stamping process and die design of the overall structure of the layout graph; layout plan based on calculating the utilization rate, red edge is contained, pressure, choice of equipment and cutting the size of . According to the information re-use PRO / E, the design of the mold, and then converted into two-dimensional three-dimensional map of assembly drawings and parts marked maps and compile card processing parts.Stamping is a kind of processing method which used the punch press motive power and through changing materials physical condition to make article appearance.And mould is a necessary tool to proceed stamping.This article takes mould design as core to launch,describes the design process of cover cap forming cold stamping progressive mould,focus on workpiece forming technology and mould structure design.Key Words: Sheet forming; Blanking; piercing; Inverted compound dieIVV目 录1 绪论 .1.1 课题研究的主要内容及意义 .1.2 选题目的 .1.3 国内外现状及发展趋势 .1.4 毕业设计题目 .2 确定模具冲压工艺方案 .2.1 工件的工艺性分析 .2.1.1 冲压件材料分析 .2.1.2 零件结构分析 .2.1.3 零件的尺寸精度分析 .62.2 工艺方案 .2.3 模具结构的初步确定 .2.4 冲裁模结构简图及工作原理 .2.5 排样方式的确定及计算 .2.5.1 排样 .2.5.2 搭边 .2.5.3 材料利用率计算 .3 模具的结构设计与计算 .3.1 冲压力的计算 .3.1.1 冲裁力计算 .3.1.2 卸料力及推件力计算 .VI3.1.3 成型力的计算 .3.2 压力中心的确定 .3.3 工作零件刃口尺寸的计算 .3.3.1 落料凹模的计算 .3.3.2 冲孔凸模的计算 .3.3.3 成型凸模的计算 .3.4 确定凹模、凸模尺寸 .3.4.1 落料凹模板的尺寸 .3.4.2 凹模厚（高） .3.4.3 凹模边壁厚 .3.4.4 凹模板边长 .3.4.5 凸模的外形设计 .3.4.6 凸模的尺寸 .3.4.7 凸模的高度 .3.5 其它模具零件结构尺寸及选用 .3.5.1 其它模具模板的尺寸 .3.5.2 模架的选用 .3.5.3 导套的选用 .3.5.4 导柱的选用 .3.5.5 橡胶的计算及选用 .3.5.6 内六角螺钉的选用 .3.5.8 圆柱销、挡料销、推件销的选用 .3.5.9 模柄的选用及加工 .VII3.5.10 模具的闭合高度计算 .3.5.11 压力机的选择 .3.5.12 压力机的校核 .3.6 模具的总体设计 .3.6.1 精度与定位 .3.6.2 模具的导向装置 .3.6.3 卸件、卸料设计 .3.6.4 支承与紧固 .4 模具装配图及零件图 .4.1 模具材料的选用及其热处理 .4.1.1 模具材料的选用原则 .4.1.2 模具材料的选用及热处理 .4.2 模具的装配 .4.2.1 模具的装配方法 .4.2.2 模具的装配过程 .4.2.3 模具的调试 .总结 .参考文献 .致谢 .毕业设计（论文）知识产权声明 .毕业设计（论文）独创性声明 .11 绪论1.1 课题研究的主要内容及意义冲压，即在室温条件下，利用安装在压力机上的冲压模具对材料施加压力，使其产生分离或发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸，具有一定力学性能的零件加工方法。本课题研究的主要内容是设计一套垫片零件的落料冲孔成型模具，制件材料采用硅钢片钢，生产模式为大批量生产。其中拟解决的主要问题有：1.制件工艺方案的分析和确定。2.制件的排样设计。3.带料的送进导正设计。4.冲孔、落料凸、凹模的结构设计。5.模具定位零件和卸料零件的结构设计。6.模具相关标准件的选择。7.压力机及自动送料装置的选择。本课题设计的模具针对垫片零件，此类零件在日常所用电器、交通工具、生活用品等有诸多应用，如电动机的端盖、热水器端盖等。因此，设计此类制件的冲压模具是十分有意义的。此类模具设计的难点在于如何正确安排各个工序的先后顺序，如何保证垫片零件的落料等。另外，模具的制造成本、使用寿命等也是本课题需要考虑的重点。本课题涉及的知识面广，综合性较强，在设计时需查阅大量的资料。对大学生来说，这是对大学所学知识的全面复习和巩固。查阅新知识，也是考验一个大学生的自我研究能力，对提高大学生的创新能力、协调能力，开阔设计思路等方面提供了一个良好的机会。21.2 选题目的利用模具生产的物品在日常生活中普遍存在，由于冲压的生产效率高，材料利用率高，生产的制件精度高等优点，使模具得到了广泛的应用，在现代工业生产中有十分重要的地位。我国是制造业大国，先进冲压技术在制造业的运用尤其重要。但是，目前我国的冲压技术与先进工业的发达国家相比还比较落后，在模具制造工艺、模具的设计等方面尚有一定的差距。因此，设计模具、完善模具设计技术对每一个从事机械行业，特别是相应专业的大学生来说，就3显得非常重要。所以，选择本课题目的非常明确，那就是以一个机械专业毕业生的所学知识去研究、探讨模具的设计过程，了解和掌握模具设计的方法。同时，也是为即将步入社会的自己夯实基础。1.3 国内外现状及发展趋势冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。1.冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2.冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。3.冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。4.冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。4但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速，许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术进步的投入力度，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。 14近几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增长率，其中，冲压模占模具总量的 40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。尤其是标志冲模技术先进水平的多工位模，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外同类模具相比，存在一定差距，是我国重点发展的精密模具品种。冲压模具在欧、美、日等先进国家已有百年历史，而国内冲压界引进此项设计技术则相对较晚。在国外，从 20 世纪 60 年代初期开始，国外研究机构已经开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，特别是在连续模 CAD/CAE/CAM 发展应用方面，已经开发出多种基于三维几何模型的模 CAD/CAM 软件。这些软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块,具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色。这使得国外模具技术进入到综合应用的新阶段。我国从上世纪 90 年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了模 CAD/CAM 系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在 AutoCAD 软件平台上开发出基于特征的模5CAD/CAM 系统 HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程 5 个模块。上海交通大学为瑞士法因托（Finetool）精冲公司开发成功精密冲裁模 CAC/CAM 系统。西安交通大学开发出多工位弯曲模 CAD 系统等。近年来，国内一些软件公司也竞相加入了模 CAD/CAM 系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的模系统 CmCAD、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的 CAD 系统 Fox-CAD 等。展望未来，我国在模具制造行业的规模和质量上，必将赶超前列。模具工业是国民经济的重要基础工业之一。近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入 WTO 以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。本论文应用所学专业理论课程和生产实际知识进行了冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。通过本次设计，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能，懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了相应工程设计规范和标准，同时对相关的课程进行了全面的复习，使独立思考能力有了提高。本设计分别论述了产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模板及主要零件设计，模具装配等问题。本设计的内容是确定模具内型和结构形式以及工艺性，绘制模具总图和主要工作零件图。61.4 毕业设计题目图 1.1 垫片2 确定模具冲压工艺方案72 确定模具冲压工艺方案2.1 工件的工艺性分析2.1.1 冲压件材料分析制件如图 2-1 所示，采用 1 厚的硅钢片钢加工制成，为大批量生产。m图 2.1 制件图查机械零件手册表 4.9 得，硅钢片钢的主要性能如表 2.1 所示，材料的屈服强度、抗剪强度、伸长率都较低，适合冲裁等加工。同时材料为钢质材料，有各种不同型号的条料、带料供选择。表 2.1 硅钢片钢的主要性能项目 单位 数值屈服强度 /MPa 325抗剪强度 /MPa 3502 确定模具冲压工艺方案8抗拉强度 /MPa 195伸长率 /(%) 33收缩率 /(%) 60硬度：未处理 /HBS 13192.1.2 零件结构分析工件结构简单，并在各连接处有 R0.5 的倒角，比较适合冲裁。2.1.3 零件的尺寸精度分析该零件图上未注公差的尺寸属于自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差。2.2 工艺方案该零件包括落料和冲孔成型 3 个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：1、先落料，再冲孔,在成型，采用单工序模生产；2、落料冲孔复合冲压，采用复合模生产,然后在单工序成型；3、冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一为单工序模生产，其在压力机的一次工作行程中能完成一道工序，其优点是模具结构简单，制造周期短，通用性较好，节约了制造成本。方案二为复合模生产，压力机一次行程可完成两个以上工序，模具的制造精度和生产效率较高，但是定位精度较低，适用于形状复杂，但尺寸不大，精度要求较高的工件的大批量生产。方案三为级进模生产，压力机一次行程可完成多个工序，生产中只需一副模具，且方案中和在统一工位中。本制件为简单的圆状几何体，要求大批量生产，根据以上分析，采用单工序模的生产模式较为符合，因此工艺方案确定为方案 1。2.3 模具结构的初步确定此 3 套模具结构具有以下优点：（1）由于采用弹压卸料装置,使冲制出的工件平整,表面质量好（2）由于将工件或废料从凹模孔中打下,因而工件或废料不在凹模孔内积10聚,可减少工件可废料对孔的涨力.从而可减少凹模的壁厚,使凹模的外形尺寸缩小,节约模具材料.（3）由于工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件或废料对模刃口的磨损,减少凹模的刃磨次数,从而提高了凹模的使用寿命.（4）由于工件或废料不在凹模内积聚,因此也就没有必要加工凹模的出料孔，可缩短模具制作周期,降低模具加工费用。2.4 冲裁模结构简图及工作原理图 2.2 落料模图 2.3 冲孔模11图 2.4 成型模根据分析结果 对模具简图进行修正，为最后确定冲裁模结构做准备，工件的冲裁模模结构简图如图上图所示。模具结构特点及工作过程 ：这种冲裁模结构简单，使用方便，制造容易。工作时将板料放入卸料板上面的定位销或定位板内，上模下降，凹模和卸料板将板料压住，然后凸和凹模对板料进行剪切。2.5 排样方式的确定及计算2.5.1 排样排样是指冲压件在带料上的合理布置方法，根据零件的结构和模具制造工艺的难度，排样采用直排的形式，排样方案如图 2.5 所示。12图 2.5 排样图2.5.2 搭边为补偿定位误差，保证冲出合格的工件，需设置搭边值，如图 3.1 所示，查冲压工艺及模具设计表 2.13，取搭边值 a=2mm,b=2.1mm。2.5.3 材料利用率计算S5190mm 2= 100%= 100%= 100% (2.1)0ABS87105959.6%式中， 材料利用率；S工件的实际面积；S0所用材料面积，包括工件面积与废料面积；A步距（相邻两个制件对应点的距离）B条料宽度。3 模具的结构设计与计算133 模具的结构设计与计算3.1 冲压力的计算3.1.1 冲裁力计算本制件中的冲裁分为冲孔和落料，采用平刃冲裁，冲裁力可按下式进行计算： 0b=FLt(3.1)式中： 冲裁件周长，mm； L冲裁件材料厚度，mm；tb材料抗剪切强度，MPa。而在实际的生产中，考虑到模具刃口磨损，材料力学变化等因素，根据经验，实际冲裁力应增加 30%。即： ，冲裁力计算如下：bLtF1.3冲 0（1）落料力 NF5246317.落 （2）冲孔力 KNF86.1235027.813孔 2孔（3）总冲裁 KNFF 261.86125.4孔落冲 3 模具的结构设计与计算143.1.2 卸料力及推件力计算本设计采用弹压卸料装置，需要计算落料及冲孔两道工序在工作中的卸料力及其推件力，在实际生产中，一般采用经验公式计算： FK卸 卸 冲(3.2)n推 推 冲 (3.3)式中： F冲 冲裁力，KN；K卸 卸料系数；推 推出系数；同时梗塞在凹模内的零件（或废料）数， （ 凹模孔n thn/口直壁高度 ， 为材料厚度或工件高度 ） 。mt m15查高军主编冲压工艺及模具设计表 2-10 可知， K卸 为 0.0450.055， K推 为0.063。此处取其上限值，因此分别取 卸 =0.055, 推 =0.063。(3.4)NF48.)618.12(05K冲卸卸 (3.5)K9463落推推3.1.3 成型力的计算 trFb2.7B0自(3.6)式中： 自由弯曲力（N） ；自K安全系数，一般取 K=1.3；B成型件的宽度（mm） ；T成型件的材料的厚度（mm） ；r成型件的内圆角半径（mm） ；成型材料的抗拉强度（ ） ，查课本 1.6， 取 350baMPbaMP则 KN16.0135.702自 F3.2 压力中心的确定为了保证压力机和模具正常地工作，必须使冲模的压力中心于压力机滑块中心线向重合。否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。形状简单而对称的工件，如圆形、正多边形，其冲裁时的压力中心与工件的几何中心重合。形状复杂的工件，多凸模冲孔模及连续模的压力中心则用解析法或作图发来确定。本次模具设计工件形状不规则，所以采用解析法来确定冲模的压力中心。16因为该工件是一个关于 x 轴和 y 轴对称的图形，所以该工件的中心点 O 点为压力中心。3.3 工作零件刃口尺寸的计算在模具设计时确定一个合理的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。因此在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命的三个因素综合考虑，给间隙规定一个合理的范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。理论确定法主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算。查1得凸、凹模的合理间隙：Z=2(t-b)tan (3.7)=2t(t-t/b)tan式中： Z双面间隙值（mm） ；t材料厚度（mm） ；b产生裂纹时凸模挤入的材料深度（mm） ；b/t 产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； 剪切裂纹与垂线间的夹角。由上式可见，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需间隙 Z 值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，所需间隙 Z 值就越小。由于理论计算法在生产中计算不方便，故目前广泛采用的是经验法确定间隙。经验确定法17根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。模具工作部分加工时要注意经济上的合理性，精度太高，则制造困难、成本高；精度太低，则又可能加工不出合格的产品。因此，模具的精度应随工件的精度要求而定，这样才会有好的经济性。一般模具精度比工件精度至少高两个级别。落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制；冲孔部分采用凸模、凹模分开加工。刃口尺寸的计算方法由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。冲孔：凸模刃口尺寸： （3.8）0TppKd凹模刃口尺寸： d0mindZ（3.9）式中：d冲孔件豁孔的最大极限尺寸（mm） ；冲孔凸模基本尺寸（mm） ；p凸模刃口制造公差，可按 IT8 选用（mm ） ；T制件公差（mm） ；K系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关。查2得，详见上表 2.3；冲孔凹模基本尺寸（mm） ；d18最小合理间隙（mm） 。minZ落料：凹模刃口尺寸： （3.10）podkDT)(凸模刃口尺寸： （3.11）0minpp-ZK式中： 落料件的最小极限尺寸（mm） ；落料凹模基本尺寸（mm） ；p落料凸模基本尺寸（mm） 。dD3.3.1 落料凹模的计算图 3.1 落料凹模A1=(A1-x ) =74.741125.013.0A2=(A2-x ) =95.8222.09.0A3=(A3-x ) =84.68335.175.r=(R-x ) =6.395442.003.取：=0.520 x =0.2601119=0.360 x =0.18022=0.430 x =0.22033=0.140 x =0.105443.3.2 冲孔凸模的计算图 3.3 小孔凸模 图 3.4 大孔凹模取： = +0.012mm 凹=-0.008mm凸取：Z =0.090mm Z =0.12mmminmax校核： + =0.02mm 凸凹Z -Z =0.03mmmaxin满足 Z -Z + 的条件i凸凹取 x=0.5工件尺寸 D = mm d =(d+x Z ) =9.27036.9凹 min凹0012.d =(dx ) =9.68凸 凸8.203.3.3 成型凸模的计算凹模尺寸为 03()4ddL=(64-0.75x0.52) =63.61凸模尺寸为000.3.3()(9.6145)1ppdZm0()ppdL=(63.61-1) =62.613.4 确定凹模、凸模尺寸3.4.1 落料凹模板的尺寸图 3.5 落料凹模板3.4.2 凹模厚（高）凹模板的厚度 H 主要不是从强度需要考虑的，而是从连接螺钉旋入深度与凹模刚度的需要考虑的。凹模板的厚度一般应不小于 15mm。随着凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也应相应的增大。21H=kb (H 需 15mm) (3.12)=0.42 22.3=9.366mm取 H=45mm取 k=0.42 b工件尺寸3.4.3 凹模边壁厚凹模壁厚 C 是指凹模刃口到凹模外边缘的最短距离。凹模壁厚将直接影响凹模板的外形尺寸，即长度与宽度（L x B） 。故在设计过程中应选择合适的凹模壁厚 C。c (1.52)H (c 需 3040mm)22.530mm取 c=38.85mm3.4.4 凹模板边长取 B=250mm3.4.5 凸模的外形设计(a)22(b)图 3.6 落料凹模图 3.7 小孔凹模23图 3.8 大孔凸模3.4.6 凸模的尺寸a=a1- (Z Z )=22.04-(0.090.12)=23.9523.92mmminaxb=a2- (Z Z )=5.82-(0.090.12)=5.73 5.7mmi=a3-(Z Z )=13.78-(0.090.12)=13.69 13.66mmminax3.4.7 凸模的高度图 3.9 落料凹模24图 3.10 小孔凹模图 3.11 大孔凹模253.5 其它模具零件结构尺寸及选用3.5.1 其它模具模板的尺寸以凹模的外形尺寸为基本参照，确定上模垫板、凸模固定板、空心垫板以及卸料板的外形尺寸表 3.1 落料模具名称 长 宽 高（mm）材料 数量上垫板 255 250 10 45 1凸模固定板 255 50 28 45 1下垫板 255 250 3545 1卸料板 255 250 23 45 1表 3.2 冲孔模具名称 长 宽 高（mm）材料 数量上垫板 315 250 10 45 1凸模固定板 315 250 28 45 1下垫板 315250 10 45 1卸料板 315 250 23 45 1表 3.3 成型模具名称 长 宽 高（mm）材料 数量上垫板 250 250 10 45 1凸模固定板 250 250 25 45 1下垫板 250 250 1045 126卸料板 250 250 2145 13.5.2 模架的选用模架是用来保证凸模与凹模的相对位置，对模具进行导向，并且要有足够的强度和刚度。根据之前所定下的模具设计方案，落料模具选择的是四角导柱模架。冲孔模具选择的是中间导柱模架。成型模具选择的是对角导柱模架。3.5.3 导套的选用表 3.4 导套 A35H6 80 33 GB2861.681d D(r6) L h极限偏差基本尺寸(H6) (H7)基本尺寸极限偏差22 013.021.35 05.3480 3327图 3.12 导套3.5.4 导柱的选用表 3.5 导柱 A22h5 130 GB2861.181d L极限偏差基本尺寸(h5) (h6)22
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