筒形件的冲压工艺及模具毕业设计

1筒形件的冲压工艺及模具设计摘 要：本设计为小型的冲压模具，其质量和体积都较小。结合本零件的特点确定合适的设计理念和设计思路，这样就不会产生设计出的模具无法使用或生产出的零件无法满足其使用性能等问题。结合我国近年来模具的发展历史，虽然在设计制造方法和手段方面已经基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定差距。所以本次设计一定要尽可能考虑全面，结合实际情况和所学知识，这样不仅可以设计出合格的模具产品，还能提高自己的专业水平。关键词：筒形件；冲压工艺；模具2The Design of Stamping Process and Mold for the Cylindrical WorkpieceAbstract: This designed is a small stamping mould with small quality and little volume. Combining the characteristics of these parts to determine the appropriate design concept and design ideas,so it wont produce some problems such as the mold cant use after designed or the parts cant satisfy the using performance. According to the history of our country in recent years,the methods in designing and manufacturing mould and the structure of mould have reached the international level,but there are certain gaps compared with the international level in manufacturing quality,accuracy and manufacturing cycle.So the mould I designed need to consider more aspects about combining my actual situation and finding the advantages of my own,as it can not only designed the qualified mould product,but also can improve my ability.Key words: Cylindrical Workpiece; Stamping process; Mold31 引言目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。随着工业产品质量的不断提高，模具设计与制造已经成为一个行业，越来越引起人们的重视，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和低消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，由于冲压加工的毛坯是板料或卷材，而且一般在冷态加工，因此比较容易实现机械化和自动化生产，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度、高效率的 NC 机床、CNC 机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。模具制造技术，已经发展成为技术密集型的综合加工技术，在现代工业生产中的地位也越来越高。在这次设计中我结合所学专业相关知识，通过文字说明和许多设计图例与表格，使内容更加详尽明了。首先对零件进行工艺性分析，然后选择复合模作为该模具的工艺生产方案，经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计，选择合适的模具材料。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质、安全目的、由于本人水平有限，设计经验不足，在本次设计中难免出现一些问题，但我相信在董老师的耐心指导以及同学们的热心帮助下，一定会将设计日趋完善。在此希望广大师生朋友能够拔冗相助，不吝赐教，帮助我把出现的问题解决掉，在下将不胜感激，铭感五内，没齿难忘。42 零件的冲压工艺性分析拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。在一般情况下，对拉深件工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。良好的拉深工艺性能满足材料较省、工序较少、模具加工容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。该零件为无凸缘筒形件，材料为 08 钢，08 钢是优质碳素结构钢，易于拉伸成型，具有良好的冲压性能，零件拉深高度不大，高度 160-0.27，外轮廓尺寸 45 00.39 ，属 IT13 级，一般冲压均能满足精度要求。图 1 零件图Figure 1 Parts drawing3 确定工艺方案可根据下表确定工艺方案分析表 1 可得出三套工艺方案。方案一：采用单工序模，结构简单，一道工序需要一副模具才能完成，生产效率低难以满足该工件大量生产的要求。方案二：采用复合模，可在一副模具中完成几道工序，因此模具结构比单工序模复杂，而且要求各零部件的动作准确可靠，不互相干涉。这要求模具的制造达到较高的精度。模具的制造成本较高，制造周期延长。方案三：采用级进模，只需一副模具，生产率搞，但模具结构复杂，送进料不方便。综合分析比较以上三种方案，方案二最佳。分析冲裁件可知，该零件是一个简单的圆形且是轴对称的冲件，而且最大直径不是很大，可直接通过落料得到，所以总体上应将落料凹模固定在下模座上，先完成落料，再随着模具的继续动作完成拉深。由于条料厚度只有 2mm，较薄，且冲裁件较小，质量要求一般，可用弹性卸料装置进行卸料，同时可实现冲裁前压料动作，保证工件的平整度。又由于毛坯以条料形式送进模具，生产量大，所以可用两个导料销和一个挡料销完成条料送进时的正确定位和送料步距，同时由于冲件结构简单，尺寸又小，5所以手动送料即可。在上下模的导向方式上，考虑到冲件结构简单，尺寸精度要求一般，且是大批量生产，应尽可能提高模具使用寿命，可用导柱、导套完成上下模的冲裁定位。表 1 冲压工艺方案Table 1 Stamping process program单工序模项目无导柱 有导柱级进模 复合模冲压精度 低 较低较高，相当于IT10IT13高，相当于IT8IT11制件平整度 不平整 一般不平整，有事要校平因压料较好，制件平整制件最大尺寸和材料厚度不受限制300mm 以下厚度达 6mm尺寸250mm 厚度常在 0.16mm尺寸300mm 厚度常在 0.053mm生产率 低 较低可用自动送料出料装置效率较高工序组合后效率高冲模制造的难度及价格容易、价格低导柱、导套的装配采用先进工艺后不难简单形状制件的级进模比复合模具制造难度低、价格也较低形状复杂的制件用复合模比级进模制造难度低，相对价格低材料要求 可用边角料 条料要求不严格条料或卷料要求严格除用条料外，小件可用边角料，但生产率低使用高速冲床的可能性只能单冲不能连冲有自动装置可以连冲，速度不能太高使用于高速冲床高达 400 次/分以上由于有弹性缓冲器，不宜高速，不宜连冲生产安全性 不安全手在冲模工作区不安全比较安全手在冲模工作区不安全，要有安全装置冲模安装调试与操作调整麻烦操作不便安装、调整较容易、操作方便安装、调整较容易，操作简单安装、调整比级进模更容易，操作简单6表 2 正装、倒装复合模优缺点对比Table 2 Being installed composite modulus、inversion composite modulus advantages and disadvantages compared比较项目 倒装复合模 正装复合模凸模 在上模部分 在下模部分凹模 在上模部分 在下模部分工作零件装配位置凸凹模 在下模部分 在上模部分出件方式顶杆自上模内推出，下落到模具工作面上弹顶器自下模内顶出至模具工作面上冲裁件的平整度 较差 较好废料排出废料在凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔排出废料不在凸凹模积聚，压力机回程时即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，和工件一起汇聚到模具工作面上，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，可直接固定在下模上，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，强度较差的凸凹模根据表 2 倒、正装复合模的优缺点比较，结合零件的工艺性分析，最后确定采用正装式复合模4 冲裁件的工艺计算4.1 确定是否加修边余量由于金属的流动和材料的各向异性，毛坯拉深后，工件边口不齐。一般情况拉深后都要修边，因此在计算毛坯的尺寸时，必须把修边余量计入工件。但当零件的相对高度 H/d 很小并且高度尺寸要求不高时，也可以不用切边工序由于其工作相对高度H/d=15/430.350.5 （1）7查冷冲压模具设计与制造表 4.3 可知：不需要加修边余量。4.2 计算毛坯直径查冷冲压模具设计与制造表 4.2 常用旋转体拉深毛坯直径的计算公式可得此工件的毛坯直径。2 241.70.56Ddhrd（2）2 23.43.563.6mm4.3 确定是否需要压边圈根据坯料相对厚度：t/D100=2/63.6100=3.142 （3）式中 t坯料厚度，D毛坯直径，查冷冲压工艺及模具设计P240 表 4-15 可知不用压边圈，若怕该冲件在拉深过程中会发生起皱，保险起见，采用带弹性压边装置的模具也可。这里的压边圈实际上是作为定位与顶件之用。4.4 确定拉深次数由于拉深件的高度与其直径的比值不同，有的拉深件可用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，则需要多次拉深才能制成。所有根据工件的相对高度（h/d）和坯料的相对厚度（t/D100）的大小确定拉深次数 。查冷冲压工艺及模具设计表 4-8 可知，由于工件相对高度 0.35 远远小于一次拉深时的相对高度 0.700.57，则可一次拉深成形。4.5 确定排样裁板方案冲裁件在板料，带料或条料上的布置方法称为排样。合理的排样是将低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施。应考虑以下原则： a.提高材料得利用率（不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变冲件形状） 。b. 合理排样可使操作方便，劳动强度低。 c.模具结构简单寿命长。 d.保证冲件质量和冲件对板料纤维方向的要求。4.5.1 搭边排样中相邻两个零件之间的余量或零件与条料边缘件的余量称为搭边。其作用时补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边8值的大小与下列因素有关：a 材料的力学性能 b 工件的形状与尺寸 c 材料厚度 d 手工送料、有侧压装置的模具，搭边值要小一些。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应越小越好，但过小的搭边容易挤进凹图 2 排样与搭边Figure 2 Strip layout and take edge模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。查冷冲压模具设计与制造表 2.8 可得 a=2，a 1=1.5a侧面搭边值a1冲件之间的搭边值4.5.2 送料步距和条料宽度的确定1）送料步距。条料在模具上每次送进的距离称为送料步距（简称步距或进距）其大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离：s=D+ a1=63.6+1.5mm=65.1mm （4）2）条料宽度。条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁件零件周边有足够的搭边值。最大条料宽度要能在冲裁时顺利在导料板之间送行并与导料板之间有一定的间隙。根据零件图要求，导料板之间无测压装置。b=D+2a=63.6+22mm=67.6mm （5）3）裁板方法。板料规格选用 2 mm1000 mm3000 mm每张钢板裁板条数 n1:为了操作方便，采用横裁，即n1 =3000/67.6=44 条 9（6）每条裁板上的工件数 n2n2=(Ba1)/s=(1000-1.5)/65.1=15 个 （7）式中 B钢板宽度（每条裁板的长度）1000mm每张钢板上的工件总数： n 总 =n1n2=4415=660 个 （8）4.5.3 材料利用率衡量材料的经济利用率的指标是材料的利用率=(n 总 D 2）/(4LB) x 100% （9）=(6603.1463.62）/(430001000) 100%69.9%4.6 计算各工序压力在冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁工艺力。冲裁工艺力包括冲裁力 F、卸料力 F 卸 、推件力 F 推 和顶件力 F 顶 。4.6.1 冲裁力平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力按下式计算：FLt （10）式中：F冲裁力；L冲裁周边长度；T材料厚度；材料抗剪强度；8 钢 的值查冲压成型工艺与模具设计附录表 2 为260360pa,取 =320Mpa选择吨位设备时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取落料力：F=1.3 Lt1.33.1463.63202N166.2KN冲孔力F 孔 =1.33.14103202N26.1N4.6.2 卸料力F 卸 K 卸 F 10（11）0.04166.2KN6.65KN查冷冲压模具设计与制造表 2.10 可知：K 卸 0.44.6.3 拉深力F 拉 Kdtb （12）0.453.14432400N48607.2N48.6KN查冷冲压模具设计与制造表 4.18 可知式中 K修正系数，K0.45b材料强度极限，08 钢 b342441MPa,取 b400MPa4.6.4 压边力F 压 /4D 2（d+2rd） 2F （13）3.14/463.6 2-（43+26） 22.5N2001.6715N2KN式中 rd凹模圆角半径，取 rd6mm；P单位压边力，P2.5MPa。4.6.5 最大总压力由于落料、拉深与冲孔不是同时进行，落料时同时有压边力，故最大总压力为：F 总 =F+F 压 （14）=166.2+6.65+2=168.2KN4.7 选择压力机对于轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。一切对称冲裁件的压力中心均位于其轮廓图形的几何中心点上。对于该零件，由图形可知11压力中心位于圆心上。在确定了模具的结构及尺寸后，还需对所选的压力机的其它技术参数进行校核，最后才能确定所需的压力机。首先以对冲裁所需的总冲压力初步选择压力机，压力机的公称压力必须大于所计算的总冲压力。据此查冷冲压模具设计与制造表 7.10，初选 J23-25 型压力机。技术规格如下：公称压力： 250KN滑块行程： 65mm最大封闭高度： 270mm最大封闭调节量： 55mm工作台尺寸： 370mm560mm模柄孔尺寸： 40mm60 mm工作台厚度： 90mm垫板厚度： 50mm5 模具工作零件设计5.1 确定冲裁间隙冲裁间隙对冲裁件断面质量、模具寿命、冲裁力、卸料力、推件力、顶件力和冲裁件的尺寸精度都有很大影响，是一个非常重要的工艺参数，因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，才能使冲裁件断面质量较好，所需冲裁力较小，模具寿命较长。冲裁间隙的合理数值应在设计凸模与凹模工作部分尺寸时给予保证，同时在模具装配时必须保证间隙，沿封闭轮廓线的分布均匀。查冷冲压模具设计与制造表 2.12 得：Zmin0.22mm Z max0.26mm5.2 落料凸、凹模尺寸计算落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。刃口磨损后冲件尺寸减小，取接近或等于冲件的最大极限尺寸。在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙，一般冲模精度较冲件精度高 23 级。复合模中落料部分刃口尺寸计算，由于冲件为圆形，形状结构简单，故落料凹模、凸凹模中的凸模部分采用分开加工，拉深前的坯料直径取自由公差，可定为 IT14 级精度。凸、凹模的制造公差查表 2.14 得 p0.020mm， d0.030mm12校核间隙： p+ d=0.050， Z max-Zmin=0.04 p+ dZ max-Zmin 但相差不大，此时可调整如下： p0.4（Z max-Zmin）=0.016mm （15） d0.6（Z max-Zmin）=0.024mm （16）落料凹模刃口尺寸：Dd=（D max-x） 0+d （17）=（63.6-0.50.74） 0+0.024=63.230+0.024落料凸模刃口尺寸：Dp=（D max-x-Z min） 0-p （18）=（63.6-0.50.74-0.22） 0-0.016=63.010-0.016凹模采用整体凹模，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。其轮廓尺寸如下：凹模厚度的计算：查表 2.20 得 K 取 0.25H=Kb1=0.2563.6=15.9mm （19）C=1.5H=23.85mm （20）模长度和宽度垂直于送料方向的凹模宽度 B 为:B=b1+3H=63.6+315.9=111.3mm 13（21）送料方向的凹模长度 A 为： A=B=111.3mm5.3 冲孔凸、凹模计算凸、凹模的制造公差查表 2.14 得 p0.020mm， d0.020mm校核间隙： p+ d=0.040， Z max-Zmin=0.04 p+ d=Zmax-Zmin 所以冲孔凸模和凹模的制造公差合格。冲孔凹模刃口尺寸：dd=（d min+x+Z min） 0+d （22）=（9.78+0.50.74+0.22） 0+0.020=10.370+0.020冲孔凸模刃口尺寸：dp=（d min+x） 0-p （23）=（9.78+0.50.74） 0-0.020=10.150-0.0205.4 拉深凸、凹模计算5.4.1 拉深凸、凹模圆角半径凸模圆角半径 rp对拉深工作有影响。当 rp过小时，弯曲变形大，危险断面容易拉断。当 rp过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空部分加大，容易产生底部的局部变薄和内皱。除末次拉深，凸模的圆角半径应比凹模圆角半径略小，即 rp=（0.61）r d，末次拉深时，r p=r 工件 t。如 r 工件 t，则要有整形工序来完成。凹模圆角半径 rd 对拉深工作影响很大。当 rp过小时，毛坯被拉入凹模的阻力就大，拉深力增加，易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，还使模具寿命降低。当 rd过大时，会使压边圈下的毛坯悬空，使有效压边面积减小，易起皱。14在不产生起皱的前提下，凹模圆角半径越大越好。由经验公式可得 rd的最小值为：rd=0.8 或 rd=c1c2t ()Dt（24）式中：D毛坯或上次工序的拉深直径，mm；d本次工序的拉深直径，mm；t材料厚度，mm。c1材料力学性能系数，软钢、硬铝 c1=1。c2板料厚度与拉深系数的系数，查冷冲压工艺及模具设计表 4-12可知本次 c2=4.5。所以，拉深凸模的圆角半径 rp=4mm拉深凹模的圆角半径 rd=5mm5.4.2 拉深模径向尺寸计算查表 4.28 得拉深凸模和凹模的单边间隙按 Z/2=1.1t,即 Z=21.1t=4.4mm。拉深凸、凹模的制造公差查表 4.30 得： p=0.080mm， d=0.12mm，则可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸。凸模径向尺寸：Dp=(Dmax-z)0-p =40.60-0.08 （25）凹模径向尺寸：Dd=Dmax 0+d =450+0.12 （26）最后实际确定的拉深凸模、落料凹模与凸凹模如下图所示：6 模具其它零件的选取与设计6.1 模架选择模架的选择一般根据凹模定位和卸料装置的平面而定，选择模座的形状和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相应尺寸大 4070mm。模座厚度一般取凹模厚度的 11.5倍。下模座外形尺寸至少超过压力机约 50mm，同时选择的模架与闭合后的模具设计的15图 3 落料凹模零件图 图 4 冲孔凸模零件图Figure3 Blanking concave die parts graph Figure4 Punching punch parts graph图 5 落料拉深凸凹模 图 6 拉深冲孔凸模零件图Figure4 punch mould parts graph Figure6 deep drawing punch parts graph高度相适应。通常所说的模架由上模座，下模座，导柱，导套四部分组成，一般标准模架16不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具的上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上下模间的精确位置由导柱导套来实现，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。模架的选择应从三方面入手：依据产品零件精度，模具工作零件配合精度、高低确定模架精度；根据产品零件精度要求，形状，板料送料方向选项二模架类型；根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格。查冷冲压工艺及模具设计7.4，因后侧导柱模架送料方便，可以纵向、横向送料，所以本模具选择后侧导柱模架，具体参数如下：凹模周界：D 0=125mm上模座： H=30mm，L 1=130mm，S=130mm，A 1=85mm，A 2=150mm，R=35mm，L 2=60mm下模座： H=35mm，L 1=130mm，S=130mm，A 1=85mm，A 2=150mm，R=35mm，L 2=60mm模具闭合高度：H 闭=上模座厚+下模座厚+落料凹模厚+落料拉深凸凹模厚+垫板厚+上模固定板厚-拉深件高-料厚-落料凹模与凸模的刃面高度差 =30+35+50+58+8+17-2-16-3=177mmJ23-25 型压力机最大封闭高度 270mm，故所选压力机合适。6.2 打料推杆尺寸推杆直径根据打料力选 10mm。推杆的长度为 L模柄总厂+凸模高-推件块厚即 L90+59-24=125根据冷冲压模具设计与制造表 7.54 进行选取。6.3 导柱与导套在选用时应注意导柱的长度，应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于 1015mm。而下模座地面与导柱地面的距离应为 0.51mm。导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用。当冲裁板厚在 0.8mm 以下的模具时，选用 H6/h5 配合的级精度模架，当冲裁板厚为 0.84mm 时，选用 H7/h6配合的级精度模架。6.4 模柄17中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上的，直接将上模座固定在滑块上。本模具属于小型冲模，选择凸缘模柄，它与上模座采用 H7/m6 过渡配合，用螺钉固定，模柄规格：d=30mm，D=75mm，H=64mm，h=16mm，GB2862.3-81.Q235。6.5 定位零件6.5.1 条料方向的控制条料的送料方向一般都是靠导料板或导料销一侧导向送料，以免送偏。用导料销控制送料方向时，一般要用两个。由于本冲压模具采用手工送料，为此可以省去侧压装置。手工直接送料进入凸模刃口。6.5.2 挡料销挡料销分为圆形与钩形两种，一般装在凹模上，活动挡料销常用语倒装复合模中，装于卸料板上可以伸缩。由于本模具要求简单，所以，可以采用圆形挡料销，因为结构简单，制造加工方便。查冷冲压模具设计与制造表 7.44，选择挡料销：图 6 挡料销Figure6 block material pin6.6 卸料装置与推件装置6.6.1 刚性推件装置常用于倒装复合模中的推件装置，装于上模部分。将冲出的工件或落料从上模的凹模型孔内向下推出使用的装置称为推件装置。刚性推件装置推件力大，工件可靠，便于维修。186.6.2 卸料装置为了得到较平整的工件，此模具拟采用弹压式卸料结构，弹簧和橡胶是模具中广泛采用的弹性元件，拟选用弹簧作为此模具的弹性元件。根据模具安装位置，拟选用 6 个弹簧，每个弹簧的预压力为：F0F 卸 /n式中：F 卸 为冲裁卸料力；n 为弹簧个数。所以 F 0F 卸 n=6.6561.1KN应使弹簧极限压力大于预压力，一般取预压力的 1.52 倍应使弹簧极限压力大于预压力，一般取预压力的 1.52 倍：Fj=1.5 F0=1.65KN查冷冲压模具设计与制造表 7.57，选择弹簧型号为：D=8mm，D 2=60mm，由于模具本身较小，容纳不了六个弹簧，弹性卸料装置不能满足要求，故改用刚性卸料装置。刚性卸料板可用于料厚大于 0.5mm、平面度要求不高的工件，特别适用于卸料力较大的情况。刚性卸料板分为固定式、悬臂式和钩形三种，其中固定式刚性卸料版适用于冲压板料宽度较窄的情况，也可以将其沿卸料面延展剖切分成上下两部分，即做成分离式卸料板；悬臂式刚性卸料板可用于窄而长的冲压件卸料，或用于料厚 t2mm的大型零件边缘处的冲裁加工及在弯曲件上的冲孔；钩形刚性卸料板适用于空心件或弯曲件在底部冲孔时卸料，还可用于简单的弯曲模和拉深模。刚性卸料板用螺钉和销钉固定在下模上，能承受的卸料力比较大，常用于较厚冲压件的卸料，其卸料可靠、安全，但操作不便。本模具选用固定式刚性卸料板，查冲压模具标准件选用与设计指南P169 表7-5、7-6 和 7-7，可设计出符合要求的卸料板。6.6.3 弹性压边装置的选用弹性压边装置有气垫、橡皮垫和弹簧垫三种，气垫效果好，但结构复杂，不易制造，必须采用压缩空气。橡皮垫结构简单、价格低廉，且能很好的满足使用要求，故选用橡皮垫。197 模具总装图图 7 模具总装图Figure7 mould assembly draming1上模座 2.螺钉 3.模柄 4.推杆 5.推板 6.圆柱销 7.垫板 8.上模固定板 9.落料拉深凸凹模 10.导套 11.导柱 12.落料凹模 13.下模座 14.顶杆 15.橡胶垫 16.拉深冲孔凸凹模 17.顶件块 18.挡料销 19.推件块 20.固定卸料板 21 冲孔凸模由以上设计，可得到如图 7 所示的模具总装图。为了实现先落料，后拉深，应保证模具装配后，拉深凸模的端面比落料凹模低3mm。冲裁模工作原理：上模部分通过模柄安装在压力机滑块上，下模部分通过螺栓、20压板装置安装在压力机工作台面上，刚性卸料板用螺栓和销钉固定在下模上，卸料板的槽可用于导料，下模部分还设有挡料销等。条料沿着刚性卸料版槽送进，由挡料销控制其送料步距。压力机行程一次，冲裁模完成冲压拉深一次。压力机滑块回程，带动上模部分上行，卡在凸、凹模内的工件由推件块卸下，卡在凸、凹模外的条料由卸料板卸下，完成一次冲压行程工序。8 模具的装配与调试8.1 模具的装配按照设计方案装配的模具，应符合如下基本要求。1) 保证相关零件的位置精度。例如动定模之间、上下模之间的位置精度；型腔、型孔与型芯之间的位置精度；定位和挡料装置的相对位置精度；卸料和顶料装置的相对位置精度等。2) 保证相关零件的运动精度。它包括直线运动精度、圆周运动精度及传动精度，例如进料装置的送料精度，顶块和卸料装置的运动是否灵活可靠，导柱和导套之间的配合精度等。3) 保证相关零件的配合精度。它包括相互配合零件之间的间隙和过盈程度是否符合技术要求。4) 保证相关零件的接触精度。例如模具分型面的接触状态是否符合技术要求，弯曲模的上下成型表面的吻合是否一致等。5) 模具的标准件应能互换。紧固螺栓和定位销钉与其孔的配合符合技术要求。6) 模具在设备上的安装尺寸须符合选用设备的要求，起吊零件应安全可靠。由于模具由许多零件装配而成，零件的精度将直接影响产品的精度。若干个零件的制造精度决定模具某项装配精度，这就出现了误差累积问题。要分析模具的有关组成零件的精度对装配精度的影响，就要用到装配尺寸链。 模具装配是按照规定的技术要求，将若干个零件结合成型零部件，再将若干个零件和部件组合成模具的工艺过程，装配工作通常分为部件装配和总装配。8.1.1 冲裁间隙的调整对于冲裁模，即使模具零件的加工精度已经得到保证，但是在装配时，如果不能保护冲裁间隙均匀会影响制件的质量和模具的使用寿命。8.1.2 模架的装配1) 模柄的装配。此模具采用的是凸缘模柄中的 B 型，模柄与上模座的配合为H7h6，将模柄装上模座，用角尺检查模柄圆柱面与上模座上平面的垂直度，其误差21不大于 O05mm 然后用螺钉将其固定在上模座上，应在装模柄前先装入推板。2) 导柱和导套的装配。导柱导套与上下模座均采用压入式连接导套导柱与模座的配合分别为 H7r6 和 R7r6 压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直度，装配好的导柱的固定端面与下模座底面的距离不小于 1-2mm8.1.3 凸模和凸凹模的装配此模具的凸模与固定板的配合采用 H7r6，凸模，装入固定板后，其固定端面应和固定板的支承面处于同一平面内，在压力机上调整好凸模与固定板的垂直度将凸模压入固定板内，凸模对固定支承面的垂直度经检查合格后将凸模上端铆合，并在平面磨床上将凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位将凸模工作端面磨平，凸凹模与固定板的配合采用 H7r6，总装前应将凸凹模压入固定板内，压在平面磨床将上下平面磨平。8.1.4 总装1）把组装好凸凹模的固定板放在下模座上，按中心线打正固定板的位置，用平行夹头夹紧，通过螺钉孔在下模座上钻出锥窝，拆去凸凹模固定板，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，重新将凸凹模固定板置于下模座上找正，用螺钉紧固，钻较销孔，打入销钉定位。2） 配钻卸料螺钉孔时，将卸料板套在已装入固定板的凸凹模上，在固定板与卸料板之间垫上适当高度的等高垫铁，并用平行夹头将其夹紧，按卸料板上螺孔在模座上钻锥窝，然后拆开，按锥窝钻孔。3）在凸凹模固定板的弹簧孔中装入卸料弹簧，挡料销弹簧，并将挡料销装入，卸料板上相应的孔中，将卸料板套入凸凹模，用螺钉将卸料板与下模座进行连接。4）在卸料板上装入导料销5）用 1）中同样的方法配钻垫板和上模座上的螺钉孔，推杆孔。6）将推件块装入凹模，并将推杆装入固定板上的推杆孔，用螺钉将凹模与凸模固定板，垫板，上模座固定，钻胶销孔，打入销钉定位。8.2 试冲和调整在将模具装入压力机之前，应按设计图样对模具进行检验，然后在生产条件下进行试冲，通过试冲可以发现模具的设计与制造缺陷，找出产生的原因，对模具进行适当的调整和修理后，再进行试冲，直到模具能正常工作，冲出合格的制件，则模具的装配过程结束。9 结论22本次毕业设计让我们把平时在课堂上学到的理论知识与生产实际结合了起来。看似简单的零件想要生产出来，也是需要许多道工序才能完成的，而生产出这些简单的零件，需要一些结构比较复杂的生产机械，模具就是其中一种。要设计出这样一套能完成预定功能的模具，需要查阅大量资料，计算大量数据，此外，本次毕业设计也让我感觉到，要想成为一个优秀的机械设计者，仅仅学习课本上面的理论知识是不够的，必须以大量的实践经验作为基础，应该懂得生产的环节。所以，以后进入到工作岗位，要努力学习新知识，积累经验，扩大自己的知识面。在学校里，我们主要学习的是理论知识，实践很缺乏，而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可以把我们以前学的专业知识系统的连贯起来，使我们在温习旧知识的同时也学到了许多新知识，这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，也在一定程度上弥补了我们实践经验的不足，为以后的工作打下了坚实的基础。参考文献1 王秀凤，张永春.冷冲压模具设计与制造M.北京：北京航空航天大学出版社，20082 胡兆国.冷冲压工艺及模具设计M.北京：北京理工大学出版社，20093 李名望.冲压工作实用手册M.北京：化学工业出版社，20114 高军，李熹平，修大鹏.冲压模具标准件选用与设计指南M.北京：化学工业出版社，20075 万战胜.冲压工艺及模具设计M.北京：北京中国铁道出版社，20086 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