发动机支承限位件的模具设计与制造毕业设计说明书

毕业设计说明书课题：发动机支承限位件的模具设计与制造 系 别： 机械系专 业： 精密模具设计与制造班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 1目录 前言 课题简介 工艺分析 工艺方案的确定 模具结构的设计 冲孔模主要参数的计算 冲孔模的模具结构的设计 切边模的设计 整形模的设计 绘制模具零件图和装配图 参考文献 毕业设计小结 附录第一章 前言本 产 品 是 一 个 冲 裁 件 。 经 过 落 料 拉 深 、 冲 孔 、 切 边 、 整 形 、 等 多道 工 序 组 合 而 成 。 产 品 结 构 比 较 简 单 ， 通 过 对 本 产 品 的 设 计 流 程 的 了 解 。本 人 掌 握 了 模 具 设 计 工 艺 及 模 具 加 工 工 艺 的 流 程 。 通 过 对 毕 业 课 题 的 设计 ， 我 在 模 具 上 的 专 业 知 识 得 到 进 一 步 的 巩 固 和 提 高 。 在 指 导 老 师 的 帮助 下 我 更 进 一 步 了 解 了 模 具 的 知 识 。第二章 课题简介本课题是无锡中捷减震器有限公司所做的汽车发动机支承限位件，是 一 个 比 较典 型 的 冲 压 件 。 产 品 有 孔 、 拉 伸 、 切 边 等 多 道 工 序 组 成 。 它 作 用 于 汽 车上 发 动 机 的 支 承 限 位 。该 产 品 实 物 图 如 下其形状.尺寸如下图所示 。其材料为 SPCC 钢板，料厚为 2.0mm,制件尺寸精度为 IT14，批量生产。要采用冲压生产。图 1-1 第三章 工艺分析 一 工艺分析该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，一般批量，属普通冲压件，但要注意几点：1. 制件上的两个10 的孔有同轴度要求，设计模具的时候要考虑到。2. 有一定的批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。二 工艺方案的分析与确定该 冲 压 件 是 一 个 回 转 体 零 件 ， 其 形 状 特 征 表 明 它 是 一 个 带 凸 缘的 圆 筒 形 零 件 ， 其 主 要 的 形 状 和 尺 寸 可 以 由 拉 深 、 冲 孔 、 切 边 等 冲压 工 序 获 得 。 作 为 拉 深 成 形 尺 寸 ， 其 相 对 植 d 凸 /d、 h/d 都 比较 合 适 ， 拉 深 工 艺 性 比 较 好 。 100 0.4 的 公 差 要 求 不 是 很 高 ，但 是 拉 深 底 部 以 的 圆 角 半 径 R8 比 较 大 ， 口 部 的 圆 角 半 径 R3适 中 ， 故 在 拉 深 成 形 之 后 应 另 加 整 形 工 序 ， 并 用 制 造 精 度 较 高 、 间隙 较 小 的 模 具 来 进 行 加 工 完 成 。1.工 艺 方 案 的 分 析 与 比 较 ：该 零 件 外 壳 的 形 状 表 明 它 为 拉 深 件 ， 所 以 拉 深 为 基 本 工 序 ，底 部 的 孔 由 冲 孔 来 完 成 。2.工 艺 方 案 的 确 定 ：工 序 的 组 合 和 顺 序 确 定 ：对 于 外 壳 这 样 工 序 较 多 的 冲 压 件 ， 可 以 先 确 定 出 零 件 的 基 本工 序 ， 再 考 虑 对 所 有 基 本 工 序 进 行 可 能 的 组 合 排 列 ， 将 由 此 得 到 的各 种 工 艺 方 案 进 行 分 析 比 较 ， 从 中 确 定 出 适 合 于 生 产 实 际 的 最 佳 方案 。外 壳 的 全 部 基 本 工 序 为 ： 落 料 、 拉 深 、 冲 孔 、 切 边 、 整 形 等五 道 工 序 ， 据 此 可 以 排 出 以 下 三 种 工 艺 方 案 组 合 ：方 案 一 ： 落 料 ， 拉 深 ， 冲 孔 ， 切 边 ， 整 形 ；方 案 二 ： 落 料 与 拉 深 复 合 ， 其 余 按 基 本 工 序 ；方 案 三 ： 落 料 ， 拉 深 与 冲 底 孔 复 合 ， 其 余 按 基 本 工 序 ；分 析 比 较 以 上 三 种 方 案 ， 可 以 看 出 ： 方 案 一 中 各 工 序 都 按 基本 工 序 做 ， 工 序 复 合 程 度 低 ， 生 产 效 率 太 低 ， 模 具 数 量 也 会 增 加 ，由 此 也 增 加 了 生 产 成 本 ； 方 案 三 中 ， 虽 然 解 决 了 一 方 案 中 的 问 题 ，但 是 ， 冲 孔 凹 模 与 拉 深 凸 模 做 成 一 体 ， 这 样 就 给 修 磨 带 来 的 困 难 ，而 且 孔 径 一 旦 发 生 变 化 ， 将 会 直 接 影 响 到 拉 深 质 量 的 好 坏 ；方 案 二 没 有 上 述 的 缺 点 ， 工 序 复 合 程 度 适 中 ， 单 工 序 模 具 结构 简 单 ， 制 造 费 用 低 ， 这 在 中 小 批 量 生 产 中 是 合 理 的 ， 因 此 决 定 采用 方 案 二 。3 对 以 上 工 序 进 行 综 合 分 析 确 定 模 具 进 行 以 下 工 艺 组 合 ：1） . 落 料 拉 深 ： 把 一 个 外 形 在 凹 凸 模 上 进 行 冲 裁 的 零 件 的 展开 形 状 ， 由 于 落 料 的 同 时 可 以 进 行 拉 深 ， 决 定 在 落 料 的 同 时 拉 深 。这 样 可 以 让 拉 深 在 落 料 的 过 程 中 冲 裁 完 毕 。2） . 冲 孔 ： 在 半 成 品 件 的 底 部 以 及 两 侧 冲 孔 ， 并 保 证 其 公 差精 度 ；3） . 切 边 ： 将 上 述 两 道 工 序 后 的 半 成 品 上 多 余 的 边 切 除 ；4） . 整 形 ： 在 加 工 的 最 后 ， 为 保 证 零 件 的 使 用 和 制 造 要 求 ，再 加 一 步 整 形 工 序 。根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料拉伸 、冲孔、切边、整形四种。按先后顺序组合，可得如下方案：落料拉伸 -冲孔 -切边-整形，复合工序冲压。三 落料拉深件毛坯尺寸的确定 （1）拉深时毛坯尺寸的确定A：确定修边余量 由于材料的各向导性以及拉深时金属流动条件的差异，拉深后工件口部不平，通常拉深后需切边，因此计算毛坯尺寸时应在高度方向上或凸缘上增加修边余量&，它的值可根据零件的相对高度查表4.2.1、4.2.2冲压工艺与模具设计得到 ：& =1.8B: 计算工件表面积 圆筒直壁部分的表面积为 A1=3.14d(h+&)式中 d 为圆筒部分的中径圆角球台部分的表面积为 A2=2*3.14（0.5d0+2r/3.14）=3.14/4(2r*3.14*d0+8r*r)式中 d0 为底部平板部分的直径；R 为工件中线在圆角处的圆角半径底部表面积为：A3=0.25*3.14d0*d0 工件的总面积为 A=3.14d(h+&)+0.25*3.14(2r*3.14d0+8r*r)+0.25*3.14d0*d0=8388.9C 求出毛坯尺寸设毛坯的直径为 D 所以 0.25*3.14*D*D=8388.9D=103.4 （2）落料的毛坯尺寸D1=D+8.5+2=113.9 2） 计 算 拉 深 次 数 ：毛 坯 的 相 对 厚 度 ： t/D100=2100/103.4 1.9查 表 得 ： 各 次 的 拉 深 系 数 ，m1=0.49,m2=0.74,m3=0.77,m4=0.79则 ， 零 件 的 总 拉 深 系 数 m 总 =d/D=57.5/102 0.56 因 为 m 总 m1,， 所 以 该 零 件 一 次 拉 深 即 能 成 形 。目 前 零 件 的 材 料 厚 度 t=2 ， 圆 角 半 径 r=8 ， 约 为1.5t,该 值 过 小 ， 而 且 零 件 的 直 径 又 不 是 很 大 ， 一 次 拉 深 难 以 满 足零 件 的 要 求 。 因 此 需 要 在 拉 深 后 还 要 增 加 一 道 整 形 工 序 ， 以 得 到 更小 的 口 部 圆 角 半 径 。（ 3） 确 定 排 样 、 裁 板 方 案 ：这 里 的 毛 坯 为 简 单 的 长 圆 形 ， 而 且 尺 寸 也 不 是 很 小 ， 考 虑 到操 作 方 便 ， 适 宜 采 用 单 排 。据 表 查 得 ， 工 件 间 距 离 a1=1.2 ;搭 边 距 离 a=1.5 ；条 料 下 料 剪 切 公 差 =0.6 ；条 料 宽 度 B=（ D 2a ） 0-=（ 113.9 21.5 0.6） =117.5查 得 ， 轧 制 钢 板 拟 选 用 规 格 为 2 6501300 的 板 材 。采 用 纵 向 冲 裁 和 纵 向 排 样 的 方 案 ， 可 得 材 料 利 用 率 为 ： =ns/LB100%=72.4%本 例 拟 采 用 此 方 案 进 行 冲 裁 和 排 样 。排 样 图 如 下 ：三、模具结构形式的确定1）落料拉深模：因制件较薄，为保证制件平整，采用弹压卸料装置。它还可对冲孔凸模起导向作用。为方便操作和取件，选用液压保险开式固定压力机，纵向送料。因制件比较归则，故采用定位销定位，生产方便，模具制造方便，节约成本。终上所述，选用弹性卸料纵向送料典型组合结构形式，中间滑动导柱。2）冲孔模：因制件的尺寸较小，采用弹顶板卸料，选用液压保险开式固定台压力机，为达到较高的精度，采用定位板定位，采用中间滑动导柱。第四章、工艺方案的确定 1、计算各工序压力、压力中心，初选压力机。1）落料拉深 工序1落料力计算F 落料= Kp L t =1.3*248.06*2*480N=309578.88N=309.6KN -材 料 的 抗 剪 强 度 L-冲 裁 周 边 总 长 t-材 料 厚 度Kp-系 数 一 般 取 1.3其中 K 为安全系数，冲裁周边总长 L=248.06mm,材料厚度为 t=2mm,材料的抗剪强度=480MPa( 查资料2 表 4-12 得)2卸料力计算当 上 模 完 成 一 次 冲 裁 后 ， 冲 入 凹 模 内 的 制 件 或 因 弹 性 扩 张 而 梗 在 凹模 内 ， 模 面 上 的 材 料 因 弹 性 收 缩 而 紧 箍 在 凸 模 。 为 了 使 冲裁 工 作 继 续 进 行 ， 必 须 将 箍 在 凸 模 上 的 材 料 刮 下 。 将 梗 塞在 凹 模 内 的 制 件 或 废 料 向 下 推 出 或 向 上 顶 出 。 从 凸 模 上 刮下 材 料 所 需 的 力 称 为 卸 料 力 。影 响 卸 料 力 的 因 素 很 多 ， 要 精 确 地 计 算 很 困 难 。 在 实 际生 产 中 常 采 用 经 验 公 式 计 算 ：F 卸=K 卸*F 落料=0.05*309578.88N=15478.944N=15.5KN 拉 深 力 的 计 算 ：F 拉 深 =（ d-1.72r） t bk5=（ 3.1482-1.724）2.54800.85N=295619.275N 296.62KN当 采 用 落 料 、 拉 深 复 合 时 ， 不 能 简 单 的 将 落 料 力与 拉 深 力 迭 加 来 选 择 压 力 机 ， （ 因 为 压 力 机 的 公 称 压 力是 指 在 接 近 下 死 点 时 的 压 力 机 压 力 ） 。 因 此 ， 应 该 注 意压 力 机 的 压 力 曲 线 。 否 则 很 可 能 过 早 的 出 现 最 大 冲 压 力 而 使压 力 机 超 载 损 坏 。 一 般 可 按 下 式 做 概 略 计 算 ：浅 拉 深 时 ： F=（ 0.7 0.8） F0深 拉 深 时 ： F=（ 0.5 0.6） F0本 制 件 属 于 浅 拉 深 ， 则 ：最 大 压 力 （ 0.7 0.8） F0因 此 拉 深 力 F=F0/0.7=296.62/0.7 423.6KN 确 定 是 否 需 要 压 边 装 置 并 计 算 压 边 力 ：合 理 的 压 边 是 拉 深 制 件 质 量 的 保 障 ， 拉 深 时 压 边力 必 须 适 当 ， 压 边 力 过 大 ， 会 引 起 拉 深 力 的 增 加 ， 甚 至 造成 制 件 拉 裂 或 严 重 变 薄 超 差 ； 压 力 过 小 ， 则 会 造 成 制 件 直壁 或 凸 缘 部 分 起 皱 ， 防 皱 效 果 不 好 。解 决 拉 深 工 作 中 的 起 皱 问 题 的 主 要 方 法 就 是 采 用防 皱 压 边 圈 ， 至 于 是 否 采 取 压 边 装 置 主 要 取 决 于 毛 坯 或 以后 各 道 工 序 的 拉 深 系 数 m 和 相 对 料 厚 t100/D。由 该 制 件 的 相 对 料 厚 为 t/D=2.4， m=0.56； 经查 表 可 知 ： 该 制 件 在 拉 深 过 程 中 不 需 要 采 用 压 边 装 置 。 总 压 力 计 算 ：F 总 =F 落 F 卸 F 拉 深=309.6KN 15.5KN 423.6KN=748.7KN 初 选 压 力 机 ：由 于 该 制 件 体 积 不 是 很 大 ， 而 且 精 度 要 求 不 是很 高 ， 因 此 可 以 选 用 开 式 双 柱 固 定 台 压 力 机 。 它 具 有 三面 敞 开 ， 操 作 方 便 成 本 低 廉 的 优 点 由 于 落 料 、 拉 深复 合 模 的 压 力 行 程 的 特 点 是 在 开 始 阶 段 即 需 要 很 大 的 压力 ， 而 在 拉 深 阶 段 反 倒 要 小 的 多 。 因 此 若 按 总 的压 力 来 选 取 压 力 机 ， 很 能 出 现 总 的 压 力 满 足 要 求 ， 但 是在 初 始 阶 段 冲 时 已 经 超 载 。 同 时 ， 选 用 拉 深 压 力 机 还 应该 对 拉 深 功 进 行 核 算 ， 否 则 会 出 现 压 力 机 在 力 的 大 小 满足 要 求 ， 但 是 功 率 有 可 能 过 载 ， 飞 轮 转 速 降 低 ， 从 而 引起 电 动 机 转 速 降 低 过 大 ， 损 坏 电 动 机 。 因 此 精 确 确 定 压力 机 压 力 应 当 根 据 压 力 机 说 明 书 中 给 出 的 允 许 工 作 负 荷曲 线 ， 并 校 核 功 率 。 但 是 在 一 般 条 件 下 ， 可 以 根 据 生 产车 间 的 实 际 条 件 ， 在 现 有 压 力 机 中 选 取 。 在 这 里 根 据 总压 力 为 748.7KN,查 得 ， 提 供 的 压 力 机 公 称 压 力 序 列 中选 取 1000KN 的 压 力 机 ， 型 号 为 JD21-100.由 此 可 知 ，电 动 机 的 功 率 远 远 大 于 拉 深 所 需 压 力 机 的 电 动 机 功 率 。故 可 以 选 用 此 电 动 机 。（ 7） 查 资 料 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 P358选 用 开 式 双 柱 双 柱 固 定 台 压 力 机 J23-63 及 其 它 主 要 技 术参 数 ： 公 称 压 力 ： p=1000KN滑 块 行 程 ： H=120mm行 程 次 数 ： 75/min最 大 闭 合 高 度 ： H=400mm最 大 装 模 高 度 ： H=300mm闭 合 高 度 调 节 量 ： H=85立 柱 间 距 离 ： L=480工 作 台 尺 寸 ： 前 后 600 ， 左 右 1000工 作 台 垫 板 孔 径 ： 200工 作 台 板 厚 度 ： 100 模 柄 孔 尺 寸 ： 6080电动机功率： 7.5KW（ 8） 确 定 压 力 中 心 ：由 于 该 制 件 的 毛 坯 以 及 各 个 工 序 件 均 为 轴 对 称 图 形 ，而 且 只 有 一 个 工 位 ， 因 此 压 力 中 心 必 定 与 制 件 的 几 何 中 心 重合 。（ 9） .冲 裁 间 隙 的 确 定 ：确 定 合 理 间 隙 的 方 法 有 理 论 确 定 法 与 经 验 确 定法 ：a. 理 论 确 定 法 ：理 论 确 定 法 的 主 要 依 据 是 保 证 上 下 裂 纹 会 合 ，以 便 获 得 良 好 的 断 面 。 由 于 理 论 计 算 间 隙 的 方 法 在 实 际生 产 中 使 用 不 方 便 ， 故 目 前 间 隙 值 的 确 定 广 泛 使 用 的 是经 验 公 式 和 图 表 。b. 经 验 确 定 法 ：根 据 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 间 隙 值 ， 对 于 断 面 垂 直 度 与 尺 寸 精 度 要 求不 高 的 制 件 ， 应 以 降 低 冲 裁 力 、 提 高 模 具 寿 命 为 主 。 其可 按 下 列 经 验 公 式 选 用 ：软 材 料 ：t1 , c=（ 3% 4%） tt=1 3 c=（ 5% 6%） tt=3 5 c=（ 8% 10%） t硬 材 料 ：t1 , c=（ 4% 5%） tt=1 3 c=（ 6% 8%） t t=3 5 c=（ 8% 13%） t本 制 件 属 于 硬 材 料 ， 所 以 间 隙 值 是 ：c=（ 6% 8%） t=（ 6% 8%） 2=0.12 0.16本 制 件 的 间 隙 取 0.14第五章、模具结构设计查 资 料 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 P57、 58在 压 力 机 的 一 次 工 作 行 成 中 ， 在 模 具 同 一 部 位 同 时 完 成 数 个 冲 压工 序 的 模 具 ， 称 为 复 合 冲 裁 模 。如 下 页 图 所 示 是 落 料 拉 深 复 合 模 的 基 本 结 构 。 在 模 具 的 一 方 是落 料 凹 模 中 间 装 着 拉 深 凸 模 ， 而 另 一 个 方 面 上 凸 凹 模 外 部 是 拉 深的 凸 模 。 内 孔 是 拉 深 的 凹 模 。 若 落 料 凹 模 装 在 上 模 上 ， 称 为 倒 装复 合 模 。 反 之 ， 称 为 顺 装 复 合 模 。5-1 复 合 模 的 特 点 是 ： 结 构 紧 凑 ， 生 产 率 高 ， 制 件 精 度 高 ， 特 别是 制 件 对 外 形 的 位 置 度 容 易 保 证 。 另 一 方 面 ， 复 合 模 结 构 复 杂 ，对 模 具 零 件 精 度 的 要 求 较 高 ， 模 具 的 装 配 精 度 要 求 也 较 高 。5-2 倒 装 复 合 模 :其 结 构 是 落 料 凹 模 在 上 模 ,落 料 凸 模 在 下 模 。倒 装 复 合 模 一 般 采 用 刚 性 推 件 装 置 把 卡 在 凹 模 内 的 制 件 推 出 。 刚性 装 置 一 般 是 由 推 杆 、 推 块 、 推 销 组 成 。 废 料 直 接 由 凸 模 从 凸 凹模 内 孔 推 出 。 凸 凹 模 洞 口 若 采 用 直 刃 ， 则 模 内 有 积 存 废 料 且 胀 力较 大 。根 据 一 般 模 具 的 基 本 特 征 和 本 产 品 的 自 身 特 点 ， 采 用 上 出 件 倒装 复 合 模 。 基 本 结 构 如 下 图 根据确定的冲压工艺方案和制件 的形状特点、要求等因素确定冲模的类型,材料及结构形式。1 模具结构形式的选择模具的对材料的要求是很高的，所以材料的选择很重要。在这里，我们选用 Cr12Mov 作为其材料，因为该制件的生产批量大，而 Cr12Mov 具有强度高，韧性好，耐磨性好抗回火稳定性和热处理变形小的高性能模具材料。2 模具工作部分的尺寸和公差的确定1） 计算落料凸、凹模的刃口尺寸：由资料（1）表 2.2.3 查得 2Cmin=0.246mm,2Cmax=0.360mm,则 2Cmax-2Cmin=(0.36-0.246)mm=0.114mm凸、凹模分别按 IT6 和 IT7 级加工制造，则冲孔： D 凸 =（D min+x）=(81+0.75*0.18) 0-0.017=81.140-0.017mmD 凹=（D 凸-2Cmin）=81.14-0.114) +0.0180=81.03 +0.0180mm校核： 0.017+0.018=0.0250.26mm落料： Dd=（D max-x）=(由此可得该尺寸能保证间隙在合理的范围内，故可取。模具结构设计1)凹模周界尺寸计算:因制件形状简单,尺寸较小,故选用整体式凹模比较合理. 凹模厚度尺寸 H 的计算:由凹模的计算公式为H=F 落料*(1/10)=(309578.88*0.1)=50.23mm把凹模厚度圆整成通 孔 通 孔0.80.8试 模 后 定落料拉伸凹模外形尺寸的计算:因为凹模孔口轮廓为 非圆形, 则凹模壁厚可按下式计算W=1.2H=60mm则落料拉伸凹模的模壁就是 D=L+2W=109.6+2*42=192.6mm.将其圆整为200mm 落 料 拉 伸 凸 模 的 强 度 和 刚 度 校 核凸 模 承 载 能 力 的 校 核 ：凸 模 最 小 断 面 承 受 的 压 应 力 ， 必 须 小 于 凸 模 材 料 强 度 允 许 的 压 应 力 ， 即minFP对 于 非 圆 形 凸 模 有 ：3P143inP8-凸 模 的 最 小 断 面 面 积 （ ）miF2m-凸 模 纵 向 总 压 力 （ N）P -凸 模 材 料 的 许 用 应 力对 于 一 般 工 具 钢 ， 凸 模 淬 火 硬 度 HRC为 58 62 时 ， 取 1000 1600MPa=21371.6/1000 1600=21.4 13.4MPa minF由 已 知 S=24040.6 2minF即 落 料 拉 伸 凸 模 承 载 压 力 面 积 完 全 合 格 。由 于 本 产 品 的 生 产 纲 领 为 10 万 件 ,即 在 冲 裁 过 程 中 由 于 材 料的 厚 度 及 材 料 本 身 属 于 硬 质 材 料 ,为 此 需 要 经 常 磨 刃 口 ,适 当给 落 料 凸 模 适 当 加 厚 ， 取 H=72mm。2)选择模架及确定其他冲模零件的有关标准:根据凹模周界尺寸 D=103.4mm,查资料(2)表 5-5 选取典型结构并结合实际得 600*1000,并选用滑动独立中间导柱矩形模架.3)卸料. 压边弹性元件的确定冲压工艺中常见的弹性元件有弹簧和橡胶等,但是由于这副模具所需的卸料力较小,如果选用橡皮,即使使用 1 个橡皮,它所承担的负荷也将无法达到弹性效果.同时由于这是一副落料拉伸复合模,模具的行程较小, .因此我们选用弹簧作为卸料的弹性元件.五.校核压力机安装尺寸模座的外形尺寸为 450mm*300mm,闭合高度为 221mm,由资料(2) 表 4-33 查得JD21-100 型压力机的工作台尺寸为 600mm*1000mm,最大闭合高度为 400mm,故符合安装要求.第六章 、 冲孔模的主要参数的计算1. 模具结构形式的选择由于该工序中一共要冲 5 个孔，该制件的生产批量又很大，所以模具的磨损很严重，在冲孔模中还要考虑到凸模的强度和刚度，以及快速更换凸模的结构。这 5 个孔中有 2 个是在产品的侧面其余在底部且有一不是圆孔为了节省时间降低成本所以我们要将这 5 个孔同时进行加工。2. 模具工作部分的尺寸和公差的确定1） 计算冲孔凸凹的刃口尺寸：根据凸，凹模的刃口尺寸计算公式，先计算出冲孔凸模的刃口尺寸D=100.5mm D1=6mmd=440.1mm其中 D 为二侧孔的尺寸 D1 为 2 小孔的尺寸，d 为大孔的凸模直径。在这里，我们在考虑材料厚度以及配合间隙的情况下凹模的刃口尺寸可按凸模的尺寸配作。在这里，我们就不做详细计算。沿 周冲孔模的凸模尺寸206.4冲孔模的凸凹尺寸3.计算冲孔模的压力，压力中心，初选压力机。1） 冲裁力的计算F 冲=KptL=1.3*2*(3.14*20*2+2*4+2*3.14*6+2*3.14*10)*480N=1.3*2*(3.14*40+8+3.14*12+3.14*20)*480N=1.3*2*(125.6+8+37.68+63.8)*480N=2.6*112838.4N=293379.84N=293.4KN2) 卸料力的计算F 卸=K*F 冲=0.05*293.4KN=14.67KN3) 确定是否需要压边装置并计算压边力：由于该制件是冲孔模，故不需要压边装置，所以也就没有压边力。4) 总压力计算F=F 冲+F 卸=（293.4+14.67）KN=308.07KN5) 初选压力机：根据总压力为 308.07KN，从资料（2）表 4-31 提供的压力机公称压力序列中选取 400KN 的压力机，型号为 JG23-40。6）确定压力中心；由以上三道工序可知该制件的压力中心与制件的几何中心重合。7）冲 孔 凸 模 的 计 算 ：冲 头 10 选 用 材 料 ： Cr12a.承 压 能 力 校 核S=314 2Fmin p/ c= 32499/2000 3000=16.2495 10.816 2既 S16.2495 2 完 全 合 格 。b.抗 纵 向 弯 曲 能 力 校 核 ：查 资 料 使 用 冲 压 模 具 设 计 手 册 P144Lmax Ej/P;E凸 模 材 料 的 弹 性 模 数 ， 一 般 模 具 钢 为 2.2100000；P冲 裁 力 ， N；Lmax凸 模 上 可 能 发 生 失 稳 弯 曲 部 分 长 度 L 的 最 大 值 ； 凸 模 前 端 的 系 数 ， 有 导 向 =2；J 凸 模 最 小 断 面 的 惯 性 矩 ； J=d/64=3.1410/64=0.491Lmax Ej/P=3.1422200000.491/32499=8.01用 同 上 的 方 法 可 得 到 6 的 尺 寸 Lmax=4.36mm3.冲 孔 凸 模 的 形 状 的 确 定 ；（ 1） 10 的 冲 头 选 用 材 料 ： Cr12 形 状 如 下 图 ：（ 2） 6 的 冲 头 选 用 材 料 ： Cr12 形 状 如 下 图 ：第七章.冲孔模的模具结构设计一、 凸与凹模刃口尺寸的计算正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模的主要任务之一。从生产实践中可以发现：1) 由于凸、凹模之间存在间隙，使得落下的制件或冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。2) 在测量与使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔孔径以小端尺寸为基准。3) 冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及制造公差时需要考虑以下原则：（1） 落料件尺寸应由凹模尺寸决定，冲孔件的尺寸应由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。（2） 考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，设计落料模时凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸、凹模磨损一定程度下，仍能冲出合格的制件。（3） 确定冲模刃口公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口尺寸精度要求太高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期，如果对刃口尺寸精度要求过低，会使模具的寿命降低，生产出来的制件可能不合格。若制件没有标注公差，对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14 级处理，冲模则可按 IT11 级制造；对于圆形件，一般可按 IT7IT6 级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体” 原则标注为单向公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。二 凸凹模的结构形式此模具的凸模采用的是整体式凸模结构，凸模的长度根据模具结构的需要来确定，其长度应比凸模固定板、卸料板、导料板的长度和多出（1520 ） mm。凸模材料的选择应使得模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此应有较高的硬度和适当的韧性。而该制件形状复杂寿命也要求较高，所以选择 Cr12MoV 制造。它具有较好的淬透性、淬硬性、耐磨性、抗回火稳定性和热处理变形小等优点，可用于大批量生产的模具。三 冲孔时的刃口尺寸计算：根据以上原则，冲孔时以凸模为基准，首先确定凸模的刃口尺寸，使凸模基本尺寸基本尺寸接近或等于工件孔的尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙2Cmin 。凸模制造偏差取负偏差，凹模制造偏差取正偏差。其计算的公式如下所示： dp=( dmin+X) 上偏差为 0 下偏差为负的 p，dd=(dp+ 2Cmin)上偏差为正 d，下偏差为 0 。在同一工步中在制件上冲出的孔时，凹模型孔中心距 Ld 可按下面公式计算：Ld=( Lmin+0.5) 0.1251）则凸模各尺寸： dp=10+0.5X0.2=10.1 mmdp=6+0=6 mm2）凹模各尺寸： dd=10.1+0.17=10.2 mm dd=6+0.170=6.2 mm经过校核符合合理的公差范围3）孔中心距的尺寸计算：Ld=( Lmin+0.5) 0.125Ld=（68.5+0）0.125X0=68.5mmLd=（54+0）0.125X0=54 mm四 凹模的固定方法和主要技术要求凹模采用螺钉和销钉固定，螺钉和销钉的数量、规格及位置可根据凹模的大小在标准的典型组合中查得，螺钉和销钉的位置可根据结构的需要作适当的调整。螺孔和销孔之间以及它们到模板边缘的尺寸，应满足有关技术要求。凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行，型孔的表面有粗糙度的要求，Ra=0.8-0.4m 凹模材料的选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于图、凸模。1. 模 具 辅 助 板 的 设 计1） 冲 孔 凸 模 辅 助 板 的 设 计查 资 料 实 用 冲 压 模 具 设 计 手 册 P179固 定 板 外 形 有 圆 形 和 矩 形 两 件 。 主 要 用 于 固 定 小 型 凸 模 和 凹 模 。 凸模 固 定 板 厚 度 越 取 凸 模 固 定 部 分 直 径 的 1 1.5 倍 。 它 与 凸 模 采 用 过渡 配 合 。 H7/m6 压 装 端 面 磨 平 。由 于 最 大 固 定 端 为 20， 即 H=（ 1 1.5） 20 ， 选 取H=25 2） 冲 孔 凸 模 垫 板垫 板 的 作 用 是 直 接 承 受 和 扩 散 凸 模 传 递 来 的 压 力 以 降 低 模 座 所 受的 单 位 压 力 避 免 压 出 陷 痕 。 此 外 当 利 用 压 力 机 打 杆 推 件 时 因 上 模座 局 部 被 挖 定 ， 也 需 要 采 用 垫 板 支 撑 。c=p/F c=32499/3.147.57.5=1.84Mpa根 据 以 上 计 算 得 受 力 载 荷 非 常 之 小查 资 料 P1803） 落 料 凸 模 固 定 板 ：在 模 具 工 作 中 落 料 凸 模 固 定 板 的 作 用 是 准 确 定 位 和 对 落 料 凸 模在 工 作 过 程 中 保 持 相 对 稳 定 。根 据 实 际 情 况 及 经 验 ， 取 H=30mm4） 下 垫 板 ： 同 理 上 垫 板 H=12mm5） 卸 料 板 的 选 用 ：由 于 落 料 后 ， 剩 下 的 材 料 将 会 紧 箍 在 凸 模 上 ， 为 下 一 次 工作 的 连 续 ， 需 要 把 箍 在 落 料 凸 模 上 的 材 料 卸 掉 。 为 此 设 置 卸 料板 卸 料 力 的 计 算 ： Px=KxP；中 推 荐 卸 料 板 与 凸 模 保 持 间 隙P656C=(0.1 0.5)t t 为 冲 件 材 料 厚 度 ， 硬 材 料 取 大 值 。即 C=0.52=1 ；查 资 料 ： 冲 件 料 厚 t=11.3由 于 材 料 不 太 厚 ， 因 此 ， 根 据 经 验 取 H=16五 选择模架及确定其他冲模零件:根据凹模周界尺寸以及公司的生产效率和经济效率等方面的因素,我们选用该公司的现有标准模架 350mm*300mm,故拟选用滑动独立导柱的中间导向模架.3. 卸料.压边弹性元件的确定冲压工艺中常用的弹性元件有弹簧,橡胶等,在这里我们选用弹簧作为该模具的弹性元件.因为该模具需要较大的力来将冲头拉回，而橡胶的拉力不能达到模具所需的要求.该弹簧要控制滑块的行程且力较大所以我们就选用中荷重弹簧六冲孔模的压力机安装尺寸模座的外形尺寸 350mm*300mm,闭合高度为 214mm,由资料（2）表 4-33 查得J23-16 型压力机的工作台尺寸为 450mm*300mm,最大闭合高度为 220mm,连杆调节长度为 60mm,故符合安装要求。第八章切边模的设计一，前言在前面的加工中产品的总体尺寸都已到位，现在就剩制件的外边还未加工到规定的尺寸，因此要对其进行切边摘 要切边就是把工件边缘多余的材料冲切下来二切边模结构的设计通过计算和查资料可得到在设计切边模的过程中要考虑切边后废料的落料情况所以凸凹模结构如下 第九章 整形模的有关设计一 ： 题 目 ： 整 形 模二 ： 前 言 ： 由 于 前 面 的 工 艺 分 析 已 充 分 阐 述 了 模 具 的 结 构工 艺 。 因 此 ， 在 一 工 程 完 成 后 的 加 工 工 艺 为 成 形 。摘 要 ： 整 形 是 使 材 料 产 生 塑 性 变 形 。 形 成 有 一 定 角 度或 一 定 曲 率 形 状 零 件 的 冲 压 工 序 。 整 形 的 材 料可 以 是 板 料 型 材 也 可 以 是 棒 料 、 管 材 。 虽 然 各种 整 形 的 形 状 及 其 使 用 的 弯 曲 方 式 有 所 不 同 。但 从 其 变 形 的 过 程 和 特 点 来 看 都 有 一 些 共 同 的 规 律 。 其 中 板 料 整 形 工 艺 是 变 形 中 运 用 最 多 的一 种 。三 ： 整 形 模 结 构 的 设 计 ：由 于 产 品 整 形 后 为 规 则 的 形 状 ， 精 度 为 IT84-1 模 具 结 构 的 确 定 ：查 资 料 ， 整 形 模 具 同 样 存 在 着 顺 置 和 倒 置 的 两 种 情 况 ，根 据 零 件 的 结 构 特 点 ， 采 用 顺 置 结 构 ， 其 结 构 如 下 图 ：4-2 主 要 结 构 的 确 定在 模 具 整 形 的 设 计 过 程 中 ， 在 不 考 虑 回 弹 变 形 和 应 力 集 中 后的 变 形 ， 凸 模 的 形 状 就 是 零 件 的 内 部 结 构 。 凹 模 的 形 状 就 是 零 件 的外 部 形 状 ， 这 是 理 想 化 的 模 具 结 构 ， 在 日 常 生 活 中 ， 整 形 模 具 的 变形 是 很 大 的 ， 情 况 也 很 复 杂 ， 它 与 机 床 、 模 具 、 机 床 的 润 滑 系 统 、工 作 环 境 等 都 有 关 系 ；A） 凸 模 的 结 构 设 计 如 图 ：第十章 按要求绘制零件图和装配图第 十 一 章 参 考 文 献1 成 虹 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 高 等 教 育 出 版 社 2002 年 7 月 第 1 版2 郑 可 徨 实 用 冲 压 模 具 设 计 手 册 宇 航 出 版 社 1992 年 2 月 第 2 版3 王 芳 冷 冲 压 模 具 设 计 指 导 机 械 工 业 出 版 社 1998 年 10 月 第 1 版4 东 北 工 学 院 机 械 零 件 设 计 手 册 编 写 组 机 械 零 件 设 计 手 册 冶 金 工 业 出 版 社1986 年 10 月 第 2 版 5 冯 炳 尧 模 具