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河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生毕业设计中期检查表学生姓名张春佩学 号111304139指导教师丁 海课题名称散热片冲压成形工艺及模具设计难易程度偏难适中偏易选题情况工作量较大合理较小任务书有无开题报告有无符合规范化的要求外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：所在专业意见： 负责人： 年 月 日散热片冲压成形工艺与模具设计散热片冲压成形工艺与模具设计摘要摘要冲压是在室温下，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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。关键词关键词： 凸模，凹模，压力机吨位 Stamping and die design for hear sinkAbstractA complete press tool for cutting two holes in work material at one stoke of the press, as classified and standardized by a large manufacture.Any complete press tool, consisting of a pair of mating member for producing pressworked parts ,including all supporting and actuating elements of the tool ,is a die .pressworking terminology commonly defines the female part of any complete press tool as a die.A punch holder mounted to the upper shoe holds two round punches which are guided by bushings inserted in the stripper.A compound die performs only cutting operations which are completed during a single press stroke. A compound die can produce pierced blanks to close flatness and dimensional tolerances. A characteristic of compound die is the inverted position of the blanking punch and blanking die. The die is fastened to the upper shoe and the blanking punch is mounted on the lower shoe. The blanking punch also functions as the piercing die ,having a tapered hole in it and in the lower shoe for slug disposal.Key word: Raised mold，Concave mold，Press tonnage 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系系 部：部： 材 料 工 程 系 专专 业：业： 模具设计与制造 学学生生姓姓名名 : : 张春佩 学学 号号: 11130413 设计题目：设计题目： 散热板冲压成形工艺及模具设计 起起 迄迄 日日 期期: 2013 年 11 月 2 日2014 年 4 月 13 日指指 导导 教教 师师: 丁海 2013 年 11 月 2 日毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书1本毕业设计课题来源及应达到的目的： 本设计的课题来自工厂的支板零件，通过对本制件的模具设计，应该熟悉冲压模设计的一般流程，要对冲压模模具结构有一定的了解。同时要熟练应用有关软件绘制零件的零件图。2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 题目：散热片的冲压模具设计 原始资料情况：材料：铝 料厚：0.5mm 生产批量：大批量设计要求：（1）散热片的结构工艺分析；（2）散热片冲裁模的设计，绘制模具总装一张；（3）画出非标零件图；（4）编写设计说明书一份；（5）编制主要零件加工工艺过程卡。所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日河南机电高等专科学校毕毕业业设设计计说说明明书书毕业设计题目：毕业设计题目：散热板冲压成形工艺及模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 111 学生姓名 张春佩 学 号 111304139 指导教师 丁海 2014 年 4 月 16 日机机 械械 加加 工工 工工 序序 卡卡 工序名称粗铣工序号02零件名称落料凹模零件号01-07零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 号重 量AL设 备名 称型 号夹 具名 称辅 助工 具铣床虎钳游标卡尺安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时一次1铣上平面75 面铣刀游标卡尺0.521200/ min800r/min一次1铣下平面75 面铣刀游标卡尺0.521200/ min800r/min一次2铣两端面20 立铣刀游标卡尺0.51160/ min1300r/mi一次2铣两端面20 立铣刀游标卡尺0.51160/ min1300r/mi设 计 者张春佩指 导 教 师丁海共 1 页第 1 页零件号零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 01-00落料凹模设 备夹 具刀 具量 具工序号工 序 名 称名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格工 时01下料(16013030)锯床直尺02热处理电热炉火钳03粗刨牛头刨床虎钳刨刀游标卡尺04热处理（淬火、回火）电热炉火钳05磨削磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺06钳工老虎钳划针07线切割线切割机床复式支撑夹具铜丝游标卡尺08铣斜面铣床铣刀游标卡尺09钳工研磨工具游标卡尺 编制 张春佩 校对 审核 丁海 批准_ 河南机电高等专科学校毕业设计评语学生姓名： 张春佩班级: MJ111 学号： 111304139 题 目： 散热片冲压成形工艺与模具设计 综合成绩： 及格 指导者评语：1）张春佩同学基本独立的完成毕业设计任务； 2）张春佩同学查阅了国内有关冲压模具设计与制造方面的大量资料，制订出了基本合理的冲压成形工艺及模具结构，设计中不存在创新；3）张春佩同学设计说明书内容基本完整，计算存在一定的错误，格式基本规范，图纸质量一般，整体无原则性的错误； 4）张春佩同学装配图、零件图设计基本合理，视图表达存在较多的问题；5）建议张春佩同学成绩评定：及格；6）可以提交答辩。 指导者(签字)： 年 月 日毕业设计评语评阅者评语： 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 日散热板冲压成形工艺及模具设计11 绪绪 论论模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。随着我国加入 WTO，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。1.1模具的现状和发展趋势模具的现状和发展趋势1.1.11.1.1 国内模具的现状国内模具的现状 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 700 亿至 850 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增长率（据不完全统计，2005 年国内模具进口总值达到 700 多亿，同时，有近 250 个亿的出口），到2007 年模具产值预计为 700 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。2005 年我国汽车产销量均突破 550 万辆，预计 2007 年产销量各突破 700 万辆，轿车产量将达到 300 万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra1.5m 的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 1、 模具 CAD/CAM 技术状况 我国模具 CAD/CAM 技术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733厂于 1984 年共同完成的精神模 CAD/CAM 系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM 系统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同完成的冷冲模CAD/CAM 系统是我国自行开发的第一个冲裁模 CAD/CAM 系统。上海交通大学开发的冷冲模 CAD/CAM 系统也于同年完成。20 世纪 90 年代以来，国内汽车行业的模河南机电高等专科学校毕业设计说明书2具设计制造中开始采用 CAD/CAM 技术。国家科委 863 计划将东风汽车公司作为CIMS 应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具 CAD/CAPP/CAM 集成系统于 1996 年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和 CAD/CAM 软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997 年一汽引进了板料成型过程计算机模拟 CAE 软件并开始用于生产。 21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 CAD/CAM 技术。其中部分骨干重点企业还具备各 CAE 能力。 模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五” 、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM 系统。如美国 EDS 的 UG，美国 Parametric Technology 公司 Pro/Engineer，美国 CV 公司的 CADSS，英国 DELCAM 公司的 DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 space-E, 以色列公司的 Cimatron 还引进了 AutoCAD CATIA 等软件及法国 Marta-Daravision 公司用于汽车及覆盖件模具的 Euclid-IS 等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 CAD/CAM 技术/DL 图的设计和模具结构图的设计均已实现二维 CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型 CAE 软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维 CAD 模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM 应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 2、模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模散热板冲压成形工艺及模具设计3方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC 技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD 处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具 CAD/CAM 技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是 pro/E和 UG 等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。河南机电高等专科学校毕业设计说明书41.1.2 国内模具发展趋势国内模具发展趋势巨大的市场需求将推动我国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: : 1)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。2)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 3)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。6)优质材料及先进表面处理技术散热板冲压成形工艺及模具设计5 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.2国外模具的现状和发展趋势国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004 年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右，而国外模具工业发达国家大多 1520 万美元，有的达到 2530 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，而我国才达到 45河南机电高等专科学校毕业设计说明书61.3散热片零件的冲压工艺及模具设计与制造方面散热片零件的冲压工艺及模具设计与制造方面1.3.1 散热片零件的冲压工艺的设计思路散热片零件的冲压工艺的设计思路冲压加工与其它加工方法相比,无论在技术方面,还是在经济方面,都具有许多独特的优点.如:冲压在少,无切屑加工方法之一,是一种省能,低耗,高效的加工方法,因而制品的成本较低.冲压件的尺寸公差由模具保证,具有一模一样的特征,所以产品质量稳定,冲压可以壁薄,重量轻,形状复杂,表面质量好,刚性好的工件.冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程,其生产效率高,操作方便,易于机械化与自动化,用普通压力机进行冲压加工,每分钟可达几十件,用高速压力机生产,每分钟可达数百件或千件以上.1.3.2 散热片模具的设计思路散热片模具的设计思路冲裁是冲压基本工序之一，它是利用冲压模在压力机作用下，将平板坯料沿一定的轮廓线产生分离的一种冲压工序。根据变形机理的不同，冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁，常用的冲裁有落料，冲孔，切口，切断，剖切等。其中以落料冲孔翻边应用最多，落料是沿工件的外形封闭轮廓线冲切，冲下部分为工件，冲孔是沿工件的内形封闭轮廓线冲切，冲下部分为废料，翻边主要是内孔翻边和外缘翻边比较多。1.3.3 散热片模具设计的进度散热片模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间 20 天；2.确定加工方案，所用时间 5 天；3.模具的设计，所用时间 30 天；4模具的调试所用时间 5 天散热板冲压成形工艺及模具设计7 2 散热片冲压工艺的分析散热片冲压工艺的分析2.1工件工艺性分析与方案确定工件工艺性分析与方案确定2.1.1 散热片冲裁件工艺性分析散热片冲裁件工艺性分析 河南机电高等专科学校毕业设计说明书8 图 1 零件图零件名称：散热片材料：铝 L3料厚：0.5mm数量：大批量生产未注公差尺寸按 IT11 级精度制造该零件形状简单，对称，是由圆弧和直线组成的，冲裁件内外形所能达到经济精度为 IT11IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.5mm，将以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他未注尺寸，生产批量等情况也均符合冲裁的工艺要求，故可采用冲压方式进行加工。外形落料的工艺性：散热片属于中等尺寸零件，料厚 0.5mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性：内孔尺寸精度要求一般，可采用冲孔。2.1.2 工艺方案的确定工艺方案的确定该零件所需要的冲压工序为冲孔、落料、翻边，可拟定出以下三种工艺方案：方案一：用简单模分三次加工，即落料冲孔内孔、外缘翻边方案二：冲孔落料复合模内孔、外缘翻边方案三：冲孔、落料、翻边级进模采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。散热片零件可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模。复合模模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率高，尽管模具结构比较复杂.级进模生散热板冲压成形工艺及模具设计9产率也高，但零件的冲裁精度稍差，与保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模并不复杂。通过对上述三种方案的分析比较，散热片的冲压生产采用方案二冲孔落料复合模更为合理。2.2排样设计排样设计2.2.1 确定零件的排样确定零件的排样设计复合模时，首先要设计条料排样图，由于散热片零件外形矩形，形状较复杂，可采用直排排样的方法，可提高生产率。如下图二为零件的排样图。图 2 排样图2.2.2 条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查文献1中表 2.9 取得搭边值 a1=1.8mm，侧面 a=2mm。计算条料宽度：河南机电高等专科学校毕业设计说明书10 B=27+22=31mm步距： S=61.8mm材料利用率的计算：计算冲压件毛坯的面积：A=61.827-2333.14-（410+223.14）=1559.52mm2一个步距的材料利用率：=A/(Nbs) 100%式中 A一个冲裁件的面积，mm2; n一个步距内的冲裁件数量； B条料宽度，mm; s进距， mm得 =1559.52（61.831）100%=81.4% 2.3冲裁力的计算及压力机的选定冲裁力的计算及压力机的选定2.3.1 冲裁力的计算冲裁力的计算bPKLt式中 P冲裁力（KN） 。K系数，一般取 1.3 L冲裁件剪切周边长度（mm） 。t冲裁件材料厚度（mm）被冲材料的抗剪强度。aMP上式中抗剪强度与材料种类和坯料的原始状态有关，可在手册中查询，为方便计算，可取材料的 b=1.3b，故冲裁力表达式又可表示为：散热板冲压成形工艺及模具设计11F=Ltb 1.3Ltb=11960NF卸=K卸F=956.8NF推=nK推F=59800NF总=F+F推+F卸=72716.8N2.3.2 压力机的初选压力机的初选查冲压模具简明设计手册表 13.9 选 J23-10其相关参数为： 最大封闭高度：180， 工作台尺寸：3602402.3.3 压力中心的计算压力中心的计算因为制件的冲孔及落料部分对称分布，故压力中心为其几何中心。即： ， 。00Xmm00Ymm河南机电高等专科学校毕业设计说明书123 冲压模的结构设计冲压模的结构设计3.1 凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸计算3.1.1 冲孔凸模刃口尺寸计算冲孔凸模刃口尺寸计算查书冲压工艺与模具设计 P21 表 2.3 知：铝冲裁模具初始双面间隙 Zmin=0.02mm Zmax=0.03mm1、冲孔 6mm 的刃口尺寸的计算。由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。冲孔时以凸模为设计基准，首先确定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸；然后将凸模尺寸增大到最小合理间隙即得到凹模散热板冲压成形工艺及模具设计13尺寸。 查 P25 表 2.5 得凸、凹模制造公差： 凸= -0.02mm 凹= 0.02mm校核： ZmaxZmin=0.01mm 凹 + 凸 =0mm满足: ZmaxZmin 凹 + 凸的条件。查表 2.6 得：IT11 级时磨损系数 x=0.75冲孔时，按式 d 凸=（dmin+x）0 =60-0.02 d 凹=（d 凸+Zmin)+0 = 6.0200.022、冲孔R2mm 周围的刃口尺寸的计算。由于形状复杂（尺寸数多），故选用 配作法制作模具刃口。冲孔时，应以凸模为基准来配做凹模。工作时，凸模磨损后，冲裁件尺寸变大 。3.1.2 落料凸凹模刃口尺寸计算落料凸凹模刃口尺寸计算落料时，凸凹模 按分别制造法计算。落料时以凹模为设计基准，首先确定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；然后将凹模尺寸减小到最小合理间隙值即得到凸模尺寸。D凹=（Dmin -x）0+ 凸 =(60-0.75x0.1) 0+ 凸 =59.9251 . 00D凸=（D凹-Zmin）0- 凹河南机电高等专科学校毕业设计说明书14 =59.90501 . 0以上公式中 D 凹、D 凸落料凸凹模的基本尺寸 d 凸、d 凹冲孔凸凹模的基本尺寸 Dmin落料件的最大极限尺寸 Dmin冲孔件的最小极限尺寸 凸、 凹凸模、凹模的制造公差3.2模具类型的选择模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用冲孔落料复合方式冲压，所以模具类型为复合模，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，为方便小孔废料和成形工件的落下，采用倒装结构，即落料凹模安排在上模，凸凹模安排在下模部分。本制件是大批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。由于制件的精度要求不高，制件的外形复杂程度一般，所以选用挡料销、始用挡料销进定位和导向。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。采用手工送料方式，为了提高开敞性和导向均匀性，采用中间导柱模架。本模具采用正装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为了简化模具结构，可以在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工件厚度为 0.5mm，料厚比较薄，选用弹性卸料板来卸下条料废料。3.3冲压模主要零部件的设计与标准选用冲压模主要零部件的设计与标准选用3.3.1 凹模的结构设计和标准化凹模的结构设计和标准化凹模刃口的结构形式：凹模结构分为整体式和镶拼式两种。整体式凹模刃口形状分为直壁式和斜 壁式。由于本零件结构简单各面均为垂直面，所以本模具宜采用直壁式。3.3.2 定位零件的设计定位零件的设计在本模具中采用的是条料，所以导料销、挡料销作为定位装置，起导向同时散热板冲压成形工艺及模具设计15起定位的作用。用挡料销挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在模具中广泛应用作定距装置。3.3.3 固定挡料销的设计与标准化固定挡料销的设计与标准化固定挡料销的设计根据标准件，选用此挡料销如图 3图 3 固定挡料销的结构3.3.4 始用挡料销位置确定始用挡料销位置确定根据步距要求，模具上需要一个始用挡料销。 由始用挡料销剖视图知其位置，其中 L=61.8mm。如图 4河南机电高等专科学校毕业设计说明书16图 4 始用挡料销3.3.5 导料销的设计与标准化导料销的设计与标准化挡料销一般有两个，设置在条料的同侧，条料沿两个导料销确定的直线送进。从右向左送料时，挡料销装在后侧；从前向后送料时，导料销装在左侧。固定导料销一般设计在凹模上。活动挡料销一般设在弹压卸料板上；导料螺钉一般设在固定板或下模座平面上。导料销的材料一般采用 T7,T8，热处理硬度为 4652HRC，粗糙度在 1.6m以下，装配时采用 H7/s6 配合。3.3.6 导向装置的设计导向装置的设计导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大，零件的要求较高，寿命要求较长的模具，一般都需要采用导向装置，本模具中应用导柱导套装置来完成导向。3.3.7 卸料兼压料板的设计卸料兼压料板的设计卸料是以圆形弹压卸料板卸料，出件是通过推杆推件块将制件从凹模中推出。散热板冲压成形工艺及模具设计17凸模与卸料板采用间隙配合，为 H8/f8。通过顶杆及卸料螺钉的位置，确定弹压卸料板的最宽度为 40。弹压卸料板和推件块的厚度分别由凸模和凹模的高度及厚度协调决定。它们的材料都是用 45 钢。如图 5 所示:图 5 卸料兼压料板3.4连接与固定装置的设计连接与固定装置的设计3.4.1 模柄的设计模柄的设计本模具属于中小型模具,采用模柄将上模固定在压力机的滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是:一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合,安装可靠；二要与上模正确而可靠的连接。河南机电高等专科学校毕业设计说明书18在本模具中选用压入式模柄，通过凸缘与上模座连接并加止转销防止转动。这种模柄可较好的保证轴线与上模座轴线垂直,适用与各种中、小型模具。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 钢,在此选用 Q235 钢.其支撑面应垂直于模柄的轴线(垂直度不应超过 0.02:100)。模柄在本模具选用标准尺寸，并根据前文压力机的参数确定模柄的直径和长度。其具体参数如下：d=400.050mm， L=79mm 现制草图如下并标明其具体尺寸： 图 6 模柄结构简图散热板冲压成形工艺及模具设计193.4.2 凸模固定板的选择凸模固定板的选择根据凸模的直径、高度及紧固螺钉、销钉、卸料螺钉等的尺寸位置确定选用矩形固定板，其规格为 LBH=806316。如下图 图 7 凸模固定板3.4.3 垫板的设计垫板的设计垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座承受的单位压力，防止模座被压出凹坑，影响凸模的正常工作。模具中最为常见的凸模垫板，模具是否加装垫板，要根据模座所受的压力大小进行判断，若模座所受单位压力大于模座的材料的许用压应力，则需加垫板。垫板的外形尺寸可与固定板相同，其厚度一般取 310mm。垫板材料为 45 钢，淬火硬度为 4348JRC。垫板上，下表面应磨平，以保证平行度要求。为了便于河南机电高等专科学校毕业设计说明书20模具装配，垫板上的销钉通孔直径可比销钉直径增大 0.310.5mm。垫板的外形尺寸和固定板相同，厚度取 16mm。如下图：图 8 垫板3.4.4 螺钉与销钉的设计螺钉与销钉的设计模具上常用的紧固零件是螺钉和销钉，螺钉和销钉都是标准件，设计模具是按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉，螺钉、销钉规格根据冲压力的大小、凹模厚度等确定。所以螺钉的规格选用 M12，在根据实际要求,查标准选用 GB 70-85 M12；销钉的公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格,因此根据标准选用 GB 119-86 A12, 根据有关资料,可选取材料为 45 钢.根据定位方式及坯料的形状与尺寸,选用合适的标准定位零件.散热板冲压成形工艺及模具设计214 模架及组成零件的确定模架及组成零件的确定4.1 模架的选用模架的选用本模具选用由上模座,下模座,导柱,导套组成导柱模模架及其零件已经标准化，在此选用中间导柱模架。41.1 上模座的确定上模座的确定本模中具选用标准模架。如下图：图 9 上模座4.1.2 下模座的确定下模座的确定本模中具选用标准模架。如下图;河南机电高等专科学校毕业设计说明书22图 10 下模座散热板冲压成形工艺及模具设计235 模具闭合高度及压力机有关参数的校核模具闭合高度及压力机有关参数的校核5.1模具的闭合高度模具的闭合高度模具的闭合高度：H 闭=h 上模座+h 垫板+h 凸模固定板+h 落料凹模+t+h 卸料板+h 下模座。H=25+5+16+20+0.5+15+30= 96.5mm5.2压力机的校核压力机的校核5.2.1 公称压力公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为 J23-10,它的压力为 72.71KN211.2KN,所以压力得以校核;5.2.2 行程次数行程次数 行程次数为 45/min.因为生产批量为中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.满足使用要求。5.2.3 工作台面的尺寸工作台面的尺寸 根据下模座 LB=250mm160mm,且每边留出 30mm50mm,即L1B1=290mm200mm,而压力机的工作台面 L2B2=370 mm560mm,冲压件和废料从下模漏出, 故符合要求,得以校核;5.2.4 滑块模柄孔尺寸滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径为 40mm,模柄孔深度为 60mm,而所选的模柄夹持部分直径为 40mm,长度为 56mm 故符合要求,得以校核。河南机电高等专科学校毕业设计说明书246 绘制模具总装图和非标零件工作图绘制模具总装图和非标零件工作图散热板冲压成形工艺及模具设计25图 11 装配图由以上设计，可得到模具的总装图即是上图，其工作过程是：模具在工作时，将毛坯放在凹模上用始用挡料销进行定位，模具下行卸料板接触毛坯将其压紧，同时冲孔凸模在下行过程中进行冲孔，模具继续下行落料凸模进行落料。冲裁完成，废料直接从下方落下，工件卡在凸模上，当模具回升时，工件随凸模一起上行当到达一定高度后，卸料板在橡胶块的作用下将制件卸下，如此继续完成下一次工作。6.1模具的装配模具的装配总装时，首先应根据主要零件的相互依赖关系，以及装配方便和易于保证装配精度要求来确定装配基准件，例如复合模一般以凸凹模作为装配基准件，级进模以凹模作为装配基准件；其次，应确定装配顺序，根据各个零件与装配基准件的依赖关系和远近程度确定装配顺序。装配结束后，要进行试冲，通过试冲发现问题，并及时调整和修理直至模具冲出合格零件为止。装配前的准备通读设计图样，了解正装式复合模的结构特点；本模具的装配河南机电高等专科学校毕业设计说明书26工艺要点是：同时保证落料和冲孔用凸凹模间隙的均匀，打料机构工作可靠，能及时推出工件，查对各零件已完成装配前的加工工序，并经检验合格；确定装配方法和装配顺序：经查对认定模具零件已加工完成，可采用直接装配方法，结合模具结构特点，对凸凹模、凸模先进行分组装配，再进行总装配，选用以凸凹模为基准件，先装配上模，再装配下模及辅助零件；装配模柄：将模柄压入上模座后，钻、铰销孔，打入止转销；装配凸凹模：按照压入法操作要求，将凸凹模压入固定板中，检查凸凹模相对固定板基准面的垂直度，并压入凸模，用工艺定位器法检查配合间隙的均匀性，待凸凹模全部压入，认定间隙分布均匀后，磨平固定板支撑面和凸凹模刃口面；装配凸模：将凸模压入固定板中，按压入法装配要领，检查其相对固定板基准面的垂直度，认定合格后，磨平固定板支撑面和刃口面；装配下模：将组装好的凸模固定板和下垫板，按照设计要求位置，安装在下模座上，紧固螺钉，钻、铰销孔，装入圆柱销；装配上模：将组装好的凸凹模固定板和上垫板，安装在上模座上，紧上螺钉，用工艺定位器法控制上下模的配合间隙，使其均匀，认定均匀后，在上模相应部位钻、铰销孔，打入圆销；安装凹模：将凹模安装在下模相应部位，凹模和凸凹模间隙，用垫片法或直接安装法控制其均匀性。试切：用纸试冲，观察冲切纸边的状况，经调整并认定均匀后，钻、铰另一组销孔，打入圆销；装配其他零件并试模：上模安装顶杆，顶件块，检查打料机构工作的可靠性。顶件块在最低位置时，应突出凸凹模刃口0.20.5mm。安装卸料板和弹簧，安装后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.20.5mm。在设计指定的压力机上，装配好的模具进行试冲。试模时重点检查打料机构和顶出机构的动作是否及时、可靠。每一次冲压后，上模随压力