垫片冲裁模模具设计【拉紧卡箍】课程设计毕业设计
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!【包含文件如下】【冲压模具设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
任务书.doc
凸模零件图.dwg
排样图.dwg
板类零件图_D1.dwg
装配图.dwg
设计说明书.doc
零件图.dwg
摘 要
冲压模具在实际工业生产中应用广泛。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。在这次设计中，本文是对工件的级进模设计，第二章进行了工艺分析和排样的设计；在第三章进行了冲压力和冲压中心的计算；第四章主要进行了模具的结构设计，第五章进行凸模固定板、垫板、卸料部分、凸模工作尺寸和凹模板及冲裁间隙；另外在第六章进行了剩余模具零件的设计。
了解冲裁件、拉深件和成形件结构的工艺性。设定零件的工艺方案，比较工艺方案并确定工艺方案。计算毛坯的尺寸，计算冲裁次数，设定各步半成品的尺寸并绘出工序简图。计算各个工序的工作压力，设计并绘出模具简图，选取各个合适的零件。了解落料模、拉深模、整形模、切边模和冲孔模的特点和需要注意的问题，在模具简图的基础上进行模具结构工艺性分析，进行模具结构设计并选择冲压设备。
关键词：模具设计；工艺方案；结构设计
ABSTRACT
Punching die has been widely used in industrial. more Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficiency of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and economic value. In this design, first we use the 3D sculpt function of UG to create 3D model of the part. During the procedure, the work piece’s craftwork character is analyzed ,the work piece’s 2-D drawing and 3-D mold are made, so that the work piece can be better comprehended. Learn the structural craftwork character of the work piece, so does the drawing and forming craftwork character. Make sure the work piece’s craft project, compare them and make the final decision. Calculate the size of the roughcast and select its shape. Calculate the times of the drawings, make sure the size of the semi-manufactured work piece of every steps, and draw the working procedure’s sketch. Calculate the every working pressure, design and draw die’s sketch, select every appropriate parts. Comprehend every needed dies’ character and the issues that is needed to be played more attention. On the base of the dies’ sketch ，the dies’ structure is analyzed, and then go on designing their structures and selecting punch equipments.
Keywords: Craft project; manufacture; structure design
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1冲压技术的发展及应用 1
1.2模具发展现状 1
1.3本课题的主要内容与意义 2
第二章 工艺分析及冲压方案确定 3
2.1冲压件的工艺分析 3
2.2工艺方案的分析和确定 3
2.2.1工艺方案分析 3
2.2.2.冲压工艺方案的确定 4
2.3冲压排样图设计 4
2.3.1排样原则 4
2.3.2排样图 6
2.3.2压力中心确定 6
第三章 模具主要工艺参数计算 7
3.1模具冲裁间隙选择 7
3.2模具刃口尺寸计算 7
3.2.1刃口尺寸计算的基本原则 7
3.2.2刃口尺寸的计算 8
3.3冲裁力的计算 9
第四章 模具总体设计 10
4.1送料方式的选择 10
4.2卸料方式的选择 10
4.3模具定位与紧固件的选择 10
4.4模具导向零件的选择 11
第五章 模具主要零部件设计 12
5.1主要模板的设计 12
5.2凸模结构设计 12
5.3凹模结构设计 13
5.4模具材料的选用 14
第六章 模具装配 15
6.1 模具的安装调试 15
6.2 模具总装图 15
6.3模具冲压设备的选择及参数 16
结论 18
参考文献 19
- 内容简介：
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摘要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。在这次设计中，本文是对工件的级进模设计，第二章进行了工艺分析和排样的设计；在第三章进行了冲压力和冲压中心的计算；第四章主要进行了模具的结构设计，第五章进行凸模固定板、垫板、卸料部分、凸模工作尺寸和凹模板及冲裁间隙；另外在第六章进行了剩余模具零件的设计。了解冲裁件、拉深件和成形件结构的工艺性。设定零件的工艺方案，比较工艺方案并确定工艺方案。计算毛坯的尺寸，计算冲裁次数，设定各步半成品的尺寸并绘出工序简图。计算各个工序的工作压力，设计并绘出模具简图，选取各个合适的零件。了解落料模、拉深模、整形模、切边模和冲孔模的特点和需要注意的问题，在模具简图的基础上进行模具结构工艺性分析，进行模具结构设计并选择冲压设备。关键词：模具设计；工艺方案；结构设计IABSTRACTPunchingdiehasbeenwidelyusedinindustrial.moreSelf-actingfeedtechnologyofpunchingdieisalsousedinproduction,punchingdiecouldincreasetheefficiencyofproductionandcouldalleviatetheworkburden，soithassignificantmeaningintechnologicprogressandeconomicvalue.Inthisdesign,firstweusethe3DsculptfunctionofUGtocreate3Dmodelofthepart.Duringtheprocedure,theworkpiecescraftworkcharacterisanalyzed,theworkpieces2-Ddrawingand3-Dmoldaremade,sothattheworkpiececanbebettercomprehended.Learnthestructuralcraftworkcharacteroftheworkpiece,sodoesthedrawingandformingcraftworkcharacter.Makesuretheworkpiecescraftproject,comparethemandmakethefinaldecision.Calculatethesizeoftheroughcastandselectitsshape.Calculatethetimesofthedrawings,makesurethesizeofthesemi-manufacturedworkpieceofeverysteps,anddrawtheworkingproceduressketch.Calculatetheeveryworkingpressure,designanddrawdiessketch,selecteveryappropriateparts.Comprehendeveryneededdiescharacterandtheissuesthatisneededtobeplayedmoreattention.Onthebaseofthediessketch，thediesstructureisanalyzed,andthengoondesigningtheirstructuresandselectingpunchequipments.Keywords:Craftproject;manufacture;structuredesign目录摘要.IABSTRACT.II第一章绪论.11.1冲压技术的发展及应用.11.2模具发展现状.11.3本课题的主要内容与意义.2第二章工艺分析及冲压方案确定.32.1冲压件的工艺分析.32.2工艺方案的分析和确定.32.2.1工艺方案分析.32.2.2.冲压工艺方案的确定.42.3冲压排样图设计.42.3.1排样原则.42.3.2排样图.62.3.2压力中心确定.6第三章模具主要工艺参数计算.73.1模具冲裁间隙选择.73.2模具刃口尺寸计算.73.2.1刃口尺寸计算的基本原则.73.2.2刃口尺寸的计算.83.3冲裁力的计算.9第四章模具总体设计.104.1送料方式的选择.104.2卸料方式的选择.104.3模具定位与紧固件的选择.104.4模具导向零件的选择.11第五章模具主要零部件设计.125.1主要模板的设计.125.2凸模结构设计.125.3凹模结构设计.135.4模具材料的选用.14第六章模具装配.156.1模具的安装调试.156.2模具总装图.156.3模具冲压设备的选择及参数.16结论.18参考文献.190第一章绪论1.1冲压技术的发展及应用冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点。1.2模具发展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600亿至650亿美元，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13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，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2005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。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预激2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。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%。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，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。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车1覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以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，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。1.3本课题的主要内容与意义本课题主要研究的是工件级进模的设计。级进模是在压力机一次冲程中，在有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序，在最后工序冲出完整工件。因为级进模是连续冲压，生产过程中相当于每次冲程冲制一个工件，故生产效率高。级进模冲裁可以减少模具数量，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化。但它在定位中产生的累计误差会影响工件精度，因此级进模多用于生产批量大，精度要求不高，需要多工序冲裁的小零件加工。根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括：排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图。编写毕业设计说明书。主要内容如下：1到模具制造相关企业调研，了解模具生产，制造，加工情况。结合本设计课题，查阅相关资料。并完成基本参数的计算及冲压机的选用；2确定模具类型及结构，分析设计已知工件级进模具。充分分析工件结构，工艺性，了解级进模机构及工作原理完；3运用CAD等工具软件辅助设计完成模具整体结构；4对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；5对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析；6绘制模具零件图及装配图；7编写设计说明书。该课题是来源于生产实际，零件结构典型，使用量大，难度适中。本课题在分析零件结构特征的基础上，优化设计模具，采用多工序级进模。紧密结合生产实际的课题，对学生了解和掌握冲压模具制品生产过程、模具设计，提高工程设计和解决实际问题的能力，具有很重要的意义。学生经过本模具的设计后，能较好的掌握冲压模具的设计流程和方法，使其具备一定的冲压模具设计能力，为以后走入工厂打下良好的基础。2第二章工艺分析及冲压方案确定2.1冲压件的工艺分析图2-1工件结构图由零件图，对冲压件的形状、尺寸、精度要求、材料性能进行分析。工艺分析就是对产品的的冲压工艺方案进行技术和经济上的可行性论证，确定冲压工艺性的好坏。凡冲压工艺性不好的，可会产品设计人员，在保证产品使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料做必要的修改。工件采用厚度为0.5mm的Q215料带冲压而成。工件由图2-1可以看出,该零件外形尺寸不大,且外形简单，属于中小型普通冲压件。零件冲裁成形一次很难完成,因此工序的合理分布和冲模结构设计,将成为零件能否顺利成形的关键。由于该零件有1个30mm的孔，而且有直线组成的不规则轮廓外形，因而模具包含有冲孔、多次冲裁及落料等工序。从材质上看，冲裁材料较薄，有利于成型，总体来说，该零件冲压工艺性较好。2.2工艺方案的分析和确定2.2.1工艺方案分析冲裁工序可分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。(1)单工序模在一副模具中完成只完成一种工序的冲模，如落料模，冲孔模，拉深模等结构较为简单，生产效率不高，一般适用于小批量生产。(2)复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的模，在一副冲模中一次定位可以同时完成几个工序。复合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，劳动生产效率高。(3)连续模是把完成一个冲件的几个工序，排列成一定的顺序，组成连续模，在冲裁过程中，条料在模具中依次在不同的工序位置上，分别完成冲件所要求的工序，除最初3几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个(或几个)冲裁件。在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。从零件图可看出，该零件包括冲孔、多次冲裁外形和落料等基本工序，可以采用以下三种工艺方案：(1)先落料，再冲孔，再冲外形采用三副单工序模生产。(2)落料冲外形复合冲压，再冲孔采用一复合模一单工序生产。(3)冲孔、冲外形和落料连续冲压，采用级进模生产。2.2.2.冲压工艺方案的确定对以上三种工艺方案进行分析比较：方案一：模具结构简单，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁模或级进冲裁模方式。方案二：复合模定位精度高并且满足大批量生产的要求，仍然需要一副复合模和一副单工序模，成本较高。同时需要考虑提高劳动效率和节约人力成本，该工件并不适合用复合模加工。方案三：级进模本身能满足大批量生产，而且生产效率最高，也能够自动进料，节约人力。由于工件精度为IT13级，符合级进模加工工件的精度要求。综上所述，最后确定用级进冲裁方式进行生产。2.3冲压排样图设计2.3.1排样原则在一幅级进模里，因冲的制件不同，各工位就有不同的冲压工序，每个工位的冲压性质都须遵循一定的规则，如果违背就冲不出合格的制件，所以必须设计好。排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具的设计。级进弯曲是指弯曲件采用级进模在多个工位上分步弯曲成形的一种冲压方法。由于在冲压过程中，毛坯始终在长长的条料上进行，所以级进弯曲除了遵守多道单工序模弯曲变形规律之外，其弯曲工序往往比单工序模要增多一些，使级进模结构变得较为复杂。级进弯曲模一般由冲裁工序和弯曲工序组成。冲裁工序在开始的几个工位二合最后，弯曲工序后面工位。冲裁工序在级进冲压过程中，担当切除弯曲件展开外形之外的多余部分料、加工出必要载体和供定距用导正销孔、弯曲后冲孔和分离制件等。在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。4排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间留下的工艺余料称为搭边。A搭边的作用1.起起补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，以及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的松辽歪斜误差的作用2.使凸、凹模刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁。受力平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作断面质量都能提高3.对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。B搭边的数值搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到上述应有的作用，过小的搭边还可能被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。搭边的合理数值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命、保证自动送料时步被拉弯拉断条件下允许的最小值。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。搭边值由查表得：工件间搭边=2mm，侧面搭边=2mma1a计算步距、条料宽度和材料利用率：选定排样方法和确定搭边值之后，就要计算送料步距和条料宽度，这样才能画出排样图。(1)送料步距A条料在模具上每次送进的距离成为送料步距（简称步距或进距）。每个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。(2)条料宽度B条料式由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，剪裁时得公差带分布规定上偏差为零，下偏差为负值。条料在模具上送进时一般都有导向，当是使用导料板导向而无测压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。条料宽度B得计算应保证在这二种误差得影响下，仍能保证在冲裁件与条料侧边之间有一定得搭边值。当用手将条料紧贴搭边导料板时，条料宽度按下式计算：=65mm12BLa式中：L冲裁件与送料方向垂直得最大尺寸冲裁件与条料侧边之间的搭边1板料剪裁时得下偏差考虑到料带两边需冲定位孔，应选取宽度为56mm料带。(3)材料的利用率28610%4.57ABS5式中:-材料的利用率A-一个步距内的工件的实际面积S-送料步距B-条料宽度2.3.2排样图根据上面所述，得出下面的排样图图2-1排样图2.3.2压力中心确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具的正常工作，对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。120.765.7620.50nLXLX9420.8765nYYL经计算可得压力中心：（0.5，-21.5）6第三章模具主要工艺参数计算3.1模具冲裁间隙选择冲裁间隙值的选取对工件质量、冲裁力的大小、模具寿命都有显著的影响：1.冲裁间隙对总裁件的质量的影响：当间隙大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸；当间隙小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。2.冲裁间隙对模具寿命的影响：因为总裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力与侧压力，而模具表面与材料的接触面限在刃口附近的狭小区域，这就意味即使整个模具和板材的接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着部分便发生剪切而引起磨损-附着磨损，这是模具磨损的主要形式。当模具间隙减小时，接触压力会随之增大，摩擦距离也随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧，甚至使模具与材料之间产生粘着现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刀。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等民常损坏，这些都是导致模具寿命大大降低。因此，适当增大模具间隙，可使凸、凹模侧面与材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大时，板料的弯曲拉伸相应境大，使模具刃品商面上的下面上在正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会加剧模具的磨损。所以选用合理的总裁间隙对于提高总裁制品的精度、模具寿命、减小冲裁力是至关重要的。冲裁间隙较大时会出现废料穿过板料而随凸模上升的现象，也会使脆性材料从凹模孔中高速穿过，以致危及操作者的安全。本套模具所使用的是Q215料带，厚度0.5mm。冲裁间隙根据资料取Z=0.04mm3.2模具刃口尺寸计算3.2.1刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则：1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范7围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，也能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，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。3.2.2刃口尺寸的计算凸、凹模加工方法一般分为两种：凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具，制造简便，成本低廉。采用配做法制模时，配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序，落料时先加工凹模，配做凸模；冲孔时先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度较低，特别是板料较薄时，基准件的公差值较大，而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易，而配做件加工较难。由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工，精度可达0.010.005mm，而凸模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于0.005mm研磨量的情况下，凹模型孔一般都能采用线切割方法一次加工出来。因此，对于常用的冲裁模，选择凹模为配做件，加工比较方便。选择凹模为配做件，对于冲孔，按前述方法计算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作图上进行标注。而对于落料，则需要将计算的凹模刃口尺寸换算为凸模刃口尺寸后，再进行标注，由先制凹模改为先制凸模。查冲压工艺及模具设计中表2-6,知=0.04mm,=0.06mm，minzmaxZ凹模按照冲孔凸模、落料凸模的实际尺寸进行配做，保证双边间隙为0.20.5mm。表3-1系数x非圆形圆形10.750.50.750.5料厚t(mm)工件公差/mm11240.170.350.210.410.250.490.360.420.504840.300.310.590.600.300.305mm冲孔凸模：000.6.6d5.7151ppx.min00023dZ侧刃：0.10.1d76.5476ppx.min0033dZ落料尺寸(以凹模为基准)：=（75-0.750.4）=74.7mm0ax1)A01.0=（74-0.750.4）=73.7mmm2(.3.3冲裁力的计算冲裁力bFLt为材料的抗拉强度，Q215材料的取350Mpa。bbt为材料厚度t=0.5mmL为冲裁周长第一工位L=191.4mm；第二工位中L=94.2mm；第三工位中L=260mm；(19.4260).539.48bFLtKN9第四章模具总体设计4.1送料方式的选择随着我国工业的发展，冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求，手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所飞取代，从而进一步满足了冲压生产自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。多工位送料系统是一个类似移动臂的装置，主要作用是把冲压件从一个工位移到另一个工位。一组模具内的每一副模具的冲压工作都在同一台压力机内完成。多工位送料移动杆沿着模区移动，它们是主要结构件，移动冲压件的端拾器就安装在这些结构件上。在汽车车身冲压厂，根据送料的传动方式，多工位送料系统主要有：机械送料、电子送料和组合式送料。因该级进模选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。带料的送进选择依靠压力机上的自动进料装置送进。4.2卸料方式的选择刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较薄且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于0.5mm且模具结构为倒装的场合。因该冲压工件平直度较高，料厚为0.5mm相对较薄，卸料力较大，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，所以采用弹性卸料。本次设计的模具主要是冲裁和落料，因此选用固定卸料板。卸料零件的选择：本副模具选择用扁平弹簧、等高套，卸料板和螺塞及导料板上压边与浮料块将工件推出。4.3模具定位与紧固件的选择固定板选择：对于大型的凸，凹模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢。固定板固定凸模（凹模）要求固紧可靠并有良好的垂直度。因此固定板必须有足够的厚度。可按以下经验公式计算，对于凹模固定板H=（0.60.8）H0，式中H0为凹模厚度；对于凸模固定板H=（11.5）D。式中D为凸模直径。因此选择凹模固定板（即下模底座）厚62.5mm；凸模固定板厚20mm。10模板的选择：模板分为带导柱和不带导柱两种情况，按其形状有适用于圆形，正方形，或长方形模具的，可按冷冲模国家标准或工厂标准，选择合适的形式和尺寸，或参照标准进行设计。螺钉和销钉的选择：螺钉是紧固模具零件的，冲模中多采用内六角螺钉。螺钉主要承受拉力，其尺寸及数量一般根据经验确定，小型和中型模具采用M6mm，M8mm，M10mm或M10.5mm等，选46个，要按具体位置进行布置。大型模具选M10.5mm或M16mm或更大规格，选用过大会给攻螺纹丝带来困难。冲摸中圆柱销起定位作用，圆柱销承受一般的错移力。一般圆柱销用两个以上，布置时候一般离模具刃口较远。对于中小型模具选d=6，8，10，12几种尺寸，错移力较大的情况可适当选大一些。根据本副模具的情况选择M8mm的内六角螺钉和d=8mm的圆柱销等。4.4模具导向零件的选择为了便于装模或在精度要求较高的情况下，模具都采用导向装置，以保证精确的导向。导向装置可分为：导柱和导套导向；导板导向；套筒式导向。本设计的模具由于零件材料属导较薄（1.5mm）采用导柱导套导向，导柱和导套与上下模板固定组成模架。如下图4-1所示。图4-1导套导柱组件11第五章模具主要零部件设计5.1主要模板的设计标准的级进模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、垫板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是关键的三块模板，也是级进模比不可少的。该模具中固定板起着固定凸模的作用，卸料板主要起卸料、压料同时还具有一定的导向作用；凹模板前面已经提到，既充当凹模刃口，又可以在其上镶拼凹模镶块。另外，在进行级进模设计时，有一项很重要，就是设计让位，一般弯曲或成形等工位的所有后续工位都需要让位，而且要充分让位，不但需要考虑静态让位，还要考虑动态让位。本设计中在凹模板上镶拼凹模镶块，工件成形后由凹模下端垫块中的斜面滑出，保证了漏料的顺畅。模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用四导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为15mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合。5.2凸模结构设计根据零件精度及排样图,决定冲裁凸模单个制造,然后用适当方法固定在固定块上，固定块最终通过过盈配合固定在凸模固定板各型腔中，除冲孔凸模外，其他凸模在适当的长度方向上开挡槽，通过压板和螺钉固定在固定板反面上，这样可防止凸模滑落。凸模尺寸以第四章计算尺寸为准；长度方向上，因侧刃与冲定位孔凸模要求不高，长度可取50mm；其他冲裁凸模应保持长度一致，长度L=固定板厚度+自由高度+卸料板厚度+入体深度=50+入体深度，取50.5mm。冲孔凸模结构如下图所示：12图5-1冲孔凸模侧刃主要作用为切除料带两侧多余的部分，在达到通过导料板宽度的同时，也起到了定距送料的作用。侧刃材料为Cr12MoV，淬火硬度为5864HRC，长度72.2mm。5.3凹模结构设计凹模的设计制造有以下两种方案:1.凹模采用整体制造。该方案机械加工余量很大,平面磨削也不方便,成形模块向上凸起,且成形模块磨损后不可修复,必须整块凹模更换。2.将冲定位孔凹模采用同一固定块固定，这样可保证定位的准确性，也增加了凹模的整体强度；将凹模以慢走丝一次定位割出固定板各型腔，确保凹模位置准确。本设计选用的是第一套方案，因为工件精度要求不高，整体凹模可以更快速加工制造。13图5-4凹模板凹模材料定为Cr12Mov，淬火硬度为6062HRC，厚度为37.5mm。5.4模具材料的选用利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。冷冲模材料应具有的性能：冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的以下几点性能。1.应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。2.应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。3.应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等4.应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。14第六章模具装配6.1模具的安装调试一般模具的装配要点如下所示：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，凸模固定板组件将冲孔凸模安装在凸模固定板相应孔内，并打上防转销将落料凸模安装在凸模固定板相应孔内，并铆接端面磨平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试切9装配其他零件（导柱，导套）及标准件。10试冲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、无阻滞和落料件、冲孔废料下落顺畅。6.2模具总装图通过以上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由上模座、上垫板、凸模固定板、卸料背板及卸料板等组成，卸料方式是采用的弹性卸料板卸料，上模各板以4个6圆柱销定位。下模部分由凹模固定板、下垫板和下模座等组成。三块板用6个M12的螺钉紧固，以4个6的圆柱销定位。下模装配顺序应为，先装配好外导柱组件，将组件固定在下模板上；再装配好三块模板，以销钉定位、内六角螺钉紧固；最后装配凹模垫块、凹模、浮料块及凹模板上导料板和限位柱、弹簧、钢球保持圈等下模其他组件。最后，将上、下模整体装配，得到最终总装配图，如下图所示：15图6-5模具总装图6.3模具冲压设备的选择及参数纵上所述，在选择压力及吨位时，应保证在全行程范围内，压力机的需用负荷在任何时刻均大于相应时刻所需变形力的总和。也就时说，应该使在一次行程内所要完成的各种冲压工序要需力的合力曲线，在全行程范围内均低于压力机的需用负荷曲线。工作台尺寸、工作台孔尺寸、模柄孔尺寸与模具的具体要选择压力机时，应根据冲裁工序力F来确定。一般所选压力机的标称压力Fp1.2F。根据F总加初选压力机型号为J23-16，最大压力为250KN。压力机最大闭合高度Hmax=300mm,最小闭合高度为Hmax=240mm。这种机身的前面和左右都敞开便于模具的安装和冲压操作。虽然机身的刚度较差，手里变形后会影响到冲压件的精度和模具的寿命，但是该冲压件的精度要求不是很高，而且其总冲压力在1000kN一下，所以可以选用该压力机。压力机参数见表7-1。表7-1压力机参数主要技术参数Specification项目名称Item单位UnitJ23-16公称力NominalPressure千牛kN160公称力行程NominalPressureStroke毫米mm516滑块行程StrokeLength毫米mm80行程次数No.ofSt
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