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外文翻译专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105232学 生 姓 名 冼 振 源指 导 教 师 陈 为 国填 表 日 期 2011 年 1 月 17 日General all-steel punching dies punching accuracyAccuracy of panel punching part is display the press accuracy of the die exactly. But the accuracy of any punching parts linear dimension and positional accuracy almost depend on the blanking and blanking accuracy,. So that the compound mould of compound punchings accuracy, is typicalness and representation in the majority.Analyse of the dies accuracy For the analyse of pracyicable inaccuracy during production of dies to inactivation, we could get the tendency when it is augmentation in most time. From this we could analyse the elements. When the new punch dies pt into production to the first cutter grinding, the inaccuracy produced called initial error; if the die grinding more than twenty times, until its discard, the inaccuracy called conventional error; and before the dies discard, the largest error of the last batch permit, called limiting error. at job site, the evidence to confirm life of sharpening is the higher of the blanking, punched hole or punched parts. Because all finished parts had been blanked ,so it is especially for the compound dies. Therefore, the analyse of burr and measurement is especially important when do them as enterprise standardization or checked with .The initial error usually is the minimal through the whole life of die. Its magnitude depend on the accuracy of manufacture, quality, measure of the punching part, thickness of panel, magnitude of gap and degree of homogeneity. The accuracy of manufacture depend on the manufacture process. For the 1 mm thicked compound punching part made in medium steel, the experimental result and productive practice all prove that the burr of dies which produced by spark cutting are higher 25%30% than produced by grinder ,NC or CNC. The reason is that not only the latter have more exact machining accuracy but also the value of roughness Ra is less one order than the formmer, it can be reached 0.025m. Therefore, the dies initial blanked accuracy depends on the accuracy of manufacture, quality and so on. The normal error of the punch die is the practicable error when the fist cutter grinding and the last cutter grinding before the die produce the last qualified product. As the increase of cutter grinding, caused the measure the nature wear of the dies are gradual increasing, the error of punching part increase also, so the parts are blew proof. And the die will be unused. The hole on the part and inner because the measure of wear will be small and small gradually, and its outside form will be lager in the same reason. Therefore, the hole and inner form in the part will be made mould according to one-way positive deviation or nearly equal to the limit max measure. In like manner, the punching parts appearance will be made mould according to one-way negative deviation or nearly equal to limit mini measure. For this will be broaden the normal error, and the cutter grinding times will be increased, the life will be long. The limit error in punching parts are the max dimension error which practicable allowed in the parts with limit error. This kind of parts usually are the last qualified products before the die discard.For the all classes of dies, if we analyse the fluctuate, tendency of increase and decrease and law which appeared in the dies whole life, we will find that the master of the error are changeless; the error that because the abrade of the cutter and impression will be as the cutter grinding times increased at the same time. And that will cause the error oversize gradually; and also have another part error are unconventional , unforeseen. Therefore, every die s error are composed of fixed error, system error, accident error and so on. 1. fixed error At the whole process when the New punching die between just input production to discard, the changeless master error that in qualified part are called fixed error. Its magnitude is the deviation when the die production qualified products before the first cutter grinding. Also is the initial error, but the die have initial punching accuracy at this time. Because of the abrade of parts, the die after grinding will be change the dimension error. And the increment of deviation will oversize as the times of cutter grinding. So the punching accuracy after cutter grinding also called “grinding accuracy” and lower tan initial accuracy. The fixed error depend on the elements factor as followed :(1) the material , sorts, structure, (form) dimension, and thick of panelthe magnitude of punching gap and degree of homogeneity are have a important effect for the dimension accuracy. Different punching process, material, thick of panel, have completely different gap and punching accuracy. A gear H62 which made in yellow brass with the same mode number m=0.34, 2mm thick and had a center hole, when the gap get C=0.5%t (single edge) , and punched with compound punching die, and the dimension accuracy reached IT7, the part have a flat surface ,the verticality of tangent plane reached 89.5, its roughness Ra magnitude are 12.5m, height of burr are 0.10mm; and the punching part are punched with progressive die, the gap C=7%t (single edge) , initial accuracy are IT11, and have an more rough surface, even can see the gap with eyes. In the usual situation, flushes a material and its thickness t is theselection punching gap main basis. Once the designation gap haddetermined flushes the plane size the fixed error main body; Flushesthe structure rigidity and the three-dimensional shape affects itsshape position precision.(2) punching craft and molder structure typeUses the different ramming craft, flushes a precision and the fixederror difference is really big. Except that the above piece gearexample showed, the essence flushes the craft and ordinary punching flushes a precision and the fixed error differs outside a magnitude,even if in ordinary punching center, uses the different gap punching, thefixed error difference very is also big. For example material thickt=1.5mm H62 brass punching, selects C = the 40%t unilateral I kind ofsmall gap punching compared to select C 4mm flushes, the size precision can lower some. Different dies structure type, because is suitable the rammingmaterial to be thick and the manufacture precision difference, causesto flush a fixed error to have leaves. Compound die center, multi-locations continuous type compound die because flushes continuously toduplicate the localization to add on the pattern making error to bebigger, therefore it flushes a fixed error compound punching die to wantcompared to the single location Big 1 2 levels (3) the craft of punching dies manufacturethe main work of punching die namely are raised, the concave moldprocessing procedure, to operates on the specification not to behigh, can time form a more complex cavity. But its processing surfaceapproximately is thick 0.03 0.05mm is the high temperatureablation remaining furcated austenite organization, degree ofhardness may reach as high as HRC67 70, has the micro crack, easilywhen punching appears broke the cutter or flaking. The Italian CorradaCorporations related memoir called the line cut the processing contruction to have the disadvantageous influence to the superficialgold, in fact already changed the gold contruction. We must use theJingang stone powder to grind or the numerical control continual pathcoordinates rub truncate (cut to line) to make the precision work . In recent years country and so on Switzerland and Japan, has conductedthe thorough research to the electrical finishing equipment and abigger improvement, makes function complete high accuracy NC and theCNC line cutter, the processing precision may reach 0.005 0.001mm,even is smaller. The processing surface roughness Ra value can achieve0.4 mu m. According to the recent years to the domestic 12 productionlines cutter factory investigation and study, the domesticallyproduced line cutter processing precision different factory differentmodel line cutter might reach 0.008 0.005mm, generally all in0.01mm or bigger somewhat, was individual also can achieve0.005mm, the processing surface roughness Ra value was bigger than1.6m. However, the electrical finishing ablation metal surface thus the change and the damage machined surface mental structure character can not change, only if with rubs truncates or other ways removes this harmful level. Therefore, merely uses electricity machining, including the spark cutting and the electricity perforation, achieves with difficulty punching, especially high accuracy, high life punching die to size precision and work components surface roughness Ra value request. With precisely rubs truncates the law manufacture punching die, specially makes the high accuracy, the high life punching die, such as: Thin material small gap compound punching die, multi- locations continuous type compound die and so on, has the size precision high, the work component smachined surface roughness Ra value is small, the mold life higher characteristic. Its processing craft at present changed the electrical fire by the past ordinary engine bed rough machining spark cutting or the electricity puncher rough machining, finally precisely rubs truncates, also from takes shape rubs, optics curve rubs, the manual grid reference rubs gradually filters the continual path grid reference to rub and NC and the CNC continual path grid reference rubs, Processing coarseness may reach 0.001 0.0005mm, the processing surface roughness Ra value may reach 0.1 0.025 mu m. Therefore, with this craft manufacture the die , regardless of the size precision, the work components surface roughness, all can satisfy die, each kind of compound request, the die is especially higher than the electrical finishing craft manufacture scale.(4) gap size and degree of homogeneity the flange and other sheet forming sgene rally all must first punching (fall material) the plate to launch the semi finished materials, after also has the forming to fall the material, the incision obtains the single end product to flush. Therefore punching the work, including is commonly used punching hole, the margin, cut side and so on, regarding each kind of sheet pressing partall is necessary. Therefore punching the gap to flushes a out form in chprecision to have the decisive influence. punching the gap small and is even, may cause punching the size gain high accuracy. Regarding drawability, is curving and so on mould, the gap greatly will decide increases flushes the oral area size error and the snapping back. The gapnon-uniformity can cause to flush a burr enlarges and incurs cutting edge the non-uniform attrition. (5) ramming equipment elastic deformation In the ramming process After the punch press load bearing can have the certain elastic deformation. Although this kind of distortion quantity according to flushes the pressure the size to change also to have the obvious directivity, but on the pressing part, mainly is to has the volume ramming archery target stamping, embosses, the equalization, the pressure is raised, the wave, flushes crowds, the shape, the flange, hits flatly, thinly changes draw ability and so on the craft work punching forming flushes, has the significant influence to its ramming aspect size precision普通全钢冲模的冲压精度分析板料冲压件的精度准确显示出其冲模的冲压精度。而任何冲件的线性尺寸精度与形位精度主要取决于冲模冲裁和立体成形冲压件展开平毛坯的落料精度。因此，多工步复合冲压的单工位复合模、多工位连续模的冲压精度，在普通冲压的众多种类与不同结构的冲模中，最具典型性和代表性。冲模的冲压精度分析对冲模投产至失效报废各个时期冲件的实际误差分析，可以看出其增大的时期及趋向，从而分析其增大的因素。新冲模投产至第一次刃磨前冲制冲件的误差即所谓的初始误差；冲模经过20次左右刃磨至失效报废前冲制的冲件误差称之为常规误差；而冲模失效报废前冲制的最后一批合格冲件的允许最大误差称之为极限误差。在现场，确定冲模刃磨寿命的依据是冲件冲孔与落料的毛刺高度。由于任何成形件都具有冲裁作业（毛坯落料或冲孔），对于复合模尤为如此。所以，冲件毛刺高度的触模检查和测量并按企业标准或JB4129-85冲压件毛刺高度对照检测就显得十分重要。冲模的初始误差通常是冲模整个寿命中冲件误差最小的。其大小主要取决于冲模的制造精度与质量及冲件尺寸、料厚以及间隙值大小与均匀度。冲模的制造精度及质量又取决于制模工艺。对于料厚t1mm的中碳钢复合冲裁模冲件，实验结果与生产实践都证明，电火花线切割制造的冲模冲件毛刺高度比用成型磨或NC与CNC连续轨迹座标磨即精密磨削工艺制造的冲模冲件要高25%30%。这是因为后者不仅加工精度高，而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一个数量级，可达到0.025m。因此，冲模的制造精度与质量等因素决定了冲模的初始冲压精度，也造就了冲件的初始误差。冲件的常规误差是冲模经第一次刃磨到最后一次刃磨后冲出最后一个合格冲件为止，冲件实际具有的误差。随着刃磨次数的增加，刃口的自然磨损而造成的尺寸增量逐渐加大，冲件的误差也随之加大。当其误差超过极限偏差时，冲件就不合格，冲模也就失效报废。/冲件上孔与内形因凸模磨损尺寸会逐渐变小；其外形落料尺寸会因凹模磨损而逐渐增大。所以，冲件上孔与内形按单向正偏差标允差并依接近或几乎等于极限最大尺寸制模。同理，冲件外形落料按单向负偏差标注允差并依接近或几乎等于极限最小尺寸制模。这样就使冲件的常规误差范围扩大，冲模可刃磨次数增加，模具寿命提高。冲件的极限误差是具有极限偏差的冲件所具有的实际允许的最大尺寸误差。这类冲件通常是在冲模失效报废前冲制的最后一批合格冲件。对各类冲模冲件误差在冲模整个寿命中出现的波动、增减趋向及规律等进行全面分析便可发现：冲件误差的主导部分是不变的；因刃口或型腔的自然磨损而出现的误差增量随冲模刃磨冲数增加而使这部分误差逐渐加大；还有部分误差的增量是非常规的、不可预见的。所以，各类冲模冲件误差是由因定误差、渐增误差、系统误差及偶发误差等几部分综合构成。1、固定误差新冲模在指定的冲压设备上投入使用至失效报废的整个（总）寿命过程中，其合格冲件误差的主导部分固定不变即所谓固定误差。其大小就是新冲模第一次刃磨前冲制的合格冲件的偏差，也即冲模的初始误差，而此时的冲模具有初始冲压精度。刃磨后的冲模，因其工作零件（凸、凹模）磨损而改变尺寸误差，使冲件识差增量随刃磨次数增加而逐渐加大，故冲模刃磨后的冲压精度亦称“刃磨精度”比其初始精度要低。冲模冲件的固定误差取决于以下各要素：（1）冲件的材料种类、结构（形状）尺寸及料厚冲裁间隙的大小及其均匀度对冲裁件的尺寸精度有决定性的影响。不同冲裁工艺、不同材料种类与不等料厚，间隙相差悬殊，冲压精度差异很大。同一种模数m=0.34的2mm的料厚、中心有孔的H62黄铜材料片齿轮复合模冲件，当取间隙C=0.5%t（单边），用复合精冲模冲制，冲件尺寸精度达到IT7级，冲件平直无拱弯，冲切面垂直度可达89.5，其表面粗糙Ra值为0.2m；而用普通复合模冲制，间隙C=5%t（单边），冲件初始误差亦即冲模的初始冲压精度为1T9级，冲切面粗糙度Ra值为12.5m，毛刺高度为0.10mm；还是这个冲件用连续模冲制，间隙C=7%t（单边），初始冲件精度为IT11级，冲切面更粗糙，甚至有肉眼可见的台阶。通常情况下，冲件材料及其厚度t是选取冲裁间隙的主要依据。一旦选定间隙就确定了冲件的平面尺寸的固定误差的主体；冲件结构刚度及立体形状则影响其形位精度。（2）冲压工艺及冲模结构类型采用不同的冲压工艺，冲件的精度及固定误差相差甚大。除上述片齿轮实例说明，精冲工艺与普通冲裁的冲件精度与固定误差相差一个数量级之外，即便在普通冲裁中，采用不同间隙冲裁，固定误差相差也很大。例如料厚t=1.5mm的H62黄铜冲裁件，选用C40%t单边类小间隙冲裁比选用C8%t（单边）类大间隙冲裁，冲件固定误差将加大40%60%，精度至少降一级。此外，采有无搭边排样，冲件的误差要远大于有搭边排样冲件。无搭边排样冲件。无搭边排样冲件的精度低于IT12级，而多数有搭边排样的冲件精度在IT11IT9级之间，料厚t4mm的冲件，尺寸精度会更低一些。不同冲模结构类型，由于适用冲压料厚及制造精度的差异，导致冲件的固定误差有别。复合模中，多工位连续式复合模由于冲件连续重复定位加上制模误差较大，故其冲件的固定误差比单工位复合冲裁模要 大12级。（3）冲模制造工艺冲模主要工作零件即凸、凹模的加工程序，对操作上的技术要求不高，能够一次成形较复杂的模腔。但其加工表面约厚0.030.05mm为高温烧蚀的残余树枝状奥氏体组织，硬度可高达HRC6770，有显微裂纹，容易在冲裁时出现崩刃或剥落。意大利Corrada公司的有关研究报告称“线切割加工对表面金相结构产生不利的影响，实际上已经改变了金相结构。我们必须用金刚石粉研磨或数控连续轨迹坐标磨削（对线切割件）作精加工”。近年来瑞士和日本等国，对电加工设备进行了深入的研究和较大的改进，制造出功能齐全的高精度NC和CNC线切割机，加工精度可达0.0050.001mm，甚至更小。加工表面粗糙度Ra值能达到0.4m。根据近年对国内12家生产线切割机工厂的调研，国产线切割机加工精度各别厂家的各别型号线切割机可达0.0080.005mm，一般都在0.01mm或更大一些，个别也能达到0.005mm，加工表面粗糙度Ra值均大于1.6m。然而，电加工烧蚀金属表面从而改变和损坏加工面金相结构的特性不会改变，除非用磨削或其他加工法去除这一有害层。所以，仅仅用电加工法，包括电火花线切割与电穿孔，难以达到冲模，尤其高精度、高寿命冲模对尺寸精度与工作零件表面粗糙度Ra值要求。用精密磨削法制造冲模，特别是制造高精度、高寿命冲模，诸如：薄料小间隙复合冲裁模、多工位连续式复合模等，具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度Ra值小、模具寿命高等特点。其加工工艺目前已由过去的普通机床粗加工改为电火花线切割或电穿孔机粗加工，最后精密磨削，也由成型磨、光学曲线磨、手动座标磨逐步过滤到连续轨迹座标磨及NC与CNC连续轨迹座标磨，加工粗度可达0.0010.0005mm，加工表面粗糙度Ra值可达0.10.025m。所以，用该工艺制造的冲模，无论尺寸精度、工作零件表面粗糙度，都能满足冲模，尤其各种复合模的要求，比电加工工艺制造的冲模高一个档次。（4）间隙的大小与均匀度拉深、弯曲、翻边及其他板料成形件一般都要先冲裁（落料）出平板展开毛坯，也有成形后落料、切开得到单个成品冲件。故冲裁作业，包括常用的冲孔、切口、切边等，对于每种板料冲压件都是必要的。所以冲裁间隙对冲件的外廓尺寸精度有决定性的影响。冲裁间隙小而均匀，可使冲裁尺寸获取更高精度。对于拉深、弯曲等成形模，间隙大定将增大冲件口部尺寸误差及回弹。间隙不均匀会使冲件毛刺加大并招致刃口的不均匀磨损。（5）冲压设备的弹性变形在冲压过程中，冲床承载后会产生一定的弹性变形。虽然这种变形量依冲压力的大小变化且具有明显的方向性，但就冲压件，主要是对具有体积冲压性质的压印、压花、校平、压凸、起波、冲挤、镦形、翻边、镦粗、打扁、变薄拉深等工艺作业冲制成形的冲件，对其冲压方面的尺寸精度有重大影响。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书 上防尘盖的冲压成形工艺与模具设计第1章 绪论冷冲压是当代金属加工领域的重要手段，冷冲模是冲压生产中必不可少的主要工艺装配。现代工业产品的发展在很大程度上取决于冲模制造的发展水平，可以认为模具制造行业已经成为国民经济的基础工业之一。模具高级技工在冲模制造流程中的中心地位是无可替代的，他们对保证模具质量提高产品的市场竞争起着非常重要的作用。近年来国内外都在研究如何把冲压加工应用于多种小批量生产，比如简易模具的采用，生产线的合理化，以及数控冲床和模具的采用，生产线的合理化及数控冲床和冲压中心等，就是在这方面的具体应用。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一，冲裁加工是冲压工艺中的一种，而冲孔模的加工是冲裁加工的一种，它不仅可以加工金属板料，筒形件毛坯，半成品而且也可以加工非金属材料。冲孔加工时，材料在模具的作用下，与其内部产生使之变形的内力，当内力的作用达到一定程度时材料毛坯或半成品的整个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形从而获得一定的形状尺寸性能的零件。冲孔生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便也便于实现机械化和自动化。利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的，形状复杂的零件。冲孔产品的尺寸精度时由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要经过机械加工便可使用。冲孔加工一般不需要加热毛坯，也不象钻孔加工那样，所以这不但节能而且节约材料，冲孔产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的材料，在冲孔过程中材料表面不受破坏。因此，冲孔工艺是一种产品质量较好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲孔工艺在汽车，拖拉机，电机，电器，仪器，仪表，各种民用轻工产品以及航空，航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 第章 冲裁工艺设计.1 冲压工艺.1.1 冲压工艺设计 冲压工艺设计包括冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案的确定。良好的工艺性和合理的工艺方案可以用最少的材料，最少的工序数和工时，使得模具结构简单且模具寿命长，能稳定地获得合格冲件，所以劳动量和冲裁件成本是衡量冲裁工艺设计合理性的主要指标。.1.2 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁工作对冲压工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准是否符合冲裁工艺的要求。冲裁件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大的影响。一般情况下，对冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁工件的制造成本。.1.3 冲裁件的工艺分析该冲裁件的形状简单、结构对称，有圆角过渡，有利于模具加工，减少了热处理或冲压时在尖角处开裂的现象。同时，也可以防止尖角部位刃口的过渡磨损。.2 工艺方案的确定.2.1 冲裁件的工艺方案分析本次冲裁件为单纯的冲孔，即零件的形状简单、结构对称，因此，可以采用单工序冲裁。模具制造安装都较简单，生产效率也高，成本较底。 第章 工艺计算 在冲裁模设计中，冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总和。它是冲裁时选择压力机进行模具设计，校核模具强度和刚度的重要依据。.1 冲压力计算.1.1 冲裁力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料的压力，它有凸模行程而变化的，对冲裁力有直接影响的因素主要是板料的力学性能，厚度与冲裁力的轮廓周长。但是冲裁间隙刃口锋利程度，冲裁速度，润滑情况等也对冲裁力有较大影响，综合考虑上述影响因素，本次冲裁采用平刃冲裁： = -冲裁力（）- 冲裁件周边长度L=-材料抗剪强度=300（MPa）=1.2-材料厚度- 系数，通常=1.3所以=1.31.2300=88215.92 N3.1.2 卸料力、推件力、顶件力的计算推件力及顶件力计算，当冲裁完成后， 从板料上冲裁下来的冲件，由于径向发生弹性变形而扩张，会塞在凹模孔上或者板料上的孔则沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上，为了使冲裁工作继续进行必须将工件 或废料从模具内卸下或推出，从凸模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力，表示，将梗塞在凹模内料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力，用表示，逆冲裁方向，从凹模内顶出所需要的力称为顶件力，用顶表示。 卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具的卸料，顶件和推件装置传递的。所以在选择压力机公称压力和设计以上机构时都需要对这三种力进行计算，影响这些力的因素较多，主要有：材料的力学性能和料厚冲件形状和尺寸大小及凹模间隙大小，排样搭边植大小及润滑情况等。=； =； = F为冲裁力； 、分别为卸料系数、推件系数和顶件系数，查表得=0.040.05 =0.055 =0.06N塞在凹模孔口内的冲件数 ，有反推装置时=1， 锥形孔口=0，直刃口下出件凹模N=h/，其中h是直刃口部分的高度（mm），是材料厚度（mm）压力机公称压力的确定。 = /=5/1.2=4.2 = =0.0588215.92=4410.11 = =4.20.05588215.92=20377.88 = =0.0688215.92=5292.96 3.1.3 总压力计算 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力，为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力，推件力的总和。根据不同的模具结构冲压力计算应分别对待。本次冲裁模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时=+ =+=113003.913.2 压力中心的确定3.2.1 压力中心的计算 确定如图所示零件的冲孔模的压力中心该零件采用多凸模，模具压力中心的确定方法把坐标原点取在四条边的对称中心上。如下图所示：3.2.1 冲裁轮廓周边及压力中心坐标冲裁轮廓周长/各凸模压力中心坐标 24.5 0 0 30 0 0 合计24.5+30 X=0Y=0 由压力中心计算公式得： =（=0 =（=0 2 第4章 模具结构及成形设备的选择4.1 模具结构的确定4.1.1 模具结构的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲孔，所以模具类型为冲孔单工序模。该模具用于拉深件的低部冲孔，采用弹簧卸料板卸料，并兼有冲孔时的压件作用，因此，冲孔质量较好。由于孔边和拉深件侧壁较进，为保证凹模有足够强度，拉深件口部朝上放置，用定位板定位。 3 4.2 冲压设备的确定4.2.1 冲压设备的选用冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。首先，应该根据所要完成工序的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等选定压力机类型，冲压生产中常用的是曲柄压力机和液压机，对于本次冲孔件为中小型冲裁见多用具有形床身的开式曲柄压力机，虽然开式压力机的刚度差，并且由于床身的变形而破坏了冲模的间隙分布，降低了冲模的寿命和冲裁件的质量，但它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装。械化的附属设备和成本低廉等优点，目前，仍是中小件生产的主要设备，根据以上冲裁力的分析及计算，可选择开式双柱可倾压力机2325，公称压力为160，滑块行程为55mm，最大闭合高度为220mm。 4 第5章 主要模具结构设计及较核5.1 凸模的设计5.1.1 凸模的结构设计 凸模的结构形式主要取决于冲件的形状和尺寸，冲模结构加工以及装配工艺等实际条件，本次冲裁模采用圆形截面形状，平刃，整体式凸模如图所示：图4.15.1.2 凸模长度的设计凸模长度的确定主要根据模具结构，修磨，操作安全，装配等因素的需要。如果选用冲模标准典型组合，可取标准长度，其他情况应该进行计算： =+ + =凸模固定板厚度+固定卸料板厚度+增加长度，增加长度它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板的安全距离，一般取1520mm。5.1.3 凸模材料及其他要求模具刃口要有较高耐磨料，并能承受冲裁时的冲击力，所以应有较高的厚度与适当的韧性，形状简单的凸模常选用8，等制造。本次冲裁件结构简单，对称，可选10作为凸模材料，凸模工作部分的表面粗糙度=0.80.4mm，固定部分=1.60.8mm5.2 凸模的强度与刚度校核5.2.1 正压力的校核凸模正压力按下式校核=/ -小截面的压应力 -向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力（或顶件力） -凸模最小截面 凸模材料的许用抗压强度大小取决于凸模材料，热处理和模具结构对于T10A钢，淬火硬度为5862HRC时，可取=（1.01.6）10P由=+=108593.8 N =30/4=706.86mm =/=0.15410则该凸模的正压应力是足够的。5.2.2 弯曲应力的较核 根据凸模在冲裁过程中的受力情况，可以把凸模看作压杆，所以，凸模不发生失稳。纵弯曲的最大冲裁力可以用欧拉极限力公式确定，根据欧拉公式并考虑安全系数可得凸模允许的最大压力为： = /凸模纵向实际总压力应小于允许的最大压力即： 有以上公式可得凸模不发生纵弯曲的的最大长度为； /（4.2.1）-凸模允许的最大压力-凸模所受的总压力-凸模材料的弹性模量，对于模具刚=2.210-凸模最小截面的惯性的惯性矩，对于圆形凸模=/64-安全系数，淬火钢取23-凸模最大允许长度-支承系数 对于凸模无导向时，可视为一端固定一端自由的压杆。取=2，把上述值代入（4.2.1）式，可以得到一般截面形状的凸模不发生失稳弯曲的最大允许长度如下： （4.2.2） 把圆形凸模刃口直径的惯性矩代入（4.2.2）式，可得圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的极限长度为： L则凸模的弯曲应力是足够的。 如果由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度或凸模工作部分直径小于允许的最小值，就应采用凸模加护套等办法加以保护，实际生产中考虑到模具制造刃口利钝、偏载等因素的影响，即使凸模长度不大于极限为保证冲裁工作的正常进行，有的也采取保护措施。5.2.3 凸模固定端的压力较核凸模固定端的单位压力按下式计算，即： =88215.92/1963.49 =44.93式中-凸模固定端面压力（） -凸模固定端部分最大剖面面积（mm） -冲孔的冲裁力为88215.92 -模座材料许用压力（）凸模固定端与模座直接接触当其单位压力超过模座材料的许用压应力时模座就会损伤，为此一在凸模顶端与模座之间加一个淬硬的垫板，模座许用挤压力如表（4.2.1），通常当凸模固定端面压力超过8090 ，（模座材料采用铸铁时或压力超过180200 ，模座材料采用Q235时）即应使用垫板。 5 表4.2.1 模座材料的许用挤压力 模座材料许用挤压力模座材料许拥挤压应力 铸铁 250 90140 铸钢 310570110150 5.3 凹模的结构设计5.3.1 凹模刃口的结构形式 由于本次冲孔件形状简单、结构对称，凹模可采用直筒形刃口，其中取510mm，取5，其优点是刃口强度较高，修模后刃口尺寸不变；其缺点是孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大，这种刃口的凹模适用形状复杂或精度要求高的工件的冲裁。5.3.2 凹模外形尺寸的确定本次冲孔模采用整体式凹模，凹模外形尺寸还不能应保证有足够的强度与刚度，冲裁时，凹模要承受一定的冲裁力和侧向挤压力，随着凹模结构形式固定方法的不同，受力情况比较复杂，凹模外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸，按经验公式来确定凹模厚度=垂直于送料方向的凹模宽度=+（2.54.0）送料方向的凹模长度L=+2-垂直送料方向的凹模刃口间最大距离为30mm-送料方向的凹模刃口间最大距离30mm-送料方向的凹模刃口至凹模边缘的最小距离，=30mm-系数，考虑板料厚度的影响为0.50= =0.5030=15mm=S+3H=30+315=75mm= S+2S=30+230=90mm取凹模厚度为=35mm =100mm L=2005.4 工作部分尺寸刃口的计算5.4.1 凸模、凹模间隙 冲裁间隙是直接关系到冲件端面质量，尺寸精度、模具寿命和力能消耗的重要工艺参数，冲压间隙数值主要与材料牌号、供应状态和厚度有关，但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，以及生产条件的差异在生产实践中就很难有一种统一的间隙测量方法的要求，将习惯采用双面间隙Z，经查表得： =0.126mm =0.180mm5.4.2 凹模刃口计算模具工作部分尺寸的选取应考虑到材料的弹性回跳和凸模的饿磨损，一般应取凸模的基本尺寸接近于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损至一定范围时仍可继续使用，而凹模的基本尺寸则较凸模的基本尺寸增加了模具的最小间隙值。 模具刃口尺寸及公差的计算与加工方法，基本可以分为两类，一种是分开加工；另一种是配合加工，由于配合加工精度较低，故生产中一般采用分开加工，而采用分开加工必须满足下列条件： +-最大冲裁间隙-最小冲裁间隙、-分别为凸模、凹模的制造公差 =（+） =（+Z） =（+ Z）、-分别为冲孔凸模、凹模的基本尺寸-冲孔件的最小极限尺寸 -冲裁件公差为0.210、-分别为凸模、凹模制造公差-磨损系数为0.75大凸模、凹模：=0.020 =0.020 则 =（+）=（30+0.750.120）=30.09mm=（+Z）=（+ Z）=（30.09+0.126）mm=30.216mm 第6章 其它零部件的选择6.1 定位装置的选择6.1.1 定位零部件的选择 冲模的定位装置用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，本次冲裁件为筒形件，为保证筒形件的正确定位，则用定位销或定位板。6.1.2 定位板的设计定位方式的选择要根据工件的具体要求考虑。一般当外形简单时以外缘定位，外形复杂或外缘定位不符合要求时才以内孔定位。定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，操作要安全。对于不对称的工件，定位须设计成不可逆的，应具有鲜明的方向性，以避免出废品或由于操作紧张引起事故。由于本次冲裁件为立体筒形件，可以采用外形定位的定位板定位，设计时定位板与工序件之间一般取9/8，制造时常以工序件为基准修配得到。66.2 卸料装置的选择6.2.1 卸料零部件的设计卸料装置有刚性与弹性卸料板和废料切刀等形式。弹性卸料装置卸料力小，一般用于材料厚度小于1.5的冲裁。弹性卸料装置一般由卸料板、弹性元件（弹簧或橡皮）和卸料螺钉组成。有装于上模的弹性卸料结构；也有装于下模的卸料结构。卸料板与凸模之间的单边间隙：对于固定卸料板（一般仅起卸料作用），取（0.10.5）；对于无导向弹性卸料板，取（0.10.2）；对于带导向凸模的弹性卸料板，它和凸模的单边间隙应小于凸模与凹模之间的单边间隙z/2。本次冲裁件为薄壁和要求平整的圆筒形冲裁件，可采用弹压卸料板，其弹力来源为弹簧或橡皮。6.3 导向装置的选择6.3.1 导向方式的选择 导向零件是指上、下模的导向装置零件。对大批量生产、要求模具寿命长、工件精度高的冲裁模，一般采用导向装置，以保证上、下模的精确导向。常用的导向装置有导板和导柱导套结构。 导柱常用两个。对大型冲模、冲裁工件精度要求特别高或自动化冲模。则用四个或6个导柱。两个导柱直径除后侧导柱相同外，其余对角与中间布置的两导柱直径均不相同，以避免装配错误或间隙不君匀而坏刃口。 导柱和与之相配合的导套，分别压入下模座和上模座的安装孔中，分别采用7/6和7/6过盈配合。导柱、导套也有采用环氧树脂粘贴固定的。 导柱和导套既要耐磨又要具有足够的韧性，一般选用20号钢经渗碳淬火处理，导柱和导套之间采用间隙配合，配合精度为6/5(56)或7/6(78). 为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该冲孔模采用中间导柱的导向装置。 7 6.4 连接与固定零件的选择6.4.1 模柄的选择中小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑快上。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连接。本次冲孔采用压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合/6、/6，并加销钉以防转动。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度，适用于本次冲裁的中、小型冲孔模。模柄材料通常采用Q235或Q275钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线（垂直度不应超过0.02：100）。6.4.2 固定板的选择将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。由于本次冲裁为简单的筒形件的冲孔，则选矩形固定板。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置，固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合7/6,7/6.压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或45钢。6.4.3 上模座、下模座的选择上模座、下模座上不仅要安装冲裁模的全部零件,而且要承受和传递冲压力.所以模座不仅应有足够的强度,还要有足够的刚度.模座的刚度不足,会降低冲模寿命.因此,模座要有足够的厚度,一般取为凹模厚度的11.5倍.现已有国家标准,应按标准选取.标准模座有对角导柱上模座、下模座,后侧导柱上模座、下模座,滚动导向上模座、下模座,中间导柱上模座、下模座,滚动导向上模座、下模座,以及无导向规定的钢板及铸铁模座。上模座、下模座的导柱、导套安装孔的轴心线应与基准面垂直,其垂直度误差按如下规定:(1) 安装滑动导柱、导套的模座为100:0.01mm;(2) 安装滚动导柱或导套的模座为100:0.005mm.各种模座(包括通用模座),其上、下两平面的表面粗造度为0.8 ,只有在保证平行度要求下才允许降低为1.6。所有模座的平行度(符号T)按GB287081规定。标准模座均设有其重孔,并规定为螺孔,便于模具的起吊运输。根据以上分析，在本副模具设计中选用中间导柱上模座、下模座，且安装滑动导柱、导套。6.5 标准件的选用6.5.1 模架的选用 模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力。为防止装模时，上模误转180装配，将模架中两对导柱与导套作成粗细不等：导柱/mmL/mm分别为，导套上模座厚度取40mm，即=40 mm上模垫板厚度取10mm，即=10 mm固定卸料板厚度取10mm,即=1 mm上固定板厚度取20 mm ，即 =20 mm下模座厚度取50mm ， 即=50 mm模具闭合高度+ + - = （40+10+70+35+20+50-10）mm=215mm-凸模的高度，=70mm-凹模的厚度，=35 mm-凸模进入凹模的深度，=10 mm 第7章 模具的装配与调试 7.1 模具的装配 7.1.1 模具的装配要点 （1）装配时可选用凹模做基准件，先装配下模，再采用控制凸、凹模间隙的方法安装上模。 （2）凸模采用压入法固定于固定板中时，应保证各凸模与相应凹模型孔的间隙均匀。对多孔冲模，应先压入两个凸模，调整，认定间隙均匀后，在依次压入其余凸模，以先压入大凸模和内侧的凸模为宜。 （3）安装定位板时，应按设计要求，即凹模型孔与定位板定位面的孔边距，确定定