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卡板级进 模具 设计 机械 毕业设计 全套 资料 已经 通过 答辩

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湖南农业 大学 全日制普通 本科生 毕业 论文 （ 设计 ） 中 期 检 查 表 学 院： 工学院 学生姓名 谷世超 学 号 200940614229 年级专业及班级 20 09 级 机械设计制造及其自动化 专业 （ 2 ）班 指导教师 姓名 陈志亮 指导教师 职称 副教授 论文（设计）题目 卡板级进模 具的 设计 毕业论文（设计）工作进度 已完成的主要内容 尚需解决的主要问题 1、 收集资料并 按所给规格、范围、性能完成了对模具的结构 设计； 2、 根据所给技术参数进行了 设计 计算 ； 3、 绘制了部分零件图。 1、 绘制模具总装图 及其他零件图； 2、 编制典型零件的加工工艺规程卡片 ； 3、 整理并完成设计计算说明书。 指导教师意见 签名： 年 月 日 检查小组意见 组长签名： 年 月 日 注： 可打印，但 意见 栏必须相应责任人亲笔 填写 。 湖 南 农 业 大 学 全日制普通本科生毕业设计 卡板级进模具的设计 F 生姓名 ： 谷世超 学 号： 200940614229 年级专业 及班级 ： 2009 级机械设计制造 及其自动化（ 1）班 指导老师 及职称： 陈志亮 副教授 学 院： 工学院 湖南 长沙 提交日期： 2013 年 5 月 湖南农业大学全日制普通本科生毕业 设计 诚 信 声 明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业 设计 是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 10 下料 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 203 45 30 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 G 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准 终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 距离 左面 40 203尺 2 距离 前面 203 45 203 45 30 坯料 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 20 粗铣 6 个 表面 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 203 45 30 1 1 设备 名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣 1 表面 ，以 3 表面定位，夹紧 5、 6 表面 d/z=80/8 端铣刀 95 2 粗铣 2 表面 ，以 4 表面定位，夹紧 5、 6 表面 d/z=80/8 端铣刀 95 3 粗铣 3 表面 ，以 1 表面定位，夹紧 5、 6 表面 d/z=80/8 端铣刀 95 4 粗铣 4 表面 ，以 2 表面定位，夹紧 5、 6 表面 d/z=80/8 端铣刀 95 5 粗铣 5 表面 ，以 6 表面定位，夹紧 1、 3 表面 d/z=80/8 端铣刀 95 6 粗铣 6 表面 ，以 5 表面定位，夹紧 1、 3 表面 d/z=80/8 端铣刀 95 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 30 打中心钻、钻 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 200 42 27 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立 式 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 在 1 表面打 7 个 中心钻孔 带护锥中 心钻 350 35 2 钻沉头孔通孔 3 个 柄短麻花钻 350 35 2 1 3 钻深度为 16 的光孔 柄短麻花钻 350 35 6 1 4 钻销钉通孔 柄短麻花钻 350 35 2 1 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准 化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 40 打中心钻、钻 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板 料 200 42 27 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 在 5 表面打 中心钻孔 4 个 带护锥中心钻 350 35 2 钻通孔 柄短麻花钻 350 35 0. 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 50 半精铣 6 个 表面 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 200 42 27 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 半精铣 1 表面，以 3 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 118 16 半精铣 3 表面，以 3 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 118 16 半精铣 5 表面，以 6 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 118 16 半精铣 6 表面，以 5 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 118 16 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 60 扩孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 200 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 扩 1 表面沉头孔通孔至 速钢直柄扩孔钻 272 27 2 扩 1 表面光孔至 速钢直柄扩孔钻 272 27 3 扩 1 表面销钉孔通孔至 速钢直柄扩孔钻 272 27 4 扩 5 面沉头孔通孔至 速钢直柄扩孔钻 272 27 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 70 锪沉头孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 200 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 锪 1 表面沉头孔 15，深 7 15 9 带导柱直柄平底锪钻 350 0. 2 锪 2 表 面沉头孔 15，深 7 15 9 带导柱直柄平底锪钻 350 0. 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机 械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 80 扩、绞孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 200 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主 轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 精铣 1 表面，以 3 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 835 45 2 精铣 2 表面，以 3 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 835 45 3 精铣 5 表面，以 6 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 835 45 4 精铣 6 表面，以 5 表面定位，夹紧 2、 4 表面 d/z=80/14 端铣刀 835 45 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 9 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 90 铰销钉孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 200 40 25 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 铰销钉孔至 6 6 锥柄机用铰刀 545 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文 件号 签 字 日 期 湖南 农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 凹模镶块 第 10 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 100 攻螺纹 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 板料 203 45 30 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 攻 纹孔 6 粗柄手用丝锥 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 凹模镶块 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 板料 毛坯外形尺寸 205 45 30 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工名 序称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 /终 单件 10 下料 锯下厚 30 45 203坯料 尺 20 铣 粗铣 6 个 表面，获得基本尺寸 27 42 200 速钢端铣刀，两用游标卡尺 30 打中心钻、钻 在 1 面上打 7 个中心钻并钻孔 速钢麻花钻，两用游标卡尺 40 打中心钻、钻 在 5 面上打中心钻并钻孔 速钢麻花钻，两用游标卡尺 50 铣 半精铣 1、 3、 5、 6 表面 速钢端铣刀，两用用游标卡尺 60 扩 扩 1、 5 面上的孔 速钢扩孔钻，两用用游标卡尺 70 锪 锪 1、 5 平面上的沉头孔 底锪钻，两用用游标卡尺 80 铣 精铣 1、 3、 5、 6 平面 钢端铣刀，两用用游标卡尺 90 铰 铰销钉孔 铰刀 6径千分表 100 攻螺纹 攻 螺纹孔 普通高速钢 用丝锥 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计）开题报告 学生姓名 谷世超 学 号 200940614229 年级专业及班级 2009 级机械设计制造及其自动化 ( 2 )班 指导教师及职称 陈志亮 副教授 学 院 工学院 2013 年 1 月 7 日 毕业论文（设计）题目 卡板级进模 具的 设计 文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于 1000 字） 一、选题研究意义 冲压加工是现代机械制造中先进高效的加工方法之一。它是利用安装 在压力机上的模具，在常温或加热的条件下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。因为它主要用于 加 工板料零件，所以又叫板料冲压。 冲压加工的特点如下： （ 1）借助压力机的压力，利用模具能获得壁薄、质量轻、形状复杂的零件，这些零件用其他方法难以加工甚至无法加工； （ 2）冲压加工的零件精度高、尺寸稳定，具有良好的互换性； （ 3）冲压加工是少无切削加工的一种，部分零件冲压直接成形，大部分无需任何再加工，材料利用率高，达 85%以上； （ 4） 生产效率高，生产过程容易实现机械化和自动化，适合大 批大量生产； （ 5）操作简单，便于组织生产管理。 本课题要求对给定零件卡板零件进行冲孔、落料、压弯、翻边级进模设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。通过该课题设计，可以 提高生产过程中的自动化程度，改善劳动条件、避免人身事故，并且减轻人力、便于有节奏的生产，从而提高生产效率。 二、 研究现状和发展趋势 1、 冲压技术的发展现状 冲压技术的发展现状主要可以归纳为以下几个方面：冲压加 工 更加 自动化与柔性化；塑性成形的基础理论已基本形成；以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术日趋成熟 ,为人们认识成形过程的本质规律提供了新途径； 技术的不断深入应用 ,使模具质量提高、制造周期下降；新的成形方法不断出现并得到成功应用。 近年来，我国冲压模具行业结构调整取得不小的成绩，无论是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构，都在向着合理化的方向发展。目前全世界模具总产值约为 680 亿美元，中国只占 8%左右，为更新和提高装备水平，冲压模具企业每年都需进口设备。在创新开发方向的投入仍显不 足，冲压模具行业内综合开发能力的提升已严重滞后于生产能力的提高，主要问题体现在以下几个方面： (1)各层次的冲压模具技术人才资源不足，尤其是高级模具设计人员、 控机床操作工等，需求缺口较大。 (2)模具标准化程度不高，模具及其零件部件的商品率偏低。 (3)模具制造的专业化程度和集中化程度待进一步提高。 (4)模具修理机制不健全，因拖延修理期影响生产的事时有发生。 (5)模具寿命偏低，使模具费占产品成本比率过高且长期居高不下。 (6)模具及零部件市场价偏低，模具修理费用更低，而且没有市场指导价，完全靠购 销双方“议价”，地区与厂际之间价差悬殊。 (7)模具新技术、新工艺、新设备、新材料推广应用缓慢，特别是国内自行开发的模具新材料大多至今未能推广应用。 (8)设备老化严重，超期服役的情况普遍。 (9)各类模具的标准及技术指导性文件不齐全，特别是与国际市场接轨的各类模具国家标准缺口大。 (10)模具钢的精炼和模具锻坯的锻造技术推广应用问题，至今未能解决。 上述一系列问题表明，中国目前的模具结构还需要进一步调整，增长方式也需要进一步转变，必须从量的扩张逐渐转变到以质为先的轨道上来。只有这样，我国模具产品的质量与水 平才能真正提升，才能的拥有国际市场的竞争力，才能使模具产品的出口量的增长与质的提升相结合。 2、 冲压技术的发展趋势 当今 中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利条件，已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响越业越重要。中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面： (1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效率生产所 要求的一模多腔，使模具日趋大型化；随着零件微型化和模具结构发展的要求，今后模具加工的精度将更小，这必将促进超精密加工的发展。 (2)术在模具设计制造中的广泛应用。在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计的制造系统 (发展高精度、高寿命模具和简易模具 (软模、低熔点合金模具等 )制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。 (3)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准件的应用将极大地 影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种、发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。 (4)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础，制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，国内开发的高级 优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需约 70 万吨模具钢还要有相当一分进口。 (5)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。科学化主要体现深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压方案。 (6)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估。 三、主要参考文献等 1 濮良贵 第 8 版 2 孙桓 第 7 版 3 彭建声、秦晓刚 模具技术问答 M2005 4 王树勋等 . 典型模具结构图册 M华南理工大学出版社 . 2008， 4 5 翁其金 . 冲压工艺与冲模设计 M，北京 机械工业出版社， 6 杨玉英 . 实用冲压工艺及模具设计手册 M，北京机械工业出版社， 7 成大先 . 机械设计手册 M，北京： 化学工业出版社， 8 傅建军 . 模具制造工艺 M. 北京 机械工业出版社， 9 王卫卫 . 材料成形设备 M. 机械工业出版社， 10 王秀凤、 张永春 冷冲压模具设计与制造 M11涂光祺 . 冲模技术 M 机械工业出版社 . 12 赵孟栋 . 冷冲模设计 M，北京机械工业出版社， 13 王新华 冲模设计与制造实用计算手册 M2011 注：此表如不够填写，可另加页。 研究方案 （ 研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等） 一、研究目的 研究设计卡板级进模能够提高工业生产的效率，使生产过程更容易实现机械化和自动化，同时使操作简单，便于组织生产管理，也能够促进我国工业的发展，带来较大的经济效益。 二、内容 1、冲压件的工艺性分析，并进行必要的计算 2、绘制模具总装图、绘制 全部自制零件的工程图 3、编制典型零件的加工工艺规程卡片 4、 3 张以上 0 号图纸（全部 图）； 5、设计说明书一份（ 字以上） 三、方法 按照以下步骤进行设计： 围、性能进行分析； 8. 编制典型零件的加工工艺规程卡片 ； 四、预期成果 从材料厚度为 1板材 上得到符合要求的卡板零件，其设计的主要思路：冲孔 翻边整形，在此过程中，要分别对模架结构、凹模结构、卸料板结构、导向机构和翻边孔结构 进行 设计，并得到相关的二维 。 根 据加工流程，如果达到预期效果，所得的资料技术有利于工业生产，对工厂生产效率的提高具有促进作用。 进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等） 起止日期 主要工作内容 完成程度 集资料 体方案论证、选择、整体结 构的初步设计 据所给技术参数进行了设计计算 期考核 制总图及零件图等 制典型零件的加工工艺规程卡片 理完成设计计算说明书 辩与修改定稿 论证小组意见 组长签名： 20 年 月 日 专业委员会意见 专业委员会主任签名： 20 年 月 日 注： 可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。 湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计） 开题论证记录 学 院： 工学院 记录人： 学生姓名 谷世超 学 号 200940614229 年级专业及班级 2009 级 机械设计制造及其自动化 专业（ 2 ）班 指导教师姓名 陈志亮 指导教师职称 副教授 论文（设计）题目 卡板级进模具的设计 论证小组质疑： 1、 卡板级进模具的整体设计方案 是 什么 ？ 2、 此模具的应用价值是什么 ？ 3、 你准备采取哪些方法和步骤来完成你的毕业设计？ 学生回答简要记录： 1、 卡板级进模具的主要结构包括 ： 模架结构，凹 模结构，卸料板结构，导向机构，翻边孔结构。 2、 提高生产过程中的自动化程度，减轻人力、便于有节奏的生产，提高生产效率，具有现实的工程意义。 3、 我将 按照以下步骤进行设计：查阅相关资料；确定研究技术路线与方案构思；结构和运动学分析；根据所给技术参数进行计算；按所给规格、范围、性能进行分析；绘制工作装配图草图；绘制总图及零件图等；编制典型零件的加工工艺规程卡片 ； 总结问题进行分析和解决 。 论证小组 成员签名 论证地点： 论证日期： 20 年 月 日 注：此表可从教务处网站下载中心下载。记录、签名栏必须用黑色笔手工填写。 1 卡板级进模具的设计 学 生：谷世超 指导老师：陈志亮 (湖南农业大学 工学院，长沙 410128) 摘 要： 本设计 通过对卡板 零件 的工艺特点分析， 确定 了冲孔、压弯、翻边 、切断 等成形工艺 ，通过对所 提出 的 不同设计方案 的 对比 ， 最终 确定 了多工位级进模的冲压方案 。本论文 介绍了 该卡板级进模 具 的 设计要点、设计过程及模具的 结构特点、工作过程。 本卡板级进模具 的设计 目的在于提高卡板零件的生产效率， 实现生产过程中的机械化和自动化，从而带来较好的经济和社会效益。 关键词： 卡板 零件 ； 工艺分析；级进模；模具结构 ； f u 10128,at of on of of By to as In of be of is to of of in of 前言 本次毕业设计题目 “卡板级进模具的设计”来源于生产实际现场，具有较强的实际应用价值。研究设计卡板级进模能够提高工业生产的效率，使生产过程更容易实现 2 机械化和自动化，同时使操作简单，便于组织生产管理，也能够促进我国工业的发展，带来较大的经济和社会效益。 冲压加工作为现代机械制造中先进高效的加工方法之一 ， 是利用安装在压力机上的模具，在常温或加热的条件下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。 当前，冲压加工更加自动化与柔性化，塑性成形的基础理论已基本形成，以有限元为核心的塑性成形数 值仿真技术日趋成熟， 技术的不断深入应用，使模具质量提高、制造周期下降，新的成形方法不断出现并得到成功应用。我国冲压模具行业结构调整取得不小的成绩，无论是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构，都在向着合理化的方向发展。 本 设计说明书对 卡板零件的工艺特点 进行了分析， 通过对所提出的不同设计方案的对比，最终确定了多工位级进模的冲压方案 。 论文中包含了 排样图的设计及材料利用率计算 ；冲裁力、卸料力、推件力及弯曲力和翻边力等 冲压工艺 力 的计算 ；确定 模具主要零件的外形尺寸 及 凸、凹模间隙并计算出 模具主要零件的尺寸 ； 对模具的整体设计 为 模具装配图 的 绘制 提供了 主要依据 ； 冲模主要 零件 的 设计 及 标准件的选择。 本次设计立意明确，与实际紧密结合，系本人独立完成。由于本人知识水平有限，望各位老师批评指正以供改进，使本人水平得到一定的提高，以达到此次毕业设计的目的。 2 工 件的 冲压 工艺性分析 零件介绍 图 1所示为卡板零件，材料： 1剪强度 =460 520拉强度b=580 640服强度：s=200度为 1 图 1 卡板零件 of 3 工件的尺寸精度： 冲裁件的精度要求，应在经济精度范围内（所谓经济精度是 指在正常加工条件下，采用符合标准的设备工艺装备和标准技术等级工人、不延长加工时间所能保证的加工精度 ），对于普通冲裁件，其经济精度不高于 ，冲孔比落料件高一级。对于本次设计，零件宽度尺寸 10 求较严；其他的尺寸 未标注精度，考虑到成本，按照一般精度要求来加工这些尺寸应该可以满足其工作 性能，故除特别要求工件精度等级选取 审查零件材料选用是否得当 考虑到产品成本和零件的使用性能，材料 为 1 普通不锈钢， 屈服强度 200拉强度 580640抗剪 强度 460 520伸长 率 35 ，适宜冲压选择。 冲裁件 结构 工艺性分析 一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大的是制件的 结构形状、精度要求、形位公差及技术要求。冲裁件的工艺性合理与否 ，影响到冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产率等，在设计中应尽可能提高其工艺性。 冲裁件的形状尽可能简单 、 规则 、避免复杂形状的曲线， 使排样时 以减少废料 ；矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工 ； 冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量避免锐角，严禁尖角 ，如无特殊要求，应用 R圆角过渡； 冲裁 件 凸出或凹入部分不能太窄，尽可能避免过长的悬臂和 凹 槽 ； 冲裁件的孔径因受孔凸模刚度和强度的限制，不宜太小，否则容易折断或压弯，冲孔的最小尺寸取决 于孔的形状、 冲压材料的种类及厚度和 力学性能、凸模强度和模具结构 ； 冲孔件上孔与孔、孔与边缘之间的距离不能过小， 以免影响凹模强度和冲裁质量，其距离主要与孔的形状和料厚有关 1。 本次设 计 中，卡板 零件 左右 对称件，冲裁 结构较为简单， 厚度仅为 1裁性能较好， 工艺性容易满足 材料。 翻边工艺性分析 一般情况下，圆孔翻边时的孔缘在单向拉应力作用下，切向伸长变形引起的厚度减薄最大，最容易破裂，由于材料性质不均匀，孔缘各处允许的切向延伸率不一样，一旦孔缘某处的伸长变形超过了该处延允许的材料伸率，该处就会因厚度减薄过大而破裂。翻边时的变形区基本上限制在凹模圆角区之内，凸模底部材料为只要变形区，处于切向、径向二向受拉伸的应力状态。切向应力在孔边缘最大，径向应力在孔边缘为零。 圆孔翻边时 翻 边 的变形程度 常以翻边前孔径 d 与翻边后孔径 D 的比值 K（即： 翻边系数 ）来 表示： 4 然， K 值愈大变形程度愈小， K 值愈小变形程度愈大。当翻边时孔边不破裂所能达到的最大变形程度，即最小的 K 值，称为极限翻边系数，影响极限翻边系数的因素如下： （ 1） 孔边的加工性质及状态：采用钻的孔翻边时，可得较小的极限翻边系数，孔边表面质量高、无毛刺时有利于翻边 ； （ 2） 预冲孔直径 d 与料厚 t 的比值：比值愈小，即材料愈厚，在破裂前的绝对伸长越大，翻边时不易破裂 ，故极限翻边系数取小些 ； （ 3） 材料的塑性：塑性指标延伸率和截面收缩率愈高时，极限翻边系数可取小些 ； （ 4） 凸模工作部分形状：球形（抛物线形或锥形）凸模比平底凸模对翻边有利 18。 综上所述， 该零件左右对称、宽度相同，相应部位的圆角半径左右相等，可以保证弯曲时毛坯不会产生侧向滑动。 综合性能较好， 强度 、塑性等性能得到较好配合 ，其冲裁、弯曲、翻边加工性较好，可以冲裁弯曲及翻边加工 ，适于大批量生产。 图 2 圆孔翻边时的应力与变形情况 of 确定冲压工艺方案 确定工艺方案 工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和 5 工序的顺序安排等，应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状尺寸等多方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。 考虑到该零件包括需落料、冲孔、弯曲、翻边成形四道工序，可以采用的工艺方案有以下几种： 方案一： 先落料后冲孔，再弯曲，最后翻边成形，即采用单工序生产 ； 方案二：落料冲孔复合，其余单工序，即采用复合模与单工序模配合生产 ； 方案三：冲孔 - 弯曲 切断级进模，采用级进模生产。 方案一结构简单，但需四道工序、四副模具才能完成，效率较低，且精度不易保证。如此浪费了人力，物力，财力。从经济角度考虑不妥当，难以满足大批量生产要求。 方案二 也 需 要 三副模具 才 可成型，该工艺特点首先进行落料冲孔，再弯曲，最后翻边。采用这种方法加工工序也较多，且需要手工操作，定位难以达到精度，质量那以保证。 方案三：级进模是在压力机一 次行程中完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。使用级进模便于冲压生产自动化，可以采用高速压力机生产，也只需要一副模具，制造精度较高，先冲孔后落料，再进行弯曲及翻边成形，最后切断， 级进模具有以下特点： （ 1） 生产效率高。级进模属于多工序模，在一副模具中可包括冲裁、弯曲、拉深、成形等多道工序，因而具有高度劳动生产率 ； （ 2） 操作安全。因为手不必进入危险区域，自动送料时，模具内装有安全监测装置，可防止加工时发生勿送进或意外 ； （ 3） 模具寿命长。由于工序不必集中在一个工位，不存在“ 最小壁厚”问题 ，且改变了凸凹模受力状况，因而模具强度高，寿命长； （ 4） 易于自动化。大量生产时，可采用自动送料机构，便于实现冲压过程的机械化和自动化 ； （ 5） 可实现高速冲压。若配合高速冲床及各种辅助设备，级进模可进行高速冲压 ； （ 6） 可减少厂房面积，半制品运输及仓库面积。一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，并免去用单工序模时之间的周转和储存 。 但是级进模也存在一些问题，如：较难保证内、外相对位置的一致性，制造相对生产周期长，其模具结构复杂，成本高，料的定位与送进是级进模设计中的关键问题 6 等。 因为该零件 成形需冲孔、压弯、翻边 等几 道工序完成。虽然该件结构简单，但是零件宽度尺寸 10 求较严，而且翻孔尺寸为 致预冲孔尺寸较小。若用单工序模具或复合模与单工序模配合冲制精度不易保证，而卡板材料为硬钢，需要精密导向，并且要尽量提高材料利用率。 通过上述三种方案的分析比较， 决定采用方案三级进模生产卡板零件。 确定工位数 工位数的确定要遵从以下原则： （ 1）应保证冲件的精度要求和零件集合形状的正确性。对要求零件精度比较高的部位，应尽量集中在一个 工位上一次冲压完成。在一个工位完成确实有困难，需分解为两个或多个工位时，最好放在相邻的工位上； （ 2）对于复杂的形孔和外形分段切除时，只要不受精度要求和模具周边尺寸的限制，应力求做到各段形孔以简单、规则、容易加工为基本原则； （ 3）在普通低速压力机上冲压的级进模，为了使模具简单、实用缩小模具体积、减少步距的积累误差，凡是能合并的工位，只要模具自身有足够的强度，就不要轻易分解，增加工位 。 空工位的设置原则： （ 1）用导正销做精确定距的条料，可适当增加空位，因步距积累误差较小，对产品精度影响不大。反之，定距精度 差的，不应轻易设空工位 ； （ 2）当模具步距较大（一般步距大于 16，不宜多设置空工位。步距大于 30不能轻易设置多个空工位 ； （ 3）一般来说，精度高、形状复杂的零件，应少设置空工位。反之，可适当增加空工位。 该卡板级进模设置有 8个工位，第 1个工位冲导正孔，为以后的工序定位做准备；第 2个工位以导正钉导正，冲两侧的两个翻边预冲孔；第 3个工位将两端废料切除；第 4个工位为空工位，但以导板进行导正，以防止条料在冲制过程中发生变形和左右倾斜而影响弯曲精度；第 5个工位以导板定位，将两侧废料切除；第 6 个工 位以导正钉导正，对板料进行弯曲，此时导板已经不起导正作用；第 7个工位对预冲孔翻边孔进行翻边；第 8个工位将中间载体切除。 排样及材料利用率的计算 7 计算毛坯尺寸 因为工件在翻边过程中，材料主要受切向拉伸使厚度变薄，而径向变形不大，可知该零件毛坯展开的精度主要由圆弧处尺寸展开的精确性决定，该零件有 4处 弯曲件展开公式进行计算，每处圆弧处展开尺寸按公式 （ 1） ： 弯l=。180 （ 1） r （ 2） 式中：弯l 圆弧部分应变中性层展开长度（ ； 应变中性层的曲率半径（ ； 弯曲中心角，（ 。 ） ； x 应变中性层的位移系数（查表 。 1r t ,则 x=得：= : 弯l= 该零件毛坯长度等于直线部分长度和弯曲部分长度应变中性层展开长度之和。 L=弯直 =2 8+4 3 卡板 零件 的毛坯计算 of 排样的设计 在级进模设计中，要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程，即要确定级进模各工位所要进行的加工工序内容，并在条料上进行各工序的布排，这一设计过程就是条料 8 排样。条料排样的主要内容是在冲口刃口外形设计的基础上，将各工序内容进行优化组合行程一系列工作组，并对工序排序，确定工位数和每一个工位的加工工序；确定载体形式与毛坯定为方式；设计导正孔直径与导正销数量；绘制工序排样图。 条料排样图的设计是多工位级进模具设计的重要根据，是决定级进模优劣的主要因素之一。条料排样图设计的好坏，直接影响模具设计的 质量条料排样图确定了，则零件的冲制顺序、模具的工位数及各工位内容、材料的利用率、模具步距的基本尺寸和定距方式、条料载体形式、条料宽度、模具结构、导料方式等都得到了确定。 卡板零件的毛坯长 L= 1B =10 在该级进模中采用同位双侧刃做粗定位，以导正销做精定位。而侧刃冲切的条料宽度通常取 料取小值，厚料取大值），故在此取 1b =2导正孔直径 d=3增强两侧冲裁凸模的强度，取凸模宽度 是有： 进距 h= 1B +0+4=14料宽度 b=L+2 1b + 2+6上所述，为所设计的工艺排样图如图 4，采用单排排样，条料宽 76了增强两侧冲裁凸模的强度，步距定为 14同位双侧刃做模具定距，以中间载体运送冲件半成品，为了提高弯曲精度，在料中间冲切了导正孔，在弯曲时对条料进行校正定为。不仅提高了材料的利用率，且由于两个单向弯曲设 计在同一工位，抵消了弯曲而产生的侧向力，使弯曲时受力合理，以导正 销 精确定距，保证步距精度。为了更好地利用导正钉定位，模具采用反翻边孔结构。 材料利用率的计算 板料规格拟用 18501500 708冷轧钢板 若用纵裁：裁板条数 1n = 1176850b 4条个数： 2n = 10714 板总个数 总n=1n 2n =11 107=1177个 材料利用率2201B)2 （总总 100%=若用横裁：裁板条数 1n = 19761500b 6条个数 2n = 6014 9 每板总个数 总n=1n 2n =19 60=1140个 材料利用率2201B)2 （总总 100%=由此可见，纵裁有较高的材料利用率，因为 现在的轧钢技术已经不是过去的纵向、横向的概念了，在钢板轧制过程中，已经加了斜向轧制的工艺，现在材料的各向异性减轻了许多 ，所以决定 采用纵裁 。 图 4 排样图 主要工艺参数的确定 确定预冲孔直径尺寸 圆孔翻边时，一般翻边高度及直径（ h和 d）为已知，需要计算的是预冲孔的直径0d。计算的依据是：在圆孔翻边时，同心圆之间的距离变化不显著，预冲孔直径可用弯曲展开的方法做近似计算： 0d= 101 2)2(- 01 2 m ，01 - （ 3） 其中：0d 预冲孔直径（ ； 10 1D 翻边孔外圆弧圆中心所在直径（ 翻边后竖边的直径（ r 圆角半径（ 0t 材料厚度 ( 1 1h 翻边孔后的直边高度（ h 翻边后零件的高度， 可得： 1D =1h =d= 5 翻边孔尺寸 确定双斜楔结构角度参数 双斜楔具体结构（见下图 6）。假设从动斜楔 1的垂直直径形成为 A，水平滑块 2的水平行程为 B，升降滑块 3的垂直行程也就是翻边孔凸模的行程为 C，那么三者的关系为： B= （ 4） C= yB （ 5） 所以 C=A 虑楔传动机构在动作中的摩擦损失，为确保楔滑块输出足够的压力， 0度甚至更小，可取 40 30 度。 据长期生产实践经验和理论推导，如 使楔和楔传动机构具有最高的机械效率， 11 为加工方便，可取 040x ， 050y 升降滑块 3的垂直行程 C=得： B=A= 6 双斜楔结构角度 图 各部分工艺力的计算 冲裁力的计算 冲裁力计算包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力的计算。 冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离的力，其 大小 主要与材料力学性能、厚度及冲 裁件分离的轮廓长度等参数有关。冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲裁力的目的是为了合理的选用冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 冲裁力的计算公式 冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。考虑到成本和冲裁件的质量要求，此用平刃口模具冲裁，冲裁力 F（ N）： （ 6） 式中 L 冲裁件周边长度（ t 材料厚度 （ 材料抗剪强度（ K 系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变 12 化及材料厚度偏差等因素，一般取系数 K= 冲裁件的周边长度 L=2 2+2 (2+14)+2 (4)+2()+2 12=235. 24 1 =480 故冲裁力 ： F=1 480=般情况下，冲裁件从板料切下以后，径向因弹性变形而扩张，板料上孔则沿径向发生弹性收缩。同时，冲下的零件与余料还要力图恢复弹性穹弯。这两种弹性恢复的结果，会使落料件梗塞在凹模中，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上卸下的板料、带料的力称为卸料力；把落入凹模洞口中的冲压件或废料顺着冲裁方向推出的力称为推件力。影响这些力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸及润滑情况等。大间隙冲裁时，因板料所受拉伸变形大，故冲裁后的弹性恢复使落料件比凹模孔小，而冲下的孔比凸模大，故使卸料 力与推件力都有所降低。所以要准确计算这些力是很困难的，实际生产中常用下列经验公式计算： 卸料力 （ 7） 推件力 （ 8） 式中： F 冲裁力（ N）； n 同时梗塞在凹模内的废料数，取 n=4； 卸K、推K 卸料力和推件力系数； 查中国模具工程大典第四卷冲压模具设计中表 K=K=F=F=4 模具总压 力为： 冲裁F F+ 卸F + 推F = 降低冲裁力的方法 在冲裁高强度材料或厚度大、周边长时，所需的冲裁力较大。如果超过现有压力机吨位，就有必须采取措施降低冲裁力，主要有以下几种方法： （一）阶梯凸模冲裁 在多凸模冲裁模具中，为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，可根据凸模尺寸的大小，做成不同高度，形成阶梯布置 ，从而减少冲裁力。这种模具的缺点是长凸模插入凹模较深，容易磨损，修磨刃口也比较麻烦。 （二）斜刃口冲裁 13 在用平刃口模具冲裁时，整个刃口同时与冲裁件周边接触，同时切断，所需冲裁力大。若采用斜刃口模具冲裁，也就是将凸模（或凹模）刃口做成有一定斜度的斜刃，冲裁时刃口就不是同时切入，而是逐步切入材料，逐步切断，这样，所需的冲裁力可以减小，并能减小冲击、振动和噪声，对于大型冲压件，斜刃冲裁用的比较广泛。 斜刃冲裁降低了冲裁力，使压力机性能在比较柔和、平稳的条件下工作。但模具制造与修磨比较复杂，增加了困难，刃口容易磨损 ，工件不够平整，一般只用于大型工件冲裁及厚板冲裁。 除上述两种方法外，将材料加热冲裁也是一种行之有效的降低冲裁力的方法，因为材料在加热状态的抗剪强度有明显下降。但材料加热后产生氧化皮，且因为要加热，劳动条件差。另外，在保证冲裁件断面质量的前提下，也可适当增大冲裁间隙等方法来降低冲裁力。 弯曲部分的力计算 弯曲力是指工件完成预定弯曲时需要压力机所施加的压力。弯曲力不仅与材料品种、板料厚度、弯曲几何参数有关，还与弯曲凸、凹模间隙大小等因素有关。在凸、凹模隔着材料吻合以前的弯曲过程称为自由弯曲。 自由弯 曲的弯曲力计算： b 9） 式中： 1F 自由弯曲力（冲压行程结束，尚未进行校正弯曲时的压力）， N； B 弯曲件宽度 （ B=10 t 弯曲件材料厚度 （ t=1 R 弯曲内半径 （ ， R=1 b 材料抗拉强度 （ 取b=600 K 安全因数，一般取 K= 所以弯F=11 =2730N 翻孔部分的力计算 用圆柱形冲头进行圆孔翻边时，翻边力 翻F=t(s（ 10） 式中： F 翻 边力， N； t 材料厚度 ， 14 s 材料的屈服强度 （ ， 查表可得，s=196 D 翻边后孔的直径（中径）， d 预冲孔直径， 故翻F= 1 ( 196=料力的计算： 压料力 0% 80%，即： Q=( （ 11） 式中： Q 压料力， N。 取 Q=择压力机时： 1压力机=总压力 总F=冲裁F+弯F+翻F+Q=730+压力中心的计算 冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。如果模具压力中心与压力机滑块中心不一致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力 机的使用寿命。通常利用求平行力系合力作用点的方法（解析法或图解法）确定模具的压力中心。 如图 7 为本工件的 压力中心计算 图，为减少计算，坐标设为图中所示，根据“合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和”的力学原理可按下列公式求冲模压力中心到 x 轴和 y 轴的距离： 压力中心到 x 轴的距离为： 654321665544332211 （ 12） 压力中心到 y 轴的距离为： 54321665544332211（ 13） 其中： 1L =（ 4+12） 2=32L =（ 4+ 2 2=L=（ 14+ 2 2=15 4L =2 L=（ 14+2） 2=32L= 3= ：9. 423216. 7159. 8132 . 232 1109. 42105328916. 717759. 854132 . 21232 X=0 7 压力中心计算 of 冲压设备的选择 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、产品制造、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要的问题。对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用具有 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。但是，它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装机械话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。 确定设备的规格时应注意以下几个问题： （ 1）压力机的行程大小，应能保证成形零件的取出与毛坯的放进，例如拉深所用压 力机的行程，至少应大于成品零件高度的两倍以上； （ 2）压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还需要留有安装固定的余地，但 过大的工作台面上安装小尺寸的冲模时，工作台的受力条件也是不利的； 16 （ 3）所选压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适应。 模具的闭合高度 低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。 压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机的连杆长短能调节，也既压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大闭合高度 设计模具时，模具闭合高度 05- 0m a x （ 4）冲压力与压力机力能的配合关系：当进行冲裁等冲压加工时，由于其施力行程较小，近于板材的厚度，所以可按冲压过程中作用于压力机滑块上所有力的总和 F 总选取压力机。 根据所要完成的冲压工 艺的性质、生产批量的大小、冲压家的几何尺寸和精度要求等来选定设备类型。由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力 下式计算 选择压力机。 总压 ）（ 14） 公称压力：总压 ）（ （ N 选取公称压力为 400与模具设计的相关参数为： 公称压力： 400 滑块行程： 100 最大闭合高度： 300 封闭高度调节量： 80 模柄孔尺寸： 5070 6 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 计算原则 冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸 。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸 17 范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数值。模具刃口尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本可以分为两类： 一是：采用凸、凹模分别加工，凸、凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲 裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸、凹模设计图样上，这样加工方法具有互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（ 圆 形，方 形 或矩形）的冲件。 二是：凹模与凸模配合加工，是指先加工好凸模或凹模作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配做凹模或凸模，使它们保持一定的间隙。因此只需在基准件上标注尺寸和公差，一件只标注标称尺寸，并标明“某尺寸按凹模或凸模配做，保证双面间隙多少”。这样可以放大基准件的制造公差，其公差不再受凸、凹模间隙大小的限制，制造容易，并 容易保证凸、凹模间的间隙，主要用于形状复杂或料薄的工件。 因该工件需冲裁部分的形状均较简单，故均采用凸模和凹模分开加工的方法。 刃 口尺寸计算 冲导正孔 凸、凹模刃口尺寸 计算 冲孔时首先确定凸模刃口的尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式如下： 0-)(p （ 15） Z(d Zx(d （ 16） 式中：pd、 冲孔凸凹模刃口尺寸， d 冲孔工件孔径的基本尺寸， 工件制造公差， 里按照 X 系数，为避免多数冲裁件尺寸都偏向于极限尺寸，此处可取 x= 最小合理间隙值（双面）， p、d 凸、凹模制造公差， 由中国模具工程大典第 4卷冲压模具设计表 （中等间隙类）取间隙比值为 双面间隙 1 0 0 ) m m( 8 i n 1 0 0 ) m m( 1 1 a x 18 0 ) m 0 - m a x 表 模的极限偏差： 冲孔部分基本尺寸为 3 ， d =+p +d =（ 3 3 6 50 50 100 100 200 200 得： H=72=18 H=40模壁厚（指凹模刃口与外边缘的距离） C=(2)H=(2) 20=（ 30 40） 模采用螺钉和销钉固定在下模座上，钉孔值刃口边及钉孔之间的距离要有足够的强度。凹模上螺孔到凹模边缘的最小距离为 12模上螺孔到凹模刃口的最小距离为 14孔到销孔的距离为最小距离 5淬火 5的 销钉，销钉到凹模边缘的 最小距离为 8 为了便于刃磨刃口，该模具采用拼合凹模，带全部拼块组合后，由前、后、左、右四条围框以止口咬合，并用螺钉紧固。为了增强冲裁凹模的强度，把第 4工位定位空位，为了便于制作，在第 5、 6两工位分断，从而更好地保证组合的冲裁精度。 以上尺寸要根据具体情况而定，再根据排样图，可以基本了解凹模的外形结构， 图 13是凹模的俯视图 18。 卸料 弹簧的设计 与选择 弹簧是模具中广泛应用的弹性零件，主要用于卸料推件和压边等工作。圆钢丝螺 26 图 13 组合凹模 of 压缩弹簧的选用要求如下： （ 1）压力要足够。即 ： 卸预 （ 19） 式中：预F 弹簧的预压力， N； 卸F 卸料力， N； n 弹簧根数。 （ 2）压缩量要足够。即 ： 修磨工作预总 （ 20） 式中： h 弹簧允许的最大压缩量， 总h 弹簧需要的总压缩量， 预h 弹簧的与压缩量， 工作h 卸料板、推件块或压边圈的工作行程， 修磨h 模具的修磨量或调整量， 般取 4 6 （ 3）要符合模具结构空间的要求。模具闭合高度的大小限定了所选弹簧在预压状态的长度；上下模座的尺寸限定了卸料板的面积，也就限定了允许弹簧所占用的面积， 27 所以选取弹簧的根数、直径和长度，必须符合模具结构空间的要求 8。 根据模具结构初定弹簧根数为 6，每根弹簧分担的卸料力为： 预 =6=选弹簧 8 45 90，工作极限负荷200N 200N，工作极限负荷下变形量簧每圈最大压缩量 jh/n= 弹簧每圈预压缩量 预h/n=200 弹簧每圈剩余压缩量 余h/n= 弹簧的预压缩量 （预h/n） n= 弹簧的剩余压缩量 （余h/n） n=作h=13 弹簧的总压缩量 修磨工作预总 =3= 校核 h。 在卸料力作用下 弹簧未压死，所以选取弹簧尺寸合适。 弹簧的安装长度自由安 小化整取 76。 8 模具总体设计 模架及模柄 结构 的 设计和 选择 模架 结构 的 设计和 选择 模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否用带导柱的模座。带导柱 标准模座的常用形式及导柱的排列方式如图 14所示。 一般根据凹模、定位和卸料装置等的平面布置，来选择模座的形状和尺寸。模座外形尺寸应比凹模相应尺寸大 40 70座厚 度一般取凹模厚度的 1 1 5倍。下模座外形尺寸每边至少应超过压力机台面孔 40 50时选择的模架其闭合高度应与模具设计的闭合高度相适应。 根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置的尺寸，选取四 导柱模架，根据 取凹模周界 L=315=250用最小闭合高度 195大闭合高度240模座 315 250 40模座 315 250 50柱 30 1901个），32 1903个），导套 30 100 381个）， 32 100 383个）。 该模具采用四导柱模架进行导向，上、下模板均采用钢制模板，以增加刚性和冲压稳定性，从而保证了良好的模具制造间隙。 模柄的选择 模柄的作用是将模具的上模座固定在压力的滑块上，由选择的压力机可知， 28 0度 70择直径 d=50度 H=100料为 型压入式模柄：模柄 100（ 带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用 H7/以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。 图 a)为对角导柱模架；图 b）、 c）为后侧导柱模架， c）为窄型；图 d)、 e)为中间导柱模架， e)用于圆形件；图 f）为四导柱模架。 图 14 滑动式导向模架 固定板 结构设计 将凸模或镶块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的板件分别称为凸模固定板或凹模固定板。固定板的外形通常为