人人文库网 > 毕业设计 > 任务书类 > 【CM187】凹形垫片[调整片]的冲裁模具设计【17张CAD图+PROE三维图+PPT答辩稿+外文翻译+设计说明书】【模具专业毕业设计论文】
【CM187】凹形垫片[调整片]的冲裁模具设计【17张CAD图+PROE三维图+PPT答辩稿+外文翻译+设计说明书】【模具专业毕业设计论文】
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冷冲模具使用寿命的影响及对策 冲压模具概述 冲压模具 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 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。 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类： 根据工艺性质分类 （ 1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （ 2）弯曲模 使板料毛坯或其 他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 （ 3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （ 4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 根据工序组合程度分类 （ 1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （ 2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模 具。 （ 3）级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 冲冷冲模全称为冷冲压模具。 冷冲压模具是一种应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化锆、氧化钇粉中加铝、镨元素构成，制备工艺是将氧化锆溶液、氧化钇溶液、氧化镨溶液、氧化铝溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、干燥，煅烧得 到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以替代传统高速钢、钨钢材料。 冷冲模具主要零件 冷冲模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。 （一）模具的主要零件、作用及安全要 求 1工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的关键零件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求： （ 1）应有足够的强度，不能在冲压过程中断裂或破坏 （ 2）对其材料及热处理应有适当要求，防止硬度太高而脆裂。 2定位零件定位零件是确定坯件安装位置的零件，有定位销（板）、挡料销（板）、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位零件时应考虑操作方便，不应有过定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。 3压料、卸料及出料零件压料零件有压边圈、压料板 等。 压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸入或异物进入，外露表面棱角应倒钝。 4导向零件导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间 隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少 5 至 10 毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。 5支承及夹持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、垫板、限位器等。 上下模板是冷冲模具的基础零件，其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。 有些模具（落料、冲孔类模具）为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对 相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。 6紧固零件它包括螺钉、螺母、弹簧、柱销、垫圈等，一般都采用标准件。冷冲模具的标准件用量较多，设计选用时应保证紧固和弹性顶出的需要，避免紧固件暴露在表面操作位置上，防止碰伤人手和妨碍操作。 冷冲模具的发展 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对冷冲模具的需求量不断增长。近年来，冷冲模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，冷冲模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而冷冲模具制造是整个链条中最基础的要素之一，冷冲模具制造技术现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企业的生存空间。 近年许多冷冲模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 别厂家还引进了 成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 虽然中国冷冲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，精密加工设备在冷冲模具加工设备中的比重比较低；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、复杂和长寿命冷冲模具依赖进口。 随着科学技术的不断进步 ,现代工业产品的生产日益复杂与多样化 ,产品性能和质量也在不断提高 ,因而对冷冲压技术提出了更高的要求 冷冲压技术自身也在不断革新和发展 克服其缺点 应注意以下几方面： (1)冷冲压技术的发展过程中应正确地确定工艺参数及冷冲模具工作部分的形状与尺寸 ,提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期 ,应在加强冲压成形理论研究的基础上 ,使冲压成形理论达到能对生产实际起指导作用 ,逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺分析计算方法 以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和可能出现的问题。 (2)加快产品更新换代 ,克服模具设计周期长的缺点 术的研究 目前要 特别注意加强多工位级进模 (3)满足大量生产需要以及减轻劳动强度 使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产 ,达到生产高度自动化 ,进一步提高冲压的生产率。 (4)扩大冷冲压生产的运用范围 也适合小批量生产 ;既能生产一般精度的产品 ,也能生产精密零件 特别是厚料精冲 )、高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺 ,还要推广简易模 (软模和低熔点合金模 )、通用组合模、数控冲床等设备的运用。 此外 ,对冲压板料性能的改进 ,模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。 冷冲模具使用寿命的影响及对策 冷冲模具的使用寿命是以冲制出的工件数量来计算的。影响冷冲模寿命的因素很多。主要有模具结构设计、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的热处理质量与表面强化、冲模零件的制造精度和冷冲压材料的选取。除此之外，还有冲模的安装、调整、使用以及维修等。 1模具设计对寿命的影响 (1)排样设计的影响排样方法与搭边值对模具寿命的影响很大，过小的搭边值，往往是造成模具急剧磨损和凸、凹模啃伤的重要原因。从节约材料出发，搭边 值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在冲裁中有可能被拉人模具问隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根据零件产量、质量和寿命，确定排样方法和搭边值。 (2)凹模结构的影响对容易产生应力集中而开裂的凹模结构，可以采用组合结构或镶拼结构，以及预应力结构，从而提高模具使用寿命。 (3)间隙的影响当间隙过小时，压缩挤压利害，摩擦力增大，磨损增大，侧面的磨损加剧，冲裁后卸料和推件时，材料与凸、凹模之间的摩擦还将造成刃口侧面的磨损比端面的磨大大，同时也容易造成凸、凹模温度很高，把金属碎屑吸附在刃口侧面，形成金属瘤，使凸、凹模出现崩刃或胀裂现象。因此，过小的间隙对模具寿命极为不利。间隙太大，会增加凸模与凹模端面边缘的集中应力，致使压应力急剧增加，于是刃口边很快屈服变形而失去棱角。因此又增加了冲裁力，进而使刃口边更快磨损，降低模具寿命。但为了减小凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下，设计时适当采用较大间隙是十分必要的。 (4)模具导向结构对寿命的影响可靠的导向对于减小工作零件的磨损，避免凸、凹模啃伤是非常有效的。特别对无 问隙或小问隙冲裁模、复合模和多工位级进模更为重要。为提高模具寿命，必须根据工序和零件精度要求，正确选择导向形式和导向精度，所选择导向精度应高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷冲压材料选取的影响冷冲压材料应满足制件的设计要求和冲压工艺要求，否则容易损伤模具，降低模具使用寿命。冷冲压材料表面质量不好，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。冷冲压材料塑性不好，变形量小，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。另外，材料的厚度公差应符合国家标准。因为一副冲模适用于一定材料的厚度，成形、弯曲、翻边、引伸模具的凸、凹模结构间隙是直接根 据材料厚度来确定的。所以材料厚度不均匀，会导致废品产生和模具损坏。 2模具材料对模具寿命的影响 模具材料对模具寿命的影响是模具材料性质、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。其中，材料性质和热处理质量影响最为明显。模具材料性质对模具寿命的影响是很大的。如将同一种工件，使用不同的模具材料做弯曲试验，试验结果：用 9寿命为 5 万次；用 氮，其寿命可达 40 万次。因此，在选用材料时，应根据制件的批量大小，合理选用模具材料。模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大。但并不是硬度愈 高、模具寿命愈长。这是因为硬度与强度、韧性及耐磨性等有密切的关系。有的冲模要求硬度高，寿命长。如采用 制造冲模，硬度为 54 58冲几千次，制件毛刺就很大。如果将硬度提高到 60 64刃磨寿命可达 2 3万次。但如果继续提高硬度，则会出现早期断裂。有的冲模硬度不宜过高，如采用 8 62，一般寿命为 2 3 万件，失效形式是崩刃和开裂以及如果将硬度降到 54 58命提高到 5 6万件，但硬度降低到 50 53此可见，模具 硬度必须根据材料性质和失效形式而定。应使硬度、强度、韧性及耐磨性、耐疲劳强度等达到特定冲压工序所需要的最佳配合。 3模具的热处理质量与表面强化对寿命的影响 模具的热处理质量对模具的性质与使用寿命影响很大。实践证明，模具工作零件的淬火变形与开裂，使用过程中早期断裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关，但与模具的热处理关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处理不当引起的失效占 50 以上。实践证明，高级的模具材料必须配以正确的热处理工艺，才能真正发挥材料的潜力。模具工作零件表面强化处理的目的 ，是获得外硬内韧的效果，从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好配合。模具表面强化处理方法很多，表面处理的新技术工艺发展很快。除氮碳共渗和离子氮化、渗硼、渗铌、渗钒、表面镀硬铬和电火花强化外，化学气相沉积 (物理气相沉积 (逐步采用。经 具表面覆盖一层超硬物质，如 。硬度极高、耐磨性、耐蚀性、抗黏合性很好，可提高模具寿命几倍到几十倍。 4冲模零件的制造精度对模具寿命的影响 冲模制造的精度与使用寿命关系很大，特别是模具表面粗糙度对模具影响很大。如用制造落料模，如果表面粗糙度值 R =1 6 m 时，其寿命为 3 万件左右。如经精抛光，表面粗糙度值 R =0 4 m，寿命可提高到 4 5万件。因此，对模具工作零件表面，一般都要经过磨削、研磨、抛光等精加工和精细加工。 5其他方面对模具寿命的影响 (1)压力机的精度不高，也易使冲模损坏。 (2)冲模在压力机上安装的正确与否及操作者的技术水平高低，对模具寿命也有很大影响。 (3)冲模的保管和维护好坏，以及使用润滑剂的情况，也影响模具使用寿命。 6结语 在实际生产中，对于薄板冲模使用，很少出现非正常磨损的 情况。但对于厚板冲模时则发现易出现非正常磨损，我们总是针对出现的问题进行研究总结。因为一副冷冲模，从设计、加工制造、装配、调试到安装、使用，都耗费了众多工时，同时冲模的凸、凹模使用的材料，大都是优质合金钢。因此，冲模的成本都是比较高的。所以在生产中了解影响冲模寿命的因素及采取相应的对策来指导生产，具有重大的现实意义。 of of in or or of a is at in to on to a or to of a in of to 1. to (1) or If (2) to or a to a of in (3) is of or of to of (4) or is to of of as 2. to (1) in a a (2) is in a at at to or (3) as of in or of at of a in on of or is in Pr is of a of by of by by of is of in of is no is on if of of to or in a to (A) of 1. is a to it is to it (1) be of be or (2) be to to 2. is to of is be to to in to 3. of of to of s is to up by on up of to be or in of to or be 4. is of a is to be to in on at 0 be in so s do to 5. Up is of at to be or to to of be up At be to be to so as to 6. of be to of to to to of In 5% of of ie in to of a As of in it is of of to a s an of of to in be as an to G, in A as of a AW to In to of of in in so ie in is a ie is in a of ie on of of is In to to in is to as as of to in (1) be ie of of to of be in of to to a a of of to of to of a on (2) to to of a of In my to (3) to of of so of in a a of to (4) of of So of to as NC In of of be of by of in In 1. (1) of a on to on is of of be in to or of to (2) to on of be or to (3) of is of of on of to is of in to a so毕业设计答辩 设计课题名称： 凹形垫片的冲裁模具设计 专 业 班 级： 设 计 人： 学 号： 12606110204 指 导 老 师 ： 答辩大纲 1、 零件设计概念 2、冲压模具的方案确定 3、排样设计 4、模具的受力中心计算 5、 冲压设备选择 6、 凸凹模设计 7、设计心得与体会 零件设计概念 该零件为凹字型结构，只作调整垫片使用，生产类型属于大量生产，该零件外形对称，结构较为简单，尺寸属于中等大小，通过对零件结构工艺性分析，科学合理的进行排样图的设计。考虑到出件的方便以及卸料的方式，根据模具的精度及制造难度，选择一种合适的凸凹模尺寸计算方法进行综合设计，使学生能熟练掌握较复杂的典型冲裁模具的结构，能利用 进行冲压模具设计。 零件设计概念 如图所示的零件， （ 1）生产批量：大批量； （ 2）材 料： （ 3）材料厚度： t= 冲压模具的方案确定 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料 用倒装复合模生产。 方案三：冲孔 用级进模生产。 方案一结构简单，但需两道工序、两副模具才能完成，生产效率也低，如此则浪费了人力、物力、财力，从经济性的角度来考虑不妥当，难以满足大批量的生产要求。 方案二采用倒装复合模生产，与方案一相比，倒装复合模具把凸凹模放在下模，虽然模具结构较方案二简单，可冲工件的孔边距也较大，但是工件的平整性较方案一差。 方案三采用冲孔落料级进模具生产，也只需要一副模具，制造精度高，先冲孔后落料，但是其模具结构复杂，生产周期长，成本高。 通过上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳 排样设计 冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等，因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料称为结构废料，它取决于工件的形状，一般不能够改变。 工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料称为工艺废料，它决定于冲压方式和排样方式。 合理的排样方法，应是将工艺废料减到最少。考虑到该工件的外形特征和材料的利用情况，此采用以下的的排样方式。 模具的受力中心计算 由于外形两边基本对称，所以只需要单独计算冲孔及两个小边在整个模具中的压力中心。 冲孔 6 380 2= 冲孔 6 380 2= 外形 10 2 380= 外形 10 2 380= 轴的力臂 轴的力臂 10 轴的力臂 轴的力臂 0 轴的力臂 10 轴的力臂 10 轴的力臂 10 轴的力臂 0 根据合力距定理： 模具的受力中心计算 根据合力距定理： 234（ 2+ 234（ 2+ 轴的力臂； 轴的力臂； 所以该模具的压力中心为（ 0, 模具的受力中心计算 考虑到制件的精度要求，参考文献 223主要技术参数如下： 公称压力： 630 标称压力行程 :8 滑块行程： 120 最大封闭高度： 360 封闭高度调节量： 90 工作台孔径（前后 左右）： 480710 模柄孔尺寸（直径 深度）： 5070凹模设计 凸凹模是本模具中相当重要的工作零件，是完成冲压工作的主要零件。圆形凸模已趋于标准化。非圆形凸模固定部分应做成圆形或矩形，由于凸凹模同时起到落料凸模和冲孔凹模的作用，并且也肩负着排除废料的责任 。 固定板厚度 5料板厚度 15凹模长度为 L=15+18+5=50 取凸凹模长度为 不需要进行强度核算以及抗弯能力和承压能力的校核。 设计心得与体会 通过这次的产品设计，我已经深刻的了解到设计真的是难以想像的困难啊。最难受的是当你做完第一步，正在做第二步的时候才知道第一步做错了，那就不得不从头开始继续奋斗了。在做的过程中真的是悲喜两重天，做得出来就当然是喜，做不出来肯定是悲了。在这次设计中，我很感谢自己宿舍的同学，他们给了我很大的支持和技术上的援助，他们帮助了我很多，谢谢。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 南京工程 学院 毕 业 设 计（论 文）说 明 书 题 目 凹形垫片复合模设计 学 生 周智鹏 系 别 机电工程系 专 业 班 级 南工程模具 131 学 号 088813203023 指 导 教 师 施华 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 1 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 第一章、绪论 . 3 第二章、冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定 . 6 . 6 . 6 . 7 . 7 第三章、排样图的设计及材料利用率的计算 . 8 . 8 . 9 . 10 第四章、冲裁工艺力的计算 . 11 . 11 . 11 件力、和顶件力的计算 . 12 . 13 第五章、冲压设备的选择 . 15 . 15 第六章、冲裁模工作部分设计计算 . 16 . 16 . 17 计算 . 18 . 19 . 19 第七章、卸料零件计算 . 20 . 20 第八章、主要零部件设计 . 21 . 21 . 22 . 23 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 2 . 24 . 24 . 25 . 25 . 26 . 26 . 26 . 26 第九章、标准件的选择 . 27 . 27 . 28 . 28 . 28 . 29 总 结 . 30 参考文献 . 31 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 3 摘 要 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲 压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点 。 本文阐述了冲压复合模的结构设计及工作过程，通过工艺分析，采 用落料冲孔工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定模具类型。该模具采用后侧导柱模架，左右两边的导柱和导套采用同一型号。落料凹模采用整体结构，废料从凸凹模的开槽中卸出。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。 关键字： 冲压；落料冲孔；复合模；模具结构 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 4 on to on to or to as or a is of at to be or is of of to or is or in do of is no be of in to it in of of of as of is of on of 第 一章 绪论 我国考古发现，早在 2000 多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中南京工程学院毕业设计说明书（论文） 5 国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。 1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于 1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20世纪 60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了 300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具生产能力。 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具 工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 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 12 m，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 m 的精冲模， 大尺寸（ 300冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 6 第二章 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定 冲裁材料为 文献 1 ：属于普通碳素钢，屈服点 s=240拉强度b=440伸率不小于 25，抗剪强度 =310性好，焊接性好，适合冲裁。 图 零件图示意图 冲裁件的结构形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的 形状，以减少废料，矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工。从产品形状看，产品属于正方形，不过四角是尖角的，这样凹模会因为热处理应力集中而导致开裂，因此在设计模具时，产品四角需要增加 R 角，根据材料厚度和产品大小，本设计增加 冲裁件凸出或凹进的部分不能太窄，尽可能避免过长的悬臂和窄槽，如图 2小宽度 冲裁材料为高碳钢， b 2t, 当材料厚度 京工程学院毕业设计说明书（论文） 13 铝 铝合金 紫铜 黄铜 ：表 42。卸料力系数 K 卸 在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。 冲裁时，所需冲压力为冲裁力、卸料力和推件力之和，这些力在选择压力机时是否要考虑进去，应根据不同的模具结构区别对待。 采用刚性卸料装置和下出料的冲裁模的总压力为 F F F总 冲 推（ 4 采用弹性卸料装置和下出料的总压力为 F F F F 总 冲 卸 推（ 4 采用弹性卸料装置和上出料方式的的总压力为 F F F F 总 顶冲 卸（ 4 式（ 4（ 4（ 4自文献 2 因为工件厚 对较薄，卸料力也比较小，故采用弹性卸料装置上出料方式，总冲压力 F 总 =F 冲 +F 卸 +F 顶 =压压力中心计算 冲裁时的合力作用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滑块的压力中心不一致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具寿命和压力机的使用寿命。 计算压力中心时 ，如图 4示。为了减少计算，坐标设在12此时1x=0，12y=0，可少算两个数。 将 标系建立在图示的对称中心上，将冲裁轮廓线按集合图形分解为 10段基本线段。若选用 床，模柄孔 40，压力中心点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。有关计算如表 4 其计算公式如下： 1 1 2 2 n 11 2 x l x l l l l =0 （ 4 1 1 2 2 n 11 2 y l y l l l l =0 （ 4 式（ 4（ 4自文献 2 式中 各图形冲裁力的 各图形冲裁力的 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 14 1l、2l 各图形冲裁周边长度（ 由于外形两边基本对称，所以只需要单独计算冲孔及两个小边在整个模具中的压力中心。 冲孔 t b，得 6 380 2=2 冲孔 t b，得 6 380 2=3 外形 t b，得 10 2 380=4 外形 t b，得 10 2 380=1 轴的力臂 轴的力臂 10 轴的力臂 轴的力臂 0 轴的力臂 10 轴的力臂 10 轴的力臂 10 轴的力臂 0 根据合力距定理： 234（ 2+ 234（ 2+ 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 15 轴的力臂； G 轴的力臂； 所以该模具的压力中心为（ 0, 第五章 冲压设备的选择 考虑到制件的精度要求，参考文献 2选 主要技术参数如下： 公称压力： 630称压力行程 :8块行 程： 120大封闭高度： 360闭高度调节量： 90作台孔径（前后左右）： 480710京工程学院毕业设计说明书（论文） 16 模柄孔尺寸（直径深度）： 5070 冲压设备的选择图 第六章 冲裁模工作部分设计计算 冲裁间隙是冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。冲裁间隙分为单边间隙和双边间隙单边间隙用 双边间隙用 间隙值的大小对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力的影响很大，是冲裁工艺与模具设计中一个极其重 要的工艺参数。 确定合理间隙的方法主要有理论计算法和查表选取法两种。一般直接采取查表的方法，直接明了。 本模具所冲裁的材料为 料厚度为 表得：南京工程学院毕业设计说明书（论文） 17 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理的间隙的数值也必须依靠模具刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸及其公差是设计冲裁模的主要任务之一。 （一）计算原则 由于凸 、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用过程中，落料件是以大端尺寸为 基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原则： （ 1）落料模先确定凹模尺寸，其标称尺寸应取接近或者等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。 （ 2）冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应接近或者等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。 （二）计算方法 模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本上可分为两类。 凸、凹模分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了保证凸、凹模间隙小于最大合理间隙不仅凸、凹模分别标注公差（凸模p， 凹模d），而且要求有较高的制造精度，以满足如下条件 m a x m i Z （ 6 或取 m a x m i 4 ( )p (6 m a x m i 6 ( )d 也就是说，新制造的模具应该是m i n m a Z ， 如图 6示。否则制造的模具间隙已超过允许的变动范围影响模具的使用寿命。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 18 对于冲制件形状复杂或薄板制件的模具 ,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模（或凹模）作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配作凹模（或凸模），使他们保持一定距离。因此，只需在基准件上标注尺寸及公差，另一件只标注标称尺寸，并注明“尺寸按凸模（或凹模）配作，保证双 面间隙”。这样。可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。 由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不相同。 应以凹模为基准件，然后配做凸模。 图示为落料件，先做凹模，凹模磨损后，（图 6刃口尺寸的变化有增大、减小、不变三种情况。因此凹模尺寸应按不同情况分别计算。 凹模磨损后尺寸变大（图中 计算这类尺寸，先把工件图尺 寸化为 ，再按落料凹模公式计算 : 0() x （ 6 上式引自文献 22 式中 凹模刃口尺寸（ A 工件标称尺寸（ 工件公差（ d 凹模制造偏差（ d= /4。 落料凹模尺寸： 0( dj =; 0( dj =; 0( dj =; + 0( dj =2 0; 该零件落料时凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值2 设计中取 落料凸模尺寸： 011 )( = 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 19 022 )2( =00 + 台阶高度 10毫米保持不变 044 )( =由于冲出的孔形状简单，所以凸模与凹模分开加工。 由文献 2 文献 2 2模的制造公差： d=p=mm /2=（ 1标注尺寸公差，按照 精度处理， x=工件公差= 冲孔凸模尺寸： )d0=6+孔凹模尺寸： Z)0d= 2 0 （ 6 上式引自 由文献 22。 凹模孔心距的标称尺寸（ L 工件孔心距的标称尺寸（ 工件孔心距的公差， = /8= 11 /8 =（ 20 ） 0 1 /8 =（ 10 ） 0 京工程学院毕业设计说明书（论文） 20 第七章 卸料零件计算 因为工件料厚为 对较薄，卸料力也比较小，故采用弹性卸料。根据卸料力 5320N 采用 4 个弹簧，此时每个弹簧担负的卸料力为约 10625N。 冲裁时卸料板的工作行程 t+1=3；考虑凸模的修模余量 脂的预压量为 树脂总压缩量为 H 总 =h1+h2+h3= 虑卸料的可靠性，取树脂在预压量为 1000N 的压力。初选树脂直径 d=25作极限负荷 1000N；自由高度 5 作极限载荷下弹簧的变形量 .3 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 21 第八章 主要零部件设计 凹模的 设计是模具设计一项很重要的工作。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 22 图 凹模的设计图 凹模刃口通常有如图 9 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 23 图 9模的刃口形式 图 a 的特点是刃边强度较好该刃口形式的特点是刃边强度较好，刃磨后工作部分尺寸不变 ,但洞口易积存废料或制件 ,推件力大且磨损撒 ,刃磨时磨去的尺寸较多。一般刃磨后工作部分尺寸不变，但洞口积存废料或制件，推件力大且磨损大，刃磨时磨去的尺寸较多。一般用于形状复杂和精度要求较高的制件 ,对向上出件或出料的模具也采用此刃口形式。 图 b 的特点不易积存废料或制件 ,对洞口磨损及压力很小 ,但刃边强度差。且刃磨后尺寸稍有增大 ,不过由于它的磨损小 ,这种增大不会影响模具寿命。一般适用于形状较简单、冲裁制件精度要求不高、制件或废料向下落的情况。 图 c、 b 相似 ,图 图 图 e 与图 适用于上出件或上出料的模具。 图 f 适用于冲裁 凹模不淬火或淬火硬度不高（ 35 40采用这种形式可用手锤打斜面以调整间隙，直到试出满意的冲裁件为止。 考虑到本模具的出件方式 和精度要求，此落料凹模采用直刃口形式。 圆形凹模可由冷冲模国家标准或工厂标准件中选用。非标准尺寸的凹模受力状态比较复杂，目前还不能用理论计算方法确定，一般按照经验公式概略地计算，如 8 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 24 凹模高度 H= ( 15凹模壁厚 c(2)H（ 30 40 式中 b 冲压件最大外形尺寸 K 系数，考虑板材厚度的影响，其值可查文献 2 8 上述方法适用于确定普通工具钢经过正常热处理，并在平面 支撑条件下工作的凹模尺寸。冲裁件形状简单时，壁厚系数取偏小值，形状复杂时取偏大值。用于大批量生产的凹模，其高度应该在计算结构中增加总的修模量。 根据本模具情况，查得 K=模高度 H=40=1815于大批量生产，考虑到总的修模量，凹模厚度 5 由于该冲模形状简单，考虑到凹模内孔加工比较简单，可以采用凹模整体的结构形式，这样便于成形磨削，使制造简单化，模具的装配比较容易。 凸凹模 是本模具中相当重要的工作零件，是完成冲压工作的主要零件。圆形凸模已趋于标准化。非圆形凸模固定部分应做成圆形或矩形，如果采用线切割或成型磨削时，固定部分应和工作部分一致。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 25 图 凸凹模的设计图 凸、凹模的固定形式有以下几种方式：直接固定在模板上；台阶固定，螺栓压紧；铆接，凸模上台阶，装配时端面铆开然后磨平；采用紧固配合固定；粘接剂浇注法固定；螺钉、销钉固定。 由于凸凹模落料部分具有复杂外形和较大的断面积，所以模具采用螺钉与下模板连接。凸模上无台阶 ，装配时上面铆开然后磨平，这种形式适用于形状较复杂的零件，加工凸模时便于全长一起磨削。 凸凹模的长度一般是根据结构上的需要确定的， 凸凹模长度 L=h1+h2+t+a 式中 固定板厚度（ 卸料板厚度（ t 材料厚度（ ,t= a 附加长度，它包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度级凸模固定板与卸料板的安全距离等。这一尺寸如无特殊要求，可取 10 25 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 26 固定板 厚度 5料板厚度 15凹模长度为 L=15+18+5=50取凸凹模长度为
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