某冷凝器侧板的冲压模具设计及制造工艺分析【含20张CAD图纸】

充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸摘要本次设计的任务是某冷凝器侧板冲压模具设计及制造工艺分析，根据冲压件的结构特点及技术要求，围绕如何提高生产率、降低生产成本、简化模具结构，对工件进行工艺分析，并提出了各种可能的冲压工艺方案，最终确定采用一套由落料、冲孔复合和弯曲、翻边复合组成的冲压工艺方案。在工艺分析的基础上，计算工艺参数，详细设计了落料冲孔、弯曲翻边两套复合模具结构。在设计过程中，计算出了零件展开尺寸，并对模具的排样做出了合理的布置，使材料得到充分利用。通过计算各种冲裁力，对压力机进行合理吨位的选择，并确定了模具压力中心。再根据确定的工艺方案，进行模具的校核，最终，设计模具制造与装配工艺。采用此工艺方案和模具结构，提高了冷凝器侧板的生产效率和产品质量。关键词冷凝器侧板；工艺分析；模具设计；落料冲孔复合模；弯曲翻边复合模充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸ABSTRACTTHETASKOFTHISDESIGNISDESIGNOFSTAMPINGDIEANDMANUFACTURINGPROCESSANALYSISFORCONDENSERSIDEPLATESTAMPINGDIEDESIGNACCORDINGTOTHESTRUCTUREOFSTAMPINGPARTSANDTECHNICALREQUIREMENTS,FOCUSINGONHOWTOIMPROVEWORKEFFICIENCYANDREDUCETHEPRODUCTIONCOSTANDSIMPLIFYTHEDIESTRUCTURE,PROCESSANALYSISWASCARRIEDOUTONTHEWORKPIECES,ANDPUTSFORWARDTHESTAMPINGPROCESSSCHEMEFORALLPOSSIBLE,ANDULTIMATELYDETERMINETHESTAMPINGPROCESSPROGRAMWITHASETOFBLANKING,PUNCHINGCOMPOSITEANDBENDING,FLANGINGCOMPOSITEONTHEBASISOFTECHNOLOGYANALYSISANDCALCULATIONPARAMETERS,ANDTHEDETAILEDDESIGNFORBLANKINGPUNCHING,BENDING,FLANGINGTWOSETSOFCOMPOUNDDIESTRUCTUREINTHEPROCESSOFDESIGN,CALCULATEDDEVELOPEDDIMENSIONOFPARTS,ANDTHELAYOUTOFTHEMOLDMADEREASONABLEDECORATEFORMAKEFULLUSEOFTHEMATERIALBYCALCULATINGTHEVARIOUSBLANKINGFORCEONTHETONNAGEPRESSESAREASONABLECHOICE,ANDTODETERMINETHECENTEROFPRESSUREOFTHEMOLDACCORDINGTODETERMINETHEPROCESSINGPLAN,MOLDCHECK,INTHEEND,THEDESIGNOFMOLDMANUFACTURINGANDASSEMBLYPROCESSWITHTHISPROCESSPROGRAMANDDIESTRUCTURE,IMPROVEDPRODUCTIONEFFICIENCYANDPRODUCTQUALITYCONDENSERSIDEPLATEKEYWORDSCONDENSERSIDEPLATEPROCESSANALYSISDIEDESIGNBLANKINGPUNCHINGCOMPOSITEDIEBENDINGFLANGINGCOMPOSITEDIE充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸目录引言11毕业设计（论文）的要求与数据22零件的冲压工艺分析221制件总体方案分析222零件的力学性能分析223零件的精度和粗糙度324最小相对弯曲半径325最小弯曲边高度326最小圆角半径427冲裁件的最小孔直径428冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的最小距离429最大翻边高度43工艺方案的确定531冲压该零件所需要的基本工序532方案比较与确定54落料冲孔复合模设计641主要工艺参数计算6充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸411工件展开尺寸计算6412排样设计与计算7413冲裁力、卸料力、和推件力的计算8414模具压力中心942压力机的选用11421冲裁设备的选择11422冲压设备规格的确定1143模具刃口尺寸计算12431刃口尺寸计算1244模具设计13441卸料装置13442推件装置13443凸凹模设计14444凸模15445凹模17446模架的选择17447模柄18充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸448固定件与定位元件19449弹性元件204410其他零件2145模架闭合高度及压力机有关参数的校核22451公称压力22452滑块行程22453闭合高度22454压力机工作台面的尺寸2346落料冲孔复合模总装图设计23461落料冲孔复合模工作过程2347主要零件加工工艺的编制2448落料冲孔复合模的安装与调试28481模具装配顺序28482模具的调试285翻边弯曲复合模2951模具工作部分尺寸计算29511弯曲工作部分计算29充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸512翻边刃口尺寸29513弯曲时模具的圆角半径与凹模深度30514弯曲回弹量3052冲压力的计算和设备的选择30521翻边力的计算30522弯曲力的计算30523选择冲压设备3153模具设计32531翻边凸模32532凸凹模32533凹模33534凸模33535凹模固定板34536卸料装置34537顶出装置34538模柄35539模架36充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸5310固定于定位元件365311其他零件3654模具闭合高度和压力机有关参数的校核37541公称压力37542滑块行程37543闭合高度37544压力机工作台面的尺寸3855弯曲翻边复合模总装图设计38551弯曲翻边复合模的工作过程3956主要零件加工工艺的编制3957弯曲翻边复合模的安装与调整42571模具的调整426总结45谢辞46参考文献47第1页共47页引言在现代社会中，科技的进步促使工业生产行业发展得突飞猛进，许许多多的新鲜血液注入，实现了很多新型工艺、新型设备、新型技术以及新型材料在工业生产行业中的应用。从而使得冲压这项技术的不断改进与创新，模具设计及制造的水平实现快速的提升。冲压加工应具有的三要素是冲压设备、冲压模具以及冲压材料。而冲模是将金属或非金属材料单个加工及批量加工成型所需要冲件的专门的工具。只有合理的设计冲模、选择合适的冲压设备，并将它们安装调试准确，才能冲压出合格的制件。而冲压技术广泛运用于板料的加工中冲压成型中，在现代汽车、电器、航空等行业中，广泛应用到钣金件。而冲模在冲压工艺中非常重要，如果用不符合要求的冲模对工件进行加工，就会使得冲压件的质量不能达到设计要求，且进行批量冲压生产时效率极其低。可见，冲模在冲压加工中占有举足轻重的地位。在现代工业中，更多的是要求产品生产成本更加经济，生产周期越短越好，只有这样，才能在工业技术飞速发展的今天立于不败之地。当今工业生产的先进设计技术和新工艺的发展运用在模具的设计和制造中，让人们更能体会到模具在现代工业中的实用价值。如今工业生产中，人们运用计算机技术和制造技术有机结合，实现了模具设计、制造加工一体化，与运用传统制造相比较，产品生产周期大大缩短了，产品质量有了很显著的提高，生产的成本与降低了很多，为工厂带来了更大的竞争优势和更高的经济效益。而我国的模具制造技术相对于发达国家而言，还存在着非常大的差距，根本无法满足国内市场对模具的需求，许多高精密等高档模具还需要从国外进口。我国的制造业技术正在迅猛发展，且模具制造在冲压加工行业在机械制造中扮演着越来越重要的角色，在市场环境高速发展的趋势下，不久的将来，我国将由模具大国向模具强国渐渐转变。作为机械制造行业的后辈，学习模具相关的知识就显得尤为重要。本次设计是空调中常应用到的冷凝器侧板的冲压模设计，所以设计的任务主要是模具类型的选择和工作部分的制造，借此设计以巩固之前所学的模具知识。在满足工艺要求的基础上，尽可能使设计的模具结构简单，操作安全，还需要考虑模具的制造周期以及经济性是否符合现代工业的要求。这样不仅能设计和制造出先进的模具，也能充分地利用现代科技为工业的发展提供技术支持。第2页共47页1毕业设计（论文）的要求与数据本设计是冷凝器侧板的冲压模具及工艺设计分析，某凝器侧板主要尺寸如图11。要求所设计模具结构可能简单，以降低成本，提供加工效率。图11冷凝器侧板结构尺寸冲压技术要求1材料08F2材料厚度06MM3生产批量200万4精度IT132零件的冲压工艺分析21制件总体方案分析在如图11所示冷凝器侧板零件图，其材料厚度T为06MM，由08F薄板冲压而成。零件内外形结构比较复杂，精度要求为IT13，内孔精度要求为IT11IT12，生产批量为200万次，4个10的内孔翻边高度一致，是一个包括落料、冲孔、翻边、弯曲（双向）等多种工序的复杂零件，零件材料较薄，且工件左右和前后两端不对称，整体尺寸不太大，产量较大，故要求所设计模具结构更加合理、经济、可靠，使得冲压件的生产应具备较低的成本和较高的生产效率1。第3页共47页22零件的力学性能分析该零件的加工材料为08F，为优质碳素钢；经查资料，可知其机械性能如表21。由此知该材料塑性较好，对拉深、冲孔、弯曲等工艺都比较合适。零件厚度T06MM，对于该零件的尺寸来说，成型比较容易。表21冲压材料的力学性能2力学性能材料材料状态抗剪强度/MPA抗弯强度/MPA伸长率/10屈服强度/MPA08F已退火2203102803903218023零件的精度和粗糙度冲裁件的外形轮廓所能达到的经济精度一般要低于IT11级，而内孔所能达到的经济精度要低于IT10级。将以上公差精度与图1中工件所标注的尺寸公差和工件要求的精度（IT13级）比较，可认为该工件的精度要求能够在冲压加工工艺中得到保证3。24最小相对弯曲半径板料弯曲时外层受拉，当拉伸应力超过材料的强度极限时，板料外层将出现弯曲裂纹，而对于同一材质的板料而言，能否出现裂纹取决于的大小3。查表得08F材料的最小弯曲半径为04040602415符合要求。26最小圆角半径冲裁件的内、外形转角出要尽量避免尖角，而以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理和冲压时的开裂，减少冲裁时的崩刃和过快磨损。冲裁件的圆角半径一般要大于或等于板厚的一半，即05050603而零件上的外形圆角半径，符合落料冲裁时的加工工艺要求。327冲裁件的最小孔直径冲孔尺寸如果太小的话，会造成凸模强度不能满足冲裁要求。冲孔的孔径与孔的形状、材料的力学性能、材料厚度和模具结构等有关3。08F材料的抗弯强度210310MPA，T06MM，经查表得圆形孔最小孔径06小于冲压件中的最小圆孔（28），故符合冲裁工艺要求。28冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的最小距离冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的最小距离如果过小，会使冲压件的质量得不到保证，会使孔与孔之间的材料发生扭曲，或使边缘材料变形。复合冲裁时，因模壁过薄而容易破损，一般情况下，当冲孔边缘与冲孔外形边缘不平行时其值不应小1于板料厚T，平行时其值不小于3。由图11零件可知151528236151506092951024515第5页共47页3254210215415由以上计算可知需要，各个孔的加工能够满足工艺性要求。综上分析可得，工件满足加工工艺要求，可采取先落料、冲孔，后弯曲、翻边成形。29最大翻边高度翻边时孔不破裂所能达到的最小M值，称为极限值表示3。翻边系数越小，材料能产生的变形程度就越大。工艺上，实际的翻边系数一定要大于或等于材料所允许的极限翻边系数，不然进行内翻边冲压时，孔会发生破裂而影响冲压件的质量。图21孔的翻边（1）由图21图21孔的翻边，需要在平板毛坯上先预冲孔，预冲孔的孔径为1006204307252其中H36MMR11MMT06MM所以相对直径5206867根据冲压材料厚度不同，不同孔口状态的低碳钢的极限翻边系数不同，生活中需要根据实际情况选用，08F材料的极限翻边系数3。044（2）校核最大翻边高度第6页共47页21043072106210440431107206387336其中D106MM；零件可以一次翻边H3MM的高度，而不需要再进行二次翻边。3工艺方案的确定31冲压该零件所需要的基本工序落料；预冲4个52MM孔；冲底部一个28MM孔，翻边；首次弯曲成形；二次弯曲成形32方案比较与确定（1）方案1采用单工序模。分析该工件的加工需要落料、冲孔、翻边、弯曲（双向弯曲）4套单工序模进行冲压。其主要的特点是模具结构简单，加工制造容易，安装调试很方便。但需要通过制造4套单工序模，模具制造成本增高，经过4个工序对工件进行加工，工件质量不容易保证，而且生产效率低，不适应工件大批量生产的需要。（2）方案2采用两套复合模。先采用落料冲孔复合模冲裁展开件（冲孔包括预冲4个52MM孔和冲裁一个28MM的孔，再用弯曲翻孔复合模对工件进行冲压成型（弯曲包括双向弯曲）。分析复合模加工的最明显的特点是生产效率高，冲裁出的制件的精度高，冲模的轮廓尺寸较小，所以广泛适用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。但模具结构相对较复杂。使用两套复合模加工也可保证工件制造精度要求，且分两套模具加工，工件外形相对简单，复合模的结构相对变得简单。且生产效率相对也较高。（3）方案3采用级进模加工。即使用一套模具加工成型。分析采用一套级进模对零件进行加工，减少了模具和冲压设备的数量，工件精度相对较高，操作方便且便于实现生产的自动化，故生产效率高，能够满足大批量生第7页共47页产的要求。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，在使用复合模冲制不容易时，可采用级进模逐步冲裁加工。但其主要的缺点是模具结构尺寸大，对冲压设备的要求较高，制造成本很高，安装工艺复杂，故需要的技术要求高，模具制造周期长。方案比较结合工件外形尺寸、生产批量和精度要求，工件外形尺寸大，生产批量属大批量生产。使用5套单工序模冲压时，零件的质量得不到保证。使用级进模加工，虽然生产率高，但级进模模轮廓尺寸大，且制造加工工艺复杂，模具生产成本高，制造周期长。而对于复合模言，冲裁的边缘小孔时，模具强度方面可以保证，且复合模生28产率高，也有利于实现生产的自动化，分两套模具进行加工，模具制造相对级进模更简单，加工零件精度要求可以得到保证。综上所述，此次工件采用方案2进行加工。4落料冲孔复合模设计41主要工艺参数计算411工件展开尺寸计算如图11所示的弯曲件是由直边和圆弧组成，根据工件变形前后中性层长度不变的原则，来确定弯曲件毛坯的展开尺寸。毛坯展开长度L180（41）其中为直边长度和；为圆弧长度和；180）；90R11MM；T06MM；故第8页共47页112121106511069018011033061248同理可得，由，查资料得，层位移系数0333；120622（2271206）101290180（1203306）319零件展开如图41所示。图41冷凝器侧板展开图412排样设计与计算（1）排样方式排样是指在条料（或板料）上合理的布置工件，并设计合理的搭边值，使条料在模具上冲裁加工时，保证有足够的余量，以补偿条料在送进过程发生的偏移量。合理的排样是不仅能够提高材料的利用率，更重要的是为了保证冲裁工件的质量，条料不被拉入模具型腔内而使模具造成不正常磨损，从而使模具的使用寿命得到保证。综上所述，由于毛坯的形状和尺寸较大，且形状类似于长方形，为了保证工件的精度要求，这里使用直排有废料排样的布置，排样图如图42所示。图42排样图（2）确定搭边值第9页共47页排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘的余料称为搭边值3。设置排样的最小搭边值是为了补偿送料误差，在保证工件冲裁质量的同时，最大限度的利用材料。如果设置的搭边值过小，送料过程产生偏差，就有可能冲裁出废品率极高的工件。搭边值一般是由经验确定的，冲裁时的最小搭边值A18MM，A12MM3。（3）材料的利用率此次冲裁选用无侧压装置送料，则可有以下计算送料进距11124821268条料宽度22A0319218）004355004式中B条料的宽度尺寸；条料宽度的裁剪单向（负向）公差，与条料宽度和板料厚度密切相关关，04MM2；材料的利用率10013858941268355857式中A冲裁面积（包括内形结构冲裁废料），由CAXA算出A385894MM；N一个进距内冲裁件的数目3。413冲裁力、卸料力、和推件力的计算（1）冲裁力的计算冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抵抗力，计算冲裁力的目的是为了合理选择压力机（选择多少吨位的冲压设备）和设计模具（如选择弹性元件等）3。此次设计的模具落料采用平刃冲裁，计算如下所示落料力第10页共47页落313307062806706103式中F落落料力，N冲裁件落料的总周长，MM；用CAXA计算得L307MM；3T材料厚度，MM；材料抗剪强度，；参照表1中的值，这里取280；MPAMPAK系数，考虑到模具刃口的磨损、凸模与凹模的间隙不均、材料性能的波动和材料厚度偏差等因素而增加的安全系数，常数K133。冲孔力孔413741406280162103式中F孔落料力，N；冲裁件冲孔的周长，MM；33452287414故落孔8326卸料力卸卸落00456706103302103式中卸料力，N；卸卸料力系数，查资料得004005，这里取00453；卸卸卸推件力推推孔100055162103891103式中推料力，N；推第11页共47页推件力系数，查资料得00553；推推N同时卡在凹模洞口的件数，H为凹模刃口直壁高，MM3；这里取凹模刃口直壁高H6MM，则。6/0610总冲压力P因为模具采用弹性卸料装置和下出料的复合模冲裁，故可得卸推95221039519414模具压力中心冲压力合力的作用点称为压力中心。计算压力中心的目的是为了在设计模具时，将压力机滑块中心与模柄轴线重合，从而使模具能够正常进行冲压加工。如果冲压过程中压力中心有较大的偏移，则会使模具工作部分受力不均匀，刃口容易磨损从而不能保证冲裁件的质量，模具的使用寿命也将大大减少。用解析法求模具的压力中心坐标，在工件上建立XOY坐标如图43所示。根据合力对某一轴之力矩等于各分力对同一轴力矩之和的力学原理，求出压力中心坐标。011221211221211（42）011221211（43）式中，各线段压力中心距离X轴坐标；12，各线段压力中心距离Y轴坐标；12各线段长度。1，2，第12页共47页图43压力中心各线段长度尺寸及压力中心坐标如表41所示。表41各线段尺寸及压力中心坐标I110890673996939113966472471210911237491083967198994325896159481248411471210911103447123080512374912163682239631445118839318966241913163682239656846471230805109114163682239682247145216460151636822396107648471212487109116879651674经计算得到下列数据13812891652657412404642第13页共47页将上面求得的数据代入公式，便能计算出压力中心坐标（，）；0001117120116306故（，）（1712，6306）。0042压力机的选用421冲裁设备的选择结合冲裁件的生产批量（200次）、工艺方法与性质及冲裁件的尺寸、形状与精度等要求，此次选择冲裁设备类型为开式压力机。422冲压设备规格的确定冲压设备类型选定后，进一步根据冲裁件的尺寸、所设计的模具尺寸以及冲裁力来确定设备的规格，即（1）所选压力机的的公称压力一定不能小于冲裁时所需的冲裁压力，即F压力机F总。同时还要一定的力量储备，选择的设备吨位一般为13F总，即13F总12375KN；（2）压力机的行程大小适当；（3）所选压力机的闭合高度和应与冲模的闭合高度与相适应，即满足3；510（4）压力机工作台面的尺寸必须大于下模座的外形尺寸，还有留有模具安装固定的余地。第14页共47页综合以上选择原则，查资料可选择开式双柱可倾压力机J2325，其主要技术参数如下4公称压力250KN滑块行程65MM滑块行程次数55次/MIN最大闭合高度270MM封闭高度调节量55MM工作台尺寸（前后左右）370MM560MM工作台孔径孔尺寸（前后左右直径）200MM290MM260MM模柄孔尺寸（直径深度）4060最大倾斜角度30垫板厚度50MM43模具刃口尺寸计算对于复合模而言，冲裁件的尺寸精度主要取决于凸、凹模以及凸凹模的刃口尺寸及公差，模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。431刃口尺寸计算凸模和凹模刃口尺寸计算方法有分开加工计算和配作加工计算两种方法。因为本次加工的冷凝器侧板展开件外形较复杂，故采用配作加工的方法，这样可以降低基准件的加工精度要求，冲裁间隙是依靠配作来保证，而无需满足加工偏差和间隙的关系式，更大大降低模具的加工成本。如图41所示的工件展开图中未标注公差的尺寸精度按图11中工件所要求的尺寸精度等级（IT13级）来标注。查资料可得各尺寸的极限偏差数值。现将零件中的尺寸进行分类A类尺寸MM；205MM2050033第15页共47页319MMMM；31900391149MMMM；114900543MMMM。30014B类尺寸，52012028010C类尺寸1248MMMM；124805（1）落料时，选择凹模作为基准件，进行落料冲裁过程中，工作部分发生磨损，刃口部分尺寸增大。凹模计算尺寸如下（40（44）其中，查资料得磨损系数0753；则可得计算如下205（205075033）14033020250080319（319075039）140390316101001149（1149075054）1405401145014033075014）1401402900408（45）124812481081248013第16页共47页（2）冲孔时，以凸模作为基准件，进行冲孔加工时，工作部分发生磨损，刃口部分尺寸减小。经查表得磨损系数0753；制件尺寸标注为，凸模计算尺寸如下0（04（46）52（52075012）014012511000328（2807501）014012730003凸凹模的刃口尺寸按凸、凹模的实际尺寸按间隙配制，并保证双面间隙在0048MM0072MM之间。44模具设计倒装复合模的生产效率比正装复合模的生产效率高，而此次工件生产为大量生产，为了提高生产效率，此次设计采用落料凹模在上模的倒装复合模。441卸料装置卸料结构用于条料、废料从模具工作部分上卸下的装置，有刚性卸料和弹性卸料两种装置3。刚性卸料装置卸料力大，卸料可靠，但冲裁时坯料得不到压紧，因此，冲压得到的制件精度不太高。而弹性卸料装置常用于冲压材料厚度小于15MM的板料（此次冲压工件材料T06MM），在冲压过程中，弹性元件起到压料作用，使得制件得到较高的平面度高，卸料力一般比较小。本次冲裁所需要的卸料力不大，故采用由卸料板、橡皮与卸料螺钉组成的弹性卸料系统，其结构安装在下模。442推件装置推件装置是用于制件从凹模型腔中推出，也同样分为刚性和弹性两种。第17页共47页结合此次设计的复合模，选用的推件装置为上模装有打杆、推件杆、推板与推件块组成的刚性推出系统。在冲压结束后，上模回程，压力机上的横梁撞击上模中的打杆，装在模柄内的打杆在横梁的阻挡下下落，并通过推板、推件杆，推下推件块将制件从凹模孔中推出。443凸凹模设计（1）凸凹模最小壁厚由28中的计算可知，复合冲裁时，凸凹模的壁厚壁能满足冲裁要求，不容易破损。（2）凸凹模外形尺寸凸凹模外形截面用于工件的落料，应与工件外形相同，其刃口尺寸在根据凸、凹模的实际尺寸做配。（3）凸凹模长度凸凹模长度L应根据实际设计的模具结构确定。由于模具中采用橡胶、卸料板组成弹性卸料装置和凸凹模固定板把凸凹模固定在下模中，可计算凸凹模长度H1H2320101343MM式中凸凹模固定板厚度；H1卸料板厚度；H2预压橡胶块的厚度；3凸凹模制造材料采用CR12MOV；热处理淬火、回火，硬度6062HRC，其凸凹模图见图44。第18页共47页图44凸凹模444凸模（1）凸模外形结构、尺寸确定冲孔凸模截面尺寸与冲裁件孔形状一致，即都为圆形截面，刃口尺寸在431已计算出。（2）凸模长度凸模长度要根据模具实际结构而定。凸模长度12345202515152式中L凸模长度，MM；凸模固定板厚度，MM；厚度按经验公式,这里取11（0608）H。120落料凹模厚度，MM；2材料厚度，取T1MM；3凸模的修模量，MM，取5MM；4凸模进入凸凹模的深度，取1MM。5第19页共47页冲孔和孔的凸模，因为它们的凸模直径很小，故采用如图45和图4652128所示的凸模结构形式（图45、图46为安装磨平后的实际尺寸），其最突出特点是适用于冲裁凸模直径小的场合。图45冲52孔凸模实际尺寸图46冲28孔凸模实际尺寸（2）凸模强度与刚度的校核28由于此次设计凸模的结构细长，需要对其进行压应力与弯曲应力的校核，以此来检查其危险断面尺寸和自由长度是否能够满足强度和刚度要求，以防止凸模在冲压过程中被压弯。应力的校核由表11已知，08F冲压材料的抗剪强度220310MPA，属低碳钢。经查资料可得，凸模允许的相对最小直径（D/T）MIN0751205。第20页共47页而设计的凸模相对最小直径/272506454（）弯曲应力的校核已知，设计的凸模为无导向凸模，则在冲裁的过程中，凸模纵向所承受的压力包括冲裁力和推件力。孔的冲裁力282888孔41388062801922而推件力大约取1000N，则推压孔推2922实际的压力应增加30，则实13压132922379922实222105272546425223799124412故凸模的强度与刚度满足要求。凸模制造材料采用CR12MOV；热处理淬火、回火，硬度5862HRC。445凹模凹模结构设计成平刃直壁式，其直壁刃口高度H与工件材料厚度，经查表得可取H6MM9MM，这里取H8MM。通常采用经验公式计算凹模尺寸凹模厚度102124825取H25MM。第21页共47页凹模壁厚（152）（47）取C35MM。式中K系数，查表得K023；工件展开最大长度尺寸，MM。1形状复杂或制件尺寸较大时，凹模壁厚C应取较大值，一般凹模壁厚不得小于15MM。所以凹模的总长为1212482351948凹模的总宽度为B223192351019式中工件展开最大宽度尺寸，MM。2根据上述计算结果，在冲模标准件中选择凹模周界尺寸，其尺寸为200MM125MM25MM。凹模的刃口形式有很多种，而阶梯型刃口凹模，刃口厚度较大，将推件块安装于凹模内，因其导向好，特别适用于把制件反向推出、材料较薄的复合模中，故此次采用阶梯型凹模刃口。凹模制造材料采用CR12MOV；热处理淬火、回火，硬度6062HRC。446模架的选择（1）模架模架由上模座、下模座、导柱、导套四个部分组成。模架按导向形式的不同，有滑动导向模架、滚动导向模架、滑动导向钢板模架、导板模模架3。第22页共47页按导柱在模架上的固定位置的不同，可分为后侧导柱模架（GB/T285131990）、中间导柱模架（GB/T285151990）、四导柱模架（GB/T285231990）、对角导柱模架（GB/T285111990）6。考虑横向和纵向送料都比较方便，且冲裁时偏移力不大，故选用后侧导柱（GB/T285131990），其特点是导向装置装在后侧。考虑到冲裁件的厚度薄（T06MM），因此选用H6/H5配合的I级精度模架，故选择滑动导向模架，其导向冲压能满足冲压制件的精度要求。（2）上、下模座模座分为上模座和下模座，它们既是冲模全部零件安装的基体，又承受和传递冲裁力，因此需要有足够的强度、刚度以及足够大的外形尺寸。设计原则模座要有足够的厚度，一般取凹模厚度的115倍（从445知凹模厚度为30MM），矩形模板的长度比矩形凹模长度大40MM70MM，其宽度应稍大于凹模宽度；所选用的模座必须与压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应3；模座的上、表面粗糙度为RA3208。（3）导柱、导套导柱、导套的配合间隙必须小于冲裁间隙。此次设计应按H6/H5配合。采用H7/R6压入模座的安装孔。综合以上考虑，根据标准确定下模座尺寸为200MM125MM50MMGB285552008上模座尺寸为200MM125MM40MMGB285552008导柱GB2861181/255180导套GB2861681/2568533上、下模座采用用材料HT200，热处理时效。导柱与导套的材料为20钢；热处理渗碳淬火，渗碳深度为0812MM、硬度第23页共47页5862HRC。447模柄模柄的作用是将模具的上模座固定在压力机的滑块上进行冲裁，模柄的形状很多，而压入式模柄因为能保证较高的同轴度和垂直度，被广泛应用于许多中小型模具3。故在此选用压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合H7/M6，为了防止模柄转动，在安装完成后打入销钉。特别注意的是模柄的长度不能大于压力机滑块里模柄孔的深度，并且模柄直径要和模柄孔相同。在已选用的压力机已得模柄直径，经查表可得选择模柄标D40记为GB2862181Q275。如图47所示。40100模柄的材料为Q275；热处理不必。图47模柄448固定件与定位元件（1）螺钉、销钉螺钉与销钉都是标准件，设计模具时按标准选用，它们在模具中分别起固定和定位的作用。模具中广泛应用内六角螺钉和圆柱销钉，其中M6MMM12MM的螺钉和的销钉最为常用。410在此选用M10MM螺钉和8的销钉对模具进行固定和定位。第24页共47页螺钉、销钉均材料选用Q275；热处理淬火、回火，硬度HRC4348。（2）固定挡料销在卸料板上安装固定挡料销，用于条料的送进定位，以保证准确的搭边值，使工件顺利冲裁。固定挡料销为标准件，查资料可选择规格为GB286611814，A642如图48所示。材料45钢；热处理淬火、回火，硬度HRC4348。图48固定挡料销（3）卸料螺钉卸料螺钉选用圆柱头内六角螺钉，在卸料板上安装4个卸料螺钉，并配合橡胶进行卸料。根据标准选用卸料螺钉的规格为GB2867681，其结构如图491076所示。材料45钢；热处理淬火、回火，硬度3540HRC。图49卸料螺钉第25页共47页449弹性元件常用的弹性元件有弹簧和橡胶。用橡胶做弹性元件，它所能允许承受的载荷比弹簧大，而且安装也比较简单、方便，故此次选用橡胶作为弹性元件。橡胶的自由高度为自由（354）工作（48）其中H工作为工作行程与修模量或调整量（46MM）之和，这里调整量取4MM。工作3148自由（354）8（2832）这里取H自由28MM。橡胶的装配高度为2（08509）自由（08509）28（238252）这里取。224（1）橡胶受力使所产生的弹压力（49）式中P橡胶垫受压时产生的弹压力，N；Q橡皮垫的单位压力，MPA，当压缩量为15时，查参考资料得Q05MPA3；F橡胶横截面积；选用4块橡胶，则橡胶横截面积30的环形4（302102）100532橡胶的工作压力05100535027（2）橡胶的校核橡胶垫的工作压力P应大于卸料力，同时，橡胶垫的高度与直径的比值应卸H/第26页共47页在0515之间，才能保证橡胶垫有足够弹性，使其正常卸料。即5027卸3021032830093经校核，橡胶垫板设计的外形尺寸及高度能符合工作要求。4410其他零件（1）凸模固定板凸模固定板的作用是将凸模按一定相对位置压入固定后，安装在上模座的正确位置上，其外形尺寸与凹模轮廓尺寸一致，厚度可为凹模厚度的60806。即厚度，故固定板的厚度T为20MM，即T（6080）301824凸模固定板尺寸为。20012520制造材料采用CR12，热处理不必。（2）凸凹模固定板凸凹模固定板的作用是将凸凹模安装在下模座的正确位置上，其厚度必须要大于15MM，并且外形尺寸与凹模外形轮廓尺寸一致。这样才能使凸凹模固定牢固。这里取固定板的厚度为20MM，即凸凹模固定板尺寸为。20012520制造材料CR12，热处理不必。（3）垫板垫板装在固定板与上模座（或下模座）之间，它的作用是承受凸模和凸凹模的压力，防止过大的冲裁力在上、下模座上压出凹坑，从而影响模具的正常工作，冲压制件的质量得不到保障。外形与凹模外形尺寸一致，厚度一般取3MM10MM，这里设计垫板厚度为8MM，且必须热处理，以增强抗压强度。这里取垫板尺寸为。2001258第27页共47页垫板材料采用Q275，热处理淬火、回火，硬度4348HRC。（4）卸料板卸料板的边界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度T10MM，因此卸料板的尺寸为。20012510材料选择CR12；热处理淬火，硬度4348HRC。45模架闭合高度及压力机有关参数的校核451公称压力压力机的公称压力总压力P，冲裁力的大小得到保证，故压力250KN9522得到校核。452滑块行程压力机的滑块行程为65MM大于成品制件高度（T06MM），能保证板料的放入和成形件的顺利取出，故得以校核。453闭合高度模具的闭合高度4082025154850206从压力机型号已知；M55MM；则27027055215其中M为闭合高度调节量，H垫50MM。冲模的闭合高度应介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。即满足垫5垫10（410）即2705052062155010225206175第28页共47页所以压力机闭合高度与冲模闭合高度相适应。454压力机工作台面的尺寸压力机工作台面尺寸（370MM560MM）大于下模座（200MM125MM）的外形尺寸，并保留了安装固定的余地，且工作台孔径孔尺寸（前后左右直径200MM290MM260MM）能保证冲孔的废料顺利漏出。综上所述，所选压力机合适，压力机得到校核。46落料冲孔复合模总装图设计461落料冲孔复合模工作过程该模具为落料冲孔倒装式复合模，上模部分固定落料凹模和冲孔凸模，下模部分安装凸凹模，模架采用后导柱形式，以导柱、导套进行导向，采用导料进行销导料，固定挡料销进行定位。上模下行时，落料凹模将弹性卸料板压下，凸模也进入凸模中的凹模孔，同时完成落料与冲孔。当上模部分随压力机返回时，橡胶因不受压力的作用而恢复正常高度，从而卸料板在下将条料从凸凹模上卸下。以此同时，打杆受打杆横梁的推动，并通过推板、推杆和推件块将冲压件从落料凹模中推出。冲孔产生的废料不需要使用推出装置推出而直接从凸凹模的漏孔中直接漏出。装配图详见图410。图410落料冲孔复合模装配图1下模座；2卸料螺钉；3垫板；4凸凹模固定板；5卸料板；6固定挡料销；7推件块；8凸模固定板；9上模座；10内六角螺钉；11垫板；12凸模1；13推杆；14推板；15打杆；16模柄；17止转销；18凸模2；19圆柱销；20导套；21落料凹模；22凸凹模；23橡胶；24导柱；25圆柱销；26内六角螺钉；27导料销47主要零件加工工艺的编制根据零件图上的尺寸及技术要求，其主要零件的加工工艺过程如下面的表格所示。表42凹模加工工艺过程6第29页共47页工序号工序名称工序内容1备料备CR12MOV块料205MM130MM30MM2热处理退火3刨刨六面，互为直角，留单边余量05MM4磨平面磨六面，互为直角5钳工划线划出各孔位置线；6加工螺钉孔、安装孔穿丝孔钻铰螺纹孔、销钉孔，钻穿丝孔、钻铣安装孔7热处理热处理工艺，淬火、回火达到硬度HRC60628磨平面精磨上下平面，保证平行度为0019线切割按图线切割，轮廓达到尺寸要求10钳工精修与凸凹模外形实际尺寸配作，保证双面间隙达到设计要求11检验按图纸要求表43凸模2加工工艺过程工序号工序名称工序内容1备料备CR12MOV棒料15552热处理退火3车外圆及端面车外圆到尺寸MM、，车端1187511面至长度到47MM，留磨削余量04MM，其余达尺寸设计要求4检验用游标卡尺检验5热处理、表面处理热处理淬火、回火，保证硬度5862HRC6万能磨磨外圆，达到设计尺寸要求，保证87511各外圆面的粗糙度7钳工研磨与凸凹模中的凹孔研配，以保证双面间隙达到设计要求第30页共47页8磨削与凸模固定板装后同磨平，保证长度尺寸47MM9检验按图纸要求表44凸凹模加工工艺过程6工序号工序名称工序内容1备料备CR12MOV块料140MM45MM60MM2热处理退火3刨刨六面，互为直角，留单边余量1MM4磨平面磨六面，互为直角，且保证上下两平面长度尺寸54MM，留双面余量04MM5钳工划线划出各孔位置线；6加工漏料孔、穿丝孔按位置加工钻铣各漏料孔、穿丝孔7热处理热处理工艺，淬火、回火达到硬度6062HRC8平磨精磨各平面，保证上下两平面长度尺寸54MM，留双面余量01MM，其余尺寸及粗糙度达到设计要求9线切割按图线切割、轮廓达到尺寸要求，RA0810平磨与凸凹模固定板装后磨平，保证长度尺寸54MM11检验按图纸进行检验表45卸料板加工工艺过程1备料备CR12块料200MM125MM14MM2热处理退火3刨刨六面，互为直角，留单边余量05MM4磨平面磨六面，互为直角5钳工划线画出各孔位置线第31页共47页6加工螺纹孔、挡料销孔及穿丝孔按位置加工螺纹孔、挡料销孔及穿丝孔7热处理热处理加工艺，淬火达到4348HRC8磨平面精磨上下两平面，保证平行度0019线切割按图线切割，轮廓达到尺寸要求10钳工精修全面达到设计要求11检验按图纸要求进行检查表46凸模固定板加工工艺过程6工序号工序名称工序内容1备料备CR12MOV块料205MM130MM25MM2刨刨六面，互为直角，留单边余量05MM3磨平面磨六面，互为直角4钳工划出各孔位置线5加工螺纹孔、安装孔及穿丝孔钻穿丝孔、钻铣安装孔，钻铰螺纹孔、销钉孔6检验用游标卡尺，千分尺检验7磨平面精磨上、下平面达设计要求，保证平行度为0018线切割按图线切割，轮廓达到尺寸要求9钳工精修与凸模安装配作达设计要求10检验按图纸进行检验表47垫板1的加工工艺过程工序号工序名称工序内容1备料备CR12MOV块料205MM130MM10MM2刨刨六面，互为直角，留单边余量05MM第32页共47页3磨平面磨六面，互为直角4钳工划出各孔位置线5加工螺纹孔、推杆孔钻铰M10螺纹孔和推杆孔57磨平面精磨上、下平面达设计要求，保证平行度为0019钳工与上模座配作2个销钉孔810钳工精修研磨各型孔，使粗糙度及尺寸达到设计要求11检验按图纸进行检验48落料冲孔复合模的安装与调试模具的装配是模具制造过程中一项极其重要的工作，如果装配得不合理，各零部件的装配位置不准确，模具在加工工件的过程中，会因为工作部分刃口尺寸磨损，这将会大大缩短模具的使用寿命，且加工处理的工件质量也达不到设计要求。这就需要我们按照图纸要求对模具进行总装，在总装完成后再进行试模，如果试模达不到设计要求，还需要对模具进行调试，修配，最终达到设计需要。481模具装配顺序此套复合模相当于在同一工位上完成落料、冲孔两个工序的加工。这就需要严格按照装配顺序进行装配，最大限度的提高模具装配质量。装配顺序遵循以下原则（1）复合模装配应以凸凹模作装配基准件。先将装有凸凹模的用固定板用螺栓固定后安装在下模部分的准确位置，然后再以凸凹模的外形为基准，装配、调整上模中的落料凹模和冲孔凸模相对与凸凹模的位置，调整间隙使之趋于均匀，最后用螺栓固定7；（2）装配完