关 键 词：

变压器 铁芯级进模 设计 全套 cad 图纸

资源描述：

 

内容简介：

1 模具热处理及其导向平行设计 李雄， 张鸿冰 ， 阮雪榆 ，罗中华， 张艳 摘要 ： 在一系列方式中，传统模具设计方法存在许多缺点。众所周知 ,热处理对模具起着非常重要的作用。为了克服模具热处理工艺存在的缺点，一种新的模具热处理工艺并行设计方法已经被开发出来了。热处理 术是集成了并行环境和有关模型而建立的。这些调查研究可以显著提高效率，降低成本，并保证产品质量达到 R 和 D 级。 关键词 ： 模具设计；热处理；模具 传统模具设计主要是依照自身实践经验或依照部分实践经验，而不是制造工艺。在设计完成之前，模具方案通常要被一 次又一次的改进，于是有些缺点便出现，例如开发时期长，成本高和实际效果不明显。由于对精确性、使用寿命、开发期和费用的严格要求，先进的模具要求设计和制造得十分完善。因此越来越先进的技术和创新方法被应用其中，例如并行工程、敏捷制造业、虚拟制造业、协同合作设计等。 模具的热处理与模具设计，制造和装配同样重要。因为它对模具的制造装配和使用寿命又及其重要的影响。模具设计与制造发展十分迅速，但是热处理发展却严重滞后它们。随着模具工业的发展，热处理必须保证模具有良好的制造装配和磨损耐热性能。不切实际的热处理将导致模具材料过 硬或过软，同时影响模具装配性能。传统的热处理工艺是按照设计师提出的方法和特性制作出来的。这样会使模具设计师和热处理工艺师意见产生分歧，而模具设计师却不能充分地了解热处理工艺和材料的性能，相反热处理工艺师却很少了解模具的使用环境和设计思路。这些分歧将在很大程度上影响模具的发展。因此，如果把热处理工艺设计放在设计阶段之前，则缩短开发周期，减少花费和保证质量等目标将会被考虑，而且从串行到并行的发展模式也将会实现。 并行工程是以计算机集成系统作为载体，在开始以后，每个阶段和因素都被看作如制造、热处理、性能等等，以避 免出现错误。并行模式已经摒除了串行模式的缺陷，由此带来了一场对串行模式的革命。 在当前的工作中，热处理被集成到了模具开发的并行环境中，同时也正在进行这种系统性和深入性的研究。 2 并行模式与串行模式存在根本的不同（见图 1）。对于串行模式，设计者大多考虑的是模具的结构与功能，但很难考虑相关的工艺，以致前者的错误很容易蔓延到后面。与此同时，设计本门很少与装配，预算会计和销售部门沟通。这些问题当然会影响模具的开发进度和市场前景。然而在并行模式中，不但以上部门关系联系密切，所有参加模具开发的部门 都与买家有密切的交流。这有助于协调各部门消除矛盾，提高工作效率，同时降低成本。 并行环境下的热处理工艺不是在方案和工件确定以后，而是在模具设计的时候制定出来的。这样的话，将有利于优化热处理工艺，充分利用材料。 3 体化 从图 2 中可以看出，热处理工艺的设计与模拟是一体化模式的核心。在信息输入产品模块中后，经热处理工艺过程产生的热处理 热处理 块将对于零件图，热处理以后模拟温度场的微观结构分析和可能出 现的缺陷（例如过热，烧伤）自动划分网络，如果优化是根据立体视觉技术的结果重新出现，则这项热处理工艺已经被审核。而且工具与夹具的 集成于这种系统中 以并行工程为基础的集成模式可以与其它类似模式共享信息。这样使热处理工艺得到优化，并确保改工艺准确。 用三维模型和立体视觉技术的热处理 在形成模具的基础上，材料，结构和尺寸的问题能通过热处理三维模型尽快发现出来。在热处理过程中，模具加热条件和相变条件是切合实际的，因为通过计算相变热力、相变动力、相应力、热应力、传 热速度、流体动力等已经取得重要突破。例如，能进行局部复杂表面和不对称模具的三维热传导模型计算，和能进行微观结构转变的 件模型。计算机能够在任何时间提交温度，微观结构和应力的信息，并通过连接温度场微观结构领域和力场来显示三维形式的全部改变过程。如果再加上这种特性，则各部分性能都能通过计算机预见。 4 处理工艺设计 由于对强度和硬度，表面粗糙度和模具热处理变形的特殊要求，淬火介质的种类、淬火温度、回火温度和时间等参数特性必须经过适当的选择，以及是否使用表面淬火或化学热处理，这种特性必须准确的制定下来。自从计算机技术在最近几十年迅速的发展，难以进行大型计算已经成为过去。通过模拟和仔细考虑热处理特性，热处理后的成本和所须时间，这些都并不难优化热处理工艺。 处理数据库 热处理数据库在图 3 中描述。数据库是制定热处理工艺的基础。一般来说，热处理数据库分为材料数据库和工艺数据库。通过材料和工艺来预测特性已成为一种必然的趋 势。尽管很难建立一个特性数据库，但通过一系列的测试来建立数据库是必要的。材料数据库包括材料牌号、化学成分、性能和国内外同级别目录表。工艺数据库包括热处理标准、种类、保温时间和冷却温度。基于数据库，热处理工艺可以通过推理规则创造出来。 处理工具和设备 在热处理工艺确定以后，工具及设备 统传送设计和制造的数值信息来控制装置。通过快速模具成型，可靠的工具和夹具都能被确定。整个程序通过网络传送，不存在任何人为干扰。 度，微观结构，应力和特性的联系 热处理程序是一 个温度，微观结构和应力互相作用的程序。三方面都能影响材料特性（见图 4）。在加热和冷却期间，当微观结构转变时热应力和相变迟 5 早会出现。微观结构温度相变和温度微观结构应力特性相互影响。对相互作用的四个因素的调查已经取得很大的发展，但普通的数学模型还没有建立。许多模型能很好的满足测试结果，但不能投入到实践当中。大部分模型的难点是用分析的方法处理的，同时数值方法也运用了，导致存在不准确的计算 。 图 即使如此，把经验方法与定性分析相比较，通过计算机来进行热处理模拟取得了很大的进 展。 型的建立和融合 在模具的开发过程中，涉及到设计、制造、热处理、装配、维修等。它们应该有自己的数据库和模型。它们通过事物的内在联系建立模型，互相串联起来，尽管建立和运用动态推理机制，但其目的在于完成优化设计。产品模型和其它模型的联系已被建立。如果细小组织模型发生改变，则产品模型也将改变。事实上，它属于数据库与模具之间的联系。当热处理模型集成到系统以后，它已不再是一个孤立的单位，而是一个部分，同时在系统中接近其它模型。在搜查后，热处理数据库的计算和推理能力，热处理程序都被几何模型，模具制造模型和预 算所限制，这是通行的。如果这种限制不服从，系统会发出解释性的警告。 所用设计的细小组织都是通过互连网连接的。 部分之间的管理和协调 复杂的模具需要其中各项目组之间密切合作。因为考虑到模具的开发，各部分都存在缺点，它必须得到管理和协调。首先，各项目组应该确定其本身的控制条件和资源要求，同时了解不同环境下的工作程序，以避免发生冲突。其次，要提出开发计划和建立监控机制。如果开发受到限制则可逐步排除。 敏捷管理和协调有助于交流信息，提高效率和减少材料。同时这有利于激 6 发人的创造力，消除阻碍和制定出最好的方法。 热处理 术已被集成到模具并行设计中去，同时热处理已被制成图表，这有利于提高效率，较易发现问题并解决问题。 模型的开发已在同一个平台运行。在这个平台中，当热处理工艺制定出来后，设计人员可获得相关信息和转让部分信息到其它设计部门。 制定出正确的开发计划并按时调整可以极大缩短开发周期和降低成本。 文献出处 ： 李雄，张鸿冰，阮雪榆，罗中华，张艳 J. 钢铁研究学报英文版 ， 2006， 13（ 1） :4074 ie in to It is is to A of of in to of AE by or is is of is as to be of is as as it a on of As of by as to by of of of to a if of is in of be of to be as a at as so in to of a In of 1 he 1)to of so of in in of is to of in is In it is to of of 2 ie t be 2 of of AD AE of as is if is to by AD AM -D he be as as -D on of it of -D of at in -D by If be be by ue to be or be It is to by in By it is to is 3 is of is It is an to by it is to a it is to by a of on be by is to of be is by in is no 3 of is a of 4) on on of be of in is so of by of he so in by of be in In it to of is it is no an a is to in is by by is If is by he of is of to be of of in to be be be in is to it is of 4 1) is (2) is on is to on (3) it in 1 ie 000( 2 ， 1995， 5： 229 3 T， H ie 1993， 31(11)： 2709 2725 4 J 000， 35(4)： 1391 5 ， ， ,et AE J J 2001， 111：279 285 6 et 2002， 14(4)： 26 29 文献出处： ie . 006,13(1):4074 学 任务书 题 目 变压器铁芯级进模 起讫日期 学生姓名 专业班级 所在学院 指导教师 职称 所在单位 2015 年 10 月 12 日 任务及要求： 究）内容和要求（包括设计 或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求） 1） 设计内容： a根据 控制面板 零件的零件图（具体参数要求见图纸），建立零件模型； b 控制面板 零件 冲压 工艺分析与参数计算； c. 模具总体结构设计； d. 基于 行模具非标零件设计并生成 模具 零件工程图； e基 行模具的总体装配、 非标 模具 零件 加工过程 的运动仿真及干涉检测 不做 ，并生成模具总装图（ d、 e 合计 3 张 ）； f对 非标模具 零件进行加工工艺路线设计及数控加工编程 ； 不做 g编写设计说明书一份（ 10000 字左右） ； 2）设计要求： a设计方案正确，结构合理； b图纸视图完整、布局合理、标注规范，制图符合国家标准； c设计计算说明书条理清楚，计算分析正确、严谨，结论合理，符合规范要求。 1） 杨占尧 主编 ，最新冲压 模具标准及应用手册 业出版社， 2010 年 2） 廖伟 编著 ， 冲压模具设计技巧与禁忌简明手册 业出版社， 2014 3） 李海强主编 ， 简明 机械制 图 手册 业出版社， ) 北京兆迪公司 主编， 具设计实例精解 机械工业出版社 ， ） 北 京兆迪公司 编著， 础教程 机械工业 出版社， ） 北京兆迪公司 编著， 具设计教程 机械工业 出版社， ） 北京兆迪公司 编著， 程图教程 机械工业 出版社， ） 北京兆迪公司 编著 ， 控加工教程 机械工业 出版社， ）李名望主编，冲压模具结构设计 200 例，化学工业出版社， 2014 指导教师签字： 教研室主任签字： 年 月 日 年 月 日 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 摘 要 变速器铁芯 属于典型的冲裁件， 本文在 分析其工艺性 的基础上，根据生产要求， 确定 采用级进模结构 。本设计主要是落料凸、凹模及冲孔凸、凹模的设计，需要计算凸、凹模的间隙、工作零件的尺寸和公差。此外 ,还需要确定模具工艺零件和 结构零件以及模具的总体尺寸，然后根据上面的设计绘出模具的总装图 。 关键词 ： 电机转子铁芯 级进模 冲孔落料 to on of to of is of to In to of to i 咨询 I 目 录 摘 要 前 言 . (1) 第一章 冲压件的工艺分析 一、工件的形状分析 . (4) 二、工件的精度和断面粗糙度 . (5) 三、确定冲压工艺方案 . (5) 第二章 排样及工艺参数的计算 第一节 排样 一 、合理排样并绘制排样图 . (6) 二 、计算材料利用率 . (7) 第二节 工艺参数的计算 一、冲裁力、卸料力的计算 . (9) 二、压力中心的确定 . (10) 三、压力机公称压力的确定 四、工作零件刃口尺寸的计算 . (12) 第三章 工作零件结构设计及固定 一、 凸 模 的设计及固定 . (14) 二、 凸模长度的确定及强 度校核 . (17) 三、整体式凹模的设计及校核 . (17) 四、定位零件的选用 . (21) 五、卸料装置的设计 . (23) 第四章 模架及组成零件的选择 一、模架的选择标准 . (24) 二、导向装置的选择 . (24) 三、连接与固定的选择 . (25) 总 结 . (30) 购买后包含有 咨询 考文献 . (31) 购买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 V 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 6 前言 题背景 我国把模具行业纳入高新技术产业重点领域，另一方面，冲压工艺广泛应用于民用、航空航天、汽车和工艺品等领域，在产品组件中所占的比例也越来越大。但由于我国模具工业起步较晚，起点较低，加工制 造手段落后，尤其是技术应用人才缺乏，技术水平落后，制约了该产业的迅猛发展 ,已使之成为制约其他相关行业发展的“瓶颈”。 模具技术是上世纪下半叶制造业中发展最快的技术之一，由于模具的设计和制造是一个非常复杂的过程，并且是一个不断反复的过程，目前，采用具有三维参数化特征造型功能的 撑软件，在模具设计中应用并行工程原理，实现模具管理、工艺分析与设计及模具结构设计的一体化是一种较有代表性也很有应用前景的模具 统开发方法。 压模具发展现状和前景 压模具发展现状 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。 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。而模具制造是整个链条中最基础的要 素之一，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 国际通用软件，个别厂家还引进了 件，并成功应用于冲压模的设计中。 虽然中国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、复杂和长寿命模具依赖进口。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 7 压模具的前景 模具技术的发展应该为适应模具产品 “交货期短 ”、 “精度高 ”、 “质量好 ”、 “价格低 ”的要求服务。 下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广： 1. 超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。 2. 多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到 发展。 3. 为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的 4. 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展 成化和网络化方向发展。 更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。 5. 更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。 6. 各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到 发展。 7. 逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。 8. 热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。 9. 模具标准化程度将不断提高。 10. 在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天， “绿色模具 ”的概念已逐渐被提到议事日程上来。 题研究的内容和意义 本课题研究的内容如下： 第 1 章为绪论，论述了本课题的研究背景和意义，总结了冲压模具技术的发展历史和在国内外的发展现状及趋势。 第 2 章为本次设计的任务书，介绍了设计 的零件图和设计的具体得要求，包括零件的名称、材料和生产批量等等，有技术要求和设计要求。 第 3 章为设计的第一步，首先分析零件的工艺性，包括尺寸和精度的分析，还有材料性质的重点分析，然后按照以上的分析初步确定设计的大体方案，从简单模、复合模和级进模中选择，最终选用级进模设计。最后查阅相关资料，确定模具的一些工作零件和辅助零件的设计，以至于确定模具的总体方案。 第 4 章为设计中的重点部分，是承接上一章工艺分析的，所以我们将进行工艺计算，有排样的设计和计算、材料利用率的计算，冲裁力图形设计和具体的计算，还有最重要的就 是压力机的确定和数据的校核。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 8 第 5 章为设计的中心部分，有凸、凹模的间隙和凸、凹模设计的原则，还有凸、凹模的人口尺寸计算，包括基本尺寸的计算和公差的确定。 第 6 章为模具工作零件的具体设计，包括凹模的设计和尺寸的计算，还有凸模的长度和硬度校核，还有卸料板、 电机转子铁芯 、导料板及标准件的设计、选用和计算，并有非标准件的零件图形和最终的装配草图和装配图。 模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具质量及附加值的高低，取决于模具专业人才的技术水平。随着产品市场的国际化，如何降低生产成本以适应 竞争的激烈和残酷越来受关注，产品制造的批量化、集约化和标准化，就越来越显得十分重要了。 目前，在全世界，模具快速发展，已成为大国的重要工业发展对象，各个行业都需要模具的辅助制造，所以模具对工业的发展有个不可替代的重要性。未来，模具的发展也许有将成为国家第一产业的可能。 展方向 本章首先介绍了研究该课题的背景和优势，就模具的发展已经纳入高技术的行业，成为我国工业中重要的一部分，最具有潜力的工业之一。并促进我国的软件（如 快速研发。随后介绍了冲压模具的发展现状和前景，随着国 民经济的快速增长，模具的需求量也随着增长，国内沿海地区已经把模具行业列为重要产业，建立了大型的模具城。在过去十年中，模具发展有着瞩目的发展，但是距离国外，仍有不小的差距，所以未来的模具发展就向模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务，以求早日跟上国际的脚步。 第一章、冲压件的工艺分析 工件名称：变压器铁心 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 9 生产批量：大批大量 材 料：硅钢片，厚度 工件是标准的小容量变压器的心片，生产批量大，材料是硅钢片，厚 用时由“山”字片和“一”字片组合为一层，在变压器线圈上插装时，相邻的一层倒叠装，直到所需的铁心厚度。因而，“一”字铁和“山”字铁使用数量相等。鉴于生产批量大，应重点考虑节省材料、提高材料利用率的问题。 一、工件形状分析： 1）形状简单、对称、有利于材料的合理利用 2）内行转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡以便于模具加工，减少热处理开 裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径 R取 。 3）冲裁件的凸、凹长度不宜过长，宽度不宜过小；经计算满足条 件。 4）孔边距 6)冲孔时因受凸模强度的限制 ,孔的尺寸不应太小 ,用无导向凸模和有导向凸模 a)b)购买后包含有 纸和论文 ,咨询 10 所能冲制的最小尺寸 验算 4 孔满足要求。 二、工件的精度和断面粗糙度 1）冲裁件的经济公差等级不高于 般要求落料件公差等级最好低于孔件最好低于 件上所有未注工差的尺寸，属自由尺寸可按照 零件外形： 9,12,7 内部形状： 7 , 孔心距 2）冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为 2断面粗糙度m 三、 确定冲压工艺方案 该零件包括冲孔、落料两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料 用复合模生产。 方案三：冲孔 用 级进模生产。 分析 ： 方案一 ： 模具结构简单、但需两道工序两副模具，生产率较低，难以满足该零件的年产量要求。 方案二 ： 只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度 较高 ，生产率高。 但材料利用率不高、 冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度 ，操作安全不能保证 。 方案三 ： 也只需要一副模具，生产率 较复合模 高， 操作方便， 材料能合理利用，工件精度也能满足要求 。模具制造、安装 稍 复杂。 通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案 三 为佳 。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 11 冲裁板材采用条料，条料宽度为 差取 。分为两个工 位，第一工位冲出 8个 的孔和用侧刃切出 A、 二工位冲裁 ”字铁。这个冲裁动作同时有三个作用，其一是完成 ”字铁冲裁，并从凹模中漏出；其二为完成 ”字铁的落料，并从凹模侧面滑出；其三是完成 ”字铁左半部的冲裁成形。为完成 置侧刃凸模完成 第二工位冲裁出两个“山”字铁和两个“一”字铁的工作，其中 ”字铁被留在凹模上，为此上模设置吹料管，在滑块回程时将 E、 H、 免影响后续的冲裁动作。 载体形式边料载体 边料载体是利用材料搭边或余料冲出导正孔而形成的载体 , 此种载体送料刚性较好，省料，简单。使用该载体时，在弯曲或成形部位，往往先切出展开形状，再进行成形，后工位落料以整体落料为主。 可采用多件排列，提高了材料的利用率 二、 材料利用率 的计算 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。 一个步距内的材料利用率可用下式表示 排样图购买后包含有 纸和论文 ,咨询 12 若考虑到料头、料尾和边余料的材料消耗，则一张板料 (或带料、条料 )上总的 具体计算如下： 一个步距内的材料利用率 %83%171%002）（选 10002000张钢板可裁剪 即12张 0 ，每张条料有 0 0 个步距，则 为总： %00n 1每张板材的利用率为 79%。 2提高材料利用率的方法 冲裁所产生的废料可分为两类：一类是结构废料，是由冲件的形状特点产生的；另一类是由于冲件之间和冲件与条料侧边之间的搭边，以及料头、料尾和边余料而产生的废料，称为工艺废料。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 13 要提高材料利用率，主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的有力措施是：设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法（减少料头、料尾和边余料），或利用废料作小零件等。 第二节、 工艺参数 的计算 一 、 1） 冲裁力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进人材料的深度(凸模行程 )而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。 用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力 式中 b 系数 具间隙值的波动和不均匀 、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。一般取 K 按照上式计算。铁心材料是电工硅钢片，取 ，材料厚度 t=1）排样图中 8 个 孔的周长； 2） A、 B 区冲裁线； 3） C 区的冲裁线是“山”字形的外边周长总和，但应减去三小段不参加冲裁的长度； 4） 则冲裁力为： 2） 卸料力的计算 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 14 根据公式 及上表系数代入得 则压力机的压力应大于 6 二 、压力中心的 确定 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不致超出 所选用压力机允许的范围。 1简单几何图形压力中心的位置 (1）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。 (2）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。 (3)冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置， 2、 确定多凸模模具的压力中心 确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。计算其压力中心的步骤如下： (1）按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置。 (2）在任意位置画出坐标轴线 x， y。坐标轴位置选择适当可使计算简化。在选择坐标轴 位置时，应尽量把坐标原点取在某一刃口轮廓的压力中心，或使坐标轴线尽量多的通过凸模刃口轮廓的压力中心，坐标原点最好是几个凸模刃口轮廓压力中心的对称中心。 从排样图可以看出，冲裁线在 而认为 只需计算 使计算简化，将坐标原点设在 C 区的中心线上，这样可以减少 区的冲裁力的计算。具体如下图所示： 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 15 根据力学定理，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之代数和，则可得压力中心坐 标计算公式 ： 因 为 冲 裁 力 与 周 边 长 度 成 正 比 ， 所 以 式 中 个 冲 裁 力可分别 用冲裁周边长度 即：负号表示压力中心位于坐标原点的左侧。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 16 三 、 工作零件刃口尺寸计算 及 结构 设计 冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，确定凸、凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔工序，并遵循如下原则： 1设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。 2根据 冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样，凸、凹在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。 模具磨损预留量与工件制造精度有关。用 x、 表示，其中 为工件的公差值， 其值在 据工件制造精度进行选取： 工件精度 上 X=1 工件精度 =件精度 =不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（ 该模具的凸凹模按配作法制作 落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算 ,冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。 基本尺寸及分类 冲裁间隙 磨损系数 计算公差 制造 公差 计算结果 落料凹模具 D x= 40相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在 间 D 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 17 D D D 冲孔凸模 D 同上 0440 应凹模尺寸按凸模尺寸配作，间 孔边距 0 L 同上 04p 4 孔心距 第 三 章 工作零件结构 设计及固定 一、 凸模 1、 A、 B 两区的侧刃凸模 凸模断面为 419 的矩形凸模制成长方体，其体积大小适中 且卸料力小 ，宜采用螺钉吊装固定在垫板上，固定选用内六角 模用线切割机床加工制造。尺寸 交处为直角，但为延长凸模寿命，在线切割时应制成圆角 2、 冲孔凸模 冲孔模直径为 固定方法采用台阶式固定。由于凸模要穿购买后包含有 纸和论文 ,咨询 18 过凸模固定板、橡胶及卸料板，长度较大，易折断，因此上部直径取值较大，定为 进入卸料板的凸模直径为 ，用卸料板进行保护。 3、落料凸模 C 区的“山”字铁落料凸模采用直壁形结构，固定方式采用 3个 钉吊装在垫板上。“山”字铁左、右两侧的直线刃口，是两次相接而成的。这种两次冲裁一个直边的情况称为平接，在级进模中本应避免使用平接，因为容易产生毛刺和相接痕迹。为此采取两条措施，第一是增加定位精度，在凸模上安装到正销，第二是凸模上的尺寸 当加大一点，在取冲裁间隙时，采用加大凹模的方法形成间隙。 C 区一 A 区的相接方法属于搭接，所以凸 模在 即大 取 1 孔安装到正销。 冲裁时，各凸模同时落下进入冲裁状态，此时大凸模的冲裁会造成材料微小的移动，若此时小凸模也处于冲裁状态，会造成小凸模的折断， C 区是大凸模，使其长度大于其它凸模 也就是在 它小凸模再进入冲裁工作状态，可起到保护小凸模的作用。 4、 此时 断凸模冲裁时有两种不利的趋势，其一是悬臂的工件有侧倾的趋势，其二是凸模单边受力被挤而使冲裁间隙有扩大的趋势。为阻止其转动和侧倾，在下模部位设计出支撑台阶，如下图所示，凸模穿过卸料板，与卸料板配合选为 67 则卸料板对凸模起到后支撑的作用，在一定程度上可消除以上两种不利因素。购买后包含有 纸和论文 ,咨询 19 5、 凸模的结构形式及其固定方法 由于冲件的形 状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。 冲孔凸模 考虑到孔径的大小和冲裁力的影响制造成 台阶式的凸模 保证其强度 及 刚性，装配修磨方便 ， 最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。与凸模固定板配合部分按过渡配合（ H7/7/造 。 其它凸模的固定考虑到加工的难易程 度，均加工成直通式的并用 二 、凸模长度的计算 及强度 校核 (1） 本模具采用弹性卸料方式卸料，凸模长度包括：凸模固定板、橡胶弹性体、导尺及增加长度（一般 2010 ） 318 其它凸模是螺钉固定在凸模固定板上，购买后包含有 纸和论文 ,咨询 20 (2）凸模的强度校核 在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则 必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。其目的是检查其凸模的危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。 这里只对冲孔凸模进行 效核 。 冲 孔 凸模 是圆形凸模则按 ： 4 2 的强度效核计算公式 计算，经简化整理后得4式中 )M P 模 内 的 压 应 力 （、冲裁力p 被冲材料的抗 剪切强度 d c 经带入计算得 01 该冲孔凸模能承受冲裁时的 载荷要求 三、 整体式凹模 的设计及强度 校核 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。由于凹模结构形式个固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能理论方法确定凹模轮廓尺寸。在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定 凹模多采用镶拼式结构，近年来由于线切割机床的普及，采用整体凹模结构，具有制造简 单、制作周期短的特点，并且由于凸模固定板、卸料板、凹模可以用同一程序定位、切割，因而可以保证相对位置的精度，便于装配。另一个原因，本模具是纯冲裁模，凹模是一个平面，磨损后便于刃磨。考虑以上因素，将凹模购买后包含有 纸和论文 ,咨询 21 设计为整体凹模，选用 12为模具材料，这种材料淬透性好，利于刃磨。凹模各区均有废料漏出，漏料孔处的刃口厚度为 4 强度校核 ： 凹模内部的两个矩形区，冲裁是处于悬臂状态，因而凹模应有足够的厚度，否则由于受弯截面过小，会使此处凹模折断，故此处应进行强度计算，由材料力学可 知，将其简化为悬臂梁，其载荷 1F 是作用在头部宽度为 12冲裁力； 2F 是作用在长边冲裁力的总和，其作用点位于中部。（式中剪切强度极限 ，板料厚度 3322 根部的弯矩为： 2 1 3 3 9 52/a 2 其中模板厚度尺寸 材料力学可知弯曲强度条件是 是材料许用强度式中 WM m a 纸和论文 ,咨询 22 极限（ 12料取其 P ，则抗弯截面模量为： 2 1 3 39 566 m a x 由计算可知 ，凹模板厚度不容忽视，厚度应大于 考虑安全系数，凹模板厚度取 30 侧制成 面，如图在上模上安装气管，接通压缩空气，将 下图所示 凹模上工艺孔的设计原则 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 23 四 、 定位零件 的选用 冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。 条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位： 1） 是在与条料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向； 2） 是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。 对于块料或工序件的定位，基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式与条料的有所不同而已。 本模具采用 导料板（导尺）和导正销做为定位机构 一 ） 导 正 销、导 尺 导 正 销 使用导正销的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。冲裁中，导正销先进入已冲孔中，导正条料位置，保证孔与外形相对位置公差的要求。导正销主要用于级进模，导正销通常与挡料销配合使用，也可以与侧刃配合使用。为了使导正销工作可靠，避免折断，导正销的直径一般应大于 2径小于 2孔不宜用导正销导正，但可另冲直径大于 2工艺孔进行导正。导正销的头部由圆锥形的导入部分和圆柱形的导正部分组成。导正部分的直径和高度尺寸 及公差很重要。导正销的基本尺寸可按下式计算 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 24 注： 1 导正销与落料凸模的配合为 H7/连接应保证在修磨凸模时的装拆方便 ， 导正销导正部分的直径 7/ H7/ 2导正销导正部分的高度 h 与料厚 t 及导正孔有关，一般取h=( t，料薄时取大值，导正孔大时取大值，也可查有关冲压资料 . 导尺 导尺的作用是对条料进行导向，安装在凹模工作部位的两侧，并与模具中心线平行。本模具各工序均为冲裁，冲压过程中材料没有上、下运动，故导尺工作侧面制成直壁形，导尺与条料之间应有微小间隙，过小会由于剪板机剪切条件，精度差出现送料困难的情况；而过大将会影响 区成品件的尺寸，将其取为 尺厚度选为 5J 区设置侧刃挡块侧刃挡块处 导尺已不起作用，故导尺的长度也在侧刃处终止。导尺用 45钢制作，其硬度为 0 。导尺用螺钉和销钉固定在凹模板上。 二 ） 、 始用挡料装置 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 25 条料进行第一次冲裁时，假如没有初始档料装置，条料将被 J 区的侧刃挡块挡住，由于条料的 M、 N 区尚未冲裁，所以 E 区和 D 区的“一”字铁冲裁后不能脱离，而使后续的冲裁无法进行。因此，必须利用始用档料销确定条料第一次冲裁的正确位置。条料第一次送料时，用手按下始用档料销，条料被挡在 一次冲裁的是 A、 B 两个废料区和 8 个 的孔。第二次送料时，始用档料销由于弹簧的作用已隐在模具中不起作用了，条料由 J 区侧刃挡块定位。第二次冲裁时 E、 C 区形成产品工件， H 和 D 区由于工件不完整而形成废料。第三次送料时即进入正常定位方式，直至将条料冲完。 右 图为标准结构的始用挡料装置。始用挡料销一般用于以导料板送料导向的级进模和单工序模中。一副模具用几个始用挡料销，取决于冲裁排样方法及工位数。采用始用挡料销，可提高材料利用率 三 ） 、 螺钉与销钉 螺钉和销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固 定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。螺钉规格可参照表 五、 卸料装置 弹压卸料装置弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较 高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。弹压卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度按 下 表选用。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸购买后包含有 纸和论文 ,咨询 26 料板起导向作用时，卸料板与凸模按 H7/其间隙应比凸、凹模间隙小。此时。凸模与固定板以 H7/ H8/外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口 以便顺利卸料。 弹压卸料板与凸模间隙值 第四章 模架及组成零件 一、模架的选择标准 模座一般分 为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损，这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。 在选用和设计时应注意如下几点： (1）尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格 。 保证有足够的强度和刚度。 (2）所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相 适应，并进行必要的校核。比如，下模座的最小轮廓尺寸，应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大 0 (3）模座材料一般选用 可选用 构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢 (4）模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为 4级。 (5）上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差 一般为 4级。 (6）模座的上、下表面粗糙度为 在保证平行度的前提下，可允许降低为 二、 导向装置 的选择 采用导柱导套光滑的圆柱导向型式 导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件购买后包含有 纸和论文 ,咨询 27 公差要求较高、寿命要求较长的模具，一般都采用导向装置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。 导柱、导套与模座的装配方式及要求按标准规定。但要注意，在选定导向装置及零件标准之后，根据所设计模具的实际闭合高度 导柱和 导套一般采用过盈配合 H7/柱、导套之间采用间隙配合，其配合尺寸必须小于冲裁间隙。 导柱、导套一般选用 20 钢制造。为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为 8 。 上下模的导向在凸凹模与凹模开始作用前或压料板接触到制件前就应该充分合上，以确保导向在冲压工作开始时即以发挥正常的作用，导柱的长度应保证冲模在最低位置时导柱的上端面与上模座顶面的距离不小于 1015下模座顶面与导柱底面的距离不小于 5 三、连接与固定零件 模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、螺钉、销钉等。这些零件大多有标准，设计时可按标准选用 1模柄 2固定板 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型固定板两种，主要 用于固定小型的凸模和凹模 。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 28 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 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 H7/H7/装后将凸模端面与固定板一起磨平。 固定板材料一般采用 5钢 3、 自动送料装置 级进模中使用自动送料装置的目的，是将原材料（钢带或线材）按所需要的步距，将材料正确地送入模具工作位置，在各个不同的冲压工