压盖级进模冲压工艺及模具设计【含CAD图纸和说明书】
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毕 业 论 文（设 计）题 目：压盖的冲压工艺及模具设计院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 目 录摘 要IIIAbstractIV第1章 绪论11.1冲压技术的概念11.1.1根据工艺性质分类11.1.2根据工序组合程度分类11.2模具技术的发展趋势21.2.1冲压模具市场情况21.2.2冲压模具水平状况31.2.3模具设计与制造能力状况31.3冲压模具的特点41.3.1充分运用IT技术发展模具设计、制造41.3.2缩短金属成形模具的试模时间41.3.3车身制造中的级进冲模发展迅速41.4 模具CAD技术51.5主要任务6第2章 冲压件的工艺性分析72.1工艺分析72.2工艺方案的分析7第3章 确定裁板及排样的方案83.1 排样的意义及排样方式的确定83.1.1排样的意义83.1.2排样方式的确定83.2计算毛坯尺寸以及确定搭边值93.2.1毛坯尺寸93.2.2 确定搭边值103.2.3计算材料利用率10第4章 计算各工序压力，压力中心，初选压力机114.1 冲裁力 拉深力 预弯力 落料力114.1.1冲裁力114.1.2卸料力114.1.3拉深力114.14落料力124.2初选压力机12第5章 模具设计135.1 冲孔 切搭边135.1.1 凸凹模间隙的计算135.1.2凸凹模刃口计算135.1.2凹模尺寸及凸模长度计算165.1.3校核175.1.4 卸料板195.2拉深模具工艺计算及模具设计235.2.1凸凹模尺寸计算235.2.2拉深凸凹模零件235.2.3拉深机构245.2.1落料图凹模计算255.2.2落料机构25第六章 模具总体结构设计266.1模具类型266.2操作与定位方式266.3 卸料与出件方式266.4模架类型及精度266.5模具装配总图27第七章 模具材料选择及热处理要求28总结29参考资料30附录32附录1 英文文献32附录2 文献翻译37摘 要简述了冲压工艺分析的一般工艺流程，以及冲压模具设计的基本思路。本文主要对压盖的加工工艺进行分析及模具设计，其中包括、拉深、冲裁的工艺分析，以及相应工步模具的设计。在设计中采用冲孔、切边、拉深、落料等工艺。分析了工件的冲压工艺性；计算了毛坯排样、冲压力、刃口尺寸计算等；进行了模具零件的计算和选择,以及总体结构、主要零部件的设计；并绘制了模具装配图和零部件图。这次设计应用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。关键词：压盖，冲孔，落料，拉深AbstractIn this paper，we analysis the stamping process on the general process, as well as the stamping die design of the basic ideas. This paper mainly analysis the hinge analysis process and die design, including deep roll round bending and blanking process technology , As well as the die of corresponding work step design .In the design, Punching, trimming, rolled round, bending, dropping material and other processes are used. There are also analysis of the stamping process of the workpiece; calculation of nesting rough, pressure, cutting the size calculation can be seen; the calculation of the mold parts, as well as the overall structure and choice, the main components of design are carried out, we draw the punching mold assembly drawings and parts diagram. Thus the present paper applies this specialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studied.Key words: punching， blanking 第1章 绪论1.1，冲压技术的概念 冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同，改采用的工序也不同。根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。 分离工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，使坯料发生断裂而产生分离。分离工序主要有剪裁和冲裁等。 成形工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限s，但未达到强度极限，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有拉深、拉深、翻边、旋压等。有关冲压工序的详细分类与特徵 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定著产品的质量、效益和新产品的开发能力。 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特徵分类： 1.1.1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）拉深模 使板料毛坯或其他坯料沿著直线（拉深线）产生拉深变形，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。 1.1.2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。通常模具是由二类零件组成: 一类是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。1.2模具技术的发展趋势 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。在走过了温长的发展道路之后，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。）各类冲压模具的生产能力。1.2.1冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元. 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿 元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。1.2.2冲压模具水平状况 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12m，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Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1.2.3模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。1.3冲压模具的特点对于冲压模具的特点大体上归为以下三大类：1.3.1充分运用IT技术发展模具设计、制造。用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。外形车身是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，其技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三之二的时间、成为汽车换型的主要制约因素。目前，世界上汽车的改型换代般约需 48个月，而美国仅需30个月，这车要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽年覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体、实现了异地设计和异地制造。同时，虚拟制造等IT技术的应用，也将推动模具工业的发展。1.3.2缩短金属成形模具的试模时间。当前，主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%、具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。1.3.3车身制造中的级进冲模发展迅速。在自动冲压上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术，近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件。加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制，主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优生考虑在多工位压力机上加工。1.4 模具CAD技术我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。1.5主要任务课题是由指导教师统一发放下来的，图1即为其制件图 ，原始数据如下：制件材料为铝合金；材料厚度为2mm； 图1 制件图第2章 冲压件的工艺性分析 2.1工艺分析 该制件为普通压盖，厚度2.0mm，经零件展开可知用矩形板料即可。 制件上有小圆孔，冲小孔时要注意对冲头的保护； 工步较多，应该在适当的地方采用导正销导正 ； 2.2工艺方案的分析 制件属中厚板且形状较为复杂的共件，其生产基本工艺为冲孔冲孔切边拉深切断，共四道工序。由于工件精度较高，考虑到模具强度以及选取步距（110mm）。 第3章 确定裁板及排样的方案3.1 排样的意义及排样方式的确定3.1.1排样的意义冲裁件在条料，带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料的费用一般占冲裁件成本的60%以上。因此材料的经济利用是一个重要问题，特别是对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用，冲裁质量，生产率，模具结构与寿命，生产操作方便与安全等。排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。3.1.2排样方式的确定 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。图3.1.23.2计算毛坯尺寸以及确定搭边值3.2.1毛坯尺寸工件经过拉深，依次展开，可得到毛坯尺寸所以工件总长度L=249mm 采取直排双件的排料方法，为了保证两工件落料时凸模有足够的强度，两工件间离不宜过小， 在此取s=25mm条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，小偏差为负值，计算公式如下： 式中 D冲裁件的最大外形尺寸；a 工件之间的搭边值,直排双件横向搭边a=0 板料剪裁下的偏差；查表2-7（参考资料1）知0.6mm；导尺与最宽条料间的单向最小间隙；查表2-8（参考资料1）知=1mm；则板料的宽度B=249+18X2=2853.2.2 确定搭边值 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。 搭边值通常由经验确定，表1.1（参考资料1）所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。根据零件形状，查表1.1工件之间搭边值a=18.0mm, 由于工件宽度较大，考虑到切搭边时凸模强度，故取较大值，取搭边为a=18.0mm所以排样图尺寸如下图3.2.23.2.3计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。由零件图在CAD用计算机算得一个进距内零件所占面积NA=17025mm一个进距内的坯料面积:BXS=285110=31350 mm因此材料利用率为:=(NA/BS)X100%=(17025/31350)X100%=54%，考虑到模具的强度，故排样合理.第4章 计算各工序压力，压力中心，初选压力机 4.1 冲裁力 落料力 4.1.1冲裁力冲裁时冲裁力通常用以下公式计算： 式中F冲裁力(N)； L冲裁周边长度(mm)； t材料厚度(mm)； 材料抗剪强度（MPa)；查表7.1（参考资料2）知=360MPa K系数，系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3 第一个工步冲孔和中间冲裁周边长度 L=1579 因此 =1.315792360=147.8T 4.1.2卸料力 落料时，剩余废料会卡在落料冲头上。要将其卸下，就需要一定的作用力即为卸料力。其计算公式如下： 式中为卸料力系数；查表2-11（参考资料1）知=0.05； 因此T； 第一工步的总冲裁力F总=+=147.8+7.4=155.2T 4.14落料力 落料即冲裁，落料力 =1.3434.52360=40.7T 根据以上计算结果推出总压力F大小为：F=147.8+7.4+40.7 =195.9T=1959KN 4.15拉深力计算拉深力的原则试制件危险断面上的拉力必须小于材料的强度极限。拉深力计算公式见表：即拉深力为F拉=835KN4.2初选压力机 初选压力机型号为J31-300即可满足要求，其主要技术参数如下表：公称压力标称压力行程滑块行程长度滑块行程次数最大装模高度装模高度调节量导轨间距离3000KN13mm250mm20次/min450mm200mm880mm滑块底面积尺寸工作台垫板尺寸主电动机功率气垫个数单个气垫退出力单个气垫紧力前 后700mm800mm800mm55kw10.15MN1MN 考虑到落料，冲孔时，其最大的冲裁力可能会超载，因此需要校核一下公称压力F。生产中只要0.75F。大于总压力F即可；0.753000=2250KN，大于总压力1959KN，因此所选压力机合理。 第5章 模具设计5.1 冲孔 5.1.1 凸凹模间隙的计算 1. 冲裁间隙分析凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Zmin，最大值称为最大合理间隙Zmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Zmin。2.确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。 本设计采用查表法确定其间隙值Z 查表3-4（参考资料1）知其冲裁间隙值如下： 5.1.2凸凹模刃口计算1.凸凹模刃口尺寸精度决定的合理与否，直接影响到冲裁件的尺寸精度及合理间隙值能否保证，也关系模具的加工成本和寿命。因此，计算凸凹模刃口尺寸是一项重要的工作。 制造冲模的关键主要是控制凸，凹模刃口尺寸及其间隙合理。由于模具加工方法不同，凸凹模刃口尺寸的计算公式和公差标注也不同。凸凹模刃口尺寸的计算方法基本上可分为两类。 a 凸凹模分别加工 这种加工方法适用于圆筒形或简单规则形状的冲裁件。本设计中因制件形状较为复杂，所以不适用此种加工方法。 b凸凹模配合加工 对于形状复杂或薄料的冲裁件，为了保证凸凹模之间的一定间隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中的一件作为基准，然后以此基准件为标准来加工另一件，使它们之间保持一定间隙。次加工方法的特点是模具的间隙由配做保证，工艺比较简单，无需较核pdZmaxZmin的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使模具制造容易，所以目前一般工厂大多采用此种方法。 2.本设计中，冲裁部分形状简单，制件厚度较薄，因此分别加工方法，冲裁部分均按冲孔计算，以凸模为基准计算，其计算公式如下：、零件公差、偏差。=0.5 (mm)； 凹模制造公差 (mm)，一般取。 凹模制造公差(mm)，一般取。 凸凹模的刃口尺寸第一个工步要求冲孔和利用组合凸模切去多余的搭边余料，大致尺寸如下图： 图5.1.2.1冲孔：工件上要求冲出2个直径为12的孔凸凹模计算如下：凸模： 凹模： =（12.09+0.2） =12.29第一个工步要求组合凸模切去中间异性孔，组合凹模切去L形的搭边，两端部分只要保证间隙就行，冲中间搭边（如下图）刃口尺寸计算如下： 图5.1.2.2 L=98mm的边刃口：凸模： 凹模： =（98.09+0.2） =98.29 5.1.2凹模尺寸及凸模长度计算凹模高： H=Kb 式中 b冲压件最大外形尺寸； K系数，考虑板材厚度的影响 查表2-19得0.25所以凹模高 H=0.25 160=40mm考虑到拉深所占据空间较大故取凹模厚度为40mm凸模长度计算及总体设计凸模长度L=h+h+t+h 式中 h-凸模固定板的厚度 这里为30mm h-卸料板厚度（38mm） t-材料的厚度（2mm） h-附加长度 包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度0mm，凸模固定板与卸料板之间的安全距离。 所以L=50+10+35+38+2+40+50=220mm5.1.3校核凸模材料：参照冲压模具设计与制造选用Cr12.考虑冲孔凸模的直径很小，故需对最小凸模12进行强度和钢度校核：根据表3-26可得：d而设计中，凸模的工作尺寸为12mm1.4,显然凸模满足强度要求5.1.4凸凹模总体设计根据以上计算设计出凸模如下图图5.1.4.1冲孔凸模 图5.1.4.2冲异性孔凸模对图说明:(1)装配的尺寸为H7/m6,可得12的上下偏差; (4).圆形凸模要有同轴度的要求,参照ISO标准得出;(5).刃口尺寸由前面计算可得;(6).淬硬5862HRC是为了提高模具的寿命;(7).工件表面粗糙度要求较高,取0.4,其余的可取1.6;(8).保持刃口锋利,为了减小毛刺 材料为Cr125.1.4 卸料板卸料板采取弹性卸料，卸料板尺寸较大，弹压装置均匀布置在四个角，采用心轴和弹簧实现其功能，中间采用4个卸料螺钉，结构具体尺寸如下图，具体尺寸在零件图上已有表示。图5.1.4 卸料板5.4落料5.4.1落料图凹模计算 本设计采用直排双件的排料方式，落料应该从中间冲开，使工件从两侧斜槽滑落，工件精度要求不高，冲开中间连接余料按冲孔计算即可，这样工件尺寸也能得到保证。 工件宽度为54.45mm，将落料凸模刃口设计成如图 落料是冲裁尺寸如下图5.4.1落料冲裁尺寸落料图凹模刃口尺寸计算：=（75.5+0.5=75.09=（75.09+0.2）=75.29第六章 模具总体结构设计6.1模具类型根据零件的冲裁工艺方案,采用级进冲裁模.6.2 操作与定位方式零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。63 卸料与出件方式考虑零件尺寸较大，厚度较高，采用固定卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。6.4模架类型及精度由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的中间导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。6.5模具装配总图图6.5模具总装图第七章 模具材料选择及热处理要求模具工作零件承受较大的冲击载荷，要求有足够的强度和韧性，同时有较高的硬度和耐磨性。热态成形时，还须有一定的红硬性。现根据模具的工作条件和制件批量的大小来选用适宜的模具材料并设置其热处理方式及要求，具体参数列于下表之中：类别零件名称材料牌号热处理硬度HRC模架上模座下模座导柱导套HT200HT20020钢渗碳淬火5660板类垫板固定板卸料板DF-245钢DF-2淬火淬火40454045工作件落料凹模落料，拉延凸凹模冲孔凸模拉延，冲孔凸凹模Cr12Cr12Cr12Cr12渗碳淬火渗碳淬火渗碳淬火渗碳淬火6064606458626064紧固件螺栓销钉卸料螺栓20钢20钢20钢淬火淬火淬火283828382838辅助件导料板45钢淬火4045弹顶件弹簧60Si2Mn淬火4348 总结本次毕业设计让我系统地巩固了大学期间的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。了解材料的属性和工艺性能。不同的材料有不同的硬度和韧度，加工的难易有不同，要知道所生产的产品工艺性能，以方便实现编写规程的合理性。理解模具的结构和设计原理。根据自己学习的相关冲压模具设计基础知识，理解模具各个结构的作用，清楚实验所设计的模具的机构与装配，确定加工的先后路线。懂得机器的操作和使用范围。工厂的设备有限，在有限的设备生产出合乎精度要求的模具，就要求我们充分利用现有的设备。总之，本次毕业设计，是我认真设计的结果，也是我撑起“工作”的关键一步，检验了我大学期间学习的成果。文中主要讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只有实践与理论相结合才能达到规定的各项性能指标。参考资料【1】主编：高锦张 副主编：陈文林 贾俐俐 塑性成形工艺与模具设计【M】北京 机械工业出版社2007.7 第2版【2】主编：王伯平 互换性与测量技术基础【M】北京 机械工业出版社 2004.4 第2版【3】主编：王芳 冷冲压模具设计指导【M】北京 机械工业出版社 1998.10 第1版 【4】主编：史铁梁 模具设计指导【M】北京 机械工业出版社 2003.8 【5】主编：王新华 冲模设计与制造实用计算手册【M】北京 机械工业出版社 2003.3 【6】主编：曹立文 王冬 丁海娟 郭士清 新编实用冲压模具设计手册【M】北京 人民邮电出版社 2007.10 第1版【7】主编:薛翔 冲压模具设计结构图册【M】北京 化学工业出版社2005.7 【8】主编：薛翔 冲压模具设计和加工计算速查手册【M】北京 化学工业出版社 2008.1 第1版 【9】主编：欧阳波仪 现代冷冲模设计基础实例【M】北京 化学工业出版社 2006.7【10】主编：马朝兴 冲压工艺与模具设计【M】北京 化学工业出版社 【11】主编：王孝培 冲压手册【M】北京 机械工业出版社2000.34174，555653 【12】主编：程培源,詹武,常志梁等. 模具寿命与材料【M】北京 机械工业出版社199953 【13】主编：林朝平. 冲裁模材料对模具寿命影响因素的分析【J】 煤矿机械,2007,28(12):119122. 【14】主编：高军,李熹平,修大鹏等. 冲压模具标准件选用与设计指南【M】. 北京:化学工业出版社, 2007. 11117.【15】 主编：李天佑. 冲模图册【M】. 北京: 机械工业出版社，1985.38 【16】 主编：大连理工大学工程画教研室. 机械制图【M】.北京:高等教育出版社,2004.165302. 【17】 主编：张荣清. 模具制造工艺【M】. 北京:高等教育出版社.致谢 本次毕业设计是在老师的精心指导下完成的。在此，我向他表示衷心的感谢。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程也是如此。经过几个月的努力，这次毕业设计划上了一个圆满的句号，为以后的工作打下了基础。通过此次毕业设计，我发现了平时在学习当中的不足，在理论上的欠缺。此次毕业设计不但融合了大学四年来所学的知识，还在设计过程中查阅了很多相关资料，同时也学到了很多我们还没有涉及到的内容。初步接触资料的查阅与使用。该毕业设计是一个学习的大检查，它把以下专业课程都融合在了一起：机械设计、机械制造、机械制图、模具构造与制造、数控加工工艺等。还在设计过程中得到了从书本上无法学到的东西。我要感谢在设计中曾经帮助过我的老师。附录附录1 英文文献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附录2 文献翻译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
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