菱形垫片复合模具设计

（金属塑性成型综合实践）综金属塑性成型综合实践题目：学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：完成时间：重庆交通大学CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY目录引言 页共31页引言模具行业的发展现状及市场前景。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持15%的年增长率（据不完全统计，2005年国内模具进口总值达到700多亿，同时，有近250个亿的出口），到2007年模具产值预计为700亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆，预计2007年产销量各突破700万辆，轿车产量将达到300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可以使用。冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面：（1）工艺分析计算方法的现代化（2）模具设计及制造技术的现代化（3）冲压生产的机械化和自动化（4）新的成型工艺以及技术的出现（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。级进模是冲压模具的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具。它又称为跳步模、连续模和多工位级进模。被冲材料在模具上沿直线方向送料，在压力机一次行程中，在多个不同工位完成不同的加工工序。级进模在过去，由于技术水平的限制（主要是制造精度的限制），工位相对很少，一般为3至5个工位，10个工位就算很多了，而且也比较少见。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用和进步。多工位级进模的工位数量可以达到几十个，多的以有70多个。多工位级进模作为现代冲压生产的先进模具，它具有冲压生产效率高；操作安全，自动化程度高；冲件质量高；模具寿命长；设计制作难度大，但冲压生产的总成本较低。多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的先进模具。它的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。1冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。1.1冲裁件的结构工艺性1.1.1冲裁件的形状工件名称：XXX生产批量：大批量材料：Q235厚度：1mm图1.1零件图及尺寸此制件的形状简单，尺寸完整，材质为Q235，材厚为1mm，结构一般，零件简单，容易实现冲裁。1.1.2冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，尺寸精度为ST7的经济级普通冲裁。2制件冲压工艺方案的确定2.1冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定：根据生产批量来确定对于年产量需求大批量的产品来说采用单冲模或级进模较合适。根据冲裁件尺寸和精度等级来确定单冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比单冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定，产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定,对复杂形状的冲裁件来说，采用单冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。根据操作是否方便与安全来确定单冲裁取出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。综上所述分析，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择复合冲模冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。2.2冲压顺序的安排经分析，本设计为冲孔落料一道工序。3制件排样图的设计及材料利用率的计算3.1展开尺寸的计算由于该产品是平板件，产品的冲裁尺寸就是该产品的外形尺寸：参考图纸该毛坯的展开图如图3.1所示：此制件材料厚度为1，材质是Q235，由于此产品尺寸不大，结构一般，精度要求不高，年产量比较大，所以采用复合冲模可以实现。图3.1毛坯的展开图3.2制件排样图的设计冲裁件在条料或板料上的布置方法称为排样，其设计的内容包括选择排样方法、是否设置工艺切口确定搭边数值、计算条料宽和步距、画出排样图。排样方法选择级进模的排样是指制件在条料上分几个工位冲制的布置方法。排样不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生产率、模具结构与制造复杂程度、模具使用寿命长短等都不同。所以排样作为级进模设计的重要步骤，它是多工位级进模设计时的重要依据。排样可以分为有废料排样和少、无废料排样。（1）有废料排样法有废料排样法是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间都有工艺预料的存在，冲裁件分离轮廓封闭，冲裁件质量还、模具寿命长，但是材料的利用率较低。（2）少、无废料排样法少废料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或冲裁件与条料之间留有搭边，这种方法的冲裁件只沿着冲裁件的部分轮廓进行。材料的利用率可达到70％～90％。无废料排样翻是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间均无搭边存在，这种怕有的冲裁件时间上是支接切断获得，多以材料的利用率可达85％～95％。因为本次设计采用冲孔落料弯曲级进模，分析零件的形状特点及精度要求，并且条料是连续送进，确保压力机对板料加工时冲压力平衡，所以必须选择有废料排样。为了降低模具的复杂程度，本次设计采用有废料直排方式。排样时需考虑如下原则：提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状）合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。模具结构简单、寿命长。保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。3.2.1搭边与料宽搭边排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用的作用有下几点：补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，补偿由于条料与导料板之间由间隙所造成的送料歪斜误差。若没有搭边则可能出现制件缺角、缺边或尺寸超差等废品。使凸、凹模刃口能沿着封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易被破坏。模具寿命和制件断面都能提高。对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，一保证条料的连续送进。搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到搭边作用。过小的搭边还可能被拉入凸、凹模之间的缝隙中，使模具刃口破坏。合理的搭边值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命，保证自动送料时不被拉弯、拉断条件下允许的最小值。因此，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度δ=1mm，确定搭边工作间a1为2mm,a为3mm。产品靠挡料销定位。具体可见排样图如图3.2所示：图3.2排样图

2．送料步距和条料宽度的确定送料步距条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为(3-1)S=54MM式中D——平行于送料方向的冲裁宽度；a1——冲裁之间的搭边值。条料宽度的确定条料宽度的确定与模具的结构有关,确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利地在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。采用无测压装置的模具，其条料宽度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减小。为了补偿侧面搭边的减小部分，条料宽度应增加一个可能的摆动量。故条料宽度为（参考《冲压工艺与模具设计》57页）：条料宽度（3-2）=68+6-0.5=74-0.5MMQUOTE=(64.5+6)式中B——条料的宽度（mm）；Dmax——冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——侧搭边值；Δ——条料宽度的单向（负向）公差；剪切条料宽度偏差,因此B=76-0.5。3.2.2材料利用率的计算一个步距内的材料利用率η为（3-3）=1862.0794/3996=46.598%式中F——一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）；n——一个步距内冲裁件数目；B——条料宽度（mm）；s——步距；4确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心4.1冲压力冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。4.1.1冲裁力的计算在本次设计当中，冲裁部分有冲孔和落料。所以总冲裁力是两个工位的的冲裁力的合力。计算每个工位的冲裁力公式是一样的，唯一变化的参数是冲裁剪切周边的长度。由于冲裁加工复杂性和变形过程的瞬间性，使得建立十分精确的冲裁力理论计算公式相对困难。通常说的冲裁力是指工作于凸模的最大抗力。如果视冲裁力为纯剪切变形，（参考《冲压工艺与模具设计》60页）冲裁力可按以下公式计算：(4-1)QUOTEF1=1.3×169÷1.0×260=57122=1.3X式中：F——冲裁力（N）；L——冲裁件周边长度（mm）；τ——材料抗剪强度（MPa）；查得Q235抗剪强度为144-188，取τ=160MPa。δ——材料厚度；(mm)K——系数，通常K=1.3；4.1.2卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算(4-2)QUOTE=0.045×57+16.96=3.32KN=0.045X78.45=式中：F——冲裁力；——卸料系数综上所述，冲压过程的总工艺力为QUOTEF总=57+4.24+3.32=64.56KNF=4.2压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置X0，Y0（即x=0，y=0），即为所求模具的压力中心。单个零件的压力中心计算如下：（4-7）（4-8）式中：-压力中心的横坐标；-压力中心的纵坐标；-各线段的长度；-各线段重心的横坐标；-各线段重心的纵坐标。分析本制件可知，由于该零件采用直排排方式，经公式4-7、4-8计算，其压力中心可近似如图4.1。图4.1压力中心分析4.3压力机的选用选用压力机，首先应根据所要完成的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等选定其类型。然后，进一步根据变形力的大小、制件尺寸和模具尺寸来确定设备的规格。具体应注意以下事项：根据控件的尺寸形状和压力机的技术参数，考虑冲压时需要的冲压力、控件的拉深深度和行程。注意取出控件时，不能与模发生干涉；2)应考虑必要的工序数和压力机台数与布置的关系；3)根据产量，考虑每一台压力机的负荷时间；4)根据生产量和控件形状，考虑究竟应该采用压力机还是多工位自动压力机。初步确定压力机的型号：F公称≥F总因此选择压力机的型号为：J23—25压力机,型号为JG23—25压力机的基本参数如表4.1：表4.1J23—25压力机主要参数公称压力/KN250垫板尺寸/mm40滑块行程/mm55滑块行程次数/（次/min）125模柄孔尺寸/mm直径40深度60最小封闭高度/mm220滑块底面积尺寸/mm封闭高度调节量45滑块中心线至床身距离/mm160床身最大可倾角30°立柱距离/mm工作台尺寸/mm前后180左右2005凸、凹模刃口尺寸计算5.1凸、凹模刃口尺寸计算原则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；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。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。冲裁间隙对冲裁力的影响：虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度5%~20%范围时，冲裁力的降低并不明显（仅降低5%~10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响：间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%~25%左右时卸料力几乎减到零。冲裁间隙对尺寸精度的影响：间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和落料是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。通过以上分析可以看出，冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳，冲裁模具寿命最长，冲裁力、卸料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的冲裁件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲裁件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。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零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量在公差范围内的0.5-1.0之间。磨损量用xΔ表示，其中Δ为冲件的公差值，x为磨损系数，其值在0.5-1.0之间，与冲件制造精度有关，可按下列关系选取：零件精度IT10以上X=1;零件精度IT11-IT13X=0.75;零件精度IT14X=0.5。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一律采用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高3-4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6-IT7级选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即：落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。5.2凸、凹模刃口尺寸计算方法5.2.1凸模和凹模分开加工这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时，需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足：(5-1)此产品材质为Q235，材厚为1mm，冲裁结构简单，冲裁间隙选为0.12mm,冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算：冲孔时(5-2)落料时(5-3)式中——分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（mm）；——为落料件的最大极限尺寸（mm）；——为冲孔件的最小极限尺寸（mm）；——工件公差；——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4；’——刃口中心距对称偏差，通常取δp’=Δ/8；——凸模中心距尺寸（mm）；——冲件中心距基本尺寸（mm）；——最小冲裁间隙（mm）；根据公式，凸模尺寸：=24-0.12=23.88mm,凸模尺寸如图5.1图5.1落料凸模尺寸凹模尺寸，按照公差ST7取值，按公式计算：DQUOTE=128-0.26+2×0.13=128-0.02如图5.2。图5.2凹模尺寸5.2.2凸凹模设计复合模中凸凹模的重要性不容忽视，其形状和凹模相匹配用于下料，而内部孔则通过与其配套的冲孔凸模实现切割功能。此外，该凸凹模的外观及内孔位置主要是由这个部件所确定的，所以对它的设计非常关键且需要极高的精确度。通常，凸凹模的长度是根据结构需求来设定的。凸凹模长度式中—固定板厚度，mm；—卸料板厚度，mm；—凸模压入凹模的深度，mm；a代表额外的高度，这个长度主要是用于安装卸料树脂的，在此次设计中，我们选择了15~20mm。凸凹模长度计算为=15+15+2+（15～20）=47～52mm。选用cr12mov作为凸模材料，其淬火硬度能达到58-62hrc。使用中心螺钉，通过下垫板进行固定，并与下模板相连接，高度设置为51.5mm，具体结构请参见图5-3。6模具整体结构形式设计根据制件结构及其工艺性分析，本次设计采用的模具整体结构设计如图6.1所示：上模采用弹性卸料。图6.1模具整体结构图7模具零件的结构设计冲压模具凹模和凸模经常接触摩擦，因此要保证其刃口的强度和硬度，通常选取材质为Cr12,硬度经过热处理后达到55～58HRC，为了提高凸模和凹模的寿命，一般凸模按最大值设计，凹模按最小值设计。7.1凹模的设计根据之前计算，设计凹模如下材料：Cr12硬度：55～58HRC形状结构：（如图7.1）图7.1凹模7.2凸模的设计根据之前计算，设计凸模如下材料：Cr12硬度：55～58HRC形状结构：（如图7.2），凸模做成台阶式结构，靠压料板导正。图7.2凸模7.3凸模固定板的设计凸模固定板用于固定凸模。对应于小型的凸、凹模零件，一般通过固定板间接地固定在模座上，以节省贵重的模具钢，固定形式有物理固定及化学固定。为使凸模（凹模）固定牢靠并有良好的垂直度，固定板必须有足够的厚度。因此，设计如下：材料：45#钢硬度：43～47HRC形状结构：如普通模板一样，靠定位销导正。7.4卸料料板的设计材料：CR12硬度：55～58HRC形状结构：如普通模板一样，靠导柱导正。7.5垫板的设计垫板用于凸模与上模座之间的连接固定，它的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，如果凸模的端部对材料的压力超过材料的许用压力，需在凸模端部与上模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板的硬度要求较高能有效地分散工作时对模座的压力。垫板的材料通常选用T7、T8或45钢制成，淬火硬度对于T7、T8为52～56HRC，对于45钢为40～45HRC。为防止变形一般用工具钢制造，冲压力较小的模具可用45钢制造。承力面积较大的凸模也可不用垫板。垫板外形尺寸可凸模固定板尺寸，其厚度一般取5～20mm，此套模具上垫板尺寸为160mm×125mm×10mm.凸模固定板尺寸为160mm×125mm×20mm.7.6模架和模柄的确定模架由上、下模座及導向裝置組成。模架是模具工作时的主要受力部件，所有的冲压力最后都是通过模架来传递的。因此在模具工作时会产生振动，模架的材料一般是防震较好的铸铁、灰铸铁、45钢、Q235-A钢等，一些要求不高的模座也有用铸钢制造的。为了满足生产的需要，模架及其部件都已经标注化。根据GB/T2851和JB/T8049的要求，模架主要有两大类：一类是上模座、下模座、导柱、导套等组成的导柱模模架；一类是导板、下模板、导柱、导套组成的弹压模架。导柱模模架。导柱模模架的导向结构有滑动导向和滚动导向。滑动导向模架的结构形式有6种：对角导柱模架、后侧导柱模架、后侧导柱窄形模架、中间导柱模架、中间导柱圆形模架和四角导柱模架。对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架的共同特点是，导向装置都是安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。对角导柱模架上、下模座，其工作平面的横向尺寸L一般大于纵向尺寸B，常用于x横向送料的级进模，y纵向送料的单工序模或复合模。中间导柱模架只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。四角导柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大冲件的生产及大批量生产用的自动模。后导柱模架送料方便，由于产生较大的偏心载荷，一般应用在要求不高的小型模具。滚动导向模架导向精确度高，使用寿命长，主要用于高精度、高寿命的硬质合金模、薄材料的冲裁模以及高速精密级进模。弹压模架。弹压模架有两种结构形式：对角导柱弹压模架和中间导柱弹压模架。其特点是凸模导向用的弹压导板与下模座以导柱导套为导向构成整体结构。导柱导套结构形式可以起到保护凸模的作用，一般用于带有细凸模的级进模。零件的精度要求并不高，综合分析以上的模架形式，选用滑动导向的导柱模模架。级进模工作部件的横向尺寸远和纵向尺寸相差不大，因此选用对角导柱模架。选用时可以根据凹模的周界即L×B来选取国家标准模架规格（表2.1）。所以选择的模架为：294×240×265～300IGB/T2851.4；材料为：HT200。对于生产批量大，要求模具寿命高，工件精度高的冲模，一般采用导套和导柱来保证上下模的精确导向。选取模架应注意以下几点：1）多工位级进模应满足刚性高和精度高的要求。2）为保证模架强度，其上下模板的厚度要足够，通常比普通冲模模座厚约30%。3）保证模具在闭合状态下，导柱上端座上平面的距离不小于10～15mm，导柱下端面与下模座下平面的距离不小于2～3mm。4）导套与上模座上平面的距离应大于3mm，用以排气与汽油。5)导套的长度L，须保证在冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。6)注意采用拆装快捷并保证重复装卸精度的结构设计。模柄的作用是固定上模座与压力机滑块上时使模具的压力中心与压力机的压力中心保持一致。所以，模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致。模柄的类型及应用见表7-1.常用的模柄形式如下：

表7.1模柄的类型及应用类型示图特点及应用整体式模柄与上模座做成整体，适合于小型模具压入式与模座安装孔用H7/n6配合，可保证较高的同轴度和垂直度，适合于各种中、小型模具螺纹旋入式模柄制造及安装方便，为防止松动拧入防转螺钉，主要用于中、小型模具凸缘式用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，适合于较大的模具浮动式这种结构可以通过过球面垫块消除压力机导轨误差对冲模导向精度的影响，适合于有滚珠导柱、导套导向的精密模具根据上表并结合所选的压力机的模柄孔尺寸及所设计冲模的需求，选取压入式模柄,材料Q235,并用防转销进行防转固定。如图7.5图7.5模柄8模具的总装配8.1模具的安装与装配8.1.1模具的安装安装过程如下：（1）安装前，必须进一步熟悉冲压工艺和图纸，检查要本模具和压力机是否完好正常。（2）准备好安装紧固螺栓、压板、垫块、垫板及模具上的附件（顶杆等）。（3）测量冲模的闭合高度，并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度，使滑块在下死点时，滑块底面与工作面之间的距离略大于本模具的闭合高度。（4）模具放入压力机之前，应清除粘附在模具上下表面，压力机滑块底面工作台面上的杂物，并应擦洗干净。（5）取下模柄锁紧块，将本模柄推入，使模柄紧靠模柄孔，垫板间距要使废料能够漏下，合上锁紧块，再将压力机滑块停在下死点，并调整压力机滑块高度，使滑块与冲模顶面接触。（6）紧固锁模块，安装下模压板，但不要将螺铨拉得太紧。（7）将压力机滑块上调3－5mm，开动压力机使滑块停在上死点，擦净导柱导套部位并加润滑油再点动压力机，使滑块上下运动1－2次后使滑块停在下死点，靠导柱导套将上下模具的位置导正后将压板螺栓固牢。（8）开动压力机并逐步调整滑块高度，先将上下模之间放入纸片，使纸片刚好切断后再放入试冲材料，刚好冲下零件后，将连杆螺钉锁紧。8.1.2模具安装模具装配的遵循原则：模具的装配质量即与零件的质量有关，也与装配工艺有关，而装配的中心环节是保证凸、凹模间隙的均匀性。为此，一般要遵循以下几点：（1）选择装配基准件选择基准件的原则是按照模具主要零件加工的信赖关系来确定。（2）组件装配组件装配是指在模具装配前，将两个以上的零件按照零件规定的技术要求连接成一个组件的装配工作，这些组件应按照各零件所具有的功能进行装组装，这将对整副模具的装配精度起到一定的保证作用。（3）总体装配总体装配是将零件和组件结合成一副完整的模具过程。在总装前，应选好装配基准件和安排好上、下模的装配顺序，然后基准件为准，按工艺顺序装相应的零件。（4）调整凸、凹模间隙在装配模具时，必须严格控制及控制凸、凹模间隙的均匀性。间隙调整合格后，才能紧固螺钉并打入销钉。（5）检验、调试模具装配完毕后，必须保证装配精度，满足各项技术要求，并要按照模具的验收技术条件，检验模具个部分的功能。8.2模具的试冲与调整冲模装配完后，要在生产条件下进行试模，即试冲用设备和试冲用料与技术条件均要符合生产要求。试冲的目的在于检查冲模的性能是否达到设计要求，同时还具有如下作用：（1）验证所选用的压力机是否合适，冲模能否合理地安装到压力机上而不用任何修改，压力机是否有足够的力量保证冲下制件。（2）验证模具生产的制件质量是否符合产品图样所要求的性质、尺寸和精度。（3）验证改模具能否进行生产性使用。（4）验证冲压工艺安排是否合理。（5）为模具设计人员反馈信息。了解模具结构设计有哪些不合理的地方需要改进。（6）为冲模投入正常生产做准备。所以试冲是不必少的。但试冲时间和试冲的次数应尽可能少，这就要求冲模的制造质量过硬。最后的冲模应该一次试冲即通过。8.2.1试冲过程的调整冲模装在设备上之前，应将压力机调整到使冲模能安装在上面，使冲模获得应有闭合高度和开启高度。在试冲时，因冲模的性质不同，出现的各种问题也不同，调整的内容也随之变化。例如：在调模时，送料困难或不通畅，甚至卡死的现象，可能由于两导料板间尺寸过小或两导料板导向面与送料方向不平行等原因所造成的，为此就应该调整导料板尺寸或装配位置。9.关键零部件加工工艺规程设计重庆交通大学加工过程卡零件名称圆形冲孔凸模共页零件编号第页工序号工种工序内容机床备注名称型别1拿取毛坯2磨床磨ø10-60的圆棒磨床3磨床磨ø8-54留5mm台阶磨床4热处理HRC58-625磨床Ø10磨到Ø8Ø8磨到Ø6磨床保证Ø6的精度6磨床台阶5mm总高度57mm磨床7检验8入库编写完成日期月日老师签名日期重庆交通大学加工过程卡零件名称凸凹模共页零件编号第页工序号工种工序内容机床备注名称型别1拿取毛坯2铣工点孔找个各个加工的坐标原点并标记铣床3钻工钻ø3的穿丝孔钻床4磨工表面磨瓶磨床5热处理HRC58-626精磨上下高度51.5mm磨床7线切割线割内孔和外形慢走丝8检验9入库编写完成日期月日老师签名日期结论毕业设计是一种综合性较强的专业实践环节，它具知识面宽、学科广、综合性强。通过这次毕业设计，提高了我理论跟实践相结合的能力，提高了在模具设计过程中，遇到的种种问题的解决能力。本毕业设计是发动机垫片级进模设计，由最初的样件的测绘和开题报告到最后的撰写毕业论文说明书整个过程，中间经过了一系列复杂的工作量，比如说在测绘样件时，要合理的选择公差、制件材料等，每一步工作都要细致周密，下一步的工作才能更好的进行。通过研究本课题，自己能清楚的知道设计模具的整个过程，同时也学会