【《盒形端盖冲压模具设计》18000字（论文）】

盒形端盖冲压模具设计目录第一章绪论...................................................（1）第二章制件工艺分析...........................................（4）第一节冲压件的工艺分析........................................（4）第二节冲压工艺方案的确定......................................（4）第三章冲裁排样设计...........................................（7）第一节排样方法及排样图.......................................（7）第二节排样的计算.............................................（8）第四章冲压力和压力中心的计算................................（12）第一节确定冲压力............................................（12）第二节决定模具压力中心......................................（15）第三节冲压设备的选用........................................（16）第五章凸凹模刃口尺寸确定....................................（17）第一节确定凸凹模刃口尺寸的原则..............................（17）第二节凸凹模刃口尺寸的确定..................................（17）第六章冲裁模典型结构设计....................................（20）第一节模具模架的选择........................................（20）第二节工作零件设计..........................................（20）第三节定位装置设计与计算....................................（22）第四节卸料装置..............................................（24）第五节固定零件..............................................（24）第六节导向零件选择..........................................（25）第七章模具的使用............................................（27）第一节模具检测..............................................（27）第二节模具使用安全..........................................（28）第三节模具使用要求..........................................（29）第八章模具的总装配图........................................（31）第九章结论..................................................（32）参考文献.....................................................（33）绪论第一节冲压技术一、冲压技术应用模具的研发设计与生产制造早就已经发展成为了用来衡量某一发达国家或某个地区的工程机械制造企业能力水平强弱的一项重要能力测量技术指标。该系列模具的批量生产主要体现有以下几个主要方面:高精度，复杂，大规模生产量和低成本能源耗费。其中，冲压模是冲压生产制造过程中不可无的加工设备，其特点是具有生产大量产品和快速换代的能力。冷冲压的特点如下：其中，冲压工艺的制造过程中不可没有的加工工具是冲压模，它所含有的特点是可以进行大量产品的生产和较快的迭代功能。冷冲压所具有的特性如下：(1)可以成型其他方法难以处理的复杂零件。(2)所出件的质量不会发生重大变化，所得制件的具有良好的精度尺寸，所生产产品拥有良好的互换性。(3)生产速度快。打个比方来说，体积较大的冲压零件(例如汽车覆盖件)的周转速度可以实现数千个产品零件/每分钟。(4)材料产生废料少，使用效率高。因此，可以实现产生较少浪费的生产形式，甚至可以不产生浪费。在一定情况下，剩余的材料也可以被充分使用。(5)具有简单的操作方法，简于组织进行生产。冲压所具有的不足是模具生产制造周期相对长而且制造成本相对高。并且不方便进行一件或批量较小的生产。大部分冷冲压生产主要应用机械压力机，手动操作的劳动费时费力，并且很可能出现事故危险。第二节课题目的及意义一、课题目的及意义（一）选题依据在现如今的工业社会中，冲压这项工艺已广泛嵌入生产产品的零部件中。冲压模具早已广泛嵌入于生产各部件和其他生活产品中。近年来，我国机械工程技术水平显着提高，这种显着提高的技术与模具生产的发展密切相关。形式是几乎所有行业的基础。如果世界上一个国家在模具的生产上没有支持，几乎不可能想象每个家庭都拥有一辆汽车。当然，国家的轻工业是要振兴的。要想强大，显然与模具制造技术的力量密不可分。在制造方面，模具行业率先引领制造技术。因此，这一客观原因导致刀具技术水平成为衡量国家生产技术水平的重要指标。我国要实现生产基地的梦想，必须先开发，先开发，先投资。在汽车行业，它的范围从车身面板到基本的汽车发动机再到乘用车内饰。与十年前相比，汽车生产的效率和效益堪称天上地下，效率的快慢与形状密不可分。换句话说，成型装置是汽车设备中极其重要和重要的部分。此外，工具的重要性不仅体现在汽车行业，也体现在我们的日常生活中。例如，做一个电视大约需要50套模具，做一个手机大约需要30套模具，一个模具电脑需要很多模具，产品数不胜数。形状在航空航天和军事工业中也发挥着重要作用。随着国家模具生产技术水平的提高，近年来国产大飞机的生产变得相对容易。目前，中国模具工业协会已召集分会，研究开发飞机内饰材料选择、产品结构分析与设计、模具设计与制造、产品总装的完整技术，以适应实现飞机内饰的工业应用。技术。由于模具制造的产品质量好、精度高、形状多样，可以满足大批量生产的需要。它用于制造飞机、船舶和滚珠列车等设备的结构和内饰。此外，生产过程可实现高效率、大批量、节省材料和能源，因此模具通常被称为现代工业生产的支柱。尽管由于计算机技术、设计软件、模拟分析等方面的进步，以及与国外在模具制造领域的交流与合作的发展，我国的模具制造自2000年以来取得了长足的进步。尽管近年来我国在发展水平上取得了一定的进步，但我国模具工业的发展水平与某些国家仍有较大差距。特别是对于形状。在建设层面，我国模具制造部门需要了解现状，发现自身不足，才能更好地发展。本次设计选择了盒形端盖冲压模具为毕设主题，关键是想利用这种设计来深入冲压工艺的实践与其实际生产是所经历的流程。（二）研究目的及意义：1.能够在经历所需模具的设计过程后历练所得的知识并掌握其设计方法。这其中包括选定设备并计算其参数；设计模具的主要零件并计算其数据；初步设计模具的大致结构；培养自身模具设计和设计所需的运算能力；2.大学习得的专业理论知识可以在设计中得到全面的应用，理论和现实相结合，锻炼自身的设计能力，并尝试培养出我们自主创新的能力。通过在本次完善设计实践中的经历，我们可以训练自身的工作态度，为未来的未知生活做出预备工作。制件工艺分析冲裁件的工艺分析图2-1制件图所给制件全称：盒型端盖冲压模具设计其使用金属：08F其材料厚度：0.5mm其设计要求：精度等级选为IT13，未标注圆角定为R0.5，要求大批量生产一、工件材料本零件为盒型端盖，材料为优质碳素钢O8F，良好的冲压成型性能是所需主要特点，强度硬度与切削工艺性能都令人满意，这是制件在使用中所需的要求，本材料的贴模性、定性型与冲压成型后的表面质量都比较好，非常适合冲裁小型零件。因为本制件没有较大尺寸，没有在设计结构上的复杂形状，所以可以不计算压力机的滑块运动的速度因素，因而排除其可能带来的干扰，在设计中只考虑选定某样已知的压力机，确定模具内部构造等。由图2-1部分的制件图可以得出总论，本冲压件只有冲裁工序和弯曲工序，0良好的塑性与延展性是08F优质碳素钢的主要特点，所以在使用时08F碳素钢可以确保制件有其所需的刚度及强度。并且在图2-1部分的展开图中可以得出结论，如果吧制件弯曲部分展开后其形状为十字形，并且由于此冲压件的结构对称，边角弯曲半径的确定和孔与腰圆孔的尺寸的确定和孔与孔，孔与腰圆孔的间距的确定具有其合理性。现今已知制件各部分尺寸，现可计算制件的展开面积如下所示：1.工件冲孔部分面积：2.工件未冲孔总面积：综和两个式子可确定本制件的面积为：第二节工艺方案的分析及确定一、工艺方案分析弯曲成型是此次制件的主要工步，并且制件展开后为十字形，初步可以将加工过程分为为下四步工序:冲孔、冲裁、弯曲，切断。盒型件的零件具有简单形状，制件有三个腰圆孔，两个圆孔。其中两条弯曲的边上加起来总共有两个腰圆孔和一个圆孔，并且由于其结构基本对称使其加工过程较为简便。边孔间距远近(13.5mm)应大于凸、凹模允许的最低壁厚(约1.6mm)(请参阅下图表2-1)。材料厚度设定为0.5mm。查表2-1可知凸凹模孔位间的最低要求壁厚约为1.6mm，有其合理性，加工需求可以被满足。故可考虑施用首先实施冲孔、接着实施冲裁、再实施弯曲、最后实施切断的工序。表2-1级进式具有多工步的模具的冲裁凸凹模所需的最小壁厚（单位：mm）确定各工步后，可以依照其各个工步（冲裁，弯曲）的方法，初步确定其成型过程并作出在下方依次排列的具体设定:首先第一步应进行冲孔，先冲两个圆孔，后冲三个腰圆孔;第二步应进行冲裁，冲裁可为之后的弯曲过程提供足够的加工空间;第三步应进行非对称边的弯曲;第四步应实行最后对称两边的弯曲工作，第五步应进行切断工作，使整个制件从斜坡落下。在成型过程中加工硬化可能会的出现，但由于本制件的没有较大的变形量，所以无需顾虑是否需要退火工序以去除加工硬化。确定制件工艺方案该盒型端盖制件包括冲孔、冲裁、弯曲，切断这四道基础工序，有较大的产品生产需求，首先在这里初步进行设计多种工艺方案以供选择，在参考工艺要求和其他要素后，可排除其中一部分。方案一选择了单一工序模完成一个工步，先放入一个单工序模进行加工，用手或设备取出盒型端盖，放入下一个模具再一次进行加工，直到最后一步加工完成，即可完成一个制件的生产，在生产下一个制件时，重复以上程序。单工序模简单维护，但是很多时间和精力会被浪费在其各个工步的交换中，改变每次取出与放入都会浪费大量时间。并且由于不断的人工干涉模具，暨取出和放入，可能会产生大量废品。它不适用于盒型端盖这种简单零件实施大批量生产，多套模具生产在效率方面没有体现工业化生产的优势，设计多套模具较为困难，因此该方案被否定。方案二选择级进式多工序模具加工暨多个冲压工艺同时完成在同一次冲压的不同位置中完成。这种模具每次加工多各件的一个工步，速度快，因此有优良效率。级进式多工序模具的巨大优势就是员工不太容易出现危险操作和方便使之实现自动运行。级进式多工序模具最适合加工这种制件体积小但需要较大批量，材料厚度不大，没有较精细的精度要求的制件。本次设计的盒型端盖经过综合比较可以初步确定施用此种模具。方案三选择复合模具加工，采用此种方法需要3副模具，模具的数量比方案一低，同时相比方案一，模具的精度高了一个档次。但是相比方案二，模具制造工作制造工作量和成本相对稍微高一点点，不止如此，模具的制造周期也稍长，操控也有些不便，自然导致了生产效率较低。根据上方的分析，采用方案二级进式多工序模具用于生产盒型端盖。级进式多工序模具意味着整个加工过程是连续进行的。它是多工位加工，十分有功效的模具。为了适应精度要求，将中心圆孔用作导正销。本制件选用级进模作为加工模具，其加工的工艺方案步骤如下所示:1.先冲两个圆孔，后冲三个腰圆孔，该制件工五个孔，分两次冲裁成型;2.分两次冲裁出零件展开外形，为之后的弯曲过程提供足够的加工空间;3.进行非对称边的弯曲;4.进行最后对称边的弯曲;5.对制件的四角进行切断工艺，使制件整个落下。三、尺寸精度盒型端盖的孔与腰圆孔尺寸和精度等级在此设定为IT12~IT13制件。其余的尺寸均没有明显标注的公差，一般以IT13作为主体零件的尺寸。表2-2冲裁件内形与外形所能达到的经济精度【1】表2-3孔中心与边缘距离尺寸公差【1】第三章冲裁排样设计排样的方法及排样图一、排样的方法而且在所有的冲压件生产成本中，材料的总成本约占到了总成本的60%以上。这就是为什么对冲压和制造过程的模具使用材料的经济考虑非常重要的原因。在给定板料上冲压制件的排列方法称为排样。如果在布局上存在不合理之处，不必须的材料浪费必然会出现。而板料的使用效率是计量其是否经济的重要指标。产生较少的废料来实现节约材料可以提高材料的利用率。废料通常被划分为以下两种类型:工艺废料和建筑物结构性废料。【1】搭边和余料统一归类为工艺废材。它与对排样和冲压进行相应的工况设定。制件设置一个规定的形状从而产生不同的结构性废料，并且此通常不会改变。因此，只有合理设计排样方法，并尽可能减少工艺废料的面积，才能使型材的使用效率达到提高，从而在材料成本上实现节省。排样的合理性影响材料的使用是否符合经济性的原则。工件布局的合理性定下了材料的施用是否经济化，并且还可能干扰断面的质量同表面质量同模具的结构设计同模具的寿命，生产率和模具价钱，生产价钱等。因此，排样时应定下参考以下几项设计原则:（一）材料的使用率必须被纳入考量，如果变化部分结构不会太大影响效率。可以调整盒型端盖的设计；（二）为了使操作更容易和更安全的操作而设计排样；（三）模具结构在设计时可能简单，以延长模具寿命；二、排样方法分析根据对材料的合理使用情况，条料合理地进行排样的处理方法大致可以划分为以下三种:1.有废料排样方法沿着主要冲件的全部形状进行冲裁。通过该方法加工出的制件的质量和端面的质量较高，并且模具的寿命也得到改善。但是，材料利用率较低。2.少废料排样方法沿着模具冲件的部分直接进行模具外形上的直接切断或者是冲裁。这种类型的布局是在生产过程中沿零件外部轮廓的一部分冲裁而成的，材料利用率可以飚至70%到90%。少废料排样法应用于差精度零件，但本次设计盒型端盖需要表面精度。3.无废料排样方法沿着直线或曲线切断条料来获得制件。实际上，制件是通过切割板料直接获得的，与少废料排样相比，材料的使用率可以提高5%~15%。施用较少废料和不存在废料排样，板材可荣获最高的利用率。方便于一次成型几多零件，还可以便捷模具的结构。但是，这二种方法并不获得强烈使用。经分析，该零件的形状特点大致为台阶状盒型件。再分析制件的精度要求，在此考虑有废料排样方法。冲裁中，冲件尺寸完全由凸模来决定，且选用有废料排样方法所冲出的制件相比另外两种方法精度高，模具寿命也相对较长。排样的计算（一）搭边：排样时冲裁件之间，以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料称为搭边，搭边有两个作用:一是;二是[1]。1.搭边值的作用（1）补偿了定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；（2）可以增加料条刚度，方便料条送进，提高劳动生产率；查表3-1，确定了排样的最小工艺搭边值a。料条厚度t=0.5mm，采用手动送料。结合本次设计中排样图的布置方式最终选取侧搭边值a=3mm。表3-1最小工艺搭边值（单位：mm）（二）送料步距的计算送料步距也叫做送料长度，是每次向模具里运输限定长度的条料，这个限定的长度就叫做送料步距。单次送料步距s的计算公式为s=D+a1（3-1）式中D：径向于送料方向的冲件长度；a1：每个冲件之间的距离。由于排样图中设计有定位孔，所以送料步距可以确定为D=70mm，a1=0故s=D=70mm。（三）条料宽度在根据排样方案及其搭边数值确定之后，我们就可以决定条材料的宽度，以及材料条与导向板之间的距离，在排样中，我们已经确定是用侧刃来实现定距，这样料条宽度应依照公式（3-3）来计算：B=l+2a+nb1（mm）(3-其中：n为已经确定的侧刃的数目b1为确定的侧刃的故条料宽度B=80+2=82mm表3-2导料板相对条料之间的最小的间隙Z表3-3条料宽度偏差△（四）材料利用率的计算材料的利用率可以依托下式进行运算：η=nABL×100%(3式中：η为选定的2000mm*1000mm条料的利用率n为选定的2000mm*1000mm条料所能成型的制件的总数A为一个制件的面积，可由AutoCAD软件计算来获得L为条料的长度，在此处为2000mmB为条料的宽度，在此处为1000mm该冲裁件面积由AutoCAD软件计算所得A=1940（mm2）确定排样方案1.方案一如图3-1所示，排样方法为直排，根据制件的展开可获得制件长度是80mm，加上侧刃(之前定为2mm)所需的宽度，通过式（3-2）运算得到料条宽度为82mm，另通过式（3-3）得到此方案的材料利用率是32.6%。图3-1排样方案图1经过分析，发现这样的排样尽管可以降低级进模具的制造成本，但大批量生产很难实现，是否使用需要再斟酌。2.方案二如图3-2所示，排样方法也为单排，根据制件的展开可获得制件长度是75mm，加上侧刃(之前定为2mm)所需的宽度，通过式（3-2）运算得到料条宽度为77mm，另通过式（3-3）得到此方案的材料利用率是32.5%。图3-2排样方案图2其缺点同方案一，难以保证大批量生产。3.方案三正如图3-3所示，排样方法为直排，但各个工件参差排列，通过式（3-2）运算得到料条宽度为102.6mm。通过式（3-3）得到本方案的材料利用率为29.7%，利用率较低，故不采用。图3-3排样方案图3比较利用率和之后设计的复杂程度，这里确定是用方案一作为本次设计的排样方案，即图3-1所示。第四章冲压力和压力中心的计算冲压力的确定一、冲裁力的计算在整个冲裁期间应力控制是一种技术泛指板块凸模在板料冲裁期间所产生需要板料承担的最高冲裁应力，该冲裁压力主要作用包括板料施加到凸模板料上的正反向应力和摩擦阻力。对冲裁力产生重要影响的因素很多，但主要分别为:材料层的厚度、冲裁材料的流体力学性能、周边的纹理长度以及冲件面的轮廓和材料冲裁时的间隙等，也和表面的纹理粗糙度、冲裁刀具冲切刃口的锋利程度等有关。综上考虑，可以运用平刃口模具的冲裁力公式：（4-1）式中F：总冲裁力，单位：N；L：此次冲件的周围一圈的长度，单位：mm；t：此次冲件的厚度，单位：mm；τb：此次使用的材料的抗剪强度，单位：MPa；K：考虑到实际各项参考因素，一般取K=1.3。由于此次涉及的材料为同一种，为08F，它的抗拉强度与抗剪强度呈正比例相关，一般设定为σb≈1.3τb，因为如此冲裁力也运用公式：（4-2）查表4-1可获得，σb大致的取值范围为275MPa～380MPa，在此取σb=300MPa。冲裁件的外边周长L1=196.28mm冲裁件的冲孔周长L2=79.38mm则总冲裁力为表4-1冲压中常用的金属材料的力学性能二、弯曲力的计算工件有3次V形弯曲(5-5)=7.8kNF弯——弯曲力的大小B——弯曲件弯曲部位的宽度K——所涉及的安全系数，一般设定为K=1.3——材料的抗拉强度MPar——弯曲件部分的弯曲半径，mmt——弯曲件部分的材料厚度三、卸料力、推件力及顶件力的计算当板料完成所有的冲裁和弯曲后。由于材料具有弹性和形变恢复能力的特点，压力机会把材料在模具内冲落部分卡入到模具凹模中。而没有被冲落下来的材料将会被吸附到凸模上。并且它们需要较大的压力来实现把材料由凸模或者是凹模卸下，另外在此处也无法实现安排人工将料卸下。为了能够保证每次冲压的切削工序都必须按照正常顺利的过程连续进行，为了能防止被切削工件被挤压进入凸模或者凹模过程中，影响下一步的挤压冲裁切削工序，须全部卸下已经切削好的冲压工件或者剩余废料。从凸模上卸下紧紧夹紧的材料所需的力称为卸料力，用符号F卸来表示。而从冲孔方向来看，将堵塞在凹模内的料顺着冲裁方向推出所需要的力称为推件力F推，将料逆着冲裁方向从凹模内顶出所需要的力称为顶件力F顶。卸料力、推件力和顶件力这三大至关重要的力都是各自由压力机或顶件装置、卸料装置等上所取得的。因此在选用压力机时，需要对这三大力进行计算。一般施用下列公式来实施运算:F卸=K卸F（4-3）F推=nK推F（4-4）F顶=K顶F（4-5）式中F：冲裁力；K卸、K推、K顶：分别为卸料、推件和顶件。n：同时塞在凹模孔口内的冲件或废料数目。其值见表4-2；表4-2卸料力的系数、推件力的系数及顶件力的系数【1】查表4-2，得K卸=0.04～0.05，取K卸=0.04K推=0.055，K顶=0.06。（1）卸料力运算其为F卸=K卸F=0.04×33.4=1.34（KN）（2）推件力运算其为F推=nK推F2=1×0.055×33.4=1.84（KN）（3）顶件力运算其为F顶=K顶F2=0.06×33.4=2.00（KN）四、压力机公称压力的确定冲裁时,压力机最大最高的公称压力必须要的是一个大于或几乎等于最高总公称冲裁力的力,即上述三种力的总和。根据模具设计各部分的不同，应分开计算处理冲裁力，即当设计的模具的结构采用从下方出来料方式和弹性卸料时：F总=F+F卸+F推当设计的模具的结构采用从下方出来料方式和刚性的卸料时：F总=F+F推当设计的模具的结构采用从上方出来料方式和弹性卸料时：F总=F+F卸+F顶本设计采用正装结构和从下方出来料的方式，总冲压力F为：F总=F+F卸+F推（4-5）=33.4+1.34+1.84=36.58KN确定模具压力中心金属模具的压力中心是力量起作用的地方。为了使这套施用的模具能够平稳的工作运行，必须要求冲压机的中心能够穿透模具的中心。这会帮助提高质量另外保证您的模具的寿命。否则就可能会引发在凸凹模冲压模具的过程中导板和模具部分的异常磨损，这就会直接影响到工件质量和模具的性能以及模具的寿命，在最恶劣的情况下就可能会损伤模具。如果一个零件的尺寸和形状都是对称的，则其压力中心将在这个零件轮廓的相对几何中心。当模具处在一个冲切的直线段时，直线段的压力中心将在这个直线段的几何中心。在冲切圆弧段线段时，它所包含的压力中心的位依照下式计算y==R公式（4-7）式中：圆的半角，弧度；b：圆弧的弦长，单位mm，公式差得b=2Rsin；l：圆弧的弧长，单位mm，公式查得l=R×2。化简后y==R=R=。压力中心按下式计算：x0=L1x1+L2Y0=L1y1+L2由制件的展开图3-1可以得出，该制件为对称件，形状比较简单，每次冲压都是对称进行。每一工步以中线的圆孔中心为坐标原点可计算得到该工步时制件的压力中心为（0，0）。综上可得到，此模具的压力中心都与模柄的受力位置重合。冲压设备的选用在考虑选择何种冲压设备时时，需要依据它的冲压过程来下决定，生产制品批量的大小及制件几何形状尺寸和零部件的精确性要求等因素来决定如何进行各种压力机。常用的进行自动冲压的压力装置主要使用有机械式压力机如:曲柄自动压力机、摩擦式曲柄压力机、高速自动冲压车床，液压机则主要使用有缸式油压机、水压机。机械压力机和液压压力机机有着不同优点和缺点，结合目前设计的产品来分析各种因素后进行选择。确定压力机的规格应遵循以下五种原则:(1)压力机的公称工作压力一般必须超过冲压工艺所需的公称工作压力。公称压力是压机的公称压力，从地板延伸到离压机一定距离的地方。一般来说，压力应大于或等于1.3冲头压力。(2)压力机滑块的行程（上死点到下死点）必须与工件的高度相匹配才能达到要求的尺寸，并且在冲压过程完成后可以很容易地从模具中取出。一般成型中，精细工艺要求较低，但细长零件的行程应为零件高度的两倍以上。(3)压机的开关闭合高度,工作台面的大小和尺寸,滑块的大小,模柄和尺寸。一定要符合正确的安装模具。闭合高度指的是滑块在位于下停点的瞬间,滑块底部和工作台面之间所占有的高度。这一开关的高度,可通过控制连杆长度来自动调节,也可通过控制闭合高度。所以当一个压力机的关键连杆被调整为最大值,可想而知开关高度已经达到了其最高。这个位置被称为最佳闭合高程。但是当压力连杆保持在最低的位置,则闭合高程将会达到它们的最低值。这个位置被称为最低闭合高程。模具的闭合高度必须控制在一定范围内,即压力机闭合高度。并有一定的余量。(4)压力机的行程应满足生产率和材料形变速度的需要。以免压力机行程过大导致冲裁制造的工件不符合制造要求。(5)压力机工作台的尺寸应大于上下模具基座的平面尺寸，并且压力机工作台上应保留足够的空间以容纳模具。压力台的孔径大于模具底部的泄漏孔或顶出孔的尺寸。压力机刀柄中的孔的直径必须与压力机滑块中工具座的安装孔的直径相匹配。成型手柄的高度应小于成型手柄的安装孔的深度。综合考虑，本次冲压设计在此选择63KN的J23-6.3开式机械压力机。凸凹模刃口尺寸的确定确定凸凹模刃口尺寸的原则一、凸凹模刃口尺寸的作用凸模和冲冲凹模零件刃口加工尺寸及其加工公差对于塑料冲裁加工零件的刃口尺寸和加工精度要求有着重要的直接影响。凸模与刃口凹模之间的合理刃口间距使在应用时，刃口面的大小精度及其间的公差精度可以得到保证。对于冲孔，要考虑是冲孔还是冲裁，如果在凸模上选择冲孔基座，则会根据其中的间隙制作模具。间隙值决定于所需的材料类型和厚度，可以依照经验而得。模具的底部是从凹模中选择的，并且根据和之间的间隙用凸模进行冲压。二、刃口尺寸计算原则根据落料和冲孔的特点依照在实际使用中模具磨损程度的方式，在进行设计模具时，凹模的基础尺寸宜接近或超过零件的最低尺寸。在进行设计中的冲孔过程中，基本的凸模尺寸是一个接近或者相当于其最高极限。考虑凸模与凹模的尺寸磨损凸模和凹模在冲孔过程中都会不可避免地受到磨损，这将增加切削材料的尺寸。为了确保冲裁部件的尺寸精度并尽可能延长模具寿命，在设计落料模具时，模具刃口的基本尺寸应在落料部件的尺寸公差内为最小尺寸。无论在冲孔还是落料时，设计冲裁件的间隙要从一而终地施用最小的合理偏差值。把握好刃口制造精度与工件精度的关系凸凹模的刃口尺寸精度的选择应以保证工件精度的原则作为设计基础，并必须保证与凸凹模之间的间隙合理，以保证其使用寿命。在设计零部件和模具边缘的加工和制造偏差时，要参照到零部件的加工精度和模具加工精度之间的关系，暨既要满足其对零部件精度的合理性要求，又必须能够满足合理性的偏差。通常情况下，也可以是选择零件公差的1/3〜1/4为间隙。对于圆形的凸、凹模设计，由于其简于制造且简于保证精度，因此可以依据IT6〜IT7来定制造公差。凸凹模刃口尺寸的确定这里凸模和凹模分别进行加工，使用此方法，要分别标记凸模和凹模刃口的尺寸和制造公差。为了保证间隙值，必须满足以下公式：+-公式（5-1）参照表5-1圆孔凸凹模的制造公差此地按IT7的级数施行选取对于冲3mm的孔==0.039mm表5-1冲裁模初始双边间隙值单位mm【1】打孔时，首先应确定凸模刃口位置的尺寸。由于基准零件凸模的刃口尺寸会因磨损而减小，因此应使用凸模的基础尺寸使其接近制件的最大极限尺寸。凸模的制造消除了负偏差，而凹模消除了正偏差，为磨损系数，为工件公差，这里按IT13精度选取。冲孔353查表知=0.2=0.75（3mm）=（+）=（3+0.75×0.02）=3.015=（-Z）=(3.015-0.01)=3.005同上可得53的刃口值。孔心距尺寸28第六章冲裁模典型结构设计模具模架的选择模具的外形和高度设计应基于模具中垫板、凸凹模固定板、卸料板、上下模座的厚度和宽度以及模具整体的闭合高度进行选择。在国标中模架的分类有很多种。按照形状可以分为导柱模架和导板模架。在实际成产中,大多数模具都是导柱模架。在本设计中也采用导柱模架的形式设计模具。同时，导柱模架还可依据其导柱的数量和每根导柱的位置以及其他工件安放在一起的类型，将四种我们可以经常看到的导柱模架类型:以对角式导柱为主的模架，以后侧导柱为主的模架，以中心导柱为主的模架和以四个导柱为主的模架。我们最终选择了四导柱模架，该四导柱模架的突出特点是稳定，精确，刚性好但价格高。应该要关注的是，四个导柱会被放置到模具所在底部的四个角上。它们应设计为两种大和两种小形状，并且应交错放置以避免上下模具的上下颠倒安装。模架的基本形式确定后，可以大致确定本套模具的结构，在本设计中,每块板从上到下的顺序为：上模座、上模垫板、凸模固定板、卸料板、凹模板、下模垫板、下模座。工作零件设计进入到模具的板料,都通过接触凸模来进行冲压。由于每一工步的加工形状不同，导致每个凸模所具备的性能也不同,每个凸模的形状材料也不一样。级进式模具包含两个或几个以上的冲压过程，甚至在本设计中设计了包含8道工序的级进模,凸模的数量也可想而知。为了更好地适应高强度、快速的连续冲压，这就对所设计的凸模有一定要求来保证成产合格的制件。因此，工作零件设计应遵循以下原则:1.工作零件需要满足相应的刚度和强度。由于连续模高强度的工作条件，首先该考虑因素就是震动，即使是在普通的冲床中对制件进行冲孔，由于工作零件的高强度工作，参与工作成型的工作零件的磨损远大于未参与成型的零件。在多次冲压、冲压时间长的时候，各个零件细小的相对运动会导致模具所受压力必不均匀，必不对称，必不垂直，模具必更容易损坏，因此会带来一系列的问题。在条件允许的情况下，尽可能地满足或大于工作零件的刚度和强度的要求。在本设计中，采用了强度相对较高高的合金工具钢，并进行热处理从而进一步地提高工作零件的性能。在条件允许的情况下，应将工作零件的高度适当降低，并且在设计要求范围内增加适当的厚度。此外，合理地设计凸、凹模结构对于模具寿命有着很大的影响。2.参与成型工作的零部件应易于安装和更换。对于多工位连续冲压模具，必须在稳定之前安装模具，以增加冲压数量并增加经济效益。对于各种凸模，模具应保障适当的间隙，并且保障间隙应均匀。3.多工位的模具应该要有统一的基准，并且应针对各种凸模对模具进行准确定位。通常，工件的位置是由每块板上开孔的坐标位置决定，并且按第一个工位建立坐标系来确定坐标关系。孔形排板应与上模座或下模座的安装位置相同。凸模的工作形状相应和模具孔所对应的形状(其中包括凸版孔所对应的形状)也应保持一致。4.及时清理残留在模具上的杂物。在多个工位上进行连续冲压的过程，绝不能可以把废料直接残留到冲头上或者是残留到模具表面上，避免破坏模具。另外，制造工作零件时应方便制造、方便安装。对凸模来说，由于凹模的外形要么是圆形要么就是矩型的，因此在本次设计中凸式和凹模通常是呈现成圆形和矩型。模具的本身要求它们必须具满足设计要求的高度，刚度。模具的尺寸通常要根据需要冲压的材料厚度和凸模最大尺寸确定，要充分考虑模具寿命满足设计要求。一、凸模的结构设计

凸模的结构设计包含了三个非常重要的原则:第一是凸模定位要准确、精准、保证冲件质量，第二是防止凸模被拔出否则在冲压过程中难以保证制件质量，最后一个是防止凸模旋转否则制件形状要求难以保证。本次设计的零件结构、外形没那么复杂，所有切边和冲孔都是为方形孔和圆孔形。在本设计中凸模采用阶梯型结构来制造凸模，而凸模的固定方法是选择了螺钉和销钉进行固定，凸模采用这种形式制造，可便于装配和更换孔，切边凸模主要结构如下图:图6-1切边凸模图6-2切边凸模二、凹模的结构设计本设计中采用整体式结构加工凹模，是盒型工件的形状简单。每个冲模孔均由线切线切割机床处理。这种加工方法可以保障模具孔和所对应孔之间的形位公差。在凹模板来布置每个工位的每块凹模的具体位置时，需要要计算出的其压力中心的位置,若压力中心位置不在中间的话就需要进行调整。凹模轮廓尺寸设计为70cm×17cm×3cm图6-3落料凹模第三节定位装置设计与计算一、定距装置由于该工件的所要求生产批量较大，属于大批量生产。因此在本模具中设置了侧刃定距装置。侧刃定距的特点是每一步送进的板料位置没有误差,且距离得到保证。使用侧刃定距装置布置在料条送入方向相平行的两侧，而不是采用固定定位销或始用挡料销的方式来控制确定板料的进给步距。侧刃的切割部分也就是切下来的料条长度等于一个步距S的长度，利用侧刃固定距离具有的优点有:定位精确，生产效率提高，操作相对方便的好处。但相对来说材料消耗增加废料的增加，同时也会照成冲压力会不足。若材料的厚度较薄没那么厚，同时可以以弹性卸料的形式使用，这就保证了工件表面平坦。当条料进给到侧刃的间距时，它会被侧刃卡主，废料会被切掉并从下方落出，打开模具后进行第二次送料,同时侧刃会定距。在此侧刀定距装置采用对称放置。图6-4侧刃和定位销二、侧刃这次要加工的工件的厚度为0.5mm，级进模要求的精度低，并且根据几种形式的侧刃的适用范围,在此选择适用本设计的矩形侧刃。这种类型的侧刃的特征在于，侧边缘的横截面是矩形的，制造相对容易。但是与所有工作零件一样，长时间的使用后，模具会有磨损，就导致在切除料条的时候产生毛刺，从而会影响每次送进步距的精度。本设计采用双侧刃对角布置可确保充分利用物料尾部并提高物料利用率。常见的侧刃材料一般是采用淬火后的硬度43〜48HRC的45号钢。在这种设计中，侧刃的高与进给量相比略大于其他冲料厚与推进量高得到的和。三、导正销导正销是呈销的形式存在的金属部件，该销观察工件的孔并用作导向件，并且分布在凹模上方、下方的位置。导正销存在的目的是消除板料的误差并保证板料每次冲裁的位置，从而提供精确的相对位置。导正销通常被安置在落料凹模上，如此我们可以设计挡料销来进行匹配。大多数的热引导正销工件是由各种高硬度的金属材料焊接制成，例如硬质高速钢，钨合金钢，硬质的铝合金等，用于精确引导每个工件的快速定位精确位置并可以保证在完全自动闭合的成形模具前精确地进行定位和快速冲裁好每个零件。销的形状类似于子弹头的外观。导正销是非常高精度的常见模具零件。导正销主要是在精密零件冲裁机具中应用来实现对零件的准确定位。为了有效地减少切割过程中的条材料进给和误差，将加工零部件与侧刃相同的定位精度共同使用，以便于确保内部孔道相对位置及加工零部件形状。第四节卸料装置一、卸料装置本次设计级进模的主要特点有:要求生产的制件厚度较薄为0.5mm，可以直接使用对模具损伤较小的弹性卸料方式而不是固定卸料方式。设计中弹性卸料板安装到在凸模的侧面，使用卸料螺钉与上模的座板和凸模的固定板相连接。上模座板与卸料面板之间分别安装了诸如弹簧或橡胶的各种弹性结构构件，并且在此选择弹簧且安装在卸料螺钉上作为弹性构件。弹簧本身应该具备一些预压缩量，目的是为了提供卸料时能够将板料压在下方。而且弹性的卸料板也会给它提供一定的压力，从而防止这些板材产生不规则的或翘曲。在进行冲压式和卸料的进行中，弹性式的卸料板和凸模固定板以及凹模固定板之间发生相对的运动。对于较薄的或精密零件，弹性卸料板也可以提供导向作用，即内部的导向。在工作时，卸料板首先将材料压住，这可以将有凸缘的地方变得平整一些，并在冲压完成后模具向上抬起至一定高度时时卸料。应当注意，由于卸料板对模具的凸摸起到引导和保护作用，因此卸料板和凹模固定板上的各个孔是同轴的。通常，对于卸料板来说，采用镶嵌式结构可以保证每个孔的精度以及每个孔距的精度不会很大，并且模具冲出的零件基本上是平坦的，而且精度很高。二、卸料装置有关尺寸计算在冲压模具的设计中，卸料板的形状是根据凹模的形状来设计的，形状一般相差不多。在性能方面要具有优异的强度和耐磨性，厚度一般采用以下方法确定，即h=(0.8〜1.0)Ha=20〜25mm。通常，卸料板在整套模具中的工作强度不高，在材料的使用中首选具有优异性能的碳素工具钢。经过调质处理，使钢材硬度达到40~50HRC，提高模具零件的耐磨性，从而提高模具的使用寿命。三、卸料螺钉的选用卸料螺钉采用标准件，在卸料板上对称分布四个M12×80的螺钉。所用材料为Crl2MoV，并且要经过热处理使硬度达到58〜62HRC之间，底部要设计空出螺钉在移动过程中所用到的空间。卸料板在凸模上1mm。在安装过程中位置高低通过增加或减少垫圈的数量来调节。第五节固定零件一、垫板在本次设计中，有两块垫板，分别为凸模和上模座之间的上垫板还有凹模和下模座之间的下垫板。增加强度的同时避免凸凹模直接与上下模座碰撞。防止二者碰撞挤压而使小型凸凹模发生形变，从而使整套模具的精度降低。垫板的淬火方式和凹模相同,垫板的淬火材质通常用户可以直接选择四钢T7,T8或45钢,T7和T8的垫板硬化硬度分别为52〜56HRC,45钢的垫板淬火氧化硬度分别为40〜45HRC。二、模柄模柄是指模具安装的手柄,用于卡着凸模中的模具。在小型模具中,由于模具自身的重量较小，模柄一般情况下设计在整套模具的压力中心，在设计的过程中要保证压力中心位置的准确性。在大型模具中，位于压力中心的单个模柄不能承受模具自身巨大的重量，故而在压力中心设计模柄不能满足要求，通常在均布压力中心周围。若模具本身重量太大则不建议设计模柄,因为在高强度工作条件下，模柄可能会承受不住而发生损坏甚至从模架脱落造成重大的安全生产事故。根据各种模具类型设计需要进行选择模具的结构,考虑到各个模柄部件的基本特性和技术要求,直径应与模具直径相同。模具的上模座应由模柄安在凸模滑块上。这里由于模具太长,设置模柄会导致受力不均匀,故本模具不设置模柄。三、导料板的设计设计导料板是为了使经过裁剪的料条在通过一系列冲孔落料工序时能够保证料条稳定在一定的空间内不发生错位，保证各工序间的加工精度。导向板和条材料之间的间隙一般是1mm,因此在这里我们可以选择导向板和条材料的间距。导料板的厚度有两方面决定，一是挡料方法，二是料条的厚度。查阅相关书籍选取导料板的厚度。该模具导板用45钢材进行焊接而得制成,为了保证板的强度需要对整块板进行热处理，使其硬度在40〜45HRC之间,通过圆柱销的定位和螺栓的将导料板牢牢固定。第六节导向零件选择导向部分的主要作用就是上模下模在开合过程中的相对位置不发生变化。在各种大规模的模具批量生产中,零件质量可以保证具有较高的工作精度和对于公差比的要求,并且由于使用大型模具的产品寿命也更长,因此必须使用导向装置。最常见的模具有导柱与引线套和导壳。导柱和过孔之间为间隙，导柱导套采用过盈配合。导柱在模具的使用过程中磨损小，受力小，故在材料的使用中选用普通的20#钢，先进行粗加工后，对零件进行热处理使硬度在28~62HRC之间，然后对粗加工的零件进行精加工，保证导柱的表面粗糙度达到使用要求。在盘式砂轮机的磨削中，导柱夹在挡板内部，由于加工设精度的原因，顶板和底板制件会存在一定程度的偏心，难以保持圆柱度，所以在磨削的过程中要将导柱进行定期的移动，以便磨料更均匀的分布在整个导柱的周围，使导柱的磨损状态变为阶梯状的。这种制造方法生产的导柱在使用过程中具有更高的耐磨性。利于大批量生产。如果车床来进行导柱的磨削,则利用夹爪和顶针来进行固定。当手沿齿条导向器的轴向移动时,它以圆周运动被驱动,气缸被磨削。此外,导柱的外径可以用铸铁板抛光。如果导向杆的直径为12到63mm,则导向衬套的直径与模板的宽度之比应在0.06到0.1之间。因此,引导套筒的直径对应于模板的宽度。导向杆的导向部分的长度应比冲头的高度高6-10毫米,以免导向板向错误的方向移动,并首先插入导向杆,然后先插入铁心。关于引导柱的大小和形状,引导柱应该是圆锥型或者半球型,以将引导柱平稳地从一个导向孔中引到另一个导向孔中。考虑到实际加工操作的困难使导套的前端和导柱使导套的前端和导柱的锥度更容易。在模具的正常运动中，导柱和导套有相对滑动，即产生摩擦力，为了保证精度准确不会因为摩擦而使精度下降，通常在导套内壁增设油槽，油槽内的润滑油对导柱导套进行润滑，避免了二者相对磨损而导致精度下降。图6-5导柱与导套该模具中设计为四导柱模架,此架有的导向精度较高和运行稳定。设计时,注意其中应设计一个导柱和导套的尺寸来与其他导柱和导套的尺寸不尽相同。是防止相同的规格难以区分并导致安装上下模具倒置安装,因此通常会故意将其中一个导柱更改为不同的直径。在绘制装配图时,必须实行剖视处理。模具的使用模具检测不论在日常中使用任何哪种模具,都必要通过各种检测,并且只有实用通过检测。举个例子,对于首先第一次投入使用的新型模具,有必要先仔细地检查这些新型模具的质量是否已经过了测试,是否拥有新型模具制造证书和经过测试的模具样品,以及这些样品的形状和大小尺寸都是否与新型模具相对应等,同时还要仔细地检查老型模具在生产中使用了多久,模具的全部结构都是不能完好或者无损,以及它们是否能够在设计和生产中继续进行直接使用。具体的检查内容取决于各种模具。安装相对方便,使用寿命相对较长是模具的实际功效最好的体现方法。在模具进行各部件的安装及总装和具体使用工作之前,应对模具进行严密的检查并及时清除污垢。模具应小心,以免发生反向加载错误。模具在磨损期间不能停止。否则会大大降低了模具质量和延长了模具的寿命。在进行安装模具时,冲压机械操作人员首先要使用相对较软的金属(例如青铜,铝等)材料所制成的自动化操作模具,以避免在安装过程中受到冲击。定期更换弹簧能提高模具使用寿命，坏弹簧会干扰模具的使用。第二节模具使用安全模具理应在已经知道环境安全的情况下按通常规定进行使用,以使之达到其使用寿命。为了确保模具的安全性,必须在除去导套的污垢,生锈和润滑之前确保严格控制模具的安装。安装符合安装在冲压机上的,有良好保证的转盘,并且安装方向相同,尤其是在所需的方向上,该方向不是圆形和方形,并且模具的目的是防止安装不正确和倒置。装时人员一般应该是使用比较软的金属材料,例如青铜,铝或者是使用手动操作机械工具所做制成的其他金属材料,在进行安装的过程中也有所适应避免接触,且不会因撞击模具金属等使之受到损坏。从模具的整体结构设计到确定模具自身的生产制造工艺和质量,必须能够满足行业标准。一、人身安全当冲压生产正在进行，现场的各种设备正在运转中时，应考虑保护人身安全。如果要确保您的人身安全，则应始终注意以下方面：1.选择冲压压力，工作台尺寸，行程长度和高度应有足够的空间来完成操作员的工作，并匹配与冲压有关的参数。2.当有部件出现损坏或小的零件和整体组件脱开时，应确保整个模具没有出现损毁或故障。3.避免因意外模具修理而造成损坏，以确保模具不会挤压或割伤危险部分，例如尖角和手或指头。4.模具它本身的设计出的结构应保障人员在加工操作中不可接触模具。5.根据光安全装置，应使用形状设计提供遮光服务，避免人员被光闪到，以确保冲压加工人员的安全。6.在模具安装后，操作员无法用手和头到达危险的区域。7.模具本身应为具有两种以上功效的结构。8.废物是从固定排掉口中抽出的，操作时不得将其扔到地面上。9.在模具打开，板料前进时，必须保障人员收集和处理材料和模具时在安全状态。通常，不使用手动可以进行直接处理操作。10.异常振动和加工预型体和模具会产生有害的非常高的噪音，对人体健康有害。应想方设法避免产生噪音或所采取的防护措施来避免噪音伤害人员。二、装置安全技术使用某些新型的自动机械来取代人员手动操作从而保护装置和人员,以满足较大批量生产和自行化生产的需求。或升级新的冲压设备并以多种方式保护人员。其次,在实际生产中保护模具的主要方法一般包含:环绕模具安置的保护板;提供的是机械引入和排出的装置,相反,材料则是通过手动的方法进行选择的,操作周围双垫片冲压区域的外侧用于执行保护;特殊地区的复合形状,这不仅大大提升了所出的产品质量,也减轻了劳动强度,生产效率也因此提升，而且使用简便,以保证目标的安全生产中,这种方法为技术发展指明了方向,也是保证冲压安全的根本途径。模具使用要求一、模具使用与寿命在正常合格模具发生损坏或修复失效之前之后生产的第一次作为合格模具产品的使用数量可以叫做正常合格模具的使用寿命,或者被我们称为第二次合格模具的使用寿命,在第一次合格模具发生损坏或失效修复之前之后生产的第二次作为合格模具产品的使用数量可以叫做首次合格模具的产品使用寿命;首次模具从开始进行首次维修之后生产到进行下一次模具维修之间的所产生的数量保证了作为合格首次模具的的产