关 键 词：

零件 冲压 模具设计 工艺 级进模含 CAD

资源描述：

支板零件的冲压模具设计与工艺-级进模含8张CAD图,零件,冲压,模具设计,工艺,级进模含,CAD

内容简介：

支板冲孔切断级进模设计摘要：本次设计了一套冲孔切断的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔切断工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定模具的类型。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在论文中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词： 冲压；级进模；模具结构Support plate punching cutting design of progressive dieAbstract: A molding tool for designing a set only hurtling bore falling anticipating. After a lot of access to information, Punching and blanking procedure were adopted through process analysis, Punching through,the top pieces,such as the discharge of calculation to determine the type mold. Get a molding tool for will designing type empress expresses out each work zero parts design process of the molding tool.In the first part, mainly described the development status of progressive metal stamping tools,illustrates the importance of stamping mould,then there is the process analysis of stamping process scheme, completed the sure. Further blanking force calculation and Die Design and calculation of working part, provide the basis for the selection of stamping equipment. Finally on the main parts design and standard for the selection of design, mould of plotting and die forming provides the basis.The design project passing before draws an each spare parts of molding tool diagram with assemble the diagram.The mold reliable, stable operation to adapt to the requirements of large-scale production, improve product quality and production efficiency. reduce labor intensity and the cost of production.Keyword: pressing；progressive die；die structure；目 录一、绪论1（一）模具工业在国内的发展状况及趋势1（二）国外模具工业的发展情况6（三）课题研究的内容7二、工艺分析8（一）工件的材料8（二）工件的结构和尺寸精度分析8三、制定工艺方案10（一）工艺方案的分析10（二）工艺方案的确定10四、工艺计算11（一）排样图设计11（二）冲裁力、卸料力、推件力的计算11（三）冲压设备的选择13（四）模具刃口的尺寸和公差的确定141 冲裁间隙的确定142 凸、凹模刃口尺寸计算15（五）工作零件的设计161 凸模的设计162 凸模强度的校核163 凹模的设计174 工作零件的结构设计17五、模具主要零件的设计19（一）模架的选择19（二）校核压力机安装尺寸19六、模具材料的选用要求和选择原则21（一）冷冲模材料的选用要求21（二）材料的选择原则22七、绘制模具总装图及零件图23（一）装配图绘制23（二）模具零件图的绘制24结 论25致 谢26参考文献27一、绪论（一）模具工业在国内的发展状况及趋势当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。为了适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切需求，模具将有如下发展趋势：（1）模具日趋大型化。这一方面是由于用模具制造的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求而发展的一模多腔（现在有的已达到一个模几百腔）所致。 （2）模具的精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5UM，现在已达2UM3UM，不久1UM精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1UM以内，这就要求发展超精加工工艺。 （3）多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小机、电器及仪表的铁芯组件等。 （4）随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达80%以上，效果十分明显。 （5）随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光译、色调等）。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成本。 （6）模具标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本，因此模具标准件的应用必将日渐广泛。 （7）快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产的时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧（E）、聚酯（P）或其中填充金属（M）、玻璃（G）等增强制制作简易模具，这些模具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。 （8）随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。 （9）随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比例不断提高，同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的要求也将越来越高。 （10）模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场走势。在经历了“十五”期间和“十一五”头两年高速发展(这七年间年均增长速度达18)之后，由于受到国际金融危机影响，2008年下半年开始，中国模具工业发展速度己明显放缓，致使2008年全年模具总销售额与上年同比增长率跌进了个位数，只达到92左右，总量约为950亿元左右。2009年，发展进一步受阻，预计全年的模具总销售额只能接近1000亿元，而很难突破，基本与去年持平或略有增长。 国家gdp增长是保八争九，看来保八是有把握的，那么模具为什么达不到这个水平？这主要是国内外模具市场总体不够景气所致。 国家4万亿元投资主要投向于基础设施建设和民生工程及改善民生等方面，gdp增加了，模具需求却基本没有增加或增加效应滞后，汽车、家电、农机等工业品下乡以及以旧换新等政策措施的出台，使gdp也增加了，模具需求虽也有增加，但增幅有限。 例如汽车，年初预测今年将突破1000万辆，现在预测是突破1200万辆，比去年增长20以上汽车模具却没有增加那么多，这是因为与模具需求最关联的新车型投放与汽车销售量之间并不成正比关系所致。但不管怎么说，在经历了一年多的金融危机之后，我们的模具工业经受住了严峻考验，2009年全年不出现负增长的预计将可实现，而且我们还在结构调整等方面取得了不少成绩，全行业积聚了力量，为今后发展打下了良好的基础。 那么在世界金融危机一年多的时间里，或者从更长一段时间来说，除了模具销售额等数量方面以外，我们行业还有些什么发展特点和进步呢?我认为主要有以下几点： 一、结构调整取得一定成效。这主要有三方面表现：一是体制改革与机制转换的成效，目前国有企业少，无论从数量还是产销来说，都只占全行业的不足3，股份制、私营和三资企业已占绝对优势，整个行业的活力进一步增强；二是以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技术含量的中高档模具比例一直在稳步提高；三是市场结构不断改善，新兴行业受到普遍重视，例如新能源领域、医疗设备(器具、器械)领域、自动化领域、航空航天领域及快速经济模具领域等。国际市场也史为广阔，除了欧美和东南亚传统市场之外，印度、俄罗斯、巴西、澳大利亚、中东和南非等新兴市场都己开始拓展。 二、海外模具向我国内地转移的趋向不断发展，带动了行业水平的不断提高及出口的快速增长。由于我国模具生产的成本优势继续存在，因此一方面是外资，同时还有模具采购，国际模具都在进一步向我国内地转移发展。由于要与国际接轨，这就加速了我们的进步。 三、集群式生产方式得到进一步发展。据模具网ceo罗百辉调查，目前全国已有不同种类和各种不同形式的模具城(园、区、集聚生产基地)近50多个，其中半数以上己形成一定规模，2008年模具城的产出己达270亿元左右，其中模具约为170亿元左右，规模效应己得到体现。而且，集群式生产方式的发展，为发展我国模具行业中的现代制造服务业和以模具为核心的产业链的发展作出了重大贡献，其意义是很大的。目前集群式生产方式仍在不断发展之中，总体态势良好。 四、模具生产周期进一步缩短，模具价格继续下降。这对模具生产企业来说，确实是造成了很人压力，但对模具用户来说，这就是成绩。同时，这也是模具行业技术进步的表现。但是这里也有一个市场不规范，过度的价格竞争和中低档产品产能过剩的问题，应该引起我们的足够重视。 关于我国模具行业的水平，我国“十一五”模具行业发展规划中提出的目标是至2010年进入亚洲先进水平的行列。我认为这个目标是可以达到的。从数量上来说，我们目前已经是世界模具生产大国。从产品水平上来说，为b级及以下档次轿车及其他乘用车和商用车等配套的全套汽车模具，为电子行业配套的精度达2um，寿命达2亿次以上的精密高速多工位级进模，单套模具重量超过100吨的巨型模具，长达6米的大型多工位级进模具，导光板模具、光盘模具、生物芯片模具等许多高水平模具己都能生产。然而中国地域广阔，各地众多模具企业水平不齐，相互之间差距很大，从综合水平来说，与国际先进水平相比，还确实存在不少差距j差距促使我们进一步努力，差距促使我们奋进!向世界模具强国不断迈进，将仍旧是我们在较长时间内的奋斗目标。 关于模具发展趋势，我认为这主要取决于两个方面，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。 模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品)的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。 制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。现简要分析如下： 要轻巧就会增加使用塑料及开发新材料，包括各种新型塑料、改性塑料、金属塑料、镁合金、复合材料等等，这就要求有新的成形工艺，从而也就要求有与之相适应的新型模具。例如，汽车上越来越多地采用高强度板也是为了减轻重量，对一些超高强度板进行热成形及与之相适应的热成形模具也就自然而然成为发展趋势等等。 要精美，就要求外形美观大方，内部无缺陷，这就要求有精细、精密和高质量模具与之相适应。目前我们在精细化方面差距很大，精细化往往被忽视，功亏一篑。 快速高效生产，这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期，尽快向模具用户交付模具，另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕注塑技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。 低成本，这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供应，更重要的是要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱，然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中，无论是模具生产企业还是使用模具的企业，不断改善管理，逐步实现信息化管理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。 高质量，要做到制品的高质量，首先必须是模具的高质量，模具的稳定性一定要好，保证制品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关。 除上述各点外，许多新领域、新兴产业、新制件和个性化要求也都会对模具不断提出新要求。所以发展趋势的本身也是在不断发展的。 从科技发展趋势来看模具发展趋势可以先从下列最基本的六个方面进行分析： 新材料模具新材料及为成形产品新材料成形的新型模具 新工艺新的成形工艺及模具加工的新工艺 新技术技术进步带动模具生产逐步向超高速、超精和高度自动化方向发展 信息化数字化生产、信息化管理、充分利用it技术 网络化溶入和利用好世界全球化网络 循环经济与绿色制造一用尽量少的资源来创造尽量多的价值，包括回收再利用与环保等，不但模具要能这样，而且更要使模具用户也能这样。 除上述所说的发展趋势之我见以外，同时我还认为，从与模具用户的关系来说，模具和模具生产企业向来是比较依赖和比较被动的，发言权很少。我认为，这一现象应逐渐适当改变。这就要求我们模具行业要自强，要通过充分展示自己的实力和能力，以及创新发展来逐步变被动为主动。国庆前，我在海尔模具公司参观，感触很深。海尔模具公司的口号是“你给我一个概念，我给你一个产品”和“决不对市场说不”。他们在市场方面“无内不稳，无外不强”，在观念方面“把模具当艺术品来做”(模具是依靠技艺制造出来的艺术品的概念己被模具是依靠技术生产出来的高新技术产品所替代，但把模具当艺术品来做的观念并不过时，而且却是认真和敬业的表现，应该提倡。)，提出的目标是要成为“全球最先进的模具试制中心”，这些都可供我们借鉴。海尔模具公司也做到了模具设计的模块化、参数化、标准化，以及生产方面的专业化和标准化。在转型方面他们提出要从企业信息化向信息化企业转型，要从生产型制造业向服务型(为用户提供全套解决方案)制造业转变。我认为这些思想也已经在一定程度上反映了模具企业的发展趋势。 上面所述的发展趋势还只是一个概念性和东西，我们可以不断的具体化和不断的深化，例如cadcaecam一体化，软件的集成化、智能化、网络化，计算机模拟仿真技术的进一步发展和三维设计的全面推广应用，高速与超高速加工、精密与超精细微加工和复合加工及五轴加工等等，不再一一列举。总之，模具技术的发展趋势是动态的，它必须不断地来满足模具用户不断发展的新趋势，同时，它也与世界科技发展密切关联。它们相互之间可以互相促进和相得益彰。当然，对于整个模具来说模具技术发展趋势只是其中的一个部分，诸如生产组织形式、市场经营模式以及管理等等，都有其一定的发展趋势，也是很值得研讨的（二）国外模具工业的发展情况国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂，一般规模都不大，但专业化程度高，生产效率极高。国外模具企业一般不超过100人，多数在50人以下。在人员结构上，设计、质量控制、营销人员超过30%，管理人员在5%以下。我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45。国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不多。国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握很深。国内模具企业分工较细，缺乏综合素质较高的人员。国外模具企业CAD/CAE/CAM的技术的应用比较广泛,逆向工程、快速原型制造铸造模具的使用也比较多。国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些已经达到国外水平。但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大的。不过在模具材料方面，随着国外技术的引进和中国研发能力的提高，差距在逐渐缩小。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内模具的5-10倍，制造周期是2-3倍。在这两方面应该说国内模具企业还是具有一定竞争优势的。（三）课题研究的内容1.从老师指定的零件图入手，收集资料撰写开题报告。绘制零件冲件图。根据零件的材料与厚度，进行工艺分析与计算，初步确定零件的加工制造工艺。2.要进行模具的结构设计。本次设计还需要选择模架，初步拟定选择后侧导柱模架，尺寸规格的选择还需要进一步的计算。本次设计先设计出排样图，计算出搭边值，这要考虑到提高原材料的利用率。确定模具的压力中心后计算冲裁力，顶件力，弯曲力等，算出总力后即可根据模具设计大典选择压力机的种类及型号。之后计算模具的刃口尺寸。再确定模具的主要结构要素，如确定送料方式，确定卸料方式。选择各模具零件的标准外形尺寸，有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下垫板的尺寸。再确定一下螺钉和销钉的数量与尺寸。3. 进行模具的装配图与零件图的设计。查找零件与装配的技术要求，以及各零件的材料、硬度和规格，最后用计算机绘制正式的装配图，再由指导教师指定零件图，用计算机绘出图纸，标明尺寸，技术要求以及形位公差、粗糙度等， 二、工艺分析（一）工件的材料工件图如图2-1所示：材料为Q235钢，厚度为4mm。图2-1 工件图（二）工件的结构和尺寸精度分析对课题应解决的主要问题，该零件形状简单、对称，是由圆弧组成的。由表查出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料级进模进行加工。选择级进模的原因：从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高，冲压工件尺寸精度较高，工件平整，对称度及位置度误差小，在一次行程内可完成两个以上工序，大大提高了生产率，但对模具制造精度要求较高，由于级进模要在一副模具中完成几道冲压工序，结构一般要比单工序模复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降。外形有直线和圆弧组成,用冲裁方法速度快,质量好,比其它加工方法(如铣削,切削)成本要低,效率要高,排样也较为方便。由于大批量生产,在保证质量的情况下,可以采用冲裁,对冲裁的凸,凹模要求就要提高,特别是凸模,要进行热处理,渗碳,淬火加回火等来提高强度和耐磨性,当凸模磨损产生误差时，要及时更換，来保证工件精度要求.对于冲压过程中产品的开裂、起皱等问题，利用理论知识计算分析。模具材料在保证质量的情况下，采用性能低的材料来节约成本。模具自动化程度高，操作方便，劳动强度低。对凸模的安裝和拆卸要方便，直接关系到凸模的更换。模具结构要设计合理，防止冲压时孔的开裂。三、制定工艺方案（一）工艺方案的分析通过对该工件的冲压工艺性进行分析，考虑到制件生产批量和产品的质量、生产效率、模具寿命、材料消耗及操作方便安全等因素，由冲压制件外观形状分析，该制件有落料、冲孔两道工序，所以确定此连接板的生产中可以采用下面的几套方案：方案一：先落料模 后冲孔模 方案二：先冲孔模 后落料模 曲方案三：采用冲孔切断级进模分析：方案一，定位不方便，操作起来非常的麻烦，此方案不可取；方案二，同上。方案三，冲裁时防止将凹槽分开加工，提高了凹模的强度，工件较平整，模具制造复杂，可适用大批量生产，从以上比较多來看，在保证冲裁件质量的情况下，应尽可能降低成本，提高经济效益，工人操作方便、安全的情况下考虑，选择级进模比较合适。（二）工艺方案的确定经过全面分析、综合考虑，以零件质量、生产效益及经济性几个方面衡量，认为三种方案中方案三为最佳的方案，即采用冲孔切断级进模完成此制件的成品四、工艺计算（一）排样图设计由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形，采用有废料的直排法，比较方便、合理。搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。在本次设计中，由于对工件的外形要求不是很高，所以采用无废料排样，排样图如图所示。图4-1排样图（二）冲裁力、卸料力、推件力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算：式中 FP-冲裁力（N）； L-冲裁周边长度（mm）； t-冲裁料厚(mm)； b- 抗剪强度（MPa）；（1）切断力计算 按上式：式中： F切切断力（N）； L工件外轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm），t=4mm； 材料抗剪强度（MPa）。由查表，。 根据零件图可算轮廓长度:切断长度40mm则 （2）冲孔力计算 按上式：式中： F冲冲孔力（N）； L工件外轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm），t=4mm； 材料抗剪强度（MPa）。由查表，。 根据零件图可算轮廓长度:冲孔长度423mm。则 （3）冲孔卸料力的计算=KX 式中 -卸料力（N）； -落料力（N）KX -卸料系数，查冲压模具简明设计手册表3-11，P57其值为0.030.04（薄料取大值，厚料取小值），取K=0.03。则=KX =0.0359220017766（N）（4）冲孔推件力的计算 =nkT 式中 -推料力（N）； K1-推料系数，查冲压模具简明设计手册表3-11，其值为0.05；n- 梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h为刃口部分的高（mm），t为材料厚度（mm），其中，h=12mm，t=4mm，取n=3，则 =nkT=30.05177662665(KN)冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和 = +式中：冲裁力 =56000N，=592200N，卸料力=17766N，推件力=2665N，则:= +=668631N（三）冲压设备的选择为防止设备超载，可按公称压力选择压力机。参照设计手册选取公称压力为的压力机，压力机型号为J23-100。表4-1为压力机J23-100技术参数：（冲压模具简明设计手册表13.10，P389）表4-1 压力机J23-100技术参数型号J23-100公称压力/KN1000滑块行程/mm130最大闭合高度/mm400闭合高度调节/mm80滑块中心线至床身距离/mm260底面尺寸/mm前后710左右1080工作台板厚度/mm80模柄孔/mm直径60深度80（四）模具刃口的尺寸和公差的确定1 冲裁间隙的确定间隙在冲裁模中指凸、凹模刃口间缝隙的距离，通常称为单边间隙。考虑使用习惯，仍采用双边间隙作为间隙的定义。对普通冲裁，间隙对冲裁力和卸料力有明显影响。特别对卸料力影响显著。与此同时，间隙还影响冲裁件的尺寸和模具寿命。试验表明，当间隙过小时，落料件尺寸大于凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸；间隙过大时，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔件大于凸模尺寸。在正常使用情况下，间隙增大，模具寿命会明显提高。选用冲裁间隙的主要依据是在保证冲件断面质量的前提下使模具寿命提高。在通常情况下，可根据冲件剪切表面质量及尺寸精度、模具寿命等因素，将冲裁间隙分为两大类。其中小间隙主要适用于电子、电工、仪表等行业，冲裁厚度较薄(t0.5)；大间隙适用于冲裁厚件(t0.5)的冲模以及一般技术要求的模具。2 凸、凹模刃口尺寸计算凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸凹模刃口尺寸及其公差来保证。因此，正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模具设计中的一项重要工作。凸模、凹模工作部分尺寸即凸、凹模刃口尺寸的计算，有两种计算方法，第一种计算方式是凸模与凹模图样分别加工法计算；第二种计算方法是凸模与凹模配作法。该冲件尺寸较多，若采用分开加工法计算，计算繁琐，且计算量较大，不宜采用，故采用第二种算法：凸模与凹模配作法。（1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸AAj=(Amax-x)（2） 凸模或凹模磨损后会减小的尺寸-第一类尺寸BBj=(Bmin+x)（3）凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸-第一类尺寸C Cj=(Cmin+)其中，x为磨损系数。查表得：工件精度IT10级以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5因为本工件尺寸均为基本尺寸，故按IT14级精度，x=0.5。在所有的尺寸中，属于B类尺寸的有：、注：凸模或凹模磨损后将会增大的尺寸第一类尺寸A。凸模或凹模磨损后将会减小的尺寸第二类尺寸B。凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸第三类尺寸C。其中，x为磨损系数。具体计算如表4.2。表 4-2 工作零件刃口尺寸计算尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸备注冲孔（五）工作零件的设计1 凸模的设计根据凸模工作断面选择矩形台阶式凸模。凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。通过分析，凸模的的长度设计为102mm。2 凸模强度的校核压应力校核式中 凸模最小直径()； 材料厚度()； 材料的抗剪强度(MPa)；Q235钢为310380MPa，取330MPa； 凸模材料许用压力(MPa)；本设计凸模材料选用CR12，取1600MPa。则 ，矩形的最小尺寸远远小于20mm，故满足使用要求。3 凹模的设计凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，选择直刃口形式。凹模的外形尺寸。高度取40m；壁厚。4 工作零件的结构设计凸模、凹模的结构如下图所示：图4-1 冲孔凸模图4-2 切断凸模图4-3 凹模五、模具主要零件的设计（一）模架的选择模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。通过分析选择后侧导柱窄形模架。上模座：L/mm=80020060下模座：L/mm80020070导柱：d/mmL/mm=55240导套：d/mmL/mmD/mm=5516570垫板的厚度定为：15mm凸模固定板厚度：30mm凹模厚度：40mm卸料板厚度取：20mm模具的闭合高度：H295mm（二）校核压力机安装尺寸校核压力机安装尺寸要对冲模总体高度，模座闭合高度等有所查找。冲模总体结构尺寸必须与选用的压力机想适应即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸想适应；模具的封闭高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。冲模的封闭高度是指模具工作行程终了时上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置时，滑块的下平面至工作台上平面之间的距离。而压力机装模高度是指压力机滑块在下止点时，滑块下平面至垫板上平面之间的距离，封闭高度和装模高度相差一个垫板厚度。模座外形尺寸为910mmx355mm，闭合高度为295mm。由于J23-100型压力机工作台尺寸为1080mmx710mm，最大闭合高度为400mm，垫板厚度为80mm。连杆调节长度为80mm，可以满足要求。六、模具材料的选用要求和选择原则利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。（一）冷冲模材料的选用要求冷冲模材料应具有的性能：冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。1. 应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。2. 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。3. 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等。4. 应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。（二）材料的选择原则1.要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料；2.要针对模具的失效形式选用钢材，钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：为防模具开裂，要选用韧性好的材料；为防磨损，应选用合金元素高的材料；对于大型冲模应选用淬透性好的材料；为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢；为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。3.要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用；对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。4要根据冲模零件的作用选择；凸模凹模钢材选用，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属，而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。5要根据冲模精密程度选用。在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。七、绘制模具总装图及零件图运用Auto CAD软件，按照上述几章设计的尺寸，绘制模具装配总图及各零件图。总装配图按照0#图纸绘制，零件图则按照其它型号的图纸绘制。图样幅面应符合国家(GB4457.1-84)。 先绘制装配草图，经指导老师认可，才进行正式图的绘制。绘图过程中严格按照国标制图标准绘制。（一）装配图绘制装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图应对应绘制。还要注明必要尺寸，如模具高度、轮廓尺寸以及装配保证的有关尺寸和精度。画出排样图，填写详细的零件明细表和技术要求。装配结构图如图7-1： 图7-1 模具总装图（二）模具零件图的绘制见附图结 论毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整、全面的给模具进行设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决机械问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，我都采用了一些新的技术和设备他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。比如我的设计在节约材料上就有很大的不足，在这个能源紧缺节能被高度重视的社会中，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究