机械毕业设计（论文）-回油管夹片级进模模具设计-冲压模具【全套图纸】 .doc

i 摘要 随着模具工业的迅猛的发展，模具设计与制造以成为一个行业，工业生产中普遍采 用模具成型工艺方法，有效地保证了产品的生产率和质量，使操作技术简化，还能省料、 节能，获得显著的经济效益。 由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最 为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、 橡胶成型模、玻璃成型模、窑业制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷冲压模、 塑料模的技术要求和复杂程度较高。 我的毕业设计是级进模的设计，冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加 工方法。因为模具的生产主要是大批量的生产，而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度 和产品质量，模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计，能 否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。在本次设计中，不仅要考虑 要使做出的零件能满足工作要求，还要保证它的使用寿命。 关键词：级进模；工艺性；使用寿命； 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 ii abstract with the rapid development of industrial molds, mold design and manufacturing to become a trade, industrial production methods commonly used by die molding process, effectively ensure the productivity and quality of products, so that technology simplifies operations, but also material saving, energy saving, achieve significant economic benefits. due to the characteristics of different materials and processes, production equipment is different, mold a large variety of the most widely used around the following: cold punching mold, plastic molding, forging mold, die casting, powder metallurgy mold, rubber molding, glass molding, ceramic products, mold, food and candy mold, mold and other building materials used. among them, cold stamping dies, plastic and complexity of the technical requirements of the higher. my graduation project is the progressive die, stamping die mainly to isolated or forming the sheet metal processing methods are workpiece. because molds are mainly high volume production, and stamping die products can ensure the dimensional accuracy and quality, mold design and manufacture of primary consideration to the mold design can meet the design process the workpiece, can process a qualified parts, and, later, maintenance and storage is reasonable. in this design, not only to consider making the parts to make to meet the job requirements, but also to ensure its service life. keyword: progressive die; technological efficiency; service life； 目录 1 绪 论.1 1.1 冲压加工的特点1 1.2 冲压加工的作用和地位1 1.3 我国模具技术的发展趋势2 2 工件的工艺性分析.6 2.1 工艺分析6 2.2 排样的设计和计算7 2.2.1 毛坯的尺寸计算.7 2.2.2 确定搭边值.8 2.2.3 送料步距与条料宽度的计算.8 2.2.4 材料利用率的计算.9 3 冲压设备的确定.10 3.1 计算冲压力10 3.1.1 冲裁力的计算.10 3.1.2 卸料力的计算.10 3.1.3 弯曲力的计算.11 3.1.4 总冲裁力的计算.11 3.2 压力机的选择11 4 模具工作零件的尺寸设计.13 4.1 冲裁间隙13 4.1.1 冲裁间隙对冲裁工艺的影响.13 4.1.2 冲裁间隙的选择.13 4.2 凸、凹模刃口尺寸计算14 4.2.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则.14 4.2.2 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算.14 4.3 弯曲工作部分尺寸计算15 4.4 凸、凹模的机构设计与分析16 4.5 侧刃的设计19 5 冲裁模主要零件的设计与标准的选用.21 5.1 导料零件21 5.2 标准模架22 5.3 模柄及固定零件23 5.4 模具总装图25 5.5 模具模架的选择及闭合高度的计算25 结论27 致谢29 1 1 绪 论 1.1 冲压加工的特点 近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、 复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度 日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前 几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼 有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能 对厚度为58mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现 精密冲裁，并可对b 900mpa的高强度合金材料进行精冲。 由于引入了cae，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到 采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计 方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。 此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等 技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指 导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。 1.1.2、为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势 发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具（如软模和低熔点合金模 等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样 适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度 钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。 1.2 冲压加工的作用和地位 本课题设计的目的就是综合利用所学的知识，有一个全面的了解來提高应用能力水 平，给以后工作打下一个良好的基础。本课题所涉及问题的研究和发展现状，本课题是t 型件冲压工艺及模具设计,材料为10钢,工件厚度为2.2mm。 首先，良好的冲裁工艺性能保 证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命长，产品质量稳定，操作简单等。冲 裁件的精度为it12级，可采用一般冲裁，冲裁件的外形为方形，形状简单、对称，以便于 2 模具加工，有利于排样时材料的经济利用。单工序模结构简单，重量较轻，制造简单， 成本低廉，冲裁件精度差，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大。连续模一 台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，设有许多工位，模具尺寸比较大，应有足 够的刚性及与模具相适应的精度，从而免去了周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动 生产率和设备利用率。采用复合模，冲压工件尺寸精度较高，工件平整，同轴度、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，由于复合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。而且各零部件在动作时要求 相互不干涉，准确可靠。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修也 不如单工序模简便。从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高，选择复合模会 比较好 。 目前，国内模具工业发展很快，其产值已超过机床工业的产值。我国模具工业作为 一个独立的新型的工业，正处于飞速发展阶段，已成为国民经济的基础工业之一，其发 展前景十分广阔。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前 所未有的发展机遇和空间。但由于我国模具工业起步较晚，底子薄“九五”期间虽有较快发 展，但与发达国家相比，差距还相当大。许多模具还需要进口，模具制造高级 人才也供 不应求。为进一步加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养，普及 先进的模具设计与制造技术，培养模具专业的高级人才。 为满足模具制造业对技术工人的需求，很多职业技能培训学校都开设了模具制造相 关专业，而目前我国模具制造工还没有成为独立的专业工种，还没有统一的模具制造专 业教学大纲和教材，也没有统一的技能鉴定标准，各学校和企业都只能在摸索中自行组 织安排，这种状况显然不利于该专业的发展和人才培养的规范性。 1.3 我国模具技术的发展趋势 当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展 的趋势是非常明显的。 1、模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化 模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达 到一模几百腔)使模具日趋大型化。 3 随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距 精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度 公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工。 2、多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压 成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模 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，各种小型电机、 电器及仪表的铁芯组件等。 3、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作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原 材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有 一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始 推广应用，但总体 还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国 家标准，积极生产价廉高 质量的元器件，是发展热流道模具的关键。 .4、模具标准件的应用将日渐广泛 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。为此，首先要制订统一的国家标准，并严 格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一 步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 5、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优 质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要 采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或 有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原 来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微 细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年 使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压 的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增 强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品 4 精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发 展 方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗 碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(tin、tic 等)、等离子喷涂等技术。 6、在模具设计制造中将全面推广 cad/cam/cae 技术 模具cad/cam/cae技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 cad/cam/cae 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及 cad/cam/cae 技术 已基本成熟。由于模具cad/cam技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来 模具cad/cam技术的硬件与软件 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别 是微机的普及应用，更为广大模具企业普 及模具cad/cam技术创造了良好的条伯。 随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。在普及推广模具cad/cam 技 术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大cae技术的应用范围。对于已普及 了模具 cad/cam 技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具 cad/cam技 术的深化 应用工作，即开展企业信息化工程，可从capp,pdm、cims,vr，逐步深 化和提高。 1.2.7、快速原型制造(rpm)技术得到更好的发展 快速原型制造(rpm)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术 和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材 料累加)成形思想，根据零件 cad 模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。rpm 技术是集精密机械制造、计算机、nc 技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技 技术，被公认为是继 nc 技术之后的一次技术革命。 rpm 技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(sla)叠层实体制造 (lom) 激光选区烧结(sls)、三维打印(3d-p)熔融沉积成形(fdm)等不同方法得到制件原 型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。 主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先 进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为 传统加工方法所需时间的 1/3 和成本的 1/4 左右。因此，快速制模技术与快速原型制造 5 技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。 rpm 技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题， 使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于 re(逆向工程技术)/rpm 的模具并 行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。 6 2 工件的工艺性分析 2.1 工艺分析 在一般情况下，影响冲压件工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及 毛刺。冲压件工艺性对冲压件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、 操作方式及设备选用等都用很大的影响1。良好的冲压件工艺性可显著降低冲压件的制造 成本，节省材料，减少成形工序，提高产品寿命和产品质量. 工件如图 2-1 所示，材料为 45，厚度 1mm 图 2-1 回油管夹片 对课题应解决的主要问题，该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。零件 为大批量生产，通过分析工件的结构特点，该工件对尺寸精度要求不是很高，大批量生 产，可以考虑用级进模生产。工位中包括冲孔工序和弯曲工序，由于孔的精度要求不高， 而且孔离弯曲不会有一定的距离，所以可以采取先冲孔，后弯曲。通过综合分析，最终 的工艺方案为：侧刃切边、冲孔、切槽、弯曲、空工位、切断级进模。 7 2.2 排样的设计和计算 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。经过分析采用有废料的直排法，比较方便、 合理。由于工件有弯曲工序，所以要先进行毛坯的尺寸计算。 2.2.1 毛坯的尺寸计算 工件的弯曲部位利用弯曲件展开计算公式求出： 中性层半径计算： （2-1）ktr 式中 中性层半径； r弯曲内半径； k中性层因数，查表取 0.282； t材料厚度。 通过计算得出工件的两处弯曲的中性层半径分别为， 1 1 0.28 11.28rkt 2 120.28 112.28rkt 最终确定该毛坯的工件展开图如图 2-2 所示。 图 2-2 毛坯的工件展开图 8 2.2.2 确定搭边值 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。由查表2得工件间搭边值 a =3mm、侧面 a=3mm。 1 2.2.3 送料步距与条料宽度的计算 采用直排有废料的排样方式，如图 2-3 所示： 图 2-3 排样图 计算冲压件的毛坯面积，通过 autocad 的面积测量功能，得： a=1454.7mm2 送料步距：送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离， 每次只冲一个零件的步距按式：ada ，a19322mm 1 条料宽度 b：b（78+23）mm=84mm 9 2.2.4 材料利用率的计算 通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示，按式： =100%=100% （2-2） 0 1 s s ab s1 式中 一个步距内零件的实际面积 1 s 一个步距内所需毛坯面积 0 s a 送料步距 b 条料宽度 带入数据可得： =100%=100%=78.7% ab s 2 1454.7 2284 mm mmmm 10 3 冲压设备的确定 3.1 计算冲压力 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： （3-ltfp 1） 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）； 3.1.1 冲裁力的计算 冲裁力计算 按上式： ltf 落 式中： f冲裁力（n）； l工件外轮廓周长（mm）； t材料厚度（mm），t=1mm； 材料抗剪强度（mpa）。由查表，。560mpa 根据零件图可算轮廓长度包含侧刃切边线的长度、冲孔线的长度、切槽、以及最后 切断的两直边的长度，总长约 l=319mm 则 3191560178.6fmmmmmpakn 3.1.2 卸料力的计算 卸料力： =kx =8.93kn （3-2） 1 f178.6 式中 -卸料力（n）； 1 f -冲裁力（n）； f 11 kx -卸料系数，查冲压模具简明设计手册表，取 k=0.05。 3.1.3 弯曲力的计算 按近似压弯力公式 = （3-f 2 b 0.6kbt rt 3） 式中 自由弯曲力（kn）； 2 f b弯曲件的宽度，b =19mm； r弯曲件的内弯半径，r =1mm 和 12mm； 材料的强度极限，取 700mp； b k安全系数，一般k取 1.3； 两处弯曲力分别为： 2 0.6 1.3 19 1 700 5.2 1 1 fkn 2 3 0.6 1.3 19 1700 0.8 1 12 fkn 3.1.4 总冲裁力的计算 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 =+ 总 ff 1 f 2 f 3 f 式中：冲裁力 =178.6kn，卸料力=8.93kn，弯曲力f 1 f =5.2kn、=0.8kn，则: 2 f 3 f =193.53kn 总 f 3.2 压力机的选择 压力机的选择依总的冲裁力的 1.3 倍为参考。通过查找设计手册选取公称压力为 400kn 的压力机，压力机型号为 j23-40。 表 3-1 为压力机 j23-40 技术参数4： 表 3-1 压力机 12 型 号 j23-40 公称压力/kn 400 滑块行程/mm 65 最大闭合高度/mm 330 闭合高度调节量/mm 65 垫板厚度 65 模柄孔尺寸（直径 mm深度 mm） 5070 前后 460 工作台尺寸 左右 700 13 4 模具工作零件的尺寸设计 冲裁件的尺寸精度取决于凸，凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸， 凹模刃口部分的尺寸来实现的保证。正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。 4.1 冲裁间隙 4.1.1 冲裁间隙对冲裁工艺的影响 一 间隙对冲压力的影响6 试验表明，间隙对冲压力有明显的影响，特别是对卸料力的影响更为显著。随着间 隙的增大，材料所受的拉应力增大，容易断裂分离，因此冲裁力减小；但若继续增大间 隙，因裂纹不重合，冲裁力下降缓慢。 由于间隙增大，使光亮带变窄以及材料的弹性变形，使落料件尺寸小于凹模孔口尺 寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力随之减小。 二 间隙对模具寿命的影响 模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格冲件数表 示。总寿命是用模具失效为止的总的合格冲件数表示。 模具失效的形式一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂 7。 冲裁过程中模具与材料的接触压力随间隙的减小而增大，这不仅使得模具的磨损速 度加快，而且还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。此外，小间隙还会产生凹模胀 裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常损坏。因此，为了提高模具寿命，一般需要 选用较大间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度，减小模具粗糙度值，提供 良好润滑，以减小磨损。 三 间隙值的确定 掌握查表法。 4.1.2 冲裁间隙的选择 通过查表得： 间隙值， min 0.17z max 0.20z 14 4.2 凸、凹模刃口尺寸计算 4.2.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则 1) 落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计 落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取 在凹模上8。 2) 考虑到冲裁时凸，凹模的磨损，在设计凸，凹模刃口尺寸时，对基准件刃口 尺寸在磨损后增大的，应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨 损后减小，应取工件尺寸公差范围内较大的数值，在凸，凹模磨损到一定程度的情况 下，仍能冲出合格的零件。 3) 确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的 间隙数值，一般模具制造精度比工件精度高 3-4 级 4.2.2 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算 在所有的尺寸中， 属于 a 类尺寸的有：、； 0 0.52 19 0 0.62 35 0 0.43 12 0 0.3 3 属于 b 类尺寸的有：、； 0.20 0 8 0.36 0 7 属于 c 类尺寸的有：190.3 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。 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 本工件取 it14 级精度，故，x=0.5。 15 具体计算如表 5-3。 表 5-3 工作零件刃口尺寸计算 4.3 弯曲工作部分尺寸计算 弯曲时，u 形件的弯曲，必须选择适当的间隙，间隙的大小对于工件质量和弯曲力的 大小有很大的影响。间隙越小，弯曲力越大。间隙过小，会使工件壁变薄，并降低凸模 寿命。间隙过大，则回弹较大，还会降低工件的精度9。 弯曲时，间隙值利用公式计算。 （4-1）)1 ( 2 nt z 式中 弯曲凸、凹模的单面间隙； 2 z t材料的公称厚度； n因数，与工件的弯曲高度和弯曲线长度有关，查表，取 0.05。 代入公式可得：。(1)1 1.051.05 2 z tn 弯曲件标注的为外形公差，应计算模具的凹模尺寸，凸模根据单面间隙配作。 尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸 190.3 8 1 )2/1min(ccj190.075 0 0.52 19 0.13 0 18.74 0 0.62 35 0.16 0 34.69 0 0.43 12 0.11 0 11.78 落料 0 0.3 3 )4/1( 0 )max(xaaj 0.08 0 2.85 0.20 0 8 0 0.05 8.1 冲孔 0.36 0 7 0 )4/1( )min( xbbj 0 0.09 7.18 16 取弯曲凸、凹模的制造公差为 it17、it18,查表得： 021 . 0 凸 033 . 0 凹 4.4 凸、凹模的机构设计与分析 凹模常用的固定方法如下图所示。图a用螺钉、销钉固定在下模座上。图b、c采用 （h7/r6）直接压入固定板中，其中图c常用于硬质合金模。图d是小批或快换凹模。 通过分析，选用图 a 所示的方式直接将凹模固定于下模座。 冲裁凹模的刃口形式有直刃口和斜刃口两种。选用刃口形式时，主要应根据冲裁件 的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定，其刃口形式见下表。 表 4-1 刃口形式的种类10 刃口型式 序 号 简图特点及应用 1 刃口为直通式，强度高，修模后刃口尺寸 不变。 用于冲裁大型或精度要求较高的工件，模 具应安装反向顶出装置，不适用于推件结构。 直刃 口 2 刃口强度高，修模后刃口尺寸不变。 凹模内易积存材料，在间隙小时刃口直壁 部分磨损较快。 用于冲裁形状复杂或精度要求较高的场合。 a) b) c) d) 17 3 特点与序号 2 的相同，其刃口下部扩大部 分加工较 2 容易，但强度较 2 略差。 用于冲裁形状复杂、精度要求较高的中小 型冲件。 4 凹模硬度较低，一般为 40hrc 左右，可 用手锤敲击刃口外侧斜面以调整冲裁间隙。 用于冲裁薄而软的金属或非金属。 1 刃口强度较差，修模后刃口尺寸略有增大。 凹模内不积存材料，刃口内壁磨损速度慢。 用于冲裁形状简单、精度要求不高的零件。 斜刃 口 2 特点同序号 5，加工较 5 容易，常用于冲 裁形状较复杂精度要求较低的冲裁件。 首先冲孔凸模由两部分组成：一是工作部分，用以成行冲件；二是安装部分，用来 使凸模正确的固定在模座上。综合考虑并结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成 阶梯式的，采用线切割机床加工，与凸模固定板的配合按。56 mh 其总长 l 可按公式计算： = （4-2） 123 lhhhh3030252 mm87mm 式中： 凸模的长度；lmm 凸模固定板的厚度； 1 hmm 18 卸料弹性元件的安装高度； 2 hmm 凸模深入卸料板的长度。hmm 通过分析计算，最终确定的凸、凹模的机构如图 4-1、4-2、4-3 所示： 图 4-1 冲孔凸模 19 图 4-2 弯曲凸模 图 4-3 凹模 20 4.5 侧刃的设计 作用原理：作用原理：在条料侧边冲切一定形状缺口以确定步距。 特点：用侧刃限定进距准确可靠，保证有较高的送料精度和生产率，其缺点是增加 了材料消耗和冲裁力。 应用：应用：用于送料精度和生产率要求较高；不能采用上述挡料形式；工位数较多的级 进模以及冲裁件侧边需冲出一定形状，由侧刃一同完成的场合。 结构分类：结构分类： 侧刃按照工作端面形状分为平直形和台阶形，台阶形多用于冲裁 l mm以上较厚的材料。 冲裁前凸出部分先进人凹模导向，可以避免侧压力对侧刃的损坏。 侧刃按照工作断面的形状可分为长方形侧刃和成形侧刃。长方形侧刃结构简单，制 造方便，但刃口尖角磨损后，在条料被冲去的一边会产生毛刺，影响送料精度。成形侧 刃，产生的毛刺位于条料侧边凹进处，可克服上述缺点，但制造较难，冲裁废料较多。 对于尖角侧刃，其优点是节约材料，但每一进距需把条料往后拉，以后端定距，操作不 如前者方便。 设计要点：设计要点：侧刃凸模及其凹模按冲孔模的设计原则，凹模按侧刃凸模配制，取单面 间隙。侧刃长度s原则上等于送料步距，但对长方型侧刃和侧刃与导正销兼用的模具，其 长度s=步距公称尺寸(0.050. 10) mm，侧刃断面宽度b=6 10 mm。侧刃制造公差，一 般取0. 02mm。 本设计为级进模，材料厚度较薄，应采用弹性卸料装置，利用导料板进行导料，利用 成形侧刃进行定距。 21 5 冲裁模主要零件的设计与标准的选用 5.1 导料零件 作用：用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。 分类：导料零件用于确定条料的送进方向； 常见导料零件包括导料板、导料销及保证条料紧靠导料板一侧送 进的侧压装置，其具 体结构形式、特点应用见下表。 表 5-1 常见导料零件12 零件名称导料方式常见类型应用场合 整体式 与刚性卸料板 配合使用，常 用于简单模和 级进模 导料板 两块导料板 分别置于条 料的两侧 分开式 与刚性卸料板、 弹性卸料均可 配合，应用较 广 固定式 导料销 两个导料销 同时使用， 且位于条料 的一侧，通 常前后送料 导料销位于 左侧；左右 送料位于后 侧 活动式 应用灵活广泛， 常用于简单模 和复合模中 22 簧片式 结构简单，侧 压力小，用于 薄料 弹簧式 侧压力较大， 可用于厚料 侧压装置 常位于一侧 的导料板中， 以保证条料 在送进过程 中始终与另 一侧的导料 板贴合 压板式 侧压力大而且 均匀，常用于 单侧刃的级进 模中 本次设计中选用比较常用的分开式导料板，选用45制造，导向面及上、下表面的表 面粗糙度应达到ra1.6 0.8um。 5.2 标准模架 通常所说的模架是由上模座、下模座、导柱、导套四个部分组成，一般标准模架不 包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体。模具的全部零件都 固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模架的上模座和下模座分别与冲压设备 的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱，导套的导向来实现。 根据模架的导向机构摩擦性质的不同，模架分为滑动和滚动导向模架两大类。每类 模架中，由于导柱的安装位置和导柱数量不同，又分为多种模架形式。冲模滑动导向模 架有对角导柱模架、后侧导柱模架、后侧导柱窄型模架、中间导柱模架、中间导柱圆形 模架、四导柱模架（如下图所示）；冲模滚动导向模架有对角导柱模架、中间导柱模架、 四导柱模架、后侧导柱模架。滑动导向模架的导柱、导套结构简单，加工、装配方便， 应用最广泛（各类模架的主要特点和应用场合见下表）；滚动导向模架在导套内镶有成 行的滚珠，导柱通过滚珠与导套实现有微量过盈的无间隙配合，（一般过盈量为0. 010. 02mm），因此，这种滚动模架导向精度高，使用寿命长，运动平稳。通过分析，工件的 排样图，利用后侧导柱窄形模架。如下图的c所示： 23 图5-2 常见的模架 fig. 5-2 common mold frame 本设计中，根据分析选用后侧导柱模架，能够满足生产的需要。 5.3 模柄及固定零件模柄及固定零件 模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等。这些零件大多有 国家准，设计时可按国家标准选用。 模柄13 作用：将上模固定在压力机的滑块上。 要求：模具的压力中心与模柄中心线重合。 应用：常用于 1000kn以下的中小型模具上。 类型及应用场合： 24 旋入式：下图 a）所示，通过螺纹与上模座连接，为防止松动，常用防转螺钉紧固。 这种模柄装拆方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于有导柱的小型冲模。 压入式：下图b）所示，它与模座孔采用过渡配合h7/m6，并加销钉防转。这种模柄 可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常用。 凸缘式：下图c）所示，用3 4个螺钉固定在上模座的窝孔内，模柄的凸缘与上模座的 窝孔采用h7/js6过渡配合。多用于较大型的模具。 槽型模柄和通用模柄：下图d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也称为带模座的模柄， 它更换凸模方便，主要用于简单模。 图5-4 模柄结构 fig. 5-4 die structure handle 模柄的选用：根据模具的大小及零件精度等方面的要求，决定采用压入式的模柄，根 据所选压力机的模柄孔尺寸确定模柄的直径为40mm，与模柄孔采用间隙配合h11/dll，模 柄长度小于模柄孔深度5l0mm. 25 5.4 模具总装图 5.5 模具模架的选择及闭合高度的计算 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14。 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。 上模座： l/mm=200mmhmmb/160 45 下模座： l/mm200 160 50mmhmmb/ 导柱： d/mm l/mm=28 200 导套： d/mm l/mm d/mm=28 110 42 垫板的厚度定为：10mm 凸模固定板的厚度定为：30 26 卸料板厚度取：25mm 橡胶高度：30 模具的闭合高度： h231mm 模 27 结论 到现在，经过三个月的毕业设计终于可以画上一个句号了。但是现在回想起来做毕 业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过乐趣尽在其中，从中也学到了不 少知识，尤其是注塑模具设计方面的。毕业设计不仅是对前面所学专业知识的一种检验， 而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。 第一，接到任务以后进行选题。选题是毕业设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题 目，这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。我自己结合自己今后的工作方向 和兴趣所在，选取了冲压模具设计这一块。 第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做毕业设计的前期准备工作，好的开端 就相当于成功了一半。通过到图书馆、网上查找资料，既方便又快捷。特别是通过图书 馆的超星图书搜寻资料，十分方便。这使我在短暂的时间内就找到了许多冲压模具设计 方面的资料。 第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解， 这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析设计题目，对所设计工 件进行了详细的工艺分析和工艺方案的确定。 第四，完成工艺分析和方案确定后，便开始进行主要的工艺计算，模架的设计、导 向和卸料机构的设计等 第五，当做完上面几步后，就可以进行主要零部件的计算和设计了。在设计主要零 部件的时候也遇到了不少问题，如一些尺寸不合理等。当主要零件基本确定完后，便开 始在电脑上绘制总装图，在画图的过程中在来不断发现问题和修正问题。就这样不断的 修正和完善，直到所有零部件的最终确定。 第六，完成总装图和主要零件图的绘制。在这个过程中，我又重新温习了制图方面 的知识和 cad 的使用技巧等。同时，也得到了老师和同学的指点。 最后，就是完成说明书的撰写。 本次设计就这样一步一步的完成了。在这次设计中，我也学到了许多冲压模具设计 方面的知识，以及查找资料的能力。自己独立完成一份设计后的心情是十分自豪的，因 为自己从中学到了知识，同时也提高了自己的动手能力和团结协作意识，这对我们今后 28 走上工作岗位是非常重要的。总之，通过这次设计我