毕业设计（论文）-盖板模设计（完整图纸） .doc

济源职业技术学院毕业设计 济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 cad 图纸，联系图纸，联系 153893706 题目 盖 板 模 设 计 系别 机 电 系 专业 模具设计与制造 班级 模具 0401 班 姓名 学号 指导教师 日期 2006 年 12 月 济源职业技术学院毕业设计 1 设计任务书 设计题目：设计题目： 盖板模设计 设计要求：设计要求： 1确定合理的冲裁工艺及方案。 2正确计算有关零件的尺寸及公差。 3完成加工工艺及装配方案。 设计进度要求：设计进度要求： 11 月 22 日11 月 30 日 查阅、收集资料 12 月 1 日12 月 7 日 主要设计计算 12 月 8 日12 月 14 日 结构设计 12 月 15 日12 月 22 日 模具的整体设计 12 月 23 日12 月 25 日 校核、修改、提交论文 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计 2 目录 摘要1 前言2 1 冲压工件的工艺分析3 2 冲裁工艺方案的确定4 3 主要设计计算5 3.1 排样方案的确定及计算.5 3.2 冲压力的计算.8 3.3 工作零件刃口尺寸计算.10 4 冲压设备的选择16 5 模具主要零件及结构设计18 5.1 卸料零件的计算18 5.2 凸、凹模结构设计20 6 模具总装图21 7 模具材料的选用及其他零部件的设计22 7.1 模具材料的选择22 7.2 定位方式的选择23 7.3 模具材料的选用23 7.4 模具辅助零件的材料选用及热处理25 7.5 模具的装配26 7.6 冲裁模具的试冲27 结束语30 致谢31 参考文献32 济源职业技术学院毕业设计 3 摘要 本次模具设计是“盖板”的模具图形及加工制造的过程，其设计思路是根 据多个模具加工事例生产事例总结出来。设计内容是从零件的工艺分析开始的， 根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的材料选择。 通过对零件的认识可知，该零件所用的材料是 q235-a，生产批量为大批量 生产，再经过方案比较，故选择复合冲裁作为该副模具工艺生产方案即比较加 工又便于经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选出符合该模具的 定位方式、卸料出件方式导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模的设计， 选择模具的材料即确定每个零部件的加工方案；仅接着根据模具的装配原则， 完成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找 出原因给予纠正，并对模具进行适当的调整和修理。 其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具、一系列模 具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一 线操作，使其通俗易懂加工方便。 关键词关键词：冲压、盖板、弯曲 济源职业技术学院毕业设计 4 前言 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电视、仪表、 电器、电子、通信、家电和轻工等行业中，60%80%的零件都要依靠模具成型， 并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度的要求 越来越高，结构要求也越来越复杂。用模具生产零件所表现出来的高精度、高 复杂、高一致性、高生产效率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。 模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。 目前，国内外模具工业发展很快，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，正处于飞速反展阶段，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，更加给模具工业带来前所未有的发展机遇和空间。 济源职业技术学院毕业设计 5 1 冲压工件的工艺分析 工件名称：盖板 生产批量：大批量 材料： q235-a，厚度 t=3mm 工作简图 1.1： 图 1.1 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压 件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材 料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等 要求。 济源职业技术学院毕业设计 6 2 冲裁工艺方案的确定 一般对于这样的工件，通常采用落料，冲孔，再弯曲的加工方法。由于该 工件的生产批量较大，如果把三道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并 减轻工作量、节约能源、降低成本，而且可以避免原有的加工方法中须将手伸 入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。 将三道工序复合在一起，可以有以下的两种不同工艺方案：先落料，然 后冲孔和弯曲在同一工步；落料，冲孔为同一工步首先完成，然后进行弯曲。 采用方案加工工件，不易保证长度尺寸的精度，而且易使孔冲头磨mm 15 . 0 0 42 损，降低模具寿命。经分析，使用方案较好。对于弯曲的回弹，可以用减小 间隙的方法来避免或减小回弹。 该冲压工件的形状为简单且对称，弯曲部分有 r=2.5mm 的圆角过渡。除孔 和有精度要求外其余尺寸精度要求不高，材料为 q-235amm 021 . 0 0 18mm 015 . 0 0 40 钢其冲压性能好，孔与外缘的壁厚较大，根据表 2.1 知复合摸的凸凹模壁厚部 分具有足够的强度。 表 2.1 料厚 t 0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.75 最小 壁厚 m 1.41.61.82.02.32.52.73.23.84.0 最小 直径 d 151821 料厚 t 2.02.12.52.753.03.54.04.55.05.5 最小 壁厚 m 4.95.05.86.36.77.88.59.310.012.0 济源职业技术学院毕业设计 7 最小 直径 d 21252832354045 济源职业技术学院毕业设计 8 3 主要设计计算 3.13.1 排样方案的确定及计算排样方案的确定及计算 在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义，在模具设计中，排样设 计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材 料的利用率、制件质量、生产率与成本以及模具寿命等，所以排样工作的好坏 是左右冲裁经济效益的重要因素之一。 冲裁所产生的废料分为两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于 工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件 与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而产生的废料，它取决于冲压方式和排 样方式，称为工艺废料。 提高材料利用率最主要的途径是合理排样使工艺废料尽量小，另外在满足 工件使用要求的前提下，适当的改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。 1搭边 排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定 位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽， 浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刀”现象或冲裁时会被 拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。 、 搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大 值。 材料厚度。薄材料的搭边应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小 些。 mmamma1,8 . 0 1 2. 排样方法 常用的排样方法有三种： 济源职业技术学院毕业设计 9 有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘 都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的 质量，模具寿命也高。 少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存 在。 无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在， 模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。 少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样 可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。并且 工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件 的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。 1毛坯的尺寸计算 该毛坯的工件展开如图 3.1： 图 3.1 按弯曲件展开来计算，由式（3-1） （3-1）ktr 式中 中性层半径（mm） ； r弯曲内半径，r=2.5mm； k中性层位置因数；由表 3.3 查出 k=0.3 济源职业技术学院毕业设计 10 r材料厚度，t=3mm 表 3.1 r/t0.10.20.30.40.50.60.70.8 k0.210.220.230.240.250.260.270.3 r/t11.21.522.534575 k0.310.330.360.370.400.420.440.460.5 则中性层半径 mmmmmmmmr4 . 333 . 05 . 2 中性层长度 mm mm l34 . 5 180 904 . 314 . 3 180 0 0 0 直线部分长度为： 95.34mm5.34mm80.5mm9.5mmlbal 80.5mm3mm-2.5mm-86mmb 9.5mm3mm-2.5mm-15mma 则毛坯的外形尺寸为： mml mml mmmml mmmmmml 40 26 8 . 80 5 . 80) 2 2640 ( 84.14 5 . 8034.95 4 3 22 2 1 表 3.2 冲裁金属材料的搭边值 手送料 圆形非圆形往复送料 自动送料 料厚 a 1 a a 1 a a 1 a a 1 a 11.51.521.532 1221.52.52352.532 232.5232.543.5 3432.53.535443 济源职业技术学院毕业设计 11 由表 3.2 可查得冲裁时的搭边值 mma mma 5 . 2 3 1 则条料宽度为 mmmmmmb463240 送进步距为： mmmmmmh84.975 . 234.95 2压力中心计算 工件为轴对称零件，所以其重心在对称中心线上。考虑 x 方向的值 设模具的压力中心坐标为，则 cc yx ,0y 654321 665544332211 llllll xlxlxlxlxlxl xc =33.21 1814 . 3 4084.142 8 . 802 441814 . 3 34.954092.8784.14225.40 8 . 802 3.23.2 冲压力的计算冲压力的计算 （1）落料计算 ltf3 . 1 式中 落料力（n） ； 落 f l 工件外轮廓周长（mm） ； t 材料厚度（mm）;mmt3 材料的抗剪强度。由黑色金属的力学性能表查得 mpa310 mmmmmmmml28.2574026) 8 . 8084.14(2 knnf05.311)31028.2573 . 1 ( 落 （2）冲孔力计算 ltf3 . 1 冲 式中 l工件内轮廓周长（mm） 。 济源职业技术学院毕业设计 12 knnf33.6831031814 . 3 3 . 1 冲 （3）卸料力 fkf 卸卸 式中 卸料力因数，其值由表 3.3 查得 卸 k 03 . 0 卸 k 表 3.3 卸料力、推件力及顶件力系数 冲裁材料k卸k推k顶 纯铜、黄铜0.020.060.030.09 铝、铝合金0.0250.080.030.07 0.10.060.0750.10.14 0.10.50.0450.0550.0650.08 0.52.50.040.050.0500.06 2.56.50.030.040.0400.05 钢 材料 厚度 mm 6.50.020.030.0250.03 knfkf knfkf 73 . 2 33 . 9 冲卸 落卸卸 （4）推件力 冲推推 fnkf 式中 推件力因数，值由上表查得=0.045 推 k 推 k 冲孔凹模韧口直壁高度 h=6mm 2 3 6 mm mm n knknp2 . 811.91045 . 0 2 推 （5）弯曲力计算 按近似压弯力公式 tr kbt f b 2 1 7 . 0 济源职业技术学院毕业设计 13 式中 自由弯曲力（n） 1 f b弯曲的宽度，；mmb40 t弯曲件的厚度，；mmt3 r弯曲件的内弯曲半径，；mmr5 . 2 材料的强度极限；黑色金属的力学性能表查得 b mpa b 380 k安全因数，一般取。3 . 1k knnf63.22 35 . 2 3803403 . 17 . 0 2 1 （6）压料力 压料力的值可近似取自由弯曲力的 30%80%， q f knffq11.181063.228 . 08 . 0 3 1 总冲压力为： q fffffff 1 卸卸冲落总 kn38.44010)11.1863.222 . 873 . 2 33 . 9 33.6805.311( 3 3.33.3 工作零件刃口尺寸计算工作零件刃口尺寸计算 在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法 及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采 用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方 法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸 计算就按分开加工的方法计算。 表 3.4 初始双面间隙 zmax、zmin 08、10、35 09m2、q235 q34540、5065mn 材料厚 度 t/mmzmaxzminzmaxzminzmaxzminzmaxzmin 济源职业技术学院毕业设计 14 小于 0.5 极小间隙 0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.060 0.60.0.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.072 0.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.092 0.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.092 0.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.126 1.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.126 1.20.1260.1800.1320.1800.1320.180 1.50.1320.2400.1700.2400.1700.240 1.750.2200.3200.2200.3200.2200.320 2.00.2460.3600.2600.3800.2600.380 根据表 3.4 查得冲裁初始双面间隙，。未注mmz36 . 0 min mmz42 . 0 max 公差的毛坯尺寸按照 it14 级计算，磨损因数 x 的值查表 3.6 表 3.5 规则形状冲裁时凸模，凹模的制造公差（mm） 基本尺寸凸模公差凹模公差基本尺寸凸模公差凹模公差 18 1830 3080 80120 120180 0.020 0.020 0.020 0.025 0.030 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 18060 260360 360500 500 0.030 0.035 0.040 0.050 0.045 0.050 0.060 0.070 表 3.6 因数 非圆形 x 的值圆形 x 值 10.750.50.750.5 材料厚度 t/mm 工件公差/mm 10.16 0.170.35 0.360.160.16 12 0.20 0.210.41 0.420.200.20 24 0.24 0.250.49 0.500.240.24 济源职业技术学院毕业设计 15 40.30 0.210.59 0.600.300.30 1落料韧口尺寸计算，冲裁凸模，凹模分别按 it6 和 it7 级制造。 凸模尺寸计算： 0 min) ( 凹 zxdd 0 02 . 0 0 43. 01 )36 . 0 011 . 0 5 . 084.14( d 0 02 . 0 0 43 . 0 )36 . 0 0055 . 0 84.14( 0 02 . 0 47.14 0 02 . 0 0 052 . 0 3 )36 . 0 013 . 0 5 . 026( d 0 02 . 0 0 052 . 0 )36 . 0 0065 . 0 26( 0 02 . 0 63.25 0 02 . 0 0 62 . 0 4 )36 . 0 016 . 0 5 . 040( d 0 02 . 0 0 62 . 0 )36 . 0 008 . 0 40( 0 02 . 0 63.39 0 025 . 0 0 87 . 0 )36 . 0 022 . 0 5 . 034.95( l d 0 025 . 0 0 87 . 0 )36 . 0 011 . 0 34.95( 0 025 . 0 97.94 凹模尺寸计算： 凹 （ 凹 0 )xdd 02 . 0 0 0 43 . 0 011 . 0 5 . 084.14 ）（ 凹 d 02 . 0 0 0 43 . 0 0055 . 0 84.14 ）（ 02 . 0 0 83.14 025 . 0 0 0 52 . 0 3 )013 . 0 5 . 026( d 025 . 0 0 0 52 . 0 )0065 . 0 26( 济源职业技术学院毕业设计 16 025 . 0 0 99.25 03 . 0 0 0 62 . 0 4 )016 . 0 5 . 040( d 03 . 0 0 0 62 . 0 )008 . 0 40( 03 . 0 0 99.39 035 . 0 0 0 87 . 0 )022 . 0 5 . 034.95( l d 035 . 0 0 0 87 . 0 )011 . 0 34.95( 035 . 0 0 32.95 校核：mmzz06 . 0 36 . 0 42 . 0 minmax 凹凸 对于mmmmmmmml06 . 0 04 . 0 02 . 0 02 . 0 : 1 对于mmmmmmmml06 . 0 045 . 0 025 . 0 02 . 0 : 3 对于mmmmmmmml06 . 0 05 . 0 03 . 0 02 . 0 : 4 对于mmmmmml06 . 0 035 . 0 025 . 0 : 说明了所取的和是合适的。 凸 凹 2孔为 it7 级精度，取模具的凸，凹模的制造公差为 it5 级，查表 021 . 0 0 18 gb180079）得，：mm008 . 0 凸凹 0 )( 凸凸 xdd mm 0 008 . 0 )021 . 0 75 . 0 18( mm 0 008. 0 02.18 )( min zxdd 凹 mm 008 . 0 0 18 校核： minmax zz 凹凸 说明了所取的和是合适的。 凸 凹 济源职业技术学院毕业设计 17 对于孔心距mmc3 . 037 mmmmcc075 . 0 37 4 3 . 0 37 凸凸 3弯曲部分尺寸计算； 由于该弯曲不易施加侧向压力，所以不能施加校正弯曲力，而侧面与孔的间 距有精度要求，精度等级为 it11 级。因此采用减少弯曲凸，凹模的mm 15 . 0 0 42 间隙来减少回弹。 凸模的圆角半径与零件的弯曲半径相同，。mmr5 . 2 凸 表 3-7 凹模的圆角半径 材 料 厚 度 t 0.5 0.522.04.04.07.0 弯边高 度 h l凹 r l凹 r l凹 r l凹 r 10103104 20 6 8 3 3124155208 查得。mmr5 凹 凸，凹模单面间隙值mmt z 7 . 29 . 0 2 工件尺寸，取弯曲凸模，凹模的制造公差 it7 和 it8 级，查表 0 87 . 0 86 （gb180079）得，054. 0,035 . 0 凹凸 按零件尺寸标注双向偏差时，凹模尺寸公式 凹 凹 0 ) 4 3 (bb 和零件尺寸标注双向偏差时，凸模尺寸公式 0 1 ) 2 1 ( 凸凸 bb 凹模尺寸应根据单面间隙按凸模配制。 凹 b 2 z 式中 凹模工作部位尺寸（mm） 凹 b 凸模工作部位尺寸（mm） 凸 b 弯曲外形或内形公称尺寸（mm） 1 ,bb 济源职业技术学院毕业设计 18 弯曲件的尺寸公差； z凸模与凹模的双面间隙（mm） 凸摸，凹模的制造公差（mm） 凹凸， 计算 凹 ）（ 凹 0 4 3 bb mm 054 . 0 0 87 . 0 4 3 86 ）（ mm 054. 0 0 35.85 0 ) 2 ( 凸 凹凸 z bb mm 0 035 . 0 )7 . 235.85( mm 0 035 . 0 65.82 济源职业技术学院毕业设计 19 4 冲压设备的选择 按公称压力选取压力机查表 4.1 总压 ff)8 . 16 . 1 ( 表 4.1 开式双柱可倾压力机技术规格 型号 j23- 3.15 j23- 6.3 j23- 10 j23- 16 j23- 16b j23- 25 jc23 -25 公称压力kn/31.563100160160250350 滑块行程mm/25354555706580 滑块行程次数mm/次2001701451201205550 最大封闭高度mm/120150180220220270280 封闭高度调节量mm/25353545605560 滑块中心线至床身距离 mm/ 90110130160160200205 立柱距离mm/120150180220220270300 前后160200240300300370380 工作台尺寸mm/ 左右250310370450450560610 前后90110130160110200200 左右120160200240210290290 工作台孔尺寸 mm/ 直径110140170210160260260 厚度30303540605060 垫板尺寸mm/ 直径150 直径25303040404050 模柄孔尺寸mm/ 深度40555560606070 前后90180190滑块底面尺寸 mm/左右100200210 床身最大可倾角 o 45 o 45 o 35 o 35 o 35 o 30 o 20 选取公称压力 630kn 的开式双柱可倾压力机，该压力机与模具设计的有关 系参数为： 济源职业技术学院毕业设计 20 公称压力：630kn 滑块行程：130mm 封闭高度调节量：80mm 工作台尺寸：mmmm710480 模柄孔尺寸：mmmm8050 3.模架的外形尺寸及弹簧尺寸确定选取模架mmmmmmmm265220170280 （gb/t2851.390） 。 上模座：20050170280htmmmmmm材质为 下模座：20060170280htmmmmmm材质为 导柱： 钢材质为20210532mmh 导套： 钢材质为2048115632mmmmh 导柱、导套渗碳深度,硬度mm2 . 18 . 0hrc6258 冲孔凸模、落料凹模、凸凹模及弯曲凸、凹模的材料可用，热处理硬12cr 度。hrc6460 济源职业技术学院毕业设计 21 5 模具主要零件及结构设计 模具图形如图 5.1 所示： 图 5.1 工作部分尺寸 5.15.1 卸料零件的计算卸料零件的计算 卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具 工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸 下来称为卸料。 卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置弹性卸料装置和废料切刀三种。 固定卸料装置：固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上； 弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料 装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲 压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀 是在冲裁过程中冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。 出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把准过载上模内的 出件装置称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。 综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为 2.2mm，相对较薄， 卸料力也比较小，故可采用弹性卸料，又因为是复合模生产，所以采用下出件 比较便于操作与提高生产效率。 济源职业技术学院毕业设计 22 采用弹性卸料装置。所选弹簧的最大工作负荷使nff/ 1卸 来选择弹簧。nff/5 . 0 卸预 nff/ 卸预 式中 弹簧的预压力（n） ； 预 f 卸料力或推件力、压边力（n） ； 卸 f n弹簧根数。 修磨工作预总 sssss 1 式中 弹簧允许的最大压缩量（） 1 smm 弹簧需要的总压缩量（） 总 smm 弹簧的预压缩量（） 预 smm 卸料板或推件块、压边圈的工作行程（） 工作 smm 模具的修磨量或调整量（）一般取 修磨 smmmm64 下卸料装置用 9 根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： nkn kn nf1037037 . 1 9 33 . 9 / 卸 根据预压力和模具结构尺寸，由表可选序号）（ 预 nnf 5 . 53610375 . 0 6267 的弹簧，其。nnf10371120 1 表 5.1 弹簧序 号 h1 h 11 hhs 预 s）（ 修磨预工作总 6ssss 625036.113.9729 637049.320.71133 649062.527.51436 6511075.634.41840 6614095.444.62244 济源职业技术学院毕业设计 23 67170115.254.83052 其中mmmmmms16115 工作 查表选 66 号弹簧， 外径: mmd40 钢丝直径: mmd6 自由状态下高度: mmh140 弹簧的装配高度：mmshh118 2 预 下卸料板厚度取 20mm 根据结构选用标准模板mmmmmm20170280 上卸料装置选取 2 个 38 号弹簧 外径： mmd20 钢丝直径： mmd3 自由状态下高度 mmh65 装配高度 mmh123 2 5.25.2 凸、凸、凹模结构设计凹模结构设计 凸、凹模的最小壁厚为。凸、凹模的壁厚有足够的强度。根据下卸料mm7 弹簧和下卸料板的厚度及模具结构，选取凸凹模的高度为，结构如图 5.2mm78 图 5.2 济源职业技术学院毕业设计 24 6 模具总装图 由于模具是落料、冲孔弯曲复合模如图 6.1，因此落料凸模有一部分为弯 曲模。考虑到弯曲成形要滞后与落料、冲孔工序，而且必须保证的尺mm 15 . 0 0 42 寸精度，为此设计了一个活动凸模块和滚轮块结构活动凸模块 19 下面需安装复 位弹簧，凸模块下表面与滑块 20 上表面设计成约的斜面，便于抽动和复位。 10 转动板 17 的设计是根据上模的行程，计算出恰好在拉动滑块脱离活动凸模块的 时候开始压弯工序。当滚轮 18 离开转动板的上缘时，时使转动板带动滑块恰好 回复到初始位置。 复合模的动作过程是：当上模下行完成落料、冲孔工序后，安装在落料凹 外侧的滚轮接触转动板，抽动滑块脱离活动凸模块，使上模继续下行时，不阻 碍活动凸模块向下运动，弯曲凹模 16 接触材料并完成弯曲工序。上模回升时， 零件由上模中设置的打料杆 13 打出。在回程过程中，滚动接触转动板，推动滑 块 20 复原，为再次冲压作好准备。 此模具结构紧凑，装、拆、修磨方便，操作简便，安全可靠，生产效率比 传统模具生产提高两倍以上。 图 6.1 济源职业技术学院毕业设计 25 7 模具材料的选用及其他零部件的设计 7.17.1 模具材料的选择模具材料的选择 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。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。 济源职业技术学院毕业设计 26 7.27.2 定位方式的选择定位方式的选择 定位方式的选择通俗的说既是选择定位零件。定位零件的作用是使坯料或 工序件在模具上有正确的位置，定位零件的结构形式很多，用于对条料进行定 位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销、侧刃等，用于 对工序进行定位的定位零件有定位销、定位板等。 定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模 具的结构形式与生产效率要求等选用相应的标准。 因为该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制 条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为 条料长度有一定余量，可以靠操作工目测定。 7.37.3 模具材料的选用模具材料的选用 冷冲模用钢应具有的力学性能： a、应具有较高的变形抗力； b、应具有较高的断裂抗力； c、应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能； d、应具有较高的冷热加工工艺性。 冷冲模零件材料选用原则： a、要选择能满足模具工作要求的最佳综合性能的材料； b、要针对模具失效形式选用钢材； c、要根据制品的批量大小，以最低成本的选材原则选材； d、要根据冲模零件的作用选择材料； e、要根据冲模精度程度选择钢材； 综合各种材料进行比较及材料的用途查下列表 7.1 和表 7.2 可选择 grwmn 为冷冲模工作零件所用的钢材。 济源职业技术学院毕业设计 27 表 7.1 冷冲模工作零件材料的选用 零件名称使用条件选用材料 形状简单，冲裁材料厚 度 t 小于等于 3mm，中小 批量生产的冲裁 t8、t8a、t10、t10a 冲裁件厚度 t 小于等于 3mm，形状复杂，或冲裁 厚度 t 大于 3mm 的中小 批量冲裁 gr12、grwmn、ggr15、g r12mov 要求批量较大，使用寿 命较长的冲裁模 w18gr4v、gr4w2mov、w6 mo5grv2、yg15、yg20 凸模，凹模，凸凹模， 凸、凹模镶块，连续模， 侧刃凸模 需要加热冲裁模3gr2w8v、5grnimo、6gr 4mo3niwv 选择说明：在选择冲裁凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效 特点，量材而用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处 理工艺适当。性能可以满足使用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样 可以降低成本；反之，就应该选用变形较小，耐磨性高的合金工具钢。对于大、 中型冲裁模，其材料成本与模具总成本 10%18%左右，故应选用变形小、耐磨 性高的合金工具钢较适宜。 表 7.2 冷冲模辅助材料的选用 零件名称选用材料热处理硬度 hrc 上模座、下模座 ht2040ht2547、 zg25、zg35a3、a 5 模柄a3、a5 凸模固定板、凸、 凹模固定板 a3、a5 侧面导板45淬火4348 导柱20渗碳 0.815862 济源职业技术学院毕业设计 28 导套20淬火5860 导正销、定位销t7、t8淬火5256 挡料销、挡料板45淬火4548 垫板、定位板45、t7a淬火4348 螺母、垫圈a3 固定螺栓、螺钉a3、45 销钉45淬火4548 顶杆、推杆45淬火4348 7.47.4 模具辅助零件的材料选用及热处理模具辅助零件的材料选用及热处理 模具辅助零件的材料选用及热处理，见表 7.3 表 7.3 模具辅助零件的材料选用及热处理 零件名称选用材料热处理硬度 hrc 上模座、下模座 ht2040ht2547、 zg25、zg35a3、a 5 模柄a3、a5 凸模固定板、凸、 凹模固定板 a3、a5 侧面导板45淬火4348 导柱20渗碳 0.815862 导套20淬火5860 导正销、定位销t7、t8淬火5256 挡料销、挡料板45淬火4548 垫板、定位板45、t7a淬火4348 螺母、垫圈a3 固定螺栓、螺钉a3、45 销钉45淬火4548 顶杆、推杆45淬火4348 济源职业技术学院毕业设计 29 7.57.5 模具的装配模具的装配 根据复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并 调整间隙、试冲、返修。具体装配见表 7.4 表 7.4 盖板复合模的装配 序号工序工艺说明 1 凸、凹模预 配 （1）装配前仔细检查各凸模形状以及凹模形孔，是否符合 图纸要求尺寸精度、形状。 （2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否 加工均匀。不合适者应重新修磨或更换。 2 凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板 7 的形孔中， 并拧紧牢固。 3 装配下模 （1） 在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板； （2） 在下模座、导料上用已加工好的凹模分别确定其螺 孔位置，并分别钻孔，攻丝 （3） 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在 一起，并用螺钉紧固，打入销钉。 4 装配上模 （1） 在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入 0.12mm 片，然后将凸模与固定板的组合装入凹模； （2） 预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔。销孔位 置并钻绞螺孔、销孔； （3） 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起， 但不要拧紧； （4） 将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶 和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出 凸模下端约 1mm； （5） 复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉； （6） 安装导正销、承料板； 济源职业技术学院毕业设计 30 （7） 切纸检查，合适后打入销钉； 5 试冲愈调整装机试冲并根据试冲结果作相应调整。 7.67.6 冲裁模具的试冲冲裁模具的试冲 模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计 和制造的不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理， 直到模具正常工作中冲出合格的制件为止。 冲裁模具经试冲合格后，应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、 使用压力机型号、制造日期等。并涂油防锈后经检验合格入库。 冲裁模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法见表 7.5 表 7.5 冲裁模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法： 缺陷产生原因调整方法 冲件毛刺过大 1.刃口不锋利或淬火硬度不够 2间隙过大或过小，间隙不 均匀 1修磨刃口使其锋利 2重新调整间隙，使其均匀 冲件不平整 1凸模有倒锥，冲件从孔中 通过时被压弯 2顶出件与顶出器接触零件 面积大小 3顶出件、顶出器分布不均 匀 1修磨凹模孔，去除导锥现 象 2更换顶出杆，加大与零件 的接触面积 尺寸超差和形 状不准确 凸模、凹模形状及尺寸精度差修整凸模、凹模形状及尺寸使 其达到形状及尺寸精度要求 凸模折断 1冲裁时产生侧压力 2卸料板倾斜 1在模具上设置挡块抵消侧 向力 2修整卸料板或使凸模增加 导向装置 凹模被胀裂 1凹模孔有倒锥度形象 2凹模孔内卡住废料 1修磨凹模孔，消除倒锥现 象 济源职业技术学院毕业设计 31 2修抵凹模孔高度 凸、凹模刃口 相咬 1.上、下模座，固定板、凹模、 垫板等零件安装基面不平行 2.凸、凹模错位 3.凸模、导柱、导套与安装基 面不垂直 4导向精度差，导柱、导套 配合间隙过大 5卸料板孔位偏斜使冲孔凸 模位移 1调整有关两件重新安装 2重新安装凸、凹模，使之 对正 3调整其垂直度重新安装 4更换导柱、导套 5调整及更换卸料板 冲裁件剪切断 面光亮带宽， 甚至出现毛刺 冲裁间隙过小适当放大冲裁间隙，对于冲孔 模间隙加大在凹模方向上，对 落料间隙加大在凸模方向上 剪切断面光亮 带宽窄不均匀， 局部有毛刺 冲裁间隙不均匀修磨或重新调整凸模或凹模， 调整间隙保证均匀 外型与内孔偏 移 1在连续模中孔与外形偏心， 并且所偏的方向一致，表明侧 刃的长度与布局不一致 2连续模多件冲裁时，其它 孔形正确，只有一孔偏心，表 明该孔凸凹模相对位置有变化 3复合模孔形不正确，表明 凸凹模相对位置有偏移 1加大(减小)侧刃长度或磨 小（加大）挡料块尺寸 2重新装配凸模并调整其位 置使之正确 3更换凸（凹）模，重新进 行装配调整合适 送料不畅通， 有时被卡死 易发生在连续模中 1两导料板之间的尺寸过小 或有斜度 2凸模与卸料板之间的间隙 太大，致使搭边翻转而堵塞 1粗修或重新调整装配导料 板 2减小凸模与导料板之间的 配合间隙，或重新调整浇注卸 料板孔 济源职业技术学院毕业设计 32 3导料板的工作面与侧刃不 平行，卡住条料，形成毛刺大 3重新调整装配导料板，使 之平行 4修整侧刃及挡块之间的间 隙，使之达到严密 卸料及卸料困 难 1卸料装置不动作 2卸料力不够 3卸料孔不畅，卡住废料 4凹模有锥度 5漏料孔太