十字架模具设计主干课说明书

1、 XXXXXXX大学主干课说明书 班级：姓名：指导教师：完成日期：任 务 书一、主要内容和基本要求以模具设计为例。1任选一个冲裁件或塑料件，分析其模具成型工艺，计算模具工作部分尺寸。（有精力的同学，可以选一个工作零件进行有限元受力分析）2. 画出模具装配草图。草图要求能够清楚表达出模具的主要工作部件，并结合草图对其工作过程进行说明。画出主要零件的三维模型，并简要写出建模过程。（有精力的同学，可以画出三维装配图或爆炸图）3说明模具主要零件的材料型号及其选择方法。4说明你所选择的模具材料中的一种，写出其热处理工艺及热处理后达到的主要力学性能。5写出你设计的模具的主要零件（一至二个，如塑料模具的型腔

2、，冲裁模具的凹模版，凸模固定板等）的加工制造方法，编写其数控加工程序代码（数控车、铣、电火花加工等）。6写出模具的装配工艺。内容可以选做其他装备、机构等，但要求包含结构设计、主要零件设计分析、装配草图、主要零件材料选择及热处理、主要零件的加工方法、装配等内容。 二、上交材料课程设计说明书，包含主要内容的所有项目， 8000字（正文10页）左右。 1份三、指导教师评语 该生设计的全过程表现 ，设计内容反映的基本概念 ，综合运用知识和分析解决问题能力 ，说明书书写 。综合评定成绩： 指导教师日期摘要 冲压形成作为现代工业中一种重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形具有自重

3、轻，强度大，互换性好，成本低，生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其他加工方法所不能相比和替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛的应用于汽车，能源，机械，信息，航空航天和日常生活的生产之中。本次设计是利用冷冲压技术完成E形件的高效、大批量加工，具体采用复合模。在设计过程中，通过了解和掌握冲压模具材料及连续冲压模具设计的有关知识，首先进行工件加工的工艺分析、精度和粗糙度、材料和最终工艺方案的确定；接下来对模具进行总体结构设计，完成模具的操作和定位方式、卸料与出料方式、模具类型及精度的确定；再对模具冲压力、凹模刃口尺寸及公差进行计算；最后，完成模具设计的主体部分，主

4、要包括凹模设计、凸模设计、坚固件及定位件的选择、卸料与出料零件的选用、模架及其他模具零件的选择主要完成了模具的工作零件、定位零件、导向零件和装配零件的设计。 关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模 IAbstract Stamping forming as modern industry an important processing methods, used in the production of sheet metal parts, with many unique advantages, its forming has the advantages of light weight, hig

5、h strength, good interchangeability and low cost, the production process easy to realize the advantages such as high mechanical, automation and production efficiency of is a other processing methods could be compared with the alternative of advanced manufacturing technology and in manufacturing indu

6、stry with strong competitiveness, has been widely used in automobile, energy, machinery, information, production of aerospace and daily life among.The design is the use of cold stamping technology to complete the E - shaped parts of the high - efficient, large - scale processing, the specific use of

7、 compound die. In the design process, through the understanding and mastery of relevant knowledge of materials and stamping dies for stamping die design, process analysis, firstly the workpiece machining accuracy and surface roughness, material and final process scheme; then overall structure design

8、 of the mould, finish the mold operation and positioning, unloading and determined the type of mold and precision cutting mode, to die; pressure, die edge dimensions and tolerances were calculated; finally, the completion of the main part of the mold design, including the design of die, punch design

9、, fasteners and positioning parts unloading and selection, selection, mold and other parts the selection of mold parts mainly completed the design work of the mold parts, positioning parts, steering parts and assembly parts.Key words: die； blanking part； convex dieII目录 摘要IAbstractII一 工艺分析1二 确定工艺方案1三

10、 模具形式的确定及工艺设计2四 模具结构设计7五 冲模主要零部件的设计与选用8六 模架及零件9七 其它支承零件及紧固件10八 模具的装配11结论12致谢13参 考 文 献13一 工艺分析 此冲件为退火35号钢，料厚4mm，冲件尺寸精度为IT12级，形状并不复杂，尺寸大小为中型冲件，产量为大批量，属于普通冲压。此冲件在冲裁时应注意以下事项：1、 此工件厚度为4毫米，冲裁力很大，选择压力机时注意。2、 制件中等大小，可采用经营济的取件方式。3、 即有落料又有冲孔，直径14的凸模要注意防止其断裂。4、 是大批量生产的工件，应重视模具材料和结构的选择，保证模具有高寿命。5、 精度为IT14级，可采用线

11、切割加工。以上几点是此冲件冲压时较为困难之处，要想得到合理的冲件，并适应大批量的生产数量的需要，提高模具寿命是必须处理好的课题。二 确定工艺方案 从冲件的结构和形状可知，其基本工序有冲孔、落料两种，但根据先后工序的不同排列，可以设计出以下七种方案：1落料外形，冲孔直径14，冲孔直径35，级进模冲裁。2落料外形，冲孔直径35，冲孔直径14，级进模冲裁。 3冲孔直径14，冲孔直径35，落料外形，级进模冲裁。4冲孔直径35，冲孔直径14，落料外形，级进模冲裁。5冲孔直径35、直径14，落料外形，级进模冲裁。6落料外形，冲孔直径35，直径14，级进模冲裁。7落料外形、冲孔直径35、直径14一次成形，复

12、合模冲裁。 方案1、2、3、4属于冲三次才成型，侧刃设置四个浪费材料，不合理。 方案5，先冲完孔，再落料，即省料又有足够强度，不至于变形影响总裁质量。 方案6，严重影响工件强度，倒致工件变形，不能采用。 方案7，复合模。 综上所述5，7都可以，但材料厚度为四毫米选取复合模较好。三 模具形式的确定及工艺设计因制件材料较厚，制件是用来做弹簧吊耳的所以对制件平直度要求也不高，采用刚性卸料装置，制件较厚，步距较大，落料凸模也较大，所以采用倒装式复合模。1计算毛坏尺寸由原始资料可知总宽 =90据文献1表4-5可知 r/t=6/4=1.5 x=0.36r>0.5t的弯曲件由于变薄不严重，按中性层展开

13、的原理，坏料总长度应等于弯曲个直线部分和圆弧部分之和，即 =150式中 表示坏料展开总度； 表示弯曲中心角。 2画排样图因为设计的是复合模所以只需要一个工步据文献1表3-4可知 =4 =3.5 据文献1表3-21可知采用无侧压装置的模具能使条料沿着导料板送进据文献1表3-15 表3-14 可知 =1.0 =0.5条料宽度导料板间距离 导料板间距离 A=B+Z所以 B=155 A=158排样图如下所示3计算材料利用率据文献1式3-9可知 =式中A 表示一个步距内冲裁件的实际面积;B 表示条料宽度;S 表示步距. 4计算冲压力完成本制件所需的冲压力由冲裁力 推料力组成1. 冲裁力由冲孔力和落料力组

14、成 =1944NF 表示冲裁力L 表示冲裁周边长度T 表示材料 表示材料抗剪强度K 表示系数,一般取1.3据文献2可知 35号钢 =490645Mpa由于是刚性御料,工件较厚所以卡在凹模中的冲裁件为2件据文献1表3-19可知KT=0.045 =1944+2×0.045×1944 =2188N5初选压力机据文献2表4-33可知J-336计算压力中心本制件图形规则,左右对称,前后也对称,故采用解析法求压力中心较为方便,建立坐标如下图所示X0=0Y0=07计算凸凹模刃口尺寸本制件设计的是复合模，可按配作法计算刃口尺寸据文献1表3-5可知双面间隙 据文献1表3-6可知 由文献3表2

15、-2 表3- 6可知尺寸偏差 模具制造偏差 0.5 0.035 0.5 0.030 0.5 0.030 0.5 0.035 0.75 0.025 0.5 0.020 0.5 0.020因为设计的是复合模所以落料部分以凹模为基准来配作凸模1) 凹模磨损后变大尺寸2) 凹模无变化尺寸工件尺寸为时凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配,保证双面间隙(0.640.88)冲孔部分 冲孔时应以凸模为基准来配作凹模1) 凸模磨损后变小尺寸式中 相应的凹模刃口尺寸; 工件的最大极限尺寸; 工件的最小极限尺寸; 工件的基本尺寸; 工件公差; 工件偏差; 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配,保证双面间隙(0.640.88).凹模

16、制造偏差,通常取, 凸模制造偏差,通常取四 模具结构设计1凸凹模的设计因制件简单，是复合模，采用整体式矩形凸凹模校为合理，大批量生产。据文献2表3-5选用Gr12MoV为凸凹模材料。1） 确定凸凹模最小厚度H值已知S=90据文献1表3-25可知K=0.4H=KS =36S 表示垂直送料方向的凸凹模刃壁间最大距离2)确定凸凹模周围尺寸L×B据文献3表2-140可知C=52L=b+52×2=254B=a+52×2=194C 表示刃口边界到凸凹模边的距离据文献2表5-43可知凸凹模尺寸L×B=250×2002） 选择模架及确定其他冲模零件尺寸由凸凹模

17、周围尺寸及厝架闭合高度在220265之间查文献2表5-8可知上模座 下模座 导柱 导套250×200×50 250×200×60 32×210 32×115×8据文献2表5-4可知 凸凹模长度垫板凸模固定板落料凹模63250×200×8250×200×20250×200×55卸料板凸凹模固定板螺钉圆柱销250×200×18250×200×22M12×7512×70卸料螺钉螺钉圆柱销圆柱销12×55

18、12×9512×9012×60五 冲模主要零部件的设计与选用1工作零件 凸模的结构形式及其固定方法，凸模为非圆形凸模，结构形式是工作部分为矩形，固定部分为圆形，固定方法采用台肩固定，其结构如图所示：2凹模的外形结构及其固定方法凹模外形结构如图所示，固定方法采用台肩固定。送进导向方式与零件，采用固定挡料，导料销，挡料销高度为h=3mm。3送料定距方式与零件，定距方式活动挡料销4卸料装置该模具卸料采用弹压卸料装置，其基本零件是卸料板，弹性元件（弹簧），卸料螺钉5推件装置推件采用刚性推件，刚性推件其基本结构为打杆，推板，连接推杆六 模架及零件1模架根据国家标准，选用中间

19、导柱圆形模架，其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。2导向装置 导柱的结构形式 导套的结构形式3上、下模座上下模座的作用是直接或间接地安装冲模，所有的零件分别与压力机滑块和工作台接传递压力。因此，必须必须十分重视上下模座的强度和刚度。一般模座材料选HT200。矩形模板的长度应比凹模长度大4070mm，而宽度取与凹模宽度相同或稍大的尺寸。模板轮廓尺寸应比冲床工作台漏料孔至少大4050mm。模板厚度可参照凹模厚度估算，通常为凹模厚度的11.5倍。七 其它支承零件及紧固件1模柄选用旋入式模柄，并加螺丝防松，2凸模固定板和垫板 根据凸模固定和紧固件合理布置的需要，凸模固定板

20、厚度一般为凹模厚度的60%80%，凸模固定板与凸模为过渡配合（H7/h6），压装后将凸模端面与固定板一起磨平。垫板的作用是直接承受凸模的压力，所以还需加一块垫板。螺钉、销钉在冲模中起紧固定位作用，因此要确定它的规格和紧定位置。按如下方式选择：螺钉选用内六角，它紧固牢靠，螺钉头不外露，模具外形美观。螺钉、销钉规格根据冲压工艺力的大小、凹模厚度确定。可查表3-35，销钉常用圆柱形的，同一个组合一般不少于两个。八 模具的装配1模具装配的原则冲压模具安装时，必须注意如下各项要求。（1）间隙的均匀。模具的间隙不均时，容易使间隙产生过大的毛头，以及引起模具的啮齿、烧结、凸模折断等现象。（2）上下模的平行度

21、。本项为冲压模具的关键要求。上下模的平行度不良时，在加工中就无法保持适当的刃口间隙与吻合状态，因而引起模具的啮齿、烧结、冲头折断或刃口损坏等情形。（3）凸模与凹模的适当压入量。凸模压入凹模过深时，容易引起模具的加速磨耗。正常的压入深度为：比刚好能够剪断稍微深一点即可。结论对于这次课程设计，由于以前从未接触过冷冲压模具，开始时比较吃力。为此，多方询问于指导老师，参考查阅了很多有关冲压模具的资料，故而掌握了许多与冲压模具知识。当然，由于是从零开始，其过程中也遇到许多不懂的地方和很多高深困难的地方，现总结如下：1.关于冲压工艺的分析，可以得知：在冲压生产过程中，工艺设计时各种工艺参数的正确采用，是获

22、得优质冲压件的决定因数，而合理、先进的冲压模具则是实现按参数加工的基础和保证；冲压模具设计的合理性、先进性和适用性，对于材料利用率和冲压件合格率和的高低、模具加工的工艺性及模具的使用寿命等都具有重要的影响，其属性的高低是评价一个模具设计的优良的关键。2.凹、凸模的设计是模具设计的核心部分。在凹、凸模结构的整体设计和材料的选择过程中，参考相应的设计手册，可以省去不少计算过程，同时通过PRO/E软件的三维建模功能来辅助设计，大大提高了模具的可应用性。利用电脑三维软件辅传统设计将成为我国模具事业未来的发展主要方向。3.在经过前两点总结之后，接下来要确定整个冲模的结构零部件，主要是一些非标准件的设计和标准件的选择。由于生产规模的不断扩大，产业的标准化已成为一种趋势，冲压模具的标准化也同步而行。由于条件有限，本次设计只完成了各个零部件的二维工、相应的三维零件图和模具总装图，没有真正的实体加工。不过，由于有PRO/E软件的加入，弥补了少许不能看到自己亲自设计实物 的遗憾。总的来说，整个课程设计设计