固定架成型工艺分析与模具设计毕业设计正文

1、毕业设计固定架成型工艺分析与模具设计机械工程系*学生姓名 ： 学号 ： 机械设计制造及其自动化系 部： *专 业： 指导教师： 二零一二 年 六 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书设计题目： 固定架成型工艺分析与模具设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： * 学生： * 指导教师（含职称）： * 专业负责人： * 1设计的主要任务及目标任务：模具装配图及零件图设计说明书电子资料一份2设计的基本要求和内容1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺

2、方案2）进行冲压工艺计算3）模具的总体设计4）模具的主要工作零件的设计计算5）编写设计说明书3主要参考文献1丁松聚.冷冲模设计，北京，机械工业出版社2王孝培，冲压设计资料，北京，机械工业出版社3牟林冲压工艺与模具设计M北京：中国林业出版社，20064杨玉英实用冲压工艺及模具设计手册M北京：机械工业出版社，20055张苇冲压件模具CAD现状与发展J轻型汽车技术，2004,176(4: 14-166洪丽华,陈永禄.中国模具工业现状和模具技术发展趋势J.机电技术，2007 2 : 96-997徐慧民模具制造工艺学M北京：北京理工大学出版社，20078闫伟光.冲压成形技术的发展趋势J.机械工人，200

3、2 ,119周贤宾冲压技术的发展J机械工人，2002,1: 12-1510模具工业11李天佑，冲模图册，北京，机械工业出版社4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1收集资料 完成文献综述1周2周2完成工艺计算 确定模具结构方案3周9周3中期检查9周4绘制模具图10周13周5完善设计内容，完成设计说明书14周15周6准备答辩16周17周固定架成型工艺分析与模具设计摘要本设计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。然后是弯曲工艺的设计和和计算，算出了毛坯的展开尺寸，为后续工艺的设计提供了送料步距的依据，对零件排样图的设计，完成了材料利用

4、率的计算。之后进行了冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，为选择冲压设备提供了依据。最后是对一些零部件的设计和选择。通过前面的设计方案画出模具个零件图和装配图，本次设计阐述了冲压模具的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品的质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：冲压；工艺；弯曲；模具结构Fixed frame stamping forming process analysis and mold designAbstractThis design has designed a progressive die. At the beginning of a prea

5、mble, it described the stamping die development, explains the importance of stamping dies, and then stamping process is analyzed to determine the completion of the process plan. The second part is curved design and calculation process, arrive at the commencement of blank size, the design for the fol

6、low-up process provides the basis for feeding step distance. Then is the design of components layout diagram, complete the calculation of material utilization. Followed by a blanking technology and blanking force calculation part of the design and calculation of the Die for stamping device provided

7、the basis for selection. Finally, teams of some parts of the design and selection. Draw the design on the front mold a part drawing and assembly drawing, the design described in this stamping die structure design and working process. The mold reliable, smooth running, improved product quality and pr

8、oduction efficiency, reduce labor intensity and production costs.Keywords：stamping；technology；bending；Die structure目录ABSTRACT - 1 -前言 - 1 -1 概述 - 2 -1.1 我国冲压模具企业技术现状及发展趋势 - 2 -1.1.1 现状 - 2 -1.1.2 未来冲压模具制造技术发展趋势 - 3 -1.2 设计课题 - 4 -1.3 零件的工艺性分析 - 5 -1.4 工艺方案的确定 - 6 -1.5 模具结构形式的确定 - 6 -2 主要工艺设计与计算 - 7

9、-2.1 排样设计 - 7 -2.1.1 排样方法及搭边的设计 - 7 -2.1.2 材料利用率 - 7 -2.2 弯曲工艺设计及计 - 8 -2.2.1 中性层位置计算 - 8 -2.2.2 弯曲工件的毛坯展开尺寸计算 - 8 -2.2.3 回弹现象的表征及模具相关尺寸修正 - 8 -2.2.4 弯曲凸、凹模设计 - 9 -2.2.5 弯曲力计算 - 10 -2.3 条料的宽度和导料板间距离计算 - 11 -2.3.1 条料宽度 - 11 -2.3.2 导料板间的距离 - 11 -2.4 步距 - 11 -2.5 冲裁工艺力的计算 - 11 -2.5.1 冲裁力的计算 - 12 -2.5.2

10、 卸料力、推件力的计算 - 12 -2.5.3 压力机公称压力的确定 - 13 -2.6 压力中心的计算 - 13 -2.7 冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸的计算 - 14 -2.7.1 冲裁间隙 - 14 -2.7.2 凸凹模刃口尺寸的计算 - 15 -2.8 闭模高度的计算 - 17 -2.9 压力机的选择 - 18 -2.10 闭模高度校核 - 18 -3 模具主要零部件的设计 - 19 -3.1 工作零件设计 - 19 -3.1.1凸模长度计算 - 19 -3.1.2 冲孔凸模强度校核 - 19 -3.1.3 凹模的设计 - 19 -3.2 连接与固定零件的设计 - 20 -3.2.1 固定

11、板 - 20 -3.2.2 垫板 - 20 -3.3 定位零件设计 - 21 -3.4 卸料装置 - 21 -3.5 模架 - 21 -4 模具的经济性分析 - 21 -5 总结 - 23 -附录A：外文资料翻译译文 - 26 -1、系统化设计方法 - 26 -1.4、矩阵设计法 - 28 -4、智能化设计方法 - 29 -5、各类设计方法评述及发展趋势 - 30 -附录B：外文资料翻译原文 - 31 -INTRODUCTION - 31 -1.1 DESIGN ELEMENT METHOD - 33 -1.2 GRAPHICAL MODELING METHOD - 33 -1.3 "

12、;IDEA" - "DESIGN" - 33 -1.4 MATRIX DESIGN: - 35 -1.5 BOND GRAPH: - 35 -2 THE MODULAR DESIGN STRUCTURE: - 35 -3. THE CHARACTERISTICS OF KNOWLEDGE-BASED PRODUCT DESIGN: - 37 -4. INTELLIGENT DESIGN: - 37 -5. VARIOUS DESIGN REVIEW AND DEVELOPMENT TRENDS: - 38 -前言随着现代化大工业的飞速发展，加上用模具加工成型产品具

13、有生产效率高、产品质量稳定、互换性好、材料利用率高、操作简单、安全性好、工人劳动强度低、适用范围大、产品成本低等诸多优点，在电子、电器，仪表、仪器，航空、航天，汽车、摩托车、船舶制造，家用电器，文化用品、娱乐用品，医疗器械，日常生活用品及各种产品包装等生产行业中，均得到了非常广泛的应用。很多产品中，有很多组成零件是用模具或经过模具制作出来的，其比例有的竟达到80%以上。所以，模具已成为制造业不可缺少的重要组成部分模具生产因技术含量和精度要求高、生产数量少、制作难度大，所以，造价比较高。这在一定程度上影响和加重了产品的成本费用。所以，模具主要适用与批量很大的产品生产。在欧美、日本等发达国家，模具

14、工业得到迅速的发展，并成为一种独立的产业，其模具生产的总产值有的已超过本国的机床制造业总产值。他们生产的模具大量出口到发展中国家，得到丰厚的利润回报。制造大型、精密、复杂、长寿命模具，已成为衡量一个国家机械加工水平的重要标志。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的多年来，我国大多是以生产企业自行设计、制作模具，为本企业产品服务。模具制作水平的高低，在一定程度上代表了这些企业自身的机械加工水平。但由于受多种因素的影响，技术水平和生产能力受到约束，发展缓慢，很多用于产品生产的模

15、具不得不从国外进口选用为模具制造的进步创造了良好的条件。本毕业设计是固定架模具设计，涉及冲孔，弯曲，切断的级进模。条料放入模具后，上模座随着滑块下行，进行冲孔，冲孔结束后，随着条料的前行，进行弯曲和切断工序。1 概述1.1 我国冲压模具企业技术现状及发展趋势1.1.1 现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”，广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康家等集团纷纷建立

16、了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力量，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、等CAE软件，并成功用于模的设计中。虽然

17、中国模具工业在过去10多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如：精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走

18、；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM微机及其兼容机、HP工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发

19、，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较

20、低。1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而80年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高1.1.2 未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已

21、基本成熟，各企业将加大CAD/CAM/CAE培训的技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟成为可能。(2高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小的优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展(3模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需

22、的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术

23、将得到发展。 (5提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。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应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等、等离子喷涂等技术。(7模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重

24、要的发展趋势。 (8模具自动加工系统的发展 模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 1.2 设计课题 工件简图：如图1-1所示图1-1工件图Fig.1-1 Work plans工件名称：固定架；生产批量：大批量生产；材料：Q235；厚度：t=3mm；抗剪强度： 304-373；抗拉强度：432-461；伸长率强度：21-25；1.3 零件的工艺性分析从工件图分析，不能用铸造、焊接、车削等方法加工，采用模具冲压为最佳。冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适度程度，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等

25、技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。冲裁件工艺性优劣对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析此工件是固定架，所采用的材料为Q235，有良好的冲压性能，料厚为3mm，没有悬臂，没有违反冲裁件的工艺规定。抗剪强度，抗拉强度，伸长率，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。工件的形状不复杂，外形

26、为矩形。精度要求不高，整体上有1个冲孔、一处弯曲。未标出零件尺寸公差，公差按IT13级选取。孔的直径为20mm，不需要凸模护套。主要工序有冲裁、弯曲，切断，不需要特殊处理。根据以上分析，此产品冲压工艺性较好。该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。1.4 工艺方案的确定根据制作的工艺性分析，其工序有落料、冲孔、弯曲。按其先后顺序组合，可得以下三种方案：方案一、落料冲孔弯曲，采用单工序模具生产。这种方案所用模具结构简单，但需要三道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用

27、复合冲裁或级进冲裁方式。方案二、弯曲冲孔切断，采用复合模生产。这种方案虽然能在压力机一次行程内完成多道工序，由于有三道工序，使模具设计过于复杂，强度不易保证。方案三、冲孔弯曲切断，采用级进模生产。 这种方案生产效率高，适合大批量生产，虽然它受送料误差的影响，尺寸精度要求低，但是由于工件本身精度要求低，所以比较合适。通过以上三种方案的分析比较，我觉得方案三各方面都比较适合，所以我决定以方案三作为我的设计方案。1.5 模具结构形式的确定a 总体结构为级进模连续冲压。b 卸料装置采用弹性卸料装置，以便于制造与操作。c 为了使模具具有良好的导向精度，选择导柱、导套导向的模具结构。d 定位装置采用双侧刃

28、控制送料步距与定位。2 主要工艺设计与计算2.1 排样设计排样图如图2-1所示： 图2-1排样图Fig.2-1 Layout plan2.1.1 排样方法及搭边的设计条料的排样方法为有废料直排的方式，侧搭边a=3mm，工件间搭边a1=2.5mm。2.1.2 材料利用率材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，值越大，材料利用率就越高，它是衡量合理利用材料的经济性指标，也是购买原材料多少的依据。其计算可用一个进距内冲裁件的实际面积与毛坯面积的百分比表示。钢板的材料利用率为 式中：材料利用率；A一个步距内工件的实际面积；S送料步距；B条料宽度。2.2 弯曲工艺设计及计2.2.1 中性层

29、位置计算=3+0.353=4.05式中：x与变形程度有关的中性层位移系数，查得：x=0.35；r弯曲件的内圆角半径，mm；t弯曲板料厚度，mm。2.2.2 弯曲工件的毛坯展开尺寸计算根据冷冲压手册中的公式，查得：L=L+L+=24+74+=104.36mm，取整为104.5公式中字母含义见图2-1。图2-2Fig.2-22.2.3 回弹现象的表征及模具相关尺寸修正由于弯曲时内、外切向力方向相反，因而弹性回复方向也相反，即外区弹性缩短而内区弹性伸长，这种反向的弹性回复加剧了工件形状和尺寸的改变，使弯曲件的形状和尺寸与模具尺寸不一致，这种现象叫弯曲回弹(简称回弹。当相对弯曲半径r/t<5时，

30、卸载后弯曲件圆角半径是很小的，可以不予考虑，而之修正弯曲角。的V形自由弯曲，回弹角查表得：=1设计模具时，当弯曲件弯曲角时，取凸模角度=-=89式中：弯曲件的要求的弯曲角，(；弯曲角为90时的回弹角，(；凸模角度。2.2.4 弯曲凸、凹模设计材料最小相对弯曲半径，查表得：。凸模圆角半径：当弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，取凸模圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径r，但不能小于材料的所允许的最小相对弯曲半径r/t。设计中凸模圆角半径r=2mm。弯曲凸凹模的间隙：弯曲L形工件时，凸凹模间隙值根据下式确定：Z=t+Ct=t+Ct=3+0.103=3.3mm式中 Z弯曲凸、凹模单边间隙（mm）；t

31、材料厚度（mm）；材料厚度的正偏差，=0mm；C间隙系数，查得C=0.10mm。弯曲模工作部分尺寸凸凹模尺寸的计算：工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上：设计中弯曲凸凹模不太好区分，把按在下模座上的工作零件定为弯曲凹模：把按在上模座上的工作零件定为弯曲凸模。凹模尺寸为：宽度：即为工件宽度的尺寸30mm长度： L=（77+）=(77+0.46=77.345mm式中：L弯曲件的基本尺寸，mm；L凹模工作部分尺寸，mm；弯曲件公差，mm；凹模制造公差，选用IT7级精度，mm；凸模尺寸为：凸模用紧固螺钉固定，本设计中只需要保证弯曲凹、凸模的间隙就行：长度为：30mm宽度为：24mm高度为

32、：144mm2.2.5 弯曲力计算工件为L形弯曲，计算弯曲力时可以根据U形弯曲计算，然后取其一半就是L形弯曲力。a.自由弯曲时的弯曲力：U形弯曲件：F=108108N压料力：F=(0.30.6 F=0.4 F=43243.2NF= F+ F=151351.2NL行弯曲件：F= =75675.6Nb.校正弯曲时的弯曲力：F=FA=1103030=99000N式中：F冲压行程结束时，不经受校正时的自由弯曲力，N；B弯曲件的宽度，mm；t弯曲件的厚度，mm；r内圆弯曲半径，mm；弯曲材料的抗拉强度，MPa；K安全系数，一般取1.3；F校正力，N；F单位面积上的校正力，MPa，查表得：F=110N；A

33、弯曲件被校正部分的投影面积，mm。2.3 条料的宽度和导料板间距离计算在排样方案与搭边值确定之后，接下来就要确定条料的宽度，和导板间的距离。在条料宽度的计算时，一般采用下列的简化公式。2.3.1 条料宽度条料宽度 B=(L+2a+C=（104.5+2×3+1.0）=111.5mm，式中：L：条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸，mm ； a：侧面搭边mm；：条料下料剪裁时的下偏差，查冲压工艺与模具设计1表2-8，mm；C：导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值查冲压工艺与模具设计1表2-9，mm，C=1.0。2.3.2 导料板间的距离导料板间距 A=B+C=111.5+1.0=112.5mm

34、，2.4 步距指冲压过程中条料每次向前送进的距离，其值为排样时沿送进方向两相邻毛坯之间的最小距离值。步距可定以为S=L+a=30+2.5=32.5mm式中：L沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值，mm；a沿送进方向的搭边值，mm。2.5 冲裁工艺力的计算冲裁工艺力是使材料在冲裁过程中完成其分离所需要的作用力和其他附加力的总称，它包括冲裁力、拉伸力、卸料力、推荐力和顶件力。它是选用压力机和设计模具的重要依据。2.5.1 冲裁力的计算冲床冲裁力由下式计算:式中：F冲裁力，N；L冲裁周边长度，mm；t材料厚度，mm；材料抗拉强度，Mpa；各冲裁区只是冲裁线的长度不同,材料抗拉强度取 =440Mp

35、a,再本次计算中我取板料的厚度t=3mm。用上式可分别计算出各冲裁区冲裁力：(1直径为20的孔的冲裁力为：(2 侧刃切边的冲裁力为：(3 切口的冲裁力为：(5切断区的冲裁力为：(6总的冲裁力为：457KN2.5.2 卸料力、推件力的计算 冲裁结束时，从板料上冲裁下来的冲件由于径向发生弹性变形而扩张，会梗塞在凹模洞口内，或者条料上的孔沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上。为了使冲裁工作继续进行，必须将工件或废料从模具分离。从凸模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力，用表示；将梗塞在凹模内的料顺冲方向推出所需要的力称为推件力，用表示。他们的经验计算公式为：式中：冲裁力，N；、分别为卸料系数、推件系数，查

36、得：= 0.037、=0.045；n塞在凹模孔口内的冲件数，n=h/t；h凹模洞口的直刃壁高度，mm；h=9mm；t板料厚度，mm；t=6mm；通过上述公式可分别计算出零件的卸料力、推件力：F=KF=0.037×457KNF=nKF=3×0.045×457KN2.5.3 压力机公称压力的确定冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力总和，为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推件力和弯曲力的总和。该模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式：F=F+F+F+F=710.3KN2.6 压力中心的计算模具的压力中心就是压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作

37、，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响质件质量和降低模具寿命，甚至损坏模具。压力中心图2-5：压力中心的计算公式为：= ， = 式中：F是冲裁力或弯曲力，N；x是指各凹模截面重心到y轴坐标值；y是指各凹模截面重心到x轴坐标值图2-5 压力中心Fig.3-2 Pressure center 通过计算可得：-80.24则压力中心坐标为(-80.2 , 42.7 冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸的计算2.7.1 冲裁间隙间隙对冲裁件质量，冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的

38、一个非常重要的工艺参数。冲模间隙值的确定，有查表法可知间隙为2C=0.64mm； 2C=0.70mm。式中：C为单面间隙。2.7.2 凸凹模刃口尺寸的计算(1计算原则1、 落料件的尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定，所以设计落料模具时以凹模为基准，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。2、设计落料模时，考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，凹模的尺寸应区落料件尺寸公差范围的接近最小的尺寸。设计冲孔模时，同样考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公范围内的接近最大的尺寸。3、无论落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙。4、一般冲模精度较工件精度高23

39、级。5、工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差为单向公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。(2 凸凹模刃口尺寸的计算方法采用凸模与凹模分别加工法：冲孔的计算公式为：d=（+x）；d=（d+2C）=(d+x+2C式中，d、d冲孔、切断凸、凹模基本尺寸，（mm）；d冲孔件孔的最小极限尺寸，mm；制件公差，（mm）；、凸、凹模制造公差，（mm），凸凹模分别取IT10，IT11级；2C凸、凹模双面间隙，mm；x 磨损系数，工件精度IT13级，取x=0.75。 为了保证间隙不超过 2C，应满足+2C - 2C 或者取0.4（2C - 2C）、0.6（2C - 2C） 1恻刃（3

40、2.5） d=（32.5+0.750.39）=32.79mm；d=（32.79+0.64）=33.43mm校核：+=0.26>0.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故 d=32.79mm；d=33.43mm（3.5） d=（3.5+0.750.18）=3.635mm；d=（3.635+0.64）=4.275mm校核：校核：+=0.123>0.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06

41、=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故 d=3.635mm；d=4.275mm2直径20的孔（20） d=（20+0.750.33）=20.248mm；d=（20.248+0.64）=20.888mm校核：+=0.214>0.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故 d=20.248mm；d=20.888mm3切口（30.5） d=（30.5+0.750.39）=30.79mm；d=（30.79+0.64）=31.43mm校核：+=0.26>0

42、.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故 d=30.79mm；d=31.43mm（2.5）d=（2.5+0.750.14）=2.605mm；d=（2.605+0.64）=3.245mm校核：+=0.1>0.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故 d=2.605mm；d=3.245mm4切断（74） d=（74+0.750.46）=74.

43、345mm；d=（74.345+0.64）=74.985mm校核：+=0.31>0.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故 d=74.345mm；d=74.985mm（2.5）d=（2.5+0.750.14）=2.605mm；d=（2.605+0.64）=3.245mm校核：+=0.1>0.06(不满足间隙公差条件，由此可知，只有缩小 、，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取=0.40.06=0.024mm；=0.60.06=0.036mm故

44、d=2.605mm；d=3.245mm2.8 闭模高度的计算模具闭模高度H=H+H+L+H+H-h=55+10+62+40+70-2=235mm式中：H为上模座高度，mm；H为卸料板厚，mm；L为凸模长度，mm；H为凹模厚度，mm；H为下模座高度，mm；h为凸模冲裁后进入凹模的深度，h=2mm2.9 压力机的选择根据F=F+F+F+F=710.3KN，一般选用压力机的公称压力大于等于所需压力的1.1到1.3倍，初选开式压力机型号：JS31-110。其参数如下公称压力/KN：1100滑块行程/mm：110行程次数/次/分：50最大闭合高度/mm：350最小闭合高度/mm：260工作台尺寸/前后&

45、#215;左右/mm：1070×6802.10 闭模高度校核前面由冲压力初选1100KN的压力机，最大闭合高度为350mm，最小闭合高度260mm。而模具的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下关系式确定，即：式中：H模具闭合高度；压力机最小闭合高度；压力机最大闭合高度；垫板厚度；所以模具在安装时加上垫板可满足要求。经过综合分析所选压力机可以满足模具工作要求。3 模具主要零部件的设计3.1 工作零件设计3.1.1凸模长度计算L=62mm式中：h凸模固定板厚度；h卸料板厚度；t 材料厚度；h附加长度，它包括凸模固定板与卸料板之间的安全距离

46、，凸模进入凹模的深度以及凸模的休磨量；3.1.2 冲孔凸模强度校核对直径为20mm孔的圆形凸模压应力校核，凸模最小直径应该满足： mm经计算，凸模的直径为20.248mm大于3.84mm，满足条件。3.1.3 凹模的设计(1整体式凹模外形尺寸的确定冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用，由于凹模结构形式和固定方法不同，受力情况又比较复杂，理论方法还不能确定凹模外形尺寸，通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃避间距离，按经验公式来确定。凹模厚度 ：H=Kb(15mmH=0.24163.75=39.3mm取H=40mm凹模壁厚：c=(1.52H=6080取c=65mm式中：b冲裁件

47、的最大外形尺寸，(mm；K系数，查得：取K=0.24算得：凹模的总长度为293.75mm凹模的总宽度为241.5mm取标准值31525040mm(2凹模刃口形式凹模刃口设计为直筒形式的。特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作不分尺寸不变。但因废料（或制件）的聚集而增大了推间力和凹模的胀裂力，给凸凹模的强度都带来了不利的影响，凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行。取凹模的洞口高度h=9mm3.2 连接与固定零件的设计3.2.1 固定板将凸模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座上。固定板外形尺寸与凹模外形尺寸基本一致，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。固定板的凸模安

48、装孔与凸模采用过渡配合H7/m6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板的外形尺寸：长为315mmmm宽为250mm厚为20mm3.2.2 垫板垫板可以起到将凸模承受的压力均布到模座上，避免凸模直接和模座接触，从而避免压强过高而压塌模面。垫板的作用是直接承受和分散凸模传递的压力，以降低模座说承受的单位压力，保护模座不被凸模断面压陷。且垫板必须热处理，旨在增加抗压强度。垫板尺寸为：长为315mm宽为250mm厚度为10mm3.3 定位零件设计 板料在模具中必须有正确的位置，才能保证冲裁出外形完整的合格零件，板料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与板料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿

49、正确方向送进，称为送进导向；二是在送料方向上的限位，控制板料一次送进的距离（步距）称为送料定距。本设计中，属于送进导向的定位零件为导料板；属于送料定距的定位零件为侧刃。导料板通过螺钉，销与凹模紧固连接在一起，厚度一般为条料厚度的2倍取6mm。3.4 卸料装置弹性卸料板不但能承担模具的卸料工作，而且还可以对放置在模具内的条料起压平和压住的作用，保证平整和防止位置移动。同时由于与凸模的良好配合，加上冲切时凸模伸出长度小，对凸模有较好的保护作用。由于板料较厚，卸料力比较大，弹性卸料板用4个卸料螺钉定位，并设有4个卸料板弹簧。卸料板外形尺寸长为325mm宽度为250mm，卸料板厚度为14mm。3.5

50、模架模架包括上模座、下模座、导柱和导套。它是模具的基础，模具的工艺结构件通过紧固件安装到模架上形成完整的模具。因为设计的工件尺寸较大，查不到标准模架，所以模架为自制：选用的滑动对角导柱模架，对角导柱模架的特点是：导向装置都是安装在模具的对角线上，滑动平稳，导向准确可靠。查表得：模架的精度等级定为级，上模座上平面对下模座下平面的平行度的公差等级为7级，导柱轴心线对下模座下平面的垂直度的公差等级为6级。导柱、导套的布置：导柱，导套是用来保证上，下模正确的相对运动的。查表得：导柱，导套配合后的间隙值为0.025mm，导柱，导套之间采用H7/h6的间隙配合，但必须小于冲裁间隙。导柱和导套一般采用过盈配

51、合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中。，4 模具的经济性分析模具的经济性涉及到成本的高低供应是否充分，加工过程是否复杂、成品率的高低以及同一产品中使用金属或钢材型号的多少等。在我国当前情况下，考虑以铁代钢和以铸代锻还是符合经济性要求的，故选择一般弹钢和铸铁能满足要求的，就不要选用合金钢。对一些只要求表面性能高的零件，可选用廉价钢种，然后进行表面强化处理来达到。另外，在考虑材料经济性时，切记不宜单纯以单价来比较材料的好坏，而应以综合效益来评价材料的经济性高低。冷冲压的优点很多，冷冲压也称板料冲压，是塑性加工的一种基本方法。冷冲压有许多优点，技术上a 在材料消耗不大的情况的前提下，制造出的

52、零件重量轻、刚度好、精度高。由于在冲压过程中材料的表面不受破坏，使得制件的表面质量较好，外观光滑美观。并且经过塑性变形后，金属内部的组织得到改善，机械强度有所提高。b 在压力机的简单冲击作用下，一次工序即可完成由其他加工方法所不能或难以制造完成的较复杂形状零件的加工。c 制件的精度较高，且能保证零件尺寸的均一性和互换性。不需进一步的机械加工即可满足一般的装配和使用要求。同样，在经济上更有其它加工方式不能比拟的优势：a 原材料是冶金厂大量生产的廉价的轧制板材或带材。b 采用适当的冲压工艺后，可大量节约金属材料，可以实现少切屑和无切屑的加工方法。材料利用率一般可达75%-85%，因而制件成本相应的

53、比较低。c 节约能源。冲压时可不需加热，也不像切削加工那样将金属切成碎屑而需要消耗很大的能量。d 生产率高。每一分钟一台冲压设备可以生产零件从几件到几十件。目前的高速冲床生产率则没分钟高达数百件甚至一千件以上。e 操作简单，便于组织生产。在大批量的生产中，易于实现机械化和自动化，进一步提高劳动生产率。模具的作用一方面是将压力机的作用力通过模具专递给金属板料，在其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定的数值时，板料毛坯或毛坯的某个部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得满足一定性能要求及符合所需尺寸及其形状的制品；另一方面，通过模具的作用，可以保证上下模之间的正确导向，并使胚料稳

54、固的压紧与精确的定位，从而冲制出达到一定精度要求的冲件。在生产实际中，模具应达到制造精度高，操作性能良好，使用寿命长，制造周期短，模具成本低等要求。5 总结毕业设计是对大学学习的一次综合检验，也是对专业知识的一次复习和巩固。我设计的是钢板模具级进模，模具的工作过程是，从右向左送条料，用侧刃定距，第一次先是用侧刃冲去部分板料，然后送料。第二步是冲所有的孔，开模后再送料。第三步是弯曲和切断，开模后继续送料就可以把冲好的工件顶出凹模，拿出工件即可。模具一共三步，设计好的模具配合相应的压力机工作，就能大大的提高生产效率。在设计中，我查阅了很多与冷冲压模具相关的书籍，大致了解了这个行业的发展现状和发展前

55、景。通过这次毕业设计，培养和提高了我独立设计工作的能力，巩固和扩充了关于冷冲压模具方面的知识，知识结构也从理论逐渐向实践升华、转变。我还掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，锻炼了我对冷冲压模具设计的能力和更深入地运用冷冲压模具的基本原理和方法，也更加熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及电脑绘图技能。致谢通过几个月的努力，我终于完成了毕业设计。在此十分感谢我的指导教师：*老师。在这次毕业设计中，经常会遇到很多难题，*老师都耐心地帮助我解决，并且给我指出许多问题，给我提供一些建议和参考，让我顺利的完成了毕业设计，他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。这种指导方式即解决了设计问题，更加的让我在设计中学习到了很多知识，许多都是课本上学不到的知识，再次向赵老师表示感谢。同时我还要感谢同学们的热心帮助，使得这次毕业设计得以顺利完成，并且让我获得了很多真正的实战经验。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!由于本人的基础知识和设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，让我避免在未来的学习、工作中犯同样的错误，本人将万分感谢。参考文献1杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册M.北京:机械工业出版社