直槽调节板零件模具设计

1、目 录第一章 零件的工艺性 31.1 原始资料 31.2 材料的分析 31.3 确定工艺方案和模具形式 4第二章 主要工艺参数的计算 42.1 确定排样、裁板方案 42.2 材料利用率 5第三章 模具设计 63.1 模具结构的设计 63.2 模具工作部分尺寸及公差计算 73.2.1 落料凸凹模刃口尺寸及公差的计算 73.2.2 压力中心 83.3 冲压力的计算 93.3.1 冲裁力的计算 93.3.2 卸料力的计算 103.3.3 冲压力的计算 103.4 冲压设备的选择 10第四章 冲模零件的设计 114.1 冲孔落料凹模的设计 114.1.1 凹模的尺寸计算 114.1.2 凹模的结构形式

2、 124.2 卸料装置 124.3 条料的横向定位装置 134.4 条料的纵向定位装置 144.5 凸模固定板 144.6 凸模的结构设计 154.7 模架导向 154.8 定位装置 15第五章 其它冲模零件设计 165.1 模柄的类型及选择 165.2 紧固件 175.5 定位销 17第六章 模具的装配 176.1 连续模的装配 176.2 凸、凹模间隙的调整 18第七章 具体零件的工艺方案 18第一章 零件的工艺性1.1原始资料：图1.1所示为直槽调节板零件图，材料为Q235号钢，厚度为t=1.5mm,大批量生产。 工件图1.2 材料的分析：现将零件材料为Q235号钢的力学性能主要参数及其

3、概念叙述如下：2 ，用Pa 表示。106 Pa=1MPa；（1） 应力：材料单位面积上所受的内力，单位是N/mm1MPa = 1N/mm ；10 Pa = 1GPa。（2） 抗剪强度b 。材料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa 。取b = 310380MPa 。（3） 抗拉强度b 。材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa 。b = 432461 Mpa。综上所述，对零件材料为Q235号钢的力学性能分析，主要是为了便于模具设计 中各参数的计算，故在后续的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。1.2.1 零件工艺性的分析该零件结构简单，是典型的冲孔、落料

4、件。在冲裁过程中，根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点：(1 冲裁件的内外形转角处应避免尖锐的转角应有适当的圆角，一般应有R 0.5t(t为板料厚度 的圆角，否则模具的寿命将明显的降低。如果图样上未注明圆角半径，两冲裁边交角处可按R=t处理。这个零件标明圆角为2mm ，t=1.5mm，满足要求。（2）冲裁件上无窄长的悬臂和凹槽，可以满足要求。（3）冲裁件上孔与孔之间、孔到零件边缘的距离b受模具强度和制件质量的限制，其值不能太小，一般要求b 2t ，孔到零件边缘距离b=5mm，基本满足要求。1.2.2 零件的精度和表面粗糙度分析（1）普通冲裁件内外形尺寸的经济精度一般不高于IT11

5、级，落料件精度最好低于IT10级。t=1.5mm,基本尺寸18mm 500mm 的冲裁件的直线尺寸精度应不高于IT11级。该零件的2 9未注公差满足上述要求，取IT13级。冲压工艺与模具设计表2-3。o （2）冲裁件的角度偏差值为±050。见表冲压工艺与模具设计表2-6。（3）冲裁件对称度公差等于构成它要素中较大尺寸的公差。（4）冲裁件的平面度和直线度的公差等于被测表面最大轮廓尺寸的0.5%。（5）一般金属件普通冲裁的断面，其表面粗糙度R a 值参见冲压工艺与模具设计表2-7，查得该零件为6.3um 。（6）毛刺高度的极限值，参见冲压工艺与模具设计表2-8，该零件毛刺高度极限值为0.

6、11mm 。1.3 根据生产批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序组合生产批量大时，冲压工序应尽可能组合在一起，用复合模具。由于工件冲压成形只需两道工序完成，为降低生产成本，选择连续送进的工序，使需要加工的部分逐步加工，根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序，冲压该零件需要的基本工序有冲孔、落料。所以, 我安排了如下工序:(一 冲孔（二）落料该工序根据排样图设计，工序合理，节省材料。因此适用于本次的冲裁，落料连续模。第二章 主要工艺参数的计算2.1 确定排样、裁板方案冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率、零件质量、生产率、模具结构与寿

7、命及生产操作方式与安全。因此，在冲压工艺和模具设计中，排样是一项极为重要的、技术性很强的工作。加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作

8、用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸查冲压工艺与模具设计表2-10取搭边值为 a1=2.5m步距方向 a =2.0mm于是有：步距 s=d+a=22+2.0=24mm其中 d 表示零件的长度条料宽度 公式见冲压工艺与模具设计表2-11 （P63页）00B=（D+2a1+nb1）0-=（54+2×2.5+2×1.5）-0. 6=62

9、.0-0. 6mm其中 B条料宽度D工件横向最大尺寸a1搭边值n 侧刃数目 n=2b1侧刃余量 见冲压工艺与模具设计表2-14 取b1=1.5度公差， 见冲压工艺与模具设计表2-12 取=0.6板料规格拟用1.5mm ×800mm ×1500mm 热轧钢板（表1-28实用冲压模具设计手册）。由于毛坯面积较大所以横裁和纵裁的利用率相差不多，从送料方便考虑，我们可以采用横裁。A 1500=24条 B 62b -a 800-2. 0=33个 每条个数 n 2=s 24裁板条数 n 1=每板总个数 n =n 1n 2=2433=792个排样图如下所示： 2.2 材料利用率材料利用率

10、=(SB 100%=1087. (2461100%=73. 08%2式中 A一个步距内工件的有效面积（mm ）；S送料步距（mm ）；B料宽（mm ）。第三章 模具设计3.1模具结构的设计模具结构形式的选择采用冲孔落料连续模。如前所述，模具设计包括模具结构形式的选择和设计，模具结构参数计算，模具图的绘制等内容。现对冲孔落料模设计步骤如下：模具结构如下图所示： 模具结构图1 下模座 2 导柱 3 导套 4 上模座 5 固定板 6 垫板 7螺钉8 20 21定位销 9 模柄 10 骑缝螺钉 11 19 22螺栓 12 落料凸模 13冲孔凸模 14 侧刃 15 橡皮 16卸料板 17导料板 18凹模

11、模具的结构如上图所示，条料由前向后送进。上模座下面加一个垫板用来连接固定板和上模座，四个螺钉吊装直通式的落料凸模，同时在落料凸模上面加两个导正销，用来导正落料装置，在模具的四个角安装了四个橡胶弹簧，在橡胶弹簧下面加卸料板用来卸料。当条料由前向后送料时，首先在冲孔凸模上加工，走过一个空工位, 再落料，直线进给下去。3.2 模具工作部分尺寸及公差计算3.2.1刃口尺寸计算模具工作部分加工时要注意经济上的合理性，精度太高，则制造困难、成本高；精度太低，则又可能加工不出合格的产品。因此，模具的精度应随工件的精度要求而定，这样才会有好的经济性。一般模具精度比工件精度至少高两个级别。无论落料凹模还是冲孔凸

12、模，磨损后刃口尺寸的变化均可能有三种情况：磨损后尺寸增大，称A 类尺寸；磨损后尺寸减小，称B 类尺寸；磨损后尺寸不变，称C 类尺寸。上述ABC 三类刃口尺寸磨损后的变化规律分别与圆形落料凹模冲孔凸模孔中心距尺寸磨损后的变化规律一致。因此，按刃口尺寸的计算原则，ABC 三类刃口尺寸的计算并不需要新的公式，A 类尺寸可用圆形落料凹模刃口尺寸计算公式，B 类尺寸用圆形冲孔凸模刃口尺寸计算公式，C 类尺寸用孔中心距尺寸的计算公式。分列如下：A 类尺寸：A =(a max -x 000+/4B 类尺寸：B =(b min +x -/4C 类尺寸：C =(C min +/2 ±/8式中 amax

13、与A 类尺寸对应的工件尺寸允许的最大值（mm ）；bmin 与B 类尺寸对应的工件尺寸允许的最小值（mm ）；Cmin 与C 类尺寸对应的工件尺寸允许的最小值（mm ）。冲孔时： 耐用，安装调整方便。（1）导料板的长度对于无承料板的模具，导料板的长度就等于凹模板的长度。即：L=160mm。（3）导料板的厚度查冲压工艺与模具设计表2-22， 导料板厚度可得：由于此零件的厚度为1.5mm ，故取导料板的厚度为4mm 。其导料板的结构图如下图所示：4.4 条料的纵向定位装置： 条料纵向定位也称为挡料。在落料模与复合模中，挡料的主要作用是保证条料的纵向搭边值。而在级进模中还将影响制件的形位尺寸精度，因

14、此要求更高。考虑该模具结构较复杂，因此选用侧刃定距的方式定位。侧刃的结构形式侧刃的标准形式分两大类，即类平头侧刃与类阶梯侧刃，每类有三种型号。在此次设计中我采用B 型，此类阶梯侧刃前端较薄的一段为导引段，在冲裁前先导入凹模侧刃型孔，并与型孔非冲裁刃口靠住，冲裁时便可平衡侧向力，适用于冲较厚的板料。另外，B 型侧刃的冲裁刃口为单燕尾形，能克服产生毛刺，降低精度的缺点，即使在角顶处留下毛刺，对定距和导料也没有影响。同时，它采用在短边加抬肩的方式固定。 侧刃结构图：4.5凸模固定板凸模固定板的外形与尺寸通常与凹模板相同，厚度为凹模板厚度的0.81倍。所以H=(0.81*H凹=（0.81）×

15、32mm固定凸模的型孔决定于凸模的结构设计，对于圆凸模，取凸模固定端的直径按H7精度加工；对于用螺钉吊装的直通式凸模，要求型孔按凸模实际尺寸配作成H7/h6；对于用低熔点合金、环氧树脂及胶粘法固定的凸模，则型孔尺寸按相应凸模尺寸适当放大周边间隙来确定。4.6 凸模的结构设计（1）凸模的结构设计的三原则为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都满足如下三原则。 精确定位凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时可造成啃模。 防止拔出回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用，凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。 防止转

16、动对于工作段截面为圆形的凸模，当然不存在防转的问题。可是对于一些截面比较简单的凸模，例如长圆形、半圆形、矩形等，为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易，常常将凸模固定段简化为圆形。这时就必须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。（2）冲裁凸模结构对于冲圆孔的凸模，可以采用带台肩的直通式凸模，对于落料凸模可以采用螺钉吊装的直通式凸模。其具体的模具结构形式可见下图，装配方式可参看装配图：落料凸模结构形图 冲孔凸模结构形图4.7 模架导向（1）模架导向的特点普通模架由导柱、导套、上模座和下模座组成。从安全考虑，通常导柱安装在下模座，导套安装在上模座。导柱与导套的配合面取圆柱面，以便容易加工成

17、小间隙配合，使模架的导向精度高于压力机滑块的导向精度。采用模架进行导向，不仅能保证上、下模的导向精度，而且能提高模具的刚性、延长模具的使用寿命、使冲裁件的质量比较稳定、使模具的安装调整比较容易。因此在中小型冲模上广泛采用模架作为上、下模的导向装置。4.8 定位装置冲压加工时，条料或坯料在冲模内处于正确的位置，称为定位。定位的基本形式有如下三种类型：（1）导向定位（2）接触定位（3）形状定位在此设计模具中选用接触定位。第五章 其它冲模零件设计5.1 模柄的类型及选择中小型模具一般都用模柄将上模与压力机滑块相连接。设计模具时，选择模柄的类型要考虑模具结构的特点和使用要求，模柄工作段的直径应与所选定

18、的压力机滑块孔的直径相一致。下面分别介绍几种常见的标准模柄形式，可供设计时选用。（1）旋入式模柄旋入式模柄，通过螺纹与上模座连接，上端两平行面供搬手旋紧用。骑缝螺钉用于防止模柄转动。（2）压入式模柄压入式模柄，固定段与上模座孔采用H7/h6过渡配合，并加骑缝销防止转动。装配后模柄轴线与上模座垂直度比旋入式模柄好。（3）凸缘式模柄凸缘模柄，在上模座加工出容纳模柄大凸缘的沉孔，与凸缘为H7/h6配合，并用3个或4个内六角螺钉进行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度较差，与上模座的平行度也较差，所以装配后模柄的垂直度远不如压入式的模柄。因此在能应用压入式模柄时，不应采用凸缘模柄。这种模柄的优点在于凸缘的厚

19、度一般不到模座厚度的一半，模座凸缘以下部分仍可加工出形孔，以便容纳推件装置的顶板采用螺纹模柄的小型模具也可以这样应用，但螺纹连接段的长度要比上模座厚度小些。 （4）浮动模柄模柄与上模座不是刚性连接，允许模柄在工作过程中产生少许倾斜。采用浮动模柄，可避免压力机滑块由于导向精度不高对模具导向装置产生不利影响，减少对模具导向件的磨损，延长其使用寿命，使模具导向装置长期保持良好的导向精度。浮动模柄主要用于滚动导向模架，在压力机导向精度不高时，选用一级精度滑动导向模架也可采用。但选用浮动模柄的模具必须使用行程可调冲床，保证在工作过程中导柱和导套不脱离。否则，在回程上模有可能与浮动模柄移位，严重时甚至可将

20、上模甩出去，轻者损坏模具，重者可能造成人生事故。（5）通用模柄将快换凸模插入模柄孔内，配合为H7/h6，再用螺钉从模柄侧面将其固紧，防止卸料时拔出，就组成了通用冲孔模的上模。根据以上模具的比较，在此设计中选用压入式的模柄。其结构如下图所示：5.2 紧固件冲模上的紧固件包括连接螺钉和定位销钉。受力较大的连接螺钉一般都采用内六角螺钉，其特点是用45号钢制造，并淬火达3540HRC ，因此可承受较大的拉应力。受力不大的小螺钉可以采用普通圆柱头螺钉，但一般不用半球头螺钉或沉头螺钉。前者一字槽容易拧坏，后者装配时不变便调整。一般采用M8号螺钉。5.3 定位销定位销钉采用普通圆柱销:GB119-86 销8

21、X75, 可以承受一定的切应力。 压入式的模柄结构图第六章 模具的装配6.1 连续模的装配连续模一般以凹模作为装配基件。其装配顺序为：装配模架；装配凹模组件（凹模及导料板）和凸模组件（凸模及其固定板、垫板）；将凸、凹模组件用螺钉和销钉安装固定在指定模座的相应位置上；以凹模为基准，将凸模组件初步固定在凹模模座上，调整凸模组件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分别与凸凹模的内、外刃口配合，并保证配合间隙均匀后固紧凸模组件与凹模；试冲检查合格后，将凸模组件、凹模和相应模座一起钻铰销孔；卸开上、下模，安装相应的定位、卸料、导料零件，再重新组装上、下模，并用螺钉和定位销紧固。安装完成后检查模具装配是否准

22、确：1擦清压力机滑块底面、工作台或垫板平面以及冲模上下模座的顶面和底面。2将冲模置于压力机工作台或垫板上，移至近似工作位置。3观察工件或废料能否漏下。4用手扳动飞轮或利用压力机的寸动位置，使压力机滑块逐步降至下止点。在滑块下降过程中移动冲模，以便模柄进入滑块中的模柄孔内。5调节压力机至近似的闭合高度。6安装固定下模的压板、垫块和螺栓，但不拧紧。7紧固下模，确保上模座顶面与滑块顶面紧贴无隙。8紧固下模，逐次交替拧紧。9调整闭合高度，使凸模进入凹模。10回升滑块，在各滑动部分加润滑剂。确保导套上部出气槽畅通。11以纸片试冲，观察毛刺以判断间隙是否均匀。滑块寸动或由手扳飞轮移动。12刃口加油，用规定

23、材料试冲若干件，检查冲件质量。13安装、测试送料和出料装置。材料应人工逐步送进。14再次试冲。15安装安全装置。6.2 凸、凹模间隙的调整冲模中凸、凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸、凹模间隙的大小及均匀一致性。通常，凸、凹模间隙的大小是根据设计要求在凸、凹模加工时保证，而凸、凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的。冲模装配时调整凸、凹模间隙的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值的大小和装配条件来确定。这里冲裁模的凹、凸初始双边间隙Z 的范围是Z （0.170，0.230）。由冲压工艺及模具设计表1-4查得。第七章 具体零件的工艺方案在机械制造中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件，再将这些零件装配成机器。为了使上述制造过程满足“优质、高产、低成本”的要求，首先要指定零件的机械加工工艺 规程和机器的装配工艺规程， 然后按照所制订的工艺规程来进行机械加工和装配。 由于零件 的工艺过程可以是多种多样的， 工艺人员的任务是从现有生产条件出发， 制订出一个切合实 际的最优工艺过程， 并将其有关内容用文件的形式规定下来。 规定零件机械