空调零部件（导流板）的冲压工艺与模具设计说明书

1、 南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号 学 院： 专 业： 数控加工与模具设计 题 目： 空调零部件（导流板）的冲压工艺 与模具设计 指导者： 评阅者： 2012 年 4 月 南 京摘要冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对空调导引板进行的级进模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计

2、出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：冲压模具； 级进模；冲压成型；压力机；模具设计；毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要AbstractStamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of

3、 complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die.The design of the air guiding plate for the progressive die design, the use of Auto CAD

4、software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping o

5、f the mold assembly and part drawings.Through this project stamping die design, consolidate and deepen the knowledge obtained satisfactory results, to achieve the desired design intent.Keywords: Punching die; progressive die; stamping molding; die design; 目 录 TOC o 1-4 u 第1章 绪 论 PAGEREF _Toc32320012

6、8 h 11.1 冲压及冲压模具的概念、特点 PAGEREF _Toc323200129 h 11.2 冲压的基本工序及模具 PAGEREF _Toc323200130 h 11.3 冲压加工的优点 PAGEREF _Toc323200131 h 21.4 本课题的目的和意义 PAGEREF _Toc323200132 h 2第2章 冲裁件的工艺分析 PAGEREF _Toc323200133 h 32.1 工件材料 PAGEREF _Toc323200134 h 3工件结构形状 PAGEREF _Toc323200135 h 42.3 工件尺寸精度 PAGEREF _Toc323200136

7、 h 42.4 翻边孔尺寸计算 PAGEREF _Toc323200137 h 52.5 拉深展开长度计算 PAGEREF _Toc323200138 h 6第3章 冲裁工艺方案及模具结构的确定 PAGEREF _Toc323200139 h 7冲裁工艺方案的确定 PAGEREF _Toc323200140 h 73.2 模具结构形式的确定 PAGEREF _Toc323200141 h 8第4章 模具总体设计 PAGEREF _Toc323200142 h 94.1 模具类型 PAGEREF _Toc323200143 h 94.2 操作与定位方式 PAGEREF _Toc323200144

8、 h 94.3 卸料与出件方式 PAGEREF _Toc323200145 h 94.4 模架类型及精度 PAGEREF _Toc323200146 h 9第5章 模具设计计算 PAGEREF _Toc323200147 h 115.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 PAGEREF _Toc323200148 h 115.1.1 排样方式的选择 PAGEREF _Toc323200149 h 115.1.2 计算条料宽度 PAGEREF _Toc323200150 h 11确定步距和排样方式 PAGEREF _Toc323200151 h 135.1.4 计算材料利用率 PAGER

9、EF _Toc323200152 h 145.2 冲压力的计算 PAGEREF _Toc323200153 h 155.2.1 冲裁力和弯曲力的计算 PAGEREF _Toc323200154 h 155.2.2 卸料力的计算 PAGEREF _Toc323200155 h 165.3 压力中心的确定 PAGEREF _Toc323200156 h 185.4 模具刃口尺寸的计算 PAGEREF _Toc323200157 h 195.4.1 冲裁间隙分析 PAGEREF _Toc323200158 h 195.4.2 落料尺寸 PAGEREF _Toc323200159 h 20第6章 主要

10、零部件设计 PAGEREF _Toc323200160 h 216.1 工作零部件的结构设计 PAGEREF _Toc323200161 h 216.1.1 凹模的尺寸 PAGEREF _Toc323200162 h 216.1.2 模具的其它零件 PAGEREF _Toc323200163 h 216.1.2.1 导向零件的设计 PAGEREF _Toc323200164 h 216.1.2.2 固定与联接零件的设计与选取 PAGEREF _Toc323200165 h 22第7章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 PAGEREF _Toc323200166 h 257.1 校核模具闭合高度

11、 PAGEREF _Toc323200167 h 257.2 冲压设备的选定 PAGEREF _Toc323200168 h 25第8章 设计并绘制模具总装图及选取标准件 PAGEREF _Toc323200169 h 25第9章 模具制造要点 PAGEREF _Toc323200170 h 26第10章 模具的装配与调试 PAGEREF _Toc323200171 h 2810.1 模具的装配与调试 PAGEREF _Toc323200172 h 2810.2 在压力机上安装与调试 PAGEREF _Toc323200173 h 28总 结 PAGEREF _Toc323200174 h 2

12、9致 谢 PAGEREF _Toc323200175 h 30参考文献 PAGEREF _Toc323200176 h 31附 录 PAGEREF _Toc323200177 h 32第1章 绪 论1.1 冲压及冲压模具的概念、特点冲压工艺是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金

13、属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上

14、述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1

15、.3 冲压加工的优点与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下： (1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等

16、，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。1.4 本课题的目的和意义本课题的题目是，空调导引板成型工艺与成型模具进行设计。本次设计零件加工包括了拉深、冲孔、翻边、落料的加工。通过对冲孔模、落料模、弯曲模的学习，分析和比较了各加工工艺方案，完成了模具总体

17、的结构分析，进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算。绘制了装配草图并进行零部件初步选用设计,然后确定外形尺寸,选择冲压设备,绘制总的装配图和零件图。该课题是通过空调导引板的成型工艺分析和成型模具设计，对冲压成型工艺进行分析并对冲压模具设计的一般步骤和方法进行研究和探讨。通过查阅相关资料和对生产实际进行调研，对冲压成形技术和模具设计的现状和发展趋势提出自己的认识和看法。该课题不仅具有实际意义并且也有很强的启发性，可以起到总结和考核作用。以下就是本文的详细论述。第2章 冲裁件的工艺分析本次设计冲压工件为空调导流板如图2.1： 图2.1 工件图零件名称：空调导流

18、板生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm2.1 工件材料由图2.1分析知：工件材料采用Q235。Q235是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MP左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。Q235的机械性能:抗拉强度（b/MPa）：375-

19、500 伸长率（5/%）： 26（a1.6mm） 25（a1.6-4.0mm） 24（a4.0-6.0mm） 23（a6.0-10.0mm） 22（a10.0-15.0mm） 21（a15.0mm） 其中 a 为钢材厚度或直径。工件结构形状图 工件三维立体图工件结构形状相对简单，如图2.2所示，有一个拉深，另外有2个非圆形孔和3个圆孔，有2个翻边，孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为1mm满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。2.3 工件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT14级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁

20、工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。2.4 翻边孔尺寸计算翻边孔尺寸计算如图2.3所示：图2.3 翻边孔计算在进行翻边之前，需要在坯料上加工出待翻边的孔，其孔径d按弯曲展开的原则求出，即 d=D-2(H-0.43r-0.72t) 式中符号均表示图2.3中.代入数据：1) =取。竖边高度则为： H=(D-d/2或 H=D/2(1-K)+0.43r+0.72t 如以极限翻边系数K min 代入，便求出一次翻边可达到的极限高度为 Hmax=D/2(1-Kmin)+0.43r+0.72t 代入数据： Hmax =。所以经过验证，最大翻边高度，所以可以一次翻边成形。2.5 拉深展开长度计算工件有拉深和翻边

21、，需要计算展开长度，拉深方式如图2.4所示： 图2.4 拉深简图展开计算公式为：D=代入数据： D= =。取D=36.8mm。冲裁工艺方案及模具结构的确定冲裁工艺方案的确定该冲裁件包括落料、冲孔、翻边、拉深成形工序。可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种，但零件属于大批量生产，若采用单工序模需要模具数量较多，生产率低，费用较高，故不予采用。用复合模可以使冲件的精度和平值度得到保证，生产率也较高，但应零件的孔边距较小，模具强度不能保证。用级进模冲裁时，生产率高，操作方便，通过合理的设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。根据以上分析，该零件采用级进模冲裁工艺方案。方案种

22、类该工序包括落料、冲孔、翻边、拉深成形等工序，可有以下三种工艺方案方案一：先拉深，再冲孔，再翻边，后落料。单工序模生产。方案二：拉深-冲孔-翻边-落料级进冲压。级进模生产。方案三：落料-拉深-冲孔-翻边复合模冲压。复合模生产。三种类型模具优缺点比较如表3.1： 表3.1单工序模复合模级进模结构简单较复杂复杂成本、周期小、短小、短高、长制造精度低较高高材料利用率高高低生产效率低低高维修不方便不方便方便产品精度高高低品质低低高安全性不安全不安全安全自动化易于自动化冲床性能要求低低高应用小批量生产大中型零件的冲压试制大批量生产内外形精度要求高大批量生产中小零件冲压根据分析结合表3.1分析：方案一模具

23、结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，可以完成复杂零件的冲裁，虽然工位数量增加但是不影响生产效率。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳。 模具结构形式的确定级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销

24、定距和侧刃定距。本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。除定距外，条料送进时，需要定位，本设计采用10个定位螺钉代替导料板对条料进行定位。第4章 模具总体设计4.1 模具类型根据前面对零件的冲压工艺性分析，模具的类型采用级进模见分析。加工工序依次为拉深、冲孔、翻边、落料。4.2 操作与定位方式零件虽属于大批量生产，但在此安排手工送料方式能够达到批量生产，且能够降低模具的成本。初次送料时为了便于顺利将板材推

25、进模具中安装一个承料板，承料板是用于接长凹模上平面。由于零件轮廓复杂，厚度较高，为保证两孔的中心距，宜采用导尺导向，由自动挡料销进行初定位，导正销进行精确定位。4.3 卸料与出件方式考虑到零件结构较复杂，厚度较高等因素，在此采用刚性卸料装置。另外为了安装采用自动挡料销安装刚性卸料装置是必要的，卸料板与各凸模没有配合的要求，卸料板上穿过凸模的孔一般制成与凸模仿形的，可有明显的间隙。由于是大批量生产，为了便于操作，提高生产效率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推出的下出件方式。4.4 模架类型及精度模架主要有以下几种用途和功能如表4.1：表4.1类型用途和功能对角导柱模架在凹模面积的对角中心线上，

26、装有前、后导柱，其有效区在毛坯进给方向的导套间。受力平衡，上模座在导柱上运动平稳。适用于纵向或横向送料，使用面宽，常用于级进模或复合模。其凹模周界范围为。后侧导柱模架两导柱，导套分别装在上、下模座后侧，凹模面积是导套前的有效区域。可用于冲压较宽条料，且可用边角料。送料及操作方便，可纵向、横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜勇于大型模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平稳。其凹模周界范围。后侧导柱窄形模架主要用于窄形零件盒特殊冲压工工艺的冲模。，起凹模周界范围为中间导柱圆形模架常用于电机行业冲模，或用于冲压圆形制件的冲模。其凹模周界范围为。中间导柱模架其凹模面积是导套间的有效区域，仅

27、适用于横向送料，常用于弯曲模或复合模。具有导向精度高、上模座在导柱上，运动平稳的特点。其凹模周界范围为四导柱模架模架受力平衡，导向精度高。适用于大型制件，精度很高的冲模，以及大批量生产地自动冲压生产线上的冲模。其凹模周界范围为根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级复合模采用了四导柱导柱模架的导向方式，四导柱模架导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。第5章 模具设计计算 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 排样方式的选择方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二

28、：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 计算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值通常由表所列搭边值和侧搭边值确定。根据零件形状，查表，并考

29、虑到工件的切边，工件之间搭边值a=1mm, 工件与侧边之间搭边值取a1=1.5mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值B0-=（Dmax2a12b1）0- 式（）式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a1冲裁件之间的搭边值；b1工件与侧边之间搭边值。板料剪裁下的偏差；（其值查表5.2）可得=0.4mm。B0-=36.821.5+21mmmm。表 搭边值和侧边值的数值材料厚度t（mm)圆件及类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩形或类似矩形制件长度50工件间a侧边a1 工件间a侧边a1工件间a侧边 a11.51.01.01.01.01.211.51

30、.31.1.21.52.02.51.51.9 表5.2 普通剪床用带料宽度偏差（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)50501001002002000.40.62231.0351.1表5.3 侧刃冲切得料边定距宽度b1（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)金属材料非金属材料1.51.5确定步距和排样方式排样设计的原则提高材料的利用率：冲裁件生产批量大，生产效率高，材料费用一般会占总成本的60以上，所以材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标，应合理的设计零件外形及排样，提高材料利用率。改善操作性：冲裁件排样应使工人操作方便、安全、劳动强度低。一般来说，在冲裁生产时应尽量减少条料的翻

31、动次数，在材料利用率相近的情况下，应选用条料宽度及进距小的排样方式。使模具结构简单合理，使用寿命高。保证冲裁件的质量。 冲裁件在板料、条料或带料上的布置法称为排样法，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，模具结构与寿命等。因此，在冲压工艺中和模具设计中，排样是一项极为重要的技术性很强的工作。根据工件的形状，排样采用直排形式，采用始用挡料销控制初始步距，采用活动挡料销控制冲压过程中的送料步距。根据材料的厚度查模具实用技术设计综合手册表（附录3）最小工艺搭边值，工件间距a1=1mm,边距a=2.5mm，送料方式采用手动送料。由于工件本身形状的限制，故菜用了有废料的排样方

32、式，这虽然在材料利用率方面没有少废料排样和无废料排样高但能够消除条料宽度误差和条料导向误差 Y(b4c.A 的影响，并可以感受模具的受力状态提高模具的寿命。排样图如图5.1。送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。级进模送料步距SS=Dmax+a1 式（）Dmax 为零件横向最大尺寸，a1为搭边值S22.81排样图如图所示。 图 排样图 计算材料利用率

33、冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率A/BS100% 式（）式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则：1）、提高材料利用率（不影响制件

34、使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3) 、 模具结构简单、寿命高。4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。一个步距内冲裁件的实际面积，根据CAD-工具-查询-面积得： A=721mm2所以一个步距内的材料利用率：H=ABS100% 式（5.1）代入数值得： H100% =72.5%根据计算结果知道选用直排材料利用率可达72.5%，满足要求。 冲压力的计算 冲裁力和弯曲力的计算在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。用平刃冲裁时，其冲裁力一般

35、按下式计算：F=KLtb 式（）式中 F冲裁力； L冲裁周边长度； t材料厚度；b材料抗剪强度； 系数；工件周长L计算为：L= 取L=110mm。系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3。b的值查表为303372Mpa,取b=370Mpa所以F=KLtb 1101370 =52910N 根据计算，模具冲裁力约为53KN。 翻边力计算： 查冷冲模设计，第216页，翻边力公式为 (D-d)ts 其中 F翻翻边力(N) D翻边后中经(mm) d翻边直径(mm) t材料厚度(mm) s 材料的屈服点(MPa) 这里D=

36、mm，d=mm, t=1mm, s=500MPa 于是 F翻=23.14(4.5-2.4)1500 =7253.4(N) 卸料力的计算在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；一般按以下公式计算：卸料力Fx=KxF 式（5.3）Fx=KxF（Kx 、KD为卸料力系数，其值查表5.3可得）所以总冲压力Fz=F+Fx+FD 式（5.4）=53KN+ 压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果

37、拟选压力机为J2310。J2310压力机技术参数表5.4 标称压力 Fg/10KN标称压力行程 Sg/mm 滑块固定行程S/mm 50滑块调节行程 S/mm 50/6 标称压力行程次数 n/次mm1 160 快速型 标称压力行程Sg/mm 1快速型 滑块行程S/mm 20快速型 标称行程 快速型 次数(不小于) n/次mm1 350 最大封闭高度 固定和可损 H/mm 170 最大封闭高度 活动台最低 H2/mm 最大封闭高度 活动台最高 H1/mm 封闭高度调节量 H/mm 40 标准型滑块中心到机身距离 C/mm 110 标准型工作台尺寸左右 L/mm 315 标准型 工作台尺寸前后 B/

38、mm 200 标准型 工作台孔尺寸左右 L1/mm 150 标准型 工作台孔尺寸前后 B1/mm 70 工作台孔尺寸直径 D1/mm 110 磨柄孔尺寸（直径*高度）磨柄孔尺寸（直径*高度） 3050表5.5 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKXKTKD钢0.52.50铝、铝合金纯铜，黄铜 压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定：1）.对

39、称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。2）.工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3）.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) 式（）Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln）公式（）由于该工件在Y方向上高度对称，所以代入数据计算得：压力中心为（11.4，19）。 模具刃口尺寸的计算 冲裁间隙分析根据JB/Z27186规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号C表示，其值可为正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要

40、的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。1）、间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。2）、间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面

41、及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。3）、间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的520%左右时，冲裁力的降低不超过510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力当当单边间隙达到材料厚度的1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。4）、间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，设

42、计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精

43、度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。其间隙暂取厚度的12%，所以由公式：Zmin=厚度12% 式（）取中间间隙可得：Zmin=112%=由于工件形状较简单，所以可分别加工凹、凸模。 落料尺寸落料凹模刃口尺寸大小为：为保证冲出合格冲件。冲裁件精度IT10以上，X取1. 冲裁件精度IT11-IT13,X取0.75. 冲裁件精度IT14，X取0.5。由于本产品采用IT14级精度，所以X取0.5.360 Dd=( Dmaxx)00.5)00 Dp=( DdZmin) 0=(35.740.12) 00220

44、 Dd=( Dmaxx)00.5)00 Dp=( DdZmin) 0=(21.880.12) 00150 Dd=( Dmaxx)00.5)00 Dp=( DdZmin) 0 0.12) 0 040 Dd=( Dmaxx)00.5)00 Dp=( DAZmin) 0=(3.960.12) 0 00 Dd=( Dmaxx)00.5)00 Dp=( DAZmin) 0=(2.370.12) 0 0Dd 、Dp落料凹模、凸模尺寸（mm）；Dmax落料件的最大极限尺寸（mm）；X磨损系数；(详见附录1)、凸模、凹模制造公差（mm）；（详见附录2）Zminz最小合理间隙（mm）.备注：凸模相应切边的尺寸按

45、照凹模刃口尺寸进行配做，保证间隙在0.16之间。第6章 主要零部件设计 工作零部件的结构设计 凹模的尺寸凹模厚度 1+ kb (15)凹模壁厚度为c=(1.52)H (3040mm)式中b为冲裁件的最大外形尺寸；K为系数,是考虑板料厚度影响的系数可以冲压工艺与模具设计表282中查得代入数据可得冲孔凹模落料凹模： H=16mm 选取凹模尺寸为：凹模轮廓轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸L X B(长X宽)及厚度尺寸H.从凹模外边缘的最短距离称为凹模壁厚C.对于简单对称形状刃口凹模,由于压力中心即对称中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定,所以:L=230 B=125.2 模

46、具的其它零件 辅助结构零件不直接参与完成工艺过程，也不与毛坯直接发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用或是对模具的功能起到完善的作用，辅助零件包括导向零件、固定零件、紧固及其它零件。.1 导向零件的设计导向装置用于冲裁模具上、下模之间的定位连接和运动导向，导向零件可以消除压力机滑块运动误差对模具运动精度的影响，保证凸、凹模间间隙分布均匀，便于模具安装和调整，因而可以提高模具的使用寿命和冲裁件精度。因此，在设计生产冲裁件批量较大的冲裁模时，一般均采用导向装置，以保证上、下模的精确导向。常用的导向装置有导板式、导柱导套式、滚珠导套式，其中圆柱形导柱、导套式导向装置加工容易，装配简单，滑动导向刚度

47、大，精度高，稳定性好，是冷冲模应用最广泛的导向装置。本模具采用导柱导套式。导柱、导套的设计（1）根据模座可配合的导柱和的导套，长度依据闭合高度进行选择，长195mm。（2）配合：导套孔径与导柱相配，一般采用H7/r6，精度要求很高的时候为H6/r5配合。为了保证导向，要求导柱、导套的配合间隙小于凸、凹模之间的间隙。外径D与上模座相配，采用H7/r6过盈配合；导柱一端与下模座过盈配合（H7/r6），另一端则与导套滑动配合，两端的标称尺寸相同，公差不同。导套与导柱采用间隙配合，一般精度为H7/h6。结构及配合关系如图所示。图导柱导套.2 固定与联接零件的设计与选取固定与联接零件用来将凸、凹模固定在

48、上下模座上，以及将上下模座固定在压力机上。主要的固定与联接零件有模柄、模座和固定板，以及垫板、螺钉和销钉等。1）模柄模柄的尺寸与所选压力机相适配，选直径40mm,长度为88mm模柄是将上模安装在压力机滑块上的零件。模柄安装在上模座上的垂直度影响导向装置的配合精度和使用寿命，因此设计模具时应根据需要选择合适的模柄。常用的模柄形有压入式、凸缘式、旋入式和浮动式，综合考虑到导向精度、制造成本，安装难易程度等因素，现采用压入式模柄，通过过渡配合H7/m6，将模柄压入上模座，并用止转销防止转动。这种模柄易于保证其与上模座的垂直度要求，适合于上模座较厚的冲模。模柄通常用Q235钢制造，装入上模座后，其中心

49、线与上模座上平面的垂直误差在全长范围内不大于0.05mm。图6.2模柄2）模架与模座上、下模座用以安装全部模具零件，构成模具的整体和传递冲压力。因此，模座不仅要有足够的强度，还要有足够的刚度，上、下模座中间联以导向装置的总体称为模架。模架是模具的主体结构。冷冲模的主要零件都要通过螺钉、销钉等连接到模架上，以构成一副完整的冲模。模架在起连接作用的同时，还用于保证凸模和凹模具有正确的位置，即起导向作用。模架的结构形式，按导柱在模座上的固定位置不同，有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架和四导柱模架。设计时，矩形模座的外径应比凹模直径大40-70mm，宽度取与凹模相同的尺寸。下模座轮廓尺寸应比压

50、力机工作台漏料孔至少大40-50mm，模座厚度通常取为凹模厚度的1-1.5倍。1根据凹模周界的特点可以知道，该模具较长但较窄，故选用4导柱窄形上下模座查简明设计手册可得：上模座选用 LBH=40030040mm下模座选用 LBH=40030050mm 如图6.3 2结构形式（见装配图）图6.3下模座3材料一般选用铸铁或铸钢（HT200、QT400-18）4技术要求（1）上、下两平面应保持平行，平行度偏差不应该超过规定的数值；（2）安装导柱、导套的孔位置应该一致，而且要求孔与地面垂直；（3）一般加工过程为毛坯经过时效处理后在铣（或刨）床上粗加工上下两平面，留精加工余量，最后在平面磨床上精磨到符合

51、图样要求。 （3）垫板 垫板置于模座和固定板之间，分散凸模传递的压力，选用矩形垫板，由于整个模具较大，冲裁力也较大，垫板的厚度h=20mm，其外形尺寸和轮廓应与凸模固定板相同，故整体外形尺寸为LBH=23012520mm（4）螺钉与销钉螺钉与销钉用于对模具板件固定与定位，通常两者选用相同的直径，螺钉的直径与布置参见图，上模座与凸模固定板之间靠8个内六角螺钉固定连接，其垫板相应处采用过孔，垫板与凸模固定板之间采用销钉定位，在左右对角处用两个销钉将三者定位连接。凹模板与下模座采用4个内六角螺钉固定连接，再用4个销钉定位连接。第7章 校核模具闭合高度及压力机有关参数7.1 校核模具闭合高度模具闭合高

52、度H应该满足：HminH110HHmaxH15 式（）式中 Hmax压力机最大闭合高度； Hmin压力机最小闭合高度； H1垫板厚度。根据拟选压力机J2363，查开式压力机参数表得： Hmax275mm, Hmin165mm,H155mm.将以上数据带入公式10，得130H215经计算该模具闭合高度H=184mm，在130mm215mm内，且开式压力机J2363最大装模高度220mm,大于模具闭合高度184mm ,可以使用。 冲压设备的选定通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J23160能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：160KN滑块行程：55mm最大闭合高度：220mm最大装模高度

53、：275mm工作台尺寸（前后左右）：710mm480mm 模柄孔尺寸：50mm70mm最大倾斜角度：300第8章 设计并绘制模具总装图及选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。上模座选用 LBH=40030040mm下模座选用 LBH=40030050mm导柱，25140 导套 258038绘制模具装配图，见图8。 图8 装配图第9章 模具制造要点要保证NCL20-旋轉承架的产品精度,上下模座的导柱导套孔和定位销孔需采用高精度的座标磨一次装夹加工,要求位置精度 ,各块板上的所有型腔和销孔由高精度的线切割经多次切割而成,每块模板中的冲裁型腔与定位销孔在一次装夹中加工出。要求

54、位置精度 ,板腔之间的相对位置精度,取决于上下底座中定位销孔的加工精度来满足模具的步距精度 ,要达到如此高的步距和产品精度,必须使机床处于最佳的工作状态和严格控制有可能影响加工精度的各种潜在因素,则是成败的关键。(1) 将环境温度严格控制在,采取措施使机床处于热平衡之中。(2) 高精度的线切割正式加工前,要对导向口、进电块、拖丝皮带以及自动穿丝射流部件进行认真的保养和必要的更换。(3) 模具产品在机床上要进行正确的装夹和严格的找正。(4) 在工艺上,采用四至五次循环切割工艺。(5) 对加工出的模具进行精密测量、周密地分析加工中产生误差的原因和采用符合实际的修正措施。高精度NCL20-旋轉承架级

55、进模,为了满足一次刃磨寿命100 万次以上,总寿命1 亿次以上,凹凸模需选用特制的硬质合金材料,硬质合金材料具有硬度高、耐磨性好等优点,但是切削加工性差。在制作高精度硬质合金凹凸模时,必须采用高精度慢走丝线切割机床加工,这样在加工表面产生一种表面腐蚀层0.0030.005mm ,应予以去除,最为行之有效的工艺是采用玻璃丸喷射处理,或者表面抛光处理。因此, NCL20-旋轉承架级进模硬质合金凹凸模只有在线切割加工完毕,采用喷丸或表面抛光处理后,才能对其尺寸精度和表面粗糙度进行最终的检定。总之,制造工艺方面的潜力是巨大的,无止境的。有了精密的机床作为基础,运用计算机这一得心应手的指挥工具,使得NC

56、L20-旋轉承架级进模凹凸模的加工能在线切割工艺舞台上进行有声有色的创造性表演、使许多原有的,经其它工艺很吃力完成的工作,做得更快、更好、更巧。硬质合金材料的磨削：采用人造金刚石砂轮，树脂结合剂，结合剂的浓度100%，砂轮粒度粗磨120号、精磨180号以上。每次磨削深度粗磨控制在0.02mm内，精磨在3m内。冷却液需供应充足和持久，确保散热性要求。合理规范的操作，既能保证零件精度和设备精度，又能延长砂轮使用寿命。针对硬质合金材料的硬度高、脆性大、易爆易裂等特点，必须确保砂轮自砺性和控制磨削时的进给量，达到最佳的磨削效果。硬质合金零件的研磨：用金刚石研磨膏系列研磨，粗研用W28研磨膏，半精研用W

57、20、W10，精研用W5。研磨工艺量每面5m内。研磨工具装置，用铸铁平板、铸件、钢件等。研磨后分别清洗干净。零件通过规范的研磨，达到高精度、高质量和一致性要求。 第10章 模具的装配与调试1 模具的装配与调试多工位级进模装配的核心是凹模与凸模固定板及卸料板上的型孔尺寸和位置精度的协调，其关键是同时保证多个凸模、凹模的工作间隙和位置符合要求。装配多工位级进模时，一般先装配凹模、凸模固定板及卸料板等重要部件，因为这几种在级进模中多数是由几块镶拼件组成，它们的装配质量决定整副模具的质量。在这三者的装配过程中，先应根据它们在模具中的位置及相互间的依赖关系，确定其中之一为装配基准，先装基准件，在按基准件

58、装配其他两件。模具总装时，通常先装下模，再以下模为基准装配上模，并调整好进距精度和模具间隙。模具零件装配完成后，要进行试冲和调整。试冲时，首先分工位试冲，检查各工位凸、凹模间隙、凸模相对高度及工序件质量等，如某工位对冲件质量有影响时，应先修整该工位。直至各工位试冲修整确认无误后，最后加工定位销孔，并打入定位销定位。因为多工位级进模一般都较精密，为了消除温度差对装配精度的不良影响，装配工作一般应在恒温（20度2度）净化的装配车间进行。而且，考虑模具尺寸一般都较大，为减轻操作人员劳动强度，提高模具装配质量，对于精密多工位级进模一般都应在模具装配机上完成装配、紧固、调整和试模等工作。 在压力机上安装

59、与调试在压力机上安装与调整模具，是一件很重要的工作，它将直接影响制件质量和安全生产。因此，安装和调整冲模不但要熟悉压力机和模具的结构性能，而且要严格执行安全操作制度。模具安装的一般注意事项-检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被折弯；检查模具闭合高度与压力机闭合高度之间的关系是否合理；检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的除料装置的要求（大型压力机则应检查气垫装置）；模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和发生意外事故。模具安装的一般顺序（指带有导柱导向的模具）：（1） 根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度，使

60、滑块在下止点时其底平面与工作台面之间的距离大于冲模的闭合高度。（2） 先将滑块升到上止点，冲模放在压力机工作台面规定位置，再将滑块停在下止点，然后调节滑块的高度，使其底平面与冲模座上平面接触。带有模柄的冲模，应使模柄进入模柄孔，并通过滑块上的压块和螺钉将模柄固定住。对于无模柄的大型冲模，一般用螺钉等将上模座紧固在压力机滑块上，并将下模座初步固定在压力机台面上（不拧紧螺钉）。（3） 将压力机滑块上调35mm，开动压力机，空行程12次，将滑块停于下止点，固定住下模座。（4）进行试冲，并逐步调整滑块到所需的高度。如上模有顶杆，则应将压力机上的卸料螺栓调整到需要的高度。总 结这次毕业设计给了我很大的感