【全套含图设计论文】一落四冲裁模设计-冲裁件工艺分析及模具总体结构选择

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc243104668 HYPERLINK l _Toc243104670 HYPERLINK l _Toc243104671 1 绪 论 PAGEREF _Toc243104671 h 1 HYPERLINK l _Toc243104672 2 冲裁件工艺分析及模具总体结构选择 PAGEREF _Toc243104672 h 2 HYPERLINK l _Toc243104673 2.1 冲裁件工艺性分析 PAGEREF _Toc243104673 h 2 HYPERLINK l _Toc243104674 2.2 冲裁工艺

2、方案确实定 PAGEREF _Toc243104674 h 2 HYPERLINK l _Toc243104675 2.3 选择模具的结构形式 PAGEREF _Toc243104675 h 3 HYPERLINK l _Toc243104676 2.3.1 导向方式及模架确实定 PAGEREF _Toc243104676 h 3 HYPERLINK l _Toc243104677 2.3.2 定位方式的选择 PAGEREF _Toc243104677 h 3 HYPERLINK l _Toc243104678 2.3.3 卸料及出件方式的选择 PAGEREF _Toc243104678 h

3、4 HYPERLINK l _Toc243104679 3 冲压工艺设计与计算 PAGEREF _Toc243104679 h 5 HYPERLINK l _Toc243104680 3.1 排样设计与计算 PAGEREF _Toc243104680 h 5 HYPERLINK l _Toc243104681 3.1.1 搭边值确实定 PAGEREF _Toc243104681 h 5 HYPERLINK l _Toc243104682 3.1.2 排样图 PAGEREF _Toc243104682 h 5 HYPERLINK l _Toc243104683 3.2 冲压力的计算 PAGERE

4、F _Toc243104683 h 5 HYPERLINK l _Toc243104684 3.3 压力中心确实定 PAGEREF _Toc243104684 h 5 HYPERLINK l _Toc243104685 3.4 工作零件刃口尺寸的计算 PAGEREF _Toc243104685 h 6 HYPERLINK l _Toc243104686 3.4.1 冲裁间隙确实定 PAGEREF _Toc243104686 h 6 HYPERLINK l _Toc243104687 3.4.2 刃口尺寸的计算 PAGEREF _Toc243104687 h 8 HYPERLINK l _Toc

5、243104688 4 模具局部零部件设计 PAGEREF _Toc243104688 h 12 HYPERLINK l _Toc243104689 4.1 工作零件的设计 PAGEREF _Toc243104689 h 12 HYPERLINK l _Toc243104690 4.1.1 凹模的设计 PAGEREF _Toc243104690 h 12 HYPERLINK l _Toc243104691 4.1.2 凸模与中凸凹模的设计 PAGEREF _Toc243104691 h 13 HYPERLINK l _Toc243104692 4.1.3 外凸凹模与内凸凹模的设计 PAGERE

6、F _Toc243104692 h 15 HYPERLINK l _Toc243104693 4.1.4 工作零件材料的选择 PAGEREF _Toc243104693 h 15 HYPERLINK l _Toc243104694 4.2 卸料弹簧确实定 PAGEREF _Toc243104694 h 16 HYPERLINK l _Toc243104695 4.3 聚氨酯弹性体的计算 PAGEREF _Toc243104695 h 16 HYPERLINK l _Toc243104696 4.4 模架的设计 PAGEREF _Toc243104696 h 16 HYPERLINK l _To

7、c243104697 4.5 其他标准件的选用 PAGEREF _Toc243104697 h 16 HYPERLINK l _Toc243104698 4.5.1 连接螺钉 PAGEREF _Toc243104698 h 16 HYPERLINK l _Toc243104699 4.5.2 圆柱销 PAGEREF _Toc243104699 h 16 HYPERLINK l _Toc243104700 5 冲压设备的选择与模柄确实定 PAGEREF _Toc243104700 h 17 HYPERLINK l _Toc243104701 5.1 冲压设备的选择 PAGEREF _Toc243

8、104701 h 17 HYPERLINK l _Toc243104702 5.2 模柄确实定 PAGEREF _Toc243104702 h 17 HYPERLINK l _Toc243104703 6 模具零件图及装配图的绘制 PAGEREF _Toc243104703 h 17 HYPERLINK l _Toc243104704 7 加工工艺设计 PAGEREF _Toc243104704 h 18 HYPERLINK l _Toc243104705 7.1 凹模加工工艺设计 PAGEREF _Toc243104705 h 18 HYPERLINK l _Toc243104706 7.1

9、.1 零件的图样分析 PAGEREF _Toc243104706 h 18 HYPERLINK l _Toc243104707 7.1.2 毛坯的选择 PAGEREF _Toc243104707 h 18 HYPERLINK l _Toc243104708 7.1.3 定位基准的选择 PAGEREF _Toc243104708 h 19 HYPERLINK l _Toc243104709 7.1.4 确定装夹方案 PAGEREF _Toc243104709 h 19 HYPERLINK l _Toc243104710 7.1.5 确定加工顺序 PAGEREF _Toc243104710 h 1

10、9 HYPERLINK l _Toc243104711 7.1.6 刀具的选择 PAGEREF _Toc243104711 h 20 HYPERLINK l _Toc243104712 7.1.7 加工余量确实定 PAGEREF _Toc243104712 h 20 HYPERLINK l _Toc243104713 7.1.7 切削用量的选择 PAGEREF _Toc243104713 h 20 HYPERLINK l _Toc243104714 7.1.8 凹模的工艺过程卡片 PAGEREF _Toc243104714 h 22 HYPERLINK l _Toc243104715 7.2

11、内凸凹模加工工艺设计 PAGEREF _Toc243104715 h 24 HYPERLINK l _Toc243104716 7.2.1 零件介绍及分析 PAGEREF _Toc243104716 h 24 HYPERLINK l _Toc243104717 7.2.2 毛坯选择 PAGEREF _Toc243104717 h 24 HYPERLINK l _Toc243104718 7.2.3 定位基准与装夹方案确定 PAGEREF _Toc243104718 h 24 HYPERLINK l _Toc243104719 7.2.4 确定加工顺序 PAGEREF _Toc243104719

12、 h 25 HYPERLINK l _Toc243104720 7.2.5 刀具的选择 PAGEREF _Toc243104720 h 25 HYPERLINK l _Toc243104721 7.2.6 加工余量确实定 PAGEREF _Toc243104721 h 25 HYPERLINK l _Toc243104722 7.2.7 确定切削用量 PAGEREF _Toc243104722 h 25 HYPERLINK l _Toc243104723 7.2.8 填写内凸凹模工艺文件 PAGEREF _Toc243104723 h 28 HYPERLINK l _Toc243104770

13、结 论 PAGEREF _Toc243104770 h 30 HYPERLINK l _Toc243104771 致 谢 PAGEREF _Toc243104771 h 31 HYPERLINK l _Toc243104772 参考文献 PAGEREF _Toc243104772 h 321 绪 论模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一

14、次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比拟复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。21世纪的今天，整个世界面临的是日趋剧烈世界能源危机，在大力提倡可持续开展，建立经济型、节约型社会的前提下，我们的模具工业更要向这个方向努力。所以，在生产相同质量、数量的产品的根底上，怎样做到材料的合理利用、提高能量利用率是工程物理开展到今天的一个重要思想。2 冲裁件工艺分析及模具总体结构选择2.1 冲裁件工艺性分析 垫片1 垫片2生产批量：大批量材 料： 10钢材料厚度：0.5mm工件精度：IT12 垫片3 垫片4图2-1 冲裁垫片制件图垫片、垫圈结构简单，形状对称，尺寸较小，要求的

15、强硬度不高，所以材料为10钢。10钢属于优质结构碳素钢，具有良好的塑性、焊接性及良好的冲压成型性能，主要用于工程结构和受力较小的机械零件，适宜本设计冲裁加工。2.2 冲裁工艺方案确实定本次模具的设计冲裁选用普通冲裁的方式，模具的结构采用复合膜的结构，在压力机的一次行程中，在一个工位上完成四个不同垫片的冲压加工。2.3 选择模具的结构形式 导向方式及模架确实定1导向方式的选择模架已经经国家标准化，根据国家标准模架主要有两类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架。另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。其中导柱模模架的导向结构形式有滑动导向和滚动导向两种。考虑到零件的

16、精度不是很高，所以采用滑动导向模架。但滑动导向模架最常见有四种结构形式，分别为对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架。2模架确实定按导柱在模架上的固定位置不同，导柱模架的根本型式有四种：A. 对角导柱模架。由于导柱安装在模具的中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模X轴为横向、Y轴为纵向。B. 后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比拟方便。因导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能使用浮动模柄。C. 中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳准确。但只能一方送料。D. 四导柱模架。具有

17、滑动平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。本次模具设计对模具寿命要求较高，选择模架导那么需考虑导向平稳，工作时无偏心载荷，导向零件磨损小等特点。所以本次设计宜采用中间导柱模架。 定位方式的选择1送进导向方式的选择送进导向方式有两种，分导料销送进导向和导料板导向。该模具采用的是条料，模具的类型采用的是复合模。在此选择在复合模具中常用的导料销导向，在模具中设两个导料销，并位于条料的同一侧，该模具是从右向左送料，所以导料销装在后侧。导料销的形式为固定导料销。2送料定距方式的选择常见限定条料送进的距离的方式有两种：用挡料销挡住搭边或

18、冲件轮廓以限定条料送进距离的挡料销定距；用侧刃在条料侧边冲切不同形状的缺口，限定条料送进距离的侧刃定距。在此模具中采用挡料销定距，挡料销根据工作特点及作用不同分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。在此模具中采用国家标准的固定挡料销如图2-2所示。固定挡料销的结构简单，制造容易，广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距。 卸料及出件方式的选择本次模具设计特殊在上下模都需要出件，而且上模还需卸料，所以本次设计的卸料出件装置相对复杂。1卸料装置的选择卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件。其结构形式有固定刚性的、弹压的和废料切刀等。因为考虑到本模具的特殊结构，采用弹性卸料的方式来卸下废料。2推件装置的选

19、择推件是指推件装置装在上模内的称为推件，推件装置一般是刚性的，其根本零件有打杆、打板、连接推杆和推件块，有的推件装置不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由打杆直接推动推件块。本次采用刚性推件装置，其特点推件力大，工作可靠，应用十分广泛。模具设计上模局部需要推出两个制件，所以必须采用打杆、打板、连接推杆和推件块的结构形式。3顶件装置的选择顶件装置装在下模，用于从下模顶出制件。本次设计中下模不能应用漏料的方式出件，只能运用顶件装置来完成顶件，而且需顶出两个不同的制件，所以需两个顶件块用打料销连接配合弹顶器使用，弹顶器为标准件。3 冲压工艺设计与计算3.1 排样设计与计算 搭边值确实定本设计需要

20、的搭边值：工件间值a11.2；搭边值a1.5；材料利用率计算结论：该零件采用横裁法。材料利用率为66.76%。 排样图 图3-1 排样图3.2 冲压力的计算总的冲裁力F83.41(KN)，卸料力Fx2195.47(N)，推料力2740.21(N)，顶料力6673.04(N)。总的冲压力F95.02(KN)3.3 压力中心确实定图3-2 压力中心图3.4 工作零件刃口尺寸的计算 冲裁间隙确实定1间隙对冲裁件尺寸的影响冲裁件相对于凸、凹模尺寸的偏差，主要是制件从凹模推出落料件或以凸模上卸下冲孔件时，因材料所受的挤压变形，纤维伸长，穹弯等产生弹性恢复而造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这个

21、差值的因素有：凸、凹模间隙，材料性质，工件形状与尺寸，其中主要因素是凸、凹模之间的间隙值。当凸凹模间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁结束后，因材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体方向收缩，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔件孔径大于凸模直径，当间隙较小时，由于材料受凸、凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复是落料件尺寸增大，冲孔件的孔径变小。模具间隙过小影响模具寿命，较大间隙能提高模具的寿命，但出现间隙不均匀的不利影响。2冲裁间隙值确实定通过以上分析可见，设计模具时一定要选择一个合理的间隙，以保证冲裁件的质量、尺寸精度满足产品的要求、所需冲裁力小、模具寿命高，但分割从质量、冲裁力、模具寿命等方面的

22、要求确定的合理间隙不是同一数值，只是彼此接近。考虑到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，只是间隙在这个范围内，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采用最小合理间隙Cmin。模具设计时，确定合理间隙有理论确定法和经验确定法两种，对于尺寸精度、断面垂直度要求不高的制件，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大间隙值。普通模具的设计多采用经验确定法，所以我们的“一落四冲裁模也采用经验确定法。根据冲裁件厚度t0.5mm，查表3-1，得出：最大双

23、边间隙2Cmax0.060，最小双边间隙2Cmin0.040。表3-1 冲裁模初始用间隙2cmm材料厚度 08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5极小间隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.03.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.

24、0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.

25、0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126注：冲裁皮革、石棉和纸板时间隙取08号钢的25% 刃口尺寸的计算1原那么及要求冲裁件的尺寸精度主要决定与

26、模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠刃口及制造精度来保证。根据制件工艺要求及模具寿命等因素综合考虑一下原那么：A.落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔件孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，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。B.考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模根本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模根本尺寸那么应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制件。凸、凹模间隙那么取最小合理间隙。C.确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。制造精度越高，会使模具制造困难，本钱增加，

27、延长生产周期；制造精度要求过低，那么可能是生产产品不合格，影响模具寿命。D.根据零件的工艺要求，本模具按一模多件、经济实用的理念来设计制造，模具生产时，在同一刃口上要同时完成落料和冲孔两道工序，外形落料的尺寸精度为IT12级，垫片孔的尺寸精度无要求，在设计这类特殊的冲裁模时，难以同一刃口上同时保证外形落料与孔的制造精度。所以从零件的工艺要求与模具的制造实际可行性来考虑，只要求各制件的落料外形的尺寸精度。2凸模、凸凹模、凹模刃口尺寸的计算刃口尺寸的计算包括分开加工和配合加工两种方法，分开加工冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证，加工时完全按照凸模、凸凹模、凹模的零件图所标注的尺寸来加工，有点是凸

28、、凹模具有互换性，但受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差较小，主要适于简单规那么形状圆形、方形或矩形的冲裁件。根据冲裁件工艺分析，本模具所要加工的四个制件除最大的一个垫片外，其余三件的外形都是圆形简单冲裁件，从这个方向考虑，我们可以用分开加工去计算模具刃口尺寸，设计模具。但分开加工的最大缺陷就也就表达在我们的模具上，四个制件的料厚都是0.5mm，属于薄件冲裁，如果用分开加工，间隙值很小，模具制造精度要求高，加工难度大。所以，充分利用配合加工适合薄件冲裁这一优点作为本模具设计制造的思路。配合加工是先按照图样设计尺寸加工好凸模或凹模中的一件作为基准件一般落料时以凹模为基准件，冲孔时以凸模为基准

29、件，然后根据其间隙与基准件的实际尺寸来配作加工另一件。这种加工方法的特点是工艺比拟简单，不必校核制造公差dpCmaxCmin，并且可以放大基准件的制造公差一般可取冲裁件公差的1/4，这种冲模加工特别适合于冲裁薄板和复杂零件。在计算凸、凹模工作局部的尺寸时，在凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三类不同磨损性质的尺寸。表3-2 磨损系数料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.2

30、00.240.30第一类：凸模或凹模磨损后会增大的尺寸；第二类：凸模或凹模磨损后会减小的尺寸；第三类：凸模或凹模磨损后根本不变的尺寸；根据前面的分析，我们所要设计制造的“一落四冲裁模只保证制件落料外形的尺寸精度，所以选择落料凹模为设计基准件，落料凸模由落料凹模的实际尺寸按间隙要求来配做。如图3-3，本模具的落料尺寸有：A550 -0.30 、A150 -0.10 、A240 -0.10 、B370 -0.25 、C220 -0.21 、 D120 -0.18 。对于凹模来说，以上所有尺寸都属于第一类尺寸，所以它的根本尺寸及制造公差确实定方法公式为：AjAmax-x0.25 公式3-1 图3-3

31、 计算刃口尺寸示意图表3-1查得，2Cmax0.060，2Cmin0.040；表3-2查得，冲裁件料厚t0.5mm1.0mm，对于尺寸A150 -0.10 A240 -0.10，选磨损系数x1；其余尺寸均选磨损系数x0.5。根据公式3-1，落料凹模根本尺寸计算如下：A凹=55-0.50.30+0.30/4 0=54.85+0.075 0A1凹=5-1.00.10+0.10/4 0=4.90+0.025 0A2凹=4-1.00.10+0.10/4 0=3.90+0.025 0B凹=37-0.50.25+0.25/4 0=36.875+0.063 0C凹=22-0.50.21+0.21/4 0=2

32、1.895+0.053 0D凹=12-0.50.18+0.18/4 0=11.91+0.045 0根据以上计算落料凹模的尺寸，凸模按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙在0.0400.060CminCmax范围内。采用凸模、凹模配合加工，只需在基准件上标注尺寸和制造公差，与基准件配做的另一件只标注根本尺寸与基准件根本尺寸对应一致，不注公差，但在技术要求中必须注明：“凸凹模刃口尺寸按凹凸模实际刃口尺寸配作，并保证双面间隙值为CminCmax。本模具的工作零件零件图只需在作为落料凹模的凸凹模、凹模上标注尺寸和制造公差，而作为落料凸模的凸模、凸凹模上只标注根本尺寸和所留的间隙值间隙值在0.0400.060

33、范围内。4 模具局部零部件设计4.1 工作零件的设计 凹模的设计凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模采用圆形凹模板结构和直接通过螺钉、销钉与固定板下模座的固定方法，因冲件的批量大，考虑到本模具特殊的上推下顶的出件方式，以及凹模磨损和保证冲件的质量的因素，凹模刃口采用直壁刃口结构。模具厚度确实定公式为： HKb(15mm) 公式4-1式中：K系数值，考虑板料厚度的影响；b 冲裁件的最大外形尺寸；安上式计算后，选取的H值不应小于1520mm；表4-1 系数值Ks/mm材料厚度t/mm13365010

34、01002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表10-1得：K0.30 H0.3055 16.5mm取H20mm凹模壁厚确实定为： C(1.52)H3040mm 公式4-2 1.520220 3040mm凹模壁厚取C40mm凹模板直径确实定为： Db2C 公式4-3 55240 135mm凹模的直径要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。经查冷冲模圆形凹模板国家标准GB2858.481，得出凹模板外形直径为D160mm、凹模

35、壁厚度H25mm。凹模板16025 GB2858.481表4-2 圆形凹模的外形尺寸圆形凹模板直径D圆形凹模厚度H6310、12、14、16、18、208012、14、16、18、20、2210012、14、16、18、20、2212514、16、18、20、22、2514016、18、20、22、25、2816016、20、22、25、28、3220018、22、25、28、32、3525020、25、28、32、35、4028020、28、32、35、40、45 凸模与中凸凹模的设计1凸模的设计A.凸模结构形式的选择由于冲件的形状和尺寸不同，生产中使用的凸模结构形式很多：按结构分，有整体式

36、、护套式和相拼式；按截面形状分，有圆形和非圆形；按刃口形状分，有平刃和斜刃等。根据本模具结构特点与凸模直径不大的特点，宜采用整体式非标准件的平刃口阶梯式凸模。B.凸模长度确实定根据本模具的结构要求，凸模装在下模，为了使板料在冲裁开始阶段保持平稳及送料与导料的方便，那么不考虑凸模的修模量，凸模刃口与凹模上平面齐平。所以凸模长度应根据下模固定板、衬板及凹模厚度确定。即凸模的长度可按以下公式确定 Lh1h2h3 公式4-4式中 L凸模长度，mm； h1凹模厚度，mm； h2衬板厚度，mm； h3下模固定板厚度，mm；根据计算按国家标准GB2858.5-81选取圆形模板，确定下模固定板的厚度h225m

37、m，衬板h312mm。所以凸模的长度为 Lh1h2h3 252512 62mmC.凸模的固定方法的选择凸模的固定方法有台肩固定、铆接固定、粘接剂浇注固定、螺钉与销钉固定等。本模具采用台肩固定，在安装局部凸模与凸模衬套的接缝处打入防转销，凸模与衬套采用具有极小过盈的过渡配合H7/m6。2中凸凹模的设计按照模具的整体结构，中凸凹模与凸模都装在下模，中凸凹模作为垫片2的落料凸模，因此，中凸凹模的设计参照凸模的设计，即中凸凹模的长度与凸模相同，设计长度为62mm，依靠下模固定板定位，采用H7/m6的过渡配合。从模具整体设计的出发，为了便于冲裁后下模的出件，在中凸凹模上开三个互成120度的通槽，以便安装

38、顶件装置顶出制件。 外凸凹模与内凸凹模的设计1外凸凹模的设计A.外凸凹模长度确实定本模具采用弹性卸料装置，外凸凹模的长度应为：Lh1h2h3 公式4-5式中 L外凸凹模长度，mm； h1上模固定板厚度，mm； h2卸料板的厚度，mm； h3附加长度，包括外凸凹模的修模量，外凸凹模进入凹模的深度及上模固定板与卸料板间的平安距离。附加长度h3一般取1520mm，根据本模具的设计要求，我们取附加长度为22mm。所以外凸凹模的长度为：Lh1h2h3 251622 63mmB.外凸凹模的固定方法外凸凹模在本模具采用台肩固定，在安装局部外凸凹模与上模固定板的接缝处打入防转销，防止外凸凹模与固定板产生相对滑

39、动，并采用具有极小过盈的过渡配合H7/m6。2内凸凹模的设计按照模具的整体结构，内凸凹模与外凸凹模都装在上模，中凸凹模作为垫片3的落料凸模，因此，内凸凹模的设计参照外凸凹模的设计，即内凸凹模的长度与外凸凹模相同，设计长度为63mm，依靠内凸凹模衬套与外凸凹模及上模固定板相配合定位，衬套与外凸凹模采用H7/m6的过渡配合，内凸凹模与衬套也采用H7/m6的过渡配合。 工作零件材料的选择本次设计要求模具刃口有较高的耐磨性，能承受冲裁时的冲击力，并且要满足模具有较高的寿命，所以工作零件材料选择CrWMn。CrWMn是一种低合金工具钢，这类钢具有较高的淬透性、较好的耐磨性和较小的淬火变形，其回火稳定性较

40、好而在稍高的温度下回火，故综合力学性能较好。常用来制造尺寸较大、形状较复杂、精度较高的低负荷模具。4.2 卸料弹簧确实定F.所选弹簧的主要参数为：材料直径d4.5mm，弹簧中径D22mm，节距t7.33mm，n5.5圈，自由高度h050mm，Fj1075N，hj18.6mm，最大心轴直径17.5mm，最小套筒直径29.5mm。4.3 聚氨酯弹性体的计算计算出弹顶器所用橡胶横切面尺寸为88.79mm，取90mm。4.4 模架的设计由凹模尺寸D160mm在国家标准中选用中间导柱模架GB/T2851.61990，模架的主要参数为：凹模周界D0160mm、闭合高度H210255mm；材料为HT200、

41、级精度的中间导柱模架；模架160160245；上模座16045mm；下模座16055mm；导柱28200mm、32200mm；导套2811043mm、3211043mm。4.5 其他标准件的选用4.5.1 连接螺钉根据紧固件的需要选择标准件，其长度尺寸查?机械工程标准手册螺纹与紧固圈?P312表14-2和P315表14-5确定。4.5.2 圆柱销根据其定位的零件不同选用不同的长度，尺寸查?机械工程标准手册螺纹与紧固圈?P427表20-2确定。5 冲压设备的选择与模柄确实定5.1 冲压设备的选择选用通用活动台压力机JB22-16，其主要技术参数如下：公称压力：160KN；滑块行程：70mm；滑块

42、频率：115(次/min)；活动台位置：160mm300mm；封闭高度调节量：60mm；滑块中心到床身距离：160mm；工作台尺寸(前后左右)：300450mm；工作台孔的尺寸：直径160mm；垫板尺寸厚度： 20060mm；工作台板厚度：60mm；模柄孔尺寸：3050mm。5.2 模柄确实定模柄是连接上模与压力机的零件，模柄是标准件。在该模具中，我们采用的是冷冲模柄中的压入式模柄GB2862.1-81。模柄的尺寸是根据所选压力机模柄孔尺寸来确定，根据所选压力机的模柄孔直径为3050，由此可选择压入式模柄的型号为A3078 GB 2862.81.A3。6 模具零件图及装配图的绘制模具零件图与装

43、配图由CAXA电子图板绘制，详见图纸。7 加工工艺设计7.1 凹模加工工艺设计 零件的图样分析该零件有销钉孔、螺纹孔和落料型孔，零件材料选用CrWMn，属于低合金工具钢。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。根据零件图的公差等级为IT6IT7，其中多个尺寸有较严的尺寸精度和外表粗糙度及平行度要求要求，外表粗糙度为Ra0.8、Ra3.2两种。 图7-1 凹模零件图7.1.2 毛坯的选择凹模的材料是CrWMn，而从材料采购方面来说，毛坯选择圆型板类型材。由于毛坯大小要考虑到加工余量，所以毛坯选择18030mm的型材。 定位基准的选择定位基准是工件在定位时所依据的基准。它的选择原那么是：尽量选择零件上的设计基

44、准作为定位基准，一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。为了保证加工外表与其设计基准间的相对位置精度即平行度和平面度，工件定位时应使加工外表的设计基准相对机床占据一个正确的位置。选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。结论：该零件的精基准应为上平面。该零件的粗基准应选择为毛坯的下平面。 确定装夹方案在确定装夹方案时，要根据已选定的加工外表和定位基准来确定工件的定位夹持方式，并选择合理的夹具。对于此类圆形模板零件，在立式加工中心选用万能分度头，以车削的外圆局部为定位夹紧，第一次装夹，加工完成上平面、孔的粗加工和精加工。第二次装夹，完成下

45、平面及内凹槽6612的粗精加工。 确定加工顺序在加工中心上中加工顺序按由粗到精，先面后孔的原那么确定。粗铣留0.3mm精铣余量，再对进行精铣，然后粗、精加工型孔与螺纹。根据该零件的公差等到级IT6IT7和外表粗糙度为Ra0.8、Ra3.2，确定平面加工方法为：粗铣精铣磨削，孔的加工方法为钻中心孔钻孔铰孔，凹模洞口刃口局部需用线切割特种加工。加工顺序：1车床：粗车外圆精车外圆至尺寸160。2加工中心第一次装夹：粗铣下平面精铣下平面粗铣内凹槽6612精铣内凹槽6612。第二次装夹：粗铣上平面精铣上平面钻各孔的底孔5钻38孔钻210孔钻线切割工艺孔钻4M12孔铰孔38至尺寸铰孔210孔至尺寸攻4M1

46、2螺纹。3线切割凹模内型的刃口局部。4磨削上下外表，保证外表粗糙度Ra0.8及平行度0.04。 刀具的选择数控加工刀具选择：1铣上下外表选用80面铣刀T01；2铣内凹槽选用16三齿的键槽铣刀T02；35的麻花钻钻中心孔T03；47.8的钻头T04；59.8的钻头T05；68的铰刀T06；710的铰刀T07；8M12的丝锥T08。将所选择的刀具参数填入数控加工刀具卡片表7-1中，以便于编程和操作管理。 加工余量确实定加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。加工余量的大小对于工件的加工质量和制造的经济性均有较大的影响。加工余量过大，必然增加机械加工的劳动量、降低生产率；增加原材料、设备、工具及电

47、力等的消耗。假设加工余量过小，那么既不能消除上工序的各种外表缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时工件的装夹误差，造成废品。因此，应当合理地确定加工余量。加工余量：粗加工时留0.20.3mm的精精加工余量，所以要求粗铣后，留余量0.3mm进行精铣。由于凹模外表的粗糙度值要求为Ra0.8、Ra3.2两种，要求Ra0.8的面需最终磨削完成。 7.1.7 切削用量的选择切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工本钱均有显著影响。数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工本钱最低。1背吃刀量确实定背吃刀量的选择要根据

48、机床、工件和刀具的刚度来决定，在工艺系统钢度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。当零件精度要求较高时，那么应考虑留出精余量，其所留的精铣余量一般比数控铣削时所留余量小，常用0.10.5mm。因此轮廓粗铣循环时选背吃刀量为0.3mm,精铣循环时选背吃刀量为0.25mm,螺纹粗铣循环时选背吃刀量为0.2mm，螺纹精铣循环时选背吃刀量为0.1mm。2主轴转速确实定铣外平面时主板料转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料及性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素。要充分考虑切削条件和要求，根据零件和刀具

49、材料及性质等条件选择适当的切削速度。当切削速度确定后，用公式计算主轴转速。3进给速度确实定进给速度是指切削单位时间内工件与进给方向相对位移，单位为mm/min。进给速度的大小直接影响外表粗糙度的值和铣削效率。主要根据零件的加工精度和外表粗糙度以及刀具、工件的材料性质参考用量手册选取。确定进给速度的原那么：A.当工件的质量要求能够得到保证时，可选择较高的进给速度。B.在切断、加工深孔时，宜选较低的进给速度C.在加工精度、外表粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，D.刀具空行程时，特别是远距离回零时，可以选择机床数控系统给定的最高速度。一般根据零件的外表粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手

50、册选取每转进给量，运用公式计算。 凹模的工艺过程卡片表7-1 凹模加工工艺过程序号工序名称工序内容设备及工装1备料选18030mm的型材2热处理退火，HBS2292车粗、精车外圆至尺寸160普通车床3数控加工粗精铣平面、内凹槽，孔及螺纹的加工卧式加工中心 专用夹具4钳去毛刺，修正，留0.020.03mm余量5热处理淬火后低温回火 使硬度到达6064HRC7线切割割凹模洞口，并留有0.020.03的研磨量数控线切割机床8磨削磨上下平面到达精度要求磨床9钳研磨洞口内壁侧面到达0.08um10检验编制审核批准共一页第1页表7-2 数控加工刀具卡产品名称或代号零件名称凹模零件图号序号刀具号刀具规格名称

51、数量刀具直径刀具长度备注1T01面铣刀801802T02三齿键槽铣刀161163T03麻花钻5154T04麻花钻7.817.85T05麻花钻9.819.8T06铰刀88T07铰刀1010T08M12的丝锥12编制审核批准共一页第1页表7-3 第一次装夹数控工序卡宜宾职业技术学院工序卡片产品名称或代号零件名称材料程序号凹模CrWMn工序号工序名称夹具使用设备车间万能分度头数控机床立式加工中心工步号工步内容刀具号进给速度(mm/min)主轴转速(r/min)背吃刀量mm1粗铣B平面外表 T011007000.32精铣B平面T011407000.33粗铣内凹槽66T02150 12000.254精铣

52、内凹槽66T01140 7000.25编制共一页第1页表7-4 第二次装夹数控加工工序卡宜宾职业技术学院工序卡片产品名称或代号零件名称材料程序号凹模CrWMnO0001工序号工序名称夹具使用设备车间三爪自定心卡盘数控机床立式加工中心中心工步号工步内容刀具号进给速度(mm/min)主轴转速(r/min)背吃刀量mm备注1粗铣A平面 T01502502精铣A平面T01603503钻个孔的中心孔5T0340 8004钻38孔至7.8T0435 5005钻210孔至9.8T0535 5006钻线切割工艺孔9.8T0535 5007钻4M12孔9.8T0535 5008铰孔38至尺寸T0650 1509

53、铰孔210至尺寸T0750 15010攻4M12螺纹T0850300编制审核共一页第1页7.2 内凸凹模加工工艺设计7.2.1 零件介绍及分析：内凸凹模属于轴套类零件，材料为CrWMn，是一种低合金工具钢，也属于合金模具钢类。内凸凹模结构简单，外轮廓由直线段组成，内孔为阶梯孔结构。其中对外圆和内孔的外表质量要求较高，为Ra0.8 、Ra3.2两种，12-0.045 -0.090与22同轴度要求为0.025，其中图上22为一根本尺寸，制造时需与中凸凹模内刃口22-0.052 -0.105配做，保证其双边间隙为0.0400.060mm之间。图7-2 内凸凹模零件图7.2.2 毛坯选择套类零件的毛坯

54、选择与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。材料为CrWMn，毛坯大小主要考虑加工余量、夹持长度及加工情况来选择。所以毛坯大小定为35mm100mm。7.2.3 定位基准与装夹方案确定内凸凹模结构简单，可采用三爪卡盘一次定位装夹，完成所有的加工。定位基准是工件在定位时所依据的基准。在加工内孔时以外圆定位用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证同轴度要求和便于装夹，以坯件左端面和轴心线为定位基准。用三爪卡盘夹持左端，右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧。7.2.4 确定加工顺序加工顺序确实定由内到外、由粗到精、由远到近的原那么确定。结合本零件的结构特征，可先第一次装夹粗、精车加工内孔和外轮廓，然后第二

55、次装夹粗、精加工左端内孔。根据该零件的内孔的公差等级和外表粗糙度，可以确定加工内孔的方法为：车内孔端部 扩孔铰孔，外圆的加工方法为粗车半精车精车。加工顺序：首先车右端面粗车外轮廓车内孔端部扩孔孔到11.5mm粗车内孔13mm精车内孔13mm粗车刃口至11.8mm精车刃口至尺寸，精车外轮廓至尺寸切20.5mm槽切断。7.2.5 刀具的选择1车削端面选用90硬质合金端面车刀车外轮廓T01；2硬质合金93外圆车刀T02；3选用机架式可转为车的硬质合金车刀，粗车内孔端部T03；4选用11.5mm的高速钢钻头，钻孔至底孔T04；5选用机架式可转为车的硬质合金车刀，粗车内孔T05；6选用机架式可转为车的硬

56、质合金车刀，精车内孔T06；7切20.5mm的槽，选用2mm的切槽刀T07。 加工余量确实定加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。加工余量的大小对于工件的加工质量和制造的经济性均有较大的影响。加工余量过大，必然增加机械加工的劳动量、降低生产率；增加原材料、设备、工具及电力等的消耗。假设加工余量过小，那么既不能消除上工序的各种外表缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时工件的装夹误差，造成废品。因此，应当合理地确定加工余量。确定加工余量的根本原那么是：在保证加工质量的前提下越小越好。该零件外表的粗糙度值要求有为Ra0.8和Ra3.2，粗车后，留余量0.5mm以供精车,精车完成后留0.020.03m

57、m余量用于最终的磨削加工。 确定切削用量切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工本钱均有显著影响。数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工本钱最低。要到达高的生产率，应按背吃刀量、进给量、切削速度的顺序来选择切削用量，即应首先考虑尽可能大的背吃刀量，其次选用尽可能大的进给量，最后在保证刀具合理耐用度的条件下，选取尽可能大的切削速度。1 背吃刀量的选择粗车外圆外表时选背吃刀量2mm,精车背吃刀量0.25mm；粗车内孔时背吃刀量1mm，精车内孔时背吃刀量0.2mm；2主轴转速的选择 车外圆时的主轴转速车外

58、圆时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料及性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素。要综合考虑切削条件和要求，选择适当的切削速度。表7-5 硬质合金外圆车刀切削速度的参考值工件材料热处理状态ap/mm(0.3,2 2，66，10f/(mm.r-1)(0.08,0.3(0.3,0.6(0.6,1vc/(m.min-1)低碳钢、易切钢热扎1401801001207090中碳钢热扎130160901106080调质10013070905070合金结构钢热扎10013070905070调质8011050704060工具钢退火9012060805

59、070灰铸铁HBS1909012060805070HBS=190-2258011050704060高锰钢1020铜及铜合金20025012018090120铝及铝合金300600200400150200铸铝合金wsi13%1001808015060100当切削速度确定后，用以下公式计算主轴转速： 7-1查表7-5，选择合理的切削速度。粗车外圆时，取切削速度取60m/min；精车外圆时，切削速度取取90m/min；根据公式 7-1 n=1000Vc/d =868.56r/min850r/min粗车时 = =1447.60(r/min) 1500(r/min)精车时3进给速度确实定进给速度的计算公

60、式： 7-2根据在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。根据公式7-2来计算进给速度：粗车时f一般选取为0.30.6mm/r,半精车时一般取 0.30.4mm/r，精车时一般取0.080.2mm/r。=0.3850=255(mm/min)粗车时=0.11500=150(mm/min)精车时其他工序切削用量：1粗车内孔端部；主轴转速n1000r/min，进给量f0.10mm/r。2扩内孔深部：主轴转速300r/min，进给量f0.15mm/r。3粗车内孔：主轴转速1000r/min，进给量f0.20mm/r。4精车内孔：主轴转速1600r