42齿自行车链盘冲压模具设计-本科毕业设计说明书

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY本科毕业设计说明书42牙自行车链轮冲压工艺及模具设计42ToothChainWheelofBicycleStampingProcessandDieDesign学院名称：机械工程学院专业班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx学生姓名：xxxxxxx学生学号：xxxxxxxxxxxx指导教师姓名：xxxxxx指导教师职称：xxxxxxxxx年5月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：目录TOC\o"1-2"\h\u6385中文摘要、关键词 牙自行车链轮冲压工艺及模具设计摘要:当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。在这次设计中根据所给题目的要求，我首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了冲孔落料的方案。根据对零件的综合分析，在本次设计中我设计的模具是正装冲孔落料模，主要介绍的是模具的冲孔落料，冲压生产中应用最广泛的工序之一。由于制件大小和厚度的原因，我采用的加工方法为：采用冲孔落料模具、冲孔冲花模具、压型模具三个模具进行加工。关键词：冲孔落料压型42齿链轮42ToothChainWheelofBicycleStampingProcessandDieDesignAbstract:Thesocialprogressanddevelopment,sothattheoriginalproducthasbeenunabletomeetthedemandformaterial,however,somecommoditiesmustdependonthemoldtoproductionandprocessing.Therefore,themolddevelopmentandpeople'slifemoreandmorecloserelation.Weusetheworkpiecemoldprocessing,soastomeettheneedsofthepeople,themolddevelopmenthasbroughtnewlifetous,thenewera.Inthisdesignaccordingtotherequirementsofthetopic,Ifirstofstampingisanalyzed,analysisofsizeprecisionofthepartsobtainedbythegeneralprecisionofthemouldcanmeettheprecisionrequirements,fromtheshape,dimensionsandmassproductionsituation,choosethepunchingblankingscheme.Accordingtothecomprehensiveanalysisoftheparts,molddesigninmythisdesignisformalpiercingblankingdie,mainlyisthemoldpunchingblanking,oneofthemostwidelyusedinthestampingproduction.Duetomaterialandthicknessoftheprocessingmethod,Iuse:useofpiercingblankingdie,punchingpunchingmold,moldthreemoldprocessing.Keywords:punching;blanking;die;42Tooth;chainwheel

引言1.冲压的概念，特点与发展冲压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。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。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。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、盖件等，冲压的强度和刚度均较高。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。但是，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。所以，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。

冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。第1章设计题目与零件工艺性分析1.1设计要求设计该零件的冲压模具，制件为42齿自行车链轮，如图1.1所示。图1.142齿自行车链轮冲压技术要求：1.材料：Q215-B.F.；2.材料厚度：3mm；3.生产批量：大批量；4.未注公差：按IT14级确定。根据产品零件的形状尺寸、材料、精度等要求，确定它们对冲压工艺的适应性。1.2零件材料分析该零件材料采用Q215，相当于普通碳素钢，具有高的塑性、韧性和焊接性能，良好的压力加工性能，但强度低。查刘建超所编的《冲压模具设计与制造基础》可知其抗剪强度，抗拉强度，屈服点强度，断后伸长率，由此可见该材料具有良好的塑性及较高的弹性模量即具有良好的冲裁性能和弯曲性能，因此该材料适合冲裁及拉伸。1.3零件结构分析该零件外形不规则，整体为一链盘，有1处需压型，还有11个孔和42个轮齿，中心孔需要压花，既有冲裁也有拉伸，所以应分别对其结构进行工艺分析并综合考虑。1.冲裁的结构工艺性：冲裁件上有孔，为避免工件变形和保证模具强度，孔与孔间距不能过小，一般要求C′>(1.5～2)t所以由零件图可知C′=29-21=7,而2t为6，显然7>6。因此孔与孔之间的最小距离满足工艺性要求。冲孔时因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯查,表2.7.2知所冲孔，因此孔的大小亦满足工艺性要求。2.拉伸的结构工艺性：拉伸件的形状应尽量简单、对称，这样可以保证拉伸件在凸缘变形区的变形是均匀的，这样模具加工工艺性最好。由于拉深件有回弹，所以零件横截面的尺寸公差，一般都在IT12级以下，如零件高于T12级，应增加整形工序。综上所述，所以此零件的结构满足冲裁、拉伸工艺性要求，不需要增加整形工序。第2章确定工艺方案冲压工艺方案设计就是根据冲压件形状尺寸、材料、生产批量等特点，即零件的工艺性分析，初步确定出冲压加工内容，并制定出几种可行的加工工艺方案，通过对产品质量、生产效率、设备条件、模具制造和寿命、操作的方便性、经济性等方面的综合比较，确定出适合具体生产条件的最佳工艺方案。2.1总体的设计方案及可行性的分析方案1：先落料—冲中心孔，再冲孔—压花然后再压型，采用单工序模具生产。方案2：落料—冲裁—拉伸复合冲压，采用复合模生产。方案3：冲孔—冲裁—切边、拉伸、落料，级进冲压，采用级进模生产。2.2比较各方案方案一，模具结构简单，但需多道工序，三副模具，成本较低且需要的压力机较小，模具加工维修方便，需要的工作台尺寸较小。方案二，只需一副模具，工件的精度及生产率较高，模具制造复杂，难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便且需要的压力机较大，需要的工作台尺寸较大。方案三，也只需一副模具，生产效率高、操作方便，工件的精度也能满足但要求压力机也较大，需要的工作台尺寸最大，模具的加工维修不方便一次定位错误将影响整个后续生产。通过对上述三种方案的分析比较，由于此工件尺寸较大，从生产成本考虑，该件冲压生产采用方案一单工序模具生产为佳。第3章模具总体结构设计模具的优劣只很大程度上体现在模具结构上，因此，单工序模具结构设计对模具的工作性能、加工性、成本、周期及寿命起着决定性作用。模具结构设计就是确定为实现工序排样规定的加工工序所必需的功能结构，进而确定组成模具结构的零件及零件间的连接关系，确定模具的总体尺寸、模具零件的结构形式。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。结构设计原则：（1）尽量选用成熟的模具结构或标准结构。（2）模具要有足够的刚性，以满足寿命和精度要求。（3）结构应尽量简单、实用，要具有合理的经济性。（4）能方便地送料，操作要简便安全，出件容易。（5）要考虑废料的处理。（6）模具零件之间定位要准确可靠，连接要牢固。3.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以模具类型为单工序模具。3.2操作方式选择由于材料的厚度太大，因此不适合用自动进料装置，所以全部采用手工送料。3.3定位方式的选择工序件的定位分纵向和横向，横向沿条料的送进方向与条料送进方向垂直，横向定位指定距和导正，纵向定位指导料。因为第一套模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置横向采用固定挡料块；第二套模具和第三套模具都采用中心定位法。3.4卸料出件方式的选择此零件冲压工序中含冲裁、冲孔和拉伸，所以应有卸料机构，弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，而且弹性卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，可使工件的平面度提高。所以第一套模具采用弹性卸料板，由于工件尺寸较大，所以采用下出料的出件方式；第二套模具采用刚性卸料方式；第三套模具采用手工卸料方式。第4章模具设计计算4.1排样、计算条料宽度及确定步距由于工件为圆形链盘，所以采用单个排样方式，根据料厚3mm，查得搭边值为a=3mm，所以条料宽度为L=176+3+3=182（mm），条料宽度为182mm，步距为179mm。4.2利用率计算冲裁件的面积A由proe软件计算得A=1.34。一个步距的条料利用率为：4.3冲压力的计算冲裁力一般按下式计算：式中：——冲裁力；——冲裁周边长度；——料厚；——材料抗剪强度；——修正系数，一般取。拉伸力按下式计算：锥形拉伸拉伸力式中：F——拉伸力；t——材料厚度；d——锥形拉伸上直径；D——锥形拉伸的下直径；——材料抗拉强度；——修正系数。冲裁力和拉伸力的计算：第一套模具——落料、冲孔=1112818.635N=3001.3322π=370939.545N卸料力推件力查资料的，，n=1。采用弹性卸料板和下出料方式。计算得：=1212978.64N第二套模具——冲孔冲孔力：=95220.10255=476110.5Nπ4223001.335=308755N为保证凸模冲裁力的最大值不同时出现，且考虑避免出现倾斜或折断，故设计成阶梯式。本套模具采用下出料方式和弹性卸料板。最大冲裁力F=，。计算得：F=490393.815N第三套模具——压型拉伸力：F=m==0.876需要压边圈。=0.84~0.65，m>，所以可一次拉成。查表得：=0.3F=0.3400π（154-3）3=170776N本套模具采用手工卸料方式。4.4压力机的初选第一套模具：公称压力为：=（1.6~1.8）×1212978N=1940796N根据压力机的公称压力=1940.796KN，查陈锡栋所编的《实用模具技术手册》可以选压力机型号为JA11-250，此压力机为开式压力机，其主要技术参数如下：公称压力：2500KN滑块行程：120mm最大闭合高度：450mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸（前后左右）：630mm1100mm模柄孔尺寸(直径深度)：70mm90mm第二套模具：公称压力：=（1.6~1.8）×490393N=761776N根据压力机的公称压力=761.776KN，查陈锡栋所编的《实用模具技术手册》可以选压力机型号为J23-80，此压力机为开式压力机，其主要技术参数如下：公称压力：800KN滑块行程：130mm最大闭合高度：480mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸（前后左右）：540mm800mm模柄孔尺寸(直径深度)：60mm75mm第三套模具：公称压力：=（1.6~1.8)×170776N=273KN根据压力机的公称压力=273KN，结合实际情况，查陈锡栋所编的《实用模具技术手册》可以选压力机型号为JH21-80，此压力机为开式压力机，其主要技术参数如下：公称压力：800KN滑块行程：160mm最大闭合高度：320mm连杆调节长度：80mm工作台尺寸（前后左右）：600mm×950mm模柄孔尺寸(直径深度)：50mm60mm4.5确定压力中心模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线重合，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的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低寿命，甚至损坏模具，但在实际生产中，由于冲件形状和排样的不同，从模具结构设计与制造考虑，不宜使压力中心与模柄中心线相重合，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选压力机允许的范围。由于本冲压件为轴对称图形，故三套模具的压力中心都为几何中心，即为圆心。4.6冲模刃口尺寸及公差的计算确定冲裁凸凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则：1．设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。2．根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样，凸、凹模在磨损到一定程度时，应能冲出合格的零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关。用表示，其中为工件的公差值，为磨损系数，其值在0.5~1之间，根据工件制造精度选取：工件精度IT10以上=1工件精度IT11~IT13=0.75工件精度IT14=0.53．选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求。又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高2~4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6~IT7级选取；对于形状复杂的刃口，制造偏差可按工件相应公差的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的，制造偏差值可取工件相应公差值的1/8并冠以（）。4．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。决定锥形件拉伸凸、凹模横向尺寸及公差的原则是：设计以凸模为基准，而凸、凹模的尺寸和公差则应根据工件的尺寸、公差、回弹情况以及磨损规律而定。由于冲模加工方法不同，冲裁刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。1．按凸模与凹模图样分别加工法这种方法主要适用于圆形或简单规则形状的工件，因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。设计时，需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。（1）落料设工件的尺寸为，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准，首先确定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减去最小合理间隙值即得到凸模尺寸。（2）冲孔设冲孔尺寸为，根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准。首先确定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸；将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得到凹模尺寸。（3）孔心距孔心距属于磨损后基本不变的尺寸。在同一工布中，在工件上冲出孔距为两个孔时，其凹模型孔中心距可按下式确定。上述式中，、——落料凹、凸模尺寸；、——冲孔凸、凹模尺寸；——落料件的最大极限尺寸；——冲孔件孔的最小极限尺寸；、——工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸；——工件制造公差；——最小合理间隙；——磨损系数；——凸、凹模的制造公差，可按IT6~IT7级来选取，也可查表2.4.1选取，或取，。为了保证初始间隙不超过即，和选取必须满足以下条件：可见，凸、凹模分别加工法的优点是，凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。其缺点是，为了保证初始间隙在合理范围内，需要采用较小的凸、凹模具制造公差才能满足的要求，所以模具制造成本相对较高。2．凸模与凹模配作法采用凸、凹模分开加工法时，为了保证凸、凹模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差，因此，造成冲模制造困难。对于冲制薄材料（因与的差值很小）的冲模，或冲制复杂形状工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用此方法。配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。这种加工方法的特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核的条件，并且还可放大基准件的制造公差，使制造容易。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配作件上只标注公称尺寸，不标注公差，但在图纸上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值”。采用配作法，计算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根据凸模或凹模磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大、变小还是不变这三种情况，然后分别按不同的公式计算。（1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸——第一类尺寸A落料凹模磨损后将会增大的尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸，计算公式如下：第一类尺寸：（2）凸模磨损后会减小的尺寸——第二类尺寸B冲孔凸模或落料凹模磨损后将会减小的尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸，计算公式如下：第二类尺寸：（3）凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸——第三类尺寸C凸模或凹模在磨损后基本不变的尺寸，不必考虑磨损的影响，相当于简单形状的孔心距尺寸，计算公式如下：第三类尺寸：式中，——模具基准尺寸（mm）；——工件极限尺寸（mm）；——工件公差尺寸（mm）。拉伸件凸、凹模横向尺寸及公差的计算方法如下：式中，、——凸、凹模横向尺寸；——弯曲件横向的最大极限尺寸；——弯曲件横向的最小极限尺寸；——弯曲件横向的尺寸公差，对称偏差时；、——凸、凹模的制造公差，可采用IT7~IT8级精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一级。在确定该制件工作零件刃口尺寸方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法，结合模具的特点，冲孔零件的形状比较简单，因此其工作刃口尺寸计算可按分开加工的方法来计算；而落料的工作零件相对来说比较复杂，形状不规则，所以其刃口尺寸应按配合加工的方法计算。各工作零件刃口尺寸计算如下：第一套模具：图4.1成型部分由图4.1所示，根据材料及材料厚度查刘建超所编《冲压模具设计与制造》中的表得：双面间隙落料：所以落料公差不满足，可调整为：由于零件外形比较复杂，所以采用凸凹模A类配套加工，用线切割。取x=0.5IT=14凸模按凹模尺寸配作。冲孔：因为 ，所以冲孔公差满足。取x=0.75IT=14第二套模具：图4.2成型部分由图4.2所示，根据材料及材料厚度查刘建超所编《冲压模具设计与制造》中的表得：双面间隙:，所以冲孔公差满足要求取x=0.5IT=14冲孔1：冲孔2：=第三套模具：图4.3成型部分由图4.3所示，拉伸模的单边间隙为：设计以凸模为基准，模具公差按IT=14，，，凸凹模的制造公差经查表所得 第5章各主要零件结构设计与压力机的校核由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、和带护套式等。凸模的固定方法有台阶固定、铆接、螺钉和销钉固定等。而在此零件的加工过程中，冲裁凸模的有的形状不规则，需利用线切割加工，故采用直通式结构。固定端用螺钉固定方法将其固定在凸模固定板上。圆形凸模采用台阶固定。圆形凸模其工作部分的尺寸由计算而得，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6）制造，利用台阶固定。凹模的刃口形式有直筒形和锥形，主要根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定。在这里选直筒形，因为它刃口强调较高，且刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工简单，用于冲裁形状复杂、或精度要求较高的中、小型件，也可用于装有顶出装置的模具。5.1计算各主要零件的尺寸5.11凹模厚度第一套模具：根据冲件尺寸及材料厚度，查表2.9.5可知因考虑板料厚度影响，凹模厚度系数，而根据制件可知凹模刃口的最大尺寸，所以凹模厚度为：故选取凹模厚度为45mm。凹模壁厚由查表可得：取C=62mm。根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸，再结合参考《冷冲模国家标准》，取直径X厚度为凹模图形如图5.1所示。图5.1凹模第二套模具：K=0.50，凹模刃口最大尺寸b=42mm，所以凹模厚度为：H=kb=0.5042=21mm凹模图形如图5.2所示。图5.2凹模第三套模具：H=kb=0.22154=33.88mm，取凹模厚度为60mm。凹模图形如图5.3所示。图5.3凹模5.12卸料板卸料板的作用是将冲裁后套在凸模上的条料卸下，弹压卸料板用卸料螺钉连接于上模座或凸模固定板上，上模座和卸料板之间安装有橡胶。根据厚度即卸料板宽度，可查得弹性卸料板厚度为16~20，再结合《冷冲模国家标准》，取。第一、二套模具选的卸料板都是16mm。5.13卸料橡皮的设计第一套模具：由查表可得：查《冲压模具设计与制造》，图2.9.35特性曲线及表2.9.12，单位压力，取圆筒形橡胶的内径d=176，则橡胶的外径为：故橡胶外径315满足要求。5.14垫板的采用与厚度查王芳所编《冷冲压模具设计与指导》，垫板位于上模座与凸模固定板之间，凹模与下模座之间等，作用是直接承受和分散凸模或凹模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，保护模座以免被凸模端面压陷。冲裁凸模是否加垫板，应根据模座承压的大小进行判断，凸模承压端面对模座的单位压力（）为式中，——冲裁力；——凸模支撑端面积。由上所述，该模具是否采用垫板，应以承压面较小的凸模进行计算。因此冲小孔的凸模承压面的尺寸，其承压力为查表2-39，得铸铁模板的为。可见，，因此该模具应采用垫板。垫板厚度根据模板长度315，查《冷冲模国家标准》，取垫板厚度为15。故三套模具全采用垫板。5.15凸模固定板第一套模具：查资料所得，落料凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍，故H=0.6=24mm，结合《冷冲模国家标准》，取H=24mm，冲孔凸模固定板，取。第二套模具：查资料所得，凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍，故H=0.6=12.6mm，结合《冷冲模国家标准》，取H=16mm。第三套模具：查资料所得，凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍，故H=0.640=24mm，结合《冷冲模国家标准》，取H=24mm。5.16凸模长度采用弹压卸料板时式中，——凸模固定板厚度；——卸料板厚度；——材料厚度；——增加长度，由凸模进入凹模的深度（0.5~1）mm，总修模（10~15mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（15~20)mm等因素确定。第一套模具：结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割加工，与凸模固定板采用螺钉连接。其总长与凹模壁厚相等，为45mm。将冲孔凸模采用直通式，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L=15+10+40=65mm。第二套模具：结合工件外形并考虑加工，将凸模设计成直通式，非圆形的采用线切割机床加工，与凸模固定板采用螺钉连接。圆形的采用车床加工，与凸模固定板的配合按H6/m5。为防止最大冲裁力的同时出现，两个凸模采用阶梯型，圆形凸模总长为：L=16+16+12=44mm非圆形凸模总长为L=16+16+9=41mm。第三套模具：结合工件外形并考虑加工，将凸模设计成直通式，圆形凸模采用车床加工，与凸模固定板配合按H6/m5。总长L=40+16+1.5=57.5mm。5.2模架及其他零部件设计与压力机的校核该模具采用中间导柱圆形模架，这种模架的导柱对称分布，导柱和导套滑动平稳，操作较方便。以凹模周界尺寸315为依据，查《冷冲模国家标准》选模架规格，其一些标准件规格如下：第一套模具：模架(GB/T2855.1-2008)315上模座（GB2855.13）31550下模座（GB2855.14）31560导柱（GB2861.1）45h5200导套（GB2861.6）45H612548垫板（GB2858.3）31525凸缘模柄（JB/T7646.3-2008）70100所以该模具的闭合高度：==50+25+4+40+40+10+16+60-1=234mm式中，——凸模长度，=40mm；——凹模厚度，=40mm；——凸模冲裁后进入凹模的深度，=1mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机JA11-250的最大装模高度（450mm），但其小于压力机的最小装模高度，因此需要增加垫板。第二套模具：模架(GB/T2855.1-2008)315上模座（GB2855.13）31550下模座（GB2855.14）31560导柱（GB2861.1）45h5200导套（GB2861.6）45H612548垫板（GB2858.3）31550凸缘模柄（JB/T7646.3-2008）6096所以该模具的闭合高度：==50+50+41+21+16+60-1=237mm式中，——凸模长度，=41mm；——凹模厚度，=21mm；——凸模冲裁后进入凹模的深度，=1mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-80的最大装模高度（480mm），但其也小于压力机的最小装模高度，因此需添加垫板。第三套模具：模架(GB/T2855.1-2008)315上模座（GB2855.13）31550下模座（GB2855.14）31560导柱（GB2861.1）45h5200导套（GB2861.6）45H612548垫板（GB2858.3）31520凸缘模柄（JB/T7646.3-2008）5091所以该模具的闭合高度：==50+20+59.5+60+60-1=228.5mm式中，——凸模长度，=57.5mm；——凹模厚度，=40mm；——凸模冲裁后进入凹模的深度，=1mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机JZ-40的最大装模高度（400mm），其小于压力机的最小装模高度，因此需增加垫板。5.3模具总装图第一套模具：通过以上设计，可得到模具的总装图如图5.4所示。模具上模部分主要由上模板、上垫板、凸模、橡胶及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、下垫板、凹模板、中垫板、冲孔凸模等组成。当凸模11与条料刚好接触时，模具处于闭合状态，卸料板12与凹模13上的条料受到较大压紧力，模具内的冲裁刚好达到设计深度，完成冲压动作。当制件成形后，废料从模具的废料孔中落下，制件由顶件快22顶离凹模平面。到此，完成一个冲裁成形过程。当上模上升时，条料在人工作用下，向前送进一个步距，准备下一个工作循环。图5.4模具装配图1—上模板2—导套3—上垫板4—定位销5—内六角螺钉M10×856—模柄7—打杆8—内六角螺钉M10×1009—橡胶圈10—沉头螺钉M10×3011—凸凹模12—弹性卸料板13—凹模14—中垫板15—导柱16—下模板17—凸模固定板18—下垫板19—内六角螺钉M10×9020—顶杆21—冲孔凸模22—推板23—止动销24—导料板25—推杆26—挡料块第二套模具：通过以上设计，可得到模具的总装图如图5.5所示。模具上模部分主要由上模板、上垫板、凸模（10）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用刚性卸料，下模部分由下模座、下垫板、凹模板等组成。冲孔废料由漏料孔漏出。当凸模21与工件刚好接触时，模具处于闭合状态，卸料板14与凹模15上的条料受到较大压紧力，继续向下，工件完成冲压动作。当制件成形后，废料从模具的废料孔中落下，制件由顶料杆6顶离凸模。到此，完成一个冲裁成形过程。当上模继续上升时，进行手工取料，准备下一个工作循环。图5.5模具张配图1—上模板2—导套3—导柱4—上垫板5—定位销6—顶杆7—模柄8—打杆9—顶杆固定板10—内六角螺钉M10×10011—内六角螺钉M10×3512—凸模固定板13—卸料板14—非圆形凸模15—凹模16—下垫板17—下模板18—内六角螺钉M10×9019—压花冲头20—定位柱21—圆形凸模22—定位销23—橡胶第三套模具：通过以上设计，可得到模具的总装图如图5.6所示。模具上模部分主要由上模板、凸模、固定板组成。卸料方式采用刚性卸料，下模部分由下模座、固定板和凹模板组成。行至凸模8与工件刚好接触时，工件受到较大拉伸力，开始变形，继续向下，工件完成拉伸动作。当制件成形后，制件由顶料杆顶离凹模。到此，完成一个成形过程。当上模继续上升时，进行手工取料，准备下一个工作循环。图5.6模具张配图1—上模板2—导套3—导柱4—上垫板5—定位销6—模柄7—内六角螺钉M10×1008—凸模9—固定板10—内六角螺钉M10×9511—下模板12—凹模13—定位柱14—定位销结论通过此次42齿自行车链轮的设计，在老师的指导下，经过收集大量的资料去研究单工序模具的概念、特点、工作及设计过程，参考了大量的关于冲压模设计、及冲压工艺方面的书籍和技术资料，掌握了不少冲压方面的知识。使原来对模具仅有一点概念的我对冲压模具有了一定的了解，并运用所查所学的理论知识，解决了42齿自行车链轮单工序模具设计这一问题，受到从理论到实际的综合训练，培养了独立运用所学理论解决具体问题的能力，为毕业后的工作打下良好基础。此设计已经基本上完成了任务书中规定的工作内容、研究目标、技术指标及参数等要求，但由于设计者水平所限，且仍有许多不足，加上设计时间仓促，42齿自行车链轮单工序模具的整体设计虽然已经按照要求设计出来，但设计中难免有欠妥之处，仍需进一步改进。需要老师的进一步检查和指导。致谢衷心感谢在此设计中给予我帮助的所有老师，特别是韩庆妙老师在此次设计中对我的悉心指导和讲解，在毕业设计期间，老师对我在学习过程中所犯的错误从来都不予以批评，而是教我如何从错误中找出原因、分析原因、总结经验，并指导我如何用最科学、合理的方法去进行改进，少走弯路，培养了我较强的独立思考和分析能力。这些东西将会使我终身受益。在此，我对老师高尚的品格和诲人不倦的美德致以崇高的敬意和最诚挚的谢意！能顺利完成大学本科的毕业设计，由衷地感谢老师们给予我在学习上指导、生活上关心和帮助；感谢我的同学和朋友们，在我遇到困难和挫折的时候给予我最大的鼓励和信心，在此向他们表示我最诚挚的谢意！在设计完成之际，我要感谢我的家人对我始终如一的理解和支持，无私付出的一切。正是他们给予了我精神上和物质上的极大鼓励和支持，才使我能够全身心地投入到学习中去，圆满完成学业。最后向百忙之中评阅本论文的各位专家、教授们表示衷心的感谢！参考文献[1]王先逵.机械制造工艺学[M]．北京：机械工业出版社，1995.[2]夏琴香.冲压成型工艺及模具设计[M].华南理工大学出版社，2004.[3]国家标准总局.GB2851～2857-81.中华人民共和国国家标准.北京：中国标准出版社，1984.[4]李天佑.冲模图册[M].北京：机械工业出版社，1988.[5]周斌兴.冲压模具设计与制造[M].国防工业出版社，2006.[6]《冲模设计手册》编写组.冲模设计手册[M].机械工业出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