《电极板冲孔模-零件设计》6000字（论文）

[3]。为了提升模具的通用性和经济性，可以采取两个孔分别冲、单独孔单独冲的工艺方案，需要注意的是孔定位要采用外形定位，并且在改变定位方式后还可以用来加工其他产品。3电极板冲孔模主要零件设计3.1凹模设计计算3.1.1凹模孔口设计根据凹模孔口的截面形状不同，可将其分为柱孔口锥形凹模、柱孔口直筒型凹模、直筒型凹模、锥形凹模和具有锥形柱孔的锥形凹模等五种。本课题针对凹模孔的形式，我们选择了最常用的直边壁孔凹模。凹模孔口高度h一般根据工件材料厚度t来确定（如下图所示），二者的对应关系如下：t<0.5mmh=3~5mmt=0.5~5mmh=5~10mmt>5~10mmh=10~15mm图3-1凹模孔形式由于本题所需要加工的电极板厚度为5mm，所以可以根据孔口高度不同取值影响范围为5～10mm[4]。这里我们取10mm，如下图所示。图3-2凹模孔口高度示意图3.1.2凹模外形结构设计凹模厚度的计算公式如下：Ha=30.1F=≈25.73上式中，Ha——为凹模厚度；F——为总冲压力。根据之前的的计算可知F=170.46kN，将其带入式3-1中可得Ha，这里取Ha=25。φ15孔的凹模尺寸如图3-3所示：图3-3凹模结构尺寸示意图凹模周界尺寸示意图如下图所示：图3-4柱孔口直筒型凹模结构示意图凹模刃口轮廓为平滑线时。W1=1.2Ha(3-2)凹模刃口轮廓为直线时。W2=1.5Ha(3-3)根据上文Ha取25mm。凹模周界尺寸W由凹模刃口尺寸轮廓Ha决定，本文所设计的凹模刃口尺寸轮廓为圆形，选择（1）对应的凹模周界尺寸计算公式如下：W=1.2Ha=1.2×25=30mm3.2固定板设计计算固定板是电极板冲裁模的重要组成部件，主要作用是用于凹模和凸模的固定和导向，固定时需要将凹模或者凸模安装到其相应的固定板中，为了定位准确，配合方式使用的是H7/m6过渡配合。固定板的设计包括外形尺寸计算和厚度计算两个方面。模具固定板的厚度一般与模具的厚度相同，这里直接取25毫米[5]。凸模固定板的外形尺寸进行一般是与卸料板保持高度一致的，由于我们本次研究设计的卸料机构可以使用的是橡胶直接卸料，所以考虑到橡胶材料存在一定的变形量，凹模固定板的整体尺寸要比卸料板的小，本设计选用长135mm、宽100mm、厚14mm的凹模固定板。图3-5凹模固定板图3-6凸模固定板3.3卸料板设计计算（1）通常情况下我们对固定板的选择有固定和弹压两种不同的选择。固定卸料板一般装配在下模，有卸料力大，安装便捷等优点，但在后续的冲载工作之中，固定卸料板压料能力会比弹压卸料板差，从而导致冲出后的工件平整度要差。弹压卸料板不仅可以在冲载后卸料，也可以在冲载进行之前保障压料，并且可以保证冲载出的工件平整度高。虽然弹压卸料板一般情况下是需要冲裁材料小于1.5mm或冲载材料材质较软的工件才可以，但是由于本次使用的是单个毛坯，而且固定卸料板会给实际操作，比如定位，送料等基本步骤带来一定的难度，故本次设计选择弹压卸料板。通过查找资料我们可知弹压卸料板与凹模的双边活动的间隙约为0.1～0.2mm，或者是可以直接采用H8/f9等间隙配合。弹压卸料在比凹模板应高0.2～0.5mm时效果最佳[6]。（2）卸料板的尺寸①弹压固定板通常情况下是与同方向上的固定板的外形相同。②厚度可查。查《冷冲模设计指导》可得，卸料板厚度Hx=12mm。③成形孔，应与凹模刃口的外形统一。3.4定位元件设计计算定位元件的主要作用是对毛坯件进行准确定位，防止工件发生错位问题。根据定位位置的不同，分为外缘定位和内孔定位两种不同的定位类型。根据工件的大小、形状和具体的定位要求，本文选择外缘定位方式，材料选择为45钢。①定位元件厚度6mm。②外形设计尺寸是通过工件的尺寸和模具的尺寸决定的。3.5弹性元件设计计算模具中经常使用到的弹性元件主要有橡皮、弹簧和橡胶等类型，考虑到弹性元件的工作可靠性、维护方便性和使用经济性，本文选择聚氨酯橡胶为电极板冲孔模的弹性元件，它主要的参数包括橡胶自由高度和橡胶直径。（1）橡胶自由高度的计算公式式中H——橡胶自由高度，mm；h——橡胶工作行程，mm，本文取12mm。取42mm。(2)橡胶横截面积计算公式如下式中，A——橡胶弹性元件的横截面，单位为mm2；P——通过查阅《冷冲压模具设计》P应取1.06MPa。(3)橡胶直径计算公式如下取80mm。3.6凸模设计计算凸模设计主要包括两个部分，一是针对凸模结构的设计，再一个就是凸模尺寸的计算。对于结构设计来说，需要重点考虑的有凸模的刃口形式和固定形式两种形式。①对于外形形状为圆形的凸模，其刃口可以设计为台阶式结构，并在中部设计一个过渡段，以优化凸模强度和刚度。②凸模的固定形式与工件的形状尺寸有关，本文所设计的凸模通过肩台与固定板配合，配合方式选择的是H7/m6过度配合。其计算公式如下：式中Ht——固定板厚度；H自——弹性元件自由高度；Y——卸料增加量,mm,取2mm；Lt——凸模的长度。图3-7凸模结构尺寸示意图3.7模座设计计算对于上模座和下模座的选择，一般情况下我们主要是通过工件的结构尺寸和产品成型工艺而定。本次设计我们应该选用的是比凹模长40～70mm的矩形模座，模座宽度与凹模基本相同,上模座和下模座的厚度按下式选取：Hs=Hx=（1～1.5）Ha（3-9）上式中Hs——上模座厚度，mm；Ha——下模座厚度，mm。由前篇Ha=25，这里我们取Hs=Ha=30，如下图：图3-8上模座图3-9下模座3.8模柄设计计算上模座主要是通过模柄与压力机滑块连接的,利用滑块的运动带动整个上模座运动。模柄结构为压入式结构，模柄结构直径设计为φ30mm，长度设计为50mm，对于模柄与上模座应使用的是H7/m6过度配合，如图3-10所示。需要注意的是，当模具工作平面不圆时，就需要考虑模具手柄与上模座连接处的设计，如设计防转销[7]。图3-10模柄3.9模具闭合高度计算模具闭合高度就是指模具在合模的状态下的总体高度，公式如下：H闭合=经过计算可得，H闭合应为149mm。式中Hx——下模板厚度；Lt——凸模长度；Ha——凹模厚度；H1——凸模进入凹模深度之和（取1mm）；Hs——上模板厚度。3.10压力机垫板厚度计算在第三章中对压力机进行初步选型，根据初步选型的结果可以算得冲孔模闭合高度的设计范围为185mm～215mm，工艺设计中初选压力机的最小闭合高度为175mm，通过我们上节计算的数据可知模具的闭合高度为149mm，显然不满足设计要求[8]。为了满足合模高度设计范围的要求，在安装压机时，模具需要配备一定厚度的垫板。垫板厚度计算公式如下:Hmin-Hd+10<H<36<H<得模具闭合高度的设计范围为36mm＜Hd＜61mm，本文取40mm。故最后确定使用J23-16型开式双柱可倾式压力机。4装配图简述图4-1电极板冲孔模装配图1-螺钉；2，4-小孔凹模；3-小孔凸模；5-模柄；6-上模座；7-销钉；8-凸模固定板；9-大孔凸模；10-凹模固定板；11-销钉；12-大孔凹模首先在进行零件加工时，先将两个毛坯放在下模上，使用定位板对其进行定位。之后上模会随着压力机滑块向下运动，带动小孔凹模2、小孔凸模3，大孔凹模12、大孔凸模9，对毛坯进行冲压，令材料分离开来，得到需要的冲孔件。最后工件会被套在凸模外的卸料橡胶直接卸下，废料会被卡在凹模内，以料推料的形式自然排除。结论与展望综合上述所有设计过程，可以得出本次设计选用的所有零件，与最终压力机的选择，首先确定了是孔口高度为10mm，厚度为25mm，周界尺寸为30mm的凹模，再就是选择了用来固定的凹模固定板与凸模固定板，然后就是确定了卸料板的尺寸与配合方法，之后就是针对定位元件，弹性元件，凸模，上下模座，模柄的设计计算进行了选择。最后再确定闭合高度后，根据计算选择在压力机内放置厚度为40mm的垫板，至此本次的设计工作就基本结束了。参考文献吴茜，刘斌.模具材料研究与应用现状及发展趋势[J].模具工业，2017，(3)：1-7.唐光文.金属冲压模具材料的新动向[J].中国金属通报，2020，(4)：6-7.肖帅.分析冲压模具的设计与制造[J].内燃机与配件，2020，(12)：131-132.华金顺.快速模具制造技术的现状及其发展趋势[J].环球市场，2016，(21)：229-229.方建荣，杨玉贵.CAD/CAM在高精密复杂模具设计与制造中的应用研究[J].大众标准化，2021，(8)：156-158.刘奎武，边巍.基于响应面法的C75S弹簧钢冲裁工艺参数优化[J].锻压技术，2016，(12)：32-36．何强.模具设计与制造的现状及发展趋势[J].内燃机与配件，2018，(3)：109-110.胡峰.冲裁模在机械制造自动化中的结构设计应用[J].造纸装备及材料，2020，(3)：14-15.NanWu,JieZhong,BoyuLei,ZongqiangXie,YoubingZhou.Communityreestablishmentandpoorbodyconditionsofsmallmammalassemblagesinsubtropicalafforestedecosystems[J].EcologicalEngineering,2019,135.N