垫片冲压成形工艺及模具设计【半跑道-剪刀形状】【含6张cad图纸+文档全套资料】

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After a lot of access to information, Punching and blanking procedure were adopted through process analysis, Punching through,the top pieces,such as the discharge of calculation to determine the type mold. Get a molding tool for will designing type empress expresses out each work zero parts design process of the molding tool. In the first part, mainly described the development status of progressive metal stamping tools,illustrates the importance of stamping mould,then there is the process analysis of stamping process scheme, completed the sure. Further blanking force calculation and Die Design and calculation of working part, provide the basis for the selection of stamping equipment. Finally on the main parts design and standard for the selection of design, mould of plotting and die forming provides the basis.The design project passing before draws an each spare parts of molding tool diagram with assemble the diagram. The mold reliable, stable operation to adapt to the requirements of large-scale production, improve product quality and production efficiency. reduce labor intensity and the cost of production. Keyword: pressing；blanking and piercing die；die structure； III 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号 零件号 零 件 名 称 00-09 上垫板 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 01 备料 02 粗铣六面达尺寸105mm×73mm ×11mm 立式铣床 虎钳 30面铣刀, 10立铣刀 游标卡尺 03 钳工划线，划前部线，螺纹孔线 游标卡尺，高度尺 04 热处理（淬火、回火）保证硬度 50---55HRC 热处理炉 硬度仪，游标卡尺 05 磨平面，磨上下平面，保证尺寸50 平面磨床 游标卡尺 06 线切割各个型孔留余量0.02mm 线切割慢走丝机床 复式支撑 0.2mm黄铜丝 千分表，游标卡尺 07 检验 游标卡尺 编制 校对 审核 批准 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 模具号 零件号 零 件 名 称 00-07 凸模固定板 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 01 备料 02 粗铣六面达尺寸105mm×73mm ×16mm 立式铣床 虎钳 30面铣刀, 10立铣刀 游标卡尺 03 钳工划线，划前部线，螺纹孔线 游标卡尺，高度尺 04 热处理（淬火、回火）保证硬度 58---62HRC 热处理炉 硬度仪，游标卡尺 05 磨平面，磨上下平面，保证尺寸50 平面磨床 游标卡尺 06 线切割各个型孔留余量0.02mm 线切割慢走丝机床 复式支撑 0.2mm黄铜丝 千分表，游标卡尺 07 检验 游标卡尺 编制 校对 审核 批准 目 录 1绪 论 1 1.1国内模具的现状和发展趋势 1 1.1.1国内模具的现状 1 1.1.2　国内模具的发展趋势 1 1.2　国外模具的现状和发展趋势 2 1.3 垫片模具设计与制造方面 2 1.3.1 垫片模具设计的设计思路 2 1.3.2垫片模具设计的进度 3 2冲压工序 4 2.1冲压工序类别 4 2.2冲模的发展状况 5 2.2.1冲模的先进制造工艺及设备 5 3工艺分析 7 3.1工件的材料 7 3.2工件的结构和尺寸精度分析 7 4制定工艺方案 8 4.1工艺方案的分析 8 4.2工艺方案的确定 8 5工艺计算 9 5.1排样及材料的利用率 9 5.1.1排样的选用原则 9 5.1.2材料利用率的计算 9 5.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算 10 5.3压力中心的计算 13 5.4模具刃口的尺寸和公差的确定 14 5.4.1冲裁间隙的确定 14 5.5工作零件的设计 16 5.5.1凸模的设计 16 5.5.2凸模强度的校核 17 5.5.3凹模的设计 17 5.6压力机的选择 17 5.6.1压力机的选择 17 6模具结构合理性分析 19 6.1模具工作过程 19 7模具主要零件的设计 20 7.1定位方式的选择 20 7.2卸料﹑出件方式的选择 20 7.3弹性元件的设计 20 7.4模架的选择 22 7.5压力机的校核 22 总 结 24 致谢 25 参考文献 26 I 垫片冲压成形工艺及模具设计 1绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家上有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比距离相当大。 1.1国内模具的现状和发展趋势 1.1.1国内模具的现状 我国模具近年来发展很快，近10年来，我国模具行业一直以每年15％的增长速度快速发展。十五期间，我国模具行业年增长速度达到20％。2005年模具销售额达610亿元，同比增长25％，排在世界第三位；模具出口大幅增长，表明模具水平和竞争力提高。据海关统计，2005年模具出口7．4亿美元，同比增长50％以上；模具产品结构更趋高档，复杂、精密、长寿命的模具份额提高到30％。目前，国内约有模具生产厂商3万余家，从业人员有80多万人，全年模具产值达534亿元人民币。涌现出一批模具行业领头羊，如在汽车覆盖件领域的一汽模具，轮胎领域的巨轮模具，塑料模具领域的海尔，模块标准件领域的圣都等；不少地方出台了扶持当地模具行业发展的政策，如重庆、成都、苏州、大连等地都在建立模具工业园区，改善发展环境，完善模具生产的配套体系。中国经济的高速发展对模具行业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大了的动力。 1.1.2　国内模具的发展趋势 目前国内市场中低档模具供过于求，但高档模具却供不应求。因此，要鼓励企业增加设备，特别是骨干企业要配齐从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与检测等整套设备，一般企业要配备数控加工设备，实现模具制造的全自动加工。积极鼓励企业与大专院校进行技术合作，广泛采用计算机辅助技术、人工智能技术等进行设计决策、模拟分析和估化设计，增强企业技术创 新能力。易模塑科技(深圳)有限公司目前在深圳模具业界处于领先地位，它引进先进的日本精密机械设备，并导入日本模具企业的流水线作业管理流程，使用日本模具制造业的先进工艺，从事各类精密注塑模具、铝合金压铸模具、锌合金压铸模具等的开发、设计和制造。近年来，该公已成业内翘楚，业务成长性高达300％。 1.2　国外模具的现状和发展趋势 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，据报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。 欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；意大利人均年销售额也在10万美元以上。与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。 1.3 垫片模具设计与制造方面 1.3.1 垫片模具设计的设计思路 冲裁是利用金属的塑性变形，将板料，棒料、型材或管材等按设计要求弯曲成一定曲率和一定角度的零件的一种冲压工序。它属于成型工序，是冲压加工的基本工序之一。弯曲件的尺寸精度与板料的厚度公差、材料性能、零件的形状和尺寸、模具结构和定位方式，以及工序的数量和先后顺序等因素有关。生产经验 表明，无特殊要求，弯曲件的尺寸精度以不高于IT13级为宜，角度公差应不大于+/-15°。如果对弯曲件的尺寸精度有较高要求，在结构设计上应设置定位工艺孔；对角度公差有较高要求时，应允许零件弯曲部位表面有轻微擦伤，或在弯曲工艺方面增加整形工序。 只有加强冲裁件基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲裁中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。 支件冲孔落料件是最典型的冲裁件，其工作过程很简单就冲孔落料，可采用单工序模、复合模具或级进模具，根据计算的结果和选用的标准模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据凸模与凹模工作配合长度决定．设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。 1.3.2垫片模具设计的进度 1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间20天； 2.确定加工方案，所用时间5天； 3.模具的设计，所用时间30天； 4.模具的调试．所用时间5天。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。 2冲压工序 2.1冲压工序类别 冲压是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。它包括冲孔、落料、切口、切边、剖切等多种分离工序。 一、按变形性质分类 （一）分离工序 被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的相当应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。这些冲压工序统称分离工序，如剪裁一冲孔、落料、切口等。 （二）成形工序 被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当应力处于材料的屈服极限与强度极限之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称成形工序，如弯曲、拉深、成形等变形工序。 常用的各种冲压加工方法，可见表1-2和表1-3。 二、按基本变形方式分类 （一）冲裁 使材料沿封闭或不封闭的轮廓剪裂而分离的冲压工序为冲裁，如冲孔、落料等。 （二）弯曲 将材料弯成一定角度或形状的冲压工序称为弯曲，如压弯、卷边、扭曲等。 （三）拉深 将平板毛坯拉成空心件，或将空心件的形状和尺寸用拉深模作进一步改变的冲压工序，称为拉深，有不变薄拉深和变薄拉深。 （四）成形 使材料产生局部变形，以改变零件或毛坯形状的冲压工序称为成形，如翻边、缩口等。 三、按工序组合形式分 （一）简单工序 当零件批量不大、形状简单、要求不高、尺寸较大时，在工艺上常采用工序分散的方案，即在一副模具内只完成零件的一个工序，此工序称为简单工序。 （二）组合工序 当零件批量较大、尺寸较小、公差要求较严时，用若干个分散的简单工序来冲压零件是不经济的或难于达到要求的。这时在工艺上多采用工序集中的方案，即将两种或两种以上的简单工序集中在一副模具内完成，称为组合工序。根据工序组合的方法，又可将其分为三类： 1．复合冲压在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。 2．连续冲压在压力机的一次行程中，在一副模具的不同位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。连续冲压所完成的冲压工序依次分布在条料送进的方向上，压力机每一次行程中，条料送进一个步距，同时冲压相应的工序。除最初几次冲压行程外，以后每次冲压行程都可以完成一个零件。 3．连续一复合冲压在一副模具内包括连续冲压和复合冲压的组合工序。 连续冲压和连续一复合冲压是高效率的组合工序，可使复杂零件在一副模具内冲压成形。在大批量生产中广泛采用。 此外，在生产中也常用冷冲压方法使零件产生局部的塑性变形来进行装配，此工序称为冷冲压装配工序，如铆接、弯接、冷塑压焊接等。 2.2冲模的发展状况 2.2.1冲模的先进制造工艺及设备 冲压模具设计制造出后，必须依赖合适的冲压设备才能实现其功效，选择的冲压设备合适与否严重影响着模具的使用效率，所以在生产线选择中选择什么样的压力机是个很重要的问题。一般而言，生产纲领和工厂投资规模决定着冲压设备的档次。根据生产纲领、模具数量及班产大小可以估算出手动冲压线所需的设备数量。生产线的设备排布则可根据汽车覆盖件的工序需要来确定，压力机工作台面尺寸及设备吨位可以根据最大零件尺寸来选择。设备台数以及是否应该采用冲压自动线数则可根据冲压工序数来决定。冲压自动线数生产效率较高，以三到四台单机组成的冲压自动线就可以实现高效率的生产。若采用大型多工位线，则一台大型多工位压力机就是一条完整的自动生产线，在大批量生产时其优势明显。 各种先进压力机特点如下所述： （1）多连杆驱动压力机 具有在压制过程中减慢速度，在空程和返程时加 快速度的变速功能，此功能有助于拉延成形和行程次数的提高，其生产率较高。另外，多连杆驱动压力机还可以取代双动压力机进行反拉延工艺，能够省略翻转冲压件的步骤而直接进入下道生产工序，从而减少了工作量和辅助设备的使用，有利于生产的自动化。另外，其设备噪音及生产噪音低，且抗冲击性强。所以，双动压力机必将逐步被多连杆压力机所取代。 （2）冲压自动线 与普通线相比较，冲压自动线的生产效率要高出一倍，而价格仅仅高50％。并且它还有较高的生产率及良好的柔性，同时还能够减少操作人数、消除制件表面磕碰划伤、消除不安全因素等。现在，我国的冲压自动线还很落后，必须引进吸收国外先进技术，加快全线的国产化步伐。 （3）大型多工位压力机 多工位压力机代表着当今冲压技术的国际水平，它主要由小型工业计算机网络控制的压力机主机、上料装置、工位间送料系统、数控液压拉伸垫、码垛装置、拆垛装置、快速换模系统、视频监控系统和电气控制系统等组成。其主要特点有：生产效率高、冲压件质量高、节省动能消耗、占地面积小、无不安全因素且所需工人少。在那些大的汽车制造企业中多工位压力机已得到了广泛的应用。根据国外的经验，汽车年产量达到30万辆以上，为降低覆盖件成本，就应该采用大型多工位压力机进行连续自动冲压。 目前在国内，采用4～6台单动压力机和l台双动拉深压力机（或多连杆单动拉深压力机）组成的冲压线进行冲压件生产的汽车制造企业约占90％，并且上下料多数采用手工操作。这就造成了工人劳动强度大、工作环境差，生产效率低，不能保证零件质量，占地面积大等结果，更主要的是与国外相比覆盖件制造成本要高2～3倍，这也正是导致我国汽车工业在国际市场缺乏竞争力的原因之一。在国内冲压线实现了单机联线自动化作业的仅有10％，生产效率较高，而对于大型多工位压力机，其应用更是接近空白。对此，我们能看出国内冲压行业与发达国家的巨大差距。 市场对生产自动化程度要求必定越来越高，车身覆盖件冲压也一定得向单机联线自动化和大型多工位压力机的方向发展。近年来，通过与内外合作和引进等方式，在很大程度上提高了我国汽车冲压生产线的自动化程度，如济南二机床集团公司近十年为国内提供了60多条汽车覆盖件冲压生产线。今后，先进的多连杆单动冲压线、冲压自动线和大型多工位压力机生产线等几种新的生产工艺必将在我国的得到广泛的应用。 3工艺分析 3.1工件的材料 工件图如图1所示：材料为65Mn，厚度为1mm。 图1 工件图 3.2工件的结构和尺寸精度分析 对课题应解决的主要问题，该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。由表查出．冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12一IT13。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工。选择复合模的原因：从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高，冲压工件尺寸精度较高，工件平整，对称度及位置度误差小，在一次行程内可完成两个以上工序，大大提高了生产率，但对模具制造精度要求较高，由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，结构一般要比单工序模复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降。 外形有直线和圆弧组成,用冲裁方法速度快,质量好,比其它加工方法(如铣削,切削)成本要低,效率要高,排样也较为方便。由于大批量生产,在保证质量的情况下,可以采用冲裁,对冲裁的凸,凹模要求就要提高,特别是凸模,要进行热处理,渗碳,淬火加回火等来提高强度和耐磨性,当凸模磨损产生误差时，要及时更換，来保证工件精度要求.对于冲压过程中产品的开裂、起皱等问题，利用理论知识计算分析。模具材料在保证质量的情况下，采用性能低的材料来节约成本。模具自动化程度高，操作方便，劳动强度低。对凸模的安裝和拆卸要方便，直接关系到凸模的更换。模具结构要设计合理，防止冲压时孔的开裂。 4制定工艺方案 4.1工艺方案的分析 通过对该工件的冲压工艺性进行分析，考虑到制件生产批量和产品的质量、生产效率、模具寿命、材料消耗及操作方便安全等因素，由冲压制件外观形状分析，该制件有落料、冲孔两道工序，所以确定此连接板的生产中可以采用下面的几套方案： 方案一：先落料模 - 后冲孔模-2副单工序模 方案二：先冲孔模 - 后落料模-1副级进模 分析： 方案一，定位不方便，操作起来非常的麻烦，此方案不可取； 方案二，定位简单可靠，冲裁的孔与外形的位置精度较高，工件较平整，具有校形的作用，模具制造复杂，可适用大批量生产，从以上比较多來看，在保证冲裁件质量的情况下，应尽可能降低成本，提高经济效益，工人操作方便、安全的情况下考虑，选择级进模比较合适。 4.2工艺方案的确定 经过全面分析、综合考虑，以零件质量、生产效益及经济性几个方面衡量，认为两种方案中方案二为最佳的方案，即采用落料冲孔级进模完成此制件的成品。 5工艺计算 5.1排样及材料的利用率 5.1.1排样的选用原则 由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形，采用有废料的直排法，比较方便、合理。 搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值a=2mm、侧面a=2.5mm。 5.1.2材料利用率的计算 采用直排的排排样方案，如图2所示： 计算冲压件的毛坯面积(用CAD自带的测了面积工具)： S ≈304mm2 送料步距A：送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离，每次只冲一个零件的步距按式：A＝D＋a， A≈11.3＋2＝13.3mm 条料宽度B：B≈（40.7+2.5×2）mm=45.7mm 图 2 排样图 通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示，按式： =100%=100% 式中 —— 一个步距内零件的实际面积 —— 一个步距内所需毛坯面积 A—— 送料步距 B—— 条料宽度 带入数据可得： =100%=100%=59% 5.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算 计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算： 式中 FP-------冲裁力（N）； L--------冲裁周边长度（mm）； t--------冲裁料厚(mm)； τb--------------- 抗剪强度（MPa）； （1）落料力计算 按上式： 式中： F落――落料力（N）； L――工件外轮廓周长（mm）； T――材料厚度（mm），t=1mm； τ――材料抗剪强度（MPa）。由查表，。 根据零件图可算轮廓长度L =154.74mm 则 （2）冲孔力 式中 ――冲孔力（N）； L――工件外轮廓周长（mm）； T――材料厚度（mm），t=1mm； τ――材料抗剪强度（MPa）。由查表，。 根据零件图可算轮廓长度L =6.3mm 则 （3）落料时的卸料力的计算 =KX 式中 -----------卸料力（N）； -----------落料力（N） KX ------卸料系数，查《冲压模具简明设计手册》表3-11，P57其值为0.03～0.04（薄料取大值，厚料取小值），取K=0.04。 则 =KX =0.04×46.422=1.8（KN） （4）冲孔时的推件力的计算 =nkT 式中 -------------推料力（N）； K1------推料系数，查《冲压模具简明设计手册》表3-11，其值为0.05； n------ 梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h为刃口部分的高（mm），t为材料厚度（mm），其中，h=5mm，t=1mm，取n=5， 则 =nkT=5×0.05×1.89≈0.47(KN) 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和 = + ++ 式中：冲裁力 =46.422KN，=1.89KN，卸料力=1.8KN，推料力=0.47KN，则: = + ++=50.582kN 由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力选择压力机。参照设计手册选取公称压力为的压力机，压力机型号为J23-10。 5.3压力中心的计算 按比例画出零件形状，选定坐标系xOy，如下图3所示。因零件前后对称，即yc＝o。故只需计算xc。将工件冲裁周边分成l1，l2，…. l6基本线段，求出各段长度及各段的重心位置： 图3 压力中心计算图 -221.875 -64.056 -12.566 629.1475 196 96.35 20.71 179.52 267.51 27.843 5.4模具刃口的尺寸和公差的确定 5.4.1冲裁间隙的确定 间隙在冲裁模中指凸、凹模刃口间缝隙的距离，通常称为单边间隙。考虑使用习惯，仍采用双边间隙作为间隙的定义。 对普通冲裁，间隙对冲裁力和卸料力有明显影响。特别对卸料力影响显著。与此同时，间隙还影响冲裁件的尺寸和模具寿命。试验表明，当间隙过小时，落料件尺寸大于凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸；间隙过大时，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔件大于凸模尺寸。在正常使用情况下，间隙增大，模具寿命会明显提高。 选用冲裁间隙的主要依据是在保证冲件断面质量的前提下使模具寿命提高。在通常情况下，可根据冲件剪切表面质量及尺寸精度、模具寿命等因素，将冲裁间隙分为两大类。其中小间隙主要适用于电子、电工、仪表等行业，冲裁厚度较薄(t≤0.5㎜)；大间隙适用于冲裁厚件(t＞0.5)的冲模以及一般技术要求的模具。 5.4.2凸、凹模刃口尺寸计算 模具刃口尺寸计算方法分为两种。一种是凸模和凹模分开加工，一般在制造的冲裁模批量较大时采用此方法；另一种是凸模和凹模配合加工。由于凸模和凹模配合加工这种方法有利于获得最小合理间隙，放宽对模具加工设备的精度要求，因此对于冲制复杂形状零件的冲模，单件或小批量生产的冲模时，大采用配合加工法加工凸模和凹模[8]。 对于冲孔可以采用分开加工的方法。 通过查表得： 间隙值， 凸、凹模制造公差：， 校核：， 满足：的条件，可以采用分开加工。 工件图中未注公差的可查表，尺寸偏差数值如下 mmmm 查表得：磨损系数为x=0.75； 代入公式： 凸模尺寸计算： 凹模刃口尺寸计算： 表1 配合加工时，落料凹模尺寸的计算公式 工序性质 制件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 按凹磨尺寸配制，其双面间隙为 C 对于外轮廓的落料，由于形状复杂，故采用配合加工的方法，利用表1的公式进行计算。其凸、凹模刃口尺寸计算如下（未注公差可查表）： 磨损之后增大的尺寸： 40.7mmmm 11.3mm R5.65mmmm 6mmmm 4mmmm 利用公式： 磨损之后减小的尺寸： R2.5mmmm φ5mmmm 4.4mmmm 1.5mmmm 利用公式： 磨损之后不变的尺寸： 20.5mmmm 14mmmm 利用公式： 落料凸模按间隙0.30-0.34配合加工。 5.5工作零件的设计 5.5.1凸模的设计 根据凸模工作断面选择圆柱形凸模。凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。 通过分析，凸模的的长度设计为35mm。 5.5.2凸模强度的校核 压应力校核 式中 —— 凸模最小直径(㎜)； —— 材料厚度(㎜)； —— 材料的抗剪强度(MPa)；10钢为310～380MPa，取330MPa； ——凸模材料许用压力(MPa)；本设计凸模材料选用T10A，取1600MPa。 则 ㎜，远远小于2mm，故满足使用要求。 5.5.3凹模的设计 凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，选择直刃口形式。凹模的外形尺寸。高度取20m；壁厚c取30mm左右。 5.6压力机的选择 5.6.1压力机的选择 由前面压力机公称压力计算初选的压力机型号：J23-10，查《模具实用技术手册》表2-3得压力机主要技术参数如下： 公称压力：100 KN ； 滑块行程：45 mm ； 最大闭合高度：180 mm ； 最大装模高度：180 mm ； 连杆调节长度：35 mm ； 工作台尺寸（前后x左右）：130 mm x 200 mm ； 垫板尺寸（厚度）：35 mm ； 模柄孔尺寸：30 mm x 60 mm ； 最大倾斜角度： 由上述技术参数可知，所选压力机J23-10型号可用。 6模具结构合理性分析 6.1模具工作过程 模具工作时，第一次送料，依靠始用挡料销定位，上模下行，首先冲异性孔凸模和冲孔凸模先冲孔，然后外形凸模再进行冲压，卸料板7和凹模8在上模和橡胶的作用下压紧坯料。上模继续下行，凸模14和凸凹模21完成冲孔，同时在凸凹模21和凹模8的作用下完成落料，完成之后，冲孔的废料通过下模的废料孔落下，工件留在凹模19中，在推件器20的的作用将工件推出。上模上行，卸料板在橡胶的作用下完成卸料。以后的每次送料都有固定挡料销24定位，有导料销20完成导向作用。 7模具主要零件的设计 7.1定位方式的选择 定位方式的选择通俗的说既是选择定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正确的位置，定位零件的结构形式很多，用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销、侧刃等，用于对工序进行定位的定位零件有定位销、定位板等。 定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结构形式与生产效率要求等选用相应的标准。 因为该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距，导料销精定位。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来确定。 7.2卸料﹑出件方式的选择 卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。 卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置﹑弹性卸料装置和废料切刀三种。 固定卸料装置 , 固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或弹簧）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或弹簧的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。 出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我通常把超过上模内的出件装置称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。 综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为1mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料装置，卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹簧组成。冲制的工件由推板、推销和推件块组成的刚性推件装置，冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 7.3弹性元件的设计 卸料弹簧的设计计算，选用的2个弹簧的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 卸料弹簧的设计计算： a、 料板工作行程： 式中： 为凸模凹进卸料板的高度取为 t为工件厚度取 为凸模冲裁后进入凹模的深度取 b、弹簧工作行程： 式中： 为凸模修模量，取 c弹簧自由高度： 一般情况下取为H自由的25% d、弹簧预压缩量： e、每个弹簧承受的载荷： 选用4个圆筒形弹簧故 f、弹簧的外径： 式中： 为圆筒形弹簧的内径，取为； 。 g、校核弹簧自由高度： 看看是否满足此不等式 满足条件。 h、弹簧的安装高度：24 7.4模架的选择 模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。通过分析选择中间导柱模架。 上模座：L/mm=1008040 下模座：L/mm＝1008030 导柱：d/mmL/mm=20150 导套：d/mmL/mmD/mm=206532 垫板的厚度定为：10mm 凸模固定板厚度：15mm 凹模厚度：20mm 卸料板厚度取：10mm 橡胶外露高度：24mm 凸凹模固定板：15mm 下垫板：10mm 模具的闭合高度： H＝171mm 7.5压力机的校核 由于级进模的特点，为防止设备超载，可按公称压力选择压力机。参照设计手册选取公称压力为的压力机，压力机型号为J23-10。 下表为压力机J23-10技术参数：（《冲压模具简明设计手册》表13.10，P389） 表1 型 号 J23-10 公称压力/kN 100 滑块行程/mm 55 滑块行程次数/次/min 150 最大闭合高度/mm 200 闭合高度调节量/mm 40 垫板尺寸（厚度mm×孔径mm） 40×210 模柄孔尺寸（直径mm×深度mm） Φ30×60 工作台尺寸 前后 300 左右 450 总 结 通过冲压毕业设计，我进一步巩固了冲裁理论知识。并且也加深了相关理论知识的认识。同时熟练掌握了专业工具书的使用方法。在整个过程中，增强了自己的动手能力及独立思考解决问题的能力。当然，由于本人水平有限及缺乏生产实际经验，该设计难免存在不足之处。希望老师对此提出批评意见，在此表示万分的感谢。 根据相关资料文献、手册，完成垫片结构设计，并进行了一些尺寸的相关校核，做出了冲压模具的设计方案，并在此基础上完成了模具总装配图纸。利用Auto CAD等相关软件，完成了一些相关二维图形，使设计的模具得以直观显示。 致谢 毕业设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。 在学校中，我们主要学的是理论性的知识，而实践性很欠缺，而毕业设计就相当于实战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来，使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识；这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。 三年的时间很快就过去了，在此非常感谢韩老师在百忙中抽出时间对我的毕业设计进行指导和修改。由于我个人能力有限，设计中有不足之处，还请老师进行批评指正。 25 参考文献 [1] 寇世瑶主编.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2007.12 [2] 柯旭贵、张荣清主编.冲压工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社，2012.9 [3] 周理主编.冷冲模设计指导教程与简明手册[M].长沙：中南大学出版社，2010 [4] 周玲主编.冲模设计实例详解[M].北京：化学工业出版社，2007 [5] 原红玲主编.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2008.8