毕业设计（论文）-垫圈冲孔落料级进模设计（含全套图纸）

毕业设计（论文）-垫圈冲孔落料级进模设计（含全套图纸） 垫圈冲孔落料级进模设计 全套CAD图纸，联系QQ153893706 摘 要 本设计进行了冲孔落料级进模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如:凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、挡料销、导正销等。模架采用模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。此外，本模具采用始用挡料销和固定挡料销。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。 关键词: 级进模;校核;冲孔;落料 I Abstract The design of the banking and punching progressive modulus design.This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends.The product of a detailed analysis and the identification process.Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts,such as:punch and die.Punch plate,feet behind the sales,marketking and other derivative is.Die-standard model planes,to choose a suitable stamping equipment.Dsign work on the parts and specifications will press for the necessary checking caculation.In addition,the die block used only with marketing materials and immovable the marketing materials.Blanking punch contents is a derivative sales,and guarantee the workpiece and the shape of the holes in the relative position,imprve processing accuracy.So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. Keywords: Progressive die ;Check ;Punching;Blanking II 目 录 1 绪论 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 1.1 毕业设计的研究背景 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 1.2 我国模具工业和技术的发展方向 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 1.3 课题研究的模具的主要特点 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 1.4 课题研究的相关技术简介 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 1.5 课题研究的主要内容及意义 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 1.5.1 课题研究的主要内容 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 1.5.2 课题研究的意义 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 2 冲压件的工艺分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5 2.1 零件工艺性分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5 2.2 冲裁工艺方案的确定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6 2.3 零件工艺计算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6 2.3.1 排样计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6 2.3.2 冲压力计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7 2.3.3 压力中心计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 8 2.4 冲压设备的选用 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 9 3 模具结构的设计?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 10 3.1 模具零部件结构的设计 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 10 3.1.1 标准模架的选用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 10 3.1.2 卸料装置的设计 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11 3.1.3 其他零部件结构的设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12 3.2 冲模刃口尺寸及公差的计算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 13 3.2.1 冲孔部分 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 13 3.2.2 落料部分 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 14 3.3 确定各主要零件结构设计及尺寸计算 ???????????????????????????????????????????????????????????????? 15 3.3.1 凹模结构的设计 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 15 3.3.3 凸模的结构设计及尺寸计算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 16 4 压力机相关参数的校核 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 5 结论 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 20 III 致谢 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 错误～未定义书签。21 参考文献 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 错误～未定义书签。22 IV 1 绪论 1.1 毕业设计的研究背景 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 1.2 我国模具工业和技术的发展方向 随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具产业已经与世界模具产业密不可分，中国模具在世界中的地位和影响越来越重要。我国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面: (1)模具结构日趋大型、精密、复杂，模具寿命日益提高 一方面由于成型(形)零件日趋大型化以及高效率生产所要求的一模多腔(如塑封模已经达到一模几百腔)，使模具日趋大型化。另一方面，随着零件微型化和模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)，模具精度由原来的5μm提高到2,3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在1μm以下，这必将促进超精密加工的发展。 (2)CAD/CAE/CAM技术在模具设计制造中的广泛应用 模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践，模具CAD/CAM/CAE技术是当今最合理的模具生产方式，即可用于建模、为数控加工提供NC程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型(形)过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其核心理念是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，以便充分发挥各单元的优势和攻效。 (3)快速经济制模技术的推广应用 快速模具制造及快速成型技术(RP)是在近两年内迅速发展起来的，并向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本低的特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造嫁接了先进的RP及NC技术，有效满足了一些高精度、高寿命模具的生产需求。具体新技术包括快速原型制造技术(RPM)、表面现象成形技术、浇铸成型制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术等。 (4)新技术在塑料模具中的推广应用 1 采用新型热流道技术是塑料模设计制造中的一大变革，可显著提高模具制造的生产效率和质量，并能大幅度节省制件的原和节约能源，国外模具企业已有一半用上了该项技术，有的企业甚至已达80%以上，气体辅助注射成型也是塑料成型的一种新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好、易于成型、壁厚差异可以较大等优点， 大幅度降低成本。 可在保证产品质量的前提下， (5)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种，发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。 (6)开发优质模具材料和先进的表面处理技术 模具材料是模具工业的基础。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，系列化程度已越来越高。中国是世界第一产钢大国，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需要约70万顿模具钢，有相当一部分需要进口。为了扭转这种局面，应根据模具对使用性能的新要求，通过调整材料部分，或借助先进的工艺方法和工艺手段，不断开发具有特殊使用性能的新型模具材料。 (7)高速铣削在模具加工中的推广应用 高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的5,10倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点，是高精度型腔模具的重要加工手段。国外近年来发展的高速铣削加工，主轴转速可达到40000,100000r/min，快速进给速度达到30,40m/min，换刀时间可提高到1,3s，大副度提高了加工效率，并可获得Ra?10μm的加工表面粗糙度，形状精度可达10μm。高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是给汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 (8)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程 随着三坐标测量机、扫描仪等先进测量仪器的应用，现代检测技术正向高速度、高精度、高适应性、数字化、自动化方向发展。 逆向工程(RE)又称反向工程或求反工程，通过对实物或零件进行扫描测量以及各种先进的数据处理手段获得产品的几何信息，然后充分利用CAD/CAM技术快速、准确地建立产品的数字几何模型，进行数据重构设计，最后经过适当的工程分析、结构设计和CAM编程，就可以加工出产品模具。 2 (9)开发成形新工艺和模具，培养新理念和新模式 在成形工艺方面，主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等。另外，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式，主要有:适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的团队精神，精益生产;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理;广泛采用标准件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。此外，大力研发模具的抛光技术和模具制造设备，可进一步改善成型产品的表面质量。 1.3 课题研究的模具的主要特点 由于本课题设计的模具为级进模，故在这里进行简单的介绍。 级进模，也叫连续模。由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。 级进模的主要特点有: (1)级进模是多任务序冲模，在一副模具内，可以包括冲裁、弯曲成型和拉伸等多种多道工序，具有很高的生产率; (2)级进模操作安全; (3)易于自动化; (4)可以采用高速冲床生产; (5)可以减少冲床场地面积，减少半成品的运输和仓库占用; (6)尺寸要求较高的零件,不宜使用级进模生产。 1.4 课题研究的相关技术简介 CAD也是本课题最主要的做图工具，这里进行简要介绍。 CAD是计算机辅助设计(Computer Aided Design)的简称，是当今世界发展最快的技术之一。它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进了市场的发展。目前，CAD技术已经在许多领域中得到应用，这里只讨论在制造业中的应用。 CAD技术的概念，在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。根据产品开发计划和对产品功能的要求，不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计，而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识，在CAD系统和数据库的 3 支持下进行工作。这种工作方式设计出的产品大大优于单个设计师凭个人脑力和能力设计出的产品;另外，CAD输出的结果也不仅仅是装配图和零件图，还包括设计、制造过程中应用计算机所需的各种信息。 1.5 课题研究的主要内容及意义 1.5.1 课题研究的主要内容 (1)对垫圈进行工艺分析，拟定工艺方案; (2)冲压工艺计算及设计; (3)模具结构设计，零部件尺寸计算及设计; (4)用AutoCAD画出模具装配图及各重要零件图。 1.5.2 课题研究的意义 由于该冲压模具的设计包含了产品的工艺分析、模具的结构设计、零部件尺寸的计算以及大量CAD制图任务等，可以让人更深入的了解整个设计过程。对即将跨入模具行业我们，能完成一个像这样的课题，应该很不错了。这个课题不仅增加了我们对模具设计整体的感性认识，并且充分的考验了我们所学的知识(如大量CAD制图技术)。更重要的是通过整个设计，知道了我们该改善的地方，增加了我们进入这个行业的信心，以便更好的适应这个行业。 4 2 冲压件的工艺分析 2.1 零件工艺性分析 工件垫圈为图2-1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度为2mm，生产批量为大批量。 图2-1 垫圈工件图 工艺性分析内容如下: (1)材料分析 对于冷冲压所用的材料，不仅要满足设计的技术要求标准，还应当满足冲压的工艺要求。主要应该具备一下几点:?应当有良好的可塑性。?应该具备抗压失稳起皱的能力。?应该具备光洁、平整、无缺陷损伤的表面状态。?材料的厚度公差和外形尺寸公差应该符合国家标准。Q235为普通碳素结构钢，抗剪强度为300Mpa，具有较好的冲裁成形性能。 (2)结构分析 零件形状简单、对称，由圆弧和直线组成，对冲裁加工较为有利。但孔边距较小，故不适合精度要求高的冲压工序。 (3)精度分析 一般冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，该孔中心与边缘距离尺寸公差为?0.2mm。将以上精度和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 5 求能够在冲裁加工中得到保证。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。三个孔的中心在同一条直线上的位置精度满足形位公差要求。 2.2 冲裁工艺方案的确定 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下: 方案一:先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。 方案二:落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。 方案二采用复合模加工，复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。 方案三采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。 比较方案二与方案三，对于所给零件，由于两小孔比较接近轮廓边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。 2.3 零件工艺计算 2.3.1 排样计算 (1)排样方案的确定 分析零件形状，零件是一个形似平行四边形的中心对称图形，故采用最节省材料的单排方案。 (2)搭边值的确定 由表确定搭边值，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值b=2.0mm，侧边取搭边值a=2.2mm。 则进距: h=22.65+2?25mm 条料宽度: 0000B,(L，2a，C),(19.8，2，2.2，0.7),25 ,,,,,,0.70.7 6 式中:B——条料的宽度，单位mm L——冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸，单位mm a——侧搭边值 C——导料板与最宽条料之间的间隙 Δ——条料宽度的单向(负向)公差 查表得:?=0.7 排样图如下: 2.2 30? 025-0.7 2225 图2-2 工件排样图 (3)材料利用率 由于工件图形特殊，计算较为复杂，且排样方案为单排方案，故只计算裁板率。 查表可知，可利用1000×4000的板块冲裁制件。 因为进距为25mm,条料宽带也为25mm，是板块长度与宽度的因数。故裁板率为100%。 2.3.2 冲压力计算 该模具采用钢性卸料和下出料方式。 基本计算公式为: (2-1) F,KLT, 式中:L——冲裁周边长度，单位mm t——材料厚度，单位mm ——材料抗剪强度，单位Mpa , K——系数，一般取K=1.3 零件的材料厚度2mm，Q235钢的抗剪强度取300Mpa。 (1)落料力 引用基本公式(2-1) ，，9.9，62，2，118，,,,, F,KLt,1.3，2，，2，9.87，，2，300,53920N,,,落,,180180,,，， 7 (2)冲孔力 引用基本公式(2-1) 中心孔所需的冲孔力: F,K.L.t.,,1.3，11，,，12，300,26941N孔1 两个小孔所需的冲孔力: ，，F,K.L.t.,,1.3，4.1，,，2，2，300,20083N孔2 冲裁件的推件力，查表，根据凹模刃口形式，可知刃口高度h=4mm，K,0.055推 则n=h/t=2个。故: F,nKF,2，0.055，53920,5931N，K,0.055推落推推 F,nKF,2，0.055，26941,2964N，K,0.0551孔推孔1推推 F,nKF,2，0.055，20083,2209N，K,0.055推孔2推推 为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时，避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三个冲孔凸模设计成阶梯凸模形式。如图2-3。 图2-3 阶梯凸模草图 则冲孔落料所需的最大冲压力为: F,F，F，F，F,53920，26941，5931，2964,89756N总孔1落推落推孔1 2.3.3 压力中心计算 计算压力中心的目的有:(1)使冲裁压力中心与冲床滑块中心重合，避免产生偏弯矩，减少模具导向机构的不均匀磨损。(2)保持冲裁工作间隙的稳定性，防止刃口 8 局部迅速变钝，提高冲裁件的质量和模具的使用寿命。(3)合理布置凹模型孔位置。 根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时的压力中心在上;冲孔时、FOF1孔1孔1 的压力中心在上。如图2-4。 FO2孔2 图2-4 压力中心测定图 设冲模压力中心离点的距离为x，根据力矩平衡原理得: O1 ，，，， F,x,25,x,F，F孔1孔2落 x,11.65mm2.4 冲压设备的选用 选用冲压设备的公称压力应大于计算出的总压力;最大闭合高度应大于F,89756总 冲模闭合高度+5mm;工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。根据冲压力的大小为 的1.1,1.3倍，结合实际可选取开式双柱可倾压力机J23—16。 F总 其主要技术参数如下: 公称压力:160kN 滑块行程:70mm 最大闭合高度:220mm 连杆调节量:60mm 工作台尺寸(前后mm×左右mm): 300，450垫板尺寸(厚度mm×孔径mm): 40，110模柄尺寸(直径mm×深度mm): ,30，50 ,最大倾斜角度: 30 9 3 模具结构的设计 3.1 模具零部件结构的设计 3.1.1 标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。 凹模厚度的确定: 33 H,0.1p,0.1，89756,21mm式中:——取总压力 p 则系数: W,1.2H,26mm 凹模长度: L,b，2W,30，2，26,82mmd 工件长度为: b,30mm 凹模宽度的确定: Bd B,步距，工件宽，2Wd2 取步距为25mm，工件宽为19.8mm。 则系数为: W,1.5H,32mm2 凹模宽度为: B,25，19.8，2，32,109mmd 所以，凹模的厚度为H=21mm(取25mm)，凹模的总长为L=82mm(取100mm)， 凹模的宽度为 B=109mm,(取120mm)。通过按标准合适的调整得到凹模外形尺寸为: 。 120mm，100mm，25mm 模具采用对角导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为: 上模座 250mm，200mm，40mm 下模座 250mm，200mm，45mm 导柱 左 d/mm，L/mm28mm，150mm 右 32mm，150mm 导套 左 d/mm，L/mm，h/mm28mm，100mm，38mm 右 28mm，100mm，38mm 10 选择对角模架是由排样的形式和凸凹模的安装位置来确定的，可以便于纵向或横向送料，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具倾斜。 上、下模座材料选用HT250钢，为矩形模座，满足外形尺寸应比凹模相应尺寸大40,70mm，厚度为凹模厚度的1,1.5倍等要求，以匹配模具。 采用滑动导柱，导套来保证上、下模的精确导向，加工方便，容易装配。材料采用20钢，为了增加表面硬度和耐磨性,应进行表面渗碳处理,渗碳后的淬火硬度为HRC58,62。导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合。导柱和导套的配合可根据凸、凹模间隙选择，间隙小于0.3mm时，采用H6/h5配合;间隙大于0.3mm时，采用H7/h6配合。 3.1.2 卸料装置的设计 (1)卸料板的确定 刚性卸料装置适用于0.5mm以上条料，而弹性卸料装置出于卸料力的考虑只适用1.5mm以下，固选择刚性卸料装置。用螺钉和销钉固定在下模上，能承受较大的卸料力，卸料安全，可靠。材料选用Q235钢，长和宽尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，卸料板的厚度取决于卸料力的大小及卸料尺寸，一般取5,12mm，这里确定卸料板外形尺寸为，如图3-1。 120，100，12 A-AB-B B A A B 图3-1 卸料板零件简图 (2)导料板的确定 11 选用材料选用T8钢，长和宽尺寸选用典型模架组合尺寸，查冷冲模设计表，厚度H=6mm，导料板的外形尺寸为:，由此表还可知挡料销高度h=3mm。 100，80，6 这里把导料板和卸料板设计为一体，内表面粗糙度为Ra0.8，外表面粗糙度为Ra1.6。 如图3-1导料板和卸料板共同组成了卸料装置，同时也起导料作用。 3.1.3 其他零部件结构的设计 (1)凸模固定板的设计 材料选用Q235钢，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一样的尺寸，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置，其厚度取凹模厚度的0.6,0.8，取0.8。落料、冲孔凸模固定板的外形尺寸为:，固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6。内120，100，20 表面粗糙度取Ra0.8，外表面取Ra1.6。如图3-2。 B-BA-A B A A B 图3-2 凸模固定板零件简图 (2)垫板的确定 材料45，长和宽的尺寸选用典型模架组合尺寸，垫板的外形尺寸为:。 120，100，8 (3)模柄的选择 模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。在设计模柄时，模柄的长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与压力机滑块上的模柄孔径一致。 选用带螺纹的旋入式模柄，材料Q235，这种模柄可较好地保证模柄轴线与上模座的垂直度。它与上模座孔采用H7/m6，属于过渡配合。根据压力机J23-16的相关参考可知，模柄的外形尺寸为:，用于小型模具。 d，h,30，50 12 (4)导正销与挡料销的设计 为了保证级进模冲裁件各部分的相对位置精度，在级进模中可采用导正销与挡料销的配合使用。工作时，始用挡料销限定条料的初始位置，进行冲孔。始用挡料销在弹簧作用下复位后，条料再送进一个部距，以固定挡料销定位，落料时以装在落料凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外圆的相对位置精度。 设计有导正销的级进模，挡料销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能。固定挡料销的位置可由式计算: Dd (3-1) e,c,，，0.1mm22 式中:c——条料进距(mm); D——落料凸模直径(mm); d——挡料销的头部直径(mm); 0.1——导正销往前推的活动余量(mm)。 由(3-1)式可解得:e=16.76mm。 固定挡料销与销孔采用H7/r6配合，导正销与落料凸模采用H7/r6配合。 (5)螺钉、销钉选择 ?螺钉的选择 上模座固定螺钉选用4—M12 下模座固定螺钉选用4—M12 卸料螺钉选用4—M10 ?销钉的选择 下模座连接销钉选用2— ,12 3.2 冲模刃口尺寸及公差的计算 3.2.1 冲孔部分 对冲孔和孔用凸、凹模分开的加工方法。 ,11,4.1 表3-1 冲裁间隙分类及双面间隙值Z (t%mm) 制件 分类 I II III 低碳钢08F，10F，Q235，10，20 6~14 >14~20 >20~25 中碳钢45，1Cr18Ni9Ti,4Cr13,可伐合金 7~16 >16~22 >22~30 高碳钢T8A,T10A，65Mn钢 16~24 >24~30 >30~36 由表3-1查得: 13 ， Z,0.360mmZ,0.246mmmaxmin Z,Z,0.360,0.246,0.114mmmaxmin式中:——凸凹模最大初始双向间隙(mm) Zmax ——凸凹模最小初始双向间隙(mm) Zmin 孔时: 对冲,11 ， ,,0.020mm,,0.020mmpd对冲孔时: ,4.1 ， ,,0.020mm,,0.020mmpd ,，,,0.020，0.020,0.040mmpd 式中:——凸模下偏差，按IT6,IT7选取 ,p ——凹模上偏差，按IT6,IT7选取 ,d 由此可知，满足公差间隙校核条件: ,，,,Z,Zpdmaxmin 查表得，则: x,0.5 冲孔部分: ,11 000，，，，d,d，x,,11，0.5，0.05,11.025mm p-0.020,,,0.020p 0.020，,，0.020，d，，，，d,d，Z,11.025，0.246,11.271mm dpmin000 冲孔部分: ,4.1 ，0.2该尺寸极限偏差转化为。 ,4.20 000，，，，d,d，x,,4.2，0.5，0.2,4.3mm p-0.020,,,0.020p 0.020，,，0.020，d，，，，d,d，Z,4.3，0.246,4.546mm dpmin000 式中:——冲孔凸模基本尺寸(mm) dp ——冲孔凹模基本尺寸(mm) dd , ——制件公差 ——磨损系数，其值与冲裁件的制造精度有关。当冲裁件精度在IT14时，x 。 x,0.5 3.2.2 落料部分 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法。 落料以凹模为基准，为使模具具有一定的使用寿命，应考虑加、减备磨量。 ,x 非圆形与圆形凹模刃口尺寸计算不同之处是凹模各组成尺寸磨损后的变化情况不 同，计算时要分析凹模各尺寸磨损的变化情况。磨损后增大的尺寸应减去一个备模量; 14 磨损后减小的尺寸应加上一个备磨量;磨损后既不增大也不减小的尺寸可不考虑备模量。 当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。 零件图中末注公差的尺寸由表查出其极限偏差: 00， R4R9.9,,0.300.36 ，0.5-0.200，尺寸极限偏差需转化为，。 30.53119.819.6，0.200-0.5 查表得 ，则落料凹模刃口尺寸为: x,0.50.2，，,0.125，d4 ，，，，A,A,x,,31.5,0.5，0.5,31.25mmd300000.3，，,0.075，d4 ，，，，A,A,x,,19.6,0.5，0.3,19.45mmd19.80000.36，，,0.09，d4 ，，，，A,A,x,,9.9,0.5，0.36,9.72mmd9.90000.30，，,0.075，d4 ，，，，A,A,x,,4,0.5，0.30,3.85mmd4000 该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值满足:。 Z~Z,0.246~0.360minmax 3.3 确定各主要零件结构设计及尺寸计算 3.3.1 凹模结构的设计 在3.1章节里已经确定了凹模的外形尺寸，这里主要对凹模外形进行选型。 常用的凹模洞口形式有三种，分别是: (1)圆柱形孔口 这种结构工作刃口的强度较高，刃磨后工作部分的尺寸不变。主要用于冲制料较厚、形状较复杂的制件。 (2)锥形孔口 这种结构工作刃口刃磨后，工作部分的尺寸会变大。主要用于冲制精度较低、形状较简单的制件。 (3)具有过渡圆柱形孔口 具有圆柱形孔口的特点，并且制造方便，是生活中常用的一种结构。 综合考虑，选用第3种具有过渡圆柱形孔口的形式。凹模孔的内表面粗糙度为Ra0.8，外表面为Ra1.6。 冷冲模凸模、凹模或凸凹模是完成条料冲压成形的最主要的工作零件。 凹模工作部分的硬度要求通常为60,64HRC。本次设计模具的凹模边缘倒圆角，硬度要求为60,63HRC，材料为T10A，如图3-3。 15 A-AB-B B A A B 图3-3 凹模零件简图 3.3.3 凸模的结构设计及尺寸计算 (1)凸模结构 常见的凸模形式有: ?台肩式凸模 这种凸模结构主要用于横断面简单(如圆形、方形等)，装配修模方便，具有较好的固定性和工作稳定性的情况。故在模具中经常采用，这里用于冲孔凸模的结构形式。 ?直通式凸模 即凸模沿轴线方向横断面尺寸相同。这种凸模结构对于冲制非圆形制件非常实用。这里作为落料凸模的结构形式。 (2)凸模的固定方式 主要有台肩式和铆接式固定两打类。这里落料凸模采用铆接式固定，冲孔凸模采用台肩固定式。 (3)凸模基本结构参数的确定 台肩固定式凸模的台肩尺寸一般大于凸模刃口尺寸3,5mm。 凸模长度计算为: L,h，h，h，t，h,6，12，20，2，14,54mm123 其中初定:导料板厚 h,6mm1 16 卸料板厚 h,12mm2 凸模固定板厚 h,20mm3 料厚t=2mm 式中:h——增加长度，它包括凸模的修磨量10mm，凸模进入凹模的深度2mm， ,20mm，这凸模固定板与卸料板之间的安全距离2mm等，一般取10 里取h=14mm。 修磨之后的实际长度为: 冲孔凸模为台肩形式，台肩厚度取6mm，冲大孔凸模长度为38mm。由于是阶梯形式，大孔凸模长度要比小孔凸模大一个料厚，所以冲小孔凸模长度为36mm。刃口部分表面粗糙度Ra0.4，模壁表面粗糙度为Ra0.8。 落料凸模为直通式凸模，长度为44mm，螺钉吊装，铆接深度为2mm。刃口部分表面粗糙度Ra0.8。 如图(3-3)和图(3-4)，分别为冲孔凸模和落料凸模零件图。 图3-3 冲孔凸模零件简图 冲孔凸模的刃口部分淬火硬度为60,63HRC，刃口部分热处理长度为10,12mm。冲孔凸模与凸模固定板采用H7/m6配合。 冲模一般需要进行预备热处理和最终热处理。 17 冲模的工作零件的预备热处理是毛坯常采用退火、正火工艺，其主要目的是消除内应力，降低硬度以改善切削加工性能，为最终热处理做准备。 冲模工作零件的最终热处理是在精加工前进行淬火、低温回火处理，以提高其硬度和耐磨性。 图3-4 落料凸模零件简图 落料凸模的刃口部分淬火硬度为60,63HRC，刃口部分热处理长度为10,12mm。铆式凸模多用高碳钢制造。这里两种凸模都才用T10A材料。落料凸模与凸模固定板采用N7/h6配合。 18 4 压力机相关参数的校核 压力机的闭合高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面到工作台上表面的距离。闭合高度减去垫板厚度的差值，称压力机的装模高度。没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。 模具的闭合高度是指工作行程终了时，模具上模座顶面到下模座底面之间的距离。 模具的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度H与最小装模高度H之间，模具maxmin否则就不能保证正常的安装与工作。其关系为 H，10mm,H,H,5mmminmax装模 44+25+18+40+45+8=180mm220mm(满足闭合高度要求) , 但180〈H=180+10=190,应加垫板保证正常的安装。 min 工作台面(或工作垫板)尺寸一般应大于模具底座各边50,70mm。 其孔眼尺寸应大于工件或废料尺寸，以便漏料;对于有弹顶装置的模具，工作台孔眼尺寸还应大于下弹顶器的外形尺寸。 开式双柱可倾压力机J23—16，如图4-1。 图4-1 开式双柱可倾压力机 19 5 结论 到今天为止，三个多月的毕业设计终于可以画上一个句号了。在自己的努力和指导老师的指导下，我比较顺利地完成了毕业设计的任务。虽然设计中仍有很多不足，但通过这次毕业设计，我对模具设计的过程有了进一步的了解，学到了很多对今后工作有帮助的本领。毕业设计不仅是对所学到的知识的一次大检验，更是对自己的综合能力的考验。比如凸模的阶梯形式设计和卸料板与导料板的组合设计，这都是一次从未有过的接触。主要的的收获和体会有以下几个方面: (1)学到了根据产品设计相应模具的方法。模具设计的过程是创造性劳动的过程，其过程应按科学程序进行，一般包括产品的工艺分析、拟定设计方案、总体设计、零部件设计、技术资料整理、产品试制、改进设计等过程，经过多次改进，才能完善和成熟。 (2)提高了综合运用所学知识的能力。以前学习课本上的内容，感觉都是单独的一门，没多大的联系。这此毕业让我明白了，所学的知识完全可以是一个整体。设计一整套的模具就必须用到所有的知识才能完成，缺一不可，而且还需要大量深入的了解相关知识。 (3)巩固了计算机绘图的能力。以前用CAD绘图，完全是为了完成老师的任务，一个一个一个指令的摸出来的，根本没怎么用心去画一个图。这次绘制了大量的图，让我不得不快速的掌握CAD绘图的知识，更加熟悉的运用CAD来完成零件样图和总装配图。 (4)提高了收集资料和查阅手册的能力。收集资料是做毕业设计的前期准备工作，资料是否全面、可靠，关系到整个毕业设计的进程。查阅相关技术手册，是设计过程中随时要做的事。这此毕业设计就充分的锻炼了我的这种能力。 (5)明确了设计必须结合实际。设计一套能生产出好的产品的模具，就必须从实际出发。因为产品必须有它的实用价值和适应消费者的能力，否则这个产品就没有生命力。 (6)锻炼出严谨的的科学作风。科学工作来不得半点虚假，在设计过程中每一个结构、零件、材料、尺寸、公差都反映在图纸上，每一个失误都会带来经济损失，容不得半点马虎。因此，在设计中我们必须有高度的责任心和严谨认真的工作态度。 总得来说，经历这次毕业设计对一个即将踏入社会的学生来说，真的很重要。 20 参考文献 ,1, 成虹(冲压工艺与模具设计(第2版)，2006.7 ,2, 徐政坤(冲压模具设计与制造(北京:化学工业出版社，2005.7 ,3, 余银柱(冲压工艺与模具设计(北京:北京大学出版社，2005.11 ,4, Koric, Seid. Journal of Materials Processing Technology. Feb2008, Vol. ,5, 张六玲(国内外模具工业的基本现状与市场预测[J](模具制造，2002，(01) ,6, 徐政坤(冲压模具与设备(北京:机械工业出版社，2004.1 ,7, Jae Yeo Lee and Kwangsoo Kim.A feature-based approach to extracting machining features[J]. Computer-Aided Computer-Aided Design, Vol.30,No.13, pp.101959-1035, 1998 ,8, 周永泰(模具设计和加工技术的发展方向[J](制造技术与机床，2003，(05) ,9, 高佩福(实用模具制造技术(中国轻工业出版社，2000 ,10, 陈剑鹤，吴云飞(模具设计基础(北京:机械工业出版社，2009.3 ,11, 程培源(模具寿命与材料(北京:机械工业出版社，1999.5 21 ,12, 杨櫂，陈国香(机械制造与模具制造工艺学(北京:清华大学出板社，2006.5 ,13, 吕慧英(机械设计基础(交通大学出版社，2000 ,14, 王谟金(机械制图(北京:机械工业出版社，2005 ,15, 张春水(国内外冷冲模技术现状及发展趋势(模具工业出版社，2001 结构设计与制造技术教育丛书编委会(摸具结构设计，2004.1 ,16, 模具 ,17, 王树勋、林法禹、魏华光(实用模具设计与制造(国防科技大学出版社，1991 22