扬声器模具设计说明书

1 绪论1.1 模具行业的发展现况及市场前景 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。1.2 冲压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。1.3 冲压工艺的种类 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。 1.4 冲压行业阻力和障碍与突破 阻力一：机械化、自动化程度低 美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。 突破点：加速技术改造 要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。 阻力二：生产集中度低 许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。 突破点：走专业化道路 迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。 阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套 目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。 突破点：所用的材料应与行业协调发展 汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。 阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢 在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。 突破点：走产、学、研联合之路 我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。 阻力五：大、精模具依赖进口 当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%45%，而国际上一般在70%左右。 突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到60%，2010年达到70%以上基本满足市场需求。 阻力六：专业人才缺乏 业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。 突破点：提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。 2 冲模有关术语冲模有关术语,包括冲压工序术语、冲模和冲模零件术语以及冲压工序以外的其它冲压工艺术语。大多数术语附有简图，以便理解。2.1 冲压工序术语冲孔冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,在材料或工序件上获得需要的孔见图2-1。 冲裁 总裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工(序)件或废料分离的一种冲压工序。 拉深拉深是把平直毛料或工序件变为空心件,或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成见图2-2。落料落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序,被分离的材料成为工件或工序件,大多数是平面形的,见图2-3。图2-2拉深图2-1冲孔图2-3落料2.2 冲模和冲模零件术语下模座 下模座是下模底面的板状零件,工作时直接固定在压力机工作台面或垫板上。上模座上模座是上模最上面板状零件,工作时紧贴压力机滑块,并通过模柄或直接与压力机滑块固定。下模下模是整副冲模的下半部,即安装于压力机工作台面上的冲模部分,见图2-4。上模上模是整副冲模的上半部,即安装于压力机滑块上的冲模部分,见图2-5。图2-5下模图2-4下模刃壁刃壁是总裁凹模孔刃壁的每侧斜度,见图2-6。凹模凹模是冲模中起直接形成冲件作用的凹形工作零件,即以内形为工作表面的零件.见图2-7。图2-6下模图2-7下模凸模凸模是冲模中起直接形成作用的凸形工作零件, 即以外形为工作表面的零件.见图2-8。导柱图2-8凸模导柱是为上、下模座相对运动提供精密导向的圆柱形零件,多数固定在下模座,与固定在上模座的导套配合使用,见图2-9。图2-9导柱导柱模架 导柱模架是导柱、导套相互滑动的模架。导套导套是为上、下模座相对运动提供精密导向的管状零件,多数固定在上模座内,与固定在下模座的导柱配合使用,见图2-10。固定板固定板是固定凸模用的板状零件,见图2-11。图2-11固定板图2-10导套固定挡料销固定挡料销（板）是在模具内固定不动的挡料销（板），如图2-12所示。卸料螺钉卸料螺钉是固定在弹压卸料板上的螺钉，用于限制弹压卸料板的位置如图2-13。图2-12固定挡料销图2-13卸料螺钉推板推板是在凹模或模块内活动的板状零件，以向下动作直接或间接推出工（序）件或废料图2-14弹顶器弹顶器是装于压力机工作台下或模座下的冲压辅助装置，由气压、液压、弹簧、橡胶等推动，对下模的顶板，顶杆等到提供向上压力和促使其向上移动2-15。图2-15弹顶器图2-14推板模柄模柄是突出于上模座顶面的圆柱形零件，工作时伸入压力机滑块孔中并被夹紧固定图2-16。模架模架是上、下模座和导柱、导套的组合件，可以带模柄或不带模柄，大多数模架是标准件图2-17。图2-17模架图2-16模柄2.3 冲压工艺术语下极点下极点是压力机滑块上下运动的下端终点图2-18。上极点上极点是压力机滑块上下运动的上端终点图2-18图2-18压力机下极点及上极点1下极点 2上极点图2-19闭合高度闭合高度闭合高度是冲模在工作位置下极点时上模座上平面至下模座下平面的距离图2-19。间隙间隙是相互配合的凸模和凹模相应尺寸的差值或其间的空隙图2-20。2-20间隙a)双面间隙,2c=(D-d) b)单面间隙,Z/2寿命寿命是指冲模每修磨一次能冲压的次数或模具报废前能冲压的次数。前者称为刃磨寿命，后者称为总寿命。条料条料是可用于多次冲压的条状原材料。拉深系数拉深系数是本工序圆筒形拉深件直径与前工序拉深件直径的比值。对于第一道拉深，位深系数是拉深件直径与展开直径的比值，图2-21。展开图展开图是与形成冲件相对应的平面工序件图形图2-22图2-21 拉深系数m1=d3/d0 m2=d2/d1mn=dn/dn-1图2-22展开图排样排样是完成排样图的冲模设计过程，有时也把排样图简称为排样。搭边搭边是排样图中相邻冲件轮廓间的最小距离，或冲件轮廓与条料边缘的最小距离图2-23。图2-31搭边3 落料拉伸冲孔复合模图3-1工件图3.1 冲压工件的工艺分析工件名称：扬声器底盘生产批量：20000件材料：Q235-A钢，厚度：t=0.5mm。工件简图，如图3-1所示，由工件图看a= =25mm (3-1)h=a tg（166135） =25tg31=15mm则=0.136, (3-2)据1式5-34： =0.10.25该工件为局部浅拉深起伏件。因此，在起伏过程中能否一次成型，保证工件平整而且无裂纹是该模具设计的关键。该冲压工件的形状较为简单且对称，弯曲部分有圆角过渡。尺寸精度要求不高。材料为Q235-A钢，其冲压性能较好，孔与外缘的壁厚较大，根据2表6-1知复合模中的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。采用二副模具来完成此工件的加工。第一副模具为：落料，浅拉深，冲孔复合模。加工后形状如图3-2图33用第二副模具加工后形状 图32用用第一副复合模具加工后形状第二副模具为：冲腰形孔、安装孔、导线孔冲裁模。加工后工件形状如图3-33.2 主要工艺参数计算 毛坯尺寸计算 根据等面积原则，用解析法求该零件的毛坯直径，首先将该零件分成圆、圆环、圆锥台三个简单的几何体。如图34图34计算示意图由2表4-6查得它们的面积公式分别为：3.14602=28262=37682=L3.14=80692=h=3.141103=1036.22则毛坯的展开尺寸： D=1036.22 排样该工件排样根据落料工序设计,考虑操作方便及模具结构简单,故采用单排样设计,由2表2-1查得搭边值：a1=1.5mm,a=1.5mm。条料宽度：b=147mm+2a=150mm。条料进距为：147a1148.5mm如图2-2所示图3-5排样图 裁单件材料的利用率按2式2-16计算,即= (3-3)=76%式中 A冲裁面积(包括内形结构废料)； n 一个冲距内冲冲裁件数目；b条料宽度；h进距。3.3 计算第一副模具工序压力 落料力 落料力计算按2式2-7：F落=1.3Lt (3-4)式中：F落落料力（N）；L工件外轮廓周长，LD3.14147462mm；t材料厚度；材料的搞剪强度（Mpa），查得2310Mpa。落料力：F落1.34620.5310Mpa93.09KN卸料力卸料力按2式2-11：F卸K卸F落 (3-5) 式中：K卸卸料力因数，其值由2表2-15查得K卸0.03。则卸料力：F卸=0.0393.09KN2.79KN 冲中心孔力冲中心孔力计计算按2式2-7：F冲=1.3Lt (3-6)式中 L工件外轮廓周长，LD3.143094.2mm。 则冲孔力为： F冲1.394.20.5310Mpa18.98KN 推件力推件力计算按2式2-11：F推=nK推F冲 (3-7) 式中：K推推件力因数，其值由2表2-15查得推0.065；n卡在凹内的工件数，n=2。推件力则为：F推20.06518.98KN=2.47 KN 拉深力由于该零件为浅拉深，故可按有压边圈的圆筒形件近似计算。按2式4-35： F拉Kdtb (3-8)式中 F拉拉深力(N)；材料厚度(mm)；b材料的强度极限(Mpa)，由2书末附录A1查得到解决b380Mpa；。K修正因数，拉深因数：m=0.75，由查得2修正因数K=0.5。 F拉=0.753.141100.538049.22KN 压边力 压边力用下式计算： F压=A P (3-9)式中：A压边圈的面积；7464.6mm2P单位压边力，由2表4-16查得P3.0Mpa压边力则为： F压7464.63.022.39KN故第一副模具总冲压力为： F总F落F卸F冲F推F压 93.09+2.79+18.98+2.47+49.22+22.39 =188.94KN 第一副模具冲压设备的选择 对于浅拉深可按2式4-37,F压（1.61.8）F总302.33340.1KN。估算公称压力来选取压力机参照2书末附录B2，选用公称压力为JB23-63开式压力机。其主要技术参数为： 公称压力/KN：630 滑块行程/mm：130 最大闭合高度/mm：400 封闭高度调节量/mm：80 工作台尺寸/mm：480710(前后左右) 模柄尺寸/mm：5080(直径深度)3.4 第一副模具主要工作部分尺寸计算模具的落料凹模，凸凹模，冲孔凹模，冲孔凸模的工作关系如图3.4总装配图对于工件未标注公差可按2书末附录D1查得各尺寸的未注公差。根据2表2-10查得，冲裁模刃口双面间隙Zmin0.04mm,Zmax=0.06mm。 落料刃口尺寸计算147mm的凸凹模的制造公差由2表2-12查得S凹=0.040mm, S凸=0.030mm由于凹凸ZmaxZmin，故采用凸模与凹模配合加工方法。1、2内六角圆柱头螺钉 3、5、25圆柱销 4顶杆 6打板 7打杆 8模柄 9冲孔凸模 10凸凹模 11卸料螺钉 12上固定板 13上垫板 14上模座 15导套 16盖板 17、31橡皮 18上顶块 19卸料板 20固定挡料销 21导柱 22凹模 23下顶块 24凹模 26下固定板 27下垫板 28下模座 29顶杆 30托板 32六角头螺栓图36 落料、拉深、冲孔复合模 因数由2表2-13查得，X0.5则D凹(D-X)(147-0.51.0) mm (3-10)146.50 mmD凸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.04 0.06mm. 其工作部分结构尺寸如图3-7 冲孔刃口尺寸计算对于孔30的凸凹模的制造公差由2表2-12查得凹=0.025mm, 凸=0.020mm由于凹凸ZmaxZmin，故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由2表2-13查得，X0.5则d凸(d+X)(30+0.50.52) mm (3-11)30.26 D凹按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.04 0.06mm. 其工作部分结构尺寸如图3-8图3-8 冲孔刃口尺寸 图3-7落料力刃口尺寸 拉深工作部分尺寸计算拉深凸模和凹模的单边间隙可按2表4-12中式Z/21t，计算Z/2=0.5mm由于拉深工件的公差为IT14级，故凸凹模的制造公差可采用IT10级精度，查2书末附录E3得：凹= 凸=0.140mm按2式4-24式4-25可求拉深凸凹模尺寸及公差如下表：工件尺寸d凹(d-0.75)d凸（d凹）6059.4558.45110109108表1-3 拉深凸凹模尺寸及公差其工作部分结构尺寸如图3-9。 3.5弹性元件的设计计算为了得到较为平整的工件，此模具采用了弹压式卸料结构，使条料在落料，拉深过程中始终处于一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性，避免材料在切向应力的作用下起皱的可能 3-9拉深工作部分尺寸 上卸料设计计算上卸料采用橡胶作为弹性元件按2式14计算橡胶的自由高度。H自由（3.54）S工作 (3-12)式中：H自由橡胶的自由高度（mm）S工作工作行程与模具修磨量或调整量(46mm)之和 S工作(21+1+5)mm=27mm (3-13)则式H自由(3.54)27=94.5108mm 取H自由100mm由2式1-5计算橡胶的高度为 H2（0.850.9）H自由（0.850.9）100 8590mm 取H285mm橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定。 下卸料设计计算下顶块压边采用橡胶作为弹性元件按2式1-4计算橡胶的自由高度 H自由（3.54）S工作 (3-14)式中：H自由橡胶的自由高度（mm）S工作工作行程与模具修磨量或调整量（46mm）之和 S工作(21+5)mm=26mm则H自由(3.54)26=91104mm 取H自由100mm由2式1-5计算橡胶的高度为：H2（0.850.9）H自由（0.850.9）100 8590mm 取H285mm橡胶的断面面积，在模具装配时按模具空间大小确定。3.6 第一副模具的零件设计与计算 凸模的外形尺寸计算冲裁时所受的应力，有平均应力和刃口的接触应力k两种因为孔径d=30mm，材料厚度t=0.5mm dt, 凸模强度按1式14-1k (3-15)式中：t冲件材料的厚度（mm），t=0.5mm； d凸模或冲孔直径（mm），d=30mm；冲件材料抗剪强度（Mpa），310Mpa； k凸模刃口的接触应力(Mpa)； k凸模刃口的许用接触应力Mpa。k =625Mpa1800Mpa凸模在中心轴向心压力的作用下，保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向方式有关。卸料板导向凸模 最大允许长度Lmax按1 14-4式计算： Lmax= (3-16)式中：Lmax凸模最大允许长度（mm）；E凸模材料弹性模量，对于钢材可取E21000Mpa；其余符号见前式：Lmax=2373.9mm3-10 凸模因为弹性卸料板，其具体长度如图3-10 凹模尺寸结构凹模的外形尺寸常用下列经验公式确定凹模的厚度确定见1式2-25 HKb (3-17) 凹模壁厚（指凹模刃口与外缘的距离）的确定式1 (1) 冲30小凹模C(1.52)H (3-18) (2) 冲147大凹模C(23)H式中：b凹模孔的最大宽度（mm）；K因数,按1表2-51 K30=0.3，K147=0.15 ； H凹模厚度； C凹模壁厚；则图3-1130凹模的刃壁形式(1)30凹模厚度：H0.330=9mm 壁厚：C=1.59=13.5mm(2)14凹模厚度：H0.15147=9mm 壁厚：C=222.05=44.1mm(3)凸凹模最小壁厚：m=1.5t=1.50.5=0.75mm 凹模的结构形式1冲裁凹模的刃壁形式：(1) 30凹模见图3-11，定结构 形式见图3-12参考1表14-8h=35mma=5303-11(2)冲裁147凹模见图3-13参考1表14-8 图3-13 147凹模的刃壁形式图3-12凹模的固定结构形式 3.7 卸料设计与计算 卸料板结构形式卸料板结构形式采用1B1表14-9序号5图：无导向弹压卸料板,见图3-14适用范围：广泛应用于薄材料和零件要求平整的落料冲孔复合模，卸料效果好，操作方便。图3-14卸料板 卸料螺钉卸料螺钉结构形式采用标准卸料螺钉结构，图3-15卸料螺钉尺寸关系1卸料螺钉 2凸模凸模刃磨后须在卸料螺钉头下加垫圈调节。 卸料螺钉尺寸关系为保持装配后卸料板的平行度，同一付模具中各卸料螺钉的长度L及孔深见如下图3-15，据1图1444,各尺寸关系如下H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(510mm) (3-19) 模具刃磨量5mm，h1=6则H21+5+6+840mmd1d+(0.30.5)mm 160.416.4mme0.51.0mm取e1.0mm hd16=12mm (3-20)图3-16 固定挡料销3.8 其它零件 挡料销挡料销用于限定条料送进距离、抵住条料的搭边或工件的轮廓,起定位作用。现用圆形固定挡料销,其标准形式如图3-16。 上模推件装置 上模推件装采用如图3-17采用过渡推杆绕过中间凸模打出冲件 弹顶器弹顶器装于下模座,由橡胶驱动。如图3-18图3-17上模推件装置图3-18弹顶器 模柄图3-19模柄 选用压入式模柄,它与上模座孔采用H7/m6过渡配合,并加销钉防转, 尺寸见其图3-19。 凸模固定板凸模固定板将凸凹模固定在模座上,平面轮廓尺寸除应保证凸凹模安装孔外,还要考虑螺钉与销钉的设置。现选作矩形形式。垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力,以降低模座所受的单位压力,保护模座以免被凸凹模端面压降。垫板的厚度取16mm。 模架的选择 一般根据凹模定位和卸料装置等的平面布置来选择模座形状和尺寸,模座外形尺寸应比凹模相应尺寸大4070mm.。模座的厚度一般取凹模厚度的11.5倍，下模座外形尺寸每边至少应超过压力机台面孔约50mm。同时选择的模架其闭合高度应与模具设计的闭合高度相适应。查3表2-41选用凹模周界L=556mm，B=447mm,闭合高度H=360380mm。I级精度后侧导柱框架。模架556556360380。205I GB/T2851.3。技术条件：按GB/T2854的规定代替GB/T2851.581其实体图见3-6。4 冲裁模的设计4.1 冲裁件的工艺分析本模具为在落料,拉深,冲孔后使用的冲孔模具。对于所冲安装孔4mm，导线孔3mm，按2查得一般冲孔模对Q235A材料可以冲压的最小孔径为dt，t=0.5mm。因而4，3孔符合工艺要求。图41最小边距由图4-1可知，最小孔边距为：b1.5t,b1t即b 0.75mm,b10.5mm,而零件上各孔的孔边距均大于最小孔边距。以上各项分析，均符合总裁工艺要求，故可采用多孔总裁模进行总裁加工。4.2 冲压力计算 本模具采用弹性卸料板 冲裁力 因为工件置如图4-2所示,口朝下放置来冲裁,因为各孔有落度差。故冲裁时会先冲腰 形孔,导线孔,再冲安装孔,各模高度一致则可 。 4-2冲裁时工件置放 安装孔冲裁力:F1=1.3Lt (4-1) 式中：F1冲孔力（N）；L工件外轮廓周长(mm)，L4D43.14440.82mm；t材料厚度(mm)，t0.5 mm；，材料的搞剪强度（Mpa），由书末附录A1查得310Mpa。安装孔冲裁力：F11.340.820.5310Mpa8.23KN腰形孔冲裁力: F2=1.3Lt (4-2)式中：F2冲孔力（N）；L工件外轮廓周长(mm)，L42(150-39)+60+604（22+26.2+20.4）274.4mm；t材料厚度(mm)，t0.5 mm；，材料的搞剪强度（Mpa），由2书末附录A1查得310Mpa。腰形孔冲裁力：F21.3274.40.5310Mpa55.29KN 导线孔冲裁力 F3=1.3Lt (4-3)式中 F3冲孔力（N）；L工件外轮廓周长(mm)，LD3.1439.42mm；t材料厚度(mm)，t0.5 mm； 材料的搞剪强度（Mpa），由2书末附录A1查得310Mpa。导线孔冲裁力：F31.33.1430.5310Mpa1.90KN 因为F2 +F3 F1 所以，选择冲床时的总裁力为：F23 = F3 +F2=57.19KN卸料力卸料力按2式2-11：F卸K卸F23 (4-4)式中 K卸卸料力因数，其值由1表2-15查得K卸0.03。则卸料力：F卸=0.0357.19KN1.72KN 推件力推件力计算按2式2-11：F推=nK推F23式中 K推推件力因数，其值由2表2-15查得推0.065；n卡在凹内的工件数，n=4；推件力则为：F推40.06557.19KN=214.87 KN 故选择冲床时的总压力为: F总F23F卸F推 (4-5)57.19+1.72+14.87 =73.78KN 确定模具压力中心画出工件形状,把总裁周边公成基本线段,并选定坐标系,XOY,如图4-3所示L1=4=12.26 X1=-60 Y1=0L2=4=12.26 X2=0 Y2=-60L3=4=12.26 X3=60 Y3=0L4=4=12.26 X4=0 Y4=60L5=3=9.42 X5=52 Y5=30L6=68.6 X6=-33 Y6=-33L7=68.6 X7=33 Y7=33L8=68.6 X8=33 Y8=33L9=68.6 X9=-33 Y9=33图4-3压力中心Xe= =1.29yc= =04.3 凸凹模的刃口尺寸计算由2查得间隙值Zmin=0.04mm Zmax=0.06mm 查得凸凹模的制造公差S凸 =0.02 ， S凹=0.02 对零件图中未标注公差尺寸,由B2书末附录E查得其极限偏差: 4， 3 ， 3 ，50， 39由于由于凹凸ZmaxZmin，故采用凸模与凹模配合加工方法。因数由2表2-13查得，X0.5各凸模刃口尺寸的计算： d凸(d+X) (4-6)4凸(4+0.50.3) =4.15mm3凸(3+0.50.25)=3.125mm3凸(3+0.50.25)=3.125mm 50凸(50+0.50.0.62)=50.31mm39凸(39+0.50.62)=39.31mm各凹模按其凸模配制，其双面间隙值为0.040.06mm4.4 凸模和凹模的结构设计凸模4.15mm 和3.125mm比较细长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险断面尺寸和自由长度是否满足要求 ，按2式（2-19） dmin (4-7) 式中: dmin凸模最小值径； t总裁件厚度，t=0.5mm；材料的抗剪强度（Mpa），由2书末附录A1查得310Mpa；凸模材料的许用应力（Mpa）取=1400Mpa。dmin mm=0.44mm 最小凸模直径30.44，故满足强度要求。按2式(2-21) Lmax 95 (4-8) 式中: Lmax允许凸模最大自由长度（mm）； d凸模的最小直径mm，d=3mm；F总裁力（N），F=73780。Lmax 95=20mm可见允许的凸模最大自由度满足不了模具的结构要求，故得用卸料板对凸模加以保护按式2式2-23Lmax 2705 270=186mm当模具总体设计小于56mm时，即可满足其弯曲强度要求。4.5 第二副模具冲压设备的选择选用公称压力为JB23-40开式压力机。其主要技术参数为： 公称压力/KN：400 滑块行程/mm：80 最大闭合高度/mm：330 封闭高度调节量/mm：65 工作台尺寸/mm：460700(前后左右) 模柄尺寸/mm：5070(直径深度)其各种装配见图4-41、2内六角圆柱头螺钉 3、5、18圆柱销 4模柄 6卸料螺钉 7上垫板 8上固定板 9上模座 10导套 11,12,14凸模 13弹簧 14冲孔凸模 15卸料板 16凹模 17导柱 19下模座 图4-4第二副模具总装配图5 模具主要零件的加工工艺过程5.1 凸模、凹模、凸凹模的加工 冲30孔凸模冲30孔凸模如图5-1其加工的工艺过程如下:1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成较大的圆棒形毛坏。3）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。4) 车床加工:车外圆和上端面、留磨余量0.30.5mm。5) 热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。6) 磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。7) 磨外圆:在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。8) 精加工:钳工精修刃口。5-1凸模 落料、拉深凸凹模落料、拉深凸凹模如图5-2其加工的工艺过程如下: 1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成较大的圆棒形毛坏。3）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。4)车床、镗床加工:车外圆和上端面、钻镗66，49 内孔,并车下端面。留磨余量0.30.5mm。5)热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。6)磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。7)磨外圆:在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。8)电火花加工:电火花加工拉深部分。图5-2落料、拉深凸凹模落料凹模图5-3落料凹模落料凹模如图5-3其加工的工艺过程如下: 1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成方形毛坏。3)刨床加工：刨六个面。4)磨平面:磨上下两平面。5)划线:划出型孔轮廓及螺孔，销孔位置，并在孔中心处钻中心眼。6)孔加工:加工和螺钉通孔和定位销孔。7）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。8)镗床加工:钻镗157mm凹腔。9)热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。10)磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。11)磨内孔:在坐标磨床上磨定位销孔和146mm凹腔。12) 精加工:钳工精修刃口。拉深、冲孔凸凹模拉深、冲孔凸凹模图5-4其加工的工艺过程如下: 1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成较大的圆棒形毛坏。3）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。4)车床、镗床加工:车外圆和上端面、钻镗35 内孔,并车下端面。留磨余量0.30.5mm。5-5模柄5)热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。6)磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。7)磨外圆:在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。8)磨内孔:在坐标磨床上磨刃口。9)电火花加工:电火花加工拉深部分。图5-4拉深、冲孔凸凹模5.2 模柄的加工模柄如图5-5其加工的工艺过程如下:1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成较大的圆棒形毛坏。3）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。4)车床、镗床加工:车外圆和上端面、钻镗20，639 内孔,并车下端面。留磨余量0.30.5mm。5)孔加工:加工定位销孔。6)热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。7)磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。8)磨外圆:在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。5.3凸模固定板加工凸模固定板图5-6其加工的工艺过程如下: 1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成方形毛坏。3)刨床加工：刨六个面。4)磨平面:磨上下两平面。5)划线:划出型孔轮廓及螺孔，销孔位置，并在孔中心处钻中心眼。6)孔加工:加工和螺钉通孔和定位销孔。7）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。8)镗床加工:钻镗148mm凹腔。9)热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。10)磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。11)磨内孔:在坐标磨床上磨定位销孔。12) 精加工:钳工精修刃口。图5-6凸模固定板5-7模柄5.4 上顶块的加工上顶块如图5-7其加工的工艺过程如下:1）下料：用轧制的圆棒料在锯床上切断。2）锻造:将棒料锻造成较大的圆棒形毛坏。3）退火:经锻造后的毛坏必须进行退火,以消除锻造后的内应力,并改善其加工性能。4)车床、镗床加工:车外圆和上端面、钻镗36 内孔,并车下端面。留磨余量0.30.5mm。 5)热处理:淬火、回火,检查硬度6064HRC。6)磨平面：在平面磨床上磨上下两端面。7)磨外圆:在外圆磨床上磨外圆至要求尺寸。 参考文献1冲模设计手册编写组.模具设计手册M.北京:机械工业出版社,19992模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例M.北京:机械工业出版社,19993王芳.冷冲模具指导书M.北京:机械工业出版社,19984王以真.实用扬器技术手册M.北京:国防工业出版社,20035王新华,袁联富.冲模结构图册M.北京:机械工业出版社,20036廖念钉,古莹奄等.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,20017陈锦昌,刘就女等.计算机工程制图M.广州:华南理工大学出版社,19998刘鸿文.材料力学M.北京:高等教育出版社,1999 9王焕庭,李茅华、徐善国.工机械工程材料M.大连：大连理工大学出版社,2002 10党根茂,骆志斌等.模具设计与制造M.西安:西安电子科技大学出版社,200111黄毅宏,李明辉.模具制造工艺M.北京:机械工业出版社,1999 致谢将近三个月的毕业设计终于结束了，通过这些日子的设计，我感到自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作有着深远的影响。现