支架U型弯曲件冲压工艺及模具设计

U型支架冲压工艺及模具设计摘 要进入20世纪90年代以来，各式各样的五金件成为了主流。由于在生活中许多都要用到五金件，因此，五金冲压模具将不断发展，在近几十年里会有突飞猛进的成果。通过翻阅这些参考资料和文献，深入了解了当代的模具先进制造技术和冲压成型技术。查找整理资料后，对一些模具设计实例有了解与学习，进一步学习了冲压模具设计的方法，并能对模具设计的成本价格做出估算，从而对模具设计有了方向性的指导。此次课题U型支架冲压工艺及模具设计，通过对深入学习，对此零部件模具设计时的设计方式有了雏形。先分析零件的冲压工艺；确定模具的总体结构；结合零件的冲压工艺及模具的总体结构设计排样图；根据排样图，计算利用率、冲载力、压力、选用设备及刃口的尺寸。根据资料再用AutoCAD，对模具进行设计，然后绘出装配图和零件图进行标注，并编制零件的加工工艺卡，使理论和生产实际知识综合运用，从而培养和提高了我独立工作的能力。关键词：U型支架，冲压工艺，模具设计IAbstractSince 1990s, all kinds of hardware have become the mainstream. As a result of the use of many hardware in life, therefore, metal stamping die will continue to develop, in recent decades there will be rapid progress in the results. Through consulting these reference materials and documents, we have gained an in-depth understanding of modern mold manufacturing technology and stamping technology. After looking up and sorting out the data, some die design examples have been learned and learned, the method of stamping die design is further studied, and the cost and price of the mold design can be estimated. Thus, the direction of the die design is instructed.The subject of U-shaped support stamping process and die design, through in-depth study, the design of this part of the mold design has a prototype. The stamping process of the parts is analyzed first, the overall structure of the die is determined, the drawing process of the stamping process and the overall structure of the parts are designed. According to the drawing, the utilization ratio, the load force, the pressure, the selection of the equipment and the size of the blade are calculated. According to the data AutoCAD, the mold is designed, then the assembly drawing and the part drawing are plotted, and the processing card of the parts is worked out to make the theory and production practical knowledge integrated, thus cultivating and improving the ability of my independent work.Key words: U support, stamping process, mold design目 录摘 要IIAbstractIII第1章 绪论31.1 课题背景及目的31.2模具行业发展的研究现状31.3课题研究的主要目标和内容41.3.1课题研究的主要目标41.3.2课题研究的主要内容51.3.3课题研究的主要要求51.3.4设计课题要求：6第2章 冲模设计程序与步骤概述72.1冲件工艺性分析72.2 确定合理的冲压工艺方案72.3 进行工艺计算72.4 模具总体设计82.5 选择冲压设备82.6 模具图样设计9第3章 冲裁模设计103.1毛坯尺寸计算103.2工艺方案的确定113.3进行工艺计算113.3.1 排样123.3.2 搭边133.3.3 条料宽度的确定133.3.4 材料利用率143.4冲裁间隙143.5冲压工艺力和压力中心的计算163.5.1冲裁力的计算163.5.3压力机公称压力的确定173.5.4模具压力中心的确定173.6模具零件加工工艺183.7冲裁模的结构设计223.7.1模具类型的选择223.7.2定位方式的选择223.7.3卸料、出件方式的确定233.7.4 模架的选用243.7.5冲压设备的选择28第4章 零部件的设计与选用284.1支撑固定及卸料零件284.2弹性元件294.3导料块304.4模架及其他零部件的选用31第5章 模具制造工艺与工艺规程325.1模具制造工艺规程325.2模具制造工艺规程的技术基础325.3模具零件制造工艺规程的基本内容33第6章 模具的使用356.1模具检测356.2模具使用安全356.3模具使用要求36第7章 模具的总装图37总结与展望39主要参考文献40致 谢41 第1章 绪论1.1 课题背景及目的这些年来，中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。冲压技术在机械、航空、汽车、摩托车等行业中应用十分广泛，是现代工业生产的重要手段和发展方向。冲压工艺具有生产率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。当前，世界范围内的制造业面对着市场激烈竞争的严峻挑战，在新能源的开发方面，多国竞争更是方兴未艾，产品的开发周期已经从过去的1年缩短至半年左右，并且还将继承缩短。冲压模具的制造周期是影响成品上市快慢的重要因素，冲压模具的质量在很大程度上决定了成品本身的外观和质量，所以冲压模具是决定成品开发是否成功的枢纽因素。1.2模具行业发展的研究现状模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。75的粗加工工业产品零件、50的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础行业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。 “九五”以来，发达国家纷纷将制造业转移到我国，使我国模具工业面临空前的发展机遇。模具已从过去的“附属产品”逐渐成为“独立”的新型产业，我国已成为模具生产大国和消费大国。国内各行业的高速发展，在对模具工业提出了越来越高要求的同时，也大大加速模具产业的发展。目前，国际模具行业竞争激烈，近两年来德国模具整体价格已下降14左右，且全球58的模具由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家仅占极小的比例。目前，我国有模具生产厂点约两万家左右，2003年我国模具工业产值达到450亿元，2005年模具产值预计为600亿元。按模具总量排名，紧随日本、美国之后，居世界第3位。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，有些已接近或达到国际水平。我国的模具行业虽也已步入了高速发展时期，但存在的问题仍然不少。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%。这些年来，中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。模具工业是我国金属制品的支柱，多数工业产品的生产都需要模具，小到手机盖板，大到汽车顶，新加坡车门，都需要模具作为生产设备。机械、汽车、电子等产业是模具工业的主要市场，其中汽车、摩托车行业占有模具工业一半市场。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。每一型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元；每一型号的摩托车将近千副模具，价值1000多万元。随着我国汽车、摩托车市场竞争逐渐白热化，十几年、几十年不变的型号车将淘汰出局，消费者除追求其性能更完善，配置更为优良外，对车辆外观也十分挑剔。为了满足消费者的需要，汽车、摩托车行业必须不断地推出新产品、新型号。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也在积极开展模具技术的研究和开发。1.3课题研究的主要目标和内容1.3.1课题研究的主要目标1、 翻译1-2篇与专业课程相关的最新英文文献，文献翻译要求在2000字以上；2、 查阅和整理文献并提交一篇反映课题内容的文献综述，文献综述在3000字以上；3、按照要求结合文献综述，按时提交一份开题报告；根据选定的冲压件进行测绘设计，（或模拟数据）；4、独立完成汽车零部件冲压模具的设计。确定冲压工艺方案，设计合理的模具结构；合理的选用模具材料和压力机，具有分析解决冲压工艺中质量问题的能力，内容上注重理论与实践相结合，全方位地表达模具的工作情况，模具的设计要有效地体现出“以应用为目的”的特色，实用价值要高。5、完成模具总装配图设计、模具主要零部件的设计，设计图正确、实用、美观。选择一至二个成型零件进行加工制造工艺设计。6、按照开题报告的进度计划，独立进行模具设计所需的结构设计、数据计算，结合个人的设计思路及相关的计算及理论依据，撰写课题论文，做到文字通顺，数据准确，内容精炼，讲述要详细，针对性、实用性要强，论文正文不少于15000字。7、目的：毕业设计（论文）是本（专）科教学过程最后的也是最重要的实践教学环节。毕业设计（论文）的目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力；使学生得到从事实际工作所必需的基本训练并具备科学研究工作的初步能力。通过这一教学环节，学生可以得到科学研究素养、创新意识和工程实践能力的培养和训练，因而是培养学生创新精神和实践能力的一次较为系统的训练。1.3.2课题研究的主要内容1）模具的设计计算；2）模具的材料选用；3）模具零件的三维实体绘制及装配；4）典型零件的数控编程及仿真加工；5)模具运动仿真。 6）毕业设计计算说明书(一篇完整的毕业设计说明书或毕业论文通常由题名（标题）、摘要、目次页（目录）、引言（前言）、正文、结论、致谢（谢辞）、参考文献和附录等几部分构成（排版要求按教务处规定执行）。1.3.3课题研究的主要要求 要求：毕业设计（论文）应注重以下方面能力的培养：1、调查研究，检索和查阅中外文献和收集资料的能力； 2、理论分析，进行方案设计论证、分析比较的能力；3、设计、计算和绘图的能力；4、实验研究和数据处理的能力；5、外文阅读和翻译能力；6、计算机应用能力； 1.3.4设计课题要求： 本次设计对汽车驱动桥后盖进行冲压模具设计，利用相关的三维绘图软件绘制冲压模具零件的三维实体模型，再将建模过程中产生的上模座、下模座、凸模、凹模等三维零件模型按照需要添加的装配约束把各零件按实际工作时的位置放置在一起，完成零件模型的装配。对典型零件进行工艺规程设计。第2章 冲模设计程序与步骤概述2.1冲件工艺性分析 1）根据锁提供的产品图样，分析冲压检的形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系等要求。 2）根据冲压检的生产批量，决定模具的结构形式、选用材料。 3）分析图样上冲压件所用材料是否符合冲压工艺要求。决定是否采用条料、板料、卷料还试边角废料。 4）根据工厂现有设备情况以及冲压件和冲压件批量对设备的要求选择合适的压力机。 5）根据工厂的制造水平及装备情况，为模具结构设计提供依据。 6）了解模具标准部件商品的供应状况。2.2 确定合理的冲压工艺方案 1）根据对制件所作的工艺分析，确定基本的工序性质，如落料、冲孔、弯曲等。 2）进行工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3）根据冲件生产批量和条件（材料、设备冲件精度）确定工序组合，如采用复合冲压工序或连续冲压工序。 4）根据各工序的变形特点、尺寸要求等确定工序排列顺序，如采用先冲孔后弯曲，还是先弯曲后冲孔。2.3 进行工艺计算 1）计算毛坯尺寸，合理排样并绘制排样图，计算出材料利用率。 2）计算冲压力，其中包括冲裁力、弯曲力、拉深力、卸料力、推件力、压边力等，以确定压力机。 3）选定压力机型号、规格。 4）计算压力中心，以免模具受偏心负荷而影响模具的使用寿命。 5）计算并确定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、垫板等）的外形尺寸以及弹性元件的自由高度。 6）确定凸凹模间隙，计算凸凹模工作部分的尺寸。 7）确定拉深模的压边圈、拉深次数、各种中间工序模具的尺寸分配，以及半成品尺寸计算等。2.4 模具总体设计 2.4.1进行模具结构设计，确定结构件形式和标准。 1）成形工作零件与标准确定 如凸模、凹模及凸凹的结构形式是整体、组合还是镶拼的。 2）选定定位元件 如采用定位板或挡料销或导正销等。对于复合模，还要考虑是否用始用挡料销、导正销和定距凸模（侧刃）等。 3）卸料与推件机构及构件的确定 卸料有刚性卸料和弹性卸料两种形式。刚性卸料通常采用固定卸料板结构形式，弹性卸料常采用弹簧或橡皮作为卸料元件。 4）导向零件的种类和标准的确定 包括是否采用导向零件，采用何种形式的导向零件。设计中最常用的有滑动导柱导套导向和滚动导柱导套导向。2.4.2模架种类及规格的确认 1）绘制模具整体结构草图，初步计算并确定模具闭合高度，概算模具外形尺寸。2.5 选择冲压设备 根据工厂现有设备情况以及要完成的冲压工序性质，冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮毂尺寸等主要因数，选用压力机的型号、规格，选用压力机时必须满足以下条件：1） 压力机公称压力必须大于冲压力。2） 模具的闭合高度应在压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间当多副模具安装在同一台压力机上时，多副模具应该有同一个闭合高度。3）压力机的滑块行程必须满足制件的成形要求。拉深时为了便于放料和取料，其行程必须大于拉深高度的2-2.5倍。4）为了便于安装模具，压力机工作台面尺寸应大于模具下模座尺寸，一般每边大50-70mm。台面上的孔应能保证制件或废料漏卸。2.6 模具图样设计 2.6.1绘制模具总图1）主视图 常取模具的工作位置，采用剖面画法。2）俯视图和仰视图 俯视图（或仰视图）一般是将模具的上模部分（或下模部分）拿掉，视图只反映模具的下模俯视（或上模仰视）可见部分，这是冲模的一种习惯画法。3）侧视图和局部视图等视图必要时画出。4）制件图 常画在图样的右上角，要注明制件的材质、规格以及制件本身的尺寸、公差及有关的技术要求。对于有数副模具冲压成的制件，除画出本工序成品制件图外，上要画出上工序的半成品图（毛坯图一般放在图样的左上角）。5）排样图 对落料模、复合模和复合模，必须在制件图的下面画出排样图。排样图上应标有料宽、步距和搭边值。复杂和多工位复合模的排样图，一般单独绘制在一张图样上。6）技术要求及说明 一般在标题栏的上方写出该模具的冲压力、模具闭合高度、模具标记所选设变型号等其他要求。 39第3章 冲裁模设计3.1毛坯尺寸计算图2.1 零件图（1）名称：U型支架 材料： 10钢，厚度为1.5mm，抗剪强度：400520MPa；（2）生产批量：大批量；（3）结构：对称弯曲件；（4）尺寸精度：制件精度为IT11-12级。通过分析，此制件为简单型冷冲件，形状相对简单。需要切边、冲孔、折弯等多道工序完成加工。在整个模具的设计工程中，模具的结构设计安排的是否合理将极大的影响整副模具的使用性能。材料为10钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，工件尺寸精度不是很高，主要是折弯工序。3.2工艺方案的确定（1）工序性质：成形，冲孔，成形（2）组合程度：1）复合模：落料冲孔复合模、折弯。2）级进模：冲孔、成形、切边等。方案1模具结构比较多，需要很两道工序，但成本大大降低，并且产品精度大大提高。方案2只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度比较容易保证，由于该件的几何简单，采用复合模的方式最合适，制造费用高。通过对上述二种方案的比较，该件的生产采用第一种方案为佳，生产效率高，既能满足制造要求又能符合经济要求。3.3进行工艺计算图3.1毛坯图据图3.1毛坯图所示，此工件相对简单，尺寸上图都已标注。毛坯的尺寸L为：毛呸长度方向尺寸L1=26mm宽度方向尺寸L2=70.5mm；产品的厚度尺寸为1.5mm；经过计算，该零件的毛胚尺寸为32x136.6。3.3.1 排样排样起先是指冲裁件在条料、带料、板料上的布置方式。排样图既要在冷冲压工艺规程中反映出来，用来指导冲压生产，又要在模具装配里反映出来，在模具加工和装配中起参考作用，所以画排样图是冷冲压工艺和模具设计中极为重要的，且技术性很强的设计工作。选择合理的排样布局方式，是提高材料利用率、降低生产成本和保证工件质量的有效措施。根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对头斜排等 多种排列方式。排样方法可分为三种，有废料排样、少废料排样、无废料排样。在冲压生产实际中，由于零件的形状、尺寸、精度要求、批量大小和原材料供应等方面的影响，没有一种固定不变的合理排样方案。因此，决定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件的要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况。综合考虑我们选用直排式，有废料排样3.3.2 搭边排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差；二是增加条料刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。最小工艺搭边值材料厚度圆件及r2t的圆角矩形件边长L50mm矩形件边长L50mm或圆角r2taa1aa1aa10.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.52.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.233.53.54.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t注：表列搭边值适用于低碳钢，对于其它材料，应将表中数值乘以下列系数：中等硬度的钢0.9 软黄铜、紫铜1.2硬钢0.8 铝1.31.4硬黄铜11.1 非金属1.52硬铝11.2查表得：搭边值a=1.5mm a1=1.8mm3.3.3 条料宽度的确定根据材料的合理利用程度，排料方法选用直排。查李奇涵主编的冲压成形工艺与模具设计P56表3-9，得a=1.5mm a1=1.8mm考虑此制件的特殊性，取a=2mm a1=2.75mm =（70.5+2X2.75）-0.2 =76式中：B料宽基本尺寸； 条料宽度方向制件轮廓最大尺寸； n侧刃个数； b侧刃冲切的料边宽度； 条料剪切公差，此处查表得=0.13.3.4 材料利用率一个步距内的材料利用率/BS100% 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距； =BS100% =1700.6289（28x76）100%=80%根据计算结果知道排材料利用率为80%，利用率高，在可接受范围内，适合大批量生产。3.4冲裁间隙冲裁间隙是指冲裁模的凸模和凹模刃口之间的尺寸之差。单边间隙用C 表示，双边间隙用Z表示。凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影响工件的尺寸精度。由于凹、凸模之间存在着间隙，所以冲裁件断面都有锥度。冲孔落料件都是测量其光亮带部分的尺寸，而冲孔的光亮带是凸模挤入而形成的，落料的光亮带是落料件挤入凹模型孔形成的，故冲孔时孔的尺寸由凸模决定，落料时的外形尺寸由凹模决定。由于冲裁时凸、凹模的磨损，使凸、凹模实体尺寸变小，故在设计凸、凹模尺寸时应考虑凸、凹模的磨损方向，使其磨损之后还能保证冲件尺寸的要求。考虑凸、凹模制造公差的方向，确定凸、凹模的基本尺寸。1、凸、凹模制造公差：2、刃口尺寸计算公式：（1）、冲孔磨后变小的公式：（2）、落料磨后变大的公式：按以上（1）、（2）之法可得出：（3）、冲孔磨后变大的公式：（4）、落料磨后变小的公式：（5）、C是磨后不变的尺寸，其公式为以上各式中：、 为凸、凹模基本尺寸； 、 为最大、最小极限尺寸； 为最小初始间隙； 为工件公差； 精度等级系数，并有：（高于）IT11时x=1;IT11IT12时x=0.75；、 凸、凹模制造公差。3、具体的计算如下：查表确定初始间隙：4、计算凸、凹模制造公差：3.5冲压工艺力和压力中心的计算3.5.1冲裁力的计算1.冲裁力的计算： 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料的压力，它是随凸模行程而变化的。对冲裁力有直接影响的因素主要有板料的力学性能、厚度与冲裁件的轮廓周长。平刃口冲裁力可按下式计算： （公式3-12）式中 冲裁力（）； 冲裁件周边长度（）； 材料抗剪强度（） 材料厚度（）； 系数，通常。为计算简便，也可按下式估算冲裁力：FLtb式中b材料抗拉强度（）通过查表2-3，取Q235的坑拉强度400mpa，查表3-16，取K卸=0.03，k推=0.05，K顶=0.06则F落= 212x1.5x1.3x400=165360N=16.5TF冲孔= Ltb=20x3.14x1.5x1.3x400=48984N=4.9Tx2=9.8TF冲孔= Ltb=2.5x3.14x1.5x1.3x400= 6123N=0.6TF冲裁= F落+F冲孔+ F冲孔=16.5+9.8+0.6= 26.9 TF卸=K卸XF落=16.5x0.03=0.5TF推=nK推XF冲孔=10.4x0.05=0.52TF顶=K顶XK冲裁=0.06x26.9= 1.614 TF冲压=F卸+F推+F顶+F冲裁=26.9+0.5+0.52+ 1.614 =30T3.5.3压力机公称压力的确定冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力，为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推件力或顶出力的总和。根据不同的模具结构，冲压力计算应分别对待，即当模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时： （公式3-16）当模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式时： （公式3-17）当模具结构采用刚性卸料装置和下出件方式时： （公式3-18）本论题模具采用弹压卸料装置和下出件方式，其总压力包括：冲裁力、卸料力和推件力。所以其总压力为：=30T一般按公称压力的80%要大于等于冲压总压力来选用压力机，即 （公式3-19）所以：预选压力机的公称压力为： 3.5.4模具压力中心的确定模具的压力中心，就是冲压力合力的作用点。求压力中心的方法是：采用求空间平行力系的合力作用点。根据力学原理，各分力对某轴力矩之和等于某合力对同轴之矩，则可得压力中心坐标计算公式： （公式3-20） （公式3-21）据此，本设计确定零件的压力中心如下：把整个刃口轮廓按基本要素划分成、，并计算各基本线段长度，产品为规则形状的图片所以压力中心为产品中心3.6模具零件加工工艺各种结构的冲裁模，一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包括挡料销、导尺等)、卸料零件(如卸料板)、导向零件(如导柱、导套)和安装固定零件(包括上下模座、垫板、凸凹模固定板、螺钉和定位销)等5种基本零件组成。采用弹性卸料板的冲裁模，其凸凹模的长度应根据模具的具体结构确定。采用线切割机床加工，为了使模具装配方便将落料凸凹模设计成直通式，采用弹性卸料板的冲裁模，基本结构如图3.3所示。凸凹模的长度按式 (32)计算：L30+60-6=84mm (公式32)式中 L1凸凹模固定板厚度，单位mm； l2缷料板的厚度，单位mm； l3导尺的厚度，单位mm。图3.3 冲孔凸模式中的1520mm包括凸凹模进入凹模的深度、凸凹模修磨量、冲模在闭合状态下缷料板到凸凹模固定板间的距离。一般应根据具体结构再加以修正。这里设计的凸凹模长度按式 (33)计算：L=20+15+25+12=72 (公式33)式中 l1凸凹模固定板厚度，单位mm； l2缷料板的厚度，单位mm； t材料厚度，单位mm；其中，式中h取1520mm。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双面间隙在0.05mm。结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，所以无需对其进行强度校核。冲裁时凸凹模进入凹模刃口5mm。如图3.4所示:图3.4凸凹模凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶嵌式；刃口也有平刃和斜刃。这次设计凹模采用板形，结构采用整体式，刃口采用平刃。凹模的固定方法，采用螺钉和销钉将凹模固定在下模座上，保证螺钉（或沉孔）间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，不然会影响模具寿命。凹模外型尺寸按公式如下计算：为压力中心到最远型孔的壁间距。按照型孔的布置，凹模的外形尺寸分别为：平行于送料方向的凹模型孔最远壁间距离：54.1mm；垂直于送料方向的凹模型孔最远壁间距离：=54.1mm；平行于送料方向的凹模外形尺寸为：L=2()=87+87+26=200mm垂直于送料风向的凹模外形尺寸为：L2（）67+67+76=210mm该副落料冲压冷冲模的送料导向零件采用导料销，可以很好的起到定位和导向的作用，而且结构简单实用。由于本次设计采用复合模，所以在凹模板上开有挡料销的让孔，可以很好的保证模具的运作。如图：导料销3.7冲裁模的结构设计3.7.1模具类型的选择图3.7.1 复合模3.7.2定位方式的选择紧固零件有：螺钉用于固定模具零件，而销钉则起定位作用。卸料螺钉M6固定螺钉M6以及6销钉。定位零件是指保证条料或毛坯在模具中的位置正确的零件。包括导料板（或导料销）、挡料销等。导料板对条料送进起导向作用，挡料销限制条料送进的位置。属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件有用挡料销、导正销、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。所以，综合考虑，该模具应采用挡料板结构。3.7.3卸料、出件方式的确定卸料板一般分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高，冲压前可对毛坯有预压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料，所以这里选用弹性卸料装置。图3.8 弹压卸料装置为了得到平整的工件，模具采用弹压式卸料结构，使条料在冲孔后可以脱离凸模，所以用橡胶为弹性元件。卸料力由矩形弹簧提供。矩形弹簧的自由高度取70mm。因为冲裁材料较薄，而且有弯曲成型，所以冲压时需对零件起压料作用，所以选用弹压卸料装置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.71.0）倍，所以取为15mm，其外形尺寸一般与凹模相同。因为在冲压过程中，凸模自然会将冲件从凹模中卸下，所以这里不需要有推件与顶出装置。卸料板采用Q235制造，淬火硬度为4045HRC。弹压卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁模厚度按表11-2选用，这里工件厚度为1，所以卸料板与凸模间隙取0.1。 表3-1弹压卸料板与凸模间隙值 （mm）材料厚度t0.50.511单边间隙Z0.050.10.15图3.9卸料板3.7.4 模架的选用模架是上模座、下模座、导柱、导套的组合体。有导柱模模架、导板模模架。该模具应选择后置导柱。选用滑动导柱和导套，其结构和尺寸都有标注规定。导套内孔有储油槽，以便储油润滑，内孔与导柱滑动配合；导柱的两端基本尺寸相同，公差不同。按照标注选用时，L应保证导柱的上端面与上模座的上平面之间的距离不小于1015mm，以保证凸、凹模经多次刃磨而使模具闭合高度变小后，导柱也不会影响模具正常工作；而下模座的下平面与导柱压入端的端面之间的距离不应小于23mm，以保证下模座在压力机工作台上的安装固定；导套的上端面与上模座上平面之间的距离应大于23mm，以便排气和出油。导套的外径和上模座采用过盈配合（H7/r6）；导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合（H7/r6）。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间隙小的一般按照H6/h5配合，冲裁间隙大的一般按照H7/h6配合。根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模架；另一类是是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。模架及其组成零件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。滑动导向模架的精度等级分为级和级，滚动导向模架的精度等级分为0级和0级。各级对导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些技术条件保证了整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本点保证。滑动导向模架的结构形式有4种：对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架、后侧导柱模架。后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损。从而影响模具寿命。此模具一般用于较小的模架。该模具采用后侧导柱模架，这种模架的导柱在模具的一边。以 凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。查冲压模具课程设计指导与范例书第231页，得到以下数据：295X320X281mm，上模座厚度h上模取60mm，下模座厚度h下模取60mm，那么，该模具的闭合高度：H闭=H上模+ + H固+L+H卸料+H凹+ +H下模 =281mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-16的最大装模高度（300mm），可以使用。模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模座。模座一般分为上、下模座，其形式基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具的弹性零件和导向零件和导向零件迅速磨损，这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。设计时按标准选用模架或模座。在不能使用标准的情况下，设计冲模模座时注意以下几点。（1）模座的外形尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求来确定。对于圆形模座，其直径应比凹模板直径大3070mm。对于矩形模座，其长度应比凹模板长度大4070mm，而宽度可以等于或略大于凹模板宽度，但应考虑有足够位置来安装导柱、导套。模座的厚度取凹模板厚度的1.01倍，根据受力情况，上模座厚度可比下模座厚度小510mm。对于大型非标准模座，还必须根据实际情况需要，按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。（2）所设计的模座必须与所选的压力机工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核，如下模座尺寸应比压力机工作台孔或垫板孔尺寸每边大4050mm等。（3）模座材料根据工艺力的大小和模座的重要性选用，模座选用HT200结构钢。（4）模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。（5）上、下模座的导柱与导套安装孔的位置尺寸必须一致，其孔距公差要求在0.02mm以下。模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座上、下面的垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。上、下模座已有国家标准，除特殊类型外，尽可能按标准选取。标准可查书冲压模具课程设计指导与范例中表9-46中间导柱模架。具体见上模座CAD图、上模座三维图、下模座CAD图所示图3.10上模座图图3.10.1下模座图3.7.5冲压设备的选择一般情况下，压力机的公称压力应大于或等于冲压总工艺力的1.3倍，可取压力为：1.392700=120510N查表1-4，初选压力机J23-16，主要参数：公称压力：160kN滑块行程：55mm滑块行程次数：120次/min闭合高度调节量:45mm最大闭合高度：300mm工作台尺寸：300450mm模柄孔尺寸：3050mm电动机功率：1.5kw压力机参数校核 J23-16型压力机的装模高度为（185228）mm根据Hmin+10mmH模具Hmax-5,则该压力适合，其他的参数也适合。第4章 零部件的设计与选用4.1支撑固定及卸料零件图4.1卸料螺柱 图4.1.1固定螺柱和销钉4.2弹性元件图4.2弹簧（条料从凹凸模脱离的机构）4.3导料销图4.3导料销4.4模架及其他零部件的选用图4.8凹模第5章 模具制造工艺与工艺规程5.1模具制造工艺规程 5.1.1工艺规程的定义、内容与特点 1）定义和性质将模具制造工艺过程，及其中各工序的内容，采用表格或卡片形式规定下来的文件，称谓模具制造工艺规程。显然，模具制造工艺规程是组织、指导、控制和管理每副模具制造全过程，具有企业法规性，不能随意删改，若删改须通过正常修改、变更批准程序的工艺文件。当某副模具的制造工艺过程全部完成，验收合格，交付用户正常使用后，该副模具的制造工艺规程，则即行废止。其工艺文件则当完整存档保存，并视为企业的技术资源。2）内容和特点 模具制造工艺规程的内容 制订工艺规程的依据是：模具结构设计图样及其制造技术要求和企业所拥有的加工机床、工装，以及相关的工艺文件资料等企业资源。根据模具成形件结构，及其型面技术要求高，须进行精密成形加工的特点，采用CNC机床与计算机技术组成模具CAD/CAM、Fxms制造技术，使实现设计与制造数字化、一体化生产：使工艺内容实现高度集成化，以减少成形加工误差。这是现代模具制造工艺技术的显著特点。 5.1.2工艺规程的文件形式工艺规程的形式与模具厂的规模、技术传统、管理水平，以及专业化生产水平有关。一般有三种形式，包括：工艺过程卡片，工艺卡片和工序卡片。5.2模具制造工艺规程的技术基础 5.2.1模具成型件的结构工艺及其要素 1）批量生产的模具标准件，其制造工艺过程中的工序是相对稳定的。而模具成形件则须依据制件（产品零件）的结构要素和技术条件进行设计，因此，每副模具的成形件都有其特殊的形状、尺寸精度与质量要求。并以单件生产方式进行制造。 2）成形件的结构工艺性 为保证模具成形件的使用性能，尺寸、位置精度与质量，其结构工艺要素必须合理、正确地进行设计，使其在加工时能满足要求。 5.2.2工艺基准的确定工艺基准试工序卡中的重要内容。工艺基准试成形件在加工中的定位、测量和装配时采用的基准。所以，工艺基准可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。工艺基准需力求与设计基准重合，使符合基准重合原则。因此，在设计成形件时，就应该考虑设计基准与工艺基准重合的原则，以减少基准不重合的误差，保证加工精度。 5.2.3模具成型件的加工方法与制造精度由于在模具成形件加工工艺过程中，广泛采用NC、CNC高效、精密数字化加工技术和广泛采用具有精密坯件，来制造成形件，从而提高了成形件的加工精度、表面粗糙度和加工效率。 5.2.4加工方法与表面粗糙度冲件的断面与外观质量，塑件、压铸件、玻璃制品等制件的外观质量，均取决于成形型面加工质量。5.3模具零件制造工艺规程的基本内容 5.3.1模具零件毛坯和加工余量零件毛坯的制造，是指有原材料经加工，转变为合格零件的第一步。因此，零件毛坯的结构要素和材料须与模具零件所要求的材料和结构要素向符合。这样，将使模具厂减少了粗加工工作量。供给模具厂的毛坯，则试按技术规范留有少量加工余量的坯件。 5.3.2模具零件制造工序、工序尺寸与公差 1）划分工艺阶段模具成形件制造工艺过程中的工艺阶段的划分，和一般机械零件基本上相同，可分为粗加工、半精加工、精加工和精饰加工四个阶段。 2）确定工序内容与加工顺序的原则合理确定工序内容与加工顺序，对缩短制造工艺过程：进行高效、精密加工：保证加工精度和表面粗糙度具有重要作用。 3）工序尺寸与公差的确定 工序尺寸与公差是指在某工序所有加工内容均完成后，工件应达到的尺寸与公差。所以确定每道工序的尺寸与公差，则主要取决与：每道工序的加工余量和工艺基准的选择两个因素。第6章 模具的使用 6.1模具检测 不论什么模具，在使用时都要经过检测，对于新模具要检测是否经过试模，有无模具制造合格证和试模样件，检查样件形状尺寸是否符合产品图样要求。对于已经用过的旧模具再次使用，要检查用了多长时间，模具的整体性和各构件是否完好无损，新旧程度，能否继续直接用于生产，需不需要再做修理和维护。 检测的内容试多方面的，但不同的模具有不同的具体内容。6.2模具使用安全 模具一旦制成以后应在安全状态下正常使用才能达到应有的寿命。做到模具使用安全，实际上就是做到操作者的人身安全和设备安全这两大问题的有机结合。具体地说：首先模具本身从结构到制造质量符合并达到模具的有关标准，即模具质量上是可靠的：其次模具所用的压力机能满足工艺上的要求：第三操作方法是合理的，这样使用的模具就有安全保障。 6.2.1 人身安全技术 人身安全必须得到最充分的重视，丝毫不可含糊和放松警惕，具体措施是：1） 消除和减少危险区域。2） 防止手进入危险区域。3） 以机械化自动化装置代替手工操作。4） 以手工具代替手进入危险区域。5） 若手进入危险区域压力机应停止使用。6） 安全启动压力机，如双手斗离开危险区时，压力机才能启动。7） 设置 压力机误动作机构。8） 防止运输和安装事故，降低噪声。 6.2.2 装置安全技术由于大量生产和自动化生产的需要，采用自动保护装置代替操作人员监视冲压过程中有关环节。6.3模具使用要求 6.3.1 模具使用与寿命对于大量生产，模具使用寿命长短直接影响到生产效率的提高和生产成本的降低，所以模具的寿命对使用者来说是个非常重要的指标。模具寿命长短，首先取决于模具的设计与制造质量，其次是使用的合理性，正确维护和保养。全面地评价影响模具寿命的因素试多方面的。 6.3.2 定期检查模具在使用过程中不能长期使用直到模具出了故障再做检查，应进行定期检查，并做好原始记录，使模具在完好状态下正常工作。 6.3.3 操作制度的基本内容操作者应做到有序、高效、安全生产，应有一系列必须遵守的操作制度。使用不同模具有不同的具体操作要求。第7章 模具的总装图图7.1落料冲孔组装图总结与展望通过这次的毕业设计学习，我学到了很多，更加扎实的掌握了有关冲压模具设计方面的知识。培养了我综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，有效的提高了分析和解决实际问题的能力。如调查研究、查阅文献和收集资料，并进行分析的能力；制订设计方案或试验方案的能力；设计、计算和绘图能力；总结提高撰写论文的能力。把学校里学到的理论知识很好的运用到了实践中，基本达到能够独立设计一般模具的要求。这次的课程设计，让我更加全面、系统的认识和掌握冲压模具的设计重点和要求，也综合检验了大学期间所学的知识。对我来说，受益匪浅，明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。总之，虽然这次的毕业设计结束了，但我学到了很多知识和道理，我知道这只是一个开始而已。以后人生的路还很长，我必须要对自己有更高的要求，不断学习和进步，努力取得更好的成绩。 此次毕业设计让我领悟很多，原来那种急于求成，浮躁的情绪没有了，取而代之的是更加脚踏实地的努力工作和学习。摆正自己的心态，以积极乐观向上的心态投入到设计当中，突然觉得又多了一份人生的感悟。 主要参考文献1 李洪.机械加工工艺手册，北京：北京出版社. 19902 成大先.机械设计手册（第四版），化学工业出版社. 19933 赵程.机械工程材料,北京：机械工业出版社. 19834 王孝培. 冲压手册 北京：机械工业出版社 19905 翁其金. 冲压工艺及冲模设计 机械工业出版社 20046 吴宗泽.机械设计师手册（第二版）上、下册，机械工业出版社. 20007 陈隆德.互换性与测量技术基础，高等教育出版社. 19968 王卫卫. 材料成形设备 机械工业出版社 2004/019 邓明. 实用模具设计简明手册 机械工业出版社 200610 陈立亮. 材料加工CAD/CAM基础（第2版）机械工业出版社 2004/0111 黄纯颖等.机械创新设计，北京：高等教育出版社. 198312 杨裕国. 模具寿命与材料 机械工业出版社 199713 姜奎华. 冲压工艺与模具设计 机械工业出版社 200414 马正元 韩启. 冲压工艺与模具设计 机械工业出版社 199815 李纪仁. 机械设计（上、下）（原水电版）,武汉大学出版社. 199416 贾慈力. 模具数控加工技术 机械工业出版社 200417 陈积伟. 工程材料 机械工业出版社 2006/05 18 傅建军. 模具制造工艺 机械工业出版社 2007/1019 李名尧. 模具CAD/CAM 机械工业出版社 2004/0720 贾巨堪. 金属塑性成型工艺及模具设计 机械工业出版社 2008/0121王群 童长清. 模具专业英语设计.制造.报价.结算 机械工业出版社 2007/02致 谢本论文是在导师XX的悉心指导下完成的，非常感谢我的导师语重心长的教导。即将面临毕业，心里充满了感激和留恋。四年大学的学习，我对模具设计与制造有了深刻