毕业设计论文支架冷冲模具的设计

绪论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备.先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业.日本工业界认为: “模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力”.美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”.在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称.模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场占有率的重要手段，已越来越受到各行业部门的重视。目前世界上模具工业的年产值约680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.31亿美元。中国已经成为世界上净出口模具最多的国家。但大型多工位级进模具，精密冲压模具，大型多型腔精密注塑模，大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距。改革开放以来，随着国民经济的发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的速度发展，模具工业企业的所有制也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展。到目前为止，中国约有模具生产厂家2万家，从业人员有50多万人，全年模具产值高达450亿元以上。中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角州和长江三角地区，其模具产值占全国的三分之二以上。而在模具制造领域中占有重要地位的冲压模具生产技术与工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备方面与工业发达国家相比还有相当大的差距，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相比差距还很大。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量、复杂、大型、精密、更新换代速度快等特点，冲压模具正向高效、精密、长寿名、大型化方向发展。为适应市场的变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机辅助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、PRO/ENGINEER、等国际通用软件。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得了很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。未来冲压模具的发展方向：模具技术的发展应该为适应模具产品交货期短、精度高、质量好、价格低、的要求服务。达到这一要求急需发展的如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术条件已基本成熟，各企业加大CAD/CAE/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAE/CAM技术跨地区、跨行业、跨企业，跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。（2）,高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并获得了极高的表面光洁度。另外，还可以加工高硬度模块，还具有温升低，热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车，家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷性，智能化，集成化方向发展。（3），模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能。大大的缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控机床及加工中心，实现快速采集，自动生成各种不同数控系统的加工程序，不同格式CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车，摩托车。（4）电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是用高速旋转的简单的管状电极做三维或二维轮廓加工，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中的应用，预计这一技术将得到快速的发展。（5）提高模具的标准化程度我国的模具标准化程度在不断提高，估计目前我国模具的标准件使用的覆盖率达到30%左右，而国外的达到了80%左右。（6）优质材料及先进的表面处理技术选用优质的钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命显得十分必要。模具热处理和表面的处理的发展方向是真空热处理。模具表面处理应完善并发展先进的气相沉积技术、等离子喷涂技术等。（7）模具研磨抛光将智能化、自动化模具表面的质量对模具的使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，抛光研磨智能化、自动化替代现有的手工操作，以提高模具的表面质量。（8）模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；并配有随行的定位夹具，有完整的机具、刀具数据库；完整的数控柔性同步系统；质量监测系统。 作为一名未来的模具设计者，这次冷冲模具的设计，就是我进行真实模具前的一次演练，是我自己对三年大学生活所学知识的一次综合应用，使我将三年所学知识连贯起来，在老师的指导下，进一步认识到自己的不足，近而加以巩固。这次设计使我对冲压模具有了更深刻的认识，认识到了冲压模具的重要性，让我对自己将要从事的工作充满了信心。我以后一定会尽自己最大的努力，在模具制造和设计行业作出自己的贡献，为我国的模具事业的发展贡献自己的力量。第1章 制件的工艺性分析工件名称：支架生产批量：大批量厚度：2MM材料：05工件简图： 图1 制件图1 制件的总体分析图示零件材料，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。支架外形落料的工艺性：支架属于中等尺寸零件，料厚2mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。支架冲孔的工艺性：大小为5.5mm和19mm和22mm的孔，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。支架弯曲的工艺性：此为支架弯曲其精度为1，其弯曲件的材料为优质碳素结构钢曲服强度为420可以用一般弯曲工艺获得。此工件只有外形落料和冲孔和弯曲三个工序。图示除标注公差的尺寸外零件尺寸未注公差的一般尺寸，均按惯例取IT14级，符合一般级进冲压的经济精度要求，模具精度取IT9级即可。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性和弯曲工艺性，适合冲压和弯曲生产。（1）弯曲直边的高度：零件符合工一般弯曲件为了避免稳定性不好，要求直立部分高度H2.5t,很显然满足此艺性要求（2）孔边距：为防止孔弯曲时发生变形，应使孔位于变形区之外。即：L2t. 所以，此 零件完全符合要求。（3）小弯曲半径根据所用材料，查表3.2.2可知最小弯曲半径为0.4t.本图20.8 所用该弯曲件符合要求.2制件的外形分析2.1 冲裁件的外形转角：冲裁件的外形无尖锐角，均圆弧过渡（半圆及2个R03），查表2.7.1 1知此圆角过度有利于模具加工，不会引起热处理开裂和冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损的现象。2.2 冲裁件的孔边距与孔间距：为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小，其最小许可值当取：C(11.5) t根据已知工件的尺寸可得：C1=3.25 C2=22.5 t=2 所以工件的尺寸符合上述要求。冲孔时因受凸模强度限制孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯，查表2.7.3而知工件上孔的直径当大于或等于0.35倍的料厚，即d0.35t，由任务书零件图易于看出工件尺寸符合要求。3 冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件上的未注公差等级定为IT14级，查表确定工件尺寸如下： 图2 零件展开简图冲裁件的断面粗糙度值与材料塑性、厚度，冲裁间隙，刃口锐钝及冲模结构相关，工件厚度为1mm，其断面粗糙度值为12.5m 第2章 工艺方案的确定该零件包括：冲孔、落料和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案供选择：方案一、先落料后冲孔再弯曲，采用单工序模生产。方案二、落料-冲孔复合冲压再弯曲，采用一副复合模和一副弯曲模生产。方案三、冲孔-落料-弯曲连续冲压，采用级级进模生产。对各种方案的分析方案一、模具结构简单，但需要三道工序，三副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。方案二、只需二副模具，冲压件的几何形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，尽管模具结构较模具一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难，方案三、只需要一副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差，模具制造困难，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造安装较复合模复杂。通过以上三种方案的分析比较，并根据设计要求确定该工件的冲压生产采用方案二为佳，并选择正装复合模。 第3章 主要工艺参数计算1 冲裁的工艺计算1.1制件尺寸的确定从制件图上可以看出，必须先通过落料冲工艺孔，然后再进行弯曲，需要两套模具，很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，所以在此主要对弯曲工艺进行分析。该制件为冲孔落料弯曲件，圆角半径R=2，材料的料厚为t=2，R0.5t。这种弯曲件由于变形不严重，所以按中性层展开的原理，弯曲前制件的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。根据弯曲制件图可知： L=L+L+（r+t）/180 =36+41+4.14 =81.14 式中：L坯料展开总长度 弯曲中心角中性层位移系数（取0.32）因为有少许偏移以及修整余量，取L为82 mm，所以，该制件在经过冲孔落料之后和未弯曲前的外形尺寸为：82mm40mm2排样的设计与计算 根据工件的形状选择有废料排样，且为直排的形式，虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样，但工件的精度高，且易于保证工件外形的的圆角。2.1 确定搭边与搭肩值搭边和搭肩值一般是由经验确定的查表2.5.2而取最小搭边值为a1=2.5 最小搭肩值为a2=2.2 绘制草图如左： 分析制件形状可知，由于孔较多。根据(1) 排样草图：条料从前方送进。这样冲孔凸模的冲压力比较均匀。制件形状精度容易保证。 分析排样草图2：条料从侧面送进，冲孔凸模受力不均。制件精度不容易保证。 图4 排样草图(2)选择第一种排列方式。2.2 计算送料步距和条料的宽度 按如上排样方式，并根据工件的尺寸确定送料步距为搭肩值与工件宽度之和。即：L=a2+40=42.2查表2.5.4而知条料宽度单向偏差值为0.20，由公式计算如下：B=(D+2a) =40+（22.5） =45所以确定条料的宽度B为：45导料板间距离A=B+C =45+5（无侧压装置） =502.3计算材料的利用率：一个步距内的材料的利用率=A/BS100% =（3176.4-758.31）/3743.562100% =67%所以在不考虑料头、料尾和边余料等材料消耗的情况下材料的利用率为67%，而在考虑以上因素计算一张板料总的利用率时则需要根据证章板的长宽尺寸而定，在此省略不述。3冲压力的计算并初步选取压力机的吨位3.1冲裁力的计算 冲裁力的大小随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化，本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力F按下式计算： F=KLtb由查表而知工件材料的抗剪强度极限值b为300N/K值取1.3 材料厚度t为2冲裁周边长度L=270.22+59.66+69.08+86.35=485.31所以冲裁力F=378.5KN3.2 卸料力、推件力及顶件了力的计算： 卸料力是将废料或工件从凸凹模上刮下的力。而推件力是将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需的力。顶件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需的力。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所以在选择设备公称压力或设计冲裁的时候应分别予以考虑，影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、厚度、模具间隙、凹模洞口结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。现在按照下面的经验公式计算： 查表2.6.1而卸料力、推件力和顶件力系数分别为：Kx = 0.04 Kt = 0.55 Kd = 0.06则：卸料力： Fx = Kx * F = 0.04 * 378.5 =15.14推件力： Ft = n Kt F n =h / t h:凹模洞口的直刃壁高度 取h=6（表2.9.4 ） Ft =624.5顶件力： Fd = Kd F = 0.06 * 378.5 =22.713.3 压力机的公称压力的确定： 压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和Fz，由于本模具采用的是弹性卸料装置和上出料方式：所以：Fz = F + Fx + Fd =416.35查手册选择压力机的公称压力为：630KN。 滑块固定行100mm (最大闭合高度)250 mm 固定台和可倾400mm 闭合高度调节量80mm (标准型)工作台尺寸(左右前后)570860mm (标准型)工作台孔尺寸(左右前后) 310450mm (标准型)工作台孔尺寸(直径) 400mm (标准型)立柱间距离(不小于) 420mm 模柄孔尺寸(直径深度) 5070mm 3.4压力中心的确定及相关计算：模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则冲压时滑块会承受偏心载荷，导致滑块的滑轨和模具的导向部分不正常磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件的质量降低模具寿命甚至损坏模具。而本模具所冲裁的工件形状对称。，计算其压力中心的步骤如下： 1、按比例画出凸模的工作部分剖面图（见图5a） 2、在任意距离处作x-x轴y-y轴 3、 分别计算出各线段和圆弧的重心到x-x轴的距离y1, y2, y3, y4和到y-y轴的距离x1, x2, x3, x4, 4、大凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定： 到y-y轴的距离x0=6.94mm 到x-x轴的距离 y0=20mm5、由于其余六个凸模为规则的凸模 ，则总的压力中心为图5（b）总的压力中心图 到y-y轴的距离x0=32.9mm 到x-x轴的距离 y0=20mm3.6 工作部分的尺寸计算.6.1计算凸凹模工作部分的尺寸（冲孔）并确定其公差：该零件在弯曲前属于无特殊要求的一般冲孔落料件，外形尺寸由落料获得，而中间的小孔尺寸则是由冲孔得到。查表2.3.3而知：Zmin = 0.246 Zmax = 0.360Zmax Zmin = 0.114因为模具的精度等级为IT14级 取 X = 0.5设凸、凹模分别按IT9、IT10级精度制造，分别计算Dt、Da如下：6.1.1 冲5.5小孔：d=(d+) =(5.5+0.50.30) =5.65d=( d+ Zmin) =(5.65+0.246) =5.90校核：|T|+|A| Zmax-Zmin0. 020+0.0200.114 满足公差间隙条件6.1.2 冲19小孔：d=(d+) =(19+0.50.15) =19.08 d=( d+ Zmin)=( 19.08+0.246) = 19.33校核：|T|+|A| Zmax-Zmin 0.020+0.0250.114 满足公差间隙条件3.6.1.3冲22孔：d=(d+) =(22+0.50.52) =22.26d=( d+ Zmin) =(22.26+0.246) =22.5校核：|T|+|A| Zmax-Zmin0.020+0.0250.114 满足公差间隙条件6.1.4 5.5小孔的孔距尺寸： Ld1=L11/8=280.125 20.15=280.0375Ld2=L21/8=280.125 2 0.15=280.03756.2 落料计算：落料时采用凸模与凹模配做法。以落料凹模为基准件。此制件属于A类尺寸。A=(A+) 图5凸凹模尺寸B=（D max-） =（62-0.50.87） = 61.56B=（B- Zmin） =（61.56-0.246） =61.31校核：|T|+|A|校核：|T|+|A| Zmax-Zmin 0.060.114 满足公差间隙条件C=（D max-） = （40-0.50.62） =39.69C=（C- Zmin） =（39.69-0.246） =39.44校核：|T|+|A| Zmax-Zmin 0.060.114 满足公差间隙条件A=（D max-） =（20-0.50.52） =19.74A=（A- Zmin） =(19.74-0.246) =19.49校核：|T|+|A| Zmax-Zmin 0.060.114 满足公差间隙条件第4章 模具总体设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用正装复合冲压，所以模具类型为正装复合模。4.2 定位方式的选择在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。4.3 导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该模具采用中间导柱的导向方式。第5章 模具主要零部件的设计5.1工作零件的结构设计1.1 凹模的设计在本模具中采用螺钉和销钉将凹模直接固定在支撑件上,凹模刃口为直壁式 ,凹模采用销钉和螺钉固定时要保证螺钉(或沉孔)间、螺孔与销孔间及螺孔与凹模刃壁间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命。壁厚40 查表2.9.4确定凹模厚度为20。凹模厚度 H=kb=0.2539.69=9.92 mm取10 mm (查表2.9.5得k=0.25)凹模壁厚 C=（1.52）H=15 mm20 mm取凹模厚度 H=10 mm ，凹模壁厚 C=20 mm凹模宽度 B=b+2c=39.69+40=79.69 mm 取标准值B= 80 mm 凹模长度 L 取160mm（送料方向） 确定凹模尺寸为80 mm120 mm 20 mm现制草图如下： 图6凹模草图 1.2 冲孔凸模的设计：在本模具中凸模用来成型四个5.5的小孔和一个22和一个19的孔，由于直径的不同现选择三种不同的冲头。1.2.1设计5.5小孔的冲头：L=h+h+t+h =20+20+2+18 =60mm1.2.2 设计19和22小孔的冲头。直径相差不大可以设计为相同尺寸L=h+h+t+h =20+20+2+28 =70mm凸模长度的校核计算: F=1.3tL=378.5KN经校核计算凸模的强度足够.1.3落料凸模(凸凹模)结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式。其总长L为：L=h+h+t+h =20+15+31+14 =80mm长度的校核计算L416 F=1.3tL=378.5KN 经校核计算凸模的强度足够. 5.2定位零件的设计: 在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。导料销一般设两个，并位于条料的同一侧。从左向右送料时，导料销装在右侧，从前先后送料时导料销装在左侧。导料销在本模具中直接 安装在凹模板上。在装配图中很容易看到。挡料销同样起定位的作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在中销模具中广泛应用作定距；但其存在着缺点：销孔距离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。所以在本模具中选用钩型挡料销。这种挡料销销孔距离凹模刃壁较远不会削弱凹模的强度。但为了防止钩头在使用的过程中发生转动，需考虑防转。5.3 导向装置的设计： 导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大，零件的要求较高，寿命要求较长的模具，一般都需要采用导向装置，本模具中应用导柱导套装置来完成导向.5.4 打料装置的设计: 在本模具中采用打杆推动连接推杆来完成打料动作，打杆穿过模柄凸露在模具的外面，当完成一次冲裁时压力机滑块回程，打杆与压力机的打料横杆相碰，打杆推动连接推杆将卡在凸凹模的凹模孔内的圆形废料打下，当注意的是：第一：需要保证打杆在模柄内的顺利滑动，须间隙配合。第二：需要保证连接推杆在凸凹模内的顺利滑动，须间隙配合。5.5 顶件装置的设计: 顶件装置一般是弹性的，在本模具中是由顶杆、顶件块和装在下模座下面的弹顶器组成，这种结构的顶件力容易调节，工作可靠。5.1 顶件块的设计: 本模具采用顶件块将制件从卡在凹模内小凸模上刮下，顶件块在冲裁的过程中实在凹模中运动的零件，对它有如下的要求：模具处于闭合状态时其背后有一定的空间，以备修磨和调整的需要；模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；它与凹模和凸模的配合应保证顺利滑动，不发生干涉。为此顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造。顶件块与凸模的配合一般呈较松的间隙配合。5.2 顶杆的设计:在本模具中选用四个顶杆与弹顶器上的托板相配合，四个顶杆均匀分布，传送的橡皮的推件力较为平稳，在此需要注意的是：顶杆、的直径不能太小，以免在克服橡皮弹力时发生挠曲。还有顶杆与下模上的孔相配合，必需保证其在孔内顺利的滑动，所以顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造。5.3 橡皮的设计：橡胶允许承受的负荷较大，且产生的弹性较为平稳，安装调整灵活方便，是冲裁模具中常用的弹性元件。卸料橡胶的设计计算H=H-H。（计算参照表8.2.4）计算结果为：H=31mm橡皮和托板组成顶件器，其具体的结构形式如下图所示：图7顶件器草图5.6 连接装置的设计5.6.1模柄的设计:本模具属于中型模具,采用模柄将上模固定在压力机的滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是:一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合,安装可靠；二要与上模正确而可靠的连接。在本模具中选用旋入式模柄，通过螺纹与上模座连接并加螺丝防止转动。这种模柄可较好的保证轴线与上模座轴线垂直,适用与各种中、小型模具。模柄材料通常采用Q235或Q275钢,在此选用Q235钢.其支撑面应垂直于模柄的轴线(垂直度不应超过0.02:100)。模柄在本模具选用标准尺寸，并根据前文压力机的参数确定模柄的直径和长度。现制草图如下并标明其具体尺寸：5.7 固定板的设计:将凸模或凹模按一定相对的位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板来固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍,其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同,需考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸凹模安装孔与凸凹模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸凹模端面和固定板一起磨平。现选用标准凸凹模固定板尺寸为: 80mm120mm20mm 5.7.1垫板的设计:垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座承受的单位压力，防止模座被局部压陷，影响凸模的正常工作。垫板的外形尺寸和模板相同，厚度取15mm5.7.2螺钉与销钉的设计:螺钉和销钉都是标准件，设计模具是按标准选用即可，螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉，螺钉、销钉规格根据冲压力的大小、凹模厚度等确定。所以螺钉的规格选用M55.7.3卸料板的设计: 卸料板的边界尺寸和固定板相同，厚度为12mm.5.8 模架及组成零件的确定:5.8.1 模架的选用:本模具选用由上模座,下模座,导柱,导套组成导柱模模架及其零件已经标准化，在此选用中间导柱模架.冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。5.8.2 模座的确定:本模中具选用标准模架，因在前述中确定了凹模尺寸为80120 20 ，根据标准确定下模座尺寸为: 25018045 . 上模座尺寸为: 25018040 .导柱d/mmL/mm分别为28150，32150；导套d/mmL/mmDmm分别为2810038，3210038第6章 模具工作原理：条料送进时采用固定挡料销进行定位，而有导料销保证送料沿正确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下进行冲压。当冲压完成时，上模上行回程，卡在凸凹模上的废料由弹性卸料板卸下，当模具上的打料杆碰到压力机上的打料横梁时，打料横梁给模具打料杆一个作用力，在此作用力的作用下，将制件推出来。然后，再开始下一个行程。图8 模具总装图第7章 模具的装配总装时，首先应根据主要零件的相互依赖关系，以及装配方便和易于保证装配精度要求来确定装配基准件，例如复合模一般以凸凹模作为装配基准件，级进模以凹模作为装配基准件；其次，应确定装配顺序，根据各个零件与装配基准件的依赖关系和远近程度确定装配顺序。装配结束后，要进行试冲，通过试冲发现问题，并及时调整和修理直至模具冲出合格零件为止。7.1装配前的准备7.1.1 通读设计图样，了解正装式复合模的结构特点。本模具的装配工艺要 点是：同时保证落料和冲孔用凸凹模间隙的均匀；打料机构工作可靠，能及时推出工件。7.1.2 查对各零件已完成装配前的加工工序，并经检验合格。7.1.3确定装配方法和装配顺序。经查对认定模具零件已加工完成，可采用直接装配方法。结合模具结构特点，对凸凹模、凸模先进行分组装配，再进行总装配。选用以凸凹模为基准件，先装配上模，再装配下模及辅助零件。7.2装配模柄将模柄压入上模座后，钻、铰销孔，打入止转销。7.3装配凸凹模按照压入法操作要求，将凸凹模压入固定板中，检查凸凹模相对固定板基准面的垂直度，并刃入凸模，用工艺定位器法检查配合间隙的均匀性。待凸凹模全部压入，认定间隙分布均匀后，磨平固定板支撑面和凸凹模刃口面。7.4装配凸模将凸模压入固定板中，按压入法装配要领，检查其相对固定板基准面的垂直度，认定合格后，磨平固定板支撑面和刃口面。7.5装配下模将组装好的凸模固定板和下垫板，按照设计要求位置，安装在下模座上，紧固螺钉，钻、铰销孔，装入圆柱销。7.6装配上模将组装好的凸凹模固定板和上垫板，安装在上模座上，紧上螺钉，用工艺定位器法控制上下模的配合间隙，使其均匀。认定均匀后，在上模相应部位钻、铰销孔，打入圆销。 7.7安装凹模将凹模安装在下模相应部位，凹模和凸凹模间隙，用垫片法或直接安装法控制其均匀性。7.8试切用纸试冲，观察冲切纸边的状况，经调整并认定均匀后， 钻、铰另一组销孔，打入圆销。 7.9装配其他零件并试模上模安装顶杆，顶件块，检查打料机构工作的可靠性。顶件块在最低位置时，应突出凸凹模刃口0.2-0.5mm.安装卸料板和弹簧，安装后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在设计指定的压力机上，装配好的模具进行试冲。试模时重点检查打料机构和顶出机构的动作是否及时、可靠。每一次冲压后，上模随压力机上行到上死点时，条料和顶出的工件都应该出现在下模凹模工作面上，以便及时清除。装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出冲孔凸模工作端面2mm.第二部分 弯曲模设计第1章 零件结构工艺性分析此零件为一个简单的90的V形件，其弯曲圆角半径r为2mm,材料选择05钢,板厚为2mm。其工艺性主要包括弯曲件的精度、圆角半径、板料的纤维方向与弯曲线夹角、弯曲的直边高度、其他工艺性等。1. 1弯曲的直边高度一般弯曲件为了避免稳定性不好，要求直立部分高度H2.5t,很显然此零件符合工艺性要求1.2 孔边距为防止孔弯曲时发生变形，应使孔位于变形区之外。即：L2t所以，此 零件完全符合要求。1.3最小弯曲半径根据所用材料，查表3.2.2可知最小弯曲半径为0.4t. 20.8 所以该弯曲件符合要求.第2章 主要工艺参数计算2.1弯曲力的计算自由弯曲需要的力 经计算得：F=10.14KN校正弯曲时弯曲力的计算：F=qA =4060.2=96.32 KN顶件力的计算F=（0.30.8）F =3.0428.112 =8KN2.2 压力机的压力确定F（1.21.3）F+ F（1.21.3）（10.14+8） 23.582 KN2.3 回弹量的计算：因为此工件的圆角半径R （58）t，工件的弯曲半径一般变化不大，所以只考虑角度回弹。查表取回弹角为2第3章 弯曲模工作部分设计3.1 凸、凹模间隙的计算单面间隙为Z/2 Z/2=（1+n）t =(1+0.05) 2 =2.1mm （ 查表得n=0.05）3.2凸、凹模工作部分尺寸：3.2.1凸、凹模宽度尺寸计算：L=(L-0.75) =(60.2-0.750.62) =59.74L=( L-Z) =(59.74-2.1) =57.64L59.74即，凹模的宽度应该不大于展开长度的0.8倍59.74820.8 所以之间符合要求。3.2.2 凸、凹模的圆角半径以及凹模的深度一般情况下，凸模的圆角半径rr.所以，取r=2mm。查表可知：凹模的圆角半径r=10mm. 凹模的深度L=20 mmV形凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径r为：r=（0.60.8）（r+ t） =（0.60.8）4取r=3 mm第4章 模具总体设计4.1 模具类型的选择 由冲压工艺性可知，采用单工序冲压，模具类型为单工序模。4.2 定位方式的选择 为保证坯料在弯曲模内准确定位，也为在弯曲过程中坯料的偏移，提高定位精度，采用定位板和定位销。4.3 卸料出件方式的选择 此工件为等于的V形件，成形后留在凹模上，随凸模上行底部受压的弹簧弹性恢复推动顶杆而顶出制件。4.4 导向方式 模具属于单工序冲模，结构简单，导向精度通过凸、凹模就可以保证，所以采用无导向装置。 综上可设计此模具主要由，模柄，上模板，凸模，V形凹模，下模板等组成。 初步计算模具闭合高度 凹模座的外轮廓尺寸约计为根据上述公称压力的计算，选用公称压力是40KN的压力机就行了。但该工件凸、凹模长度较大，为了满足闭合高度的要求选择100KN的J23-100A压力机。4.5连接与固定零件 第5章 设备的选定该零件所需的弯曲力 23.582 KN模具闭合高度 H=205 mm模具外廓尺寸 200 mm300 mm此时开式可倾压力机，主要力学性能为：公称压力 最大装模高度 行程 台面尺寸 380 mm260 mm根据模具闭合高度，弯曲力，外廓尺寸等数据选定此设备是合适的。第6章 模具主要零部件的设计6.1 凸模部分 弯曲模没有固定的结构形式，此工件结构简单，精度要求不高，所以可以设计比较简单一些，根据制件形状可以将凸模设计为整体式凸模。 L=57.64 mm r=2mm 制件宽度为40mm. 。取凸模高度为：L=h+h+t+h =20+30+2+30 =82 mm所以确定凸模尺寸为57.64 mm60 mm82 mm 画草图如下： 图9 凸模草图 6.2 凹模部分 工件弯曲角度为901。考虑的回弹因素。即回弹角为2。取凹模底部圆角为88。凹模的圆角半径r=10mm. 凹模的深度L=20 mmV形凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径r为：r=3 mm查表得V形端底部到凹模的底部的距离 h=22 mm ，所以确定取凹模厚度H= h+30（V形件高度） 凹模壁厚 C=35 mm =52 mm（取60） 凹模宽度 B=b+2c=82+70=152 mm 取标准值B=160 mm确定凹模尺寸为160 mm110 mm 60 mm根据凹模尺寸选定上、下模座尺寸分别为300 mm200 mm40 mm和300 mm200 mm50 mm。 画草图如下： 图10 凹模 草图第7章 模具总装配图由以上设计，可得到如下图所示的模具总装图。 图11 模具总装图模具工作过程：坯料由定位板固定在凹模面上，压力机滑块带着上模下行，凸模下表面先接触毛坯料，使它弯曲成两直边成901的V形制件，当工件底部接触到顶杆，使底部弹簧受压。凸模回升时，依靠弹簧的弹性恢复使顶杆复位，工件被顶出设计总结通过这次毕业设计让我们把平时在课堂上学到的理论与实际生产结合了起来。看似简单的零件想要得到，也是需要许多工序才能完成的。我们只所以选择使用模具来达到这样的效果，不仅与生产批量有关，还与生产条件有关。如果是大批量生产的零件使用模具就很容易实现机械化和现代化。能够保证零件的尺寸相差不大，以实现互换。设计是一个关键的工作，要查阅大量资料和统计计算工作，设计是个苦差事。由于以前课程设计的基础，所以对模具设计的基本流程还不很陌生，我们拿到任务书以后，首先对制件进行工艺性分析，然后选择加工方案，进而计算坯料的面积，接着根据制件尺寸计算出模具的工作部分尺寸，从而设计出模具的工作零件，最后根据国标选择模架，及其他标准零部件，画出装配图及部分零件图，至此模具设计宣告结束。虽然有过做课程设计的经验，但这次做毕业设计还是令我感触颇深。在这段日子里，我几乎都在宿舍和图书馆之间来回奔波，查阅大量的工具书，因为在毕业设计中每一个公式，每一套数据都要有根据或标准可言，如果其中某一项出错，都将会影响到下面设计的正常进行，所以马虎不得。这使我认识到以后从事工作的严谨性和高度的责任感。做毕业设计虽然很艰辛，但做什么事情都是两面的，俗话说的好只要付出就会有回报。这次毕业设计使我将以前的所学知识系统的连贯了起来，好多快遗忘的东西又被拾了回来，从而更加深了对这些知识的理解。更主要的是以前在课堂上讲的都是些空虚的理论知识，没有进行过实际的、系统的设计练习，对所学的理论、公式运用不是很熟练，很多实际上应该很熟悉的东西到用的时候却感到了陌生，而毕业设计给了我们这么一个锻炼的平台，让我们把空洞的理论在设计中反复的运用，使我们把这些知识真正转换为我们自己的东西，让它在我们脑子里生根。这次在锻炼我们设计能力的同时，也使我们积累了宝贵的设计经验，对我们以后从事的设计工作奠定了一定的基础。总之，毕业设计虽然辛苦，但是在设计中不断的思考问题、研究问题，咨询问题，从而一步步提高了自己，一步步完善了自己。同时也汲取了更加完整的专业知识，锻炼了我独立设计的能力，真的使我受益匪浅。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。通过这次毕业设计使我在温习学过的知识的同时又学习了许多新知识，对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题，如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证工件的经济性，加工工艺的合理性。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。通过对支架拐件冷冲模的设计，我对冲裁模、弯曲模有了更为深刻的认识，特别是这种冲孔落料模具的设计。弯曲模的主要零件的加工一般比较复杂，多采用线切割进行加工，弯曲回弹的影响因素多，不容易从纯理论的角度精确的计算出来，多需要在试模后再进行调整。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题，虽然设计中对它们做出了解决 ，但还是感觉这些方案中还是不能尽如人意，如压力计算时的公式的选用、凸凹模间隙的计算、卸件机构选用、工作零件距离的调整，都可以进行进一步的完善，使生产效率提高。历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，并且和同学的探讨，模具设计在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。在这次设计过程中得到了老师以及许多同学的帮助，我受益匪浅。在此，再次感谢各位老师特别是我的指导老师原红玲老师在这一段时间给予无私的帮助和指导，并向他们致于深深的敬意，对关心和指导过我各位老师表示衷心的感谢!参 考 文 献 1 王孝培 主编.冲压手册.机械工业出版社2 郝滨海 编著.冲压模具简明设计手册.化学工业出版社3 杨玉英 主编.实用冲压工艺及模具设计手册.机械工业出版社4 薛彦成 主编.公差配合与技术测量.机械工业出版社5 高为国 主编.模具材料.机械工业出版社6 王秀凤.万良辉 主编.冷冲压模具设计与制造.北京航空航天大学出版社7 翟德梅 主编.模具制造技术8 中国机械工业出版社 组编.冷冲模设计及制造.机械工业出版社9 刘建超.张宝忠 主编.冲压模具设计与制造.高等教育出版社10 冲压加工技术手册编委会编 冲压加工技术手册 日 机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号01产品名称凸模零（部）件名称凸模共（1）第（1）页材料牌号CrWMn毛坯种类圆棒料毛坯外型尺寸30每个毛坯可制件数4每台件数4备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件05下料锯割下料3080下料车间锯床0.510锻锻成3075锻造车间空气锤215热处理退火热处理车间热处理炉1020车削车外圆32达尺寸；车退刀槽22；车外圆30，留磨量0.5；车右端面，留磨量0.2；和度镗至7 掉头车左端，留磨量0.2模具车间车床530热处理淬火并回火达5458HRC热处理车间1235内外圆磨以外圆30为基准，磨锥型孔达到要求； 30模具车间240 钳研磨29.79达图样要求模具车间2标记记数更改文件号签字日期标记处数更该文件号设计日期审核日期标准化日期会签日期