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全套设计联系QQ97666224（说明书CAD图纸等）绪 论随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45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如下几项： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/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/CAM/CAE技术跨地区、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，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，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化、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铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的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、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (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加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，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应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (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；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。级进模设计说明任务描述：工件名称：冲孔落料件工件简图：如下图生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：1.5mm要求：1.完成模具总装图（3D电子文档）； 2.完成总装配图，图纸符合国家制图标准； 3绘制工程图，图纸符合国家制图标准； 4编写设计说明书。（A4纸打印） . 工件图1. 冲压件工艺性分析此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结果简单，有2个直径4mm的孔；孔与孔，孔与边缘之间的距离满足要求，工件的尺寸全部为自由公差，可看着IT14级，尺寸精度底，普通冲裁就能满足要求。2. 冲压工艺方案的确定该工件包括落料 冲孔 两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序两套模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一套模具，工作精度及生产效率都比较高，但制造难度大，并且冲压成品件留在模具上，清理模具上的物料影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，设计简单，由于工件精度要求不高，完全能满足工件技术要求。所以经过比较，采用方案三最为合适。3.主要设计计算（1）排样方式的确定以及计算 设计级进模，先要设计条料排样图。工件图可视为一矩形中间两个孔，直排材料利用率最高。如图一所示的排样方法，可减少废料。第一次冲裁使用活动挡料销，然后第二次可用固定挡料销。搭边值取1mm，壁厚取1.5mm，条料宽度为37mm，步距为9mm，一个步距的材料利用率为: 利用率S1(AB)100%(834)/(937)100%82%（2）压力中心的确定及相关计算画出凸模刃口图如下；建立坐标系,得凸模刃口尺寸轮廓的压力中心坐标分别为 (12,0),(-12,0),(0,10)周长分别为:L1=4,L2=4,L3=84冲裁力F1=KL F2=KL F3=KLX=（F1X1+F2X2+F3X3）/(F1+F2+F3)=0 Y= (F1Y1+F2Y2+F3Y3) /(F1+F2+F3)=7.697压力中心为（0,7.697），位置如上图所示。（3）工作零件刃口尺寸计算冲孔4凸凹模刃口尺寸计算由表2.4可查得：=0.240 mm =0.132 mm-=0.240-0.132=0.108由表2.5查得：凹=0.020，凸=0.020求得：凹+凸=0.040- 满足要求0-0.02由表2.6查得：IT14级磨损系数为0.50-0.02=(4.30-0.50.30) =4.15mm+0.02 0+0.02 0=(4.15+0.132/2)=4.282mm外形落料凸，凹模刃口尺寸计算对于外形轮廓，由于形状比较简单，故采用分别制造法，这种方法制造的凸，凹模，具有互换性，便于成批制造，其凸，凹模刃口尺寸计算如下：查表2.5可得,凹模尺寸为34mm时，t1=0.02, a1=0.03 凹模尺寸为8mm时， t2=0.02, a2=0.02+0.030+a10+0.030Da1=(Dmax-x)=(34.41-0.50.62)=34mm+0.020+0.020+a20 Da2=(Dmax-x) =(8.18-0.50.36)=8mmmm0-0.020-0.020-t10-0.020-0.020-t2Dt1=(Da1-)=(34-0.132)=33.868mmDt2=(Da2-)=(8-0.132) =7.868 mm孔心距： Ld=L1/8=241/80.52=240.065mm（4）冲压力的计算落料力： F落=Ltb=1841.5450=124.200KN冲孔力： F孔= Ltb=82450=22.619KN冲孔时的推件力： F推=nK推F孔 由表2.7得K推=0.05 n=h/t=16/1.5=10.67 取n=10 F推=100.0522.619=11.31KN落料时的卸料力：查表2.7得 K卸=0.03 F卸=K卸F落=0.03124.200=3.726KNF总=F落+F孔+F卸+F推=124.200+22.619+3.726+11.31=161.855KN为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30%左右，即 F总=1.3F总=1.3161.855=210.4115KN弹性卸料，下出件4. 模具总体设计 （1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。（2）定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，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挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。 （3）卸料，出件方式的选择 因为工件料厚1.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 （4）导向方式选择 为了提高模具寿命和工件治疗，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。5. 主要零部件设计 （1）主要零件的结构设计a.落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成铆接式，采用线切割机床加工，总长L可按公式计算：L=h1+h2+t=16+12+6=34mmb.冲孔凸模 因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，加工简单，便于装备与更换。冲孔凸模结构如下图所示。c.凹模 凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模具在模架上的位置时。要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄范围内。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度H=kb=0.3534=16，凹模壁厚c=（1.5-2）H=22-32m 取c=23凹模宽度 B=b+2c=34+2x23=80，凹模长度 L取60mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为608016mm，凹模结构如图所示：（2）定位零件的设计 这个模具的定位零部件是导料板，导料板内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取6mm，采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉固定在凹模上。导料板上有活动挡料销凹槽。（3）卸料板部件设计 a.卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为12mm。采用45钢制造，淬火硬度为40-45HRC。 b. 卸料螺钉的选用 卸料板上设置4个螺钉，公称直径为8mm，螺纹部分为M64。（4）模架及其他零部件设计该模具采用中间导柱模架，导柱分别为29120,导套分别为3060。上模座厚度取25mm，上垫板厚度取5mm，固定板厚度取16mm，下模座厚度取30mm，下模座垫板厚度取5mm, 那么该模具的闭合高度：=+h垫=25+5+34+16+30-2+5=113mm式中：h2为凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mmL凸模长度，L=34mm H凹模厚度，H=16mm结合之前所计算的所需压力机的压力210KN，以及模具的最大闭合高度113mm,可以选择压力机的型号为.6模具总装图通过以上设计，可得如图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（3个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件，下模部分由下模座、凹模板、导料板，垫板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销21作为粗定距，凹模板上装有固定档料销，控制送料的方向和步距。7冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J2-25能满足要求。起主要参数如下：公称压力：250kN滑块行程：75mm最大闭合高度：260mm最大装模高度：220mm连杆调节长度:55mm工作台尺寸（前后x左右）：370x560 mm垫板尺寸（厚度x直径）：50x260 mm模柄孔尺寸：40x60 mm最大倾斜角度：30度8、绘制零件图 凹模板9、模具零件的加工工艺本副冲裁模，模具零件加工的关键在于工作零件、固定板以及卸料板。若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。表四所示为落料凸模的加工工艺过程. 零件的机械加工工艺卡见下图零件的机械加工工序卡见下图总结这次为期一个多月的课程设计已完成，每天都是在设计画图，不停出错、修改、讨论、改进，但是这样的日子过得很充实。看着自己一步一步的将一个个只有二维图形的零件通过自己设计一步一步的做出来，心里洋溢着满满的自豪感。从大一刚刚进校对模具一无所知到现在自己完整说的设计出一幅模具来，这三年的学习让我们渐渐的将一个抽象的概念熟悉成我们生活中的一部分，我们都努力了很多。关于塑料的这次设计让我复习了许多知识，涉及到了机械制图、模具制图CAD、冲压工艺及模具设计、模具制造技术、金属材料与热处理、成型设备等相关知识。此次课程设计也是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。致谢本课题在选题及进行过程中得到韩老师的悉心指导。她在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。韩老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向韩老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢母校河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。同时还要感谢我的同学，他们在私底下也给予了我不少的帮助，使我受益匪浅。参考文献1 魏春雷、朱三武、章南主编.模具专业毕业设计手册.天津大学出版社，2010；2 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；3 翟德梅、段维峰主编.模具制造技术M.北京：化学工业出版社，2005；4 马宵、任泰安主编.互换性与技术测量M.南京大学出版社，2005；5 寇世瑶主编.机械制图M.北京：高等教育出版社，2007.QQ97666224海量设计资料，承接各种机械设计定制QQ97666224
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