毕业设计（论文）-小垫板冲压工艺及模具设计

小垫板冲压工艺及模具设计目 录1 绪论12 零件工艺分析42.1 工件材料分析52.2 工件结构形状分析52.3 工件尺寸精度分析53 冲压工艺方案的分析和确定74 模具总体结构84.1 模具类型的选择84.2 定位方式的选择84.3 送料方式的确定84.4 出件方式的确定84.5 送料方向的确定84.6 导向方式的确定85 工艺计算105.1 排样105.1.1 排样方法105.1.2材料利用率105.1.3 条料宽度的计算115.2 冲压力和压力中心的计算145.2.1 冲裁力的计算145.2.2卸料力的计算145.2.3 总冲压力的计算155.3 初选压力机166 冲裁间隙177 刃口尺寸计算207.1 凸、凹模刃口尺寸的基本原则207.2 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的方法208 主要零件的设计248.1 上下模座的选取248.2 模柄的选取248.3 冲裁凸模、凹模设计248.3.1 冲孔凸模的设计248.3.2 冲裁凹模的设计258.4 导向零件的设计268.4.1 导料板的设计268.4.2 导柱、导套的选取278.5 卸料板的设计288.6 固定板的选取289 压力机技术参数校核2910 绘制模具总装图及零件图3010.1 装配图绘制3011 模具的装配、调试和检测3111.1 模具的装配3111.2 冲裁模具的调试3111.3 模具的检测32结论34参考文献35全套图纸加扣3012250582 1 绪论冲压加工简称冲压，也称为冷冲压或板料冲压。是一种借助于常规或专用设备的动力，使板料在模具里直接得到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。模具：冲压加工中安装在设备上的专用模型、工具，能制造出一定数量的冲压件。冲压模具简称冲压模或冲模。冲模的功能是具有制造出一定数量的冲压产品的能力，且加工还有高效率、高精度、互换性好及节原材料等功效。近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为58mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁，并可对b 900MPa的高强度合金材料进行精冲。由于引入了CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具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。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到35um，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平。改革开放20多年来，我国(除港台地区外，下同)的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、产品档次都有了很大的提高。据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间（分厂）近17000家，约60万从业人员，年模具总产值达200亿元人民币。但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的60左右，还不能适应国民经济发展的需要。目前，国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。据海关统计，1997年进口模具价值6.3亿美元，这还不包括随设备一起进口的模具；1997年出口模具仅为7800万美元。1997年中国模具工业协会对下属的209家骨干企业（含产品厂的模具车间）的统计资料表明，其模具总产值13.7亿元人民币，进口模具大约为336万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。因此作为新一代模具方面技术人员的我们有着振兴民族模具工业的重任。进入21世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，我国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，满足各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展。表现为：模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具软件应用的网络化趋势。模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展。模具检测设备的日益精密、高效数控电火花加工机床、高速铣削机床(HSM)。模具材料及表面处理技术发展迅速。模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。快速经济制模技术也有了突飞猛进的发展。这些都是模具工业发展的新趋势。该设计为接触环冲裁模，该设计使用级进模生产。级进模，又称为多工位级进模、连续模、跳步模，它是在一副模具内，按所加工的工作分为若干等距离的工位，在每个工位设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工作某部分的加工。被加工材料，事先加工成一定宽度的条料，采用某种送进方法，每次送进一个步距。经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压工件。在一副级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成形等工序。一般来说，无论冲压零件形状怎么复杂，冲压工序怎样多，均可用一副级进模冲压完成。本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，主要介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、进行必要的工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高度及压力机有关参数、绘制模具总装图及零件图都是这次设计的主要内容。用于级进模的材料，都是长条状的板材。材料较厚、生产批量较少时，可剪成条料；生产批量大时，应选择卷料。卷料可以自动送料，自动收料，可使用高速冲床自动冲压。级进模对材料的厚度和宽度都有严格的要求。宽度过大，条料不能进入模具的导料板或通行不畅；宽度过小则影响定位精度，还容易损坏侧刃、凸模等零件。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且我做了把所学到的知识运用到实践当中，更让我了解了级进模设计的全过程和加工实践的各种要点。2 零件工艺分析冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性。主要包括以下几个方面：冲裁件的形状和尺寸以及冲裁件的精度和表面粗糙度。制件图如图2-1所示。 零件名称：电灯接触环设计工件简图：如图2-1生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：0.8mm精度等级：IT12图2-1 小垫片工件简图2.1 工件材料分析本冲裁件用Q235作为生产材料，硬度不高易冲压加工成形,热处理后具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。适合冲压生产。2.2 工件结构形状分析（1）冲裁件是由圆、圆弧与直线组成，结构简单。冲裁件的内、外都没有尖角，因此凸凹模磨损不会太大，所以模具的使用寿命没有问题。（2）孔的边距冲裁件孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不应过小，否则冲裁件的质量不能保证，会产生孔与孔间材料的扭曲，或使边缘材料变形。级进模（本模具采用级进模，见3冲压工艺的分析和确定）冲裁时，因模壁过薄而容易破损，一般情况下，其a值不小于1.5t,以满足最小孔边距的要求。结论：此制件适合冲压生产。2.3 工件尺寸精度分析（1）根据零件的要求，零件厚度为0.8mm，材料为Q235。查表2-1根据标准公差数值表GB/T 1800.4-1998可知制件在尺寸公差等级等级为IT12，（2）IT12是普通冲压生产中的经济公差等级。结论：工件尺寸符合冲压特点，可以进行冲压生产。（3）表面粗糙度、精度，由于产品的公差等级为IT12，没有特别的粗糙度、精度要求，所以只需去除毛刺就可以满足其生产要求。结论：通过分析零件的外形、公差等级、尺寸和精度并结合实际情况可知该制件适合用于普通冲压生产。表2-1 110标准公差数值表(摘自 GB/T 1800.4-1998)基本尺/mm公差等级大于至IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12-30.81.2234610142540601003611.52.54581218304875123 冲压工艺方案的分析和确定根冷冲模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模、复合模等。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。由于本制件结构比较复杂，精度要求不高，经分析由冲孔、落料、弯曲、切断四道工序组成。该零件包括落料、冲孔、弯曲、切断四个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料，采用单工序模生产。方案二：冲孔-落料复合冲压，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。对每个方案做如下分析：方案一：模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二：只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。方案三：只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。通过附录：表3-1的对比并结合对以上三种方案的分析得出结论:因为该冲裁件的精度要求满足IT12级即可，并且要有很高的生产率和安全的操作过程，结合生产实际情况可以知道该工件的冲压生产采用方案三为佳，即采用级进模生产。4 模具总体结构4.1 模具类型的选择由冲压工艺方案的分析3可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。4.2 定位方式的选择为了保证模具正常工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置。因为该模具采用的是条料，为了确定孔的位置正确，采用导正销进行纵向定位。为了有效的防止条料的偏斜，采用导料板进行横向定位。4.3 送料方式的确定由于零件的生产批量是大批量，及模具类型的确定，合理安排生产用自动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。4.4 出件方式的确定采用推件出料(制件在板料的送进过程中由板料推出)。4.5 送料方向的确定因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左送料。4.6 导向方式的确定方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，并能满足工件成型的要求。即方案二最佳。5 工艺计算5.1 排样5.1.1 排样方法由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。方案一：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命、冲件质量、材料利用率和零件结构，该冲件的排样方式选择方案一为佳，即采用有废料排样。5.1.2材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。采用有废料排样排样方案：图5-1 排样简图一个步距内的材料利用率： =nA/BS100% =80.13/10.612.3100% 61.46%由此可知，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。该排样材料利用率为61.46%.5.1.3 条料宽度的计算排样方式确定以后，条料的宽度和步距也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑：（1）有侧压装置时条料的宽度。（2）无侧压装置时条料的宽度。（3）有定距侧刃时条料的宽度。在这里选择无侧压装置的模具。条料宽度确定的原则是:最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料能再冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。条料宽度: b=(D+2+C1 ) （5-1）式中 D-冲裁件垂直于送料方向的尺寸； a侧面搭边,查表5-1； -条料宽度的单向(负向)偏差，查表5-2，=0.01； C1-导尺与最宽条料之间的单面小间隙，查表5-3，C1=0.5mm。根据公式（5-2）得： b=(13.3+21.5+1) =16.3表5-1 搭边a和a1数值材料厚度圆形件半径r2t的工件矩形工件边长L50mm矩形工件边长L50mm或r2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.01.81.21.00.81.01.21.51.82.01.51.21.01.21.51.82.22.21.81.51.21.51.82.02.22.52.01.81.51.82.02.22.52.82.21.81.51.82.02.22.53.02.52.01.82.02.22.52.8t表5-2 条料宽度偏差 mm条料宽度b材料厚度 t-0.50.5112 20-0.05-0.08-0.102030-0.08-0.10-0.15表5-3 送料最小间隙C1 mm材料厚度t间隙C10.510.50.51120.511230.5115.2 冲压力和压力中心的计算5.2.1 冲裁力的计算计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力FP一般可以按下式计算：FP=KptL （5-2）式中Kp-系数(K=1.3)； -材料抗剪强度(MPa)；L-冲裁周边总长(mm)；t-材料厚度(mm)。根据公式（5-4）得： FP=KptL =1.30.838.71300 =12078.768 （N）系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1-3。当查不到抗剪强度时，可以用抗拉强度b代替，而取Kp=1.3的近似计算法计算。根据冷冲压工艺与模具设计附录A1查出H62强度为300(MPa)，抗拉强度为343-460(MPa)，屈服强度为200(MPa)。5.2.2卸料力的计算从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力。FQ =K卸F冲 （5-3）式中 K卸- 卸料力系数，见表5-1； F冲 - 冲裁力（N）。根据公式（5-3）得： FQ =K卸 F =0.0512078.768 603.9384（N）表5-3 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmK卸K推K顶钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.095.2.3 总冲压力的计算由于冲裁模具采用弹压卸料装置，固总的冲压力包括F=Fp+FQ （5-4）式中 F-总冲压力； FP-冲裁力； FQ-卸料力；根据公式（5-8）得： F=Fp +FQ 12.7（KN）由于压力机吨位通常为总冲裁力的1.3倍，则F=1.312.7=16.51（KN）5.3 初选压力机冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机（以Jxx表示其型号）和液压机（以Yxx表示其型号）。根据模具的使用要求，制件分和总的冲压力查附录：表5-4拟选压力机为: 开式双柱可倾压力机J23-10。6 冲裁间隙设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Zmin，最大值称为最大合理间隙Zmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Zmin，如图6-1。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模具设计的一个重要工艺参数，对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大的影响。冲裁间隙还影响着冲裁件的尺寸精度。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。间隙过大，会使落料件尺寸小于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸大于凸模尺寸，冲裁力也会慢慢下降，卸料力、推件力或顶件力都将随之下降。间隙过小，会使落料件尺寸大于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸，冲裁力也会增大，会使模具刃口磨损加剧，还会产生凸凹模胀裂，小凸模折断，凸模和凸凹模相互啃刃等异常损坏。由此可见，我们在确定冲裁间隙时，一定要有一个合理的范围作为间隙值，当然我们在设计时要采用最小合理间隙。 图6-1 冲裁间隙由表6-1可知，Zmin=0.056mm Zmax=0.072mm 表6-1 冲裁模初始双边间隙值 mm材料厚度t(mm)软铝纯铜、黄铜、软钢WC=(0.080.2)%杜拉铝、中等硬钢WC =(0.30.4)%硬钢WC =(0.50.6)%CminCmaxCminCmaxCminCmaxCminCmax0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.82.02.22.52.83.00.0160.0200.0240.0280.0320.0360.0400.0500.0750.0900.1000.1320.150.160.0240.0300.0360.0420.0480.0540.0600.0840.1050.1260.1400.1760.2000.2240.2400.0200.0250.030 0.0400.0450.0500.0720.0900.1080.1200.1540.1750.1960.2100.0280.0350.0420.0490.0560.0630.0700.0960.1200.1440.1600.1980.2250.2520.2700.0240.0300.0360.0420.0480.0540.0600.0840.1050.1260.1400.1760.2000.2240.2400.0320.0400.0480.0560.0640.0720.0800.1080.1350.1620.1800.2200.2500.2800.3000.0280.0350.0420.0490.0560.0630.0700.0960.1200.1440.1600.1980.2250.2520.2700.0360.0450.0540.0630.0720.0810.0900.1200.1500.1800.2000.2420.2750.3080.3307 刃口尺寸计算7.1 凸、凹模刃口尺寸的基本原则冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口及制造精度来保证。确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模的只要任务之一。因此决定模具刃口尺寸时需考虑以下几个原则：1、先考虑落料与冲孔的区别，落料件尺寸由凹模决定，冲孔时的尺寸由凸模决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的损失，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔时模时，凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。3、考虑制件精度与模具精度之间的关系，选择模具制造公差时，既要保证制件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较制件精度高23级。若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT12处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形制件，一般可按IT79级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。7.2 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的方法在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法计算。表7-1 简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模制造偏差 mm公称尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹公称尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.0401802602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表7-2 磨损系数 mm材料厚度工件公差1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30磨损系数非圆形值圆形值10.750.50.750.5（1）冲孔由表查得Z=0.056mm，Z=0.072mm由表7-1查得尺寸为2.6 mm时=0.02mm，=0.02mm， 查表2-4得：x=0.75；校核间隙：因为 ZZ=0.0720.056=0.014mm； |+|=0.04mm0.014mm说明凸凹模公差不能满足|+|ZZ的条件，但相差不大此时可调整如下：=0.4（ZZ）=0.006mm；=0.6（ZZ）=0.01mm将已知和查表的数据代入公式中去得： mmmm（2）落料：工件尺寸：，9 查表得mm；mm查表7-1得 mm；mm 根据冷冲压模具设计指导查表2-4得尺寸为3mm时=0.075mm 查表2-4得；，校核间隙：ZZ=0.0560.04=0.016mm； |+|=0.045mm0.016mm 凸凹模公差不能满足|+|ZZ的条件，但相差不大此时可做如下调整：=0.4（ZZ）=0.006mm；=0.6（ZZ）=0.01mm将已知和查表得到的数据代入公式得mmmmmmmm8 主要零件的设计8.1 上下模座的选取模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。由4.6（导向方式的确定）可以知道本套模具采用后侧导柱模座。（GB/T2855.5-1990）模座的的尺寸L/mmB/mm为80mm63mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.52倍，所以上模座的厚度为25mm；上垫板厚度取6mm，固定板厚度取10mm，所以下模座的厚度为30mm。8.2 模柄的选取本模具采用带台阶的压入式模柄A型（JB/T7646.1-1994）。8.3 冲裁凸模、凹模设计8.3.1 冲孔凸模的设计凸模的结构分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样。对于圆形凸模， GB286381的冷冲模标准已制订出这类的凸模的标准结构形式与尺寸规格。该设计凸模是圆形结构，所以采用的是整体式中的台阶式。凸模的材料选择与凹模一样，都要求有高寿命、高耐磨、高硬度与适当的韧性。但热处理后的硬度应略高于凹模。所以选凸模的材料r12 。 冲孔凸模:所冲孔为圆形孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸模设计成阶梯式，采用数控铣削床加工。其总长按相关公式计算：L=h1+h2+h3+Y （8-1） =10+15+20+1 =46mm其中h1为导料板厚度，h2为凹卸料板厚度，h3为凸模固定板厚度,Y为附加长度,包括凸模的修磨量,凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全高度.8.3.2 冲裁凹模的设计凹模设计为整体结构，冲裁型孔均采用线切割机床加工。除圆形凸模外，各异形凸模设计成直通式外形，主要采用线切割加工。凹模的刃口形式：查找冲压工艺与模具设计冲孔凹模采用阶梯形刃口形式。锥角=2。此凹模固定采用螺钉和销钉直接直接固定在下模座上，凹模大小按照固定板和垫板的大小冲孔凹模厚度Hkb （8-2）式中 k-系数；(查表8-1取K0.3) b-凹模刃口最大尺寸。表8-1 凹模厚度系数KS/mm材料厚度t/mm11336 500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22根据表8-1和实际生产情况取凹模厚度：H20mm。8.4 导向零件的设计8.4.1 导料板的设计导料板是级进模具中最通用的一种导料装置，一般安装在凹模上平面的两侧，基本形式为平行的两条长条板，但也有只安装一块的例子。导料板的结构形式和尺寸规则如8-1图所示；图8-4 导料板简图查表8-4可知导料板的尺寸为74mm25mm10mm。表8-2 导料板 mmBL(选用尺寸)HBL（选用尺寸）H1650,63,714,640315-400,8,10,12,2050-16045100-4002580-1356,850125-40032,3680-16056200-40010,12,162006，8，1063200,250250,3158,1031512,16401002006,8,1040010，,12，162508,1071250,40012，16,18注：1、L系列数值：50，63，71，100，125，160，200，250，315，400； 2、b系设计修正量。8.4.2 导柱、导套的选取本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：d/mmL/mm分别为18105；（GBT2861.1-1990）。导套：d/mmL/mmDmm分别为186528 (GBT2861.6-1990)。8.5 卸料板的设计卸料板采用Q235制造，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度根据JB/T 8066.2-1995规定，选用66mm54mm，其厚度为10mm。8.6 固定板的选取固定板采用Q235制造，固定板设计根据冲压模设计指导典型组合尺寸设计。选用（665410）mm的规格。9 压力机技术参数校核通过校核，该冲裁件所需的冲裁力为12.7KN，选择开式双柱可倾压力机J23-10（查模具设计手册）能够满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：100KN滑块行程：45mm 最大闭合高度：180mm工作台尺寸（左右前后）：370mm240mm垫板尺寸：125mm80mm4mm模柄孔尺寸（直径深度）：30mm55mm最大倾角高度：35连杆调节量：35mm10 绘制模具总装图及零件图运用Auto CAD软件，按照上述几章设计的尺寸，绘制模具装配总图及各零件图。总装配图按照0#图纸绘制，零件图则按照其它型号的图纸绘制。图样幅面应符合国家(GB4457.1-84)。 先绘制装配草图，经指导老师认可，才进行正式图的绘制。绘图过程中严格按照国标制图标准绘制。10.1 装配图绘制装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图应对应绘制。还要注明必要尺寸，如模具高度、轮廓尺寸以及装配保证的有关尺寸和精度。画出排样图，填写详细的零件明细表和技术要求。装配结构图如图10-1：图10-1 模具总装图11 模具的装配、调试和检测11.1 模具的装配根据复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修，具体装配见表11-1。表11.1 模具的装配表序号工序工艺说明1凸、凹模预配（1）装配前仔细检查各凸模形状以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。（2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适则应重新修磨或更换。2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并拧紧牢固3装配下模（1） 在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板；（2） 在下模座、导料上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝（3） 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉4装配上模（1） 在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入0.12mm片，然后将凸模与固定板的组合装入凹模；（2） 预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔。销孔位置并钻绞螺孔、销孔；（3） 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧；（4） 将卸料板套装入固定板的凸模上，装上弹簧和卸料螺钉，调节弹簧的预压量，使卸料板高出凸模下端约1mm；复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；（5） 安装导正销、承料板；11.2 冲裁模具的调试模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理，直到模具正常工作中冲出合格的制件为止。冲裁模具经试冲合格后，应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、使用压力机型号、制造日期等。并涂油防锈后经检验合格入库。在模具制造中，模具零件的检验与模具装配试模后的验收是模具加工过程中的重要工艺环节。模具零件加工及装配质量好坏，对模具的使用寿命有着较大的影响。加强模具装配后及模具零件加工各工序间质量检验，是确保模具质量的重要手段。因此，模具生产单位在生产过程中，要健全模具零件及模具装配前后的检验与验收制度。即根据本厂产品要求和工艺水平，编制切合实际的质量检验规程。实行以检验人员专职检验与生产工人自检互检相互结合的检验方法，严格按图样技术条件和有关工艺文件进行必要的检查。在检验中，除了进行工序间的检验和装配后的验收外，还加强各工序实际操作的检查，以督促执行工艺规定，防止废品的产生。11.3 模具的检测按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到35um，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平。模具的检验与验收和设计、制造一样是模具制造中不可分割的部分，在模具生产中起着积极的作用，是满足现代模具制造业发展的需要。同时，在检测技术对于模具制造质量的提高、延长模具的寿命和能生产出高效、优质制品零件，有着十分重要的意义。模具的检测主要是检查在设计、制造或装配中出现的缺陷，并在交付客户前做最后的验证，保证模具的合格性和安全性并能生产出合格的产品，模具零件加工及装配质量好坏，对模具的使用寿命有着较大的影响。加强模具装配后及模具零件加工各工序间质量检验，是确保模具质量的重要手段。因此，模具生产单位在生产过程中，要健全模具零件及模具装配前后的检验与验收制度。只有这样才能保证模具的合格性和安全性并能生产出合格的产品。其具体方法可详细查11-2所示。表11-2 模具中常见缺陷和调整方法表缺陷产生原因调整方法冲件毛刺过大1.刃口不锋利或淬火硬度不够2间隙过大或过小，间隙不均匀1修磨刃口使其锋利2重新调整间隙，使其均匀冲件不平整1凸模有倒锥，冲件从孔中通过时被压弯2顶出件与顶出器接触零件面积1修磨凹模孔，去除导锥现象2更换顶出杆，加大与零件的接触面积尺寸超差和形状不准确凸模、凹模形状及尺寸精度差修整凸模、凹模形状及尺寸，使其达到形状及尺寸精度要求凹模被胀裂1凹模孔有倒锥度形象2凹模孔内卡住废料1修磨凹模孔，消除倒锥现象2修抵凹模孔高度凸、凹模刃口相咬1.上、下模座，固定板、凹模、垫板等零件安装基面不平行2.凸模、导柱、导套与安装基面不垂直1调整有关两件重新安装2重新安装凸、凹模，使之对正3调整其垂直度重新安装4更换导柱、导套送料不畅通，有时被卡死1两导料板之间的尺寸过小或有斜度2凸模与卸料板之间的间隙太大，致使搭边翻转而堵塞1粗修或重新调整装配导料板2减小凸模与导料板之间的配合间隙，或重新调整浇注卸料板孔3重新调整装配导料板，使之平行结论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，特别是模具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。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验证了我大学几年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。参考文献1 康俊远.冲压工艺与模具设计.北京理工大学出版社,20072 张重华.模具设计师（冷冲模）.中国劳动社会保障出版社,20083 王立人 张辉.冷冲模设计指导.北京理工大学出版社,20094 吕恩科 周宪珠.机械制图.北京理工大学出版社,20085 冲模设计手册编写组.冲模设计手册.北京机械工业出版社,19886 曾欣 刘光虎.冲压模具及工艺.宜宾职业技术学院,20077 黄毅宏.模具制造工艺.北京机械工业出版社,20068王孝培.冲压设计资料.北京机械工业出版社,20009 王孝培.冲压手册.北京机械工业出版社,200137