止动片冲裁模设计及模具零件机加工工艺

本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目止动片冲裁模设计及模具零件机加工工艺设计（论文）题目来源自选课题设计（论文）题目类型工程设计类起止时间2009.12.282010.5.28一、 设计（论文）依据及研究意义：设计的止动片是某设备上的止动零件。通过对止动片的冷冲压工艺、冲压模具设计及模具零件的机械加工工艺规程的编制，分析和解决止动片冲裁模具设计的一些实际问题。能够综合运用所学的知识，对机械设计、机械制造工艺、公差与配合、材料及热处理、冷冲压工艺与模具设计等专业知识进行综合性训练，培养独立解决模具设计和制造中的实际问题的能力, 提高资料查阅和灵活使用软件语言的能力，达到本专业的培养目标。二、 设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）本设计的工件为止动片，材料为Q235，厚度为2mm，大批量生产。主要是制定止动片的冲压工艺、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。技术路线：1、 止动片冲压工艺设计1） 止动片的冲裁工艺性分析2） 工艺方案比较分析3） 确定工艺方案及模具结构类型4） 排样设计5） 冲压力及压力中心计算6） 压力机选择及主要技术参数2、 模具工作部分尺寸计算1） 模具材料的确定2） 落料、冲孔复合模工作部分尺寸计算3） 模具零件热处理4） 凸凹模强度的校验3、冲压模具结构设计1）落料、冲孔复合模结构设计2）模具工作零件结构尺寸设计3）模具其他零件结构尺寸设计4）落料、冲孔复合模装配图绘制，模具主要零件图绘制4、模具主要零件加工工艺过程卡编制三、 设计（论文）的研究重点及难点：设计的重点与难点：模具结构设计及模具零件加工工艺的制定四、 设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：借助于机械制造工艺学、模具设计手册 、机械零件设计手册、模具制造工艺设计简明手册、AutoCAD绘图软件等进行工件冲压工艺，加工工艺及冲裁模具的设计。进度安排：1、2009.12.281.15 查阅冲裁模具有关设计资料，完成开题报告2、2010.1.162.1 止动片冲压工艺设计 1）止动片的冲裁工艺性分析 2）工艺方案比较分析 3）确定工艺方案及模具结构类型 4）排样设计 5）冲压力及压力中心计算 6）压力机选择及主要技术参数3、2010.2.13.1 模具工作部分尺寸计算 1）模具材料的确定 2）落料，冲孔复合模工作部分尺寸计算 3）模具零件热处理 4）凸凹模强度的校验4、2010.3.13.20 冲压模具结构设计 1）落料，冲孔复合模结构设计2）模具零件结构尺寸设计3）落料、冲孔复合模装配图绘制，模具主要零件图绘制5、2010.3.214.20 模具主要零件加工工艺过程卡编制 （手工绘制凸凹模零件图）6、2010.4.215.10 编写设计说明书，整理设计图纸7、2010.5.115.28 毕业设计答辩准备五、 进行设计（论文）所需条件：1、冲裁模具设计所需资料及相关书籍2、相关软件：Pro/E,Auto CAD,Microsoft Word等等3、绘制装配图、零件图所需的工具六、 指导教师意见：签名： 年 月 日止动片冲裁模设计及模具零件机加工工艺摘要：随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。止动片，是某设备上的止动零件。此零件结构简单、尺寸小、精度要求较低。在大批量生产时，采用冲压生产即能保证产品质量，又能节约材料、减少成本。首先对止动片进行加工工艺的分析；然后对其进行冲压工艺方案的设计及模具工件零件的设计计算；最后对模具的结构设计及全部模具零件的加工工艺设计和工序卡的编制。本设计采用AutoCAD作为工具，对模具进行计算辅助设计。模具设计中绘图的工作量占整个设计工作量的60%以上，计算机辅助软件的应用，极大的缩短了设计时间，大大提高了设计效率。止动片冲裁模设计，选用的就是倒装式复合模，卸料采用弹性卸料装置；出件采用推件装置；送料采用导料销和挡料销定位方式。关键词：止动片；冲压；复合模；AutoCADStop pieces Die design and mould parts maching technologyAbstrcat：With Chinas industrial developing constantly, mold industry is becoming more and more important. Stopper pieces is a part of the equipment with simple structure, small size and low accuracy requirements. In mass production, it can ensure products quality and can save material and reduce cost. Firstly, to analysis the Technology, Then carries on the technology design and calculation of the workpiece parts, Finally design the mould structure and all parts of the mould and working process of preparation.This design uses AutoCAD as a tool to calculate the die-aided design. Mold design drawing work accounts for 60% of the entire design work over the application of computer-aided software, greatly reducing the design time, greatly increased the efficiency of design. Stop action film Die design, selection of composite mold is inverted, discharge elastic unloading equipment; the parts are pushed pieces of equipment; feed material by guide pin positioning pin and gauge mode.Keywords: stop slices ；Stamping；compound die； AutoCAD目 录1 止动片零件冲压工艺的分析 2 1.1 零件的功用与经济性分析 21.2 零件的冲压结构性分析 21.3 零件材料的冲压性能分析 32 止动片冲压工艺设计 42.1 止动片的冲裁工艺分析 4 2.2 工艺方案比较分析 4 2.3 确定工艺方案及模具结构类型 5 2.4 排样设计 5 2.5 冲压力及压力中心的计算 73 模具工作部分尺寸计算103.1 模具材料的确定 103.2 落料、冲孔复合模工作部分尺寸计算 103.3 模具零件热处理 124 模具结构及其它零件设计 134.1 工作零件结构设计 134.2 凸凹模强度的校核 144.3 其它模具零件结构尺寸 164.4 弹性元件选择 174.5 压力机选择及主要技术参数 185 模具主要零件加工工艺过程卡及工序卡编制 20 5.1 落料凹模加工工艺过程卡及工序卡 20 5.2 凸凹模加工工艺过程卡及工序卡 205.3 冲孔凸模加工工艺过程卡及工序卡 215.4 凸模固定板加工工艺过程卡 225.5 凸凹模固定板加工工艺过程卡 235.6 卸料板加工工艺过程卡 235.7 上垫板加工工艺过程卡 245.8 下垫板加工工艺过程卡 245.9 空心垫板加工工艺过程卡 255.10 下模座加工工艺过程卡 265.11 上模座加工工艺过程卡 265.12 推件块加工工艺过程卡 27参考文献 28谢辞 29附录 30模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的中压手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。设计的止动片是某设备上的止动零件。通过对止动片的冷冲压工艺、冲压模具设计及模具零件的机械加工工艺规程的编制，分析和解决止动片冲裁模具设计的一些实际问题、能够综合运用所学的知识，对机械设计、机械制造工艺、公差与配合、材料及热处理、冷冲压工艺与模具设计等专业知识进行综合训练，培养独立解决模具设计和制造中的实际问题的能力，提高资料查阅和灵活使用软件语言的能力，达到本专业的培养目标。CAD技术的运用，极大的简化了设计任务，使零件设计及模具结构设计在非常直观的三维环境下进行，模具设计完后，可根据投影关系自动生产工程图。模具属于标准化程度较高的工艺装备，模具设计中使用的模架及各种标准件可以直接从CAD系统中建立的标准库中直接调用，大大提高了模具设计的质量和效率。同时，三维CAD系统中设计生成的三维模型可以直接用于有限元模拟零件的成形过程及数控加工编程等的后续应用。目前，三维CAD技术已广泛地应用于模具的设计，缩短了新产品的开发周期和产品的更新期，使得开发的新产品达到高质量、低成本、上市快的目标。由于本人的知识水平有限，设计中的不妥之处在所难免，敬请老师同学批评指正。1 止动片零件冲压工艺分析如图1.1所示冲裁件，材料为Q235,厚度为 2mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计冲压模具及模具主要零件。 图1.1 止动片示意图1.1 零件的功用与经济性分析止动片是设备上的止动零件，能有效地解决各零件之间的定位问题。目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产力和质量。由图1.1得知，零件结构简单，各尺寸要求不高，只有存在尺寸公差，其他尺寸均没有标注尺寸公差，计算时按照IT14级计算。采用冲裁模具生产，可以保证冲压产品才尺寸精度，使产品质量稳定。且在生成过程中不需要加热，具有生成效率高、质量好、成本低且节约能源和原材料等一系列优点。1.2 零件的冲压结构性分析由图2-1知，该冲裁件形状简单，尺寸较小，厚度适中，且大批量生产，属于普通冲裁件。但应注意几点：（1），冲裁件转角四处的R2圆角，在设计时应加以注意，保证其尺寸精度。（2），冲裁件有R32的圆弧连接，应该注意其尺寸精度。（3），冲裁件中两孔的位置尺寸以及其轴线相对左边的位置尺寸，保证两处的位置尺寸精度。（4），冲裁件较小，从安全考虑，要采用适当的取件方式。（5），大批量生产，应重视材料与模具结构的选择，保证一定的模具寿命。1.3 零件材料的冲压性能分析板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限；另一方面成形质量。在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。为了提高冲压成形极限，从材料方面来看，就必须提高板材的塑性指标和增强抗拉、抗压的能力。冲压零件不但要求具有所需形状，还必须保证产品质量。影响冲压件尺寸和形状精度的主要原因是回弹与畸变。由于在塑性变形的同时总伴随着弹性变形，卸载后会出现回弹现象，导致尺寸及形状精度的降低。冲裁件选用的材料是Q235，厚度是2mm.Q235是普通碳素钢，其中：，具有较好的可冲压性能。2 止动片冲压工艺设计2.1 止动片的冲裁工艺分析（1） 材料分析：该冲裁件的材料Q235是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。（2） 零件结构分析：该冲裁结构简单，并在转角有四处R2圆角，零件没有尖角，对冲裁加工较为有利。同时，在零件中部有两个对称的规则圆孔10，并且圆孔直径满足冲裁最小孔径：的要求。另外圆孔和工件外形之间的距离为7mm,满足冲裁最小孔边距：的要求。所以该零件的结构满足冲裁要求。（3） 尺寸精度分析：零件图上所有未标注的尺寸，属自由尺寸，根据规定可按IT14级确定工件的公差。孔边距12mm的偏差为-0.11mm，属11级精度。查公差表可得各尺寸为：零件外形尺寸： 650 -0.74mm 240 -0.52mm 320 -0.62mm R320 -0.62mm R20 -0.25mm零件内形尺寸： 10+0.36 0mm孔 心 距 ： 37+0.31mm结论：此零件适合于用普通冲裁的加工方法加工。2.2 工艺方案比较分析生产中使用的冲裁模种类很多，结构各异。从完成工序数和工序的组合形式可将冲裁模分为单工序模、复合模和连续模三种。压力机一次冲裁过程中只能完成一个冲裁工序的模具，称为单工序模。压力机一次冲裁过程中，在模具的同一部位上同时完成数道冲裁工序的模具，称为复合模。压力机一次冲裁过程中，在模具不同部位上同时完成数道冲裁工序的模具，称为连续模。由图1.1得，零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种方案：（1） 先落料，再冲孔，采用单工序模生产。（2） 落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。（3） 冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。方案（1）模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸120 -0.11mm有公差要求，为了更好地保证尺寸精度，适合用复合冲裁方式进行生产。2.3 确定工艺方案及模具结构类型比较上面三个方案，应采用第二个方案，即复合模生产。因为复合模凸凹模的最小壁厚为：当材料厚度为2mm时，可查4表2-23，得凸凹模的最小壁厚为4.9mm，而零件的最小孔边距为12-5=7mm，故满足复合模加工要求。为便于操作，复合模结构采用倒装复合模结构，卸料采用卸料板弹性卸料方式，出件采用推件装置，定位采用圆柱定位销定位。2.4 排样设计排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本、保证工件质量及延长模具寿命的有效措施。排样的方式有多种多样，如：直排、斜排、直对排、混合排、少废料和无废料等排样方式，由止动片图得，此冲裁件采用直排。排样时工件以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。搭边值的大小与下列因素有关。(1) 材料的力学性能。硬材料的搭边值可小一些，软材料的搭边值要大一些。(2) 工件的形状与尺寸。工件的尺寸大或有圆角半径较小的凸起时，搭边值取大一些。(3) 材料厚度。材料厚度大则搭边值大一些。(4) 手工送料、有侧压装置的模具，搭边值要小一些。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。查4表2.8，确定搭边值：两工件间的搭边：a1=2.2mm 工件侧边边缘塔边：a=2.5mm进距为：34.2mm条料宽度B=D+2a=65+22.5=70 mm确定后排样图如右图所示。 （1） 一个进距内的材料利用率为：=100% 图2.1 排样图式中：A冲裁件面积（包括内形结构废料），; b条料的宽度,mm； h进距，mm ; 冲裁件面积A可通过把长方形面积B和弧形面积C相加而得到，而弧形面积C可通过扇形面积减去三角形面积而得到,即：B=6524=1560 C=3.14323282.8/360-0.5(232sin41.4) (32cos41.4) =231.58A=B+C=1560+231.58=1791.58故： =1791.58(7034.2)100% =74.8% （2） 查4表7.4,宜选900mm1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（70mm900mm），每张板料可冲364个工件，则 总为： 总= 100%式中：A冲裁件面积（包括内形结构废料），；n每张板料可冲工件数目；B板料的宽度,mm；L板料的长度,mm;故： 总=100%=72.5%即每张板料的材料利用率为72.5%。2.5 冲压力及压力中心的计算（1）冲压力落料力：由4式2.10知， F落=1.3Lt=Lt式中：L落料外形（即工件外轮廓）的周长，mm;t工件（材料）厚度，mm；材料的抗拉强度，按退火Q235钢板计算，查4表2.12可知，450MPa;材料的抗剪切强度，查4表2.12可知，350MPa；其中：落料轮廓的周长L通过计算可知：L=24+60+24+11.3+46.25+11.3=176.85 mm;故：F落=176.852450 (N)=159165(N)=159.2(KN)冲孔力：同样由4式2.10知，F冲=1.3Lt= Lt式中：L冲孔外形（即内孔）的周长，mm;t工件（材料）厚度，mm；材料的抗拉强度，按退火Q235钢板计算，4表2.12可知,450MPa;材料的抗剪切强度，4表2.12可知,350MPa;其中：冲孔轮廓的周长L计算可知：L=2d其中：d为冲孔直径，2d为两孔圆周长之和。故：F冲=Lt=23.14102450 (N) =56.52 KN落料时的卸料力为：由4式2.12知，F卸= K卸 F落查4表2-10可知：K卸=0.05 ，K推=0.055即：F卸=0.05159.2=7.96(KN)冲孔时的推件力为：由4式2.13知：F推=nK推F冲其中：取凹模深度h=6 mm，因为工件厚度t=2 mm，所以k=h/t=6/2=3个，又因为要冲2个孔，所以n=2k=6个；故：F推=nK推F冲=60.05556.52=18.65 (KN)总冲压力：由4式2.18知：F总= F落+F冲+F卸+F推即F总= F落+F冲+F卸+F推=159.2+56.52+7.96+18.65=242.33（KN）(2)压力中心如下图所示： 图2.2 压力中心工件x方向对称，故压力中心到Y轴的距离：=/2=65/2=32.5mm工件y方向不对称，故压力中心到X 距离： 其中： =24mm y1=12mm=60mm y2=0mm=24mm y3=12mm=11.3mm y4=24mm=46.25mm y5=rsina/a =21.97mm其中r=32mm, a=/r=46.25/32=1.445,a为弧度，转换度数为360（1.445/6.28）=82.8L6=11.3mm y6=24mmL7=31.4mm y7=12mmL8=31.4mm y8=12mm计算时，忽略边缘4-R2圆角。故：y=14.17mm由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（32.5，14.17）。3 模具工作部分尺寸计算3.1 模具材料的确定制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、高分子材料等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、中碳合金钢、高速钢、硬质合金等等。考虑到模具结构，为保证模具寿命，此次模具设计材料选用工具钢（T8A）和碳素结构钢（45号钢）。45号钢是优质碳素结构用钢，属于中碳钢，硬度不高容易切削加工，模具中常用来做模板、梢子、导柱等，但须热处理，多在正火、调质状态下使用。T8A是碳素工具钢，淬火回火后有较高的硬度和耐磨性。用作需要具有较高硬度和耐磨性的各种工具，如形状简单的模子和冲头。由以上分析，上下垫板选用T8A工具钢，凸凹模固定板、空心垫板、卸料板选用45号钢。3.2 落料、冲孔复合模具工作部分尺寸计算（1）落料模具工作零件刃口尺寸计算：落料时，因外形轮廓较复杂，故模具按配合加工的方法制造，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：落料部分以落料凹模为基准计算，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。零件图中落料部分的尺寸偏差如下：650 -0.74mm 240 -0.52mm 320 -0.62mm R320 -0.62mm R20 -0.25mm查4表2.12可知：凸模和凹模最小间隙为：Zmin=0.22mm凸模和凹模最大间隙为：Zmax=0.26mm查4表2.17得因数x为：当0.50时，x=0.5当0.50时，x=0.75按4表2.18：落料部分相应的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证其双面间隙为0.22mm0.26mm（2）冲孔模具工作零件刃口尺寸计算：冲10mm孔时，凸模外形为圆孔，故模具采用凸、凹模分开加工的方法制造，以冲孔凸模为基准计算,其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：查4表2.12可知：凸模和凹模最小间隙为：Zmin=0.220 mm凸模和凹模最大间隙为：Zmax=0.260 mm查4表2.17得因数x为：x=0.5查4表7.14标准公差标准，凸模按IT6，凹模按IT7级查，可知： 校核：0.260-0.220=0.040 mm+=0.011+0.018=0.039 mm满足：+条件查4表2.16可知：凸模尺寸计算： =( +x) =(10+0.50.36) mm= mm凹模尺寸计算： = = mm（3）孔心距尺寸计算两圆孔之间的位置公差为0.62mm查4表2.17得因数x为：x=0.5查1表3.46知：故L=(37-0.31+0.50.62)0.1250.62=370.078 mm3.3 模具零件热处理模具热处理是模具制造中的关键工艺之一，直接关系到模具的制造精度、力学性能（如强度等）、使用寿命以及制造成本，是保证模具质量和使用寿命的重要环节。模具在实际生产使用中表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起的失效居于首位。模具钢的热处理工艺是指模具钢在加热、冷却过程中，根据组织转变规律制定的具体热处理加热、保温和冷却的工艺参数。模具钢的常规热处理主要包括退火、正火、淬火和回火。凹模和凸模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作的，并伴有温度的升高，工作条件极其恶劣。所以，对凹、凸模和材料要求有好的耐磨性、耐冲击性、淬透性和切削性，硬度要大，热处理变形要小，所以凹、凸模选用T8，热处理工艺为：淬火工艺：淬火温度780820C，油冷，硬度HRC61以上。回火工艺：回火温度150200C，空冷，硬度HRC5962。回火温度在200300C时，有回火脆性存在，应避免在此温度范围回火。冲模一般零件选用45号钢，热处理工艺为：淬火工艺：淬火温度800850C，水冷，硬度HRC45以上。回火工艺：回火温度500600C，空冷，硬度HRC4850。4 模具结构及其它零件设计4.1 工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸：落料凹模厚度：H=kb(8mm)式中：b垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离，mm K 由b和材料厚度t决定的凹模厚度系数，mm由止动片图知：b=65 mm查4表2.20知，K=0.22H=0.2265=14.3mm考虑到推进块的安装空间和运动空间，凹模的实际厚度应增加。取H=16mm。落料凹模壁厚：C(1.52)H=(1.52) 20=（3040）mm， 实取C=30mm。凹模的周长尺寸：L=65+2C=65240=125mmB=322C=32+240=112mm查标准JB/T-6743.1-94 : 凹模板宽B=125mm送料方向的凹模长度：A=b+2L式中：b垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离，mm L沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离，mm，查4表2.21知，L=36mmA=65+212=89 mm查4表7.41（GB/T2863.2-81）确定凹模板外形为：14014018（mm）凸凹模尺寸：凸凹模长度为：L=h1+h2+h=14+14+52=80(mm)其中：h1-凸凹模固定板厚度，取14mmh2-弹性卸料板厚度，取14mmh-增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等），取52 mm凸凹模外刃口间薄壁效核：查4表2.21可知冲裁件结构的凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm，根据强度要求查4表2.23可知，该壁厚为4.9mm7mm，故该凸凹模强度足够。冲孔凸模高度尺寸， L=h1+h2+h3=14+12+14=40mm其中：h1凸模固定板厚度 ，14mm h2卸料板厚度，12mmh3附加长度（包括总修模量，凸模进入凹模深度，磨具闭合下的安全距离），14mm。4.2 凸凹模强度校核（1）落料时凸凹模强度校核1） 凹模的强度校核凹模的强度校核主要是校核其厚度H。凹摸 在冲裁力的作用下会产生弯曲，如果凹模厚度不够，就会产生较大的弯曲变形甚至断裂。凹模强度计算近似公式见4表2.24式中：F冲裁力，N； 许用弯曲应力，Mpa，对于淬火硬度HRC5862的T8等，取300500Mpa； H凹模厚度，mm，取H=20mm； ab下模座长方孔尺寸，mmmm。故满足要求。2） 凸模的强度校核凸模工作时受到交变载荷作用，冲裁时受到轴向压缩作用，卸料时受到轴向拉伸作用。由于冲裁时凸模刃口端面承受的轴向压力远大于卸料时受到的拉力，当用小凸模冲裁较厚或较硬的材料时，有可能因受到的压应力超过模具材料的需用压应力而损坏。凸模正常工作的条件是其刃口端面承受的轴向压应力不应超过模具材料的许用压应力即 式中：-凸模刃口端面承受的压应力，Mpa； -作用在凸模端面上的总冲压力，N； S凸模刃口端面面积，； -模具钢的许用压应力，Mpa；普通冲裁，模具钢（如T8等）的许用压应力，当淬火硬度为HRC5862时，可取=100160Mpa。故满足条件。（2）冲孔时凸凹模强度校核1） 凹模的强度校核与上面一样，凹模的强度校核主要是校核其厚度H。凹模强度计算的近似公式见4表2.24.式中：F冲裁力，N； 许用弯曲应力，Mpa，对于淬火硬度HRC5862的T8等，取300500Mpa； H凹模厚度，mm，取H=20mm； d凹模直径，mm； -下模座孔的直径，mm。故满足条件。2） 凸模的强度校核与上面一样，凸模正常工作的条件是其刃口端面承受的轴向压应力不应超过模具材料的许用压应力即 故满足条件。4） 凸模板强度效核：该凸模长径比为：L/d=40/10=410，强度足够。5） 凸模的刚度校核:该凸模长径比为：L/d10，无需校核。4.3 其他模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点：凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94,确定其他模具模板尺寸列于表2：表2序号名称长宽厚（mm）材料数量1上垫板1401406T8A12凸模固定板1401401645钢13卸料板1401401445钢14凸凹模固定板1401401445钢15下垫板1401406T8A1根据模具零件结构尺寸，查4表7.30，选取后侧导柱尺寸为：上模座尺寸为：HS=351701708095170，下模座尺寸为：HS=351701708095170。4.4 弹性元件选择由于卸料力为7.96 KN采用四根螺旋压缩弹簧作为弹性元件则每根弹簧承受的力为1.99 KN采用螺旋压缩弹簧，查4表7.57可知：我们可选用104558 的弹簧材料为60Si2MnA,热处理硬度为HRC 4348,弹簧两端拼紧并磨平。主要尺寸：10簧丝直径，mm45弹簧中径，mm58弹簧自由高度，mm其它参数为：工作极限负载：5170 N工作极限负荷下变形量：14.1mm弹簧圈数n：3设置工作行程：6mm弹簧每圈最大压缩量：/n=14.1/3=4.7mm弹簧每圈预压缩量：1990/51704.7=1.8mm弹簧每圈剩余压缩量：4.7-1.8=2.9mm弹簧的预压缩量：1.8n=1.83=5.4mm弹簧的剩余压缩量：2.9n=2.93=8.4 mm=6mm弹簧总的压缩量：5.4+6+2=13.4mm校核： =13.4在卸料力的作用下弹簧未压死，所以所选弹簧尺寸合适。弹簧的安装长度：=58-5.4=52.6mm(取小化整取50mm)4.5 压力机选择及主要技术参数由前面得模具的总冲压力为242.33KN250KN，初选压力机型号为J23-40。压力机的有关参数如下表所示：公称力（KN）立柱间距离（mm）滑块行程（mm）行程次数（次/分钟）最大闭合高度（mm）闭合高度调节（mm）4003308055330160工作台尺寸（mm）工作台板厚度（mm）滑块底面尺寸（mm）模柄孔尺寸（mm）滑块中心到工作台距离（mm）电动机功率（KW）前后左右80前后左右502005.54607002403001），公称压力压力机滑块下滑过程中的冲击力就是压力机的压力，压力机压力的大小随滑块下滑位置的不同而不同。对于施力行程较小的冲压工序：F（1.11.3）F总取系数为1.1，则F=1.1242.33=266.56KN400KN，能够满足要求。 2），滑块行程滑块行程是指滑块从上止点至下止点之间的距离，用S表示。对于曲柄压力机，滑块行程等于曲柄半径的两倍。确定滑块行程时，应保证坯料能顺利地放入模具，以及冲压件能顺利地从模具中取出。将数据代人上式能够满足要求。 3），行程次数行程次数是指压力机滑块每分钟往复运动的次数。它主要由生产率要求、材料允许的变形速度和操作的可能性等确定。根据已知可满足要求。 4），工作台面尺寸 压力机工作台面的长、宽尺寸一般应大于模具下模座尺寸，以便于安装固定模具。当冲压或废料从下模漏料时，工作台尺寸必须大于漏料件的尺寸。对于有弹顶装置的模具，工作台孔还应大于弹顶器的外形尺寸。下模座的尺寸为170170，而工作台面的尺寸为460700.显然满足要求。 5），滑块模柄孔尺寸滑块上模柄孔的直径应与模柄直径一致，模柄孔的深度应大于模柄夹持部分的长度。模柄孔直径为50mm，深度为70mm，模柄直径为10mm，高度为44mm，显然满足要求。 6），闭合高度模具的闭合高度是指滑块在下点即模具在最低位置时，上模座上表面与下模座表面之间的距离。模具的闭合高度必须与压力机的封闭高度相适应。压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置，滑块下端面到压力机工作台上平面之间的距离。压力机的调节螺杆可以上下调节（调节量M），当连杆调至最短是，此距离为压力机的最大封闭高度；连杆调至最长时，此距离为压力机的最小封闭高度。为使模具正常工作，模具的闭合高度应介于压力机最短封闭高度和最小封闭高度之间，即满足如下条件：式中5mm和10mm为装配时的安全裕量。通过前面计算，确定各模板尺寸如下：上模座H1=35mm下模座H2=40mm上垫板H3=6mm凸模固定板H4=14mm空心垫板H5=14mm卸料板H6=14mm凹模板H7=16mm凸凹模固定板H8=14mm下垫板H9=6mm将以上数据相加得模具闭合高度为159mm。=330mm，=170mm，故满足条件。5 模具主要零件加工工艺过程卡及工序卡编制5.1 落料凹模板加工工艺过程卡及工序卡（1） 落料凹模板加工工艺过程卡材料：Gr12,硬度：6064HRC。序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）：15015018mm。2粗铣铣六面到尺寸140.3140.315，注意两大平面与相邻侧面用标准角尺测量达到基本垂直。3平面磨磨光两大平面厚度达到14.4mm，并磨两相邻侧面达到四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。4钳工划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸。5钻孔1.钻孔 钻螺纹底孔，销钉底孔，凹模洞口穿线孔。2.扩孔 扩销钉孔到要求。3.攻丝 攻螺纹丝到要求。6热处理淬火 使硬度到达6064HRC。7平面磨磨光两大平面，使厚度到达14.1mm。8线切割割凹模洞口，并留0.010.02mm研余量。9研磨1.研磨洞口内壁侧面达到0.8。2.研磨上下平面到0.8，并保证上下面平行度为0.02。10钳工1.用垫片层保证凹凸模与凹模间隙均匀后，凹模与上模座配作划线。2.总装配。（2） 落料凹模板加工工序卡 （见附表1）5.2 凸凹模加工工艺过程卡及工序卡（1） 凸凹模加工工艺过程卡材料：Gr12,硬度：6064HRC。序号工序号工序内容1备料锻件（退火状态）：704090mm。2粗铣铣上下两面到尺寸84mm。3平磨磨高度两平面到尺寸81mm。4钳工划线 划出各孔中心线和凸凹模轮廓尺寸5钻孔1.钻孔 按凹模洞口中心线切割穿丝孔。2.锪扩凹模落料沉孔到要求，钻螺纹底孔并攻丝到要求。6热处理淬火 硬度达到6064HRC。7平磨磨高度达到80.2mm。8线切割割凸凹模，并单边留0.010.02mm研余量。9研磨研配 研凹模孔到要求。10平磨磨各面到要求，并保证上下面平行度为0.02。11钳工总装配。（2） 凸凹模加工工序卡 （见附表2）5.3 冲孔凸模加工工艺过程卡及工序卡（1） 冲孔凸模加工工艺过程卡材料：T10A,硬度：5660HRC.序号 工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）：1550mm。2热处理退火，硬度达到180220HB。3车1.车一端面，打顶尖孔，车外圆至mm；掉头车另一端面，长度至尺寸41mm；打顶尖孔。2.双顶尖顶，车外圆尺寸至，长度为35mm。4检验检验。5热处理淬火，硬度至5660HRC。6磨削磨削外圆尺寸，至要求。7磨削磨削端面至,并保证上下面平行度为0.02。8检验检验。9钳工钳修并装配。（2） 冲孔凸模加工工序卡 （见附表3）5.4 凸模固定板加工工艺过程卡材料：45,硬度：2428HRC。序号工序名称工序内容1备料气割下料15015020mm 。 2热处理调质 硬度至2428HRC。3粗铣铣六面达到140.3140.316.8mm，并使两大平面和相邻两侧面相互垂直。4平磨磨光两大平面厚度达到16.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。5钳工1.划线 凸模固定孔中心线，销钉孔中心线，螺纹过孔中心线，销钉过孔中心线。2.钻孔 凸模固定孔穿丝线，螺纹过孔和销钉孔到要求。6线切割割凸模安装固定孔，单边留0.010.02mm研余量。7铣铣凸模固定孔背面沉孔道要求。8钳工研配凸模。9平磨磨模厚度到要求。10钳工总装配 用透光层使凸模，凹模间隙均匀后，与上模座板配作销孔。5.5 凸凹模固定板加工工艺过程卡材料：45,硬度：2428HRC。序号工序名称工序内容1备料气割下料15015018mm。2热处理调质 硬度至2428HRC。3粗铣铣六面达到150.3150.314.8mm，并使两大平面和相邻两侧面相互垂直。4平磨磨光两大平面厚度达到14.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。5钳工1.划线 螺纹孔中心线，螺纹过孔中心线，销钉过孔中心线，凸凹模固定孔轮廓线。2.钻孔螺纹底孔，螺纹过孔到要求，凸凹模固定孔线切割穿线孔。3.攻丝 攻螺纹底丝到要求。6线切割割凸凹模安装固定孔，单边留0.010.02mm研余量。7钳工研配 将凸凹模配入安装固定孔。8平磨磨厚度道要求。9钳工装配 与下模座配作销钉孔。5.6 卸料板加工工艺过程卡材料：45,硬度：2428HRC。序号工序名称工序内容1备料气割下料15015018mm。2热处理调质 硬度至2428HRC。3粗铣铣六面达到140.3140.314.8mm，并使两大平面和相邻两侧面相互垂直。4平磨磨光两大平面厚度达到14.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。5钳工1.划线 螺纹孔中心线，定位钉孔中心线及中间型孔轮廓线。2.钻孔 螺纹底孔，定位钉底孔型孔穿线孔。3.铰孔，攻丝 铰定位钉底孔到要求，螺纹孔攻丝到要求。6线切割割型空到要求。7钳工1.型孔与凸凹模装配。2.定位钉与定位钉装配。3.螺纹孔与螺钉装配。8平磨磨厚度道要求。9钳工总装配。5.7 上垫板板加工工艺过程卡材料：T8A,硬度：54258HRC。序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）：15015010mm。2粗铣铣六面达到140.3140.37mm，并使两大平面和相邻两侧面相互垂直。3平磨磨光两大平面厚度达到6.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。4钳工1.划线 螺纹过孔中心线，销钉过孔中心线。2.钻孔 钻螺纹过孔，销钉过孔到要求。5热处理淬火 硬度至5458HRC。6平磨磨两大平面厚度到要求。7钳工总装配。5.8 下垫板板加工工艺过程卡材料：T8A,硬度：54258HRC。序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）：15015010mm。2粗铣铣六面达到140.3140.37mm，并使两大平面和相邻两侧面相互垂直。3平磨磨光两大平面厚度达到6.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。4钳工1.划线 紧固螺钉过孔中心线，卸料螺钉过孔中心线，销钉孔中心线，落废料孔中心线，凸凹模紧固螺钉过孔中心线。2.钻孔 钻上述各孔到要求。5热处理淬火 硬度至5458HRC。6平磨磨两大平面厚度到要求。7钳工总装配。5.9 空心垫板板加工工艺过程卡材料：45,硬度：2428HRC。序号工序名称工序内容1备料气割下料15015016mm。2热处理调质 硬度至2428HRC。3粗铣铣六面达到140.3140.314.8mm，并使两大平面和相邻两侧面相互垂直。4平磨磨光两大平面厚度达到14.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02mm/100mm。5钳工1.划线 螺钉过孔中心线，销钉过孔中心线，推件块型孔轮廓线。2.钻孔 螺纹底孔，定位钉底孔型孔穿线孔。6铣铣推件块型孔到要求。7钳工配入推件块8平磨磨厚度道要求。9钳工总装配。5.10 下模座加工工艺过程卡材料：HT200。序号工序名称工序内容1备料按GB/T2855.5-90选购170170模架2钳工1.划线 紧固螺钉过孔中心线，卸料螺钉过孔中心线，落废料孔中心线，凸凹模紧固螺钉过孔中心线。2.钻孔 钻上述各孔到要求，锪孔背面沉孔到要求。3钳工与凸凹模固定板配作销钉孔。4钳工总装配5.11 上模座加工工艺过程卡材料：HT200。序号工序名称工序内容1备料按GB/T2855.5-90选购170170模架。2钳工1.划线 螺钉过孔中心线，销钉孔中心线，模柄孔中心线及轮廓线。2.钻孔 钻螺钉孔及锪背面沉孔到要求。3平磨与模柄配平磨柄孔及台阶到要求。4钳工与模柄配钻止转销孔到要求。5钳工1.用透光层保证凸模固定板上两凸模与下模凸凹模对中后，上模座与凸模固定板配作销孔。2.用垫片层保证凹模与下模上凸凹模的凸模对中后，上模座与凹模板配作销孔。6钳工总装配。5.12 推进块加工工艺过程卡材料：45,硬度：2428HRC。序号工序名称工序内容1备料气割下料743725mm。2热处理淬火 硬度至2428HRC。3粗铣铣六面见光。4平磨磨上下两平面到要求。5钳工1.划线 过孔中心线，各面轮廓线。2.钻孔 钻过孔到要求。6铣各型面台阶到要求。7钳工总装配。参考文献1 孙友余.冲模设计手册. 北京：机械工业出版社,1999.6.2 李彬.Pro/ENGINEER运动仿真和有限元分析. 北京：人民邮电出版社,2004.3 王新华.冲模结构图册. 北京 ：机械工业出版社,2003.1.4 王秀风,张永春.冷冲压模具设计与制造. 北京：