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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 收放机架安装支架工艺及模具设计 系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 学生姓名 指导教师 职 称 讲 师 2015 年 5 月 7 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 摘 要 本次设计是收放机架安装支架工艺及模具设计，制件为安装支架。本文借鉴了冷冲压模具设计的全部过程。文章主要过程是从产品的工艺分析到最后设计冲压模具，首先，通过对制件的特点的了解，进一步对制件进行工艺分析，确定该制件符合冷冲压加工的要求。冲压工艺方案和结构确定为模具冲压，并对安装支架的冲压模具进行设计。除对制件进行排样分析和计算搭边值、冲压力、以及确定模具压力中心外还重点分析了制件的凸模、凹模及其凸凹模结构并进行设计、计算，定位零件的选取和结构分析，以及固定 方式等技术难点，最终通过 到相关零件的零件图及冲压模具的装配图。 关键词： 冷冲压；安装支架；冲压模具设计 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 is of as a In of is of of of on of to of In to on to of is on of of of to of 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 目 录 第 一 章 前 言 . 6 国模具行业的发展方向和前景 . 7 压加工的特点 . 7 压模具的种类 . 8 . 9 第二章 冲压工艺性分析及冲压方案的确定 . 10 压工艺性分析 . 10 压工艺方案的确定 . 11 第 三 章 排样设计及计算 . 11 开尺寸计算 . 12 样方案 . 12 定搭边值 . 13 定条料宽度计算利用率 . 错误 !未定义书签。 第 四 章 冲裁力的计算及确定压力中心 . 8 裁力的计算 . 8 定压力中心 . 8 第 五 章 冲裁工艺计算 . 错误 !未定义书签。 择双面间隙 . 错误 !未定义书签。 裁模刃口尺寸计算原则 . 错误 !未定义书签。 孔和落料刃口尺寸计算 . 17 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图 纸 第 六 章 各零件结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 模的设计 . 错误 !未定义书签。 模设计 . 18 模凹模的材料选定 . 19 模固定垫板的 设计 . 19 料部分的设计 . 19 料装置 . 20 件和顶件装置 . 20 胶的选用 . 21 位部分的设计 . 22 架、模座和导柱导套 . 23 架类型 . 24 座 . 25 柱与导套的选用 . 26 柄的选用 . 27 结论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 25 致 谢 . 25 1 第一章 前 言 国模具行业的发展方向和前景 经过 1990 年代的高速发展，中国的模具产业已经达到一定的水平，生产能力也有了相当大的提高，模具市场的规模也正在逐步扩大。过去十年，中国模具工业（主要集中在汽车、电子信息以及电器）以每年 15%左右的增长速度快速发展。 到 2005年，全国模具生产厂点已达 3 万 多家，从业人员 50 多万人；模具销售总额高达 610 亿元，比上年增长 25%；模具生产企业总体上任务饱满、订单充足。 2006年，业界预测中国汽车的年度销售数量将会比前一年增长 15%，年度销售数量将会达到 640 万台。而汽车零部件市场比汽车整车的市场更大，可以预测汽车相关模具产业将会有高速发展。 与 2004年相比， 2005 年中国的模具生产值增加了 125%，以 610 亿人民币居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%，达到了 前，国内模具行业正随着我国制造业特别是汽车和电子产业的持续高速发展而逐渐步入“ 黄金期”。 近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度； 冲压 模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快。随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展较快。 在 冲压 模具方面， 2006 年， 冲压 模具比例进一步上升，热流道模具和气辅模具水平进一步提高， 冲压 模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的 冲压 模具单套重量已超过 50 吨，最精密的 冲压 模具精度已达到 2 微米。在 具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，专利数量增多。 据业内人士分析，未来我国模具发展趋势包括 10 个方面： (1)模具日趋大型化。 (2)模具的精度将越来越高。 10 年前精密模具的精度一般为 5 微米，现已达到 2米， 1 微米精度的模具也将上市。 (3)多功能 冲压 模具将进一步发展。新型多功能 冲压 模具除了冲压成型零件 2 外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。 (4)热流道模具在 冲压 模具中的比重也将逐渐提高。 (5)随着 冲压 成型工艺 的不断改进与发展，气辅模具及适应高压 冲压 成型等工艺的模具也将随之发展。 (6)标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。 (7)快速经济模具的前景十分广阔。 (8)随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。 (9)以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快， 冲压 模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对 冲压 模具的要求也越来越高。 (10)模具技术 含量将不断提高。 从应用趋势方面分析，受用户要求模具的生产周期缩短影响；快速经济模具的开发将被重视，模具标准件的应用将日渐广泛，且采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 压加工的特点 冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模 是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不 少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中采用冲压工艺，许多工业部门就必须要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代。 3 与其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点： (1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。 (2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量 ,而模具的寿命一般较长 ,所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ,具有“一模一样”的特征。 (3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 (4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 压模具的种类 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征进行分类。 根据工艺性质分类 （ 1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （ 2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 （ 3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （ 4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀 形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 根据工序组合程度分类 （ 1）工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （ 2） 冲压 模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 （ 3） 冲压 模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工 4 位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 题意义 在传统 冲压 模具设计中，设计周期长，一般要二到三个月的时间；设计成本高，需要往返数次制模，修模；产品 质量不能保证 。 本文以 安装支架零件 的 冲压 模具设计为例，运用 三维软件设计制作 ，不但保证了模具的精确性，而且 结构也 简单， 使 设计者可以节约时间，集中精力拆模做 凸凹模 ；运用 析功能，对 冲压 过程进行模拟分析，运用专家模架系统，根据设计参数直接选取标准模架，构造模具三维实体。这样设计出来的模具具有更高的质量，更大的准确性。 现代的模具设计在计算机的平台上，运用 现代模具设计具有了高质量，高效率，低成本等特点。 第二章 冲压工艺性分析及冲压方案的确定 压工艺性分析 零件的工艺 性分析是指分析该零件采用冲压加工的难易程度和经济性。分析时，要根据制件零件图或者实物，分析其几何形状、尺寸、料厚、结构工艺性、精度及表面粗糙度要求、制件材料、生产数量等是否符合冲压要求。 工件图： 5 压工艺方案的确定 该制件采用大批量生产，主要包括落料，冲孔 、切口、切断、弯曲几 个基本工序，可以采用的工艺方案有： （ 1）先落料，再冲孔 ，然后切口、切断， 采用工序模生产 （ 2）落料 冲孔 冲压 冲压， 然后切口、切断， 采用 冲压 模生产 （ 3）冲孔 落料连续冲压， 然后切口、切断， 采用连续模（ 冲 压 模）生产。 方案（ 1） 模具结构简单，制造周期短，成本低，但需要两道工序 ，两套模具才能完成该零件的加工。两套模具使成本相应的也提高了，生产效率低。难以满足零件大批量生产的需要。 方案（ 2） 采用级 冲压模 冲裁时，生产效率高，操作方便，但误差较大，对于此冲件不合理。 方案（ 3） 采用 冲压模 冲裁，冲出的零件精度和平直度较好，生产效率高， 6 并且可以节约成本。 通过以上分析得出该零件采用方案（ 3） 冲压 模 冲裁 。 第三章 排样设计及计算 开尺寸计算 运用 件对安装支架零件进行工程图的绘制 ， 工程 图 如图 示下： 图 安装支架工程图 样方案 7 方案一 方案二 方案三 图 3排样方案 方案一和方案二采用送料的方式 如图所示 ，方案三采用 的 送料 如图所示 。由于考虑到生产实际的要求我们采用 横 向送料的方式，首先确定方案 一为合适的方案。 定搭边值 排 样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称 为搭边。 搭边值要合理确定，搭边值过大，材料利用率低，过小时搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。 根据表 3得搭边值： 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 表 3板料冲裁时的最小搭边值 8 板料厚度 人工送料 自动送料 圆形 非圆形 往复送料 a a 1 a a 1 a a 1 a a 1 1 2 1 2 2 3 3 5 4 4 3 4 3 5 4 6 5 5 4 5 4 6 5 7 6 6 5 6 5 7 6 8 7 7 6 8 7 6 8 7 9 8 8 7 定条料宽度计算利用率 条料宽度公式如下： 其中 ,B 为条料宽度； D 为条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a 为冲裁件与条料侧边之间的搭边（侧搭边值）； 错误 !未找到引用源。 为条料宽度公差查表得错误 !未找到引用源。 。 计算利用率：通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示， 其中 , S 为送料步 距； A 为材料面积； 错误 !未找到引用源。 为材料利用率；计算得到 错误 !未找到引用源。 方案一： 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 ； 方案二： 错误 !未找到引用源。 ； 错误 !未找到引用源。 ； 有计算结果得出方案二的利用率高于方案一，最终决定采用方案二进行排样。 第四章 冲裁力的计算及确定压力中心 裁力的计算 利用普通平刃凸模和凹模冲裁时其冲裁力的计算公式为： 错误 !未找到引用源。 b 9 其中： 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 般取 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 ）； 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 )； 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 ）； 为了方便计算 错误 !未找到引用源。 b，其中 错误 !未找到引用源。 为材料抗弯强度，查表得 错误 !未找到引用源。 。 卸料力、推件力、顶件力系数： 查表 4， 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 ； 表 4卸料力、推件力、顶件力系数 材料 材料厚度（ 错误 !未 找 到 引用源。 x 错误 !未找到引用源。 t 错误 !未找到引用源。 d 冲裁力： 错误 !未找到引用源。 卸料力： 错误 !未找到引用源。 推件力： 错误 !未找到引用源。 n 为留在凹模刃口内料的个数； h 为凹模刃口垂直高度； t 为料厚； 总冲压力： 错误 !未找到引用源。 根据计算结果 选取压力机为 开式双柱可倾冲床。 主要参数如下： 表 4开式双柱可倾冲床 公程力 250程力行程 5块形成次数 80 10 最大封闭高度 260作台尺寸 360 560（ 工作台板厚度 65柄孔尺寸 40 60 主电动机功率 3定压力中心 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合；否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向 部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。 由于冲件 Y 方向对称，故压力中心 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 以上计算可得，冲压件的压力中心坐标为（ 0, 第 五 章 冲裁工艺计算 择双面间隙 冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大。因此，设计模具时一定要选择一个合理的间隙。间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围 就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙（ 错误 !未找到引用源。 ），最大值称为最大合理间隙（ 错误 !未找到引用源。 ）。 由表查得 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 表 5冲裁模初始双面间隙 z （ 错误 !未找到引用源。 ） 11 冲裁模刃口尺寸计算原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。由于凸、凹模之间存在间隙，使落 下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准。考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺 寸公差范围的较大尺寸。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不合格，会使模具的寿命降低。 刃口加工的方法有两种，一种是凹模与凸模分别加工法，另一种是凸模与凹模配合加工法配作法。 采用凸模凹模分开加工时，应在图样上分别标注凸模凹模刃口尺寸与制造公差，为了保证间隙值应满足下列关系式： 当出现 错误 !未找到引用源。 的情况，当大的 不多时可以适当调整以满足上述条件， 12 这时凸凹模的公差直接按公式 错误 !未找到引用源。 ，和 错误 !未找到引用 源。 确定。如果出现 错误 !未找到引用源。 时，就采用配做法。 配作法就是先按设计尺寸制造出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸按间隙配制另一个零件。 冲孔和落料刃口尺寸计算 冲孔刃口计算： 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 表 5冲孔凸模、凹模的极限偏差 基本尺寸 凸模极限下偏差 错误 !未找到引用源。 凹模极限上偏差 错误 !未找到引用源。 行调整 :错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 查表 5误 !未找到引用源。 将已知数据和查表结果带入公式： 13 表 5系数 错误 !未找到引用源。 材料厚度 t/圆形 圆形 1 件公差 错误 !未找到引用源。 /料刃口尺寸计算： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此属于第一类尺寸。 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未 找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 凹模磨损后变小的尺寸，为第二类尺寸。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 其中 错误 !未找到引用源。 、 错误 !未找到引用源。 、 错误 !未找到引用源。 为不变尺寸 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 14 第六章 各零件结构尺寸 凹模的设计 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向力的作用，由于凹模结构形式不一，受力状态又比较复杂，目前还不能用理论计算法确定凹模尺寸，在生产中都采用经验公式概略的计算凹模尺寸。凹模厚度为： 错误 !未找到引用源。 其中： 错误 !未找到引用源。 系数 错误 !未找到引用源。 冲裁件最大的外形尺寸 表 6系数 k b/数 k 50错误 !未找到引用源。 100 误 !未找到引用源。 ，取 错误 !未找到引用源。 H=30垂直于送料方向的凹模长度 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 ,取 错误 !未找到引用源。 送料方向的凹模宽度：122B s s其中：其中：1s 送 料 方 向 的 凹 模 刃 壁 间 最 大 距 离错误 !未找到引用源。 表 6误 !未找到引用源。 材料宽度 B 材料厚度 t 15 、 凸模设计 根据需要，现在选定台阶式凸模，这种凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸可以不相同，工作部分可以为异形，但一般做成圆形或矩形，凸模与固定板配合先用 H7/ 其中， 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 板的厚度； 错误 !未找到引用源。 括凸模的修正量，凸模进入凹模的长度错误 !未找到引用源。 9920 取 图 6冲孔凸模 凸模凹模的材料选定 凹模所用的材料和凸模的选材基本相同。热处理要求比凸模的硬度稍高一些，为 。技术要求按 错误 !未找到引用源。 。通用技术条件和凸模类似。凸模选定为 错误 !未找到引用源。 ，热处理要求达到 错误 !未找到引用源。 ，尾部回火至 错误 !未找到引用源。 。 凸模固定垫板的 设计 凸模固定垫板在冲压模中同时具有固定凸模和落料作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。凸模固定垫板的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装结构时，若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。 表 6装冲压模凸凹模的最小壁厚 C 料厚 t/ 小壁厚 C 16 图 6凸模固定垫板 卸料部分的设计 卸料装置包括卸料、推件和顶件等装置。其作用是当冲裁完成一次冲压之后，把冲裁件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，卸料是指把冲裁件或废料从凸模上卸下来；推件和顶件一般指把冲裁件或废料从凹模中卸下来。 卸料装置 卸料装置主要包括固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀三种。 固定卸料板结构简单、工作可靠，卸料力较大，适合用于平整度要求不高或厚板料制件的卸料。 弹压卸料装置是由卸料板、弹性 元件（橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。适用于质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁。 考虑到模具结构的特点以及工件厚度为 1采用弹性卸料装置。 推件和顶件装置 推件和顶件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料，向下推出的机构称为推件一般装在上模内；向上顶出的机构称为顶件，一般装在下模内。 推件装置主要有刚性推件装置和弹性推荐装置两种。一般刚性推荐装置较多，由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。经过考虑选择打杆直接推动推件块，工作原理是在冲 压结束后上模回程时利用打杆将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。 橡胶的选用 模具中的弹性元件主要有弹簧和橡胶板，橡胶板允许承受的载荷较弹簧大，安装调整方便。依据实际需要，选用橡胶板做为弹压卸料装置中的弹性原件。 17 橡胶作为冲模卸料或推、顶件用时，与弹簧的选用方法相类似。也是应根据卸料力或推（顶）件力的要求以及压缩量的要求来校核橡胶的工作压力和许可的压缩量，以保证满足模具结构要求与设计的要求。 橡胶允许承受的负荷较大，安装调节灵活方便，是常用的弹性元件。主要为弹性卸料压料及顶件装置提供作用 力和行程。 橡胶的选用原则： 橡胶工作压力的计算 式中： 错误 !未找到引用源。 橡胶工作压力（即用作卸料或顶件的工艺力）； 错误 !未找到引用源。 橡胶横截面积； 错误 !未找到引用源。 单位压力，与橡胶的压缩量、形状有关，取 错误 !未找到引用源。 ， 计算橡胶横截面积为： 错误 !未找到引用源。 ； 则橡胶的工作压力为： 式中： 错误 !未找到引用源。 橡胶在预压缩状态下的压力， 错误 !未找到引用源。 ； 错误 !未找到引用源。 卸 料力， 错误 !未找到引用源。 橡胶压缩量和厚度的确定 橡胶压缩量不能过大，否则会影响其压力和寿命。产生实践表明，橡胶最大压缩量一般应不超过其厚度 错误 !未找到引用源。 的 错误 !未找到 引用源。 ，而模具安装时橡胶应预先压缩 错误 !未找到引用源。 。所以橡胶厚度 错误 !未找到引用源。 与其许可压缩量错误 !未找到引用源。 之间关系为： 选定橡胶板的厚度 错误 !未找到引用源。 ，则其许可压缩量为： 错误 !未找到引用源。 ； 最大压缩量等于 错误 !未找到引用源。 ； 18 安装时的预先压缩 量等于 错误 !未找到引用源。 。 橡胶板的校核 橡胶板的工作压力 错误 !未找到引用源。 应大于卸料力 错误 !未找到引用源。 ， 橡胶的许可压缩量 错误 !未找到引用源。 大于模具需要的压缩量。同时应校核橡胶的工作厚度与外径的比值 错误 !未找到引用源。 在 错误 !未找到引用源。 之间，才能保证橡胶正常工作。 错误 !未找到引用源。 ； 错误 !未找到引用源。 需要的压缩量 错误 !未找到引用源。 ； 经过以上校核，橡胶板的设计符合使用要求。 定位部分的设计 定位零件的设计主要包括导 料销、挡料销、导料板（导尺）的设计。 为了保证模具正常工作和冲出合格。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，即必须定位。 冲模定位装置的作用是保证条料的正确送进及其在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进称为送进导向；二是在送料方向上的限位，称为送料定距。通过使用挡料销进行纵向定位，采用导料销进行横向定位。 导料销或导料板是对条料或卷料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。挡料销是对条料或卷料的纵向进行导向保证步 距的定位零件。 从前往后送料时，导料销装在左侧，一般用两个，也可用四个，从左往右送料时，导料销装在后侧，也可装四个。导料销可压设在凹模面上，也可设在弹压卸料板上，还可以设在固定板或下模座等平面上。 必须注意到的是挡料销与凹模刃口太近时，会影响刃口强度。如果将挡料销固定在卸料板上，不影响凹模强度，将挡料销固定在弹压卸料板上就不妨碍送料。 导料板设在条料两侧，为使条料顺利通过，两导料板间距离应等于条料宽度加上一个间隙值。导料板的厚度 模架、模座和导柱导套 模架 类型 模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面。 19 对模架的基本要求有足够的强度与刚度，以保证工作时整个模具系统的稳定。 模架主要分为两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；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分为 I 级。滚动导向模架分为 0I 级和 0。各级对导柱、导套的 配合精度、上模座、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。 另一类是由导板、下模座，导柱、导套组成的弹压导板模架。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。 滑动导向模架有 6 种结构形式，中间导柱模架，对角导柱模架，后侧导柱模架，后侧导柱窄型模架，中是导柱圆形模架，四导柱模架。 滚动导向模架有 4 种结构形式，即对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架和后侧导柱模架。 对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架的共 同特点是：导向装置都安装在模架的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。所以要求导向精确可靠的都采用这 3 种结构形式。对角导柱模架上、下模座的工作平面模向尺寸 L 一般大于纵向尺寸 B，常用于横向送料的冲压模、纵向送料的单工序模或冲压模。中间导柱模架只能纵向送料，一般用于单工序模或冲压模。四导柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大制件的和产及大批量生产用的自动模。 后侧导柱模架 (图 6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，就会造成上模座歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损， 从而影响模具寿命，帮一般用于较小的冲模。 20 图 6后导柱模架 2. 弹压导板模架：弹压模架的特点是，作为凸模导向用的弹压导板与下模座以导柱导套为导向构成整体结构。凸模与固定板是间隙配合而不是过渡配合，因而凸模在固定板中有一定的浮动量。这种结构形式可以起到保护凸模的作用，一般用于带细长凸模的连续模。 结合本次模具的大小及上模座的具体结构、模具复杂性及模架的精度。模具的生产成本等因素，根椐中华人民共和国国家标准选择标准，选择代号为 81的选用滑动后侧导柱模架，其结构形式如图： 选用 模架的主要尺寸： 表 6模架尺寸 L 160 B 160 H 最大 255 最小 210 1料： 处理：调质 模座 21 模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。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，必须注意上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不够工作时会产生较大的弹 性变形，导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损，这是常见的却不被重视的现象。 在选用和设计时应注意：（ 1）尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。（ 2）所选用或设计的模座必须与选用的压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核。（ 3）模座一般采用 错误 !未找到引用源。 、 错误 !未找到引用源。 等材料。（ 4）模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度一般为 4 级。（ 5）上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在 错误 !未找到引用源。 以下；模座的导 柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度一般为 4 级（ 6）模座的上、下表面粗糙度为 错误 !未找到引用源。 ，在保证平度的前提下，可允许 为 错误 !未找到引用源。 导柱与导套的选用 导柱与导套的结构与尺寸按所选定的模架，以及模具的具体结构配合选用标准件。导柱、导套与模座的配合为过盈配合。 据所选用的滑动中间导柱模架的模架形式，结合整体模具的设计，根椐中华人民共和国国家标准选择标准，选择代号为 90 的选用 A 型导柱，其结构形式如图： 图 6 基本尺寸选取： 45,20 错误 !未找到引用源。 22 材料选取及热处理加工： 20 钢，热处理硬度 2（渗碳淬火）。 合导柱，椐中华人民共和国国家标准选择标准，选择代号为 90 的选用 A 型导套： 图 6A 型导套 引用标准： 12446 冲模模架零件技术条件 99 优质碳素结构钢技术条件 尺寸选取用： 错误 !未找到引用源。 。 材料： 20号钢 99。 热处理：渗碳深度 错误 !未找到引用源。 ，硬度 错误 !未找到引用源。 。 技术条件：按 规定。 模柄的选用 （ 1）模柄的基本要求 与压力机滑块上的模柄孔配合正确；与上模座连接正确可靠。 （ 2）模柄的基本结构形式 模柄分为压入式模柄，旋入式模柄，凸缘模柄，槽形模柄，通用模柄，浮动模柄和推入式 模柄等。 压入式模柄与上模座以 H7/合，并加销钉以防止转动，模柄装入模座后，止口一般不允许凸出模座平面，它主要用于上模座较厚而又没有开设推板孔或上模比较重的场合。 浮动式模柄的主要特点是压力机的压力通过凹球面模柄和凸球面垫块传递到上模，以消除压力机导向误差对模具导向精度的影响，主要用于硬质合金模等精密导柱模。且因其模柄一面开通，所以使用时导柱导套不宜脱开，它主要用于小型精密冲模，有一定 23 的通用性。 槽形模柄和通用模柄都是用于直接固定凸模，也可称为带模座的模柄。主要用于简单模具中，更换凸模方便。 凸缘模柄 是用 34 个螺钉紧固于上模座，主要用于大型模具式上模座中开设推板孔的中、小型冲模。 旋入式模柄是通过螺纹与上模座连接，并加螺钉防松，主要用于中小型有导柱的冲模。 结合本次模具的大小和设计中用到打料装置以及上模座的具体结构决定采用压入式模柄。 24 结 论 通过本次设计，对模具工业有了很好的了解。特别了解了 冲压 工业的重要地位和当今 冲压 模具的现状。模具是制造业的一种基本工艺装备，用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 为了做好这次毕业设计，我找了很多有关模具设计方面 的书籍，进行了系统的学习。并且还在网上找了不少有关模具设计方面的资料作为参考和学习之用。通过学习这些知识，对模具设计的过程有了清晰的认识，以及在模具设计过程中应该要注意些什么问题都有个大概的了解。学习了传统的模具设计方法和现代模具设计方法，理解了现代模具设计的高效，高质，低成本的优越性。 由于是第一次进行模具设计，我采用了以传统模具设计流程为主线，利用现代模具设计的优越性方面的并行设计方法，运用三维设计软件，以完成模具的三维实体设计为先，以绘制工程图为后的设计流程，从而减少了模具设计过程中错误的出现和设计的 返工。 在这次模具设计中，一个关键之处就是运用 件进行模具设计。运用 D 模型的建立、制品设计的合理性、注射成型的工艺性分析、模具型腔的设计以及标准模架的选取等模具设计过程中的关键步骤，使得模具设计的时间的减少，并提高设计的质量。 件在模具设计行业的应用，提高了模具设计的精确性和速度，降低了制造成本。因为通过这个软件，可以让设计师在推出产品前，有机会了解所设计的产品的缺点，并事先改善，有效的减少浪费和降低成本。 由于是第一次做模具设计，自身所具有的知识和经验有限，所以在设计过程 中对于一些问题的理解和处理都显得比较肤浅。总之，完成了这次毕业设计，使我的知识变得更加丰富。不仅学到不少专业知识，锻炼了自己的工作能力，也学会了以什么样的心态去面对设计工作。 25 参考文献 1 陈锡栋 周小玉 北京：机械工业出版社， 2 彭建声 秦晓刚 北京：机械工业出版社， 3 王文广 田宝善 田雁晨 化学工业出版社， 4 周殿明 北京：化学工业出版社， 5 赵昌盛 北京：机械工业出版社， 6 模具实用技术丛书编委会 北京：机械工业出版社， 7 张祥杰 黄圣杰 北京：中国铁道出版社， 8 宋满仓 黄银国 赵丹阳 北京：机械工业出版社，9 葛正浩 北京：机械工业出版社 10 吴宗泽 落圣国 北京：高等教育出版社， 1999 11 王加龙 生产技术 学工业出版社， 12 郑大中主编模具结构图册北京：机械工业出版社， 1992 13 李德玉主编机械工程材料学中国农业出版社， 2002 26 致 谢 首先对指导老师在这次设计中给予我的帮助和支持表示衷心的感谢。由于是第一次做模具设计，所以在开始的时候都不知道从何下手。 师教会了我如何去搜集和查阅一些相关资料。在设计过程中遇到一些难以解决的问题， 我找到了解决问题的办法。在撰写论文的时候， 师及时的给予 我建议，指出不足之处，帮助我更好的分析数据和组织论文结构，使论文内容更加充实、合理、有序。在王老师的指导下，使我在这次模具设计中学到不少知识。在此再次对指导老师表示衷心感谢 ! 在跨越大学的学习过程中，我还得到了各科任课老师和各位领导的大力帮助。在你们的帮助下，我学到了丰富的专业知识，学会了如何对待学习、生活、如何从事设计研究工作，使我的学业顺利的完成，给我的大学生活划上一个圆满的句号。在次对各位帮助我、教育我的领导和老师表示由衷的感谢 !
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