垫板冲压成形工艺及模具设计.pdf

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1、1 1 绪 绪 论 论 模 具 行 业概 况模 具 行 业概 况：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 我 国.1998年3月在 国务院关 于当前 产 业政策要点 的决定模具 被 列 为 机 械工业 技 术改 造 序列的第 一位,生产和

2、 基本建 设 序列第 二位,把 发 展 模 具 工业摆 在 发展 国 民经济的 重要 位置.目前,我 国冲压模 具在产值 占 模 具 总 产值的 40%以上,处于主 导 地位 冲压是一 种先 进的 少无 切削加工 方 法,具 有 节能 省 材,效率 高,产 品质 量 好,重量轻,加工 成本低等 一系列优 点,在 汽 车,航 空航 天,仪 器仪 表,家电,电子,通讯,军 工,日用品 等产品的 生 产 中 得到了 广 泛的 应 用.据 统计,薄 板成型后,制 造了相当于 原材料的 12倍 的 附加 值,在国 民经 济 生产总 值中,与其相 关的 产品 占四分 之一,在 现 代 汽 车工业 中,冲压

3、 件 的产 值占 总 产 值的 59%.随着 我国经济 的迅速发 展，采用 模具 的 生产技 术 得到愈 来愈 广 泛的应用。在 完 成 大 学 三 年 的 课 程 学 习 和 课 程、生 产 实 习，我 熟 练 地 掌 握 了 机 械 制 图、机 械 设 计、机 械 原 理 等 专 业 基 础 课 和 专 业 课 方 面 的 知 识，对 机 械 制 造、加 工 的 工 艺 有 了 一 个 系 统、全 面 的 理 解，达 到 了 学 习 的 目 的。对 于 模 具 设 计 这 个 实 践 性 非 常 强 的 设 计 课 题，我 们 进 行 了 大 量 的 实 习。经 过 在 新飞电 器 有限

4、公 司、在洛 阳中国 一拖生产实 习，我对于 冷冲模 具、塑 料 模 具 的 设 计 步 骤 有 了 一 个 全 新 的 认 识，丰 富 和 加 深 了 对 各 种 模 具 的 结 构 和 动 作 过 程 方 面 的 知 识，而 对 于 模 具 的 制 造 工 艺 更 是 有 了 全 新 的 理 解。在 指 导 老 师 的 细 心 指 导 下 和 在 工 厂 师 傅 的 讲 解 下，我 们 对 于 模 具 的 设 计 和 制 造 工 艺 有 了 系 统 而 深 刻 的 认 识。同 时 在 实 习 现 场 亲 手 拆 装 了 一 些 典 型 的 模 具 实 体 并 查 阅 了 很 多 相 关 资

5、 料，通 过 这 些 实 践，我 们 熟 练 掌 握 了 模 具 的 一 般 工 作 原 理、制 造、加 工 工 艺。通 过 在 图 书 馆 借 阅 相 关 手 册 和 书 籍，更 系 统 而 全 面 了 细 节 问 题。锻 炼 了 缜 密 的 思 维 和 使 我 们 初 步 具 备 了 设 计 工 作 者 应 有 的 素 质。设 计 中，将 充 分 利 用 和 查 阅 各 种 资 料，并 与 同 学进行 充 分讨 论，尽最大 努力 搞好本次毕 业 设计。在设计 的 过 程中，将 有 一 定的 困难，但有指 导老 师的 悉心 指导 和自 己 的 努 力，相 信 会 完 满 的 完 成 毕 业

6、设 计 任 务。由 于 学 生 水 平 有 限，而 且 缺 乏 经 验，设 计中 难免 有 不妥之 处，肯请各 位老师 指 正。垫 片 垫 片 成 形 工 艺 及 模 具 成 形 工 艺 及 模 具 设 计 的 进 度设 计 的 进 度 1.了解 目前 国 内外冲 压 模 具的发 展 现 状，所用时 间 10 天；2.确定 加工 方 案，所用 时间 8 天；3.模具 的设 计，所用 时 间 40 天；4 模具 的调 试 所用 时 间 5 天。在 设 计 的 过 程 中，将 有 一 定 的 困 难，但 有 指 导 老 师 的 悉 心 指 导 和 自 己 的 努 力，相 信 会 完 满 的 完 成

7、 毕 业 设 计 任 务。由 于 学 生 水 平 有 限，而 且 缺 乏 经 验，设 计中 难免 有 不妥之 处，肯请各 位老师 指 正。设计者：陶玉 梅2 2 制件的工艺性分析制件的工艺性分析 工 件 名 称：垫 板 生 产 批 量：大 批量 材 料：A3 厚 度：0.5mm 工 件 简 图见图 1 图 1 制 件 图 制 件的 总体分 析：工艺 性：垫板 属于中 等尺寸零件，料厚 0.5mm，外 形 复 杂 程度一 般，尺 寸精 度要 求无，图 示零件材料为 A3 钢，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。此 工 件 只 有 外 形 落 料 和 冲

8、 孔 两 个 工 序。零 件 外 形 可 采 用 落 料 工 艺 获 得。冲孔 的工 艺 性：4.5mm 的 孔，尺寸精 度要求 一 般，可 采用冲孔。图示 零件 尺寸 均为 未注 公差的 一 般尺 寸，按惯例 取 IT14 级，符合 一 般 级 进 冲压的 经 济精 度 要求。由以 上分 析可 知，图示 零件具有 较好的 冲压工艺性，适合冲 压 生 产。3 3 工艺方案的确定工艺方案的确定 垫 板 零 件 所 需 的 基 本 冲 压 工 序 为 落 料 和 冲 孔，可 拟 订 出 以 下 三 种 工 艺 方 案。方案 一：用简 单模 分 两次加工，即 先落 料,后冲孔。采用单 工序模 生 产

9、。方案 二：落料 冲孔 复合 模。采用 复合模生产。方案 三：冲孔 落料 级进 模。采用 级进模生产。分析 各方 案 的优缺 点 方 案 一：生 产 率 低，工 件 的 累 计 误 差 大，操 作 不 方 便，由 于 该 工 件 为 大 批 量生产，方案 二 和方案三 更具 有优越性。方案 二：冲压 生 产率 较 高，压力 机一次 行程内可完 成 两个以 上 工 序，实 现 操 作 机 械 化，自 动 化 难，制 件 和 废 料 排 除 较 复 杂，另 外 复 合 模 制 造 的 复 杂 性和价 格 较高。方 案 三：只 需 要 一 副 模 具，生 产 率 高，压 力 机 一 次 行 程 内

10、可 完 成 多 个 工 序，实 现 操 作 机 械 化 自 动 化 容 易，尤 其 适 应 于 单 机 上 实 现 自 动 化，冲 模 的 制造复 杂 性和 价 格低于复 合模，精度也 可也 得到 保证。通过 上述 三个 方案 的比 较，该件 的冲 压 生产采用方 案三更佳。4 4 主要工艺参数计算主要工艺参数计算4.1排 样的 设计 与 计算排 样的 设计 与 计算 设计 级进 模时，首先 要 设计条料 排样 图。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 垫板 零件

11、设计 为单 向排 列，采用 直排 的 排样方案（如图 2 所 示）图 2 排样图 4 4.1.1.1.1 确 定确 定 搭边 与 搭 肩值搭边 与 搭 肩值 搭边 和搭 肩 值 一般 是由 经验 确定 的查 表 而 取最 小搭 边 值 为 a=1.0mm 和 b=1.2mm 4 4.1.1.2.2 计 算送 料 步距 和 条 料的 宽度计 算送 料 步距 和 条 料的 宽度 条 料 宽度 的计 算：拟采 用 无侧压 装置 的 送料方式，由 B-0 =D ma x+2a D m a x 条料 宽度 方向冲 裁件 的最大 尺 寸 a 侧搭 边 值 代入 数据 计 算，取 得条 料宽 度为 31.4

12、mm。导料 板 间距 离 的 计算：由 s=D+2(a+c 1),代入 数据 计 算得 导料 板间 距离 为 32.4mm。4 4.1.1.3.3 计 算材料 的 利 用率计 算材料 的 利 用率 查 工 具 书 可 得 所 用 板 料 规 格 为 500 x1000 x0.3,生 产 时 条 料 规 格 为 31.4x1000 x0.3。材料 利用 率 的计 算公 式 为 =%100 BlnA式中 A一 个冲 裁件 的 面积，mm 2;n板 料（或条 料.带料）上冲 压件的数量；B条 料（或条 料.带料）宽度，mm;L板 料（或条 料.带料）长度，mm 根据 所选 的板 料长 度、工件尺 寸

13、、搭 边值可 知:n=33 所以 材料 的利 用率 为%10010004.31)35.14(14.33322 66.44.2冲 压力 的计 算 并初 步选 取压力 机的吨 位 冲 压力 的计 算 并初 步选 取压力 机的吨 位 4 4.2.2.1.1 冲 裁力的 计 算冲 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 冲 裁力 公式为 P P P 孔+P 落 式中 P冲裁 力P 孔孔 冲孔 冲裁 力 P 落落 落料 冲裁 力 冲 孔冲 裁力 P 孔孔 P 孔

14、孔 KL孔 t 式 中 K系数，查表 取 K1.3L孔 冲孔 周长，L3.144.514.13mm t材料 厚 度，t 0.5mm 材 料抗 剪强 度，MPa，查手 册 A3 钢 （370460）MPa，取 400 MPa 所 以 P 孔孔 KL孔 t1.314.130.5420 3857.4N 取 P 孔孔 3.9KN 落 料冲 裁力 P 落 P 落 KL落 t 式 中L落 落料 件 外形 周边 尺 寸L落 3.1429x35.4/3603.146=81.95+18.84100.79mm 所 以 P 落 KLt 1.3100.790.5420=27515.6N 取 P 落 27.5KN 4

15、4.2.2.2.2 卸 料力卸 料力、推 件力 及 顶件 了力 的计 算推 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

16、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：卸料 力 P x P x xKP 落落 式 中 P x 卸 料力xK 卸料 系数，查 表xK 0.045 所 以 P x 0.04527.51.24KN 推料力tPtP tKP 孔 n 式 中tK推料 系 数,查表取tK=0.065 n同时 卡 在凹 模 洞孔内的 件数,取 n=8 所 以tP=0.0653.98=2.028KN 4 4.2.3.2.3 总 冲压 力总 冲压 力P总 冲 裁

17、 时,压 力 机 的 压 力 值 必 须 大 于 或 者 等 于 冲 裁 各 工 艺 力 的 总 和,即 大 于 总 的 冲 压 力,总 的 冲 压 力 根 据 模 具结 构 不 同 计 算 公 式 不 同,当 采 用 弹 性 卸 料 装置 和 下出件 的 模具时,总 的冲 压力 为P总=P+P x+tP+P x=3.9+27.5+1.9+2.0=35.3KN4.3 压 力 机 的公 称 压 力的确 定压 力 机 的公 称 压 力的确 定 初选 开式 可倾 压力 机参 数压力 机 型号 为 J23-6.3 查 手 册 选择压 力 机的 参 数如表一：公称 压力 63KN 最大 闭合 高度 15

18、0 mm闭 合 高 度 调 节 量 35mm 工作 台尺 寸 200310mm 工作 台孔 尺寸 160140mm 模柄 孔尺 寸 2540mm4.4 压力 中心 的 确定压力 中心 的 确定 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

19、 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 制件 形 状完全对 称 于相互 垂 直的 两条 对 称 线，所以 模 具的 压 力中心在 几何 图形的中心 点 上。4.5 工 作 部 分的 尺 寸 计算 工 作 部 分的 尺 寸 计算 4 4.5.5.1.1 计 算计 算冲孔冲孔 凸凸、凹模 工 作 部 分的 尺寸 并 确 定其 公差凹模 工 作 部 分的 尺寸 并 确 定其 公差 该零件 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 表而 知：Zm

20、in=0.04,Zmax=0.06mm Zmax Zmin=0.02mm 基 本尺 寸小于 或 等于 18 时，T=0.020，A=0.020 基 本尺 寸小于 或 等于 30 时，T=0.020，A=0.025由 板料 厚度级 零 件的 形 状 可 得 X=0.5 设凸、凹模 分 别按 IT9、IT10 级 精度 制造，分别计 算 da 如下：冲 4.5mm 的 孔 冲 孔 时，间隙 取 在凸模 上，则：凹 模尺 寸td=(dmax-)0 式中：ad-冲孔 凹 模刃口尺 寸 dmaxmin-冲孔件孔 的最大极 限尺 寸，mm,dmin=4.5mm Z m i n 双面 间隙，mm 工件 公

21、差，mm，=0.3mm x 磨损 系 数，x=0.5 凸 模和 凹模的 制造公差，mm,查表=0.02mm 所以ad=(4.8-0.50.3)+0.02 0=4.65+0.02 0 mm 校 核：|T|+|A|=0.02 mm+0.02 mm=0.04 mm Zmax Zmin=0.02mm，不满 足 间隙公差 条件，因此只 有缩 小 T、A，提高 制 造 精 度，才能 保 证间 隙 配合在合 理范 围内 可取 A 0.6(ZmaxZmin)=0.60.02=0.012mmad=4.65+0.0 1 2 0 落 料 凸模 的基 本尺 寸与 凹模相同，基本 尺寸为 4.65,不必标 注 公 差，

22、但 要 在 技 术 条 件 中 注 明：凸 模 实 际 刃 口 尺 寸 与 落 料 凹 模 配 制，保 证 最 小 双 面 合 理间隙 值 Zmin=0.04mm.（落料 凸模、凹模刃 口部 分尺 寸分 别 见图 3、4）4 4.5.5.2.2 落 料凸模落 料凸模、凹 模刃 口 尺 寸 的计 算凹 模刃 口 尺 寸 的计 算 因 此 落 料 件 为 复 杂 的 制 件，所 以 利 用 凸 凹 模 配 合 法，这 种 方 法 有 利 于 获 得最小 的 合理 间 隙，放宽 对模 具 的加工设备 的精度要 求。采用 配 作法，计 算凹 模的 刃口 尺寸，首先是 根据凹模 磨损后 轮 廓变 化 情

23、 况正确 判 断出 模 具刃 口各 个 尺 寸在磨 损过程 中是变大 还是变小，还 是不变这三 种情 况，然后 分别 按 不同的 计 算公式 计算。a、凹模 磨损 后 会增大 的 尺寸-第一类 尺寸 A 第一 类 尺寸：A j=(A m a x-x)0+0.2 5 b、凹模 磨损 后 会减小 的 尺寸-第二类 尺寸 B 第二 类 尺寸：B j=(B m a x+x)-0.2 5 c、凹模 磨 损后 会保 持不 变的 尺寸 第三类 尺寸 C 第三 类 尺寸：C j=(C m i n+0.5)0.125 图 3 落 料凹模 刃口部分 尺寸图 4 落料 凸模 刃口部 分 尺寸 由 手 册 表查得:尺

24、寸 29mm 的工件 制造 公差为 0.52mm 尺寸 3mm 的工 件制 造公 差为 0.25m 第 一 类 尺寸：磨损 后增 大 的尺寸：A 1=(A m a x x)0+0.2 5 =（290.50.52）?.5225.00+=74.2813.00+mm A 2=(A m a x x)0+0.2 5 =(30.50.25)=0625.00875.2+mm 落 料 凸模 的基 本尺 寸与 凹模相同，分别 是 28.74mm,2.875mm,不必 标 注 公 差，但 要 在 技 术 条 件 中 注 明：凸 模 实 际 刃 口 尺 寸 与 落 料 凹 模 配 制，保 证 最 小双面 合 理间

25、隙 值 Zmin=0.04mm.（落料凸 模、凹模刃 口部分尺 寸 分 别 见 图 3、4）5 5 模具总体设计模具总体设计5.1模具 类型 的 选择模具 类型 的 选择 由冲 压工 艺分 析可 知，采用级 进方式冲 压，所以模 具类型为 级进 模，本 零 件 的 冲 压 包 括 冲 孔 和 落 料 两 个 工 序，为 方 便 小 孔 废 料 和 成 形 工 件 的 落 下，采 用 正 装 结 构，即 冲 孔 凹 模 和 落 料 凹 模 都 安 排 在 下 模，采 用 下 出 料 方 式。5.2定位 方式 的 选择定位 方式 的 选择 本 工 件 是 大 批 量 生 产，第 一 个 工 位 采

26、 用 始 用 挡 料 销 定 位，第 二 个 工 位 采 用 固 定 挡 料 销 与 导 正 销 共 同 定 位。送 料 时 始 用 挡 料 销 与 固 定 挡 料 销 作 为 粗 定距，在 落料凸 模上 安装 一个 导正销，利用 条料上 4.5 mm 的孔 做 定 位 孔进 行 内形 定位，依此作 为条 料送进的精 确 定距。5.3 导 向 方 式的 选 择导 向 方 式的 选 择 为 确 保 零 件 的 质 量 及 稳 定 性，选 用 导 柱、导 套 导 向。采 用 手 工 送 料 方 式，为了 提 高开 敞性 和导向 均 匀性，采用对 角导 柱模 架。5.4 卸 料 方 式的 选 择卸

27、料 方 式的 选 择 本 模 具 采 用 正 装 结 构，冲 孔 废 料 和 工 件 留 在 凹 模 孔 洞 中，为 了 简 化 模 具 结 构，可 以在 下模 座 中开有 通槽，使废料 和工件 从 凹模孔 洞中落 下。卡 在 落 料凸模 上 的条 料 由弹性卸 料板 卸下。6 6 模具主要零部件的设计模具主要零部件的设计6.1工 作零 件的 结 构设 计 工 作零 件的 结 构设 计 6 6.1.1.1.1 凹 模的 设 计凹 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

28、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。图 5 整体式 凹 模的结 构 整体 式凹 模 的局部 结 构 如图 5 所 示。整体式 凹 模装于 下 模座 上，由 于 下 模 座孔口 较 大因 而 使工作时 承受 弯曲力矩，若 凹模高 度 H 及模 壁厚 度 C 不足 时，会使 凹 模产 生较 大 变形，甚至破 坏。但由于 凹 模受力 复 杂，凹 模 高 度可按 经 验公 式 计算，即 凹模 高度 H=KB（不小 于 8mm）凹模 壁 厚 C=(1.52)H 送料 方 向上 凹模 长度

29、 L=s1+ks2 式 中 B-垂 直送 料方 向凹模 刃口 间的 最大距离，mm 但 B 不小 于 15mm C-凹 模壁 厚，mm 指 刃口 至 凹 模外形 边缘的 距离 L-送 料方 向上 凹 模长度 s1-送料 方向 上凹模刃 口间的 最 大距离s2-送料 方向 上凹模刃 口至凹 模 边缘的最小 距离 K=系数，取 0.40 所 以 凹 模高 度 H=KB=0.4029=11.6mm 查表取 标 准值 H=16mm C=2H=32mm L=29+0.420=37mm 凹模 的外 形尺 寸确 定：125mm100mm16mm 凹 模 与 凹 模 固 定 板 采 用 过 盈 配 合，无 需

30、 设 计 凹 模 上 用 来 固 定 的 螺 钉 之间 以及螺 钉 与外 缘 间的 距离。6 6.1.2.1.2 冲 孔凸 模 的 设计冲 孔凸 模 的 设计 冲 小 圆 孔 的 凸 模，为 了 增 加 凸 模 的 强 度 与 刚 度，凸 模 非 工 作 部 分 直 径 应 作 成逐渐 增 大的 多 级形式如 图 6 所示：图 6 冲孔凸 模的结构 形式 凸 模 长 度 一 般 是 根 据 结 构 上 的 需 要 而 确 定 的，设 计 该 模 具 为 冲 孔 落 料 级 进 模，采用 刚 性卸料 板，其凸模 长度 用下列公式 计 算：L=h 1+h 2+h 3+h 式中 L 凸模长 度，mm

31、 h 1 凸 模固定 板 高度，mmh 2 卸 料板高 度，mm h 3 橡 胶的高 度，mm 冲裁 4.5mm 孔 凸模、凹 模各尺 寸 及其组件确 定和标准 化（包括 外 形 尺 寸 和厚度）小凸 模 长度 L=16+14+10=40mm 小 凸 模 强度校 核 要 使 凸 模 正 常 工 作，必 须 使 凸 模 最 小 断 面 的 压 应 力 不 超 过 凸 模 材 料 的 许 用 压应力，即 校核 公式 为minFP孔 式中 P 孔 冲 孔冲 裁 力,N,P 孔=3680N Fmin 凸模最小断面积，2mm,Fmin=214.3d/4=15.92mm -凸 模 材 料 的 许 用 压

32、力，Mpa,如 凸 模 材 料 选 用 Cr12，查手册 =（1000160）Mpa,取 =1200 Mpa 因 为minFP孔=9.153680=231.5 Mpa 所 以凸 模强 度 符合要 求。外 形 落 料 凸 模、凹 模 各 尺 寸 及 其 组 件 的 确 定 和 标 准 化（包 括 外 形 尺 寸 和 厚 度）外 形 凸 模的设 计：外形 凸 模用线 切割 机 床加工成直 通式凸模，用两 个 M8 的 螺 钉 固定在 垫 板上，由于采 用 弹性 卸料板，凸模 按下式计 算 L=h1+h2L=h1+h2+h+h3 3 其 中：h 1 为固 定板 厚 度（16 mm），h 2 为卸料

33、板厚度（14mm），h 3 为橡 胶 的（10mm）长 度态 下 所 以：L=16+14+10=40mm 凸 模 固 定 板 材 料 可 用 45 钢，结 构 形 式 和 尺 寸 规 格 查 手 册 可 得12510016。凹模 组件 的尺寸确 定 和示 意图 凹 模 采 用 整 体 式 凹 模，各 冲 裁 的 凹 模 孔 均 采 用 线 切 割 加 工，安 排 凹 模 在 模 架 上 的 位 置 时，要 依 据 计 算 的 压 力 中 心 的 数 据，使 压 力 中 心 与 模 柄 中 心 重合。（图 7）图 7 整体式 凹模的尺 寸 凹模 的长 度选 取要 考虑 以下因 素：a)保证 有足

34、 够 的位置 安 放卸料 板 b)便于 导尺 发 挥作用，保证送 料 粗定 位精度。选取 凹模 边界 为 125mm100mm。凹模 材料选用 Cr12 制造，热处理 硬 度 为 58 62HRC。6.2定 位零 件的 设 计定 位零 件的 设 计 在本模 具 中 采用 的是 条 料，所 以导 料 板，导 正销 和固 定挡 料销 作为 定 位 装 置，起 导 向 同 时 起 定 位 的 作 用。用 挡 料 销 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，在模 具 中广 泛 应用作

35、定 距装 置。6 6.2.1.2.1 始 用挡 料 销始 用挡 料 销的 设计 与标 准化的 设计 与标 准化 图 8 始用挡 料 销的设 计 挡 料 销 标记：456 GB/T2866.1 81（图 8）材料：45 钢 GB/69988 热处 理：硬度 43 48HRC 技 术 条件：按 GB287081 6 6.2.2.2.2 固 定挡 料 销 的设 计 与标 准 化固 定挡 料 销 的设 计 与标 准 化 固 定挡 料 销的设 计 根据 标准 件，选用此 挡料销 如 图 9图 9 固定挡 料 销的结 构 选 用 直径 4mm，h=3mm 材料为 45 钢 A 型固定 挡料销（JB/T76

36、49.10 94）6 6.2.3.2.3 导 正销 的 设 计与 标 准化导 正销 的 设 计与 标 准化 导 正销 主要用 于 级进 模 上，消除挡 料销 的定位误差，以获得 较 精确的 工 件。导 正 销 的 结 构 形 式，结 构 设 计，尺 寸 精 度，材 料 的 热 处 理 等 可 参 照 JB/T7647.194 和 JB/T7647.294 选定。导 正销 的结构 形 式查手 册选用如 图 10 图 10 导正销 的结构形 式D=d-a 式中 D 导 正销直径 的基本尺寸 d 冲 孔凸 模 直径 a 导 正销 与 冲孔凸模 直径的差 值 冲 裁 4.5mm 孔的 导正 销 查表得

37、 h=0.6t 2a=0.04mm D=d-a=4.65-0.04=4.61mm h=0.60.5=0.3mm 6 6.2.4.2.4 导 料板 的 设 计与 标 准化导 料板 的 设 计与 标 准化 经 查 表分 析 得导料 板 长度 L=140mm，宽度 B=30mm，厚度 h=6mm 如图 11。图 11 导料板 的设计 6 6.3.3 导 向装 置 的 设计导 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

38、应用导 柱 导套 装 置来完成 导向，选用对 角式 导柱 模架。6.4 卸 料 装 置的 设 计卸 料 装 置的 设 计 本 模 具 设 计 了 弹 性 卸 料 板，使 用 橡 胶 作 为 弹 性 元 件。弹 性 卸 料 版 兼 有 压 料 作用，由于 板 料只 有 0.3mm，用 刚性的卸料装 置已毁 坏 板料，故选 用 弹 性 卸料装 置。弹性 元 件的计 算如 下：1、确 定 自 由 高 度9.210.30.25 0.30ILHhmm=+=自 修模IL冲 模 工 作 行 程（mm）对 冲 裁 模 而 言，1ILt=+h修模预 留 的 修 模 量。根 据 模 具 设 计 寿 命 一 般 取

39、()4 6 mm2、确 定L预 和H装()0.10 0.15(0.921.55)LHmm=预 自8.288.75HHLmmmm=预 装 自L预橡 皮 的 预 压 缩 量H装冲 模 装 配 好 以 后 橡 皮 的 高 度3、确 定 橡 皮 横 截 面 积()2A mm21.2447690.26FKNAmmqMpa=预F预所 需 的 弹 压 力（KN）q橡 皮 在 预 压 缩 状 态 下 的 单 位 压 力:约 为()0.26 0.50 Mpa6 6.5.5 连 接连 接与 固定与 固定 装置 的 设计 装置 的 设计 6 6.5.5.1.1 模 柄的设 计模 柄的设 计本 模具 属于中 小 型模

40、 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 压 入 式 模 柄，通 过 它 与 模 柄 孔 采 用 过 渡 配 合。这 种 模 柄 可 较好的 保 证垂 直 度和同 轴 度,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)，压入 上模

41、座后应 将底面 磨 平。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，如 图 12：图 12 模柄 结构 及 尺寸 6 6.5.2.5.2 固 定板 的 设 计固 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 模需要 由固 定板 来固 定。固 定板 的厚度 一 般取 凹 模厚度的 0.6 0.8 倍,其平面 尺寸可与 凹 模、卸 料 板 外形尺 寸 相同

42、,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 模固 定板 尺寸为:125mm100mm16mm 固 定板 材 料一般 采 用 Q235 或 45 钢，模具选 用 材料 45 钢。6 6.5.3 5.3 垫 板的 设 计垫 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 6mm 6

43、 6.5.4 5.4 螺 钉与 销 钉 的设 计螺 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 M8、M10.6 6.5.5 5.5 卸 料板 的 设 计卸 料板 的 设 计 卸料 板的 边界 尺寸 和固 定板相 同，选 用材料为 45 钢，厚度 为 14mm.6.6模架 及组 成 零件 的确 定 模架

44、及组 成 零件 的确 定 6 6.6.6.1.1 模 架的 选 用模 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 对 角导柱 模架。6 6.6.6.2.2 模 座的 确 定模 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 80 80 16 ，根据 标准 确 定下模 座尺 寸 为:125 100 35 .上 模座 尺寸 为:125 100 30 .导柱 d/mmL/mm 分别 为 22100mm；导柱 d/mmL/mm 分别 为 25100

45、mm；导套 d/mmL/mm 分别 为 228028mm；导套 d/mmL/mm 分别 为 258028mm；模柄：3378mm；垫板厚 度：125 100 6 模具的 闭合高 度：H 闭=hhhhhhhh+垫板 卸料板 导料板 上模座 凸模 落料凹模 下模座 橡胶=30+6+40+16+14+35+6+10=157mm7 7 模具闭合高度及压力机有关参数的校核模具闭合高度及压力机有关参数的校核 J23-6.3 型 压力 机的 闭 合高度要 求在 115mm185mm 之间，模 具的闭 合 高 度 在 157mm，模具 的 闭合高度 符 合 要求；本 模具 的外形 尺 寸为 200mm220m

46、m165mm；工作 台尺 寸(左右 前后)200mm310mm；工 作 台孔 尺寸(左右 前 后)160mm140mm；工 作 台尺 寸满 足使 用要 求。J23-6.3 型压 力 机的 冲 压力为 63KN，P总 为 35.3KN，满 足使用要 求；J23-6.3 型压 力 机模 柄 孔尺寸为 25，所选模 柄尺寸 为 25，满足使 用 要 求。经 校 核 J23-6.3 型压 力 机 符合此 连 续 模设 计的要求，可以被 采用。8 8 绘制模具总装图和非标零件工作图绘制模具总装图和非标零件工作图8.1模 具总 装图 和 非标 零件 工作图 见附图模 具总 装图 和 非标 零件 工作图 见

47、附图8.2模 具的 工作 原 理模 具的 工作 原 理 本模 具为 用导 正销 定距 的冲孔 落 料连 续模。上，下模用 导柱导套 导 向。冲 孔 凸 模 4 与落 料 凸模 14 之间的 距离就是 送料 步 距.条 料送进时 由 固 定 挡 料销 20 进行 初 定位，由 两个安 装 在落料凸模 上的导正 销 15 进 行 精 定 位。，压 力机 上行 进 行首件冲 裁 时 为保证首件 的 正确定 距，在此级 进 模 中，采用 始 用挡 料销 21，它安 装在 导 料板中间。原理：条料 沿 导料 板 17 送 进，在条 料 上冲 制首件时，用手推 始用 挡 料 销，使 它 从 导 料 板 中

48、 伸 出 来 抵 住 条 料 的 前 端 即 可 冲 第 一 件 上 的 孔，压 力 机 上行，条料 继续 送 进，导 正销 15 与挡料 销 20 配合使 用，控制 送 料 步 距，压 力 机 下 行 完 成 冲 裁。当 冲 压 完 成 时，冲 孔 废 料 和 制 件 依 次 落 入 不 同 的 凹 模 洞 中，上 模 上 行 回 程，完 成 一 此 冲 裁 过 程，然 后，再 开 始 下 一 个 行程。图 13 模具总 装图2 3 4 22 20 21 1AA19 18 17 16 15 14 11 10 9 5 6 7 8AA204 203 221 241,62 13 12BB设计总结设

49、计总结 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

50、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