钢丝切断镦粗自动冲模(论文)

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1、2010届本科毕业设计说明书河 北 工 业 大 学毕业设计说明书(论文) 作 者： 孙超 学 号： 060443 学 院： 机械工程学院 系(专业)： 机械设计制造及其自动化 题 目： 钢丝切断镦粗自动冲模结构设计 指导者： 姚涛 讲师 评阅者： 2010 年 6 月 5 日毕业设计（论文）中文摘要题 目 钢丝切断镦粗自动冲模结构设计 摘要： 本冲模对钢丝进行切断、镦粗，因装有钢珠夹持送料器，且本模具为复合模，一次挤压、切断成型，生产效率较高。本次设计主要包括模具冲压方案的确定、模具结构形式的论证及确定、模具工作零件刃口尺寸及公差的计算、模具零件的选用、设计、压力计算及压力中心的确定、冲压设备

2、的选择及校核等。工作技术路线初步设计为：设计参数以及技术要求送进机构的设计切断夹紧机构的设计镦粗机构的设计校直机构的设计总体装配。在送进机构采用齿轮齿条送进机构的方法。切断夹紧机构中，采用斜锲的结构实现凹模的移动。关键词： 钢丝 切断 镦粗 冲模 复合模毕业设计（论文）外文摘要Title Die upsetting automatic wire cutting structure designAbstractThe die on the wire by cutting, upsetting, because with ball grip feeders, and the mold for th

3、e composite model, an extrusion, cutting molding, high production efficiency. The program design includes the determination of die stamping, die structure of the argument and determined that the die size and tolerance parts edge computing, mold parts selection, design, stress calculations and the de

4、termination of center of pressure, stamping equipment selection and proof, and so. Preliminary design for the technical line of work: Design parameters and technical requirements - feeding mechanism design - cut off the clamping mechanism design - upsetting body design - alignment mechanism design -

5、 the overall assembly. In the feeding mechanism using gear - rack put their way. Clamping off, the use of wedge configuration to die movement.Keywords： Wire Cutting off Upsetting Die Compound Die目 次1 绪论1 1.1 序言 1 1.2 我国研究现状及发展趋势 1 1.3 产品用途与使用范围 2 1.4 本次毕业设计主要完成工作 2 2 制件的工艺性分析 2 2.1 坯料尺寸的确定 2 2.2 坯料加

6、工前处理 2 3 冲压工艺方案确定 3 3.1 方案种类 3 3.2 方案的比较 4 3.3 方案的确定 44 模具结构形式的论证及确定 45 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 56 模具零件的选用、设计 86.1 导向零件的选用、设计 86.2 定位零件的选用、设计 9 6.3 卸料和推料装置 9 6.4 模架的选择10 6.5 其他支撑零件及紧固件107 压力计算及压力中心的确定12 7.1 挤压力127.2 切断力137.3 推件力和顶件力137.4 压力中心的计算138 冲压设备的选择及校核14结论 16参考文献 18致谢 19图120图220图320图421 图521图621图722

7、图822图922图10 23图11 24图12 24图13 25表125表225表327表427第 27 页1 绪论11 序言 冷冲压加工是在常温下，利用冲压设备(压力机)和冲模，使各种不同规格的板料或坯料在压力的作用下发生永久变形或分离，制成所需各种形状零件的一种加工方法。冷冲压既可用于加工金属材料也可以用于加工非金属材料。它同切削、铸造、电加工等加工方法一样。广泛地用于工业生产中。由于冷冲压是一种生产效率较高的加工方法，它在航空、汽车、拖拉机、电机电器、精密仪器仪表等工业占有十分重要的加工地位。据初步统计，仅汽车制造业差不多有60一75的零件是采用冷冲加工工艺制成的。其中，冷冲压生产所占的

8、劳动量为整个汽车工业总劳动量的25一30。在电机及仪器仪表生产中，也有60一70的零件是采用冷冲压工艺来完成的。特别是近些年来，由于冷挤压、精密冲裁技术的研制和发展，更扩大了冷冲压工艺的使用范围。此外，在电子工业、飞机、导弹和各种枪、炮等的零件加工中，冷冲压加工量也占有相当大的比例。因此，研究和发展冷冲压生产技术，对发展国民经济和加速工业生产建设，具有十分重要的意义。1.2 我国研究现状及发展趋势 在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其他生产工艺一样，得到了迅速的发展。在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂，培养了大批从事冷

9、冲压生产的科技人员，广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动，编辑出版了各种冷冲压技术资料，从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。在冷冲压生产中，出现了很多可喜的高科技成果。冲压加工的工艺和设备正在不断地发展例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、液压成形、超塑冲压等，把冷冲压生产技术提高到了一个新的水平。为了适应冷冲压工艺水平的提高，我国对冲模的研制也在不断加强。近年来，出现了很多制造周期短、使用寿命长的新型冲模结构。并且，模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新，例如采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具，采用电加工技术及计算机设计制造冲模等以适用于不同的生产条件。从而使冲压生

10、产的产品质量、劳动生产率大大提高，成本也大幅度下降，有力地推动了我国社会主义的经济建设和发展。1.3 产品用途与使用范围本冲模对钢丝进行切断、镦粗，因装有钢珠夹持送料器，生产效率较高。1.4 本次毕业设计主要完成工作 通过本次毕业设计主要解决典型冲裁模的设计，具体包括送进机构与切断夹紧机构的设计。设计出完整的钢丝切断、镦粗机构。2 制件的工艺性分析2.1 坯料尺寸的确定 制件形状及尺寸要求如图1所示，根据任务书的要求冲模对钢丝进行切断、镦粗处理。实际上是对钢丝毛坯的切断和冷挤压镦粗处理。 坯料尺寸的确定：坯料的体积V等于零件的体积加上修边余量和切削量(需要时)。 坯料横截面尺寸按下述原则确定：

11、外径(d0)一舱比凹模小0.1一0.2mm，以便放人凹模；内径(dz)一舱比挤压件内孔(或芯铀直径)小0.010.05mm。当挤压件内孔表面粗糙度要求不高时，坯料内孔也可以比挤压件内孔大0102mm。坯料的高度： (2-1)式中：h坯料高度； V坯料体积； A坯料横截面积。由表中查得修边余量为2.5mm。由制件图求得体积为V=24.7938mm2坯料长度: h=V/A=24.7938/(1.2)2*3.14/4=21.92mm考虑修边余量得坯料长度为24.42mm。2.2 坯料加工前处理冷挤压坯料的软化处理： 冷挤压坯料软化处理的目的是降低材料的硬度，提高塑性，获得良好的金相组织(晶粒度大小适

12、中的球状组织最好)，消除内应力，以降低变形抗力，提高挤压件质量和模具寿命。由于冷挤压金属变形程度较大，冷作硬化较严重，所以还应根据冷作硬化程度适当安排工序间的软化处理工序。冷挤压坯料的表面处理及润滑： 对冷挤压坯料进行表面处理与润滑十分必要。其目的是减少模具表面与金属间的摩擦力。1表面处理 不同金属材料表面处理与润滑的方法不同，碳素钢和合金结构钢通常采用磷化处理；不锈钢(1rr18Ni9Ti)采用草酸盐处理；硬铝采用氧化、磷化、氟硅化处理中的一种。经处理后，获得与坯料表面牢固结合的润滑覆盖层。这个覆盖层是结品的多孔性的薄膜，能吸附润滑剂，在挤压过程中，还能随挤压金属起塑性变形，保证挤压过程的有

13、效润滑。例如钢通过磷化处理，在坯料表面形成一层细致的很薄的磷酸盐薄膜覆盖层。实践证明，它吸附润滑油的能力为光滑钢表面的13倍；未经磷化处理的摩擦因数为0.108，而经磷化处理后则降至0.0135。磷化层还有400一500短时间的耐热能力。2润滑处理 为了进一步降低摩擦因数，需要对坯料进行润滑处理。经磷化处理后的碳素钢和合金结构钢坯料需进行皂化润滑处理。经皂化处理后，磷化层表面生成不溶解的硬脂酸锌层。这是更为有效的润滑层。皂化处理后需经干燥，方可进行挤压。皂化处理后再加猪油拌二硫化铂进行润滑，则效果更好。磷化处理后也可以不进行皂化处理，而直接用猪油拌二硫化袒进行润滑。3 冲压工艺方案确定3.1

14、方案种类 该工件包括切断、镦粗两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先镦粗，后切断。采用单工序模生产。方案二：镦粗-切断级进冲压，采用级进模生产。方案三：采用镦粗-切断同时进行的复合模生产。3.2 方案的比较 方案一： 单工序模(又称简单模)是指压力机在一次行程中只完成一道工序的冲裁模。即在一副模具中只完成一道工序，如落料、冲孔、切边等。它可以由一个凸模和一个凹模洞口组成；也可以是多个凸模和多个凹模洞口组成。模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，打不到所需的要求，

15、难以满足上产需要。故而不选此方案。方案二：级进模是指压力机在一次行程中，依次在几个不同的位置上，同时完成多道工序的冲模。冲裁件在级进模中是逐步成形的，连续成形是工序集中的工艺方法，可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性变形、落料等多种工序在一副模具上完成。根据冲压件的实际需要，按一定顺序安排了多个冲压工序(在级进模中称为工位)进行连续冲压。它不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序，甚至装配工序，许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完全成形，这就为高速自动冲压提供了有利条件。由此可见，级进模是一种工位多、效率高的冲裁模。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件

16、。方案三：复合模也是多工序模中的一种。它是在压力机的一次行程中，在模具同一部位同时完成数道分离工序的冲裁模。因此它不存在连续模冲压时的定位误差问题。只需要一套模具，弓箭的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小，模具的制造陈本不高。3.3 方案的确定综上所述，本套模具采用切断-镦粗复合模。4 模具结构形式的论证及确定由于任务书要求装有钢珠夹持送料器，生产效率较高，而且切断镦粗一次完成所以采用复合模。复合模有两种结构形式，正装复合模和倒装复合模。分析该工件成型后脱模方便性：正装式复合模成型后工件留在下模。倒装式复合模成型后工件留在上模。采用正装式。根据工件的加工过程现确定复合模的主要结构依次

17、为钢丝校直机构、送料机构、钢丝切断夹紧机构、镦粗机构。1) 送进机构:根据任务书要求送进器由齿轮齿条机构带动。由于要求生产效率很高且结构紧凑考虑同轴上采用双齿轮设计，能够起到行程放大的作用。当压力机滑块上行时，齿条在拉杆的作用下上行，并带动小齿轮，于是大齿轮就带动送进器左移，钢丝被送进，并将制件顶出凹模，掉入下底板的格中。其具体结构如图2所示。 送进器返回靠弹簧的作用。返回时由制动器阻止钢丝回窜。调节拉杆的位置可调节送进器的送进行程。2) 切断夹紧机构：当压力机滑块下行时，沿块在斜楔的作用下右移，紧固在滑块助上的顶杆就推动凹模，凹模将钢丝夹紧并切断，凹模返回是靠弹簧片通过推销的作用。返回时，左

18、，右两块凹模在钢珠和楔块的作用下被挤开，以保证钢丝能顺利送进。调节顶杆的位置可保证凹模孔在送料中心上。其具体结构如图3所示。3)镦粗机构：当压力机滑块下行时，滑块在斜楔的作用下石移。在凹模，顶销的作用下，钢丝被镦粗。制件从凹模内顶出是靠弹簧和顶销的作用。其结构如图4所示。4) 滚轮对钢丝起校直作用。其结构如图5所示。5) 根据总体设计将各个组件总体装配成整体。5 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刀口尺寸及其公差来保证。因此，正确确定凸、凹模尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。一、凸、凹模工作部分尺寸计算的原

19、则由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面部带有锥度，而在冲裁件尺寸的测量和使用中都是以光亮带的尺寸为基准。落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的光亮带是因凹模刀口挤切材料产生的，而冲孔件的光亮带是凸模刃口挤切材料产生的。且落料件的大端(光面)尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端(光面)尺寸等于凸模尺寸。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生磨擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，确定凸、凹模尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则：(1)设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基难，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸采取得。设计冲孔模

20、则先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。(2)根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时凸模基本尺寸则取接近或等于工件7L的最大极限尺寸。这样，凸、凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关。用x表示，其中为工件的公差值，x为磨损系数，其值在051之间，根据工件制造精度选取：工件精度IT10以上 x=1工件精度IT11一IT13 x=075工件精度IT14 x05(3)不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值Zmin。(4)选择模具刃口制造公差

21、时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高24级。对于形状简单的圆形、方形刀口，其制造偏差值可按IT6IT7级来选取；对于形状复杂的刃口，制造偏差可按工件相应部位公差值的14来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的，制造偏差值可取工件相应部位公差值的18并冠以()。(5)工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。冷挤压模具必须适应冷挤压金屑变形特点和强大的冷挤压力对模具提出的要求。如：模具工作部分

22、的形状、尺寸参数及表面粗糙度应有利于金属的塑性变形，有利于减小挤压力，模具应有足够的强度和刚度，有良好的导向装置；应选用适合冷挤压要求的模具材料及热处理工艺规范；结构上还应注意易损件拆卸、更换、安装方便以及通用性等。1典型冷挤压模具结构冷挤压模具的结构形式很多，按冷挤压方式有正挤压模、反挤压模、复合挤压棋及其他冷挤压模；按通用性有专用冷挤压模和通用冷挤压模；按调整的可能性有可调式冷挤压模和不可调式的冷挤压模。为适应冷挤压金属成形的需要和降低模具制造成本，往往采用可调式冷挤压模和通用式冷挤压模。2冷挤压凸模与凹模的设计(1)正挤压凸、凹模的设计正挤压凹模： 正挤压凹模是正挤压校的关键零件，一般采

23、用预应力组合结构。其结构形式如图6所示。其中图6(a)凹模内层是整体式结构制造容易应用较广但型腔内转角处容易因应力集中而产生横向开裂。图6(b)、(c)凹模内层为纵向分割结构，最内层小凹模与挤压筒之间为过盈配合，过盈量一般应大于002mm。图6(d)一(f)凹模为横向分割结构，制造时应严格保证上、下两部分的同轴度，为防止金属流人拼合面，上、下两部分的拼合面不宜过宽，一般取13mm而且要求抛光。图6(f)结构能有效地防止金届流入拼合面。但寿命较低。正挤压凸模： 正挤压凸模的结构形式如图7所示。其中图7(a)是正挤压实心件用凸模，图7(b)一(e)为正挤压空心件用凸模。正挤压空心件凸模设计的关键是

24、芯轴结构。芯轴受径向压力和轴向拉力的作用工作条件差，容易产生断裂。图7(b)是整体式的凸模，适用于挤压纯铝等软金属或芯轴与凸模直径相差不大，芯轴长度不长酌情况。图7(c)是固定组合式的凸模，适用于较硬金属的正挤压。图7(d)、(e)是浮动式组合凸模用于黑色金属的正挤压。在挤压过程中。芯轴可随变形金属的流动一起向下滑动，减少了芯轴被拉断的可能，提高了芯轴的寿命。 冷挤压凸、凹模工作部分横向尺寸的计算 反挤压凸、凹模工作部分横向尺寸计算方法如下：当零件要求外形尺寸时 (5-1) (5-2)式中： DA冷挤压凹模的基本尺寸dT冷挤压凸模的基本尺寸；Dmax挤压件外形最大极限尺寸；dmin挤压件内形最

25、小极限尺寸；AT、分别为凹、凸模制造公差挤压件壁厚；挤压件公差。必须指出，冷挤压A、凹模横向尺寸除了应考虑磨损这一因素外还应考虑模具的弹性变形、挤压件的热胀冷缩等因素。根据工件尺寸经计算得凹模尺寸为 ： D凹=1.2150-0.0025mm，凸模尺寸为：d凸=1.1850+0.0025mm。根据零件外形尺寸要求设计凹模形状如图8所示。6 模具零件的选用、设计6.1 导向零件的选用、设计导向零件是用来保证上模对于下模的正确运动。在中、小型模具中最广泛采用的导向零件是导柱和导套。导柱（导套）常用两个。对中型冲模或冲件精度要求高的自动化冲模，则采用四个导柱。在安装圆形冲件等一类无方向性的冲模时，为避

26、免装错，将对模架上的两导柱，做成直径不等的形式；四导柱的模架，可做成前后导柱的间距不同的模座可能产生侧向推力时，要设置止推块，使导柱不受弯曲力。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合H7/r6。高速冲裁、精密冲裁或硬质合金冲裁模具，要求采用滚珠导向结构。因为导套导柱为标准件，所以直接选取。其结构形式见表2、表3。A型、B型、c型导柱是常用的。尤其是A型导柱，其结构简单，制造方便，但与模座为过盈配合，装拆麻烦。A型和B型可卸导柱与衬套为锥度配合并用螺钉和垫圈紧固；衬套又与模座以过渡配合并用压板和螺钉紧固，其结构复杂，制造麻烦，但可卸式的导柱或可卸式导套在磨损后，可以及时更换，便

27、于模具维修和刃磨。根据模具的设计尺寸最终选择D为160-0.011mm，长为100mm的A型导柱。A型导柱、B型导柱和A型可卸导柱一般与A型或B型导套配套用于滑动导向，导柱导套按H7/h6或H7/h5配合。其配合间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间隙小的一般应按H6/h5配合；间隙较大的按H7/h6配合C型导柱和B型可卸导柱公差和表面粗糙度较小，与用压板固定的C型导套配套，用于滚珠导向。压圈固定导柱与压圈固定导套的尺寸较大，用于大型模具上，拆卸方便。导套用压板固定或压圈固定时，导套与模座为过渡配合，避免了用过盈配合而产生对导套内孔尺寸的影响。这是精密导向的特点。根据所选择的导柱，最终选择D为160+0

28、.013mm，长度为40mm的A型导套。6.2 定位零件的选用、设计冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及单个毛坯在模具中的正确位置。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，即必须定位。属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定位零件有始用挡料捎、挡料锅、导正销、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。选择定位方式及定位零件时应根据坯料形式、模具结构、冲栽件精度和生产率的要求等。由于本模具的坯料为直径为1.2mm的钢丝，所以只需要将钢丝送进导管中即可进行定位不需要特别的定位零件。6.3 卸料和推料装

29、置从广义来说，卸料装置包括卸料、推件和顶件等装置。其作用是当冲模完成一次冲压之后，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。本模具不需要卸料装置，需要推荐和顶件装置。推件和顶件的目的都是从凹模中卸下冲裁件或皮料。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项件，一般装在下模内。推件装置主要有刚性推件装置和弹性推件装置两种。一船刚性推件装置用得多，它由订杆、推板、连接推杆和推件坎组成。有的刚性推件装置不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由订杆直接推动推件块，甚至直接由订杆

30、推件。其工作原理是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推件杆(块)，将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。顶件装置一般是弹性的，其基本零件是顶杆、项件块和装在下模底下的弹顶器。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲裁件平宜度较高。但冲裁件容易嵌入边料中，产生与弹性推件同样的问题。弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是弹簧或橡胶。大型压力机本身具有气垫作为弹顶器。推件块或顶件块在冲裁过程中是在凹模中运动的零件，对它有如下要求：模具处于闭合状态时，其背后有一定空间，以备修磨和调整的需要；模具处于开启状态时必须顺利复位工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；它与凹模和凸模的

31、配合应保证顺利滑动，不发生干涉。为此，推件块和顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造，也可以根据板料厚度取适当间隙。推件块和顶件块与凸模的配合一般呈较松的间隙配合，也可以根据板料厚度取适当间隙。本模具的顶件装置为利用送料装置的推力，将钢丝毛坯推进凹模，从而将上一次制好的制件顶出凹模。6.4 模架的选择根据国家标准的规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。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。导柱模模架技导向结构形式分滑动导向和滚动导向两种。滑动导向模架的精度

32、等级分为级和级。滚动导向模架的精度等级分为o级和o级。各级对导柱、导套的配合桔度、上模座上平面对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。这些技术条件保证了整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本的保证。后侧导柱模架的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，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具寿命。此模架一般用于较小的冲裁模。我即选用了这种模架。6.5 其他支撑零件及紧固件模具的其他

33、支承零件有模柄、固定板、垫板、螺钉、销钉等。这些零件大多有国家标准，设计时可按国家标准选用。 1模柄中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的要求是:一要与压力机滑块上的模柄正确配合，安装可靠;二要与上模有正确而可靠的连接。模柄材料通常采用Q235或Q275钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线(垂直度不应超过0.02：100)。总之，选择模柄的结构形式应根据模具大小、上模的具体结构、模具复杂性及模架精度等因素确定。 根据上述要求我自己设计模柄如图9所示。2固定板将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座的板件上。模具中

34、最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模或凹模。(1)凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的06一08倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。(2)固定板上的A模安装孔与凸模采用过渡配合H7m6，凸模压装后端面要与固定板一起磨平。(3)固定板的上、下表面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。固定板基面和压装配合面的表面粗糙度为Ra1.60.8mm，另一非基准面可适当降低要求。(4)固定板材料一般采用Q235或45钢制造，无需热处理淬硬。 3垫板 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部

35、压陷，从而影响凸模的正常工作。模具中最常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板与模座之间。模具是否加装垫板，要根据模座所受压力的大小进行判断，可按下式校核： (6-1)式中：p凸模头部瑞面对模座的单位压力，单位：MPa;FZ凸模承受的总压力，单位：N；A凸模头部端面支承面积，单位：mm2。如果头部端面上的单位面积压力p大于模座材料的许用压应力时，就需要在凸模头部支承面上加一块硬度较高的垫板；如果凸模头部端面上的单位面积压力p不大于模座材料的许用压应力时，可以不加垫板。据此，凸模较小而冲裁力较大时，一般需加垫板；凸模较大的，一般可以不加垫板。4螺钉与销钉螺钉与销钉都是标准件，设计时按国家标准选用即可

36、。螺钉用于固定模具零件；而销钉则起定位作用。模具中广泛应用的是内六角螺钉和圆柱销钉，其中M6一M12的螺钉和410mm的销钉最为常用。7 压力计算及压力中心的确定7.1 挤压力图10为冷挤压时挤压力F与行程s的关系曲线。曲线a和b分别是坯料高度较大的正挤压力曲线和反挤压力曲线。曲线c是坯料高度较小的挤压力曲线。 由图10可以看出，在冷挤压过程中压力的变化一般可分为四个阶段：I是挤压初始撤粗与充满型腔阶段；g是稳定挤压阶段；皿是挤压终了阶段；IV是刚端挤压阶段。值得注意的是刚端挤压阶段。当反挤压坯料底部或正挤压的凸缘厚度小于某一数值(纯铝为02一03mm黑色金同约为1.5mm)时，则变形非常困难

37、，变形阻力极大挤压力急剧上升。图10中曲线f表明，由于坯料高度较小，由初始辙粗与充满型阶段很快转入刚端挤压阶段，故挤压力曲线的几个阶段很不明显。 显然，冷挤压工艺应在刚端挤压阶段之前结束，否则，容易造成模具和压力机的损坏。 一般情况下，计算冷挤压力是以稳定挤压阶段为依据的。由于影响挤压力的因素较为复杂，要难确地确定单位镑压力和总的镑压力，目前还有困难。因此，在实用上通常采用近似计算和图解法确定。 从图11的区找到do1.2mm，作水平线与d12mm曲线相交，从交点垂直向上求得64，由64向上进人区与15钢曲线相交由交点作水平线得未经修正的单位挤压力了950MPa，继续向左进个区进行修正，先找坯

38、料相对高度hodo15斜线进行相对高度的修正，而后找90。进行凹模中心锥角的修正，垂直向下得经修正后的单位挤压力pl 05MPa，最后垂直向下进入区与d0在区中的投影相交，求得总挤压力F460KN。7.2 切断力钢丝的切断力计算即为钢丝能承受的剪切力的计算，由材料力学的知识得钢丝剪切力计算公式为： （7-1） （7-2）7.3 推件力和顶件力在冲裁结束时，从板料上冲裁下来的冲件(或废料)由于径向发生弹性变形而扩张，会梗塞在凹模孔口内或者板料上的孔侧沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上。为了使冲裁工作继续进行，必须将工件或废料从模具内卸下或推出。从凹模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力，用F卸表示；

39、将梗塞在凹模内的料顾冲裁方向推出所需要的力称为推件力，用F推表示；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力，用F顶表示。卸料力、推件力和项件力是由压力机和模具的卸料、项件和推件装置传递的。所以在选择压力机公称压力和设计以上机构时，都需要对这三种力进行计算。影响这些力的因素较多，主要有：材料的力学性能和料厚；冲件形状和尺寸大小；凸、凹模间隙大小；排样搭边值大小及润滑情况等。生产中常用下列经验公式计算： （7-3） （7-4） （7-5）系数K查表4查表后计算得：F推=460*0.055=25.3KN F顶= 460*0.06= 27.6KN7.4 压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力

40、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。在实际生产中，可能会出现由于冲裁件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。复杂模具压力中心确定如图所示计算公式为： (7-6) (7-7) 根据模具结构尺寸得压力中心为切断机构和镦粗机构中心线交点附近，送料机构压力可忽略不计。所以压力中心如图13所示。8 冲压设备的选择及

41、校核 由于冷挤压时的单位压力和工作行程都很大，冷挤压件的精度要求又很高，因而对冷挤压使用的压力机提出了一些特殊要求，如能量大、刚度好、导向精度高、具备顶出机构和过载保护装置等。 用于冷挤压的压力机主要有两类：机械压力机和液压机。用于冷挤压的偏心齿轮式压力机，作功能力比通用压力机大得多，公称压力角度一般在0一46，比通用压力机大，适应冷挤压工作行程较大的需要。肘杆式和拉力肘杆式压力机，其公称压力行程仅310mm，因而只适用于工作行程较小的挤压。这种压力机工作比曲轴式(或偏心齿轮式)的平稳，冲击力小。 液压机的特性决定了它适用于工作行程较大的挤压，但生产率较低。由于冷挤压工作行程一般较大，故应与拉

42、深等成形工艺一样，必须校核冷挤压的压力一行程曲线是否在压力机的许用负荷曲线范围内，不能只根据冷挤压力选择压力机的公称压力。冲压设备类型主要根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和精度要求等来选择。对于小型冲裁件、弯曲件或拉伸件等，主要选用开式机械压力机。开式压力机虽然刚度不高，并且在较大冲击力的作用下床身的变形会噶逆变冲模间隙分布、降低模具寿命和冲压件表面质量，但由于它提供了极为方便的操作条件和易于安装机械化附属装置的特点，所以目前仍是中小型冲压件生产的主要设备。所以最终我们选取开式机械式压力机。在选定冲压设备类型后，应该进一步根据冲压件的大小、模具尺寸急冲压力来选定设备的规格

43、。冲压设备的规格主要有以下参数决定。1 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，压力及压力的大小绥化快下滑为止的不同而不同。公称压力是指滑块距夏至点前某以特定距离或曲柄旋转倒距下止点前某一特定角度时滑块所产生的冲击力。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。对于曲柄压力机，滑块行程等于曲柄半径的两倍。3 行程次数：是指压力机滑块每分钟往返运动的次数。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。计算压力机所需要的压力大小： 最终查表选择压力机型号为JD21-100的压力机，其具体参数为：公称压力：1000KN滑块行程：10-120mm（可调）滑块

44、行程次数：每分钟75次结 论毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的给排水系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的

45、选用标准，各种模具工作方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。在设计过程中一些模具的设计让我很头痛，原因是由于本身设计受到模具图本身的框定，而又必须考虑本专业的一些要求规范，从而形成了一些矛盾点，这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要向更完美的进行一次设计，与其他专业人才的交流沟通是很有必要的，这其中也包括更好的理解模具任务书各种要求。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力

46、，更强的沟通力和理解力。 从不知道毕业论文怎么写，到顺利如期的完成本次毕业设计，这给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，这些我在毕业论文结束语中都提起过。事实上，冷挤压模具设计，切断、镦粗，我都采用了一些新的技术和设备他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。通过本次毕业设计我学习到了如何解决典型冲裁模的设计，具体包括送进机构与切断夹紧机构的设计。综合运用和巩固冲压模具设计与制造等课程及有关课程的基础理论和专业知识，初步具有了从事冲压模具设计与制造的能力，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力。最终设计出的模具能够很好的满足任务

47、书所提出的要求，对钢丝进行切断、镦粗，装有钢珠夹持送料器，生产效率较高。在送进机构采用齿轮齿条送进机构的方法。切断夹紧机构中，采用斜锲的结构实现凹模的移动。 参 考 文 献 1 丁松聚。冷冲模设计。北京：机械工业出版社，19992 陈炎柌，郭景仪。冲压模具设计与制造技术。北京：北京出版社，20003 郭成。现代冲压技术手册。北京：中国标准出版社，2001。4 机械设计，华南工学院等九院校合编，人民教育出版社1980.4。5 机械零件设计手册（第二版），东北工学院机械零件设计手册编写组编，资金工业出版社1980.11。6 陈锡栋、周小玉。实用模具技术手册。北京：机械工业出版社，20027 机械设

48、计手册，徐灏主编，机械工业出版社，1991.2。8 Yang and M. C. Leu, “Integration of rapid prototyping and electroforming for tooling application,” CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 48, n2, 19999 Brenner, D. E. Couch, and E. K. Williams, “Plating,” 195010 S.B. Tor, G.A. Britton and W.Y. Zhang, “Indexing and ret

49、rieval in metal stamping die design using case-based reasoning”, Journal of Computing and Information Science in Engineering S.L. Kendal and M. Creen, An introduction to knowledge engineering, Springer-Verlag London Limited, 200711 刘鸿文。材料力学。北京：高等教育出版社，200412 王涛 郭玲。模具设计。天津：河北工业大学，2001。13 夏巨谌、李志刚。中国模具

50、设计大典。电子数据库，2003。14 陈志刚 魏春雷。冷冲模设计。江西：江西高校出版社，200615 韩森和 林承全 余小燕。模具设计与制造。湖北：湖北科学技术出版社，2008致 谢最后感谢姚涛老师对我的毕业设计指导和帮助！。他为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友一样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面他也总会以“专业标准”严格要求你，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，姚老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。没有姚老师认真、耐心的教诲就没有我今天的成绩和毕业设计的完成，真心的感谢姚老师，愿姚老师身体健康，工作顺利，万事如意。图1-制件图2-送料机构图3-切断夹紧机构图4-镦粗机构图5-送料校直机构图6-正挤压凹模图7-正挤压凸模图8-凹模图9-模柄图10-挤压力曲线图11-挤压力计算图图12-压力中心计算图13-压力中心表1-旋转体冷挤压件高度修边余量表2-导柱表3-导套表4-材料系数