模具冲压设计毕业设计论文

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1、论文题目：带缺圆形垫片冲压工艺及模具设计论文类型：应用设计专 业：材料科学与工程摘 要本次设计了一套冲孔落料的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定模具的类型。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在论文中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计

2、模具的绘制和模具的成形提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：冲压，落料冲孔模，模具结构Title: Round gasket stamping process with missing and die designMajor: Materials Science and EngineeringName: Dan Zhao Signature: Supervisor: Yu-Jun Zhang Signature: ABSTRACTA molding tool for de

3、signing a set only hurtling bore falling anticipating. After a lot of access to information, Punching and blanking procedure were adopted through process analysis, punching through, the top pieces, such as the discharge of calculation to determine the type mold. Get a molding tool for will designing

4、 type empress expresses out each work zero parts design process of the molding tool.In the first part, mainly described the development status of progressive metal stamping tools, illustrates the importance of stamping mould, then there is the process analysis of stamping process scheme, completed t

5、he sure. Further blanking force calculation and Die Design and calculation of working part .provide the basis for the selection of stamping equipment. Finally on the main parts design and standard for the selection of design, mould of plotting and die forming provides the basis. The design project p

6、assing before draws an each spare parts of molding tool diagram with assemble the diagram.The mold reliable, stable operation to adapt to the requirements of large-scale production, improve product quality and production efficiency. Reduce labor intensity and the cost of production.KER WOYDS: pressi

7、ng，blanking and piercing die，die structure目 录前 言1第1章冲裁工艺设计51.1设计任务51.2冲压工艺性分析51.2.1 冲压件材料51.2.2 冲压件结构51.2.3 冲压件尺寸精度51.3 冲压工艺方案61.3.1 模具类型的选择61.3.2 模具结构形式的确定71.3.3 定位方式的选择71.3.4 卸料方式的选择71.3.5 出件方式81.3.6 确定送料方式81.3.7 导向方式的选择8第2章工艺计算92.1 冲压力计算92.1.1 冲裁力92.1.2卸料力92.1.3顶件力102.1.4总冲压力102.2压力机的选择102.3排样设计及

8、材料利用率分析112.3.1排样方法112.3.2 排样基本参数11(6)条料及板料的利用122.5 压力中心的确定13第3章复合冲裁模设计143.1模具结构形式的确定143.2 凸凹模刃口尺寸计算143.2.1冲裁间隙143.2.2刃口尺寸计算153.3. 卸料装置中弹性元件的计算163.3.1 卸料块的设计163.3.2弹性元件橡胶的设计16第4章 主要零部件设计194.1 工作零件的结构设计194.1.1凸凹模194.1.2落料凹模204.1.3冲孔凸模234.2 其它模具零件结构尺寸254.2.1卸料板的设计254.2.2垫板设计264.2.3固定板设计274.3 模架的选用284.3

9、.1上、下模座的设计284.4 其它标准零件的选用304.4.1模柄的选用304.4.2导料销314.4.3卸料螺钉的选用314.4.4定位零件314.4.4推件装置31第5章 模具的装配图32第6章 模具主要零件加工工艺的制定336.1 落料凹模加工工艺过程336.2 冲孔凸模加工工艺过程346.3 凹凸模加工工艺过程356.4 卸料板加工工艺过程36第7章 总结37谢 辞38参考文献3939前 言设计的目的和意义冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。冷冲压模具在工业生产中的地位：是大批生产同形产品的工具，同时也是工

10、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和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零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，且在生产中不需要加热，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，是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。设计项目发展情况简介目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。一般采用压力机进行零件加工，一台普通压力机每分钟可生产零件几件到几十件，而高速压力

11、机的生产效率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有60左右的零件是利用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，90左右的零件是利用模具生产出来的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生产基本上也是靠模具来进行生产的。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的作用和地位正日趋上升。在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。根据对零件的综合分析，在这次设计中我设计的模具是

12、正装下顶出单工序落料模，主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模的组件加工与安装、调试等。希望能够灵活运用所学的专业知识和技能，圆满完成此次的课程设计。就冲压工艺的发展现状而言，虽然随着现代化技术的发展取得了较大的进步，但在实际的工艺加工中还是存在不少的问题，因此，在未来的发展中可从其存在的工艺性、经济性等具体问题中着手发展；对于作为冲压工艺关键设备的冲压模具，其相关的设计在遵循相关原则的同时，还需要注重实际的设计经验，其设计的基本思路需要具有一定的灵活性。模具技术对促进我国国民经济的法杖具有特别重要的意义，他作为重要的生产装备和工艺发展方向，在现代工业的规模生产中日益发挥着重大作用。

13、通过模具进行产品生产具有优质，高效，节能，节材，成本低等显著特点，因而在汽车，机械，电子，轻工，家电，通信，军事和航空等领域的产品生产中获得了广泛的应用。所以它不仅得到了人们普遍的认识，同时，模具设计制造水平的高低，关系现代制造业的发展与进步，关系到经济建设的速度。阻力一：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。突破点：走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格

14、局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力二：机械化、自动化程度低美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，

15、设备投资大，国内难以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力三：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚

16、，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产

17、业化的良性循环。阻力四：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。阻力五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%45%，而国际上一般在70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CA

18、D/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 设计原理及规模介绍由于模具制造对制造业的重大作用，激励我趁此毕业设计的良机，选择此课题，希望能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点，在设计，制造模具时，根据实际情况，学习如何充分考虑他们的特点，选用最佳的工艺方案，掌握各种制造方法对模具的结构要求，具有分析模具结构工艺性的能力，能够设计出

19、工艺性良好的模具架构，了解国内先进的模具制造技术，计量采用新工艺，新技术。并巩固和加深已经学习的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为以后的工作奠定良好的基础。第1章冲裁工艺设计1.1设计任务图1.1 工件名称：带缺圆形垫片材料：45号钢 料厚：1mm 生产方式：大批量生产1.2冲压工艺性分析1.2.1 冲压件材料材料为1mm厚的45号钢板，强度较强，硬度良好，具有良好的冲压性能，可以冲裁。1.2.2 冲压件结构该零件形状简单，结构为上下对称，轮廓由圆弧和直线组成，内、外形无尖角。孔边距10mm和15mm，是材料厚度的10倍多，孔的直径是材料厚度的10左右，完全符合冲裁件的工

20、艺要求，精度要求可用冲裁加工保证，且为大批量生产，选用冲压加工是最经济，最快速的方法。1.2.3 冲压件尺寸精度零件所有尺寸除缺口处的尺寸外均未注公差，可按ST07级加工一般冲裁可满足其尺寸精度要求。结论：该零件冲裁工艺性良好，可以冲裁加工。1.3 冲压工艺方案1.3.1 模具类型的选择从图样分析可知，该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案: 冲裁模结构类型很多，按工序组合程度分类，可分为：单工序模、复合模、级进模等。单工序模是指在压力机的一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模，落料模只适用于冲裁精度要求不高，形状简单和生产批量小的冲件。复合模是指在压

21、力机的一次行程中，在模具的同一工位上同时完成两道或两道以上不同冲裁工序的冲模。它在结构上的主要特点是有一个或几个具有双重作用的工作零件凸凹模，如在落料冲孔复合模中只有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。根据凸凹模在模具中的装配位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模。复合模因压料较好，冲件平整精度高，该生产采用的是大批量生产，生产效率较高。级进模又称连续模，是指在压力机一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同时完成多道工序的冲裁模。在级进模上，根据冲件的实际需要，将各工序沿送料方向按一定顺序安排在模具的各工位上，通过级进冲压便可获得所需冲件。级进模不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序

22、等等，是一种多工序高效率冲模。它可分为普通级进模和多工位精密级进模。根据零件的冲裁工艺方案，确定采用复合模。此模具的结构较为简单，降低了模具的加工难度，减少生产成本，提高了生产效益。（1）先落料，再冲孔，采用单工序模生产。（2）落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产。（3）中孔一落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一：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，生产效率较低，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。 方案二：只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几

23、何形状简单，模具制造并不困难。 方案三：也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该见冲压生产以采用方案二为最佳。1.3.2 模具结构形式的确定正装式复合模和倒装式结构比较：正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲载件，还可以冲制孔边距较小的冲载件。废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凸凹模减小最小壁厚。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲载件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有力条件，所以应用十分

24、广泛。由于该制件的厚度较薄t=1mm不利于使用倒装式复合模生产。由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。1.3.3 定位方式的选择因为导料销和固定挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销。控制条料的送进步距采用挡料销初定距。1.3.4 卸料方式的选择刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲载后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时，卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲载间隙。此时要求凸模卸料时

25、不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大，材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料，由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择，若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲载间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。工件平直度较高，料厚为1mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故采用弹性卸料。1.3.5 出件方式因采用正装式复合模生产，故采用上出件为佳。1.3.6 确定送料

26、方式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约等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。1.3.7 导向方式的选择方案一：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，其对角导柱模架上、下模座工作平面的横向尺寸L一般大于纵向尺寸B，常用于横向送料级进模或者纵向送料的单工序冲载模、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。

27、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，导向准确可靠、滑动平稳。但只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，该制件需要大批量生产，为方便送料和操作，该复合模采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。第2章工艺计算2.1 冲压力计算该模具为正装下定出单工序落料模，采用弹性卸料装置，将废料从凸模上卸下，同时由装在模座之下的顶出装置实现上出件。故总冲压力为冲裁力、卸料力和顶件力的总和。表2.1：卸料力、推件力和顶件力系数钢料厚K卸K推K顶0.10.060.0750.10.140

28、.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.032.1.1 冲裁力根据冲裁力的计算公式 公式2.1 查表冲压常用黑色金属材料的力学性能取，得： 2.1.2卸料力卸料力的计算公式 公式2.2查表卸料力、推件力和顶件力系数取，得： 2.1.3顶件力推件力的计算公式 公式2.3查表卸料力、推件力和顶件力系数取，得： 2.1.4总冲压力总冲压力： 公式2.4 2.2压力机的选择根据总冲压力选择压力机的标称压力，因为106KN160KN,所以初选J23-16型开式双柱可倾曲柄

29、压力机。压力机的主要参数：公称力 160KN滑块行程 55mm最大封闭高度 220mm封闭高度调节量 45mm滑块中心至机身距离 160mm工作台尺寸（前后左右） 300mm450mm立柱间距离 220mm垫板尺寸 40mm模柄孔尺寸 40602.3排样设计及材料利用率分析2.3.1排样方法排样的方式有多种多样，如：直排、斜排、直对排、混合排、少废料和废料等排样方式，由于此冲裁件为规则圆形，故采用直排。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

30、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，工件的尺寸大或者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） 送料及挡料方式，手工送料、有侧压装置的模具，搭边值要小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。（5） 卸料方式，弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。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，并且影响冲裁件的剪切表面质量。有废料排样，因零件为简单图形，并考虑操作方便与模具结构尺寸等因素，采用直排,2.3.2 排样基本参数(1)搭边值 查实用冲压工艺及模具设计表3-

31、9，确定搭边值两工件间的搭边：工件边缘的搭边： (2)送料步距S 公式2.5(3)条料宽度，(4)板料规格 选用2000mm800mm1mm(5)条料长度 L=800mm(6)条料及板料的利用(7)每张板料可剪裁的条料数：200054=37，余2mm(8)每条条料可冲裁的零件数：N1=80045.817(9)每张板料可冲裁的零件数: (10) 一条条料的材料利用率 =175045/(54800)100%88.5%(11) 一个进距内材料的利用率为=(12)一整张板料的利用率为图2.1 排样图2.5 压力中心的确定从冲裁零件形状和尺寸来看，该工件属于上下对称图形，所以压力中心在它的对称中心上。按

32、比例画出制件形状，将制件轮廓线分成的基本线段，并选定坐标系xOy，如图所示。故只计算。 该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点。 图2.2 压力分布图第3章复合冲裁模设计3.1模具结构形式的确定冲件由落料、冲孔工序获得。冲件厚度较小，但材料45号钢性较好，强度牢靠，故选择正装落料冲孔复合模，其组合参考国家标准SJ3089-88形式。3.2 凸凹模刃口尺寸计算3.2.1冲裁间隙材料厚度t=1mm，查表冲裁模初始双面间隙值Z取Z min=0.100mm，Z max=0.140mm，Z max Z min =0.040mm。材料厚度08、10、3

33、509Mn、Q23516Mn40、5065MnZ minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ max0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0920.1260.1000.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.

34、1000.1400.1000.1400.0900.126因为此制件的凹凸模制造相对简单，精度容易保证所以采用互换加工。3.2.2刃口尺寸计算工件图中未注公差的可查表，尺寸偏差数值如下mmmmmmmmmmmm（1）落料部分落料时，因外形轮廓较简单，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： 按IT7、按IT6查标准公差表，得： 查表得：磨损系数为x=0.5；代入公式：; 公式3.1 （2）冲孔部分冲孔时，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

35、模为基准计算，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 按IT7、按IT6查标准公差表，得： 查表得：磨损系数为x=0.5；代入公式：; 公式3.2 3.3. 卸料装置中弹性元件的计算3.3.1 卸料块的设计 卸料装置一般是弹性的,其基本零件是卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成，弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定，一般取0.10.3mm。此外，为便于可靠卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口端面0.30.6。卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉，其数量按卸料板形状与大小确定，卸料板为圆形时常用34个

36、，为矩形时一般用46个。卸料螺钉的直径大小可选 812mm，各卸料螺钉的长度应一致，以保证卸料板水平和均匀卸料。弹性卸料装置依靠弹簧或橡皮的弹力来卸料，卸料力不太大，但冲压时可兼起压料的作用。 3.3.2弹性元件橡胶的设计（1）橡胶的形状及数量由于橡胶允许承受的载荷较大，安装灵活方便，因而是冲裁模中常见的弹性元件。冲裁中用于卸料的橡胶有聚氨脂橡胶和合成橡胶，其中聚氨脂橡胶性能比合成橡胶优异，所以采用聚氨脂橡胶，形状为圆筒形橡胶，假设数量为n=4（2）确定橡胶的自由高度 公式3.3其中：卸料板工作行程 为凸凹模凹进卸料板的深度，取1mm 为凸凹模冲载后进入凹模的深度3mm t为材料厚度1mm综合

37、上述，取为的25%（3）确定橡胶的预压缩量（4）每个橡胶承受的载荷选用四个圆筒形橡胶 公式3.4（5）橡胶的外径D 公式3.5其中d为圆筒形橡胶的内径，假如选用直径为8mm的卸料螺钉，取橡胶上螺钉过孔的直径d=10，。 所以为了保证足够的卸料力，可取D=30mm。根据GB2867.9-81得 H=20mm,d=16.5mm,D1=39mm,F=0.3H=0.320=6mm.（6）校核橡胶的自由高度橡胶垫的高径比在之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为。图3.1 弹性元件橡胶第4章 主要零部件设计4.1 工作零件的结构设计4.1.1凸凹模零件外形相对简单，根据实际情况并考虑加工，为了

38、满足凸凹模强度和刚性，将凸凹模设计成阶梯式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。凸凹模总长L：其中为凸凹模固定板厚度，为橡胶安装高度，为弹性卸料板厚度，为凸凹模凹进弹性卸料板厚度。其结构图如图：图4-1凸凹模图4-2凸凹模立体图4.1.2落料凹模（1）凹模结构形式凹模的结构形式也较多，按外形可分为标准圆凹模和板状凹模 ，按结构分为整体式和镶拼式、预应力组合式。按刃口形式也有平刃和斜刃。一般用多采用整体式及镶拼式，根据零件为多种几何形状，整体式适用于小型凸、凹模，镶拼组合式主要用于较大的凸、凹模。根据以上分析应采用整体式，各种凹模的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依

39、据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。根据实际生产需要，使用外形为矩形的板状凹模。（2）凹模的固定方式凹模的固定方式有三种：第一种是热套和冷压；第二种是低熔点合金，环氧树脂浇注及无机粘接；第三种是螺钉紧固，销钉定位。采用第一种时不易装拆，主要用于冷挤压预应力凹模。用第二种时，其紧固力较小，不易装拆。采用第三种时，紧固力大，定位可靠，通用性较强，装拆方便，适用于各种类型的模具采用，要保证螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔或销孔与凹模刃口间的距离不能太近，否则会影响模具的寿命。根据以上分析应采用螺钉紧固，销钉定位。凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与上模座固定的固定方式。因冲件为中批量生产

40、，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直筒形刃口，该形式刃口强度较高，修磨后刃口的尺寸不变，用于冲裁形状或精度要求高的零件。（3）凹模尺寸计算其外形尺寸按相关公式2.9.3、2.9.4计算：凹模厚度查凹模厚度系数表取k=0.22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=12mm 凹模壁厚取C=20mm凹模半径取B=90mm凹模长度取L=90mm所以凹模轮廓尺寸为 ，为了保证螺孔间、螺孔与销钉孔之间的强度和模具的寿命，一般开的孔与孔之间的距离根据表2.9.3知道销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5，螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值。（4）凹模材料的选用和强度校核根

41、据需要，凹模的材料选用T10A，工作部分热处理淬硬6064HRC（材料及热处理选用参考表1.4.4）。查表2.9.14选M8的螺钉。凹模板中的孔与孔之间的校核:由表2.9.3校核最小的A值为12mm,最小的B值为14mm,最小的C值为5mm,最小的D值为12mm,以上的所有尺寸都能符合要求,因此孔与孔之间的距离得以校核。强度校核：凹模的强度校核主要是校核其厚度H，凹模在冲载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。对于淬火硬度的T10，,H为凹模厚度，单位mm，取H=12mm为下模座长方孔尺寸，单位满足要求落料凹模结构图如图：图4-3落料凹模图4-4落料凹模立体图

42、4.1.3冲孔凸模（1）凸模结构尺寸与固定方式落料凸模刃口部分非圆形，为便于凸模和固定板的加工可设计成阶梯形结构，并将安装部分设计成便于加工的圆形或方形。凸模的固定方式有台肩固定、铆接固定、粘结剂浇注固定、螺钉与销钉固定。台肩固定结构简单，便于装拆，而且能承受较大的冲力；铆接固定与台肩固定的作用差不多，但其不易装拆，准确更换不方便；粘结剂浇注固定主要用语直通式非圆形凸模；根据以上分析应采用台肩固定。（2）凸模的长度计算凸模的长度根据模具的具体结构确定，长度根据磨损量及固定板、卸料板厚度等来决定的即：其中为凸模固定板厚度，为凹模垫板厚度，为凹模厚度其结构如下图：（3）凸模材料的选用与校核凸模材料

43、的选用：根据需要选用T10A,工作部分热处理淬硬为5862HRC。凸模的校核：冲孔凸模的直径很小，所以需要对最小凸模尺寸为20mm进行强度和刚度的校承压能力校核：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：为凸模刃口端面承受的压应力，MPa；为材料厚度，mm；为冲压材料的抗剪强度，MPa；为凸模最小直径，mm；为模具钢的许用压应力，MPa；普通冲载，模具钢（如T10等）的许用压应力，当淬火硬度为HRC5862时，可取。校核孔： 满足要求。图4-5冲孔凸模图4-6冲孔凸模立体图4.2 其它模具零件结构尺寸4.2.1卸料板的设计卸料板的平面外形尺寸等于或稍

44、大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍，即H=0.612=8，卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定取0.08，其轮廓尺寸为=90mm90mm8mm，孔与孔之间的距离为根据表2.9.3知道销钉孔与螺纹孔之间的距离与凹模的距离不应小于5，螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值，孔与孔之间的距离不能太近，则会影响模具的寿命，并影响其刚度和强度。其结构如图图4-7卸料板4.2.2垫板设计垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被压挤损伤，是否需要垫板，可按下式校核：式中：为凸模端面的压应力，为模座材料的许用应力；垫板的形状与凸模固定板和凹模板相同，一般为圆形或矩形，垫板厚度

45、一般为。垫板材料常用45号钢（热处理硬度为）或T8A(热处理硬度为)。式中：P为冲裁力A为凸模最大端面积。而模板材料选用铸铁HT250，则，所以需要加垫板。垫板厚度可以取，取H=8模具中含有两块垫板。孔与孔之间的距离为根据表2.9.3知道销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5，螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值，孔与孔之间的距离不能太近，这样会影响模具的寿命，并影响其刚度和强度。安装垫板的时候要考虑孔与孔之间的刃口配合。4.2.3固定板设计 固定板的作用是将凸模（凸凹模）固定在下模座正确位置上,固定板为矩形或圆形板件，固定板与凸模（凸凹模）为H7/h6配合，安装后应将凸模（凸凹模）端面 与固定

46、板一起磨平，装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,其厚度为凹模的倍取（凸凹模取0.6，即），一般开的孔与孔之间的距离根据表2.9.3知道销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5，螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值。图4-8凸凹模固定板图4-9冲孔凸模固定板4.3 模架的选用4.3.1上、下模座的设计上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，并分别与压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。因此，上、下模座的强度和刚度是主要考虑的问题。模座因强度不足会产生破坏，如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具工作零件和导向零件迅速磨损。在选用和设

47、计时应该注意如下几点：（1）尽量选用标准模架，对于圆形的模座，其直径比凹模板的直径大对于矩形模座，其长度应比凹模长度大，而宽度可以等于或大于凹模板的宽度，但应考虑有足够的安装导柱、导套的位置。模座的厚度取凹模的倍，考虑受力情况，上模座厚度可以比下模座的厚度小。（2）所选用或者设计的模座必须与所选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，下模座的最小轮廓尺寸应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大。（3）模座材料一般选用HT200、HT250，也可以选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45.（4）模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差

48、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，垂直度公差一般为4级。（6）模座的上、下模表面粗糙度Ra值为，在保证平行度的前提下，可允许Ra值降低为。孔距公差要求在模座的材料选用HT250。上模座：L/mm=20018030下模座：L/mm20018035 导柱：d/mmL/mm=25110 导套：d/mmL/mmD/mm=258033垫板的厚度定为：8mm凸模固定板厚度：16mm凹模厚度：20mm卸料板厚度取：8mm橡胶外露高度：20mm凸凹模固定板：16mm下垫板：8mm模具的

49、闭合高度：H（30+8+16+20+1+8+20+16+8+35）mm=152mm因此，选用的模架是图4-11上模座图4-11上模座4.4 其它标准零件的选用4.4.1模柄的选用由压力机的型号J23-40.可查得模柄孔的直径为50,深度为70,由装配要求,选择旋入式模柄，通过螺纹与上模座连接，并加螺丝防止松动，这种模具拆装方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于由导柱的中、小型冲模。4.4.2导料销两个导料销设在同侧，条料沿着两个导料销确定的直线送进，从右向左送料时，导料销装在后侧；从前向后送料时，导料销装在左侧。由挡料销控制送料步距，在上模设置对应的导正孔，固定在凹模板中。4.4.3卸料

50、螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为10mm，螺纹部分为。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1mm，有误差时通过螺钉与卸料板之间的安装垫片来调整。4.4.4定位零件（1）挡料销的选用采用一颗挡料销安装在凹模上。查标准JB/T7649.10-1994，选取直径为4mm的固定挡料销，这种挡料销的固定部分和工作部分的直径差别很大，不至于削弱凹模的强度，并且制造简单，使用方便。（2）销钉的选取由凹模周界选用的圆柱销，根据模具的实际情况，上模座选用两颗的圆柱销钉定位，下模座选用两颗的圆柱销钉定位。（3）由凹模周界选用M8的内六角螺钉，根据模具各零件的具体情

51、况，上模座选用四颗的内六角螺钉固定。下模座选用四颗的内六角螺钉固定。4.4.4推件装置刚性推件装置推件力大，而且工作可靠，应用十分广泛。（1）推杆查标准GB 2867.1-81，选取A型标准带肩推杆三件，见图4-19、4-20、4-21.标记 推杆 GB2867.1-81推杆 GB2867.1-81推杆 GB2867.1-81第5章 模具的装配图1：打杆2：模柄3：推件板4：推杆5：m8*60螺丝6：凸凹模7：回程卸料板8：凹模9：顶件块10：带肩顶杆11：凸模12：挡料销13：导料销14：上模座15：导套16：导柱17：凹模垫板18：凸模固定板19：凸模垫板20：下模座21：凹凸模固定板22

52、：聚氨酯弹性体 第6章 模具主要零件加工工艺的制定6.1 落料凹模加工工艺过程 表6-1落料凹模加工工艺过程 材料：T10A硬度：6064HRC序号工序号工序内容1备料将毛坯锻成长方体：2粗铣铣六面，互为垂直，单边余量0.53平面磨磨6面，互为垂直4钳划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸钻孔 钻螺纹底孔，销钉底孔，凹模洞口穿线孔铰孔 铰销钉孔到要求攻丝 攻螺纹丝到要求5热处理按热处理工艺，淬火回火达到6平面磨精磨上、下平面7线切割割凹模洞口，并留0.05研余量8钳研磨洞口内壁侧面达配推件块到要求9钳用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后，凹模与上模座配作销钉孔10钳工精修全面达到设计要求1

53、1检验6.2 冲孔凸模加工工艺过程（小孔，其余的两孔类似）表6-2冲孔凸模加工工艺过程材料：T1OA硬度：6064HRC序号工序名称工序内容1备料锻件：2热处理退火3车 一端面，打顶尖孔。车外圆至；掉头车另一端面，长度至尺寸70；打孔尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸，, 至要求，车尺寸，20mm，留余量0.3mm4热处理调质5磨削磨削外圆尺寸，留余量0.3mm6线切削切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至55，留余量0.3mm7热处理按热处理工艺，淬火回火达到8磨削精磨外圆、端面至Ra0.8um，保证端面与轴线垂直9钳工精修全面达到设计要求10检验6.3 凹凸模加工工艺过程 表6-3凹凸模加工工艺过程材料：

54、T10A硬度：6064HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）：2粗铣铣六面见光3车按要求车凸模高度方向的台阶，留余量0.3mm4平磨磨高度两平面到尺寸69.55钳 划线 划凸模轮廓线并划三凹模洞口中线 钻孔 按凹模洞口中心钻线切割穿丝孔6热处理淬火 硬度达6064HRC7平磨磨高度到68.88线切割割凸模及三凹模，并单边留0.010.02研磨余量9钳 研配 研凸凹模并配入凸模固定板 研 各侧壁到0.8um10平磨磨高度到要求11钳工精修全面达到技术要求6.4 卸料板加工工艺过程 表6-4卸料板加工工艺过程 材料：45#硬度：2428HRC序号工序名称工序内容1备料气割下料2热处理调质

55、 硬度2428HRC3粗铣铣六面达，并使两大平面和相邻两侧面基本垂直4平磨磨光两大平面，厚度达15.4，并磨两相邻侧面使四面垂直，垂直度0.02/1005钳划线 螺纹孔中心线，守位孔中心线及中间型孔轮廓线钻孔 螺纹底孔，定位钉底孔型孔穿线孔铰丝，攻丝 铰定位钉孔到要求，螺纹孔攻丝到要求6线切割割型孔到要求7钳型孔与凸凹模装配定位钉与定位钉装配螺纹孔与螺钉装配8平磨磨厚度到要求9钳工精修全面达到设计要求第7章 总结到今天为止,两个多月的毕业设计终于可以画上一个句号。在自己努力和指导老师的指导下，我比较好地完成了这次毕业设计的任务，通过这次毕业设计，我对模具设计过程有了一定了解，学到了很好有用的本

56、领。毕业设计不仅是对前面所学知识检验，而且也是对自己能力提高。由模具的结构组成及工作原理，总结出本次设计的几个要点：（1）工作零件是进行冲裁工作的零件，它是冲裁模的主要零件，比如凸模与凹模就是主要的工作零件，此零件要求的刚度和强度要求很高，设计时要考虑其材料的问题，以及零件与固定零件的间隙要适当而且要分布均匀，这是保证冲裁件质量的关键。（2）支承与固定零件是固定凸模与凹模，并使之与冲床连接的零件。如上模部分的凸模固定板，垫板等等，这些零件的设计不仅要考虑开的是螺纹孔、销钉孔还是光孔，而且还要考虑开孔之间的间隙及配合问题。（3）定位零件是确定条料在冲模中正确位置的零件，在冲孔模和落料模中保证被冲

57、部分在工件中的正确位置的零件。（4）导向零件，它是保证了模具各部分相对运动的运动状态良好的零件。在本设计采用的导柱和导套作为导向零件，起到导向作用。（5）卸料与出件零部件，本次设计采用弹性卸料装置，有利于保证冲件的平直度等。根据工件的要求、生产批量及市场的行情不断改进模具的结构，采用经济的、合理的，符合市场发展的模具结构，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量的生产的工艺、设备和模具等等。经过本次设计，从中学到很多先前没有学到的知识，今后要更加努力学好知识，为将来的就业和工作打下坚实的基础。谢 辞经过几个月的

58、查资料、整理材料、计算、设计，今天终于可以顺利的完成毕业设计的最后谢词了。本次毕业设计能顺利完成，首先得感谢张老师，张老师在百忙之中抽出时间来给我指导，设计中遇到的困难，通过张老师的指导，都能很好地得到解决。张老师指引我的设计方向和构架，指出其中错误之处，帮查阅一些资料等等。我在完成论文的同时也深受启发和教育。同时还有身边许多同学的支持和帮助，在此对他们表示衷心地感谢！另外，通过这次毕业设计，我深刻的体会到，只有理论知识是远远不够的，设计过程中有很多因素是与实际情况紧密联系的，模具设计还要考虑到现有的加工的设备和条件。参考文献1 傅建等. 模具制造工艺学M. 北京：机械工业出版社，2004.2 高为国. 模具材料M. 北京：机械工业出版社，2004. 3 凸光棋冲模技术M. 北京：机械工业出版社,2002.4 ATTILA MUDERRISOGLU, MAKOTO MURATA, MUSTAFAA, et al .Bending flanging and hemming of aluminum sheet-an experimental study J. Journal of Materials Processing Technology, 1996,59(2):10-17.5 吴宗泽. 机械设计实用手册M. 北京：机械工业出版