双耳止动垫片冲孔落料冲裁模设计

编号： 毕业设计论文说明书题 目： 双耳止动垫片冲孔 落料冲载模设计 学院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名：学 号： 指导教师单位： 姓 名：职 称：题目类型：¨理论研究 ¨实验研究 þ工程设计 ¨工程技术研究 ¨软件开发 2014年5月1日摘 要随着社会生产力的提高与开展，现如今模具制造中的冲压加工已经是一种非常成熟的金属加工方法。它具有操作简单、精度高、产品一致性好、生产效率高、材料利用率高和用于大批量生产等特点。本次毕业设计根据已经确定的冲载件即双耳止动垫片的尺寸进行冲载工艺的分析及设计，从而得到冲载工艺。根据已经确定好的冲载工艺进行凸凹模结构参数的计算与设计，并根据文献资料最终确定级进模的凸凹模结构。根据设计好的凸凹模结构选择标准零件和模架，从而完成模具的设计并校核。完成模具设计后，用UG软件完成模具的三维模型并采用AutoCAD软件完成模具装配图的制图。本次毕业设计还独立完成与专业相关且不少于4万字符的指定英文资料翻译。通过本次毕业设计，我系统的学习和掌握了模具设计的知识和制造加工工艺的编制技术。我采用了较好的设计思想和设计方法，成功的完成了双耳止动垫片冲孔落料级进模的毕业设计。关键词：设计；工艺分析；冲压模具；结构计算；级进模。AbstractWith the improvement and development of social productive forces, the stamping of Mold Manufacturing now is already a very advanced metal processing methods. It has the feature of simple operation, high accuracy, product consistency, high production efficiency, high utilization of materials and for mass production and so on. The graduation project bases on the piecesbinaural washerof punch set that have been identified in binaural washer dimensions for analysis and design of the craft of punch set resulting in getting the craft of punch. I will do the job of calculation and design of structural parameters punch basing on the craft of punch set that has been determined，and ultimately determine the progressive of punch structure of Progressive Die according to the literature. I select the standard parts and the mold according to the designed structure of punch structure .Thus completing the mold design. After the completion of mold design, I use UG software to complete three-dimensional model and use AutoCAD software to complete the graphics of mold assembly drawing. The graduation project is independently complete not less than40,000 characters of the specified English translation associated with professional. Through this graduation design, I learn systematically and mastered the preparation of technical of manufacturing process and knowledge of mold design. I used the advanced design concepts and design methods, and I successfully complete the graduate design of Binaural Washer Punching and Blanking Progressive Die Design.Key words : design; process analysis; stamping die; progressive die; structural calculations.目 录引言11 冲载件的工艺性分析21.1 冲载件2冲载件材料的选择2冲载件结构分析2冲载件尺寸精度21.2 冲载模的选择3方案一 单工序模生产3方案二 复合模生产3方案三 级进模生产32 冲载工艺设计42.1 排样方式确实定及计算4搭边值确实定4确定排料方向4计算送料步距A5计算料条宽度B5排样图5计算材料的利用率62.2 级进模压力中心的建立72.3 冲载力的计算92.3.1 冲孔力102.3.2 落料力102.3.3 冲载力102.3.4 卸料力、推件力和顶件力102.3.5 压力机的选择113级进模设计123.1 凸、凹刃口尺寸计算123.1.1 冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算12对于落料时凸、凹模刃口尺寸的计算123.2 凸、凹模外形尺寸计算及确定14冲孔及落料凸模外形尺寸计算及确定14冲孔及落料凸模外形尺寸计算及确定164 级进模主要零件设计174.1 级进模模架的设计17级进模模柄的设计184.3 级进模垫板的设计194.4 凸模固定板的设计204.5 弹性卸料板设计214.6 导料板的设计234.7 标准圆柱销和内六角圆柱螺钉的选择234.8 级进模导柱和导套的选择254.9 级进模校核265 级进模零件材料的选择275.1 级进模凸模选材275.2 级进模凹模选材285.3 级进模上、下模座选材285.4 级进模导柱和导套选材285.5 级进模其他零件的选材29级进模垫板、导料板和卸料板选材295.5.2 级进模凸模固定板选材296 级进模主要零部件的加工工艺306.1 凸模加工工艺30圆形凸模加工工艺30非圆形凸模加工工艺307 级进模的UG建模和autoCAD制图31总结33谢 辞34参考文献35附 表36引言随着我国经济快速开展的拉动和我国产业政策的正确引导下，模具行业得到了快速的开展。近年来，随着模具行业的结构调整，我国模具行业的模具产品向着更大型、更精密、更复杂和更经济快速方向开展。我国模具行业的开展不仅为我国经济快速开展做出奉献还为世界制造业做出奉献。现在，模具制造中的冷冲压加工已经是一种成熟的金属加工方法。因此，冷冲压模具的设计就很有必要。但是，冷冲压模具的设计尤其是对于相对复杂的冷冲压模具来说，设计时需要很强的想象力和创造力。对于模具设计者和制造者来说，模具设计理论、模具设计经验和模具设计创新是不可或缺的。为了设计出拥有自主知识产权、适合我国国情、具有较高水平的模具，设计者和制造者必须不断学习模具设计与制造的最新知识并且要敢于不断创新。我国现在已经拥有了大量的模具标准件，包括模具、导向件，推杆等标准件，这为实现我国模具行业快速健康开展提供可能。同时，因为有较大产量模具标准件的存在，使得我们的模具设计的周期缩短并为设计出更精密更大型的模具提供可能。结合我大学期间所学知识以及实践所得经验，本次设计就是在这样的背景下进行的。本次设计在为期十六周的时间里顺利完成。1 冲载件的工艺性分析1.1 冲载件冲载件材料的选择由于此次设计的冲载件是双耳止动垫片，根据?机械设计手册?1中冷冲压零件推荐用钢和钢铁材料的分类及技术条件的综合比拟，可以选择本次毕业设计的双耳止动垫片的原材料为A2，即304不锈钢。根据?机械设计手册?1可知，A2的抗拉强度范围为340520MPa。根据设计经验，对塑性材料：剪切应力极限 =(0.6一0.8)*抗拉极限；对脆性材料：剪切应力极限 =(0.81.0)*抗拉极限。所以可以取材料的抗剪切值为。冲载件结构分析由于本次设计的冲载件结构简单，形状简单，孔边距远大于凸凹模允许的最小壁厚，因此本次设计可以考虑采用多道冲压工序的冲载模。冲载件尺寸精度由于该冲载件的厚度为S=0.75mm且该冲载件的所有尺寸都未标注公差，根据?冲压工艺与模具设计?2中的表3-3和表3-7综合考虑，可以按IT11级来确定该冲载件公差。它的尺寸精度能满足一般的冲压要求。根据?互换性与测量技术?3中的表3-4，得各尺寸公差分别为： ； ； ； ； ； 。其如图11冲载件尺寸所示。结论：冲载件的尺寸精度能满足这次的冲压要求，所以该冲载件可以冲裁。图11 冲载件尺寸1.2 冲载模的选择冲载模是冷冲压生产所采用的主要工艺设备。冲载模结构的标准性、先进性和合理性对冲载件的质量和精度、冲载加工的生产率及良品率和经济效益、模具的使用寿命与操作平安性等都有着非常大的影响。由于本次设计的冲载件包括冲孔、落料两个根本工序，所以可以有三种冲载模具选择。下面，将对三种用不同冲压工艺方案进行冲载件生产的冲载模具进行比照以选择最合理的冲载模具。方案一 单工序模生产单工序模是在冲床一次冲载行程中只完成一个冲载工序的冲载模。结合本次设计的冲载件的工艺性，这种冲载工艺是先完成冲孔工序，再下个工序完成落料。从而完成一个冲载件的生产。单工序模的模具结构简单、操作方便，但需要两道工序两副模具，本钱高且生产效率低，两次定位累计误差大，难以满足大批量生产要求。方案二 复合模生产复合模可在压力机的一次冲载行程内，在模具的同一位置上完成两个或两个以上冲载工序的冲模。这种冲模在完本钱次设计的冲载件生产时只需要一副模具且生产效率也很高，同时容易实现自动化生产和管理。虽然此冲载件的所有尺寸的尺寸精度要求较高，但是复合模不存在送料定位误差问题，只要在模具上设置导正销导正就可以保证冲载件的形状精度，所以可以考虑这个方案。方案三 级进模生产级进模又称跳步模，是在冲床的一次行程中，在模具的几个不同的工位上同时完成两个或两个以上冲载工序的冲载模。它具有定位精度相对高，所以能生产出高精度冲载件。级进模的使用寿命长，具有良好的经济预期。级进模能满足这次的冲载件尺寸的精度要求以及模具设计和制造本钱要求。本次设计的双耳止动垫片冲孔落料模具设计的冲载件是大批量生产及该冲载件的尺寸精度要求高。综合考虑模具的生产本钱、操作要求和模具的使用寿命，所以这次设计采用级进模进行生产，即选择方案三。2 冲载工艺设计2.1 排样方式确实定及计算排样是指冲载件在条料、带料或板料上合理的布置方法。选择合理的排样和选择适宜的搭边值可以有效的降低本钱，保证冲载件的质量及提高级进模寿命。所以必须要科学的选择搭边值和科学的选择排样方案，以保证冲载件的顺利生产。搭边值确实定搭边的作用是要补偿定位误差和保证条料具有满足设计的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差和送进步距误差等原因造成冲载出来的冲载件变成残缺废品。搭边保证了送料的顺利进行，从而保证了冲载件的质量。由于本次设计将采用弹压卸料板和冲载件的材料厚度为S=0.75 mm，根据?冲压工艺与模具设计?2的表3-12以及设计经验，可以得出工件间搭边值,侧面搭边值。确定排料方向根据冲载件的外形结构及尺寸特点，综合考虑冲载时排料的科学性。有如下两种方案如图21 排料方案所示。图2.1 排料方案由图21 排料方向可知，方案1总面积 ；方案2总面积 。虽然大于，但是由图2.1可知方案1的送料步距比方案2的送料步距少9 mm。考虑到送料步距和级进模设计时的结构设计，综合考虑两种方案的可行性，最终决定选择方案1作为本次设计的方案。计算送料步距A根据方案1可得，计算料条宽度B根据?冲压工艺与模具设计?2中的表3-8和表3-9，可得两孔中心矩公差为，孔中心与边缘距离尺寸公差为，条料宽度的单向负向公差，导料板于最宽条料之间的间隙。所以可求得：取整后可得 ，那么侧面搭边值为。排样图根据以上分析计算可得排样图如图22 冲载件排样所示。图22 冲载件排样计算材料的利用率根据?机械设计手册?1中的轧制薄钢板品种GB70885，可以用500*1000的板料来做冲载件的条料。因此可以得到A和B两种方案。A方案：由500/37=13.51，可得13条条料；由1000/25=40，可得每条条料上可冲载得40个冲件。如图2.3 方案A所示。图23 方案AB方案：由1000/37=27.02，可得27条条料；由500/25=20.00，可得每条条料上可冲载得20个冲件。如图24 方案B所示。图24 方案B因为，一个步距内的材料利用率为一张板料上总的材料利用率的为n 一个步距内冲裁件的总数目；A 冲载件面积包括内形结构废料，单位； b条料宽度，单位mm；h步距，单位mm；一张板料上冲载件的总数目；L板料长，单位mm；B板料宽，单位mm。 其中一个冲载件的面积计算如图25 面积计算所示。图25 面积计算根据分割计算原理计算得冲载件的面积为 。所以可以得出，方案A总的材料利用率为方案B总的材料利用率为由于方案B总的材料利用率大于方案A的材料利用率，从而选择方案B来冲载制件。2.2 级进模压力中心的建立冲压力合力的作用点叫做模具的压力中心。为了有效保证压力机和冲模能正常平稳地工作，冲模的压力中心通过模柄轴线与压力机滑块中心必须设计成重合。要不然，冲载过程中压力机滑块和冲模都将会承受偏心载荷使滑块导轨和冲模导向局部产生不正常磨损。同时合理间隙也得不到保证，使得刃口迅速变钝，从而降低冲载件的质量和级进模的寿命甚至损坏级进模发生冲压事故。这里我采用了解析法来确定冲压力的合力作用点。如图26 模具冲压力中心所示。以上两个零件标注是为了更好的标清零件尺寸。现在将上图的左边坐标系里的左边图形记为C图形,右边的图形记为D图形。由公式 可以分别求得。继而可以分别求出各个线段或弧段的中心的坐标单位为mm： 。根据凸模冲载时压力的计算原理与复杂形状件冲载时的计算原理，先求出各单一图形的压力中心到坐标轴的距离，并计算各单一图形轮廓的周长，然后根据根本公式求得级进模的压力中心。所以根据分好的图形标记，现在分别求C图形的压力中心和D图形的压力中心，然后再求总的级进模压力中心。对于C图形有：带入数据，求得 ；带入数据，求得 ；同时可以求得C图形的总周长对于D图形，其压力中心在圆心24.5，0上。其圆周长为根据以上计算，现在求总的级进模压力中心:代入数据，求得 X=11.30 mm；代入数据，求得 Y=2.77 mm所以可以求得级进模的压力中心为11.30，2.77。2.3 冲载力的计算冲载力是选择压力机的主要依据，也是设计级进模所必须的数据。冲载工艺包括冲载力、卸料力、推件力、顶件力。在冲载过程中，冲载力的大小是不断变化的，冲载力是指板料作用在凸模上的最大抗力。下面分别冲载工艺中的各力。 冲孔力根据冲孔力的计算公式其中F为冲载力，单位N；L为冲载件的周长，单位mm；t为材料厚度，单位mm；为材料的抗剪强度，单位为MPb；K为系数，考虑到凸模、凸模刃口磨损，级进模间隙波动，材料力学性能变化及材料厚度偏差等因素而增加的平安系数，一般取K=1.3。代入数据，求得 落料力根据落料力计算公式得 冲载力根据冲载力计算公式得 卸料力、推件力和顶件力由于卸料力、推件力和顶件力与材料的力学性能、材料厚度，冲件轮廓的形状、冲载间隙、润滑情况、凹模洞口形状等因素有关。在生产中，都是采用简单的经验公式来计算：式中：分别为卸料力、顶件力和推件力，单位为N；分别为卸料力系数、顶件力系数和推件力系数；为冲载力，单位为N；n为同时卡在凹模洞口的件数，n=h/t，h为凹模刃口直壁高度，单位mm；t为材料厚度，单位mm。其中n=6/0.75=8。根据?冲压工艺与模具设计?2中表3-18可得h取6 mm。根据?冲压工艺与模具设计? 【2】中表3-13，查得。从而代入数据可以分别求得：本次设计采用弹性卸料装置和下出料方式的冲载工艺力，从而可以计算总的冲压力为固有 压力机的选择根据冲压工艺力选择压力机时，一般应使所选压力机的吨位大于计算所得的值。再根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表21，开式压力机参数选择如表21所示。表21开式压力机公称压力/KN产生公称压力时滑块距下死点的距离/mm滑块行程/mm行程次数次/min最大封闭高度/mm封闭高度调节量/mm滑块中心到床身距离/mm工作台尺寸/mm工作台孔尺寸/mm固定台和可倾式活动台位置左右前后左右前后直径最高最低160570115220300160601604503002201101603级进模设计3.1 凸、凹刃口尺寸计算由于冲载件的尺寸精度主要决定于凸、凹模刃口尺寸及公差，级进模的合理间隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证的。因此确定凸、凹模刃口尺寸及公差，是冲载模设计中的一项重要工作。由于冲载件的尺寸公差等级为IT11，根据设计原理及经验，可以选择级进模的制作精度等级为IT9。本次设计中，冲孔件稍大于凸模尺寸，落料件稍小于凹模尺寸。由于凸、凹模的制造偏差和磨损均使间隙变大，故新级进模的初始间隙应该取最小合理间隙。本次采用的冲载件材料是A2，根据国标GB/T 16743-1997冲载间隙可得:最小合理间隙；最大合理间隙。固有 冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表316得：凸模制造公差 ；凹模制造公差 固有；故满足。所以有:凸模尺寸 凹模尺寸 其中的值根据?冲压工艺与模具设计? 【2】中的表315及的制件公差为0.110，取0.75。对于落料时凸、凹模刃口尺寸的计算对于落料的外轮廓形状复杂，其根本尺寸最大为32.5mm，所以本次设计采用凸模与凹模配作加工。这种加工一般是以凹模为基准件，然后根据基准件的实际尺寸按间隙要求配作凸模。当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口局部尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。由第一章的零件的工艺分析及根据?互换性与测量技术?3中的表3-4，可以得到落料件的尺寸如图31凹模尺寸所示。图31 凹模尺寸又因为凹模尺寸计算公式为：其中，为凹模刃口尺寸，单位mm；A为制件根本尺寸，单位为mm；为凹模制造公差，取值为；为制件公差，单位为mm；为因素，其值可根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表315来取。对图中A尺寸计算：其中根据?冲压工艺与模具设计?2中的表315取。图中C尺寸与A尺寸一样，所以有。对图中B尺寸的计算：其中根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表315取。图中G尺寸与B尺寸一样，所以有 。对图中D尺寸的计算：其中根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表315取。对图中E尺寸的计算：其中根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表315取。对图中F尺寸的计算：其中根据?冲压工艺与模具设计?【2】中的表315取。所以根据以凹模为基准件，然后根据基准件的实际尺寸按间隙要求配作凸模的原那么。以及根据设计与制造新模具时采用最小合理间隙的原那么。凸模尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为 。因为非圆形凸模与凸模固定板的配合公差为,所以非圆形凸模的公差为。3.2 凸、凹模外形尺寸计算及确定凹模的外形一般有矩形与原形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与刚度。凹模的厚度还应包括使用期内的修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定。冲孔及落料凸模外形尺寸计算及确定对于圆形凸模，本次设计的凸模将采用卸料板导向凸模，所以凸模的最大允许长度为：代入数据可以求得对于非圆形凸模，本次设计的凸模也将采用卸料板导向凸模。所以凸模的最大允许长度为：代入数据可以求得式中为凸模最大允许长度，单位mm；E为凸模材料弹性模量，对于钢材可取E=210000N/mm；t为冲载材料厚度，单位mm；为冲件材料抗剪切强度，单位N/。J为断面最小惯距，单位为。由于凸模长度 式中为导料板厚，单位mm；为卸料板厚，单位为mm；为凸模固定板后，单位mm；Y为凸模修磨量，一般取15mm20mm。导料板厚度根据?模具设计手册?模具手册之四【4】中的表1415和?模具标准应用手册?【5】中的表252得。综合考虑本次设计的级进模结构，此次设计将采用弹压卸料板。因此，卸料板厚度根据?模具设计手册?模具手册之四【4】中的表1410和设计经验可得。凸模固定板根据?模具标准应用手册?【5】中表222可得。所以可以得到根据的数值以及模具装配和设计经验，选用标准凸模，可以取凸模的实际尺寸为。圆形凸模的三维模型如图31圆形凸模所示。非圆形凸模的三维图如图32 非圆形凸模所示。 图31圆形凸模图32非圆形凸模 冲孔及落料凸模外形尺寸计算及确定关于凹模壁厚，根据?模具设计手册?模具手册之四4中的表81，可得凹模中刃口与刃口之间的距离最小应大于为1.5mm2.0mm。所以这次级进模设计中的刃口设计分部合理。根?模具设计手册?模具手册之四4中的表145，得凹模厚壁为22mm28mm。取壁厚为25mm。有：凹模长 凹模宽 式中b为冲载件最大外形尺寸且b=42.75mm；w为壁厚且w=25mm；工件宽=23.5mm。根据?模具设计手册?模具手册之四4中的图1415，凹模厚度初选22mm。这样可以得到凹模的初始外形尺寸为。这个尺寸还需要向国家标准靠拢。根据?模具设计手册?模具手册之四4中的表146表146摘自国标GB285881可得：根据已经确定的级进模的凹模的刃口尺寸数据和凸模的刃口尺寸数据以及级进模的凹模及凸模的外形尺寸数据，可以根本确定级进模关键的工作局部结构。再由此来设计和选取级进模的其他零件。凹模的二维模型如图33所示。图33 凹模二维图4 级进模主要零件设计4.1 级进模模架的设计本次级进模的设计采用横向送料的方式进行送料。所以需要选择外表宽度足够的模架。所以可以考虑滑动导向模架中的对角导柱模架和后侧导柱模架。对于对角导柱模架，在凹模面积的对角中心线上装有前、后导柱。它的有效工作区域在毛坯进料方向的导套之间。对角导柱模架受力平衡，上模座在导柱上平稳的运动。对于后侧导柱模架，它的两个导柱和两个导套分别安装在上、下模座的后侧。凹模面积是在导套前的有效区域。90。根据?模具标准应用手册?5中表35、表315表316以及根据目中计算得的，级进模对角导柱模架选择的数据如表41所示。表41 对角导柱模架上、下模座尺寸单位mm名称凹模边界厚度HSR)LB根本尺寸极限偏差根本尺寸极限偏差上模座10010025110110180160145145353235下模座10010030110110180160145145352022选择好级进模模架之后,根据已经设计好的凹模来确定下模座冲孔废料和落料件下落通道。根据级进模本身的结构特点，确定下模座与凹模、导料和弹压卸料板的装配位置。为了使级进模装配合理以及级进模工作时工作平稳，本次设计下模座将采用四个圆柱销来定位和六个固定内六角圆柱螺钉固定连接。上模座将采用四个定位圆柱销和四个固定内六角圆柱螺钉固定连接。同时在选择上、下模座后，根据本次设计采用的压力机，选择模柄。根据选择好的模柄尺寸以及由2.2节确定的级进模压力中心，就可以确定模柄在上模座的位置。这样就根本确定了上、下模座的根本尺寸和结构。图41所示的就是级进模上模座三维图，图42所示的就是级进模下模座三维图。 图41 级进模上模座 图42级进模下模座本次设计的级进模结构包含有模柄。现在常用的国家标准模柄结构形式有旋入式模柄、压入式模柄、凸缘模柄、槽型模柄、通用模柄和浮动模柄等。旋入式模柄，顾名思义就是通过螺纹和螺纹孔来连接，旋入式模柄通过螺纹与4.1节设计好的级进模上模座连接。采用旋入式模柄时，为了防止发生松动，在模具设计时经常参加防转螺钉紧固。而且，旋入式模柄具有拆装方便优点。但是由于模柄轴线与上模座的垂直度较差，所以一般用在有导柱作为上、下模导向的小型冲模中。压人式模柄，是采用过渡配合将压入式模柄和级进模上模座连接的，并且采用防转螺钉来防转。这样的压入式模柄和级进模上模座配合后，模柄的轴线与上模座的垂直度很高。压入式模柄的这些特点使得它适用于中、小型的冲模中。其余的模柄，像凸缘模柄是适用于较大型冲载模具中，槽型模柄和通用模柄常用于简单模，浮动模柄主要用于精密导柱模。本次级进模设计，属于小型冲模设计。根据目中选择好的压力机，为了保证级进模的正常工作和使用寿命，本次级进模设计将采用旋入式模柄。根据?模具标准应用手册?5中的表227选择旋入式模柄的尺寸。旋入式模柄的尺寸如表42 所示。表42 旋入式模柄尺寸(单位 mm)dd11HhS(H13)bC根本尺寸极限偏差根本尺寸极限偏差30732524M4X814.3 级进模垫板的设计为了增加级进模的使用寿命，本次级进模设计将在模具结构中设计有垫板的模具。级进模中有垫板可以缓冲冲孔落料时产生的反冲力对上模座的直接作用。进而对上模座起保护的作用，同时也可以更好的保护落料凸模和冲孔凸模。级进模工作时，因为有垫板的存在，将使级进模工作时更加平稳和平安。以提高模具的生产效率和级进模的使用寿命。为了选择合理的垫板，将在选择好上模座后选择。根据4.1节选择好的上模座，本次设计的级进模垫板将采用矩形垫板。根据?模具标准应用手册?【5】中的表214、目中计算得到的凹模刃口尺寸和3.2.1目中计算得到的凹模外形尺寸以及4.1节中确定好的定位圆柱销的位置和固定内六角圆柱头螺钉的位置，级进模垫板选择的数据如表43所示。表43级进模垫板单位mmLBHC10010041图44所示的就是级进模垫板的二维图。图44 级进模垫板4.4 凸模固定板的设计凸模固定板是模具设计中必须的零件。为了使凸模正常工作，凸模固定板是必不可少的。本次设计的级进模也将选择用凸模固定板。为了选择适宜的固定板，本次设计将根据级进模结构的特点来选择级进模的凸模固定板。级进模凸模固定板的外形尺寸和凹模的一样，所以先要确定级进模凹模固定板的厚度。根据4.1节中选择的级进模上模座、目中计算得到的凹模刃口尺寸、3.2.1目中计算得到的凹模外形尺寸以及4.1节中确定好的定位圆柱销的位置和固定内六角圆柱头螺钉的位置，在根据?模具标准应用手册?【5】中的表222选择级进模的凸模固定板。可以得到固定板的厚度H=25 mm。因为凸模是本次级进模设计中重要的零件，所以它们的尺寸以及尺寸精度必须得到优先保证。为了满足凸模的尺寸精度以及加工精度要求。选择凸模固定板时要以凸模的尺寸为基准，也就是要以凸模来作为基准与凸模固定板中的孔进行装配。为了满足装配要求将采用H7/h6。图45所示的就是级进模凸模固定板三维图。图45 凸模固定板4.5 弹性卸料板设计模具设计中，常用的卸料板有刚性卸料装置和弹性卸料装置两种。刚性卸料装置的结构非常简单，仅是由固定卸料板构成。固定卸料板一般都安装在下模的凹模上。固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模的一样，它的厚度选取可以根据?冲模设计手册?来选取。一般，固定卸料板适用于冲制件原材料厚度的带料或是条料。卸料板、弹性组件和卸料螺钉组成弹性卸料装置。它即可以安装在上模也可以安装在下模中。弹性卸料板不仅有卸料作用，还有压料作用。弹性卸料装置适用于冲制件原材料较薄的冲载。由于本次设计的冲制件原材料的厚度为S=0.75mm。所以本次级进模的设计将采用弹性卸料装置。由于本次级进模设计采用弹性卸料装置，卸料板与凸模之间的单边间隙取板料厚度的0.1倍。同时还要选择适宜的弹簧或橡皮以及选择适宜的卸料螺钉。这样就可以确定完整的卸料结构。卸料板的厚度可以根据?模具设计手册?模具手册之四4总的表1410选取。所以卸料板的厚度为12mm。根据?冲模设计手册?模具设计手册之四4中的表1410可得根据已经确定好的圆形凸模和非圆形凸模尺寸值和C的值就可以确定卸料板的内部结构。弹性卸料装置的弹性体常用的有弹簧体和橡胶体两种。由于本次设计的冲载件较薄，所以可以选择橡胶体作为弹性卸料装置的弹性体局部。在橡胶中，我选择聚氨酯作为弹性体。根据3.2节计算的冲载力和选择好的压力机，以及选择好的卸料板厚度和设计经验，根据?模具标准应用手册?5中的表277可以选择聚氨酯弹性提作为弹性卸料装置的弹性体。表44所示就是聚氨酯弹性体的尺寸。表44聚氨酯弹性体的尺寸单位mmDdH201626本次选择的聚氨酯弹性体的预压缩量选择为：。本次设计的聚氨酯弹性体的工作时最大压缩量选择为：。选择好弹性体后，在选择圆柱头内六角卸料螺钉。根据?模具标准应用手册?5中的表274选择圆柱头内六角螺钉。表48所示就是圆柱头内六角卸料螺钉的尺寸。表48 圆柱头内六角卸料螺钉尺寸单位mmdL(h8)LDtSbCH根本尺寸极限偏差8600M6746218图46所示就是卸料板三维图。图47所示就是聚氨酯弹性体三维图。图48所示就是圆柱头内六角卸料螺钉三维图。图46 卸料板图47 橡胶体 图48卸料螺钉4.6 导料板的设计条料的送料方向一般都是靠着导料板或导料销一侧导向送进。本次级进模的设计将采用导料板进行条料的送料方向的导正，以保证送料精确的进行。为了保证模具工作时，准确冲载出冲载件，导料板的设计就必须满足精度要求。导料板有别离式和整体式两种。本次设计采用的是别离式导料板。根据?模具设计手册?模具设计手册之四4中表1417得。根据?模具设计手册?模具设计手册之四4的表1416得37.5 mm根据?模具设计手册?模具设计手册之四4的表1415得导料板的厚度H=6 mm。根据3.1节计算得的凹模刃口尺寸和3.2节计算得凹模的外形尺寸以及4.1节设计的下模座安装时的定位位置和固定位置，按照根据?模具设计手册?模具设计手册之四4的图1450就可以确定别离式导料板的尺寸和结构。图49所示就是别离式导料板三维图。图49 别离式导料板4.7 标准圆柱销和内六角圆柱螺钉的选择为了使装配时模架结构可以按设计要求装配和模具工作时准确平稳的工作，本次设计的级进模将采用圆柱销进行导正和定位。根据4.1节中设定好的，上下、模都将采用四个圆柱销。根据?机械制图?6中的附表C91选择上、下模用的圆柱销尺寸。表49所示就是圆柱销尺寸。表49 圆柱销尺寸单位mm名称上模下模d68cl12601480为了固定上、下模零件，本次设计采用的内六角圆柱头螺钉。根据4.1节中设定好的上模将采用四个内六角圆柱头螺钉，下模也将采用六个内六角圆柱头螺钉。根据?机械制图?【6】中的附表C1选择上、下模用的内六角圆柱头螺钉。表410所示就是内六角圆柱头螺钉。表410 内六角圆柱头螺钉尺寸单位mm名称上模下模螺纹规格dM6M81013K max68t min34s56eB(参考)2428l范围10601280图410所示就是上模内六角圆柱头螺钉的三维图。图411所示就是下模内六角圆柱头螺钉的三维图。图410 上模内六角圆柱头螺钉 图411下模内六角圆柱头螺钉4.8 级进模导柱和导套的选择模具设计中，上、下模座的导向一般由导柱和导套共同完成。一般的，导柱和导套有滑动导柱、导套和滚动导柱、导套两种。本次设计将采用滑动导柱和导套。由于4.1节中选择了对角导柱模架，所以导柱和导套的选择要选两对来对凸、凹模进行导向。但是两对导柱、导套的直径是不相同的。因为不同直径的导柱、导套可以防止在合模时上模误装方向而损坏凸模、凹模的刃口。由于冲载材料的厚度小于0.8mm，所以这次选用的导柱和导套间的配合精度为H6/h5。根据?模具标准应用手册?5中表336选择B型导柱。其尺寸大小如表411所示。表411 B型导柱尺寸单位mmd(r6)Ll根本尺寸极限偏差h5根本尺寸极限尺寸202012030222212030根据?模具标准应用手册?5中表339选择B型导套。其尺寸大小如表412所示。表412 B型导套尺寸单位mmdD(r6)LH根本尺寸极限偏差H6根本尺寸极限偏差2032502522355025这样导柱和导套的已经选择好。图412所示是小导柱三维图。图413所示是大导柱三维图。图414所示是小导套的三维图。图415所示是大导套的三维图。图412小导柱 图413大导柱 图414小导套 图415 大导套4.9 级进模校核根据目所选择的压力机可以知道压力机的各项参数，根据最大和最小装模高度的参数和3.2节中凸、凹模外形尺寸确实定以及4.1节中级进模模架的设计比照比拟可以得出，这次所设计的级进模与压力机配合合理。故级进模的设计校核合理，满足设计要求。其中最小装模高度为160mm,最大装模高度为300mm。级进模的设计尺寸如二维装配图所示。所以级进模的设计符合要求。5 级进模零件材料的选择冲模所采用的材料种类繁多,包括有金属材料和非金属材料。本次设计的模具零件将因为各个部件的不同而选择不同的材料。其中模具的主要零件将采用各种黑色金属材料。但是由于各种零件的功能和使用目的不同，所以对各个零件的选材原那么也各异。选择合理的模具材料是模具设计中一项非常重要的设计工作。其中又属模具的工作零件的材料选择最为重要和严格，其中对其热处理工艺的选择也非常重要。为了能做出一个符号设计要求的级进模，我将慎重合理的选择模具零件的各种材料。以提高级进模的工作精度、生产质量、工作效率、生产效率和提高级进模的使用寿命。本次设计的级进模的主要工作零件有圆形凸模、非圆形凸模和凹模，这三个零件的选材要特别合理。因为它们选材的好坏将直接影响到级进模工作时冲载出的冲载件的质量，并且还将直接影响级进模的使用寿命。本次级进模的设计中，凹模和凸模一样，将直接影响着级进模的加工质量以及模具的使用寿命。由于本次级进模的设计上、下模座属于同性质的零件，所以可以使用同一中材料。但是，所选用的材料必须满足本次级进模设计的设计要求以及满足级进模工作时的精度要求、平稳要求、平安要求和使用寿命的要求。对于本次设计的级进模其他零件，将根据级进模本身的结构特点、加工特点、生产特点以及国家标准来选择各种零件的材料。5.1 级进模凸模选材由于本次设计的凸模有圆形凸模和非圆形凸模，所以必须选择合理的材料。为了保证凸模的精度、硬度、强度和使用寿命，必须根据国家标准和设计经验来选取凸模的材料。本次级进模设计的凸模是采用面积不变的直通式凸模。本次设计的级进模凸模的材料将根据?模具设计手册?模具手册之四4中的表143和表1452、?模具标准应用手册?5中表234、?冲压工艺与模具设计?2中的第79页所写内容和设计经验来选择。本次设计选择的凸模所选材料如表51所示。表51 凸模材料材料T10A GB129886热处理凸模刃口端淬硬，硬度56HRC60HRC；凸模末端淬火后回火，硬度40HRC50HRC技术条件按GB287081的规定5.2 级进模凹模选材凹模材料可以选择和凸模材料相同，凹模材料淬火硬度的选取可以比凸模的略高一点。为了满足本次级进模设计的要求，级进模凹模材料将根据本次已经设计好的凹模尺寸、?模具设计手册?模具手册之四4中的表1452、?模具标准应用手册?5中的表236和?冲压工艺与模具设计?2中的第79页所写内容和设计经验来选择。本次设计选择的凹模所选材料如表52所示。表52 凹模材料材料T10A GB129886热处理凹模淬火硬度为60HRCD62HRC技术条件按GB287081的规定5.3 级进模上、下模座选材级进模上、下模座是模具结构中重要的一局部。级进模上、下模座的好坏直接影响着模具结构的稳定性、模具的整体质量和模具工作时的稳定性。所以必须选择合理的级进模上、下模座材料。本次设计的级进模上、下模座将根据?模具设计手册?4中的表1452、?模具标准应用手册?5中表35、表315表316和?冲压工艺与模具设计?2中的第79页所写内容和设计经验来选择材料。级进模上、下模座选所选材料如表53所示。表53 上、下模座材料材料HT200 GB9439技术条件按GB/T 12446的规定5.4 级进模导柱和导套选材级进模中的导柱和导套是模具设计较为重要的零件。导柱和导套的导向作用，将直接影响到模具工作时的稳定性、模具进给方向的准确性和冲载件加工的质量。所以本次设计的级进模导柱导套将根据已经确定的上模座、下模座、模具凹模空间尺寸和国家标准来选择。本次设计的级进模导柱和导套将根据?模具标准应用手册?5中的表35、336和339和?冲压工艺与模具设计?2中的第79页所写内容和设计经验来选择材料。级进模导柱和导套所选材料如表54所示。表54 导柱和导套材料导柱材料20号钢 GB699技术条件按GB/T 12446的规定；渗碳深度0.81.2mm；硬度58HRC62HRC。导套材料20号钢 GB699技术条件按GB/T 12446的规定；渗碳深度0.81.2mm；硬度58HRC62HRC。5.5 级进模其他零件的选材级进模垫板、导料板和卸料板选材级进模垫板和卸料板将根据?模具标准应用手册?5表214和?冲压工艺与模具设计?2中的第79页所写内容和设计经验来选择材料。级进模垫板所选如表55所示。表55 垫板、导料板和卸料板材料垫板材料45号钢 GB69988热处理进行淬火处理，淬火后硬度为40HRC45HRC技术条件按GB287081的规定导料板和卸料板材料45号钢 GB69988热处理进行淬火处理，淬火后硬度为40HRC45HRC技术条件按GB287081的规定 级进模凸模固定板选材级进模凸模固定板的材料将根据根据?模具标准应用手册?5表220和?冲压工艺与模具设计?2中的第79页所写内容来选择。凸模固定板所选材料如表56所示。表56凸模固定板材料材料45号钢技术条件按GB287081的规定级进模的凸模、凹模、上下模座、导柱导套和其他重要零件的选材已经确定。6 级进模主要零部件的加工工艺6.1 凸模加工工艺圆形凸模加工工艺根据级进模的圆形凸模的结构特点和尺寸参数,级进模的圆形凸模将采用车床车削加工得到。根据?金工实习?7第41页到第72页的车削加工内容介绍以及自己的车削加工经验，可以得级进模出圆形凸模的加工工艺。其加工工艺如附表61所示。加工得到的圆形凸模还有进行热处理。热处理结果为凸模刃口端淬硬，硬度56HRC60HRC；凸模末端淬火后回火，硬度40HRC50HRC。非圆形凸模加工工艺根据级进模的非圆形凸模的结构特点和尺寸参数，级进模的非圆形凸模将采用电火花线切割加工得到。电火花线切割可以根据零件图纸，在绘图软件中绘图，图形就可以自动转换成3B或G代码，传输给机床，进而对零件进行加工。非圆形凸模的加工工艺代码如附表62所示。电火花线切割完成后，要对非圆形凸模进行热处理。热处理结果为凸模刃口端淬硬，硬度56HRC60HRC；凸模末端淬火后回火，硬度40HRCHRC。7 级进模的UG建模和autoCAD制图前五章的设计计算，本次级进模的设计已经根本完成。模具的各类参数也已经确定。根据已经设计好的级进模参数，将采用UG三维软件依次建模。建模之前，我将查阅学习?UG NX8.0中文板从入门到精通?8全书和?UG冲压模具设计与制造?9全书 。以完成级进模全部零件的三维建模。本次需要建模的零件有下模座、凹模、别离式导料板、下模圆柱销、下模内六角圆柱头螺钉、弹压卸料板、聚氨酯弹性体、卸料螺钉、凸模固定板、圆形凸模、非圆形凸模、垫板、大小导柱、大小导套、上模圆柱销、上模内六角圆柱头螺钉、模柄和上模座。在完成级进模全部零件的三维建模后，进行级进模的总装配。级进模的三维总装配模型如图71所示。图71完成级进模三维建模后，根据本次设计要求将采用auto CAD制图软件进行需要出图零件的制图。在auto CAD制图中，为了很好的完成制图，我查阅了?互换性与测量技术?3、?机械制图?6、?机械设计?10。为了到达设计要求，本次二维制图将采用国家标准制图的要求进行制图。在制图过程中，为了能准确的将图画出，我还专门请自己的室友为我看图。Auto CAD制图是比拟严谨的，所以我全力以赴。本次级进模设计需要二维出图的零件有下模座、凹模、卸料板、凸模固定板、圆形凸模、非圆形凸模、双耳止动垫片、垫板、上模座以及级进模的总装配图。为了很好的展示制图效果，图72所示就是二维级进模装配图。图72 级进模装配图到此，本次级进模结构的设计任务已经完成。总结为期十六周本次毕业设计到此就已经结束，我也成功的完成了本次毕业设计任务。本次设计是从零件的冲载工艺开始分析，从而得到冲载件的零件冲载工艺。根据冲载工艺和生产批量的要求，通过比照了三种方案，选择了级进模作为本次冲载的模具。在知道冲载件的冲载工艺后，开始设计模具的凸、凹模。凸、凹模的设计是本次设计的最为关键和重要的环节。先从凹模的设计开始，根据冲载件的尺寸和精度要求，计算出冲孔的凸模尺寸，然后根据间隙关系得到冲孔的落料凹模。进而设计落料凹模的刃口尺寸，然后根据间隙关系算得落料凸模。这样模具的凸、凹模就设计完成。当完成模具凸凹模的设计后，我开始了模具零件设计，包括上模座、垫板、凸模固定板、弹性卸料板、别离式导料板、导柱、导套、圆柱销、卸料螺钉、紧固螺钉和下模座。这些零件的设计都是非常重要的，它们都将影响到模具的加工质量和模具的使用寿命，所以必须设计合理。设计好模具的所有零件后，就开始选择模具零件的材料。模具的材料选择是非常重要的。所以必须选择合理的材料。完成这些后，我制作了凸模的加工工艺卡。当模具的完成以上的模具设计后，就开始了模具的三维建模和零件出图。最后完本钱次设计的设计说明书。这样就根本完成了本次的设计。在整个的毕业设计中，我都保持和我的毕业设计导师联系。在遇到模架的选择问题时，我及时的和导师沟通解决。在这