3544 铜片冲压成形工艺及模具设计

3544 铜片冲压成形工艺及模具设计,铜片,冲压,成形,工艺,模具设计 河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生姓名 张志威 学 号 061304413 指导教师 原红玲课题名称 铜片冲压成形工艺及模具设计难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 优 良 中 差学习态度、出勤情况 好 一般 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况优 良 中 差中期成绩评定：所在专业意见：负责人： 2009 年 4 月 10 日 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系 部： 材 料 工 程 系 专 业： 模具设计与制造 学 生 姓 名 : 张志威 学 号: 061304413 设计题目： 铜片复合冲裁模设计 铜片冲压成形工艺及模具设计 起 迄 日 期: 2009 年 4 3 月 20 11 日 5 月10 20 日 指 导 教 师: 原红玲 2009 年 4 3 月 20 12 日毕 业 设 计任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的：本设计题目为垫片冲压成形工艺与模具设计本设计题目为铜片冲压成形工艺与模具设计，通过设计，应对冲压工艺生产较为熟悉，能熟练使用相关设计手册，独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。并且能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：题目：铜片冲压成形工艺及模具设计铜片冲裁模具设计 原始资料情况：材料：Q215- A 钢 QSn4-4-.25 料厚：0.3m1.5mm 生产批量：中批量大批量设计要求：（1）铜片的结构工艺分析（2）铜片你冲裁模的设计，绘制模具总装图一张；（3）画出非标零件图；（4）编写设计说明书一份；（5）编制主要零件加工工艺过程卡。毕业设计是冲裁模设计课程重要的综合性和实践性教学环节。现将本设计的进度表安排如下：（1）查阅相关资料，确定设计提纲-1 周；（2）进行各种工艺计算-2 周；（3）根据计算结果，绘制装配图，并绘制非标准件零件图-2 周；（4）撰写毕业说明书，编制加工工艺卡-1 周。所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日插 图 清 单图 1-工件简图 7图 2-排样图 12图 3-凹模板 17图 4-落料凸模 18图 5-冲孔凸模 19图 6-模柄 20图 7-卸料板 22图 8-侧刃固定图 23图 9-承料板 24图 10-导料板 25图 11-模具总装图 26表 格 清 单表 1-压力机参数11表 2-圆柱销主要参数21表 3-弹簧主要参数23河南机电高等专科学校毕 业 设 计 评 语学生姓名：张 志 威 班级: 模具 064 学号： 061304413题 目：铜 片 冲 压 成 形 工 艺 及 模 具 设 计 综合成绩： 指导者评语：张志威同学基本上能按照任务书要求完成铜片冲压成形工艺及模具设计，工作量达到要求，模具设计过程中存在问题较多，但能够即使改正。零件图公差标注、技术要求不够规范，说明书基本上符合规范性要求。建议成绩评定为及格，可以提交答辩。指导者(签字) ： 2009 年 5 月 10 日毕 业 设 计 评 语评阅者评语：张志威同学毕业设计题目来源于生产实际，工作量达到要求，修改后模具结构可行，基本上能按照规范性要求书写设计说明书，零件图标注、技术要求不够规范。建议成绩评定为及格，修改后可以提交答辩。评阅者( 签字)： 2009 年 5 月 15 日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会（小组）负责人( 签字)： 年 月 日河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目：铜片冲压成形工艺及模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 064 学生姓名 张志威 学 号 061304413 指导教师 原红玲 2009 年 05 月 15 日 铜 片 冲 压 成 形 工 艺 及 模 具 设 计 摘 要本设计题目为铜片冲 压 成 形 工 艺 及 模 具 设计。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。本设计运用冲压成形工艺及模具设计的基础知识，介绍了模具设计时要注意的要点，并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发，对铜片冲 压 成 型 工 艺 及 模 具 的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用CAD 进行各重要零件的设计。关键词：冲压模 工艺分析 模具结构 Copper stamping forming process and die design Abstract The design forming the subject for the copper stamping process and die design. Parts of the mold is through the design, designers have further strengthened the basis for stamping die design knowledge, for the design of more complex stamping die to do a good job of paving the way and draw a more profound experience. The design is use of punch forming process and is die design of the basic knowledge on the mold design to the main points of attention and more consideration of the mold structure, and easy to replace and the cost of mold. Size precision parts from the control, the shape of the copper stamping process and die size of all the major theoretical calculations carried out to determine the size of the working parts, the parts from the mold design process and the assembly are process in detail, etc. and the application of CAD for the design of the important parts.Keywords: stamping die， mold structure， Process Analysis机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣 工序号 02零件名称 凹模 零件号 00-04零件重量 同时加工零件数 1材 料 毛 坯牌 号 硬 度 型 号 重 量GrWMn 60-64HRC设 备名 称 型 号夹 具名 称辅 助工 具58?0.0950.8 0.8164-8+0.01508042?0.0878?0.0951000.04 AA1.6R1.96.226.5R0.928?0.0655.13+0.25016.3 1114.9 45?4?M80.55铣床 虎钳 游标卡尺安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀长 度 走 刀次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴转 速 切 削速 度 基 本工 时一次 1铣上平面 75 面铣刀游标卡尺 0.5 2 1200/ min800r/min一次 1 铣下平面 75 面铣刀 游标卡尺 0.5 2 1 200/ min800r/min一次 2 铣两端面 20 立铣刀游标卡尺 0.5 1 1 60/ min300r/min一次 2 铣两端面 20 立铣刀游标卡尺 0.5 1 1 60/ min300r/min设 计 者 张志威 指 导 教 师 原红玲 共 1 页 第 1 页零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 00-04 凹模设 备 夹 具 刀 具 量 具工序号 工 序 名 称名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格工 时01 下料(1058520) 直尺02 粗铣六面 铣床 虎钳 标准 面铣刀 游标卡 尺03 磨削 磨床磁力夹具、虎钳砂轮 游标卡 尺04 钳工 钻床 虎钳钻刀、铰刀、攻丝刀高度尺、游标卡尺05 热处理（淬火、回火） 电热炉 火钳06 磨削 磨床磁力夹具、虎钳砂轮 游标卡 尺07 线切割 线切割 机床 复式支撑夹具 铜丝 游标卡 尺08 钳工 研磨工 具 游标卡 尺编制 张志威 校对 审核 批准 目 录1 绪论 11.1 国内模具的现状和发展趋势 11.1.1 国内模具的现状 11.1.2 国内模具的发展趋势 2 1.2 国外模具的现状和发展趋势32 工艺性分析71.2 制件的外形分析 71.1 制件的工艺性分析73 工艺方案的确定94 确定模具总体结构方案 104.1 模具类型104.2 操作与定位方式 104.3 卸料与出件方式 104.4 模架类型及精度 105 工艺与设计计算 115.1 排样设计与计算 115.2 计算冲压力与压力中心初选压力机 125.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 135.3.1 落料凹模刃口尺寸 135.3.2 冲孔凹模刃口尺寸 155.3.3 侧刃孔尺寸 15 6 设计选用模具零件、部件、绘制模具总装图 166.1 凹模设计 166.2 凸模设计 176.3 准模架的选用 196.4 卸料部件的设计与标准化216.5 卸料板的设计 226.6 侧刃的实际 226.7 弹簧的选用 236.8 承料板的选择 246.9 导料板的选用 247 总装配图 26 结论 27致谢 28参考文献 30河南机电高等专科学校毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 语学生姓名： 张 志 威 班级: 模具 064 学号： 061304413 题 目： 铜 片 冲 压 成 型 工 艺 及 模 设 计 综合成绩： 指导者评语：指导者(签字) ： 年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 语评阅者评语：评阅者( 签字)： 年 月 日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会（小组）负责人( 签字)： 年 月 日河南机电高等专科学校毕业说明书11 绪 论从现在的发展形式可以看出，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1 国内模具的现状我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003 年我国模具生产厂点约有 2 万多家，从业人员约 50 多万人，2004 年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 18.13 亿 美元，出口模具4.91 亿美元，分别比 2003 年增长 18%、32.4%和 45.9%。进出口之比 2004 年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达 13.2 亿美元，为净进口量较大的国家。在 2 万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有 20 多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是 1520 万美元，有的高达 2530 万美河南机电高等专科学校毕业说明书2元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1） 模具日趋大型化； 2）在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术； 3）模具扫描及数字化系统； 4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7）模具的精度将越来越高； 河南机电高等专科学校毕业说明书38）模具研磨抛光将自动化、智能化； 9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10）开发新的成形工艺和模具。1.2国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004 年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中（ VDMA）会员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右，而国外模具工业发达国家大多 1520 万美元，有的达到 25 30 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，而我国才达到 45模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整河南机电高等专科学校毕业说明书4合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 河南机电高等专科学校毕业说明书5这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。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公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是冲压模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了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实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，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设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。河南机电高等专科学校毕业说明书62 制件的工艺性分析工件名称 ：接触环生产批量：大批量材料：QSn4-4-2.5厚度：0.3mm工件简图见图河南机电高等专科学校毕业说明书7图 1-工件简图1.1 制件的工艺性分析该制件为接触环,所用材料为锡磷青铜 QSn4-4-2.5，且为软态，带料，抗剪强度断后伸长率 。因此，该材料有良好的弹性和良好的塑性，25bMPa1038%冲裁结构较好，具有良好的冲压性能，适合冲裁。1.2 制件的外形分析制件形较为简单,形状对称，尺寸较小。只有落料和冲孔两个工序，但是工件较小有 1 个 1.9mm 的椭圆孔，一个 2.5mm 的半椭圆孔，孔与边缘之间的距离也满足要求。工件的尺寸精度较低，只需要采用普通冲裁。为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小，其最小许可值当取：C(11.5) t 根据已知工件的尺寸可得：C1=1.2 C2=1.35 t=0.3 所以工件的尺寸符合上述要求。冲孔时因受凸模强度限制孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯，查表 2.7.3而知工件上孔的直径当大于或等于 0.35 倍的料厚，即 d0.35t，由任务书零件图易于看出工件尺寸符合要求。R2.1、R0.9mm、5.2mm、2.5mm、20.4mm、4.2mm、1.8mm 均为自由公差可看作 IT14 级，尺寸精度较低。孔心距的公差为 12.1 0.2 属于 T11 级精度，可以通过模具结构的正确性设计来实现。河南机电高等专科学校毕业说明书83 工艺方案的确定该零件包括：冲孔、落料两个基本工序，可有以下三种工艺方案供选择：方案一、先落料后冲孔，采用单工序模生产。方案二、落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。河南机电高等专科学校毕业说明书9方案三、冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。对各种方案的分析方案一、模具结构简单，但需要两道工序，两副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。方案二、只需一副模具，冲压件的料较薄边距也小，考虑到凸凹模强度的影响图一采用复合模。方案三、只需要一副模具，生产率也很高，且零件较小，锡铜板较薄，出件和废料清除也较易，工作安全性和生产率较高。通过以上三种方案的分析比较，并根据设计要求确定该工件的冲压生产采用方案三为佳，并选择级进模。4 确定模具总体结构方案4.1 模具类型根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。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。河南机电高等专科学校毕业说明书104.2 操作与定位方式因是大批量生产，但工件简单，所以采用手动送料方式比较好，能够使模具制造简单。由于零件尺寸较小且厚度较薄，可采用双侧刃前后对角布置的导料板导向，以及侧刃定距的定位方式。4.3 卸料与出件方式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，使废料和工件从孔洞中落下。考虑到零件的厚度较薄，可以采用有卸料螺钉卸料板，弹簧组成的弹性卸料装置卸搭边条料，并采用由凸模直接从凹模洞口推出的方式以提高工作效率。4.4 模架类型及精度考虑到零件的工艺特点，可以采用导向平稳的对角导柱模架。由于零件的精度要求不高可以采用级模架精度。5 工艺与设计计算5.1 排样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，且易于保证工件外形的圆角。采用 45的斜对排，如下图所示。根据排样图的几何关系可以算出两排的中心距为 18mm 查表得：因采用 IC 型侧刃，所1.5,.2,0.1,.5,1.3,0.1ammzbmy河南机电高等专科学校毕业说明书11以料宽没边要增加燕尾形切入深度 。故条料长度为0.5am0 0(2)(189.42.1.3)max34.1BDnb 冲裁后废料宽度为： 2189.42.50.ax31.4BDm进距为：27.s导板间距为340.5.113Bzmy由零件图可以近似算出一个零件的面积为 ，因为一次进距内冲料两件28.7m。一个进距内的坯料面积为 。因此282.765.4A 23410.6.4Bsm材料的利用率为 1.0%05%364Bs排样图如下所示：河南机电高等专科学校毕业说明书1227.33.745? 343127.3215.4反 反 反图 2-排样图5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机冲裁力: 根据零件图可算出一个零件的内外周长之和为 L1=77mm，侧刃冲切长度L2=13.8mm，根据排样图一模冲两件和双侧刃的布置，可以算出冲裁长度为：。 则(713.8)2.6Lm25,0.3,K1.bMPatm03186FKtbN卸料力：查表得取 则.,Kx.6184x推件力：根据材料厚度取凹模刃口直臂高度好 h=5mm，故 n=h/t=5/0.5=16. 查表得取 则0.7,FT16.8027nKN所以，总冲裁力 18064207FXTKN应选的压力机公称压力 ，因此可选(.3)(.3)52PoF压力机型号为 J23-6.3.河南机电高等专科学校毕业说明书13型号为 J23-6.3 的压力机的主要技术规格：前后 200滑块行程（mm）35 工作台尺寸（mm)左右 310前后 110最大闭合高度（mm）150 工作台孔尺寸（mm）左右 160厚度 30闭合高度调节量（mm）35 垫板尺寸（mm）直径直径 30滑块中心线距床身距离（mm）110 模柄孔尺寸（mm）深度 55立柱距离（mm）150 床身最大可倾角度角度 45表 1-压力机参数因冲裁尺寸较小，冲裁力不大，且选用的是对角导柱模架，使其受力平稳，压力中心不会超出模柄端面积之外，故不必详细计算压力中心的位置。5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差河南机电高等专科学校毕业说明书14由于材料薄，模具间隙小，故采用配作加工。加工时一凹模为制造基准，只需要计算凹模刃口尺寸及公差，并将尺寸标注在凹模图样上即可。各凸模仅按凹模对应的尺寸标注其基本尺寸，并说明按凹模的实际刃口尺寸配双边间隙 0.03mm。侧刃则按侧刃孔配单边间隙 0.015mm。5.3.1 落料凹模刃口尺寸落料凹模刃口尺寸计算需按磨损情况分类计算。（1）凹模磨损后增大的尺寸，按公式 计算/4(max)0Ad04.20.1/40.251(.75)3Ad05.20.1/40.25(.75)3d m20.410.2/40.53(.75)36Ad0.10.1/40.25468(.75)73dm（2） 凹模磨损后减小的尺寸，按公式 计算0(in)/4Bx:0.16500(2.7.2)2.591/43Bb m（3） 凹模磨损后不变的尺寸，按公式 计算(in0.5)/8Cd 12.0(.52)0./812.05Cd河南机电高等专科学校毕业说明书155.3.2 冲孔凹模刃口尺寸冲孔凹模为长圆形，故可按公式 计算 /4minin0()dxZ0.1280.12/40.3(.5.3)9d5.3.3 侧刃孔尺寸可按公式 计算，取 则(0.5min)ddAZ0.2,din(0.5)27.3ddZ6 设计选用模具零件、部件6.1 凹模设计河南机电高等专科学校毕业说明书16凹模采用矩形板状结构和直接用螺钉、销钉与下模座固定板的固定方式。凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取 5mm，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大。凹模轮廓尺寸计算如下。沿送料方向的凹模型孔壁间的最大距离为31.82.0613.l m垂直于沿送料方向的凹模型孔壁间的最大距离为（取侧刃厚度为 6mm）.4.542.b沿送料方向的凹模长度为（取 c=20mm）263.013.6Llcm垂直于沿送料方向的凹模宽度为 4.28.4Bbc凹模厚度为 33120.1.50615.2,(HKFm1取 K=.25,)根据算出的凹模轮廓尺寸，选取于计算值向接近的标准凹模板轮廓尺寸，其大小为 8.LBm凹模的材料选用 CrWMn，工作部分热处理淬硬为 。凹模如下图所示：604HRC:河南机电高等专科学校毕业说明书171658?0.0950.8 0.84-8+0.01508042?0.0878?0.0951000.04 AA1.6R1.96.226.5R0.928?0.0655.13+0.25016.3 1114.945?4?M80.55图 3-凹模板6.2 凸模设计落料凸模刃口部分设计成阶梯型结构，安装部分设计成便于安装的长圆形，通过铆接方式于固定板固定。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求来确定。凹模的材料选用 CrWMn，工作部分热处理淬硬为 。5862HRC:河南机电高等专科学校毕业说明书184615 R5反反22反 反 反 反 反R2. 1 5.132.5925. 2+0.210+0.00820. 364.13R3 0. 8反 反0. 46.2+0.015+0.006图 4-落料凸模冲孔凸模刃口部分为长圆形，结构简单。因冲孔凸模尺寸很小，所以要对其进行强度校核和刚度校核。（1）凸模最小直径校核（强度校核）孔径远大于材料厚度，故凸模的强度和刚度足够。取凸模于卸料板的双边间隙为河南机电高等专科学校毕业说明书190.2mm（不起导向作用） 。查表得，凸模的最小直径的 d 应满足（取 ，而5.2/5.203/120.3mbdt压 120MPAa压（ ）因 故凸模强度足够。min18.7pZ ,p（2）凸模最大自由强度的校核（刚度校核）查表得，凸模最大自由强度 L 应满足所以小冲孔凸模的工作部22290/1.8/.314.80351.6LdFm分的长度不能超过 13.6mm。取小冲孔凸模的工作部分的长度 12mm。R1.90.02 AA46 0.40.41 0.8反 反 反 反 反5.8+0.040+0.012反 反 22122?0.007 R0.9+0.030图 5-冲孔凸模6.3 准模架的选用 由凹模周界可以选取标准模架凹模周界125mm,B=80mm 材料 GB/T281.3-1990导柱导套 H6/h5 配合导柱标记：20110 GB/T 22110 GB/T2861.19导套标记：207028 GB/T2861.690227028 GB/T2861.690上模座标记：1258025 GB/T2855.190河南机电高等专科学校毕业说明书20下模座标记：1258030 GB/T2855.290 该模具的闭合高度由（4）为H 闭 =H 上模 +H 垫 +L+H+H 下模 h 2130mm模柄压入式的结构如图所示。其主要参数为： 1223340.53856dmdlllm6+0.0120反反21.65+0.01 00.8A0.534+0. 025+0. 009422580332? 0.0545?60?0.08 A1.60.02 BB1? 45?图 6-模柄河南机电高等专科学校毕业说明书216.4 卸料部件的设计与标准化卸料螺钉的选用卸料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径为 8mm，螺纹部分为 M810mm。卸料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,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。联接件的选用与标准化本模具采用螺钉固定，具体讲内六角螺钉标记：35 钢 M845 GB7085螺钉标记：35 钢 M620 GB6876圆柱销钉标记：35 钢 850 GB 11986 15L cc dd（m6） 6C= 1.2产品长度 50冲裁度 Ra0.8m表 2-圆柱销钉参数止动圆柱销标记：35 钢 820 GB11986 河南机电高等专科学校毕业说明书226.5 卸料板的设计弹性卸料板具有卸料和压料双重作用，多用于冲裁薄料，使平面度提高。其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 0.6-0.8 倍。卸料板与凸模的双边间隙取 0.3mm。当卸料板对凸模起导向作用时，卸料板与凸模间按 H7/h6 配合，但其间隙应比凸、凹模间隙小，而凸模与固定板按 H7/h6 配合。为了便于卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口端 0.3-0.5mm卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 12mm。在前面已经确定了采用弹性卸料板，设计卸料板为一整体板。卸料板采用 Q45 钢制造，淬火硬度为 4045HRC。如图所示：58?0.0958027.74?134?M626.74.35.3642?0.0878?0.095100R0.952.4R1.915.4?0.05160.80.850.6A0.04 AR2.15图 7-卸料板6.6 侧刃的实际侧刃用于控制条料的不进距离，其定距准确、效率高，但是增加了材料消耗、冲裁力和模具的制造难度。侧刃主要用于连续模或不适宜采用其他定位方式的冲裁，选用对角布置的侧刃。河南机电高等专科学校毕业说明书23图 8-侧刃固定图6.7 弹簧的选用冲裁中常用的圆柱压缩弹簧是用 60Si3MnA、60Si2Mn 或碳素弹簧钢丝卷制而成，热处理硬度为 43-48HRC，弹簧两端拼紧并磨平。根据卸料力估算出弹簧的个数算出每个弹簧所承受的负荷，初选出弹簧的规格，进行校核检查弹簧最大允许压缩量，满足下列条件后合适。即 fh卸 预 工 修 磨根据计算可选用 的弹簧。2.5m140材料直径d（mm）弹簧中径D（mm）许应压力p(Mpa)试验载荷Fs（N ）长度(mm)2.5 12 710 198.0 40表 3-弹簧主要参数河南机电高等专科学校毕业说明书246.8 承料板的选择承料板与一导料板用螺钉固定，在条料送进过程中起到支撑平衡作用，选用 45钢加工，其尺寸为 42mm20mm6mm。4220 62- 61.61.6图 9-承料板6.9 导料板的选用此模具用两个导料板其导向作用，并且有侧刃槽为侧刃步距下落其定位作用，其一导料板还为承料板其固定作用。其上有固定承料板的两个螺钉孔。在导料板上开有侧刃定距槽，如下图：河南机电高等专科学校毕业说明书2542?0.080.08 AA 1.61.642?82?M8230.015 A1.510078?0.0951.612078?0.09541.61.60.12 AA42?0.081.52?M82?8232?6图 10-导料板河南机电高等专科学校毕业说明书267 总装配图条料送进时采用固定双侧刃进行定位，而有导料板保证送料沿正确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下进行冲压。当冲压完成时，上模上行回程，卡在凸模上的废料由弹性卸料板卸下，冲孔废料和落料制件被凸模直接从凹模口中退下。然后，上模回程条料再次送进由侧刃定距为下次冲压做准备。然后，上模下行再开始下一个行程。80125A图 11-模具总装图河南机电高等专科学校毕业说明书27结论大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。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公司、在洛阳中国一拖、中信重型矿山机械厂的生产实习，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设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正！致谢河南机电高等专科学校毕业说明书28首先感谢本人的导师原红玲老师，他对我的仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。原红玲老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，他给了我鼓励和帮助，在这里我向他表示真诚的感谢！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。感谢母校河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。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战前的一次演练。通过毕业设计可是把我们以前学的专业知识系统的连贯起来，使我们在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识；这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。通过对冲孔落料冷冲模的设计，我对冲裁模有了更为深刻的认识，特别是这种冲孔落料模具的设计。冲裁模的主要零件的加工一般比较复杂，多采用线切割进行加工，弯曲回弹的影响因素多，不容易从纯理论的角度精确的计算出来，多需要在试模后再进行调整。在模具的设计过程中也遇到了一些难以处理的问题，虽然设计中对它们做出了解决 ，但还是感觉这些方案中还是不能尽如人意，如压力计算时的公式的选用、凸凹模间隙的计算、卸件机构选用、工作零件距离的调整，都可以进行进一步的完善，使生产效率提高。历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，并且和同学的探讨，模具设计在实际中可能遇到的具体问题，使我在这河南机电高等专科学校毕业说明书29短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。最后，我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！在这次设计过程中得到了老师以及许多同学的帮助，使我受益匪浅。在此，再次感谢各位老师特别是我的指导老师原红玲老师在这一段时间给予我无私的帮助和指导，并向他们致以深深的敬意，同时也对关心和指导过我各位老师表示衷心的感谢!参考文献1 赵志伟等.模具发展现状J.模具制造，2007，6：242 李绍林、马长福主编.实用模具技术手册 M.上海科学技术出版社，1998 3中国模具设计大典编委会.中国模具大典.江西科学技术出版社,2003.1河南机电高等专科学校毕业说明书304王孝培.实用冲压技术手册.北京:机械工业出版社,2002.15 赫滨海.冲压模具简明设计手册.北京:化学工业出版社,2005.1