黄铜板零件冲压工艺与模具设计制造毕业设计论文.pdf

2013届本科生毕业论文学号:*大学黄铜板件冲压工艺与模具设计制造院 部：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化姓 名：_指导教师：_摘 要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳 动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，工业 生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动 生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。本文对冷冲压技术的分类、特点及发展方向作了简略概述；论述了冲压零件 的形成原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理；对典型的冲压件模具进行 了设计：大直径三通管冲压复合模设计解决了大直径三通管的加工难题、带有浮 动凸凹模的拉伸冲孔复合模设计、适力压边式落料拉伸切边复合模设计、消音器 后补碗落料、拉深、冲孔、翻边复合模设计、一模两件落料拉伸冲孔翻边复合模 设计、环形弯曲件的模具设计、较链卷圆成形工艺及模具设计、半自动送料切角 装置设计、滑板式送料拉深、冲孔、翻边模设计实现自动送料、长管多孔冲模设 计、带凸缘台阶方盒形零件拉深模和盒形件侧壁小孔翻孔模。冲压模具的设计充 分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效 率提高，济效益显著。本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生 产具有一定的参考作用。【关键字】黄铜板件冲压模具设计 制造 成形工艺南昌理工学院本科生毕业设计（论文）AbstractPunching die has been w lff8 idely used in industrial production.In the traditional industrial production,the worker work very hard,and there are too much work,so the efficiency is low.W ith the development of the science and technology nowadays,the use of punching die in the industial production gain more attention,and be used in the industrial production more and more.Self-acting feed technology of punching die is also used in production,punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden,so it has significant meaning in technologic progress and economic value.The article mainly discussed the classification,feature and the developmental direction of the pnnching technology.E laborated the punching components formation principle,the basic dies structure and the rate process and the principle of design;and designed some conventional punching die:the die for big diameter three direction pipe which solved the problom of traditional machining,the drawing and punching compound die with float punch-matrix,the drawing and cutting compound dies with unaltered press,the compound die for the back bowl of the noise keeper,the design of the compound die which could produce two workpieces in one punching,the bending die for the ring shape part,the bending die which used the gemel,automate loading die for cutting,the drawing,punching and burring compound dies with sliding automated loading,the punching die for the long pipe with two row of hole,the drawing die for the square box shape workpiece and the burring die for the box shape workpiece.The punching dies that utilized the feature of the normal punch shaped the workpiece in the room temperature,and its efficiency and economic situation is excellent.The dies here discussed can be easily made,conveniently used,and safely operated.And it could be used as the reference in the large scale production of similar workpieces.Key word:punching,die,machincal,manufacture,die design,punching,bending,drawingin目录第1章前言.1第2章零件的分析.142.1 零件的工艺性分析.142.2 冲裁件的精度与粗糙度.162.3 冲裁件的材料.16第3章 冲压模具总体结构设计.183.1 模具类型.183.2 操作与定位方式.183.3 模架的类型与精度.18第4章 冲压模具工艺与设计.194.1样设计与计算.194.2设计冲力与压力中心.21第5章 模具的总装图与零件图.255.1 级进模具的总装图.255.2 冲压模具的零件图.265.3 压力机的校核.39第6章 冲压模具零件加工工艺的编制.416.1凹模加工工艺过程.416.2 凸模加工工艺过程.426.3 卸料板模加工工艺过程.436.4 凸模固定板加工工艺过程.44第5章总结.46参考文献.47致谢.48南昌理工学院本科生毕业设计（论文）第一章前言1.1 冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分 离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常 是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压 或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量 加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生 产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设 备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具 有许多独特的优点。主要表现如下。（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依 靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分 钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵 梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种 省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工 成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量 较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工 业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工 产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工 业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造二 铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以 II南京工业大学本科生毕业设计（论文）说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生 产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分 离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件 的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每 种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一 工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以 上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合一级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压一一在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上 不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压一一在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完 面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进一一在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按 工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由 上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面 上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下 坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出 件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。南昌理工学院本科生毕业设计(论文)1.3 冲压技术的现状及发展方向随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材 料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。(1).冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重 视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间 的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理 论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元(FE M)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺 方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺 及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工 艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是 提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达 25mm,精度可达皿1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能 加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济 效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要 求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一 次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越 性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技 术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除 材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快 速经济地实现三维曲面的自动化成形。(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上，目前正朝着以下两方面发展:一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精 度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种 II南京工业大学本科生毕业设计（论文）高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另 一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术 水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲 压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2 5微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车 覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基 本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和 成本方面与国外相比还存在一定差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先 进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铳削加 工、电火花铳削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制 造的技术水平。高速铳削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速 一般为15000 40000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度RaW l微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材 料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铳削加 工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铳一 样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的E DSCAN8E电火花铳削加工 机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统,体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当 完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可 达士 1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米；精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数 控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术；模具加工过程中的检 测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良 好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化 检测成为可能。止匕外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到 了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模 等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-II型多功能快速原型制造系 南昌理工学院本科生毕业设计(论文)统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺(分层实体制造SSM和熔融挤压成 形ME M)的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇 注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。(3)冲压设备和冲压生产自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的 冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设 备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃 至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压 力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完 成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一 分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用 率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功 能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完 成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在 相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的410倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲 和拉深等多种作业。近年来，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 大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能 折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔 性制造单元(FMC)和冲压柔性制造系统(FMS)代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数 控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程 完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各 种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。(4)冲压标准化及专业化生产方面模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产,冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的 II南京工业大学本科生毕业设计（论文）标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具 的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%80%,模具厂 只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造 厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某 些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期 的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家 有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的 要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数 标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供 货、服务等都还有待于进一步提高。设计要求:设计该零件的冲裁模冲压件图如下图所示：冲压技术要求：1.材料:H622.材料厚度:4mm3.生产批量：中批量未注公差:按IT14级确定南昌理工学院本科生毕业设计（论文）II南昌理工学院本科生毕业设计（论文）5南昌理工学院本科生毕业设计（论文）4南昌理工学院本科生毕业设计（论文）南昌理工学院本科生毕业设计（论文）第二章零件的工艺性分析.2.1 零件的工艺性分析 该零件材料为H62（黄铜）结构简单,形状对称,凹模宽度B二12三1.2t（t为材料厚度），冲孔时有尺寸为6 6.5产4）5.2和5根据课本 P86页知冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小.冲孔的最小尺寸取决于材料性能，凸模的强度和模具结构等.根据表3-3可查得圆形孔最小值得d=0.9 t=0.9 X4=3.6mm1X4=4,C2=88.9-21-29.4-31.5-2-2.5=2.51X4=4,C=18/2-6=3355.9 6nlm(首次冲裁除外)，又因为t=255Mpa,t=4mm,取K=L 3,则根据式 3-18,F=KLt t=1.3X355.9 6X4X255=471.99 KN卸料力：查表3-22,取Kx=0.06,则Fx=KxF=0.06X471.9 9=28.32 KN推件力：由表3-28,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度hN8nlin,为了修模时 能保证模具仍具有足够的强度,所以直壁高度取h=8+6=14mm,故n二h/t二14/4=3.5,查表3-22,取KT=0.09则FT=n KT F=3.5X0.09 X471.9 9=148.68 KN由于采用固定卸料和下出件方式,所以FE=F+FT=148.68+471.9 9=620.67 KN由式3-23应选取的压力机公称压力为：P0三(1.1 1.3)F=(1.1-1.3)X620.67=682.74KN因此可选压力机型号为JD21-80.(2)压力中心根据排样，我们可以在CAD里使用查询便能得出冲孔的压力中心，如图5-2 所示先取原点在0处,则它的压力中心为A(48.76,-39.84),而落料各边的压力中心分别为B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(9 0.4,-12).由式 3-31 得：X0二(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)11冲压模具工艺与设计计算二(139.15X48.76+6X0+6X0+9 0.4X45.2+9 0.4X45.2+24X9 0.4/139.15+6+6+9 0.4+9 0.4+24=48.211Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(139.15X39.84+6X3+6X21+9 0.4X0+9 0.4X24+24X12)/139.15+6+6+9 0.4+9 0.4+24=-22.88所以由以上可以算得压力中心为G(48.11,-22.88)具体如下图4-3所示：10南昌理工学院本科生毕业设计（论文）图4-3压力中心（3）.计算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料较厚,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单，并且 还可以放大基准件的制造公差，（一般可取冲件公差的1/4）,使制造容易，因此采 用配作加工为宜.由落料尺寸得,凹模会变小,所以得下图4-4以凹模为基准,配作凸模.如图 4-4刃口尺寸由冲孔尺寸得，凸模尺寸变小,所以有图4-4以凸模为基准,配作凹模.如图4-4刃口尺寸15冲压模具工艺与设计计算31.5 0.25 一-294 一 210.52图4-4刃口尺寸根据表3-9,由材料厚度可得Zmin=0.320mm,Zmax=0.400mm.如图4-22,由落料，凹模磨损后变大，有A1=24?o43,A2=9O.4?o5 由表3-14,表3-15可得磨损系数Xl=0.75,X2二0.5所以:Adl=(Almax-xA)；A/4=(24-0.75X0.43)；043/4=23.68 J0108Ad2=(A2max-xA)；A/4=(9 0.4-0.5X0.5)；O5/4=9 0.15 J0125由于Adi,Ad2为落料尺寸，故以凹模为基准，配作凸模，所以落料凸模刃口 尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为0.320.400mm.(2).由冲孔尺寸凸模磨损后变小有：16南昌理工学院本科生毕业设计（论文）bl=2.5胪5,b2=5.5廿3,b3=5.2J015,b4=6.5彩，b5=6,b6=12,b7=2而b5,b7为自由尺寸，其公差为IT14,所以查表可得5=0.3,7=0.25 由表 3-14,表 3-16 可得，磨损系数 X1=X1=X5=0.5,X3=X4=X7=0.75因圆弧R6与尺寸12相切，故bp6不需采用刃口尺寸公式计算，而直接取 bp6=2bp5.所以:bpl=(blmin+XlAl)A/4=(2.5+0.5X0.25)006=2.625on(-,bp2=(b2min+X2A2)A/4=(5.5+0.5X0.3)075=5.650075bp3=(b3min+X3A3)A/4=(5.2+0.75X0.15)OO38=5.3130038bp4=(b4min+X4A4)A/4=(6.5+0.75X0.2)005=6.65005bp5=(b5min+X5A5)-4=(6+0.5X0.3)2OO75=6.1520075bp6=2bp5=12.3,o5bp7=(b7min+X7A7)-4=(2+0.75X0.25)0063=2.1880063(3).凸，凹模磨损后不变的尺寸尺寸21 0.52,Cp2=29.4,Cp3=120.25,Cp4=31.50.25.未注公差为IT14,所以29.4的公差为0.52,由表 3-16 得:Cp=表min+0.5A)A/8,所以:Cpl=(Cmin+0.5A)A/8=(21-0.52+0.5X1.04)0.13=21 0.13Cp2=(Cmin+0.5A)A/8=(29.4-0.26+0.5X0.52)0.065=29.40.065Cp3=(Cmin+0.5A)A/8=(12-0.25+0.5X0.5)0.063=120.063Cp4=(Cmin+0.5A)A/8=(31.5-0.25+0.5X0.5)0.063=31.50.06317模具的总张图与零件图5.模具的总装图与零件图5.1 根据前面的设计与分析，我们可以得出级进模具的总装图如图5-1所示：1材料:H 622.材料厚度:如m图5-1级进模总装图1.垫板;2.凸模固定板;3.销钉;4.卸料板;5.凸模;6.导板;7.凹模;8.导正销;9.始用挡料销；10.模柄;11.上模座；12.导套；13.导柱；14.下模座；15.螺钉；16.定位销；17.螺钉；18.承料板；19.导料板.16南昌理工学院本科生毕业设计（论文）5.2冲压模具的零件图（1）.凹模设计凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉,销针与下模座固定的固定方式.考 虑凹模的磨损和保证冲件的质量根据表3-28,凹模刃口采用直筒形刃口壁结构,刃口高度根据前面“4.2”计算冲裁力时所取h=14mm,漏料部分刃口轮廓适当扩 大根据表3-28可以扩大0.51mm,取1mm,（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计 成近似于刃口轮廓的简化形状,如图5-21所示），凹模轮廓尺寸计算如下：凹模轮廓尺寸的确定 凹模轮廓轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB（长 X宽）及厚度尺寸H.从凹模外边缘的最短距离称为凹模壁厚C.对于简单对称形状 刃口凹模，由于压力中心即对 称中心，所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向 四周扩大一个凹模壁厚来确定,所以：L=l+2C=9 0.4+2X54=19 8.4 B=1+2C=27.8+12+6+2X54=153.8C值可根据表3-29查得.整体式凹模板的厚度可按如下经验公式估算：H=K1K2VO.1F=1X1.5 0.1 4719 9 0=55mm,K1 取 1,K2 根据表 3-30 取 1.5.由以上算得凹模轮廓尺寸LXBXH=19 8.4X153.8X55,查有关国家标准，并无厚 度合适，因此我选LXB为标准尺寸，得LXBXH=250X200X56.凹材料的选用：根据表8-3,材料选用Cr4W moV孔与孔的校核：由表3-27校核 最小A值为29,最小B值为29,最小C值为19,最小D值为6.84,以上都能达到要 求，因此得以校核.凹模刃口尺寸及其它具体见零件图5-21.或后面所附的零件 图.设计中，因为压力中心与凹模板的几何中心相差不太，由压力机根据模柄孔尺寸为660,压力中心仍在模柄投 影面积,可设他们在同轴线上.17模具的总张图与零件图2X010；0,5D 土。63?9 40 062图5-2凹模(2).凸模设计落料凸模刃口部分为方形，又在它里面开孔,装配导正销,为便于凸模和固定 板的加工,可通这设计成钾接方式与固定板固定.冲孔凸模由于相隔很近,不宜采 用阶梯结构,设计成钾接方式.凸模的尺寸根据导料板尺寸、卸料板尺寸和安装固 定要求尺寸以及式3-33的h,取hl520,因为这里的凹模刃口尺寸为14 mm,在 范围之内取15mm所以凸模的尺寸为 L=15+12+44+32+104mm.凸模材料：参照冲压模具设计与制造选用CrWMn.考虑冲孔凸模的直径很小，故需对最小凸模6 5.2进行强度和钢度校核：根 据表3-26可得：LW 9 0d2/VF=(9 0X5.313X5.313)/J1.3X3.14X5.313X4X255 二 16.96mm.18南昌理工学院本科生毕业设计(论文)L为凸模的允许最大工作尺寸，而设计中，凸模的工作尺寸为154.42,凸模强度 得以校核.参照ISO 8020-19 86 B型圆形冲孔凸模,设计如图5-3,5-4所示.余下 凸模根据凸模长度及其加工可设计如图5-5、5-6、5-7所示，具体零件图如后面 所附零件图为准，在这只是初步设计。对图5-3,5-4说明：(1).反钾反磨平是为了装配的要求；(2).装配的尺寸为H7/m6,可得力8,4)10的上下偏差；.倒 角13是参照ISO标准设计;(4).15是工作尺寸要求；(5).圆形凸模要有同轴度的要求,参照ISO标准得出；(6).刃口尺寸由前面计算可得；(7).淬硬5862HRC是为了提高模具的寿命；(8).工件表面粗糙度要求较高,取0.8,其余的可取6.3;(9).保持刃口锋利，为了减小毛刺.(10).材料为CrW Mn.对图5-5,5-6,5-7说明.(1).反钾反磨平是为了装配的要求；(2).装配的尺寸为H7/m6,可得装配尺寸的上下偏差；.倒 角13是参照ISO标准设计;(4).15是工作尺寸要求；(5).刃口尺寸由前面计算可得，图5-6为配作尺寸按配作要求配作；(6).淬硬5862HRC是为了提高模具的寿命；(7).工件表面粗糙度要求较高,取0.8,其余的可取6.3;(8).保持刃口锋禾山为了减小毛刺.17模具的总张图与零件图18南昌理工学院本科生毕业设计(论文)反抑后磨平0寸喀处aooolcoQJI 0110 0+牛 eOJoo+y882107；015反钾后磨平09/3596 15：8 啮012 5 010 5120 0639015图5-6落料凸模鹦?89 6OJ图5-5冲孔凸模R55%o75R2625%o6318 21013r)?c+0 019 0+0 010图5-7冲孔凸模(3).选择坚固件及定位零件螺钉规格的选用：根据表3-36,由凹模板的厚度可选用M12,在根据实际要 求，查标准选用GB 70-85 M12X70,这里要12个,承料板的螺钉选用GB 70-85 M5X20,这里要2个.根据表8-3,选取材料为45钢.销钉规格的选用：销钉的公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格，因此 根据标准选用GB 119-86 A10X70,根据表8-3,选取材料为45钢.根据定位方式 及坯料的形状与尺寸,选用合适的标准定位零件.挡料销：固定挡料销由表3-32知，挡料销高度h=5,根据表8-3,选取材料 为45钢，数量为2,查标准GB2866.11-81,如图5-8固定挡料销所示：19模具的总张图与零件图始用挡料销：根据导料板间距9 9.8及凹模L二200,可得导料板宽度=(200-9 9.8)/2=50.1mm,在根据表3-32,由t=4mm,可得导料板厚度为12mm.根据 GB2866.1-81选取始用挡料销规格长L=70mm,厚度H=12的始用挡料销装置,规格 为：始用挡料销：块一70X12 GB2866.1-81弹簧一1.0X10X20 GB2089-81弹簧芯柱一8X18 GB2866.2-81材料:块一根据表8-3,选取材料为45钢，弹簧芯柱一根据GB700-79为A3.热处理：块一硬度HRC4348.20南昌理工学院本科生毕业设计（论文）图5-9始用挡料销一块图5-9始用挡料销弹-簧芯柱导料板：根据凹模LXB=200X160,始用导料销70X12查标准GB2865.5-81,选规格 为:长度L=200,宽度B=50,厚度H=12,材料为A3的导料板，即导料板:200X50X12 GB2865.5-81/A3,热处理 HRC2832.21模具的总张图与零件图如图5-10所示:其余守图5-10导料板导正销：使用导正销的目的是消除送料时用挡料销和导料板等定位零件作粗 定位时的误差，保证冲件在不同工位上冲出的内形与外形之间的相对位置公差要 求.导正销主要用于级进模,也可用于单工序模.导正销通常设在落料凸模上,与 挡料销配合使用，因此我们采用导正销,其中A型用于导正d=212mm的孔,安装处 按H7/n6配合查表3-33,3-34根据GB 2864.1-81A型导正销可得出导正销，22南昌理工学院本科生毕业设计(论文)如图5-11,5-12所示:图5-11 A型导正销图5-12 A型导正销(4).设计和选用卸料与出件零件卸料以固定板卸料，出件是以凸模往下冲即可，因此不用设计出件零件.固定 卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.81倍,所 以卸料板的LXBXH=200X160X0.8X56=200X160X44,卸料板在此仅起卸料作用，凸 模与卸料板间的双边间隙一般取0.20.5mm,这里取0.5mm,根据表8-3,材料为 Q 275.由以上根据凸模和凹模可设计出卸料板如图5-13.23模具的总张图与零件图0 9 1E U-H(久 L I0 0Z9图5-13卸料板(5).选择模架及其它模具零件选择模架：根据GB/T 2851.5-9 0,由凹模周界200X160,及安装要求,选取凹模周界：LXB=250X200,闭合高度：H=220265,上模座：250X200X50下模座：250X200X60,导柱：32X210,35X210,导套：32X115X48,35X115X48.由以上可得模架及其零件如图5-14所示.图5-14只是草图,具体零件参阅模具标准汇编(一)24南昌理工学院本科生