毕业设计（论文）-托架冲压模具设计【含全套CAD设计图纸】

'购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸托架冲压模具设计摘要本文提出采用模具来生产托架的新工艺，并针对某规格夹具托架设计了复合模。该模具设计的难点主要是如何解决好零件中的孔冲裁、确定模具结构、如何进行模具的制造及冲裁方案选定等。本文结合托架的特点，具体解决了压力机的选择与校核、凸模和凹模刃口尺寸计算及结构设计、定位方案设计、卸料方式的设计、主要模具零件的加工工艺、标准零件的选用、模具的装配等一系列的设计工作，这些设计可为类似的零件模具设计提供现实的指导意义。关键词：托架；冲压模；冲裁力 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸目录1绪论12零件工艺分析22.1材料分析22.2工件结构形状32.3尺寸精度分析33确定工艺方案44模具总体设计64.1模具类型的选择64.2定位方式的选择64.3卸料、出件方式得选择64.4导向方式的选择65模具设计计算75.1棑样设计75.1.1材料利用率75.1.2排样方法75.2搭边值、条料宽度与条料步距的确定85.2.1搭边值的确定85.2.2条料宽度的确定95.2.3条料步距的确定106冲裁力相关计算126.1冲裁力计算126.2推料力、卸料力计算126.3计算总冲压力137模具压力中心的确定158冲模间隙值及刃口尺寸确定178.1冲模间隙的分析178.2冲模间隙值的确定178.3冲模刃口计算17II 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸8.3.1刃口尺寸的影响178.3.2刃口尺寸的计算方法188.3.3计算凸凹模刃口的尺寸199主要零部件设计219.1凹模外形尺寸的确定219.2导料板的设计229.3卸料板的设计239.4定位零件的设计239.5弹性元件的计算239.6外形凸模的设计249.7内孔凸模设计249.8模架及其它零件的设计249.8.1导柱导套的选取249.8.2模座的选取2510校核模具的闭合高度及压力机有关参数选取2610.1校核模具闭合高度2610.2压力机的选择2611模具总装图2712绘制模具总装图、选取标准件27结论28致谢29参考文献30II 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸绪论我国具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。按照中国模具工业协会的划分,我国模具基本分为10大类，其中,冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。目前,我国以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步。几大汽车模具厂由于采用了国际上先进的模具加工厂设备、制造技术和软件,实现了CAD(计算机辅助设计)/CAE(计算机辅助实验)/CAM(计算机辅助制造)一体化,提高了冲压模具的设计开发和制造能力,缩短了模具的生产周期。国内的模具企业也在充分抓住汽车工业所带来的发展契机,加大设备、产品、生产规模的升级步伐,积极开拓国内外市场。我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的60%左右,大部分模具厂的模具加工设备陈旧,在役期长、精度差、效率低,还不能适应国民经济发展的需要。生产冲压模具的专用技术尚未成熟,大多仍还处于试验摸索阶段，如模具的表面涂层、表面热处理技术、导向副润滑技术、型腔传感及润滑技术、去应力技术、抗疲劳及防腐技术等未完全形成生产能力,走向商品化。一些关键、重要的技术缺少知识产权的保护。目前模具技术的发展趋势模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展；模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展；快速经济制模技术的广泛应用；。主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的团队精神；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理；广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2零件工艺分析图2-1托架工件名称：托架生产批量：批量生产材料：Q235材料厚度：1mm2.1材料分析表2-1碳素结构工具钢得化学成分、性能及用途牌号等级化学成分δs/Mpaδ5/％δb/Mpa用途举例钢材厚度或直径≤16mmWc/％不小于Q235a0.14～0.2223526375～460用来制造拉杆螺栓螺母轴销子螺纹钢角钢槽钢钢板等B0.12～0.20C≤0.18D≤0.1730 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表2-2部分常用冲压材料的力学性能材料名称牌号材料状态抗剪强度（Mpa）普通碳素结构钢Q195未退火260～320Q235310～380Q275400～500由上表得Q235是碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性和可煅性，强度低，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。2.2工件结构形状冲裁件结构简单，但内外形有尖角，为了提高模具使用寿命，建议将所有90°的尖角改为R1的工艺园角。2.3尺寸精度分析零件图上所有的尺寸未标注公差，属自由公差，可按IT14级确定工件尺寸公差，经查公差表附录4，可确定尺寸公差为：65、20、13、37、Ф9。结论:综上所述零件可以冲裁,适宜冲裁加工。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸3确定工艺方案冲裁工艺是否合理,对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大的影响。表3-1单工序冲裁、级进冲裁和冷冲冲裁性能比较项目单工序模复合冷冲模级进模生产批量小批量中批量和大批量中批量和大批量冲压精度较低较高较高冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差，仅适合于大批量生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产冲模制造的复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁较简单零件时低于冷冲模经分析，工件尺寸精度要求不高，形状简单且不大，而工件产量较大，材料后度为0.5mm比较薄。故初步确定以下三种方案：该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔-落料复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案一单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产的要求。方案二30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。该模具只需要一副模具，工件的精度及生产效率都很高，由于零件结构一般，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进模冲裁方式。由于孔边距尺寸mm有公差要求，为了更好地保证尺寸精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。方案三级进模（又称为连续模、跳步模）：是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，具有比复合更好的生产效率。它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化。难以保证制件内、外相对位置的准确性因此制件精度不高。通过对上述三种方案的的分析比较，因为该制件的精度要求不高，用于大批量生产。决定实行工序集中的工艺，所以该制件的冲压生产采用方案三为佳。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸4模具总体设计4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。4.2定位方式的选择因为该模具是级进模且采用的是条料，控制条料的第一次送进冲孔采用始用挡料块，控制条料的送料步距进行落料采用固定挡料销粗定位，导正销精定位。4.3卸料、出件方式得选择刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲料厚在2mm以下的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。故因为工件厚度为1mm,相对较薄，卸料力也比较小，故采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。4.4导向方式的选择方案一：采用对角导柱模架。由于导柱装在模具压力中心的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、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，且不能使用浮懂模柄。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。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压件，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，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较，为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整及安装始用挡料块，该级进模采用后侧导柱的导向方式。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5模具设计计算5.1棑样设计5.1.1材料利用率在冲压零件的成本中材料的利用率具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为棑样。不合理的棑样会浪费材料，衡量棑样经济性的指标是材料利用率。材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率η表示：（5-1）式中：η-材料利用率（%）；F0-所用面积，包括公件面积和废料面积（mm2）；F-冲裁件的实际面积（mm2）；B-板料宽度（mm）；a-送料进距（mm）；从上式看，若能减少废料面积，则材料利用率就高。废料可以分为工艺废料和结构废料，搭边和余料属工艺废料，这是与棑样形式及冲压方式有关的废料，结构废料由工件的形状特点决定，一般不能改变。所以只有设计合理棑样方案，减少工艺废料，才能提高材料利用率。5.1.2排样方法根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种。方案一：有废料棑样法，沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及制件与调料侧边之间，都有工艺废料。因留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低。方案二：少废料棑样法，沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在、制件之间留有搭边，材料利用率有所提高。方案三：无废料棑样法，无废料棑样法就是无工艺搭边的棑样，制件直接由切断条料获得。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。根据设计模具制件的形状、厚度、材料、模具使用寿命等方面的全面考虑，排样方法采用方案一有废料棑样法。根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。根据工件的形状、结构等特点，故分为直排和对排两种。5.2搭边值、条料宽度与条料步距的确定5.2.1搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表5-1搭边a和a1数值材料厚度圆件及r>2t的工件矩形工件边长L<50mm矩形工件边长L>50mm或r<2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a<0.250.25～0.50.5～0.80.8～1.21.2～1.61.6～2.02.0～2.52.5～3.03.0～3.53.5～4.04.0～5.05.0～121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t根据制件厚度与制件的排样方法可以查表5-1得：搭边值工件间a1为2.2mm，沿边a为2.5mm排样图确定如图：30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图5-1排样图5.2.2条料宽度的确定排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度和进距也就可以设计出。条料宽度的决定与模具的结构有关。由于该模具采用的是无侧压装置的模具，该装置能使条料始终沿着导料板送进。其条料宽度计算公式：（5-2）其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为-△。式中：D-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；A-侧搭边值；C-条料与板料之间的间隙。5.2.3条料步距的确定送料步距：条料在模具上每次送料的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与棑样方式有关，是决定挡料销位置的依据。故一个步距：条料宽度：B=26（mm）送料步距：a=41.5+1.5=43（mm）材料利用率:η=（1025/26×43）×100%=79.5%该棑样方法为有料直排棑样法。查附录1板材标准，宜选用710mm×1400mm的钢板，每张钢板可剪裁为10条条料（26mm×1400mm），每条条料可冲5030 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸个工件，故每张钢板的材料利用率为：η总=（N总F/LB）×100%（5-3）式中：η总-张材料利用率（%）；N总-张板材的冲件总数目；L-板料的长（mm）；B-板料宽度（mm）；F-冲件的实际面积（mm2）；则：η总=（N总F/LB）×100%=（500×1025/1400×260）×100﹪=77.56﹪30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸6冲裁力相关计算6.1冲裁力计算计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：Fp=KptLτ（6-1）式中：τ-材料抗剪强度，见表1-2（MPa）；L-冲裁周边总长（mm）；T-材料厚度（mm）；系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1～3。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1.3的近似计算法计算。由于材料Q235钢查表1-2其抗剪强度τ=350Mpa。冲裁周边总长L由电子图板软件得L=230.679mm；材料厚度t=0.5mm；故：Fp=1.3×350×0.5×230.679=52479.5N6.2推料力、卸料力计算在冲裁结束时，由于材料的弹性回复及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧固在凸模上为冲裁工作继续进行，必须将紧固在凸模上料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下扎着的料称为卸料力；顺冲裁方向将从凹模内顶出所需要的力称为推料力。一般按以下公式计算：按卸料力公式计算卸料力FQ：FQ=KXFP（6-2）查表6-1得Kx=0.055根据公式得FQ=KxFp=0.055×52479.530 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=2886.4N按推料力公式计算推料力FQ：FQ1=nKtFp（6-3）取n=4查表6-1得Kt=0.063n-根塞在凹模内的制件或度料数量（n=h/t）根据公式6-3得：FQ1=nKtFp=4×0.063×52479.5=13224.8N6.3计算总冲压力由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。故：F=Fp+FQ+FQ1（6-4）式中：Fp-总冲压力（N）；FQ-卸料力（N）；FQ1-推料力（N）；故：F=F1+FQ+FQ1=52479.5+2886.4+13224.8=68590.7N表6-1卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢≤0.1>0.1～0.5>0.5～0.25>2.5～6.5>6.50.065～0.0750.045～0.0550.04～0.050.03～0.040.02～0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.025～0.080.02～0.060.03～0.070.03～0.09压力机分为机械式和液压式，机械式分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床，液压式分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机。在压力机的选用过程中必须满足一下条件：条件一：在选用压力机时必须满足模具的使用条件。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸条件二：在满足使用要求的前提下尽量选用开式压力机。条件三：在在选用压力机时，尽量选用公称压力大于总压力的压力机。压力机的选用如表6-3所示：表6-3开式压力机规格及参数型号J23-16J23-25J23-35J23-40J23-63公称压力/KN160250350400630滑块行程/mm5565100100100最大闭合高度/mm220270290330315闭合高度调节/mm4555606563滑块中心线至床身距离/mm160200200250260滑块底面尺寸/mm前后180220260220260左右200250300250300工作台板厚度/mm40502906585模柄孔尺寸/mm直径4040504040深度6060706070曲柄压力机分为开式和闭式两种，开式压力机身形状似英文字母C，其机身前端及左右均敞开，操作可见，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，哟版压力机吨位不超过2000KN。闭式压力机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力精度高，考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，查表6-3，压力机公称压力应比计算冲压力大30%，故根据计算冲压力结果拟选压力机为J23-16。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7模具压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按以下原则来确定：对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。其计算公式为：X0=Fp1X1+Fp2X2+Fp3X3+……+FpnXn/Fp1+Fp2+Fp3+……+FpnY0=Fp1y1+Fp2y2+Fp3y3+……+Fpnyn/Fp1+Fp2+Fp3+……+Fpn因冲裁力与冲裁周长成正比，所以式式中各冲裁力p1、p2、p3……pn可分别用各冲裁周边长度L1、L2、L3……Ln代替，即：Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……LnYo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln下面用解析法确定与计算模具的压力中心：案比例画出工件的轮廓形状，选坐标XOY，如图7-1所示。把工件轮廓分为8段，并确定各段长度，具体数值列于下表7-1。表7-1压力中心的计算基本要素长度L/mm基本要素压力中心的坐标值XYL1=20-32.522.2L2=650-32.2L3=2032.522.2续表7-130 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸L4=17.323.8512.2L5=34.5280-19.2L6=17.3-23.8512.2L7=28.274-18.5-12.2L8=28.72418.5-12.2合计L=230.67900由上表计算得知模具压力中心的坐标值为（0，0）。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸8冲模间隙值及刃口尺寸确定8.1冲模间隙的分析冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件工艺、尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。8.2冲模间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。确定合理间隙值的方法有经验法、理论法。理论法：主要保证上下裂纹会合，以获得良好的断面。此法用于材料较硬较厚的场合。经验法：对于尺寸精度、断面垂直度要求高的制件应选用较小间隙值，对尺寸精度、断面垂直度要求不高，可采用较大间隙值。其值可按实用间隙表选用。结论：由于该材料较薄且制件精度不高，故可选用间隙表。根据实用间隙表附录表2查得材料Q235的最小双面间隙2Cmin=0.040mm，最大双面间隙2Cmax=0.060mm。8.3冲模刃口计算8.3.1刃口尺寸的影响30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具合理的间隙值模具刃口寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模的主要任务之一。8.3.2刃口尺寸的计算方法由于模具的加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可以分为两种情况。若采用分别标注尺寸和分别加工的方法制造凸模和凹模的刃口尺寸的方法，凸模和凹模的制造公差必须满足不等式。因为凹模为孔，公差取单向正值；凸模为轴，公差取单向负值。生产中对普通冲裁件，凹模刃口尺寸制造公差按IT7级精度选取；凸、凹模刃口尺寸公差按IT6、IT7级精度选取。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙，必须满足下列条件：或取落料：在计算外形落料时，应以凹模为基准，其计算公式：（8-1）（8-2）式中：-落料凹模基本尺寸mm；-落料凸模基本尺寸mm；D-落料件最大极限尺寸mm；X-磨损系数；-制件公差；-凸、凹最小初始双面间隙mm；-凸模下偏差，可案IT6选用；-凹模上偏差，可按IT7选用。冲孔：应以凸模为基准，其计算公式：（8-3）30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（8-4）在同一公布中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距Ld按下式确定（8-4）式中：-同一工步中凹模孔距基本尺寸mm；-制件孔距的最小极限尺寸mm。表8-1系数x料厚t（mm）非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差△/mm11～22～4>4<0.16<0.20<0.24<0.300.17～0.350.21～0.410.25～0.490.31～0.59≥0.36≥0.42≥0.50≥0.60<0.16<0.20<0.24<0.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.308.3.3计算凸凹模刃口的尺寸故落料凹模：=（65-1×0.26）=72.43=（72.43-0.04）=72.39校核0.019+0.03=0.049≥0.02，由此可知，只有缩小δp、δd，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：δp=0.4×0.02=0.08δd=0.6×0.02=0.012Dd=64.63Dp=64.59Dd=（D-x△）30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=19.74=（19.74-0.04）=19.70校核0.019+0.03=0.049≥0.02，由此可知，只有缩小δp、δd，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：δp=0.4×0.02=0.08δd=0.6×0.02=0.012Dd=19.74Dp=19.70冲孔模：=（9+1×0.36）=10.45=（10.45+0.04）=10.49校核0.015+0.009=0.024≥0.02，由此可知，只有缩小δp、δd，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：δp=0.4×0.02=0.08δd=0.6×0.02=0.012Dd=9.18Dp=9.22凹模型腔两孔中心距：=（36.38+1×0.62）±0.125×0.62=36.9±0.07830 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸9主要零部件设计9.1凹模外形尺寸的确定凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，由于工件采用下出件，所以凹模刃口做成锥形。安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。模具的外形尺寸如下：模具厚度的确定公式为：H=Kb（9-1）式中：K-系数值，考虑板料厚度的影响；B-冲裁件的最大外形尺寸mm。表9-1系数值Ks/mm材料厚度t/mm<1>1～3>3～6<50>50～100>100～200>2000.30～0.400.20～0.300.15～0.200.10～0.150.35～0.500.22～0.350.18～0.220.12～0.180.45～0.600.30～0.450.22～0.300.15～0.22查表9-1得：K=0.25H=0.25×65=16.25mm查表取标准H=20mm模具壁厚的确定公式为：C=（1.5～2）H（9-2）=1.5×16.25～2×16.25=24.375～32.5mm凹模壁厚查附录3取标准值C=26mm凹模宽度的确定公式为：B=工件宽+步距+2c（9-3）取：工件宽=20，步距=22.2，2c=60B=20+22.2+2×26=94.2mm30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸查表9-2取标准B=100mm。凹模长度的确定公式为：L=b+2c（9-4）取：b=65，c=26L=65+2×26=117mm凹模的长度要考虑导料板发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表9-2取标准值L=125mm。凹模轮廓尺寸为L×B×H:125mm×100mm×20mm。凹模材料选用Cr12MoV，热处理60～64HRC。表9-2矩形和圆形凹模的外形尺寸矩形凹模的宽度和长度B×L矩形和圆形凹模厚度H63×5063×6310、12、14、16、18、2080×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×8012、14、16、18、20、22125×100、125×125、140×80、140×80、14、16、18、20、22、25140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×12516、18、20、22、25、28160×160、200×140、200×160、250×125、250×140、16、20、22、25、28、32200×200、250×160、250×200、280×160、18、22、25、28、32、35250×250、280×200、280×250、315×200、20、25、28、32、35、40315×250、20、28、32、35、40、459.2导料板的设计导料板的工作侧壁设计成平直的，导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm,导板间距为71.5mm。这样就确定了导料板的宽度了，导料板的厚度按表9-3选择，应为6mm。导料板用螺钉固定在凹模上。导料板用45钢制作，热处理硬度43～48HRC。则L×B×H=125×14.25×4。表9-3导料板厚度冲件厚度t导料板宽度送进材料抬起送进材料不抬起<200>200<200>200<1>1～2>2～3>3～4468106810123468466830 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸9.3卸料板的设计本模具的弹性卸料板不仅有卸料作用，还具有压料的作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，弹性卸料板的厚度按表9-4取值为16mm，卸料板与2个凸模的单边间隙值按表9-5取值为0.05。卸料板上设置了4个卸料螺钉。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度43～48HRC。表9-4弹性卸料板厚度H/mm材料厚t/mm卸料板宽度/mm≤50>50～80>80～200>200≤0.88101416>0.8～1.510121618表9-5卸料板孔与凸模的单边间隙值Z/2材料厚t/mm<0.5>0.5～1>1单边间隙值/mm0.050.100.159.4定位零件的设计定位零件采用始用挡料块对条料送进时的首次定位进行冲孔，对条料送进时第2次定距时采用固定挡料销进行落料粗定位，用装在落料凸模下部的两个导正销进行精定位，其借用工件上的Ф9的已冲孔作为导正孔。继续送进需人工抬起条料一小段后放下，并将固定挡料销套入下一个制件边沿中，从而进行定位。9.5弹性元件的计算下卸料装置采用橡胶作为弹性元件。本模具的工作行程有以下几部分组成：凸模修模量（4～6）mm,取4mm,凸模凹进卸料板1mm,工件厚度0.5mm，凸模冲裁后进入凹模2mm,以上4项长度之和就是橡胶的工作行程S工作，其计算公式：=4+1+1+2（9-5）=8mm取压缩量为自有高度的0.25，则橡胶板的自有高度为：=/0.25（9-6）=8/0.25=32mm橡胶的预压量=10％～15％，取=15％（9-7）30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=0.15×32=4.8mm则橡胶的装模高度：H=－（9-8）=30-4.8=25.2mm橡胶所能产的工作压力，由于缺乏橡胶的性能资料，而很少作详细计算。所以橡胶的断面面积的确定，一般根据经验估计，并根据模具空间大小进行合理布置即可。同时，在橡胶装上模具后，周围要留足够的空隙位置，以允许橡胶压缩时断面尺寸的胀大。结合模具的实际结构，将橡胶分成4个圆柱块安装。9.6外形凸模的设计因为该制件形状简单，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，直通式凸模采用线切割机床加工。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、导料板的厚度、橡胶的厚度安装高度总和。外形凸模长度为：L=H1+H2+H3+（15～20）mm（9-9）式中：H1-凸模固定板厚度（0.6H～1.5H）；得H1=25mmH2-弹性卸料板厚度查表9-5取H2=16mmH3-导料板厚度查表9-4得H3=6mm（15～20）--附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。（附加长度取20）L=25+16+6+20=67mm9.7内孔凸模设计因为内孔凸模是圆凸摸，仍然选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用H7/r6配合。凸模长度与外形凸模长度相等为67mm。凸模材料应选Cr12MoV，热处理60～64HRC，凸模与卸料板之间的单边间隙见表9-6查得凸模与卸料板的间隙选为0.05mm。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸9.8模架及其它零件的设计9.8.1导柱导套的选取本模具采用滑动导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H6/h6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬56～60HRC。由于模具选用的是后侧导柱标注模架。导柱的直径、长度，按《模具设计大典》标准选取。导柱：d/mm×L/mm分别为Ф22×150；导套：d/mm×L/mm×Dmm分别为Ф22×80×33。9.8.2模座的选取根据凹模的周界尺寸从《模具设计大典》中选取标准值则模座的的尺寸L/mm×B×H/mm为：上模座125×100×35，下模座125×100×40。上垫板厚度一般为（6～20mm），又因凹模周界尺寸为125×100故上垫板厚度取标准值为8mm,那么该模具的闭合高度为：（9-10）=（35+8+67+20+40-2）mm=168mm式中：L-凸模长度，L=67mm；H-凹模厚度，H=20mm；h2-凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm；30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸10校核模具的闭合高度及压力机有关参数选取10.1校核模具闭合高度模具闭合高度H应该满足：（10-1）式中：-压力机最大闭合高度（mm）；-压力机最小闭合高度（mm）；H1-垫块厚度（mm）；根据拟选压力机J23-63,查开式压力机得=220mm,=175mm,H1=40mm。将以上数据代入公式（10-1）得：145≤H≤175。故J23-63适合。10.2压力机的选择通过校核，初选择开式双柱可倾压力机J23-63能够满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：630KN；滑块行程：120mm；最大闭合高度：360mm；最小闭合高度；90mm；工作台尺寸（前后×左右）：480mm×710mm；垫板厚度：90mm；模柄孔尺寸：Ф50mm×70mm；最大倾角高度：30°。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸11模具总装图通过以上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由模柄、上模座、上模垫板、凸模固定板、凸模、橡胶及卸料板等组成。下模部分由下模座、凹模板、及导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。上模部分用4个M10卸料螺钉、4个M10紧固螺钉和2个Ф10圆柱销固定。紧固、卸料螺钉分别选取：M10×50mm、M10×130的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度43～48HRC。圆柱销选取：Ф10×50mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度43～48HRC。下模部分用4个M10的紧固螺钉和2个Ф10的圆柱销固定。螺钉选取：M10×60mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度43～48HRC。圆柱销选取：Ф10×60mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度43～48HRC。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸12绘制模具总装图、选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准GB/T2851.6-90中选取标准件。绘制模具装配图，见总装配图。图12-1总装配图30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸结论毕业设计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夹具托架冲孔—落料复合模的设计、计算，使我对冲裁模的设计流程有了更深一层的了解，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。这是我们都希望的也正是我们进行毕业设计的目的所在。今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的快速发展服务。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸致谢通过毕业设计，是对我们三年来所学知识的综合的检测，更是一个对所学知识的回顾及综合复习的过程；对机械绘图、工程材料、机械设计、模具设计等过程等都有了更进一步的认识。感谢老师给了我足够时间来完成整套模具设计，在设计过程中，得到了老师和同学的帮助与指导，在此表示感谢；也对做相关题目的同学的资助表示感谢，感谢他们在模具设计过程中对我的帮助和指导，尤其对担任本次设计的指导老师刘勇老师表示深深敬意，在设计过程中遇到一些困难，在刘老师的帮助下我才顺利的完成了该冲压模具的设计，他对我设计过程中出现的疏忽与不足之处提出批评与修改建议，使我的设计的模具最终更加的完善。这次设计我深知有很多不足，在此恳请大家给予指导。30 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸参考文献[1]王海明.机械制造技术.北京：中国农业出版社.2004.7[2]张鼎承.冲模设计手册.北京：机械工业出版社.1999.5[3]阎其凤.模具设计与制造.北京：机械工业出版社.1995.11[4]翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社.1999.5[5]李正风.机械设计基础.上海：上海交通大学出版社.2005.1[6]许发樾.模具设计应用实例.北京：机械工业出版社.1999.5[7]刘力.机械制图.北京：高等教育出版社.2004.7[8]郝滨海主编.冲压模具简明设计手册.北京：化学工业出版社.2004[9]王甫茂主编：机械制造基础.上海：上海交通法学出版社出版.200830'