冲压模具结构毕业设计

'65554冲压模具结构毕业设计第1章绪论1.1模具技术的历史现状与发展水平1.1.1冲压模具的历史我国考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具的生产能力。一、冲压模具市场情况我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下：据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元.70 65554根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。1.1.2冲压模具水平状况近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模，大尺寸（φ≥300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1、模具CAD/CAM技术状况70 65554我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国ParametricTechnology公司Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron还引进了AutoCADCATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。70 655542、模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。70 65554第2章模具设计过程与基本概念2.1冲压模具设计的一般设计步骤模具设计实质上是冲件工艺方案的制定和模具结构的设计。一般步骤可归纳为以下几点：2.1.1取得必要的资料根据相关资料分析工件的冲压工艺性，对工件进行工艺审核及标准化审核。（1）取得注明具体技术要求的产品零件图样。了解工件的形状、尺寸与精度要求。关键孔的尺寸（大小和位置），关键表面，分析并确定工件的基准面。其实，冲压件的各项工艺性要求并不是绝对的。尤其在当前冲压技术迅速发展的情况下，根据生产实际的需要和可能，综合应用各种冲压技术，合理选择冲压方法，正确进行冲压工艺的确定和模具结构的选择使之既满足产品的技术要求，又符合冲压工艺的条件。（2）收集工件加工的工艺过程卡片。由此可研究其前后工序的相互关系和在各工序间必须相互保证的加工工艺要求及装配关系等。（3）了解工件的生产批量。零件的生产对冲压加工的经济性起着决定性的作用，为此，必须根据零件的生产批量和零件的质量要求，来决定模具的型式、结构、材料等有关事项，并由此分析模具加工工艺的经济性及工件生产的合理性，描绘冲压工步的轮廓。（4）确认工件原材料的规格及毛胚情况（如板料、条料、卷料、废料等），了解材料的性质和厚度，根据零件的工艺性确定是否采用无废料排样，并初步确定材料的规格和精度等级。在满足使用性能和冲压工艺性能要求的前提下，尽量采用低廉的材料。（5）分析设计和工艺上对材料纤维方向的要求、毛刺的方向。70 65554（6）分析工（模）具车间制造模具的技术能力和设备条件以及可以采用的模具标准件的情况。（7）熟悉冲压车间的设备资料或情况。（8）研究消化上述资料，初步构思模具的结构方案。必要时可对既定的产品设计和工艺过程提出修改意见，使产品设计、工艺过程和模具设计与制造三者之间能更好的结合，已取得更加完善的效果。2.1.2确定工艺方案及模具结构型式工艺方案的确定是冲压件工艺分析之后应进行的一个最重要的环节。它包括：（1）根据工件的形状特征、尺寸精度及表面的质量的要求，进行工艺分析，判断出他的主要属性，确定基本工序的性质。即落料、冲孔、弯曲、拉深、翻边和涨形等基本工序。列出冲压所需的全部单工序，一般情况可从产品图样要求直接确定。（2）根据工艺计算，确定工序数目。对于拉深件，还应计算拉深次数。而弯曲件、冲裁件等也应根据其形状、尺寸及精度要求等，确定是一次还是几次加工。（3）根据工序的变形特点、尺寸精度要求及操作方便性等要求，确定工序排列的先后顺序。如采用先冲孔后弯曲、还是先弯曲后冲孔等。（4）根据生产批量、尺寸大小、精度要求以及模具制造水平、设备能力等多种因素，将已初步依次而排的单工序予以可能的工序组合。如复合冲压工序、连续冲压工序等。通常，厚料、低精度、小批量、大尺寸的冲件宜采用单工序生产，选用简单模；薄料小尺寸、大批量的冲件宜用级进模连续生产；而形位精度高的冲件，则宜采用复合模进行冲压。在确定工序的性质、顺序及工序的组合后，即确定了冲压的工艺方案。也即决定了各工序模具的结构型式。70 655542.1.3进行必要的工艺计算（1）设计材料的排样和计算毛胚尺寸。（2）计算冲压力（包括冲裁力、弯曲力、拉深力、翻边力、涨形力、及卸料力、推件力、压边力等），必要时还需计算冲压功和功率。（3）计算模具的压力中心。（4）计算或估算各主要零件的厚度。如凹模、凸模固定板、垫板的厚度以及卸料橡皮或弹簧的自有高度等。（5）决定凸、凹模的间隙，计算凸、凹模工作部分的的尺寸。（6）对于拉深工序，需决定拉深的方式（压边或不压边），计算拉深次数及中间工序的半成品的尺寸。对于某些工艺，如带料的料、连续拉深，则需进行专门的工艺计算。2.1.4模具的总体设计在上述分析计算的基础上，进行模具结构的总体设计并初步计算出模具的闭合高度，概略地定出模具的外形尺寸。2.1.5模具主要零部件的结构设计（1）工作部分零件。如凸模、凹模、凸凹模等结构形式的设计及固定形式的选择。（2）定位零件。在模具中常用的定位装置有很多的型式。如可调定位板、固定挡料销、活动挡料销及定居侧刀，需要根据具体的情况进行选用及设计。在连续模中还需要考虑是否采用初始挡料销。（3）卸料和推件装置。如选用刚性还是弹性的，弹簧和橡皮的选用和计算等。（4）导向零件。如选用导柱、导套导向还是导板导向，选用中间导柱、后侧导柱还是对角导柱，是滑动导套还是带钢球的滚珠导套等。70 65554（5）支持及夹持零件、紧固零件。如模柄、上下模座的结构形式的选择等。2.1.6选定冲压设备冲压设备的选择是工序设计和模具设计的一项重要的内容。合理的选用设备对工件质量的保证、生产率的提高、操作时的安全性等都有重要的影响，也为模具的设计带来方便。冲压设备的选择主要决定001其类型和规格。冲压设备类型的选定，主要取决于工艺要求和生产批量。冲压设备规格的确定，主要取决于工艺参数及模具结构尺寸。对于曲柄压力机来说，必须满足以下要求：（1）压力机的标称压力必须大于冲压的工艺力。即P压>ΣP。更确切的说，应该是冲压过程的负荷曲线必须在压力机的许用负荷之下。对于拉深件还需计算拉深功。（2）压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求。（3）压力机的行程要满足工件成形的要求。如对拉深工序所用的压力机，其行程必须大于该工序中工件高度的2—2.5倍，以便放入毛胚和取出工件。（4）压力机的台面尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并留有固定模具的位置。一般每边应大出50—70mm以上。压力机台面上的漏料孔尺寸必须大于工件（或废料）的尺寸。2.1.7绘制模具总图模具总图（包括零件工作图）的绘制应严格按照制图标准（GB/T4457—GB/T4460和GB/T131—1993）。同时在实际生产中，结合模具的工作特点和安装、调整的需要，其图面的布置已形成一定的习惯。模具总图包括：70 65554（1）主视图。绘制模具在工作位置的剖面图。一般情况下，其中一半绘制冲压开始以前（冲床滑块在上止点位置时）毛胚置入的情况；另一半绘制冲压结束后、工件已成形（或已分离）、冲床滑块在下止点位置的状态。（2）俯视图。通常情况下一半绘制下半部分俯视图，另一半绘制上半部分的俯视图。（3）列出零件明细表，注明材质及数量。凡标件都要选定规格。（4）技术要求及说明。技术要求包括冲压力、所选用的设备型号、模具总体的形位公差及装配、安装、调试、模具闭合高度、模具间隙以及其他技术要求。2.1.8绘制各非标零件的零件图零件图上应注明全部尺寸、公差及配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料及热处理要求，以及其他各项技术要求。2.1.9填写模具记录卡和编写冲压工艺文件。对于小批量生产时，应填写工艺路线明细表；而在大量生产时，则需对每个零件制定工艺过程卡和工序卡。2.2冲压模具的作用及基本要求模具的作用一方面是将压力机的作用力通过模具传递给金属板料，在其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定的数值时，板料毛胚或毛胚的某个部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得满足一定性能要求及符合所需尺寸及形状的制品；另一方面，通过模具的作用，可以保证上下模之间的正确导向，并使配料稳固的压紧与精确的定位，从而冲制出达到一定精度要求的冲件。70 65554在生产实际中，模具的作用在于保证冲件的质量、提高生产率和降低成本等。为此，除了采用行之有效的工艺手段、进行正确的模具设计及选择合理的模具结构之外，还必须以先进的模具制造技术作为保证。对于各类模具的制造，一般都应满足如下的几个基本要求冲压模具制造的基本要求包括两个方面：一方面是对冲压模具制造工艺过程的基本要求；另一方面是对制造出来的冲压模具在质量和使用方面的基本要求。1.对冲压模具制造工艺过程的基本要求冲压模具制造工艺过程中，应满足以下基本要求。要保证模具的质量。保证模具的质量是指在正常生产条件下，按工艺过程所加工的模具零件应能达到模具设计图样所规定的全部精度和表面质量要求，并通过装配后能批量成形出合格的产品零件来。一般情况下，冲压模具的质量是由制造工艺规程的合理性、机床的加工精度及先进程度、操作者的技术水平等决定的。2.要保证模具的制造周期。冲压模具的制造周期是指完成冲压模具制造全过程所需的时间。冲压模具制造周期的长短主要取决于制模技术和生产管理水平的高低。为了满足生产需要，提高产品竞争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。为此，在制造冲压模具时，应力求缩短模具零件加工工艺路线，制定合理的加工工序，编制科学的工艺标准，经济合理地使用加工设备，并推行和采用“成组加工工艺”、模具标准件和模具技术。3.要保证模具的使用寿命。模具的使用寿命是指模具在使用过程中的耐用程度，一般同一模具成形的冲压件越多，则标志模具的寿命越长。提高冲压模具寿命是一个综合性问题，除了正确选用模具材料以外，还应在模具结构设计、制造方法、测试设备、热处理工艺、模具使用时的润滑条件及所用冲压设备的精度等方面综合予以改进和提高。4.70 65554要保证模具的精度。模具精度包括模具零件（主要是工作零件本身的精度和发挥模具效能所具有的精度，如凸、凹模的尺寸精度、形状与位置精度，模具零件装配后各零件之间的平行度、垂直度及定位与导向配合等精度。但通常所讲的模具精度，主要是指模具工作零件的精度。一般来说，模具精度是通过制造精度来获得的，而制造精度又受到加工方法及加工自身精度的限制。对大批量冲压成形用的模具，对其精度要求是：一方面要求同一模具成形出来的冲压件可以互换；另一方面模具本身的工作零件如有损坏，也要求可以互换。5.要保证模具的成本低廉。模具成本是指模具设计制造费用与模具维修保养费用之和与模具成形出的冲压件总数的比值。在模具生产厂家，主要是指模具的制造费用。由于模具是单件生产，加之模具本身的复杂程度和精度要求都较高，故模具的成本较高。为了降低模具的制造成本，应根据冲压件批量大小，合理选择模具材料，制定合理的加工工艺规程及设法提高劳动效率。对冲压模具的基本要求冲压模具制造出来以后，应达到以下基本要求。能冲出质量合格的冲压件。冲压件的质量包括其形状、尺寸、精度、断面质量和外观等方面。具有一定的使用寿命。制造和修理冲压模具时均应考虑到冲压模具在使用过程中的受力情况和可能的磨损，使冲压模具的强度、刚性、耐磨性和冲击韧度都具有足够的耐用度。能正确而顺利地安装到规定的压力机上。即冲压模具的闭合高度、模柄或安装槽（孔尺寸、顶杆和推杆尺寸等）要与压力机有关技术规格相适应。冲压模具的技术状态良好。包括各零件的配合关系是否正确和稳定，对于冲压模具的安装、操作和维修是否方便等。保证交货期。根据订货单位生产的需要，在保证质量的前提下，尽量缩短制造周期，按期交出合格的冲压模具。冲压模具的成本应低廉。2.3模具的分类70 65554冲床用的模具种类繁多，且变化无穷，由于生产成品的不同或使用冲床及材料的种类各异，则模具的设计构造、制造及使用变化随之而异，又模具几乎都只适于单一产品的加工，致使其分类极为困难，一般分类的方法是依模具的工作方式与依产品的加工方法。一，依模具的工作方式分类，依模具工作方式的不同而分类，是根据在一副模具内所能完成的工程数目而定，分为单工程冲模和多工程冲模两种。单工程冲模：冲床每一程仅能作一单独加工。多工程冲模：将数个单工程冲模聚在一副模具内，使冲床每一冲程能同时作多种单工程的工作，由于设计方式的不同又可区分为复合模冲模、组合冲模和连续冲模三种。①  复合冲模：在不改变毛胚的位置，使冲床每一次冲击下，可同时完成两个或两个以上的不同工程，但仅限于剪切加工的工程。②组合冲模：如果模具是由非剪切性的加工工程（如成形、弯曲、抽制、压印等）相互组成，或非剪切性的加工与剪切性的加工组合在一起，也是不改毛胚的位置，在冲床每一冲制下，可同时完成数种单工程的工作，此即称为组合冲模。③连续模：将各种作用的单工程冲模分级排列在冲床上，带料则依次通过每一级去施行加工，一件完整的零件是在最后一级完成的。二，依产品的加工方法分类依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。①  冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。②弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。③抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。70 65554④成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。⑤压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。2.4模具零件的分类根据冲件的形状、大小、精度和不同的工艺要求，以及考虑到生产量、经济性等不同的要求，模具的结构型式和复杂程度各不相同。但模具的结构组成是很有规律性的。对功能齐全的手工送料模具来说，根据其模具的作用情况，所以的零件可以分为工艺零件、传动零件和辅助结构零件三大类。2.4.1工艺零件这类零件是直接参加完成冲压工序及与材料和冲件相互接触，他们对完成工艺过程其主要作用，直接使板料产生金属流动、造成塑性变形或引起材料分离的零件。其中包括：（1）工作零件------直接完成工作要求的一定变形或造成材料分离的零件。如凸模、凹模、凸凹模等；（2）定位零件------用以确定加工中材料和毛胚正确位置的零件。如当料销。定位板、定距侧刀等；（3）卸料、推料及压料零件-----用于夹持毛胚或在冲压完成后进行推件及卸料的零件。在某些情况下，也能起到限位，校整和帮助提高冲件精度的作用。如卸料版压边圈、顶件器、废料切刀以及与模具安装在一起的送料、送件装置等。2.4.2传动零件70 65554使板料进给送料、或使模具工作部分产生某种特定的运动方向，使得压力机垂直上下运动变成工艺过程中所需的运动方向的零件。如凸轮。斜楔、滑板、铰链接头等。2.4.3辅助结构零件这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和胚料直接发生作用。只是在模具结构中有安装夹持及装配的作用，对模具完成工艺过程其保证作用或对模具功能起完善与辅助的作用。其中包括：（1）导向零件---作为上模在工作时的运动方向，保证模具上、下部分正确的相对位置的零件。（2）夹持及支持零件----用以安装工艺零件及传递工作压力，并将模具安装固定到压力机上的零件。（3）紧固及其他零件----连接紧固工艺零件与辅助零件，及将模具固定到压力机台面上的零件。2.5模具结构形式的选用冲模设计时，首先要根据工艺方案选定模具类型（简单模、级进模或复合模），确定具体的模具总体结构形式。这是冲模设计的关键一步，它直接影响冲压件的品质，成本和冲压生产率。模具的结构形式很多，可根据冲压件的形状、尺寸、精度、材料性能和生产批量及冲压设备、模具加工条件、工艺方案等设计。在满足冲压件品质要求的前提下，力求模具结构简单、制造周期短、成本低、生产效率高、寿命长。确定模具结构形式的内容包括以下几个方面:：1)根据冲压件的形状和尺寸，确定凸、凹模的加工精度、结构形式和固定方法；2)根据毛坯的特点、冲压件的精度和生产批量，确定定位、导料和挡料方式；70 655543)根据工件和废料的形状、大小，确定进料、出件和排出废料的方式；4)根据板料的厚度和冲压件的精度要求，确定压料与卸料方式，压料或不压料，弹性卸料或刚性卸料；5)根据生产批量，确定操作方式：手工操作，自动或半自动操作；6)根据冲压件的特征和对模具寿命的要求，确定合理的模具加工精度，选取合理的导向方式和模具固定方式；7)根据所使用的设备，确定模具的安装与固定方式。表2-5的内容供选定模具种类时参考。表2-5 冲压件生产批量与合理模具形式  2-5 级进模与复合模性能比较比较项目复合模级进模冲压精度高级和中级精度（3～5级）中级和低级精度（5～8级）制件形状特点   零件的几何形状与尺寸受到模具结构与强度方面的限制  可以加工复杂、特殊形状的制件，如宽度很小的异形件等制件品质  由于压料冲裁同时得到校平，制件平正（不弯曲）且有较好的剪切断面  中、小制件不平正（弯曲），高质量制件要求校平 生产效率   制件被顶到模具工作面上，必须用或机械排除，生产效率稍低  工序间自动送料．可以自动排除工件，生产效率高使用高速自动压力机  操作时出件困难．可能损坏弹簧缓冲机构．不作推荐  在行程次数为每分钟400次或更多的高速压力机上工作70 65554 工作安全性        手需伸入模具的工作区．不安全，需采用安全的措施 手不需伸人模具工作区，比较安全多排冲压法的应用       很少采用广泛用于尺寸较小的制件模具制造工作量和成本冲裁复杂形状制件比级进模低冲裁简单形状制件比复合模低 此外．在设计冲模时，还必须对其加工、维修、操作安全等方面予以注意。1)大型、复杂形状的模具零件，加工困难时，应考虑采用镶拼结构，以利于加工。2)模具结构应保证磨损后修磨方便；尽量做到不拆卸即可修磨工作零件；影响修磨而必须去掉的零件(如模柄等)，町做成易拆卸的结构．等等。3)冲模的工作零件较多，而且使用寿命相差较大时，应将易损坏及易磨损的工作零件做成快换结构的形式，而且尽量做到可以分别调整和补偿易磨损件的相关尺寸。4)需要经常修磨和调整的部分尽量放在模具的下部。5)顷鞋较大的模填应有方便的起运孔或钩环等。第3章冲压的定义与基本概念3.1冲压的定义和优缺点3.1.1冷冲压的定义冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具70 65554里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也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。3.1.2冷冲压的优点如下。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。70 65554　　由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。　　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的。[当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快二完善的得到解决。3.2冲压的主要工序70 65554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-级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压——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——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——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。3.3冲压件的精度采用普通的模具进行冲压时，冲压件一般能达到的尺寸精度为冲裁IT11—IT1270 65554光洁冲裁IT9—IT11精密冲裁IT6—IT8整修IT6—IT7冲孔IT11压弯IT11—IT12筒形拉深件的高度IT11—IT12带凸缘拉深件的高度IT9—IT11拉深件的直径IT9—IT11拉深件的厚度IT11—IT12冷挤压IT9立体成型（敞开式模具）IT12—IT13（封闭式模具）轴向尺寸IT10—IT11径向尺寸IT7—IT83.4冲压材料及其冲压成形性能冲压成形加工方法与其它加工方法一样，都是以自身性能作为加工依据，材料实施冲压成形加工必须有好的冲压成形性能。3.4.1材料的冲压成形性能材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。材料的冲压性能好，就是指其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。由此可见，冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及的因素很多，但就其主要内容来看，有两方面：一是成形极限，二是成形质量。（1）成形极限70 65554在冲压成形过程中，材料能达到的最大变形程度称为成形极限。对于不同的成形工艺，成形极限是采用不同的极限变形系数来表示的。由于大多数冲压成形都是在板厚方向上的应力数值近似为零的平面应力状态下进行的，因此，不难分析：在变形坯料的内部，凡是受到过大拉应力作用的区域，就会使坯料局部严重变薄，甚至拉裂而使冲件报废；凡是受到过大压应力作用的区域，若超过了临界应力就会使坯料丧失稳定而起皱。因此，从材料方面来看，为了提高成形极限，就必须提高材料的塑性指标和增强抗拉、抗压能力。3.4.2冲压材料(1)对冲压材料的要求冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后继的加工要求（如切削加工、焊接、电镀等）。冲压工艺对材料的基本要求主要是：①对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量高，板厚方向性系数大，板平面方向性系数小。②对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。③对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量好。(2)常用冲压材料70 65554冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。关于各类材料的牌号、规格和性能，可查阅有关手册和标准。第4章模具的设计过程4.1冲压工艺分析4.1.1材料。该冲裁件的材料是Q235普通碳素钢且为软性力学性能为：抗剪强度235MPa,抗拉强度400MPa，断后伸展率为25%。因此，该材料具有较高的弹性和良好的塑性，冲裁结构性较好。零件结构4.1.2零件结构该零件结构相对简单，形状对称，尺寸较小，孔径Ф32＞0.9t,因此一次冲压成形即可完成。70 655544.1.3尺寸精度零件的尺寸公差按IT14确定工件尺寸的公差，根据零件内、外形尺寸标注公差，孔心距公差为IT11级，查公差表得：外形尺寸：直径367.8mm；内形尺寸：直径320mm结论：适合冲裁并无其他特殊要求，因此，利用普通冲裁的方式就可以满足零件的图样要求4.1.4结论：由以上可以看出，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。4.1.5工艺方案的分析该零件包括落料及冲孔两个基本工序可以采用一下两种工艺方案方案一落料-成形-冲边孔-冲六孔-冲大孔，采用单工序冲裁。方案二落料-冲边孔-成形-冲六孔-冲大孔，采用单工序冲裁。方案三落料-成形-冲边孔-冲六孔-冲大孔，采用复合模具冲裁。影响前两种方案加工顺序的关键在于零件的变形量，如果零件的变形量超过1mm即采用方案二，否则为方案一，单工序模具结构的优点（1）模具结构简单，制造周期短，加工成本低；（2）模具通用性好，不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产；也适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产。方案三中复合模具结构有以下的缺点：（1）凸凹模璧厚不能太薄（外形与内形、内形与内形），以免影响强度。（2）凸凹模刃磨有时不方便。所以方案三由于制件料厚不适合一次冲裁完成所有工序，故最终方案在方案一和方案二中选择，经计算得零件的变形量超过1mm故最终选择方案二。70 655544.2冲压力与压力中心计算4.2.1冲压力分析(1)从凹模内顺冲裁方向将工件（或废料）推出的力称为冲孔推件力(2)从凸模上将工件卸下来的力称为冲孔卸料力(3)从凹模内向冲裁反方向将工件（或废料）顶出的力称为顶件力4.2.2冲压力计算（1）冲孔力F=KL"tτb=1.3X602X10X300=2500KNL"冲孔的周长（2）卸料力FX=0.03F（3）冲孔推件力FT=0.025F（4）总冲压力F∑=F+FT+FX=2637.5KN（5）压力机的公称压力P0=(1.1～1.3)F∑=2901～3429KN4.2.3压力中心的确定由于所冲压的零件是规则图形故压力中心在其中心位置。4.3工作零件刃口尺寸计算4.3.1冲孔部分以冲孔凸模为基准计算冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，间隙取在凹模上，通过增加凹模刃口尺寸来取得间隙70 655544.3.2刃口尺寸计算凸凹模分别加工时的尺寸计算；Z=2×（t-h0）tan60=2t（1-）tan60=1.2～1zmax=1.2zmin=1zmax-zmin=0.2查表得凹=+0.025凸=-0.020查表得凸，凹模的制造精度低于IT14，制造精度为IT9。凹+凸=0.045＜zmax当工件为IT14以下时取X=0.5△=0.6凸模尺寸：d凸=32.3凹模尺寸：=33.3d—工件的尺寸32mm；Zmin—冲裁模初始双面间隙最小值1mmX—磨损系数0.5；—工件公差0.6mm；—凸模凹模的制造公差凹=+0.025凸=-0.020.4.4零件结构尺寸4.4.1凹模尺寸（1）凹模厚度：Ｈ＝＝=63mm（2）凹模壁厚：Ｃ＝（１.５～２）Ｈ＝（１.５～２）63　　　　　　　　　　　　＝94.5～126mm　　　　取126mm（3）故确定凹模板外形70 655544.4.2冲孔凸模尺寸凸模长度：L=h1+h2+h3+h=40+25+40+10=115mmh1—凸模固定板厚度;h2—垫板厚度;h3—弹性元件压缩到最低时的高度;h—材料厚度.冲孔凸模结构如图所示70 655544.5凸模强度校核弯曲应力校核；Lmax≤270×≤177.2mmL=115mm＜177.2mm凸模强度校核dmin≥=5.3mmd凹=33.3-1=32.3＞5.3mm,所以凸模强度足够大。4.6模具零件结构尺各板厚尺寸见表4.6表4.6各种板厚序号名称直径X厚度材料数量1上垫板Ф367.8X104512凸模固定板Ф367.8X404513卸料版Ф428X254514凹模固定板Ф488X7145170 65554凸模固定板冲模中的固定板，根据用途不同又主要用于固定凸模的凸模固定板，简称固定板，和用于固定凹模的凹模固定板之分。凸模固定板几乎所有冲模都有（对于特别大的凸模可直接固定在上模座上而不用固定板），而凹模固定板不一定每副模具都需要。多工位级进模的凸模固定板一般结构上都是必要的，它不仅要安装许多凸模，还要安装一些其他零件，如侧刃、导正销、小导柱、小导套和安全保护装置等。这和普通简单模具固定板单一用于安装一、二个凸模在功能上是有区别的；因此，对于多工位级进模的固定板要求刚性和强度方面更要高些。多工位级进模一般都是高速下自动冲压生产，要求模具寿命长、耐用，因此，对笃定版的厚度要求比普通比普通冲模厚一些之外，为了提高刚性和增加耐磨性，对凸模经常更换不影响配合精度，常常采用45钢或CrWMn材料制造，淬火硬度最低取42-48HRC，高时取55-60HRC[6-7]。凸模固定板固定凸模的各孔中心位置要严格地和凹模孔中心的平面位置完全一致。虽然大多数多工位级进模凸模与固定板的配合不是传统的过盈配合，而是间隙配合。凸模与凹模孔位置是由卸料版控制凸模保证。但丝毫不能降低固定板的加工精度要求。固定板的外形一般与凹模相同，常取整体式，结构紧凑，中小型模具常用。当外形尺寸太大不便于加工时，可采用分段组合。固定板上的各凸模固定孔一般由线切割直接加工而成，也可以采用镶拼结构，由线切割和成形磨削混合加工保证加工精度和装配要求。加工过程中各凸模固定孔的配合面必须保持与固定板两平面垂直。凸模固定板结构见图4.6。70 65554图4.6凸模固定板1垫板冲模在工作时，凸模要承受很大的冲裁力，这个力通过凸模的固定端传递到上模座。如果作用在模座上的力大于其许用应力时，就会在模板上压出凹坑，从而影响凸模的正确位置。为了避免模座的损坏，在凸模固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板设计时，一般根据需要在国标中选取标准的垫板型号。一般垫板的的形状和尺寸大小与凹模板相同。材料选用45钢，热处理的淬火硬度为48～52HRC，上下表面的粗糙度为Ra0.8以下。垫板结构见图4.6170 65554卸料装置在级进模中是个很重要的组成部分，常用的有固定卸料和弹压卸料两种形式。由于其结构不同，功能也不一样，固定卸料装置就是起卸料作用；弹压卸料装置不仅冲压完后起卸料作用，冲压开始前还起压料作用，防止冲压过程中材料的滑移或扭曲，同时对销凸模还有导向保护等作用，因此，模具的精度和使用寿命与卸料装置的结构、精度和强度有着直接的关系。选用弹压卸料装置，简单的弹压卸料装置是由卸料板通过卸料螺钉和弹性元件（弹簧等）等装在模具上组成的。1卸料板结构见图4.62。70 65554图4.62卸料板1凹模固定板图凹模固定板结构见图4.63。图4.63凹模固定板70 655544.7选择压力机以上的公称压力计算，综合考虑其他因素，选择压力J31-400A机.表4.7压力机参数型号J31-400A主电动机公率40KW公称压力4000KN滑块行程315mm行程次数20/min）最大装模高度550mm最大闭合高度710mm工作台尺寸1200﹡1250mm② 闭合高度模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应该遵守下列关系(Hmax-Hd)-5>H>(Hmin-Hd)+10550-5>H>390+10545>H>400此设计中模具的闭合高度为407mm，满足要求4.8模具工作过程4.8.1初始状态即凸模在最高点时此时放入板料，4.8.2凸模在最低点时的状态凸模往下滑动与凹模作用形成制件。同时凸模将70 65554凹模内的冲孔废料推下。4.8.3凸模随橡胶螺柱上提时的状态卸料板在橡胶螺柱的作用下将箍在凸模外的制件卸下。4.8.4凹模、凸模继续上提到达最高点完成一个工作循环。操作者将制件清除。继续放入板料开始下一个工作循环。第5章模具零件设计5.1模架结构的选择考虑到制件的精度及压力机的最大装模高度和滑块行程确定模具闭合高度为407mm.,选择对角导柱的模架。5.2下模座的选择设计主参数为：B=568mmL=810mmh2=75mm具体结构如图5.2所示70 65554图5.2下模座结构5.3上模座的选择设计根据模架的参数和下模座的参数选择上模座标准号为：BG/T2855.5-1990主参数为：B=568mmL=810mmh1=75mm具体结构如图5.3所示。70 65554图5.3上模座结构5.4导柱的选择设计根据模具闭合高度、滑块行程上下模座的参数得标准号为：BG/T2861.1-1990主参数为：d=55L=320具体结构如5.4所示。70 65554图5.4导柱结构5.5导套的选择设计标准号为：BG/T2861.6-1990B型主参数为：d=60D=75L=150l=25H=60油槽数3具体结构如5.5所示。70 655545.6各种版厚的确定根据模具的闭合高度、上下模座的厚度和凹模板的厚度综合考虑各种因素确定凸模固定板、垫板.卸料版、凹模固定板厚度。凸模固定板厚度的确定；其厚度为凹模厚度的60％至80％，外形与凹模外形尺寸一致。ha=40mm凸模垫板厚度的确定，一般选取hb=10mm外形与与凹模外形尺寸一致。选取弹性卸料板其厚度，经查表得hc=25mm凹模固定板厚度的的.第6章模具零件制造6.1凹模固定板凹模固定板加工工艺见表6.1。表6.1加工凹模固定板工艺产品型号零件号零件名称台件材料牌号备料规格每毛坯重量毛坯种类70 65554材料消耗定额凹模固定板45钢车间名称共序号工序名称及内容一次加工数机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料Ф509X72气割2画线6XФ156XФ32钳工3钻孔4XФ156XФ32钻床4淬火HRC54-58热处理车间5磨上下平面至25磨床拟定者日期工人代表日期标记更改原因及内容更改者日期6.2垫板垫板加工工艺见表6.2。表7.3垫板加工工艺产品型号零件号零件名称台件材料牌号备料规格每毛坯毛坯种类70 65554重量材料消耗定额垫板45钢车间名称共序号工序名称及内容一次加工数机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料Φ367.8X10气割2画线6XΦ122XΦ14钳工3钻孔6xΦ142XΦ14钻床热处理车间4淬火，淬透层>25磨上下平面至10磨床拟定者日期工人代表日期标记更改原因及内容更改者日期6.3凹模凹模加工工艺见表6.3。表6.3凹模加工工艺产品型号零件号零件名称台件材料牌号每毛坯毛坯种类70 65554备料规格重量材料消耗定额凹模T10A车间名称共序号工序名称及内容一次加工数机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料Ф367.8X63气割2线切割加工工作部分尺寸至要求线切割3画线6XФ126XФ33钳工4钻孔6XФ126XФ33钻床热处理车间5淬火HRC60-646磨上下平面至63磨床拟定者日期工人代表日期审核者日期标记更改原因及内容更改者日期6.4弹性卸料版弹性卸料板加工工艺见表6.4。70 65554表6.4卸料板加工工艺产品型号零件号零件名称材料牌号备料规格每毛坯重量材料消耗定额毛坯种类卸料版45钢车间名称共序号工序名称及内容机床名称编号工具名称刀具夹具量具1Ф509X25气割2线切割内部复杂孔至工作尺寸线切割3画线6XФ32.36XФ12钳工4加工M14钻床热处理5调质HRC54-586磨上平面至25磨床日期工人代表日期审核者日期标记更改原因及内容更改者6.5凸模固定板凸模固定板加工工艺见表7.6。表6.5凸模固定板加工工艺70 65554产品型号零件号零件名称材料牌号备料规格每毛坯重量材料消耗定额毛坯种类凸模固定板T10A车间名称共序号工序名称及内容机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料Φ367.8X40气割2画线6XΦ146XΦ32.36XΦ12钳工3钻孔6XΦ146XΦ32.36XΦ12钻床热处理4淬火HRC54-585磨上下平面40磨床日期工人代表日期审核者日期批准者标记更改原因及内容更改者6.6上模座板上模座板加工工艺见表6.6。表6.6上模座板加工工艺产品型号零件号零件名称材料牌号备料规格每毛坯材料消耗定额毛坯种类70 65554重量上模座HT200车间名称共序号工序名称及内容机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料B=568mmL=810mmh1=75mm采购2画线2XΦ604XФ15Φ62Ф71Φ107钳工3加工2XΦ604XФ15Φ62Ф71Φ107钻床热处理4淬火HRC54-585磨下平面至75磨床日期工人代表日期审核者日期批准者标记更改原因及内容更改者6.7下模座板下模座板加工工艺见表7.8。表6.7下模座板加工工艺零件名称备料规格毛坯种类70 65554产品型号零件号材料牌号每毛坯重量材料消耗定额下模座板HT200车间名称共序号工序名称及内容机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料B=568mmL=810mmh2=75mm采购2画线2XФ556XΦ736XФ22Φ71Ф73钳工3加工2XФ606XΦ306XФ12钻床日期工人代表日期审核者日期批准者标记更改原因及内容更改者6.8冲孔凸模冲孔凸模加工工艺见表6.8。表6.8冲孔凸模加工工艺零件名称备料规格毛坯种类70 65554产品型号零件号材料牌号每毛坯重量材料消耗定额冲孔凸模T10车间名称共序号工序名称及内容机床名称编号工具名称刀具夹具量具1下料Φ32.3X115锯床2加工Ф32.3加工中心热处理4调质HRC60-6545磨下平面至115磨床日期工人代表日期审核者日期批准者标记更改原因及内容更改者70 65554参考文献[1]张鼎承主编《冲压模具手册》机械工业出版社1996年6月[2]钟毓斌主编《冲压工艺与模具设计》机械工业出版社2000年5月[3]杨慧智主编《工程材料》机械工业出版社2000年10月[4]许发樾主编《模具实用丛书》机械工业出版社1999年6月[5]姜奎华主编《冲压模具工艺与模具设计》机械工业出版社1998年5月[6]吴兆祥主编《模具材料及表面处理》机械工业出版社2000年4月[7]黄云清主编《公差配合与测量技术》机械工业出版社2001年3月[8]吉继贤主编《机械工程基础》中国建材工业出版社2000年5月[9]《冲模设计手册》编写组《冲模设计手册》机械工业出版社2001年1月[10]模具实用技术丛书编委会《冲模设计应用实例》机械工业出版社2002年3月[11]Thebasicconceptofstampingdie,M.Nifuku,Y.Zhou,A.Kisiel,T.Kobayashi,H.Katoh,2001[12]JournalofElectrostatics,PeterP.Tsai,HeidiSchrecuder-Gibson,PhillipGibson,200370 65554致谢在两年的基础课以及专业课的学习中，让我感受到了学习是无止境的和知识的重要性。在这两年里我系统的学习了机械方面的基础知识。在这四年里有老师的无私指导以及同学的热心关怀，我学到了很多的东西。在毕业之际，我要感谢那些帮助我的老师及同学。同时，特别感谢导师。在期间，从设计选题及设计，审核图纸等环节，自始至终都倾注了老师们的心血，老师深邃的学科洞察力、渊博的学识、平易近人的作风、严谨求实的态度、创造性的学术意识、崇高的道德修养、兢兢业业的敬业作风、一丝不苟的科学精神和对学生启发式和全面型的培养方式，都给我留下了终生难忘的印象，在潜移默化中培养了我不断奋发向上、刻苦钻研的精神和真诚待人接物的优良品质，并将最终使我受益终生。我将时刻铭记老师们的谆谆教诲来鞭策激励自己，在今后的学习和工作中开拓创新、努力进取，以优异的成绩来回报老师的培养教导之恩。再一次非常感谢的领导，老师以及与我一起讨论的各位同学对我的关心和帮助，我才能够完成我的毕业设计。70 65554附录一ThebasicconceptofstampingdieClassificationofpunchingdie1,Dieworkprocess:      BlankingDie,Here"showitworks,directlyoraskedtodieonthefixedonthecompositionofthemoldonthemodule,ithandlesthroughthemodeofassociationwiththepressslider.Fixedonthenextmoduleiscomposedofthedie-under,anduseclipsfixedatthepresstable.On-and-underthroughI.I.oriented.Work,ofthematerialsenttorelyonpositioningblockmaterial,whenthemodulewiththesliderdown,unloadingfirst压住sheet,andthenconvex-concavewithaccesstothematerialabovetheworkpiece.Atthistimetheworkpieceinthepunchcardandheardthetopoftheblock,wasteisalsofirmlybehindthepunchon.Inthepick-upmode,theworkpiecebyblockthroughtherooftopofthestretchfromspringtodiefromtheholeintheroofatthesametimebehindthepunchonthewastedischargebytheboardontheelasticXiediaospring,andthentookpart,thisBlankingcompletethewholeprocess.Ofthematerialsenttoafurtherstep,thenextblankingblankingprocess,soareciprocating.Second,theclassificationDie    1,openmode:simplestructure,smallsize,lightweight,easytomanufacture,lowcost,butlowlifeexpectancy,pooraccuracy,suitableforprecisionYaoqiubugao,thebeginningofsimple,low-volumeorblankingofthetrialproduction.    2,I.Plate:accuracythantheopen-high,suitableforsimplebeginning,notthesizeoftheworkpieceblankingpieces.Requestnotmorethanpresstourguide70 65554platethickness.    3,I.Column:I.blankingspace-orientedguaranteeuniform,blankingoftheworkpiecesizehigh-precisionmoldslonglife,easyinstallation,suitableformassproduction.    4,Die:ofthematerialrequirementsofprecisepositioning,andshapeeachotherintheholelocationaccuracyisassured.Highproductivity,hasapunchingaccuracy,suitableformassproduction.    5,compounddie:punchingintheshapeofthemutualpositionofhighaccuracy,suitableformassproduction.PunchingthematerialpropertiesofmaterialsFirst,whenpunchingmaterialsseparationprocesscanbedividedintothreestages:    <1>elasticdeformationstages:GangJiechusheetmetalpunchtheinitialstage,inelasticdeformation.    <2>plasticdeformationstages:Punchincreasingdownwardpressureon,untilachangeinplasticmicro-cracks.    <3>fractureseparationstages:topunchdown,thepressureincreased,micro-crackgrowth.Coincidence,fracture,blankingofgraduallydeclining.  Elasticdeformationstages:punchingpowergraduallyincreased.  Plasticdeformationstages:punchingpowerreacheditspeak.FeaturessectionfeaturesstageInthefirststageofsheetmetalpunchunderpressure.Firstofallproduceflexiblecompression,tensile,suchasdeformation,thenpunchalittlesqueezeintothesheetmetal,sheetmetalontheothersidehasaslightedgesqueezeintothedie,thepunch-BelowtheDepartmentofslightlybendingthematerial,die70 65554ontheedgeoftheabovematerialbeganShangqiao,thegreaterthegap,bendingandShangqiaomoreserious,intheconvexsheetmetal,diecuttingedgeangleformedtheinitialcollapse,thentheinternalmaterialStresshasnotbeenmorethanelasticlimit,whentheexternalforcecanberemovedafterthematerialrestitution.Thisphaseknownastheelasticdeformationstage. TheinitialcollapseKokKokpermanentcollapse    Thesecondstageofplasticdeformation,forcingthestrengthbeyondthelimit,abrokencrack.Whenthepunchtothepressure,thepressureincreased,thestresswithinthematerialalsowillbeincreased,thestresswithinthematerialtoyieldthelimitwhenitenteredtheplasticdeformationstage.Atthisstageinthepunchsqueezeintothematerialwiththedepthgraduallyincrease,theextentofplasticdeformationisalsograduallyincreasing.Officespaceontheedgebecauseoftheexistenceofinternalstressandthemomenthaveincreased,sothatdeformationzonematerialhardeningintensifying,neartheedgeofthematerialduetostressandstressontheroleofmicro-cracksbegantoappear,atthistime,Blankingdeformationforcealsoreachedthemaximum.Theemergenceofmicro-cracksthatbegandestructionofmaterials,plasticdeformationstagehasended.AndasheetofbrightverticalbandandtheinitialBurr.Thethirdstageseparationstagemicro-fracturecrackscontinuedtoexpandinthematerialextensionofcoincidence,thefractureseparation.Punchcontinuestodecline,hasgenerated,themicro-cracksundergrowinginternalextensiontothematerial,when,underthecrackmetcoincidence,offaroughstartfromthefaultzone,whenthepunchZaiwangdecline,ChongSomedie-outofthehole,thus,70 65554thepick-uppunchtocompletethewholeprocessofblanking.TaperwitharoughandthebeginningofthefaultzoneBurrlonger.Second,blankingofthegeneralsectionfeatures:    <1>withthecollapseofanglefromthemainstageofasingledeformationofthecollapseoftheinitialangle,drivenedgeplasticdeformationstage.    <2>haveabrightbandonthestageofplasticdeformation,across-sectionsmoothformation,isthebestqualityofthesection.    <3>faulttearcausedbytheroughsurfaceanddull,withataper.    <4>Burrareahavecrackedwhentheyhaveamicro-burr.Third,featuresandmaterial(sheetmetalmaterials)ofplastic:    Sectionbyblankingthequalityofthedifferentconditionsanddifferent,suchas:CuttingEdgespace,edgeshape,cuttingedgesofthepunchingpower,lubrication,sheetmetalquality(surfacequality),sheetmetaltype(performance).    Stampingproductionrequirementsofagreaterpunchwithbright,theruleroftheregiontoreducethewidthoffault.    Plasticmaterialsaspossible,brightwiththegreaterfaultless,whileBurrhasalsoincreasedfillet.ThemaincomponentspunchingdieDie-fourcomponents:on-Block,under-Block,I.-I.Case.Modeldoesnotinclude:1)rear-guidedmodelplanes,notasmoothslidingfromtoptobottom,3tofeed,suitableforsmallpiecesofsaltinto.2)---I.themiddle:asmoothslidingfromtoptobottom,wideapplication,canonlybeone-wayfeed.70 655543)---I.angle:thesteadydecline,verticalandhorizontalfeed,suitableforlargeproduction.4)4---I.:-orientedhighaccuracy,smooth,forlargepartsorspecialhigh-precisionpunchingtheworkpiece.Die-installedtopreventmisusewhenthemainturn180degrees,withtheexceptionofrear-die-guided,willdieintwo-setsleadtheguided-sizeindiametercause,adifferenceof2~5MM.5)---BallI.1,DieBlock:standardparts,materials,ironHT25-47,A3,A5requiresadequateandstiffness.Dimensiondetermination:1)graphics,dieindiameterthantheforeignministersofthe30~70mm.2)rectangle,thelengthofthediethanthelengthofthe40~70mm.Widthanddiethesameorslightlylargerthanneededfortheguided-guidedsetasidesufficientinstallationlocation.3)dieonthestalk-Block,donothavetostaysolidfortheinstallationofclipsfromtheBoss,itsshapecanberelativelynarrow.Block-width:1,DieBlock:Hs=Hx=(1~1.5)HaOneHs-dieonthethicknessofBlockHx-under-seatthicknessHa-diethickness-Blockonthethicknessofcomparableunder-Block,slightlythin70 655542,guidedandguided-sets:theSenateonthe20thofcarbonsteelfirefront.HRC58~62Carburizingof0.8~1.2mm.I.Introductionsets-withthegapwithsize:fromTuao-establishedbetweentheprecision.1)t<0.4mmgapbetweentheless-Tuaodeterminetheaccuracyof2)t=0.4~0.8mmbyH>/hbpreparation3)t<0.8mmbyH>/hbfromtoptobottomwiththepreparationofamodelbyH>/rbmeet3.DiestalkDiestemlengthandthediameterdHshouldbechosenbytheinstallationofpunch-holediameterstalkmatchA3commonlyusedmaterials,or45,A5steel.FourDiestalkforms:pressure-in-stalk(H>/hbanddiewithstemmountingholes),Screw-in-stalk,stalkflange-mode,floating-stalk.Second,otherparts1.PunchfixedplatePunchtheboardbecauseofthesizeofunder-stampingtheworkpiecedimensions,andthedischargeboardthesameorsmallerformfactor,andtoconsiderfasteningscrewsandpinposition.Thickness:h3=(0.6~0.8)HaOfwhich:h3-punchfixedthickness(mm)Ha-diethickness.(mm)Askedboardfixedthepunchinthefacetoberemovedfromtoptobottomandverticalcenter-typematerialA3,A5.70 655542,DianbanwhenthepunchanddieontheBlock,thenthepressurebeyondtheanglesurface-BlockofallowablepressureandtheneedtodiebetweenBlockwiththemainmodeofhigherPadandthebeginningofitsfixed-punchThesame.Hisforthethicknessof3~10mmMaterials:45,T8.HRC48~52,quenchedDianbantwoplanesshouldberemoved.3,Springandrubbertotheselectionandcalculationofareasonablechoiceofthespringandrubberandvariousparameters1)DischargeofSpringA.Springisanumbern.Eachspring,theunloadingofTamWing:P2=Px/nB.Springelections:Pmax>=P2whichPmax-thelargestofnegativespring.C.SpringforthecharacteristicsofF2-PcurveD.Checkconditions:F2≥F0+Fg+hxOneF2-thelargestfirstspring-volumecompressionF0-springpressureofthepre-Fg-unloadingworkwithboard-t+1mmhx-Tuaothegrindingmodeof4~10mmWhenthedischargeofthegreatandtheneedfortheloadspring,andtheinstallationlocationandrestricted,andtheoptionorcombinationofspringbutterflyspring.2)thechoiceofrubber.Rubberallowedtocarrythanthespring.Commissioningeasytoinstall.70 65554(A)discharge.Topmaterialsusedhardrubber.Drawingatthechoiceofsoftrubberpressure(B)ofrubber:P=F*qF-rubbercrosstheCDarea.Q-pressureunits(C)Hz=Fg/(0.25~0.35)OneFg-rubbercompressionoftheworkHz-thefreedomofhighrubber(D)0.5≤Hz/D≤1.5D-thediameterrubberIfHz/D>1.5,shouldbedividedintoseveralrubberparagraph,inwhichapadofsteelwashers.4,rubbercompressionofahighdegreeoffreedomshouldnotexceed35to45percent.Rubberatthetimeofinstallation,thegeneralfirstPrepressing10to25percent.Therefore,theworkofrubberislessthanitsfreetriptoahighdegreeof25to35percent.Whentheselectionisloadeddiestructure(duetomodestincreasesaccuracy,smallbatchproductionwork,inmanymanufacturingenterprisesarewidespread.Itisonlywithnon-orientedsingle-processmodedevices)1.1isinstalledthestructuralcharacteristicsofmoldThestructureisloadedmoldischaracterizedbythenextmoduletoinstalldiepedestal.Therefore,boththeworkpieceblanking,punching,orotherprocesses,theworkpieceorthewastecanbeveryconvenienttoworkfromfallingintothepunchholeinthestageofthewaste.Thereforeinthedesignofmoldsareloaded,theydonothavetoconsidertheflowofpartsorscrap.Sothatthediestructure70 65554designisverysimple,verypractical.1.2isinstalledtheadvantagesofdiestructure(1)simplestructureduetomold,moldmanufacturingcyclecanbeshortenedandisconducivetonewproductresearchanddevelopment.(2)theuseandmaintenancearemoreconvenient.(3)installationandadjustmentofconvexandconcavespacemoreuser-friendlymode(asopposedtothecaseofflip-die).(4)low-costmoldmanufacturing,willhelpimprovetheeconomicefficiencyofenterprises.(5)asaresultofstretchingintheentireprocess,thereisalwaysblankholderforce,areapplicabletoanon-rotatingpartsofthepullbodystretch(seeHardwareScienceandTechnology,1997;6:42~44).1.3isinstalledtheshortcomingsofdiestructure(1)orasaresultoftheworkpieceinthedieholeofwasteaccumulation,anincreaseofthegroupdieholepowerup.Concavewall,thereforemustbeincreasedtoimprovestrength.(2)orasaresultoftheworkpieceinthedieholeofwasteaccumulation,soundernormalcircumstances,thediemustbeprocessededgeblankinggradient.Insomecases,evendieprocessingedgeoftheanti-face(holematerial).Sothattheextensionoftheproductioncycleofthemoldandthemoldmiserlycostofprocessing.1.4isthechoiceofloadingtheprinciplesofdiestructureTosumup,wecanseethatwhenwedieinthedesign,designprinciplestobefollowedis:preferenceshouldbegiventodiestructureismounted.Onlyinthemoldstructureisinstalledtomeetthetechnicalrequirementsoftheworkpiece70 65554whenitisconsideringotherformsofmoldstructure.2whenthechoicewas(Anti-)loadeddiestructure2.1Thestructuralcharacteristicsofflip-moldFlipmoldstructureischaracterizedbytheinstallationofthenextpunchdieseat,sowemustsuppresstheuseofthedevicewilldischargewastefromtheworkpieceorunloadedpunch.Anditsdieisinstalledintheseatmode,sothereisahowtoontheconcaveholeoftheworkpieceorthewastedischargedfromtheholeproblem.Figure1istheuseofthisflip-modemixbedreddevices,throughtherod9willbeexpectedtofighttheworkpieceortolaywaste,intheplaywillbeexpectedtoworkat9intheblinkofaneyeorlaywastetousecompressedairtogetridoftheworkpieceorscrapinordertoavoidfallingintotheworkpieceorblanktomolddamage.Anotherpointtonoteisthatwhenthepresswhentheslideratthedeath,dischargeonlap5ofthetopsurfaceshouldbehigherthanthepunchabout0.20~0.30mm.Thatmustbepressedbilletsandthenblanking.Blankorworkpieceinordertoavoidmovingintheblanking,notprecision..2Fliptheadvantagesofdiestructure(1)Asaresultsuppressdischargedevicesothatsaltformationsystemoftheworkpiecesurfacequality.(2)Asaresultofstrokeplaywillbeexpectedtoworkorwastefromtheholeandlaydie,sodonotwastetheworkpieceortheaccumulationofdieholesoastoreducetheworkpiececanwasteuptotheholeedge.Therebyreducingthewallthicknessofdie,sothattheshapediesize,moldmaterialsavings.(3)Thewasteisnottheworkpieceortheaccumulationofdiehole,theworkpiececanbereducedorwastesontheedgeofthewearmodetoreducethe70 65554numberofdiegrinding,therebyincreasingtheservicelifeofdie.(4)asaresultoftheworkpieceorthedieisnotalsowasteaccumulation,andthusthereisnoneedforanti-dieprocessingfaces(holematerial).Moldingcyclecanbeshortenedtoreducethecostofmoldprocessing.(5)asaresultofBHFblankinflat-paneldidnotfullypulledintothediebeforethework,areapplicabletoarotatingbodystretchingbody.Figure2Cylindricalpieces(seeHardwareScienceandTechnology,1997;6:42~44).2.3Structureoftheshortcomingsofflip-chipdie(1)morecomplexdiestructure(asopposedtobeingloadedintermsofmold).(2)installationandadjustmentofthegapbetweentheconvexandconcavemoldmoredifficult(intermsoftherelativemodulusisinstalled).(3)theexclusionoftheworkpieceorscrapoftrouble(thebestuseofcompressedairtogetridof).2.4Theselectionofflip-diestructureprincipleTosumup,wecanseethatonlywhenthesurfacerequirementsofformation,formtheoutlineofamorecomplex,asymmetricalshapeoutline,oratthetimeofblankingthinbillets,aswellasbodyrotationDrawingonlyselectedflip-diestructure.3single-selectionprocesswhenthediestructure3.1Single-processcharacteristicsofdiestructureThestructureoftheso-calledsingle-moldprocessisajourneyinthepress,theprocesscanbecompletedtogether.3.2Single-processadvantagesofdiestructure(1)moldstructureissimpleandshortmanufacturingcycle,lowprocessingcosts;70 65554(2)Diecommongood,freefromrestrictionsonthesizeofstampingthatissuitablefortheproductionofsmallandmedium-sizedram;alsosuitableforsomeformofalargersize,thethicknessofthickproductionstampings.3.3Single-processshortcomingsofdiestructure(1)partsarenothighaccuracy;(2)lowproductivity.3.4Single-processprinciplesofthechoiceofdiestructureTosumup,wecanseethatforsomelessdemandingaccuracy,smallbatchproductionwork,asinglemoldprocessisquiteappropriate.Especiallyatatimewhenourcountryisoneofthesocialistmarketeconomy.Developmentofnewproductsanddevelopmentofeachenterpriseareessential.Andtheneedtopresstheproductionofsomenewproducts,onarequest:Requestforshortdevelopmentcycle,thedevelopmentoffast,lowmanufacturingcosts.Therearearesultofthisfrictiondevelopedproductstomarketquickly.Inthisconnection,asingledieontheprocesstobettermeetthisrequirement,sosomeofitismorepractical.4diewhenthechoiceofcompositestructure4.1StructureofthecharacteristicsofmoldcompoundTheso-calledcompositemoldstructure,thatis,inapresstour,thecompletionofmorethantwostampingprocess.Uponcompletionofthecourseoftheseprocesses,redpiecesofmaterialneedtomoveinto.4.2Structureoftheadvantagesofcompositemold(1)high-precisionparts.Becauseitisatripinthepress,thecompletionofanumberRoadstampingprocess.Thereforethereisnoaccumulationofpositioningerror.Outthepartssothattherelativepositionwithintheshapeand70 65554sizeofpiecesofverygoodconsistency,straightparts.Redsystemsuitableforthinorbrittlematerialsandsoftmaterials.(2)productionandhighefficiency.(3)Moldcompactstructure,smallersize.4.3Structureoftheshortcomingsofmoldcompound(1)convexitycannotbetoothinthickbi-mode(withtheshapeandform,withtheshapeandinternalform),soasnottoaffectstrength.(2)Bump-modegrindingissometimesinconvenient.Particularlyintheconvexandconcavemoldthatblankingandformingofthesituation.Figure2moldBump5(suchasproductionvolume,andconditionspermit,andmaybepartofconvexandconcavemoldedgeandseparatedfromthedesigninfullbloom).4.4SelectionofcompositemoldstructureprincipleTosumup,wecanseethatonlywhenhigh-precisionparts,productionvolume,andsurfacerequirementsofformation,theonlychoiceofcompositemoldstructure.附录二冲压模具的基本概念冲裁模具的分类一、冲裁模的工作过程：70 65554冲裁模,其工作原理如下,直接或问接固定在上模上的组成模具的上模,它通过模柄与冲床滑块相联结。固定在下模上的零组成了模具的下模,并利用压板固定在冲床的工作台上。上模与下模通过导、导导向。工作时,条料靠着挡料送进定位,当上模随滑块下降时,卸料先压住板料,接着凸冲落凹上面的材料获得工件。这时工件卡在凸模与顶块之闻,废料也紧紧箍在凸模上。在上模回升时，工件由顶块靠顶板借弹簧的弹力从凹模洞口中顶出；同时箍在凸模上的废料,由卸料板靠弹簧的弹力卸掉,再取走工件,至此完成整个落料过程。再将条料送进一个步距，进行下一次冲裁过程,如此往复进行。二、冲裁模的分类1、敞开模：结构简单，尺寸小、重量轻、制造易、成本低、但寿命低、精度差、适于精度要求不高，开头简单，小批量或试制的冲裁件。2、导板式：精度比敞开模高，适于开头简单，工件尺寸不大的冲裁件。要求压力机行程不大于导板厚度。3、导柱式：导柱导向保证冲裁间隙均匀，冲裁件的工件尺寸精度高，模具使用寿命长，安装方便，适于大批量生产。4、连续模：条料要求精确定位，使内孔与外形相互位置精度得到保证。生产率高，具有一定的冲裁精度，适于大批量生产。5、复合模：冲裁件的内外形相互位置精度高，适合于大批量生产。冲压的材料材料特性一、冲裁时材料分离过程可分为三个阶段：<1>弹性变形阶段：冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。<2>塑料变形阶段：冲头下行压力增大，发生塑变直到出现微裂纹。<3>断裂分离阶段：冲头继续下行，压力增大，微裂纹扩展。重合、断裂、冲裁力逐渐下降。弹性变形阶段：冲裁力逐渐升高。塑性变形阶段：冲裁力达到峰值。阶段特点断面特征第一阶段70 65554板料在凸模压力作用下.首先产生弹性压缩、拉伸等变形,此时凸模略微挤入板料内,板料的另一面也略微挤入凹模刃口内,凸模端部下面的材料略有弯曲,凹模刃日上面的材料开始上翘,间隙越大,弯曲和上翘越严重,板料在凸、凹模刃口处形成初始塌角,这时材料内部应力尚未超过弹性极限,当外力去掉后材料能恢复原状。此阶段称为弹性变形阶段。初始塌角永久性塌角第二阶段塑性变形、外力作用超出材料的强度极限，产生断裂纹。当凸模继续压入,压力增加,材料内部的应力也随之加大,在材料内的应力达到屈服极限时便开始进入塑性变形阶段。在这一阶段中随着凸模挤入材料的深度逐渐增加,材料的塑性变形程度也逐渐增大。由于刃日处间隙的存在,材料内部的拉应力及弯矩也都增大,使变形区材料硬化加剧,直到刃口附近的材料由于拉应力及应力集中的作用开始出现微裂纹,此时,冲裁变形力也达到最大值。微裂纹的出现说明材料开始破坏,塑性变形阶段也告结束。产生与板料垂直的光亮带及初始毛刺。第三阶段断裂分离阶段微裂纹不断向材料内扩展延伸，重合，材料断裂分离。凸模继续下降,已产生的上、下微裂纹不断扩大并向材料内部延伸,当上、下裂纹相遇重合时,断开始分离产生粗糙的断裂带,当凸模再往下降,将冲落部分挤出凹模洞口，至此，凸模回升完成整个冲裁过程。产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺初拉长。二、普通冲裁件的断面特征：<1>塌角带由主单性变形阶段产生初始塌角，带动边塑性变形阶段。<2>光亮带产生于塑性变形阶段，断面较光洁平整，是质量最佳的一段。<3>断裂带撕裂造成的，表面粗糙而无光泽，并带有锥度。<4>毛刺区产生微裂时便产生毛刺。三、特征与材料（板料材料）塑性的关系：70 65554断面质量受冲裁条件的不同而不同，如：刃口间隙，刃口形状，锋利程度，冲裁力、润滑条件，板料质量（表面质量），板料种类（性能）。冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带，尺量减少断裂带区域的宽度。材料塑性愈好，光亮带愈大，断裂带愈小，同时，圆角毛刺亦增大。冲裁模具的主要零部件一、模架　　模架由四个部分组成：上模座,下模座,导柱,导套。不包括模型:　　1）后侧导柱模架，上下滑动不够平稳，可三向送料，适於小件冲成。　　2）中间导柱模架：上下滑动平稳，应用广，只可单方向送料。　　3）对角导柱模架：上下滑平稳，可纵横送料，适合於大件生产。　　4）四导柱模架：导向精度高，平稳，用於大型工件或精度要求特别高的工件冲压。为防模架安装时主误转180度，除后侧导柱模架外，将模架中两个导柱导套的直径做成大小不等，相差2~5MM。　　5）滚珠导柱模架　　1、模座：标准件，材料铸铁HT25-47，A3，A5要求有足够的和刚度。外形尺寸的确定:　　　　1）图形，直径比凹模外长大30～70mm。　　　　2）矩形，长度方向比凹模长度大40～70mm。宽度与凹模相同或稍大，还需为导柱导套留出足够的安装位置。　　　　3）采用模柄的上模座，固为不用留出安装压板的凸台，其外形还可相对缩小。　　　　模座的厚度：1、模座：Hs=Hx=(1～1.5)Ha　　　　　　其中Hs--上模座厚度70 65554　　　　　　Hx--下模座厚度　　　　　　Ha--凹模厚度　　　2、导柱和导套：20号钢参碳锋火。HRC58～62渗碳层0.8～1.2mm.导柱怀导套的配合间隙大小：由凸凹模之间的精度确定。　1）t<0.4mm间隙小於凸凹模之间的精度确定　2）t=0.4～0.8mm按H>/hb配制　3）t<0.8mm按H>/hb配制与上下模极按H>/rb配合　　3．模柄　　模柄的直径d和长度H应与所选用冲床的安装模柄孔直径相配常用A3材料,或45,A5钢。　　四种模柄形式：压入式模柄（H>/hb与模柄安装孔配合），旋入式模柄，凸缘式模柄，浮动式模柄。二、其它零件　　1．凸模固定板　　凸模因定板的处形大小根据冲压工件大小而定，与卸料板外形尺寸相同或稍小，并考虑紧固螺钉与销钉的位置。　　　　厚度：h3=(0.6～0.8)Ha　　　　其中：h3--凸模固定板厚（mm)　　　　　　　Ha--凹模厚度。(mm)　　　　要求凸模固定板的上下中面要磨平并与型孔中心线垂直材料A3，A5。　　2、垫板当凸模与上模座接角面上的压力超出模座材料的许用压力需要在以模与模座之间加上主要度较高的垫块其开头与凸模固定板一样。　　　　厚度是H为3～10mm70 65554　　　　材料：45，T8。HRC48～52，淬火后垫板两平面应磨平。　　3、橡皮的选用与计算合理选择橡皮的和各种参数　　　　　　　　2）橡皮的选用。橡皮允许承载比弹簧大。安装调试方便。　　　　　（A）卸料。顶料时用较硬橡皮。拉深时压力选用较软橡皮　　　　　（B）橡皮力：P=F*q　　　　　　　　F--橡皮的横裁面积。　　　　　　　　q--单位压力　　　　　（C）Hz=Fg/（0.25～0.35）　　　　　　　　其中Fg--橡皮的工作压缩量　　　　　　　　　　Hz--橡皮的自由高度　　　　　（D）0.5≤Hz/D≤1.5　　　　　　　　D--橡皮的直径　　　　　　　　如果Hz/D>1.5，应将橡皮分成若干段，在其间垫以钢垫圈。　　4、橡皮的压缩量不应超出其自由高度的35～45%。橡皮安装时，一般先预压10～25%。故橡皮的工作行程要小于其自由高度的25～35%.3 何时选用正装模具结构（由于加精度要求不高，生产批量不大的工件，在很多生产企业都普遍存在。故只讨论无导向装置的单工序模）1.1 正装模具的结构特点正装模具的结构特点是凹模安装在下模座上。故无论是工件的落料、冲孔，还是其它一些工序，工件或废料能非常方便的落入冲床工作台上的废料孔中。因此在设计正装模具时，就不必考虑工件或废料的流向。因而使设计出的模具结构非常简单，非常实用。70 655541.2 正装模具结构的优点（1）因模具结构简单，可缩短模具制造周期，有利于新产品的研制与开发。（2）使用及维修都较方便。（3）安装与调整凸、凹模间隙较方便（相对倒装模具而言）。（4）模具制造成本低，有利于提高企业的经济效益。（5）由于在整个拉伸过程中，始终存在着压边力，所以适用于非旋转体件的拉抻（参看五金科技，1997；6：42～44）。1.3 正装模具结构的缺点（1）由于工件或废料在凹模孔内的积聚，增加了凹模孔内的小组涨力。因此凹必须增加壁厚，以提高强度。（2）由于工件或废料在凹模孔内的积聚，所以在一般情况下，凹模刃口就必须要加工落料斜度。在有些情况下，还要加工凹模刃口的反面孔（出料孔）。因而即延长了模具的制作周期，又啬了模具的加工费用。1.4 正装模具结构的选用原则综上所述可知，我们在设计冲模时，应遵循的设计原则是：应优先选用正装模具结构。只有在正装模具结构下能满足工件技术要求时，才可以考虑采用其它形式的模具结构。2 何时选用倒（反）装模具结构70 655542.1 倒装模具的结构特点倒装模具的结构特点是凸模安装在下模座上，故我们就必须采用弹压卸料装置将工件或废料从凸模上卸下。而它的凹模是安装在模座上，因而就存在着如何将凹孔内的工件或废件从孔中排出的问题。图1这套倒装模是利用冲床上的打料装置，通过打料杆9将工件或废料打下，在打料杆9将工件或废料打下的一瞬间，利用压缩空气将工件或废料吹走，以免落到工件或坯料上，使模具损坏。另外需注意的一点就是，当冲床滑块处于死点时，卸料圈5的上顶面，应比凸模高出约0.20～0.30mm。即必须将坯料压紧后，再进行冲裁。以免坯料或工件在冲裁时移动，达不到精度要求。.2 倒装模具结构的优点（1）由于采用弹压卸料装置，使冲制出的工件平整，表面质量好。（2）由于采用打料杆将工件或废料从凹模孔中打下，因而工件或废料不在凹模孔内积聚，可减少工件可废料对孔的涨力。从而可减少凹模的壁厚，使凹模的外形尺寸缩小，节约模具材料。（3）由于工件或废料不在凹模孔内积聚，可减少工件或废料对模刃口的磨损，减少凹模的刃磨次数，从而提高了凹模的使用寿命。（4）由于工件或废料不在凹模也内积聚，因此也就没有必要加工凹模的反面孔（出料孔）。可缩短模具制作周期，降低模具加工费用。（5）由于压边力只在平板坯料没有完全被拉入凹模前起作用，所以适用于旋转体体的拉伸。如图2中的圆筒形件（参看五金科技，1997；6：42～44）。70 655542.3 倒装模具结构的缺点（1）模具结构较复杂（相对正装模具而言）。（2）安装与调整凸凹模之间的间隙较困难（相对正装模而言）。（3）工件或废料的排除麻烦（最好使用压缩空气将其吹走）。2.4 倒装模具结构的选用原则综上所述可知，只有当工件表面要求平整、外形轮廓较复杂、外形轮廓不对称、或坯料较薄时的冲裁，以及旋转体件拉伸时，才选用倒装模具结构。3 何时选用单工序模具结构3.1 单工序模具结构的特点所谓单工序模具结构，就是在冲床的一次行程内，只能完成一道工序。3.2 单工序模具结构的优点（1）模具结构简单，制造周期短，加工成本低；（2）模具通用性好，不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产；也适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产。3.3 单工序模具结构的缺点（1）制件精度不高；（2）生产效率低。70 655543.4 单工序模具结构的选用原则综上所述可知，对一些精度要求不高，生产批量不大的工件，采用单工序模具还是比较合适的。尤其是现在我们国家实行的是社会主义市场经济。新产品的开发与研制对每个企业来说，都是至关重要的。而对一些需要冲压生产的新产品来说，就提出了一个要求：要求研制周期短，开发速度快，制造成本低。因内有这样开发出的磨擦产品才能迅速占领市场。而在这一点上，单工序模具就更能满足这一要求，所以就显得更实用一些。4 何时选用复合模具结构4.1 复合模具结构的特点所谓复合模具结构，就是在冲床的一次行程内，完成两道以上的冲压工序。在完成这些工序过程中，冲件材料无需进给移动。4.2 复合模具结构的优点（1）制件精度高。由于是在冲床的一次行程内，完成数道冲压工序。因而不存在累积定位误差。使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。适宜冲制薄料和脆性或软质材料。（2）生产效率高。（3）模具结构紧凑，面积较小。4.3 复合模具结构的缺点（1）凸凹模璧厚不能太薄（外形与内形、内形与内形），以免影响强度。70 65554（2）凸凹模刃磨有时不方便。尤其是在凸凹模即冲裁，又成形的情况时。如图2中的凸凹模5（如生产批量大，条件许可时，可将凸凹模刃口部分和盛开部分分开设计）。4.4 复合模具结构的选用原则综上所述可知，只有当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，才选用复合模具结构。70'