1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化垫圈冲裁模具设计一、选题的背景与意义模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点，被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。作为冲压模的一种，冲裁模以其结构简单、生产效率高更是在生产当中获得广泛应用。通过对国内外文
2、献的研读，以及冲裁模具设计的学习，本课题的目的通过对垫圈的工艺分析，利用CATIA软件进行设计，确定垫圈冲裁模具的设计方案。其中，如何进行分析设计，确定垫圈冲裁模具的可用设计方案，是本课题需要解决的重点问题之一。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题21研究的基本内容1对垫圈进行工艺分析，确定垫圈冲裁模具的设计方案；2利用CATIA进行设计，设计出垫圈冲裁模具的可用方案；3完成垫圈冲裁模具设计图纸、编写模具主要零件的加工工艺。22拟解决的主要问题1全面了解冲裁模具的基本结构和工作原理，熟悉冲压工艺；2垫圈冲裁工艺分析，确定冲裁模具的重要设计参数；掌握冲裁模具设计要点，设计完善垫圈冲裁模具设计方案
3、三、研究的方法与技术路线依据冲压模具设计方法和垫圈冲裁件特性，理论与实践相结合，设计出一套2冲裁模具。1依据课题查阅和收集相关资料；2了解冲裁件的特性，拟定的模具方案，并进行对比，确定最终冲裁模具的方案；3设计垫圈冲裁工艺，在CATIA三维CAD软件上完成模具图和零件图；4编写模具主要零件的加工工艺。四、研究的总体安排与进度收集资料，文献综述（2周）；完成开题报告（2周）；完成文献翻译，初步确定垫圈冲裁模具设计方案（2周）；完成垫圈冲裁模具设计图纸，撰写毕业论文（3周）；修改毕业论文，定稿，答辩（2周）。参考文献1刘胜国我国冲压模具技术的现状与发展J黄石理工学院学报,2007,（01）12石其
4、年提高冲裁模具使用寿命的途径与分析J黄石理工学院学报,2006,（05）63663赵震,吕士军,彭颖红,阮雪榆冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究J中国机械工程,2003,（02）2993014陈东,褚作明,金康,戎文娟国内模具选材用材现状与发展J金属热处理,2009,（11）1151195李文垫圈连续冲裁模具的设计J机械工程师,2008,（05）28296张霞,王新荣,李小海冲压模具凸凹模间隙控制与调整方法研究J机械研究与应用,2008,（04）47487黄启钧,许榕锌基合金复合结构冲压模具的研究与应用J机械设计与制造,1991,（02）33368朱双霞冷冲裁模具重要设计参数的确定J模具技
5、术,2000,（05）74859CWKIM1,CHPARK,ANDSSLEEANAUTOMATEDDESIGNSYSTEMOFPRESSDIECOMPONENTSUSING3DCADLIBRARYJSPRINGERVERLAGBERLINHEIDELBERG,200739619744毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化垫圈冲裁模具设计1、设计垫圈冲裁模具的意义模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点，被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业1。模具技术涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推
6、广应用，是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，是冶金、材料、理化、计量、摩擦与润滑、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何加工制造方法所不及的。由此可见，模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业，模具工业技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一2。2、冲裁模具的研究现状21冲裁模具简介及其工作原理冲裁模是指沿封闭或长空的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。冲裁模的工作原理是，上模通过模柄与冲床滑块相联
7、接，下模利用压板固定在冲床的工作台上，上下模通过导柱、导套导向。工作时，条料靠着挡料销送进定位，当上模随滑块下降时，脱料板先压住板料，接着凸模冲落凹模上面的材料获得工件。这时工件卡在凸模与顶块之间，废料也紧紧箍在凸模上。在上模回升时，工件由顶块借弹簧的弹力从凹模中顶出；同时箍在凸模上的废料，由脱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，进行下一次冲裁落料过程，如此往复进行。22国内外冲裁模具研究现状（1）国内的研究现状5国内对冲裁模具有较多的研究，很多研究人员和公司从事冲裁模具的设计生产。石其年3研究了提高冲裁模具使用寿命的途径与分析。赵震，吕士军，彭颖红等
8、4进行了冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究。中国工程院院士陈蕴博先生在国际上首次提出了旨在使模具选材科学化、量值化控制和稳定提高模具使用寿命的模具性能评价体系、失效抗力指标体系和优先设计技术，开创了模具选材、用材从过去沿用经验自试用模式走向量值化指标控制的飞跃，从而为模具的正确设计、制造和合理选材提供理论和实践依据5。标志着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为一体的铁芯精密自动叠片多功能模具，该模具已达到国际水平，其精度达23UM，双回转精度1，寿命达到15亿次以上，制造周期56个月，而价格仅为同类进口模具的1213，其它如48、54
9、、68条腿集成电路框架2030工位级进模、电子枪硬质合金多工位级进模、空调器散热片多工位级进模等均达到国外同类产品水平6。（2）国外的研究现状国外模具精度高。所谓模具精度通常是指凸、凹模具的尺寸精度。目前国外不仅要求同一规格的不同模具冲出的同一种零件可以互换，而且要求模具的凸、凹模可以互换，美国制造的电机铁芯模具的凸、凹模精度已达025UM，具有互换性，美国模具工作部分的尺寸精度约比产品精度高一个数量级。国内模具精度比产品精度高不到半个数量级。国外模具寿命长，例如美国西屋公司制造的小电机定，转子硬质合金级进模、刃磨一次可冲裁100万片以上，总寿命达172亿次7。国外通过采用高效精密机床和测试装
10、置，推进新的制模技术。模具制造大量采用NC、CNC、MC设备，使模具生产效率和质量从依赖模具钳工手艺逐步转移到主要依赖于各种加工设备的功能和精度，确保模具精度的再现性和重复性。模具的抛光技术本是典型的技艺作业，抛光技术直接影响着塑件的透明度、光泽、脱膜性及对模具的腐蚀和开裂等。目前日本正在研究试用机器人自动抛光并开发磁石研磨工具。美国、日本还用激光加工叠层模，并开发了适用于钢、铝、钛、陶瓷和各种硬、软质塑料加工的CNC激光雕刻机，按计算机设定雕刻名称、模型或符号8。3、冲裁模具的发展趋势6通过文献阅读915和对国内外研究现状的分析和综合，我认为冲裁的发展趋势如下1随着模具在企业竞争、合作、生产
11、和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络在模具行业中的应用将更加广泛。因此基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统将走向成熟。2模具的精度越来越高。现在模具的制造精度已达23UM，不久1UM精度的模具也将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具加工精度的要求会在1UM以内，这就要求发展超精加工。3新材料和先进表面处理技术的应用将更为普及。在模具的选材上，可选用优质钢材如硬质合金、陶瓷材料、复合材料等和应用相应的表面处理技术来提高模具寿命及满足特殊产品的需要。模具热处理发展的方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法即扩渗如渗碳、渗氮、渗硼、渗
12、铬、渗钒等以外，应发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积TIN、TIC、等离子喷涂等技术。参考文献1刘胜国，我国冲压模具技术的现状与发展J黄石理工学院学报，2007，0112洪丽华，陈永禄，中国模具工业现状和模具技术发展趋势J机电技术，2007，0296973石其年，提高冲裁模具使用寿命的途径与分析J黄石理工学院学报，2006，0563664赵震，吕士军，彭颖红，阮雪榆，冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究J中国机械工程，2003，022993015陈东，褚作明，金康，戎文娟，国内模具选材用材现状与发展J金属热处理2009，111151196周永泰，国内模具产品目前水平及今后发展趋势J机电产品市场
13、，2000，047徐庆仁，国外模具制造技术的现状和发展趋势J，航空精密制造技术，1992，025188胡蓉如，外模具技术发展趋势J杭州科技，1990，0512139李文，垫圈连续冲裁模具的设计J机械工程师，2008，05282910张霞，王新荣，李小海，冲压模具凸凹模间隙控制与调整方法研究J机械研究与应用，2008，044748711黄启钧，许榕，锌基合金复合结构冲压模具的研究与应用J机械设计与制造1991，02333612朱双霞，冷冲裁模具重要设计参数的确定J模具技术，2000，05748513CWKIM1，CHPARKANDSSLEEANAUTOMATEDDESIGNSYSTEMOFPRE
14、SSDIECOMPONENTSUSING3DCADLIBRARYJSPRINGERVERLAGBERLINHEIDELBERG，200796197414SONGAIPING，WUWEIWEI，ZHANGJUNARECONFIGURABLESTAMPINGDIEANDITSSTAMPINGPROCESSJJOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYSCIENCE，2010，0331331815YONGJUCHO,CHOONSEONGLEEM,KITAESHININTANASSESSMENTOFTHELEVELOFINFORMATIZATIONINTHEKOREAMOLD
15、INDUSTRYASAPREREQUISITEFORECOLLABORATIONANEXPLORATORYEMPIRICALINVESTIGATIONJADVMANUFTECHNOL,2006，298979118本科毕业论文（20届）垫圈冲裁模具设计摘要9摘要模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点、被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。冲压模具是现代制造生产中必不可少的工艺装备，它是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。本文以垫圈冲裁件为对象，设计
16、了一套落料、冲孔模具。本文叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性和本次设计的意义，对工件进行工艺分析，经过工艺分析和对比确定工艺方案，选择复合模（倒装式）进行生产加工，定位采用活动挡料销和两个导料销的形式实现条料的定位，卸料采用弹性卸料板，推件采用刚性推件装置、通过对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算，再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次模具的绘制和模具的成形提供了依据，以及为装配图各尺寸提供了依据。通过前面的设计方案画出模具个零件图和装配图。关键字冲压模具；工艺分析；工艺计算；模具结构ABSTRACTMOLDISTHE
17、MECHANICALMANUFACTURINGTECHNOLOGYADVANCED,PROFOUNDLYIMPORTANTTECHNICALEQUIPMENT,WITHHIGHPRODUCTIONEFFICIENCY,MATERIALUTILIZATION,HIGHQUALITYPARTS,PROCESSADAPTABILITY,AREWIDELYUSEDINAUTOMOBILES,MACHINERY,AEROSPACE,AVIATION,LIGHTINDUSTRY,ELECTRONICS,ELECTRICAL,INSTRUMENTATIONANDOTHERINDUSTRIESSTAMPING
18、DIEISESSENTIALFORTHEPRODUCTIONOFMODERNMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDEQUIPMENT,ITISTECHNOLOGYINTENSIVEPRODUCTSSTAMPINGQUALITY,PRODUCTIVITYANDPRODUCTIONCOSTS,ANDDIEDESIGNANDMANUFACTURINGAREDIRECTLY10RELATEDTAKINGGASKETBLANKINGPIECESFOROBJECT,DESIGNEDASETOFBLANKING,PUNCHINGMOULDTHISPAPERDESCRIBESTHEDEVELOP
19、MENTOFSTAMPINGDIE,STAMPINGDIESHOWSTHEIMPORTANCEANDSIGNIFICANCEOFTHISDESIGN,PROCESSANALYSISOFTHEWORKPIECE,THROUGHPROCESSANALYSISANDCOMPARISONPROCESSTODETERMINEPROGRAM,SELECTCOMPOSITEMODULUSFLIPTYPEFORPROCESSING,THEPOSITIONINGPINANDTWOACTIVITIESAGAINSTMATERIALFEEDINGPINFORMSREALIZEGUIDETHEPOSITIONING,
20、STRIPMATERIALUNLOADINGUSINGELASTIC,PUSHINGASTRIPPERPLATEBYRIGIDPUSHADEVICEBASEDONTHEDESIGNOFTHESTRIPLAYOUTDIAGRAMPARTS,COMPLETINGTHEMATERIALUTILIZATIONOFCOMPUTATIONINCUTTINGPROCESSFORCECALCULATIONANDPUNCHDIEWORKINGPARTDESIGNCALCULATIONFINALLYTHEDESIGNOFMAINCOMPONENTSANDSTANDARDPARTSCHOICE,PROVIDESAB
21、ASISFORMOLDANDMOLDFORMINGTHEDRAWINGPROVIDESABASISASWELLASTHEASSEMBLYDRAWINGSPROVIDEDTHEBASISFOREACHSIZETHROUGHTHEFRONTDESIGNDRAWMOLDADETAILDRAWINGANDASSEMBLYDRAWINGKEYWORDSSTAMPINGMOULDPROCESSANALYSISPROCESSCALCULATIONMOLDCONSTRUCTION目录摘要8目录10绪论1311冲裁模具简介及其工作原理1312冲裁模具的研究现状和发展趋势1311121国内外研究现状13123冲压
22、模具的发展趋势1413本次设计的主要内容152垫圈冲裁模具设计说明书1621垫圈冲裁设计任务要求1622冲裁件工艺分析16221材料分析16222零件结构分析16223尺寸精度分析1723工艺方案及模具结构类型1724排样设计1725冲压力与压力中心计算19251冲压力19252压力中心2026工作零件刃口尺寸计算22261落料模具工作零件刃口尺寸计算22262冲孔模具工作零件刃口尺寸计算23263孔心距尺寸计算2327模具结构及其它零件设计24271工作零件结构尺寸24272其他模具零件结构尺寸25273弹性元件选择25274冲床选用2628模具装配简图263部分零件工艺规程2931落料凹模
23、加工工艺过程2932冲孔凸模加工工艺过程3033凹凸模加工工艺过程314总结32参考文献32致谢错误未定义书签。12附录错误未定义书签。13绪论11冲裁模具简介及其工作原理模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点，被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业1。冲裁模具是冲压模具的一种工艺分类，是指沿封闭或长空的轮廓线使材料产生分离的模具，如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。冲裁模的工作原理是，上模通过模柄与冲床滑块相联接，下模利
24、用压板固定在冲床的工作台上，上下模通过导柱、导套导向。工作时，条料靠着挡料销送进定位，当上模随滑块下降时，脱料板先压住板料，接着凸模冲落凹模上面的材料获得工件。这时工件卡在凸模与顶块之间，废料也紧紧箍在凸模上。在上模回升时，工件由顶块借弹簧的弹力从凹模中顶出；同时箍在凸模上的废料，由脱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，进行下一次冲裁落料过程，如此往复进行。12冲裁模具的研究现状和发展趋势121国内外研究现状国内对冲裁模具有较多的研究，很多研究人员和公司从事冲裁模具的设计生产。石其年2研究了提高冲裁模具使用寿命的途径与分析。赵震，吕士军，彭颖红等3进行
25、了冲裁模具结构设计知识表示与处理技术研究。中国工程院院士陈蕴博先生在国际上首次提出了旨在使模具选材科学化、量值化控制和稳定提高模具使用寿命的模具性能评价体系、失效抗力指标体系和优先设计技术，开创了模具选材、用材从过去沿用经验自试用模式走向量值化指标控制的飞跃，从而为模具的正确设计、制造和合理选材提供理论和实践依据4。标志着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为一体的铁芯精密自动叠片多功能模具，该模具已达到国际水平，其精度达23UM，双回转精度1，寿命达到15亿次以上，制造周期56个月，而价格仅为同类进口模具的1213，其它如48、54、68
26、条腿集成电路框架2030工位级进模、电子枪硬质合金多工位级进模、空调器散热片多工位级进模等均达到国14外同类产品水平5。国外模具精度高。所谓模具精度通常是指凸、凹模具的尺寸精度。目前国外不仅要求同一规格的不同模具冲出的同一种零件可以互换，而且要求模具的凸、凹模可以互换，美国制造的电机铁芯模具的凸、凹模精度已达025UM，具有互换性，美国模具工作部分的尺寸精度约比产品精度高一个数量级。国内模具精度比产品精度高不到半个数量级。国外模具寿命长，例如美国西屋公司制造的小电机定，转子硬质合金级进模、刃磨一次可冲裁100万片以上，总寿命达172亿次。国外通过采用高效精密机床和测试装置，推进新的制模技术。模
27、具制造大量采用NC、CNC、MC设备，使模具生产效率和质量从依赖模具钳工手艺逐步转移到主要依赖于各种加工设备的功能和精度，确保模具精度的再现性和重复性。模具的抛光技术本是典型的技艺作业，抛光技术直接影响着塑件的透明度、光泽、脱膜性及对模具的腐蚀和开裂等。目前日本正在研究试用机器人自动抛光并开发磁石研磨工具。美国、日本还用激光加工叠层模，并开发了适用于钢、铝、钛、陶瓷和各种硬、软质塑料加工的CNC激光雕刻机，按计算机设定雕刻名称、模型或符号6。123冲压模具的发展趋势丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利的条件，已经使中国成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多
28、和外资在中国模具行业的投入不断增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响也越来越重要。据相关专业人士分析，未来十年，中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下的九个方面。1、模具结构日趋大型、精密、复杂，寿命日益提高。、CAD/CAE/CAM技术在模具设计制造中将广泛应用。、快速经济制模技术被推广应用。、新型技术在塑料模具中的推广和应用。、提高模具的标准化水平和模具标准件的使用率。、开发优质的模具材料和先进的表面处理技术。、高速铣削在模具加工中的推广及应用。、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。、开发成形新工艺和模具，培养新理念和新模式。我国模具工业虽然已
29、经有了长足的发展，但总体水平相比工业发达国家仍要落后，这与我国制造业发展的要求相比差距还比较大。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业正面临着进一步技术结构和加速国产化的繁重任务。因此，应立足国情，着重发展模具行业中的关键、共性技术，不断加大新技术的开发和推广的应用力度，不断提高行业的自主创新能力，用信息技术来带动和提升模具工业的制造技术水平，积极15采用高新技术和先进适用技术来提高行业的总体水平，使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能的方向发展，推动我国模具工业技术进步再上新的台阶7。13本次设计的主要内容本文介绍了垫圈冲裁模具设计的具体过程，包括
30、工件的工艺性分析、冲压工艺方案的确定以及工艺计算、模具工作零件计算、模具结构设计等。通过对零件的方案选择、排样设计、压力计算和刃口计算，得出凹凸模等主要零件的尺寸精度要求，依照国标选取合适的凹凸模及其它零件。再根据各部分的尺寸精度要求，编制主要零件的加工工艺，并绘制出整个模具的装配图和部分零件图。162垫圈冲裁模具设计说明书21垫圈冲裁设计任务要求图所示冲裁件，材料为1CR18NI9TI，厚度为12MM，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计冲压模具及模具主要零件。零件名称垫圈生产批量大批量材料1CR18NI9TI材料厚度12MM图形如下图1加工零件图22冲裁件工艺分析221材料分析该冲裁件
31、的材料1CR18NI9TI，具有较好的可冲压性能。222零件结构分析该冲裁结构简单，并在转角有四处R2圆角，零件没有尖角，对冲裁加工较为有利。同时，在零件中部有3个规则圆孔10020，并且圆孔直径满足冲裁最小孔径MMTD65131MIN的要求。另外圆孔和工件外形之间的距离为5MM,满足17冲裁最小孔边距MMTL21MIN的要求。所以该零件的结构满足冲裁要求。223尺寸精度分析零件图上所有未标注的尺寸，属自由尺寸，根据规定可按IT14级确定工件的公差。查公差表可得各尺寸为零件外形尺寸10006006R2025MMR503MM结论此零件适合于用普通冲裁的加工方法加工。23工艺方案及模具结构类型零件
32、包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种方案（1）先落料，再冲孔，采用单工序模生产。（2）落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。（3）冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案分析方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。方案只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。但该方案需考虑凹凸模壁厚问题。方案也只需要一套模具，生产效率也很高，且不存在凹凸模壁厚问题，但是结构复杂，制造困难，模具成本较高，由于定位多，制件精度相比于复合模要差。三个方案比
33、较因要保证大批量生产要求，所以生产效率低的方案不可取。为保证内外尺寸一致性，并考虑复合模和级进模的结构复杂性、制造难度、模具成本等因素，选用方案，现对复合模凸凹模的最小壁厚进行校核当材料厚度为12MM时，可查文献15表217得凸凹模的最小壁厚为32MM，而零件的最小孔边距为10MM，故满足复合模加工要求。所以应选择方案，复合模冲裁加工。为便于操作，复合模结构采用倒装复合模结构，卸料采用卸料板弹性卸料方式，出件采用推件装置，定位采用挡料销两个导料销形式实现条料的定位。24排样设计查文献14表210，确定搭边值两工件间的搭边A115MM18工件侧边边缘塔边A18MM进距为415MM条料宽度BD2A
34、68218716MM确定后排样图如下图所示图2排样图一个进距内的材料利用率为ABS100式中A冲裁件面积（包括内形结构废料），2MMB条料的宽度,MM；S进距，MMA68403141010240582MM故2405871641510083查文献7表332得,宜选800MM1000MM的钢板，每张钢板可剪裁为10张条料（80MM1000MM），每张板料可冲240个工件，则总为总LSNA100式中A冲裁件面积（包括内形结构废料），2MM；19N每张板料可冲工件数目；S板料的宽度,MM；L板料的长度,MM故总100080082405240100722即每张板料的材料利用率为722。25冲压力与压力中
35、心计算251冲压力落料力F落13LTLTB式中L落料外形（即工件外轮廓）的周长，MMT工件（材料）厚度，MM；B材料的抗拉强度，查文献11表212可知，550MPA；材料的抗剪切强度，查文献11表212可知，430MPA；其中落料轮廓的周长L通过计算可知L68401031420810402388MM故F落238812550N157608N1576KN冲孔力F冲13LTLTB式中L冲孔外形（即内孔）的周长，MMT工件（材料）厚度，MM；B材料的抗拉强度，查文献11表212可知，550MPA；材料的抗剪切强度，查文献11表212可知，430MPA；其中20冲孔轮廓的周长L计算可知L3D其中D为冲孔
36、直径，3D为3孔圆周长之和。故F冲LTB33141012550N62172KN查文献11表210表可知K卸005，K推0055落料时的卸料力为F卸K卸F落0051576788KN冲孔时的推件力为F推NK推F冲其中取凹模深度H6MM，因为工件厚度T12MM，所以KH/T6/125个，又因为要冲3个孔，所以N3K15个；故F推NK推F冲15005562172513KN总冲压力F总F落F冲F卸F推157662172788513278952（KN）252压力中心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，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。否则，会使冲模和压力
37、机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，减低模具和压力机的使用寿命。21图3压力中心如图3所示工件X方向对称，故压力中心到Y轴的距离X2L/268/234MM工件Y方向不对称，故压力中心到X距离其中L140MMY120MML268MMY20MML340MMY320MML49MMY440MML5314MMC637MMY53363MM111098765432111111010998877665544332211YLLLLLLLLLLLYLYLYLYLYLYLYLYLYLYLYL22L610MMY640MML7314MMY73363MML89MMY840MML9314
38、MMY910MML10314MMY1010MML11314MMY1110MM计算时，忽略边缘2R22R5圆角。故Y1734MM由以上计算可知冲压件压力中心的坐标为（34，1734）。26工作零件刃口尺寸计算261落料模具工作零件刃口尺寸计算落料时，因外形轮廓较复杂，故模具按配合加工的方法制造，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下落料部分以落料凹模为基准计算，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。零件图中落料部分的尺寸偏差如下680303400303R10020R2025MMR503MM查文献14表213可知凸模和凹模最小间隙为ZMIN016MM凸模和凹模最大间隙为ZMAX019MM查文
39、献14表215得因数X为当042时，X05当021042时，X075当021时，X1得4/0MAXXAA15004/60076760506868D15004/600739600504040D05004/200892011010DR063004/250081125075022DR23075004/30077543075055DR落料部分相应的凸模尺寸按凹模尺寸配制，保证其双面间隙为016MM019MM262冲孔模具工作零件刃口尺寸计算冲10020MM孔时，凸模外形为圆孔，故模具采用凸、凹模分开加工的方法制造，以冲孔凸模为基准计算,其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下查文献14表213可知凸模和凹模最小
40、间隙为ZMIN016MM凸模和凹模最大间隙为ZMAX019MM查文献15表213得因数X为X1查文献11表714标准公差标准，凸模按IT6，凹模按IT7级查，可知MMP0110MMD0180校核MINMAXZZ019016003MMPD001100180029MM满足MINMAXZZPD条件凸模尺寸计算PDMINDX0P1010200110MM00011102MM凹模尺寸计算DPDZDD0MIN01800019102018001039MM263孔心距尺寸计算孔心距为480202300202125050MINLLDL14802050401250448005L2300205040125043000
41、52427模具结构及其它零件设计271工作零件结构尺寸落料凹模板尺寸落料凹模厚度H310F式中F冲裁力，N故F62172（KN）故H184MM落料凹模壁厚C152H152184（276368）MM实取C30MM凹模宽度BB2C68302128凹模长度AL2C40302100查（GB/T2863281）确定凹模板外形为16016020（MM）凸凹模尺寸凸凹模长度为LH1H2H16101642MM其中H1凸凹模固定板厚度，取16MMH2弹性卸料板厚度，取10MMH增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度等），取16MM凸凹模外刃口间薄壁效核查文献15表217可知冲裁件结构的凸凹模内外刃口最
42、小壁厚为10MM，根据强度要求表可知，该壁厚为32MM10MM，故该凸凹模强度足够。冲孔凸模高度尺寸，LH1H2H314102549MM其中H1凸模固定板厚度，14MMH2卸料板厚度，10MMH3附加长度（包括总修模量，凸模进入凹模深度，磨具闭合下的安全距25离），25MM凸模板强度效核该凸模长径比为L/D49/104910所以此凸模不属于细长杆，强度足够。272其他模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点凹模板尺寸并查标准JB/T6743194,确定其他模具模板尺寸列于表1表1模具模板尺寸表序号名称长宽厚（MM）材料数量1上垫板16016015T8A12凸模固定板1601601445钢13卸料
43、板1601601045钢14凸凹模固定板1601601645钢15下垫板16016010T8A1根据模具零件结构尺寸，查表GB/T2855590选取后侧导柱160160标准模架一副。273弹性元件选择由于卸料力为788KN采用四根螺旋压缩弹簧作为弹性元件则每根弹簧承受的力为197KN采用螺旋压缩弹簧，查标准GB208980可知我们可选用1045130的弹簧材料为60SI2MNA,热处理硬度为HRC4348,弹簧两端拼紧并磨平。主要尺寸10簧丝直径，MM2645弹簧中径，MM130弹簧自由高度，MM其它参数为工作极限负载JF5170N工作极限负荷下变形量JH353MM弹簧圈数N75设置工作行程工
44、作H15MM弹簧每圈最大压缩量JH/N353/75471MM弹簧每圈预压缩量1990/5170471181MM弹簧每圈剩余压缩量47118129MM弹簧的预压缩量181N1817513575MM弹簧的剩余压缩量29N29752175MM工作H15MM弹簧总的压缩量修模工作预总HHHH1357515634575MM校核JH353总H在卸料力的作用下弹簧未压死，所以所选弹簧尺寸合适。弹簧的安装长度预自由安HHH13013575116425MM取小化整取116MM274冲床选用根据总冲压力F总278952KN，模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备，选用J2340开式双柱可倾冲床，并在工作
45、台面上备制垫块。其主要工艺参数如下公称压力400KN滑块行程100MM行程次数80次/分最大闭合高度300MM工作台尺寸（前后左右）630MM420MM28模具装配简图27图4装配图281下垫板；2凸凹模固定板；3弹簧；4凸凹模；5卸料板；6导料销；7落料凹模；8凸模固定板；9冲孔凸模；10上垫板；11连接推杆；12、18圆柱销；13推板；14打料杆；15模柄；16上模座板；17推件块；19、22螺钉；20导套；21导柱；23下模座板；24挡料销图4为模具装配图，复合模结构采用倒装复合模结构。卸料采用卸料板弹性卸料方式，由卸料板5，弹簧3和螺钉22组成。出件采用刚性推件装置，由推板13、推杆1
46、1、打料杆14、推件块17组成。模架选取后侧导柱160160标准模架，模架由上模座板16、下模座板23、导套20、导柱21组成，导柱安装在下模座上，导套安装在上模座上，导套导柱与模座均为H7/R6过盈配合。弹性元件采用4根螺旋压缩弹簧。图中主要零件尺寸如下凸凹模长度为42MM，冲孔凸模长度为49MM，凹模板外形为16016020（MM），上垫板外形为16016015（MM），凸模固定板外形为16016014（MM），卸料板外形为16016010（MM），凸凹模固定板外形为16016016（MM），下垫板外形为16016010（MM）。落料凹模7装在上模，条料由2个导料销6和1个挡料销24进行导
47、料和挡料，与弹压卸料板5为H8/D9配合。冲裁时，凸模9和凸凹模4（做冲孔凹模用）完成冲孔工序，凹模7和凸凹模4（做落料凹模用）完成落料工序。冲裁结束后，在回程卸料板5将被箍在凸凹模4上的条料卸下，冲孔废料顺凸凹模4的漏料孔排除，制件被凸凹模4顶入落料凹模7内，再由推板13、推杆11、打料杆14、推件块17组成的推件装置将制件推出。293部分零件工艺规程31落料凹模加工工艺过程材料GR12硬度6064HRC序号工序号工序内容1备料锻件（退火状态）165165222粗铣铣六面到尺寸1603160321，注意两大平面与相邻邻侧面用标准角尺测量达基本垂直3平面磨磨光两大平面厚度达206，并磨两相邻侧
48、面达四面垂直。垂直度002/1004钳划线划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸钻孔钻螺纹底孔，销钉底孔，凹模洞口穿线孔铰孔铰销钉孔到要求攻丝攻螺纹丝到要求5热处理淬火使硬度达6064HRC6平面磨磨光两大平面，使厚度达2037线切割割凹模洞口，并留001002研余量8钳研磨洞口内壁侧面达08UM配推件块到要求9钳用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后，凹模与上模座配作销钉孔10平磨磨凹模板上平面厚度达要求3011钳总装配32冲孔凸模加工工艺过程材料T1OA硬度5660HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）20552热处理退火，硬度达180220HB3车1一端面，打顶尖孔。车外圆至15；
49、掉头车另一端面，长度至尺寸50；打孔尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸144004，106004至要求4检验检验5热处理淬火，硬度至5660HRC。6磨削磨削外圆尺寸140025，10200011至要求7线切削切除工作端面顶尖孔，长度尺寸至490025要求8磨削磨削端面至RA08UM9检验10钳工装配（钳修并装配，保证）3133凹凸模加工工艺过程材料GR12硬度6064HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）7040452粗铣铣六面见光3平磨磨高度两平面到尺寸434钳划线在长度方一侧线切割夹位6后，分中划凸模轮廓线并划两凹模洞口中线钻孔按凹模洞口中心钻线切割穿丝孔锪扩凹模落料沉孔到要求，钻螺纹底孔并攻丝到要求5热处理淬火硬度达6064HRC6平磨磨高度到4247线切割割凸模及两凹模，并单边留001002研磨余量8钳1、研配研凸凹模并配入
