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1、摘 要 本次模具设计是“盖板”的模具图形及加工制造的过程，其设计思路是根 据多个模具加工事例生产事例总结出来。设计内容是从零件的工艺分析开始的， 根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的材料选择。 通过对零件的认识可知，该零件所用的材料是 Q235-A，生产批量为大批量 生产，再经过方案比较，故选择复合冲裁作为该副模具工艺生产方案即比较加 工又便于经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选出符合该模具的 定位方式、卸料出件方式导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模的设计， 选择模具的材料即确定每个零部件的加工方案；仅接着根据模具的装配原则， 完成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以
2、发现模具设计和制造的不足，并找 出原因给予纠正，并对模具进行适当的调整和修理。 其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具、一系列模 具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一 线操作，使其通俗易懂加工方便。 关键词关键词：冲压、盖板、弯曲 1 目 录 摘要1 前言2 1 冲压工件的工艺分析3 2 冲裁工艺方案的确定4 3 主要设计计算5 3.1 排样方案的确定及计算.5 3.2 冲压力的计算.8 3.3 工作零件刃口尺寸计算.10 4 冲压设备的选择16 5 模具主要零件及结构设计18 5.1 卸料零件的计算18 5.2 凸、凹模结构设计20 6 模具总
3、装图21 7 模具材料的选用及其他零部件的设计22 7.1 模具材料的选择22 7.2 定位方式的选择23 7.3 模具材料的选用23 7.4 模具辅助零件的材料选用及热处理25 7.5 模具的装配26 7.6 冲裁模具的试冲27 结束语30 致谢31 参考文献32 2 前言 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电视、仪表、 电器、电子、通信、家电和轻工等行业中，60%80%的零件都要依靠模具成型， 并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度的要求 越来越高，结构要求也越来越复杂。用模具生产零件所表现出来的高精度、高 复杂、高一致性、高生产效率和低消耗，是其
4、他加工制造方法所不能比拟的。 模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。 目前，国内外模具工业发展很快，其产值已超过机床工业的产值。我国模 具工业作为一个独立的、新型的工业，正处于飞速反展阶段，已成为国民经济 的基础工业之一，其发展前景十分广阔。据预测，未来我国将成为世界的制造 中心，更加给模具工业带来前所未有的发展机遇和空间。 3 1 冲压工件的工艺分析 工件名称：盖板 生产批量：大批量 材料： Q235-A，厚度 t=3mm 工作简图 1.1： 图 1.1 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压 件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好
5、的冲压工艺性应能满足材 料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等 要求。 4 2 冲裁工艺方案的确定 一般对于这样的工件，通常采用落料，冲孔，再弯曲的加工方法。由于该 工件的生产批量较大，如果把三道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并 减轻工作量、节约能源、降低成本，而且可以避免原有的加工方法中须将手伸 入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。 将三道工序复合在一起，可以有以下的两种不同工艺方案：先落料，然 后冲孔和弯曲在同一工步；落料，冲孔为同一工步首先完成，然后进行弯曲。 采用方案加工工件，不易保证长度尺寸的精度，而且易使孔冲头磨mm 15 . 0 0 42
6、损，降低模具寿命。经分析，使用方案较好。对于弯曲的回弹，可以用减小 间隙的方法来避免或减小回弹。 该冲压工件的形状为简单且对称，弯曲部分有 R=2.5mm 的圆角过渡。除孔 和有精度要求外其余尺寸精度要求不高，材料为 Q-235Amm 021 . 0 0 18mm 015 . 0 0 40 钢其冲压性能好，孔与外缘的壁厚较大，根据表 2.1 知复合摸的凸凹模壁厚部 分具有足够的强度。 表 2.1 料厚 t 0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.75 最小 壁厚 m 1.41.61.82.02.32.52.73.23.84.0 最小 直径 D 151821 料厚 t 2.02
7、.12.52.753.03.54.04.55.05.5 最小 壁厚 m 4.95.05.86.36.77.88.59.310.012.0 5 最小 直径 D 21252832354045 6 3 主要设计计算 3.13.1 排样方案的确定及计算排样方案的确定及计算 在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义，在模具设计中，排样设 计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材 料的利用率、制件质量、生产率与成本以及模具寿命等，所以排样工作的好坏 是左右冲裁经济效益的重要因素之一。 冲裁所产生的废料分为两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于 工件的形状，一般不能改变，
8、称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件 与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而产生的废料，它取决于冲压方式和排 样方式，称为工艺废料。 提高材料利用率最主要的途径是合理排样使工艺废料尽量小，另外在满足 工件使用要求的前提下，适当的改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。 1搭边 排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定 位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽， 浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刀”现象或冲裁时会被 拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。 、 搭边值的大小与下列因素有关： 材料的力学性
9、能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。 工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大 值。 材料厚度。薄材料的搭边应取的大一些。 送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小 些。 mmamma1,8 . 0 1 2. 排样方法 常用的排样方法有三种： 7 有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘 都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的 质量，模具寿命也高。 少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存 在。 无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在， 模具刃口沿条料顺序
10、切下，直接获得工件。 少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样 可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。并且 工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件 的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。 1毛坯的尺寸计算 该毛坯的工件展开如图 3.1： 图 3.1 按弯曲件展开来计算，由式（3-1） （3-1）KtR 式中 中性层半径（mm） ； R弯曲内半径，R=2.5mm； K中性层位置因数；由表 3.3 查出 K=0.3 8 r材料厚度，t=3mm 表 3.1 R/t0.10.20.30.40.
11、50.60.70.8 K0.210.220.230.240.250.260.270.3 R/t11.21.522.534575 K0.310.330.360.370.400.420.440.460.5 则中性层半径 mmmmmmmmr4 . 333 . 05 . 2 中性层长度 mm mm l34 . 5 180 904 . 314 . 3 180 0 0 0 直线部分长度为： 95.34mm5.34mm80.5mm9.5mmlbaL 80.5mm3mm-2.5mm-86mmb 9.5mm3mm-2.5mm-15mma 则毛坯的外形尺寸为： mml mml mmmml mmmmmml 40 2
12、6 8 . 80 5 . 80) 2 2640 ( 84.14 5 . 8034.95 4 3 22 2 1 表 3.2 冲裁金属材料的搭边值 手送料 圆形非圆形往复送料 自动送料 料厚 a 1 a a 1 a a 1 a a 1 a 11.51.521.532 1221.52.52352.532 232.5232.543.5 3432.53.535443 9 由表 3.2 可查得冲裁时的搭边值 mma mma 5 . 2 3 1 则条料宽度为 mmmmmmb463240 送进步距为： mmmmmmh84.975 . 234.95 2压力中心计算 工件为轴对称零件，所以其重心在对称中心线上。考
13、虑 x 方向的值 设模具的压力中心坐标为，则 cc yx ,0y 654321 665544332211 llllll xlxlxlxlxlxl xc =33.21 1814 . 3 4084.142 8 . 802 441814 . 3 34.954092.8784.14225.40 8 . 802 3.23.2 冲压力的计算冲压力的计算 （1）落料计算 LtF3 . 1 式中 落料力（N） ； 落 F L 工件外轮廓周长（mm） ； t 材料厚度（mm）;mmt3 材料的抗剪强度。由黑色金属的力学性能表查得 MPa310 mmmmmmmmL28.2574026) 8 . 8084.14(2
14、 KNNF05.311)31028.2573 . 1 ( 落 （2）冲孔力计算 LtF3 . 1 冲 式中 L工件内轮廓周长（mm） 。 10 KNNF33.6831031814 . 3 3 . 1 冲 （3）卸料力 FKF 卸卸 式中 卸料力因数，其值由表 3.3 查得 卸 K 03 . 0 卸 K 表 3.3 卸料力、推件力及顶件力系数 冲裁材料K卸K推K顶 纯铜、黄铜0.020.060.030.09 铝、铝合金0.0250.080.030.07 0.10.060.0750.10.14 0.10.50.0450.0550.0650.08 0.52.50.040.050.0500.06 2.
15、56.50.030.040.0400.05 钢 材料 厚度 mm 6.50.020.030.0250.03 KNFKF KNFKF 73 . 2 33 . 9 冲卸 落卸卸 （4）推件力 冲推推 FnKF 式中 推件力因数，值由上表查得=0.045 推 K 推 K 冲孔凹模韧口直壁高度 h=6mm 2 3 6 mm mm n KNKNP2 . 811.91045 . 0 2 推 （5）弯曲力计算 按近似压弯力公式 tR KBt F b 2 1 7 . 0 11 式中 自由弯曲力（N） 1 F B弯曲的宽度，；mmB40 t弯曲件的厚度，；mmt3 R弯曲件的内弯曲半径，；mmR5 . 2 材料的强度极限；黑色金属的力学性能表查得 b MPa b 380 K安全因数，一般取。3 . 1K KNNF63.22 35 . 2 3803403 . 17 . 0 2 1 （6）压料力 压料力的值可近似取自由弯曲力的 30%80%， Q F KNFFQ11.181063.228 . 08 . 0 3 1 总冲压力为： Q FFFFFFF 1 卸卸冲落总 KN38.44010)11.1863.222 . 873 . 2 33 . 9
