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1、 第 1 页 共 31 页绪论模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备.先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业.日本工业界认为: “模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力”.美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”.在德国模具被冠以 “金属加工业中的帝王”之称.在我国.1998年3月在国务院关于当前产业政策要点的决定模具被列为机械工业技术改造序列的第一位,生产和基本建设序列第二位,把发展模具工业摆在发展国民经济的重要位置.目前,我国冲压模具在产值占模具总产值的40%以上,处于主导地位.冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品质量好,
2、重量轻,加工成本低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表,家电,电子,通讯,军工,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值占总产值的59%.随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限
3、公司、在洛阳中国一拖、中信重型矿山机械厂的生产实习，我对于冷冲模具、塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是有了全新的理解。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维和使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好
4、本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。 第 2 页 共 31 页第 1 章 制件的工艺性分析图 1 制件图1.1 制件的总体分析该制件为支架拐件。所用材料等级很高为 A 级。05 钢。制件形较为简单。但需要多道工序才能完成。制件形状为 V 形，圆孔分布比较均匀。形状简单，对精度要求不高，材料的利用率高。 第 3 页 共 31 页从制件图上可以看出，必须先通过落料和冲工艺孔，然后再进行弯曲，需要两套模具，很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，所以在此先
5、主要对弯曲工艺进行分析。包括弯曲件的精度、圆角半径、板料的纤维方向与弯曲线夹角、弯曲的直边高度、其他工艺性等。制件的材料为优质 05 钢。具有足够的塑性，屈强比小，回弹小，有利于弯曲成形和工具质量的提高 。1.1.1 弯曲的直边高度零件符合工一般弯曲件为了避免稳定性不好，要求直立部分高度 H2.5t,很显然此艺性要求1.1.2 孔边距为防止孔弯曲时发生变形，应使孔位于变形区之外。即：L2方案一、先落料后冲孔再弯曲，采用单工序模生产。方案二、落料-冲孔复合冲压再弯曲，采用一副复合模和一副弯曲模生产。方案三、冲孔-落料-弯曲连续冲压，采用级级进模生产。对各种方案的分析方案一、模具结构简单，但需要三
6、道工序，三副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。方案二、只需二副模具，冲压件的几何形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，尽管模具结构较模具一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难，方案三、只需要一副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差，模具制造困难，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造安装较复合模复杂。通过以上三种方案的分析比较，并根据设计要求确定该工件的冲压生产采用方案二为佳，并选择正装复合模。 第 4 页 共 31 页第 3 章 主要工艺参数计算3.1 冲裁的工艺计算3.1.1 制件尺寸的确定从制件图上可以看出 度 B 为：45 02.导料板间距离A=B+
7、C=45+5（无侧压装置）=503.2.3 计算材料的利用率：一个步距内的材料的利用率 =A/BS100%=（3176.4-758.31）/3743.562100% =67%所以在不考虑料头、料尾和边余料等材料消耗的情况下材料的利用率为 67%，而在考虑以上因素计算一张板料总的利用率时则需要根据证章板的长宽尺寸而定，在此省略不述。1. 3 冲压力的计算并初步选取压力机的吨位 第 5 页 共 31 页3.3.1 冲裁力的计算 冲裁力的大小随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化，本模具采用普通平刃口模具冲裁，其冲裁力 F 按下式计算：F=KLtb由查表而知工件材料的抗剪强度极限值 b 为 300N
8、/K 值取 1.3 材料厚度 t 为 2冲裁周边长度 L=270.22+59.66+69.08+86.35=485.31所以冲裁力 F=378.5KN3.3.2 卸料力、推件力及顶件了力的计算： 卸料力是将废料或工件从凸凹模上刮下的力。而推件力是将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需的力。顶件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需的力。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所以在选择设备公称压力或设计冲裁的时候应分别予以考虑，影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、厚度、模具间隙、凹模洞口结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。现在按照下面的经验公式计算：查表 2.
9、6.1 而卸 +0.0250.114 满足公差间隙条件3.6.1.4 5.5 小孔的孔距尺寸：Ld1=L11/8=280.125 20.15=280.0375Ld2=L21/8=280.125 2 0.15=280.03753.6.2 落料计算：落料时采用凸模与凹模配做法。以落料凹模为基准件。此制件属于 A 类尺寸。A =(A + )jmin4/0 第 6 页 共 31 页图 5 凸凹模尺寸B =（ D max-）A0=（62-0.50.87） 35.0= 61.56 035.B =（B - Zmin）TA0=（61.56-0.246） 025.=61.31025.校核：|T|+|A|校核：|
10、T|+|A| Zmax-Zmin 0.060.114 满足公差间隙条件C =（ D max-）A0= （40-0.50.62） 35.0=39.69 035.C =（C - Zmin）TA0 第 7 页 共 31 页=（39.69-0.246） 025.=39.44025.校核：|T|+|A| Zmax-Zmin 0.060.114 满足公差间隙条件A =（ D max-） 0=（20-0.50.52） 25.0=19.74 025.A =（A - Zmin）T0=(19.74-0.246)02.=19.4902.校核：|T|+|A| Zmax-Zmin 0.060.114 满足公差间隙条件第
11、 4 章 模具总体设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用正装复合冲压，所以模具类型为正装复合模。4.2 定位方式的选择在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。4.3 导向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该模具采用中间导柱的导向方式。 第 8 页 共 31 页第 5 章 模具主要零部件的设计5.1 工作零件的结构设计5.1.1 凹模的设计在本模具中采用螺钉和销钉将凹模直接固定在支撑件上,凹模刃口为直壁式 ,凹模采用销钉和螺钉固定时要保证螺钉(或沉孔)间、螺孔与销孔间及螺孔与凹模刃壁间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命。壁厚 40
12、查表 2.9.4 确定凹模厚度为 20。凹模厚度 H=kb=0.2539.69=9.92 mm 取 10 mm (查表 2.9.5 得 k=0.25)凹模壁厚 C=（1.52）H=15 mm20 mm 第 9 页 共 31 页取凹模厚度 H=10 mm ，凹模壁厚 C=20 mm凹模宽度 B=b+2c=39.69+40=79.69 mm 取标准值 B= 80 mm 凹模长度 L 取 160mm（送料方向） 确定凹模尺寸为 80 mm120 mm 20 mm现制草图如下：图 6 凹模草图5.1.2 冲孔凸模的设计：在本模具中凸模用来成型四个 5.5 的小孔和一个 22 和一个 19 的孔，由于直
13、径的不同现选择三种不同的冲头。5.1.2.1 设计 5.5 小孔的冲头：L=h +h +t+h12=20+20+2+18=60mm5.1.2.2 设计 19 和 22 小孔的冲头。直径相差不大可以设计为相同尺寸 第 10 页 共 31 页L=h +h +t+h12=20+20+2+28=70mm凸模长度的校核计算:F=1.3tL=378.5KN经校核计算凸模的强度足够.5.1.3 落料凸模(凸凹模)结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式。其总长 L 为：L=h +h +t+h12=20+15+31+14=80mm长度的校核计算L416 F=1.3tL=378.5KN FJ/经校核计算凸
14、模的强度足够. 5.2 定位零件的设计: 在本模具中采用的是条料，所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位。导料销一般设两个，并位于条料的同一侧。从左向右送料时，导料销装在右侧，从前先后送料时导料销装在左侧。导料销在本模具中直接 安装在凹模板上。在装配图中很容易看到。挡料销同样起定位的作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料的送进距离。在本模具中试用固定挡料销，其结构简单、制造容易，在中销模具中广泛应用作定距；但其存在着缺点：销孔距离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。所以在本模具中选用钩型挡料销。这种挡料销销孔距离凹模刃壁较远不会削弱凹模的强度。但为了防止钩头在使用的过程中发生转动，需考虑防
15、转。 第 11 页 共 31 页5.3 导向装置的设计：导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大，零件的要求较高，寿命要求较长的模具，一般都需要采用导向装置，本模具中应用导柱导套装置来完成导向.5.4 打料装置的设计: 在本模具中采用打杆推动连接推杆来完成打料动作，打杆穿过模柄凸露在模具的外面，当完成一次冲裁时压力机滑块回程，打杆与压力机的打料横杆相碰，打杆推动连接推杆将卡在凸凹模的凹模孔内的圆形废料打下，当注意的是：第一：需要保证打杆在模柄内的顺利滑动，须间隙配合。第二：需要保证连接推杆在凸凹模内的顺利滑动，须间隙配合。5.5 顶件装置的设计: 顶件装置一般是弹性的，在本模
16、具中是由顶杆、顶件块和装在下模座下面的弹顶器组成，这种结构的顶件力容易调节，工作可靠。5.5.1 顶件块的设计: 本模具采用顶件块将制件从卡在凹模内小凸模上刮下，顶件块在冲裁的过程中实在凹模中运动的零件，对它有如下的要求：模具处于闭合状态时其背后有一定的空间，以备修磨和调整的需要；模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；它与凹模和凸模的配合应保证顺利滑动，不发生干涉。为此顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8 制造。顶件块与凸模的配合一般呈较松的间隙配合。5.5.2 顶杆的设计:在本模具中选用四个顶杆与弹顶器上的托板相配合，四个顶杆均匀分布，传送的橡
