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1、 1前前 言言随着现代工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模、凹模） ，导向零件有（导柱、导套等） ，支承零件（模座等） ，定位零件等；送料机构，抽芯机构，推（顶）料（件）机构，检测与安全机构等。为提高模具的质量、性能、精度和生产效率，缩短制造周期，其零、部件（以称模具组合） ，多由标准零、部件组成。所以，模具应属于标准化程度较高的产品。过去的中国工业中，模具长期未受到重视，改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、摩托车、汽车等行业进入大批量
2、生产，模具工业有一定发展，但仍落后于需要，每年进口模具数量很大，除模具本身外，使用模具的设备如高效多工位模压设备，现代化的锻压设备、压铸设备、大型塑料成形设备以及供应高效冲压用的卷料设备等仍落后于需要。由于模具的用途广泛，模具的种类繁多，科学在进行模具分类，对有计划在发展模具工业，系统地研究、开发模具生产技术，促进模具设计、制造技术的现代化，充分发挥模具的功能和作用；对研究、制订模具技术标准，提高模具标准化水平和专业化协作生产水平，提高模具生产效率，缩短模具的制造周期都有十分重要的意义。金属板料冲压是模具在工业生产中应用广泛的加工形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性
3、，操作的方便性等要求也日益提高。模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。设计一套完整的模具，要求设计者应具有扎实的动手能力和广阔的理论知识体系。如金属材料与热处理知识、机械设计基础知识、机械制图、机械工艺制造学、公差与配合等一系列的知识体系。由于这次设计时间短，设计者知识水平有限，加上技术资料不全，在设计过程中难免有一些不足之处，请老师和读者加以批评和指正。2 摘摘 要要 联接件冲裁模是一套到倒装复合模，它包括落料、冲孔、弯曲三道工序。通过对冲裁机理及冲件工艺性的分析，设计出了结构合理、经济实用的模具；在制作过程中，保证加
4、工零、部件的尺寸精度和表面质量，提高各零件间的位置对正关系，避免错位，调整好落料、冲孔的间隙，使得间隙值合理化，最终保证工件试冲后满足零件图所规定的精度要求。 关关键词键词 复合模 冲裁机理 间隙值Link a piece of blanking moulds designing and making Abstract Link a piece of blanking mould is that one set gets the complex mould , it including blanking , washing holes , crooked three processes of
5、inverting to link a piece of blanking mould. Through wash pieces of analysis of craft to blanking mechanism , design structure reasonable , economical and practical mould; In the course of making , guarantee to process precision of size of the spare part and surface quality, improve position of ever
6、y part adjust relation well , is it misplace to avoid , adjust good blanking , wash interval of hole, make interval to be value rationalized , guarantee work piece is it meet part precision demand picture stipulate after washing to try finally. Key words Complex mould Blanking mechanism Interval val
7、ue第一部分第一部分3冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，它包括落料、冲孔、切口、切边、剖切、整修、精密冲裁等。冲裁所得到的工件可以直接作为零件使用或用于装配部件或可以作为弯曲、拉深、成形、冷挤压等其它工序毛坏。一、一、冲裁变形的机理冲裁变形的机理（一）为了提高冲裁件的尺寸精度与断面质量，必须研究冲裁过程，变形时材料的应力状态以裂纹形成机理。冲裁工序是利用凸模与凹模组成上、下刃口，将材料置于凹模上，凸模下降使材料变形，直至全部分离，因凸模与凹模之间存在间隙 Z，故凸模与凹模作用于材料的力量不均匀分布，主要集中在凸、凹模刃口。冲裁既然是分离工序，必然从弹性变形、塑性变形开始，随着刃口压入材料
8、深度的增加，塑性变形向材料内层发展，直到材料的整个厚度方向，使材料的一部分相对于另一部分移动，当塑性变形达到一定值时，刃口附近的材料就产生裂纹，裂纹先从凹模刃口侧面处的材料开始，继而凸模刃口侧面处也产生裂纹，在上下裂纹汇合后，材料就完全分离。我们可以将冲裁变形过程分为三个阶段：第一阶段：弹性变形阶段（图 1-1 中，图 a）凸模开始对凹模加压，由于弯矩 M 的作用，材料不仅产生弹性压缩变形，而且有穹弯，并稍有压入凹模型腔，此阶段材料内的应力状态未满足塑性变形条件，处于弹性变形阶段。图e图d图c图b图a图 1-1 冲裁变形过程第二阶段：塑性变形阶段（图 1-1 中，图 b）因毛坏的弯曲，凸模沿环
9、形带 b 继续对材料加压，当材料内的应力状态满足塑性变形条件时，便产生塑性变形，在塑性变形的同时，还伴有纤维的弯曲与拉伸，随着变形的增加，刃口附近产生应力集中，直到应力达最大值（相当于材料的抗剪强度） 。4第三阶段：断裂阶段（图 1-1 中，图 c、 d、 e）当刃口附近应力达到破坏应力时，先后凸、凹模刃口侧面产生裂纹。裂纹产生后，沿最大剪应力方向，向材料内层发展，使材料分离。（二）弯曲是使材料产生塑性变形、形成有一定角度形状零件的冲压工序。弯曲工序可以用模具在普通压力机上进行，也可在专用的弯曲机或弯曲设备上进行。弯曲变形有很多种形式，图 1-2 所示为 V 形弯曲，被弯曲的材料是平面板料。当
10、模具受到压力作用时，首先达到图 1-2a 所示的位置，板料与凸模有三点接触。此后凸模下行，弯曲区缩小，未成形件的两边逐步贴向凹模工作表面，直到弯曲件与凸模和凹模全部贴紧，如图 1-2b 所示。凸模与凹模分开后，工件就弯成具有角的弯曲工件了。成形件的角度往往稍大于角，这种现象称为回弹，回弹的角度可以估算，并可采取措施消除回弹。弯曲分为自由弯曲和校正弯曲，所谓自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后凸模不再下压。而校正弯曲是指在上述基础上凸模再往下压，对弯曲件起校正作用，从而使工件产生进一步的塑性变形。5二、联接件冲裁模的工作原理二、联接件冲裁模的工作原理图 1-3 联接件冲裁模 1.
11、下模座 2导柱 3卸料螺钉 4凸凹模固定板 5橡胶垫圈 6导套 7挡料销 8凸模固定板 9上模座 1018. 26.定位销 111219. 20. 29.内六角螺钉 13.模柄 14.打杆 15.沉头螺钉 16.推板 17.上顶杆 21.凸模 22.冲孔凸模 23.落料凹模 24.卸料板 25.凸凹模 27.下顶杆 28.圆柱螺旋压缩弹簧 30.锁紧螺钉如图 1-3 为一副落料、弯曲、冲孔倒装复合冲裁模的结构。联接件冲裁模的工作原理：冲模开始工作时，上、下模在压力机作用下分开，将条料放在卸料板 24 上，并通过挡料销 7 定位，待上模在压力机滑块作用下下降时，上模中的落料凹模 23 首先接触条
12、料，继续加压时，则凸凹模 25 的外缘与落料凹模 23 作用进行落料，上模继续下降，将零件与条料分离，由于上模继续下降，则凸模 21 将冲出的零件顶入凸凹模 25 中，在上模下降的同时，凸模 21 与凸凹模 25 开始对条料进行弯曲冲裁，在即将完成弯曲后，由固定在凸模 21 上的冲头 22 对冲裁件进行冲孔，废料从凸凹模25 中的落料孔中排出，待上模在压力机滑块作用下回升时，打杆 14 通过推板 16 作用于上顶杆 17 下移顶出工件，同时安装在下模座中的下顶杆 27 在弹簧力的作用下向上顶起，顶出可能粘在凸凹模 25 中的工件，而用橡胶垫圈的卸料板 24 及条料又恢复到原来的位置，准备下一冲
13、程的冲裁。6三、联接件冲裁模的结构分析三、联接件冲裁模的结构分析冲裁模是冲压生产中不可缺少的工艺装备，良好的模具结构是实现工艺案的可靠保证。冲压零件的质量好坏和精度高低，主要决定于冲裁模的质量和精度。冲裁模结构是否合理、先进，又直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。因此，设计出切合实际的先进模具是冲压生产的首要任务。下面来分析该套模具结构特点：图 1-4图 1-4 为先期设计的联接件冲裁模的结构图，当上模座下行时凸模 19首先接触凹模 17 即开始对坯料进行了弯曲变形完成了第一道工序，上模座继续下行，冲孔凸模 16 接近坯料开始实行冲孔工序，待冲孔完成后落料凹模与凸模
14、 19 冲出联接件的外缘，即整个工序完成。由此，我们可以看出该套模具的冲压工序为弯曲-冲孔-落料。这样的结构、工序安排是不合理的：如图 1-4 所示 冲孔凸模安装在凹模固定板上，这样使得凸模长度过长，定位误差大，影响了冲件的最后加工精度，同时也降低了冲孔凸模的刚度（冲孔凸模的直径为 4mm） ；这套结构中是先进行弯曲变形的，那么板料的定位就难以保证，会发生窜动的现象，冲件的尺寸公差就难以保证；再者板料放在凸凹模的顶部，由于顶部为圆弧形，不具稳定性，因此从便于生产的角度来讲，我们应将凸模设计为具有凸模和凹模两种特征的形状凸凹模；该联接件冲裁模包含了落料、弯曲、冲孔三道工序，其中弯曲变形使得冲件留
15、在上模中或下模中，考虑这方面的因素就要设计顶件装置，以便冲件能容易顶出，保证下一冲压件的进行。通过对上述结构的分析，克服以上的结构缺点，我们最终设计成如图 1-3 结构。7第二部分第二部分 图 2-1 联接件零件图 一、工艺分析工艺分析冲压件的工艺性是指冲件在冲压加工中的难易程序。冲压工艺性的好坏直接影响冲压件的质量、模具寿命、材料消耗、生产率和冲压成本，甚至影响到冲压工艺的实施。因此，设计中应尽可能提高冲压件的工艺性。联接件的材料为 H68。HMn58-2 是黄铜中的一种它的弯曲性能好。HMn58-2 的化学成分及力学性能分析：表一：化学成份WMnFePbSbBiP余量杂质总量57.260.
16、01.02.01.00.10.0050.0020.01Zn1.2表二：HMn58-2 的力学性能分析力 学 性 能代号材料状态抗剪强度/Mpab抗拉强度/Mpab屈服点/Mpas伸长率（%）软240294-30010040半硬280340-441100-25HMn58-2硬400392-400250131.冲裁件的工艺性（1）冲裁件的形状和尺寸81） 冲裁件的形状应尽可能设计成简单、对称，使排样时废料最小，如图所示-2-2图 2-22） 冲裁件的外形成内孔应避免尖锐的角。在各直线或曲线的连接处，除采用无废料冲裁成镶拼模结构外，都应有 R7058（-料厚）以上的圆角，以提高模具的寿命。3） 冲裁件的提出悬臂和凹槽宽度不宜过小，其合理数值可参照表三表三：材料宽度 b硬钢（1.52.0）t黄铜、软钢紫铜
