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1、模具设计综合实践序 言在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的 ，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的
2、地位是显而易见的。冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件陈本较低；但是冲压一般使用的
3、模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。摘 要当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的
4、大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。在本次毕业设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的
5、总装配图，运用了数控切削加工、数控线切割电加工等先进加工技术。是一次对所学知识的全面总结和运用，是巩固和加深各种理论知识灵活运用的实践过程。在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。根据对零件的综合分析，在这次设计中我设计的模具是倒装落料冲孔复合模，主要介绍的是冲裁工艺、冲裁模的结构与设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。希望能够灵活运用所学的专业知识和技能，圆满完成此次的毕业设计。题目3.盾形接板冲裁模 图1 工件图1. 冲裁件工艺分析和确定模具类型： 1.1分
6、析冲裁件的工艺性；该零件形状简单、规则，既有冲孔，又有落料两个工序。冲裁件的材料是08钢，大批量生产，厚度为1mm，抗剪强度为260-360MPa,取310MPa;抗拉强度取215-410MPa,取为410MPa;屈服强度为200MPa，伸长率为27%。由模具设计与制造表2-3、2-4、2-5查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT11，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.125mm，剪切面表面粗糙度为Ra125。冲裁件的外形和内形的圆角处没有尖角，孔与孔之间和孔与边缘的距离符合要求。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证其它尺寸标注、生产批量等
7、情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用挡料销进行定位、刚性卸料装置、推出方式的冲孔落料模进行加工.1.2.制定冲裁工艺方案，确定模具类型；工艺方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度，质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要故而不选此方案。工艺方案二：采用落料-冲孔复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造困难，周期长，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产
8、批量大、精度要求高的冲裁件。工艺方案三：采用先冲孔后落料的级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一，方案二与工艺方案三，对于所给零件t=1mm，由于复合模冲裁零件时，只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，且模具的制造成本不高，故本方案用先冲孔后落料的方法。方案的确定; 综上所述，本套模具采用冲孔落料复合模。2. 冲裁工艺计算2.1 排样设计；采用单行排列
9、的方案，见下图。 图2 排样图（一）确定搭边值：材料的厚度是1mm，根据表2.7可得冲裁模之间的搭边值为mm，边距为1.8mm。（二）确定材料宽度：采用有侧压装置，查表2.8、2.9得，条料的下料宽度偏差为1.0mm，间隙为1.0mm条料B=（L+2a+o）=61cos302+23+0.5=113mm一个步距长度为A=R52+R46+R15+a1=52+46+15+3=113mm，宽度为113mm。所以材料利用率为 S1：冲裁件的面积，mm2， S0:一个步距内条料的面积 n：一个进距内的冲件数， B：条料的宽度，mm， A：进距，mm。2.2 冲压力（冲裁力、卸料力、推件力、顶件力）计算；（
10、1） 普通平刃口冲裁模的冲裁力F：F=KLt 其中：F-冲裁力（N） L-冲裁周边长度（mm） t-材料厚度（mm）-材料抗剪强度（MPa） K-系数 -材料抗拉强度（MPa）查资料知08钢的抗拉强度取为410MPa，抗剪强度为310MPa计算冲裁周边长度：L=3(236.4515180+2(462372)+47.152180）=349.48mm则冲裁力=（2）卸料力，推荐力及顶件力的计算 查表2-17得Kx=0.03，Kt=0.05，Kd=0.06卸料力：推件力：顶件力：式中：F为冲裁力（N），n为同时梗塞在凹模内工件（或废料）数 ,t为材料厚度，分别为卸料力，推件力，顶件力系数。2.3 模
11、具压力中心的确定；该零件用冲孔-落料复合模进行加工，冲孔和落料在一步进行，冲孔时其图形为对称形状，其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即圆心，落料时其图形为对称形状，其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即冲孔凸模圆心，即工件的几何中心.2.4 确定凸、凹模间隙，计算凸、凹模刃口尺寸； 该冲裁件为08钢板，板料厚度为1mm,故查表2.11初始冲裁间隙为：查得: z min=0.10mm z max=0.13mm 加工方法的确定：结合模具及工件的形状特点，此模具制造宜采用配做法，凸，凹模工作部分尺寸计算：其落料件按凹模磨损后尺寸增大，减小和不变的规律三种，落料时选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃
12、口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求；配作冲孔时，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按要求；只需在配作时保证最小双面合理间隙值Zmin=0.46mm。根据表9-13查公差数值。落料凸、凹模的尺寸如下图所示：图3落料凹凸模第一类尺寸：、根据表2.13得磨损系数都为：0.75第二类尺寸：、 、根据表2.13得磨损系数为：0.75第三类尺寸：460.31，根据表2.13得磨损系数为：0.75A类： Aj=(AmaxX)：属于落料凹模=15-0.750.16=14.88mm =52-0.750.22=51.84mm =27.33-0.750.16=27.22
13、B 类: Bj=(Bmin+x*) 属于冲孔凸模 =10+0.750.08=10.06mm=73+0.750.12=73.09mmC类： C=（C min+0.75)=45.84+0.750.24=46.020.025mm凸(凹)模刃口尺寸按凹(凸)模实际刃口尺寸配制,保证最小双面合理间隙值0.46mm2.5 初选压力机； 压力机公称压力的确定由于采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模具,则压力机公称压力为：根据总冲压力的大小并结合工件高度初步选择压力机为开式可倾压力机J23-25其参数如下图所示：公称压力 250KN滑块行程 65mm最大封闭高度 270mm垫板厚度 100mm滑块中心线至床身
14、距离 290mm闭合高度调节量 55mm工作台尺寸 560mm370mm模柄孔尺寸 40mm60mm3.设计模具总装配图和模具零件图：3.1模具总体结构设计：3.1.1模具结构形式选择根据上述分析，本零件的加工包含冲孔、落料等工序，确定为复合模冲压，因此选用倒装式结构。3.1.2定位方式的选择；该冲裁模采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板；控制条料的送进步距采用挡料销，用于精确定位采用导正销，还有用于单个坯料或工序件的定位采用定位板和定位销。 3.1.3卸料、出件方式的选择因为工件的料厚为1mm，推力比较小，所以采用固定卸料装置比较方便、利用刚性推件器推出，向下冲孔落料方法。3.1.4导柱、导套的确定为了提高模具的寿命和工件质量，方便安装、调整、维修模具，该级进模采用中间导柱模架。3.2相关主要零部件设计：3.2.1工作零部件的结构设计 （1）落料凹模 凹模采用整体凹模，用销钉定位，螺钉连接于下模座，直筒形刃口表2-21方案2，具体尺寸如下： 凹模刃口高度10mm，=30=3；凹模厚度 H=k
