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1、前言2设计内容3一、工艺性分析3二、工艺方案的确定3三、模具结构形式的确定3四、工艺设计4（1）计算毛坯尺寸4（2）画排样图4（3）计算材料利用率5（4）计算冲压力6（5）初选压力机6（6）计算压力中心6（7）计算凸凹模刃口尺寸7五、模具结构设计7（1）模具类型的选择7（2）定位方式的选择7（3）凹模设计7（4）凹模刃口与边缘的距离7（5）确定凹模周界尺寸7（6）选择模架及确定其他冲模零件尺寸8六、绘制典型零件图和装配图10七、结束语11致谢11参考文献12亠A刖言随着经济的发展，工业产品技术的也在不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但在“十一五”期
2、间其发展重点应该是既能满足大量需要，又具有较高的技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。而且应该是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。如：1大型精密塑料模具塑料模具占我国模具总量的比例正逐
3、年上升，发展潜力巨大。目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元。2主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到
4、了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志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一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。因此我们在学习完飞行器板金成形和模具相关基础课程后，老师让我们进行简单冲压件的模具设计，我们可经通过简单件的设计初步了解一下模具设计的过程。设计内容一、工艺性分析此工件只有落料一个工序。制件材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，厚度为2mm，工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14
5、级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求(图1),但应加以注意：-92CdID75-o.a图1(1) 有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。(2) 冲裁间隙，凸凹模间隙的确定应符合制件的要求。(3) 各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序动作稳妥、连贯。二、工艺方案确定根据制件工艺性分析，其基本工序只有落料，可得以下简单方案：(1) 直接落料，单工序冲裁。(2) 先冲孔凹形区域，后落料制件。(3) 凹形区域两次冲孔成矩形，再落料成制件。方案(1)为单工序冲压，制件生产过程较为简单。方案(2)、(3)需冲孔后落料,容易造成制件废品率高，对设备要求高等。综合各方面因素，方案(
6、1)较为合理。三、模具结构形式的确定。因制件材料较薄，为保证制件平整，采用固定卸料装置。为方便操作和取件可初选双立柱可倾压力机，横向送料。采用圆柱头式挡料销。生产效率高，材料消耗也小。综上所述：由模具设计指导1书表53,58选用固定卸料横向送料典型组合结构形式，后侧导柱滑动导向模架。四、工艺设计。(1) 计算毛坯尺寸。制件长尺寸如图一。(2) 排样方式的确定及尺寸确定。排样方式的选择方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利
7、用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。因材料厚度2mm由参考书模具设计指导表4-4得材料厚度允许偏差为0.13mm，属于A级精度。故材料为A级精度的Q235。由参考书飞行器钣金成形原理与工艺表3-17材料厚度t圆件及r2t圆角矩形边长1W50矩形边长150或圆角rW2工件间a1侧边a工件间a侧边a1工件间a1侧边a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02
8、.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.51.52.02.02.2表3-17搭边值和侧边值的数值选a=1.5mm,a=2mm.由式3一24,无侧压装置有：1B0-=D+2(al+)+bO)o-其中：B一条料板公称宽度(mm)D一垂直于送料方向的工件尺寸(mm)a一侧搭边值(mm)1b一条料与导板之间的间隙(mm)0一条料宽度公差(mm)查表3-18，有=0.6mm,b=0.2mm0则；B=D+2X(al+)+b0)=52+2X(2+0.6)+0.2=57.4m
9、m条料步距L=75+a=(75+1.5)mm=76.5mm.查参考书模具设计指导表4-8，选板料规格为冷轧钢板，尺寸为600mmX1500mmX2mm,每块剪成60mmX1500mmX2mm的条料，可生产零件200件。制件排样图如图：图2计算材料利用率n。n=刍X100%A其中：制件的总面积A=2340mm。一个步距的条料的面积A=3925mm故n=60%0(4) 计算冲压力。1)、冲裁力的计算用平刃冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F=LtTb式中F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；材料抗剪强度；K系数，系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等
10、原因的影响而给出修正系数，一般取K=1.3。计算冲裁件轮廓尺寸L=272mm由参考资料模具设计指导1表411得b=432461Mpa，取=450Mpa由参考书飞行器钣金成形原理与工艺3表315表3-15卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmK推K顶K卸0.10.50.0450.0550.0630.08钢0.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03铝、铝合金0.0250.080.030.07纯铜，黄铜0.020.060.030.09则：F冲裁=】.3山kp=1-3Lt（0.709）b=Ltb=450X286X
11、2=257,4KNF二KF冲=0.05X257.4=12.87KN卸料卸总冲裁力F=257.4+12.87=270.27KN(5) 初选压力机。由参考文献模具设计指导1表433选取Y2340型精冲压力机。(6)计算凸凹模刃口尺寸。对于形状复杂或薄材料的冲裁件，为了保证凸凹模之间的间隙值，并使其分布均匀，必须采用配合加工，这种方法是先加工好凸模或凹模作为基准件，然后以此基准件为标准加工凹模或凸模，使二者保持一定间隙。由飞行器钣金成形原理与工艺3表3-14,表3-14系数X料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差A/mm10.160.170.35三0.360.16三0.161
12、20.200.210.41三0.420.20三0.20240.240.250.49三0.5040.300.310.59三0.600.30三0.30每个尺寸可取：x=1凹模磨损后增大的尺寸，可按落料件凹模尺寸的公式计算A=(AmaxxA)+6d0idA垂直于送料方向的凹模刃口间的最大距离；错误！未找到引用源。max所以有：Aid=(42-1X0.17)+0.17/40=41.83+0.04250mmA2d=(75-1X0.2)+0.2/40=74.8+0.050mmA3d=(52-1X0.2)+0.2/40=51.8+0.050mmA4d=(26-1X0.12)+0.12/40=25.88+0.
13、030mm凹模磨损后变小的尺寸，可按冲孔凸模尺寸的公式计算Bid=(Bmin+xA)0-6dB.垂直于送料方向的凸模刃口间的最小距离；min所以有：B1d=(30+1X0.12)0-0.12/4=30.120-0.03mm凹模磨损后不变的尺寸Cid=C土d,d所以有：Cld=520.2/4=520.05mm 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是37.83mm,69.8mm,47.8mm,19.88mm,30.12mm,48.0mm。凸模按凹模配制，配制时要保证最小合理间隙Zmin=0.160mm。(7)计算压力中心。由于该制件图形规则，压力中心在其几何中心上。先画出凹模型口图，如图建立坐标系。
14、YA3A1A2所以对于中心点坐标有：(38.7,19.9)mm五、模具结构设计：(1)模具类型的选择由冲压工艺分析可知，压力机一次冲裁即可完成一个工序，所以模具类型单工序冲裁模。(2)定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。(3) 凹模设计。因制件材料简单，总体尺寸不大，选用整体式矩形凹模较为合理。因生产批量较大，由文献模具设计指导表3-5选用T10A为凹模材料。凹模孔型由该文献中表238选出第三种孔型，且0=3,h=5mm由该文献表2-39得凹模高度h=22mm和凹模壁厚c=30mm。凹模刃口与边缘的距离由文献冲压手册表241得a=30mm确定凹模周界尺寸LXB所以：LXB=160X125据文献模具设计指导表543得凹模尺寸160mmX125mmX22mm其中L=160mm,B=125mm，(4) 选择模架及确定其他冲模零件尺寸。由凹模周界尺寸及配用模架闭合高度在H=140170mm，查模具设计指导】5-7选用滑动导向后侧导柱模架，标记为160X125X140170(GB
