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1、航空工业管理大学毕业设计题目紫铜垫片倒装复合模设计系别机电系专业机械设计及其自动化班级机电 0805 班 111 学号 222 指 导 教师 333 日期 2010年 12 月设计任务书设计题目：紫铜垫片倒装复合模设计设计要求1. 选择合理的冲裁工艺。2. 确定正确的冲裁方案。3. 计算相关的零件尺寸。4. 完成合理的装配方案及冲压调试。设计进度要求第一周搜集模具相关资料及前期准备工作第二周模具基本类型与工作部分零件尺寸计算第三周模具整体设计和绘制装配图第四周模具主要零件图的绘制第五周毕业论文的校核、修改第六周打印装订，准备答辩第七周答辩指导教师（签名）：摘要模具生产的工艺水平及科技含量的高低
2、，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。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个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，但用的最为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精
3、密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模、窑业制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。在这次设计中根据所给题目的要求，我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，选择了冲孔落料的方案。根据对零件的综合分析，在本人这次设计中我设计的模具是倒装冲孔落料复合模，主要介绍的是模具的冲孔落料， 冲压生产中应用最广泛的工序之一。由于材料和厚度的原因，我采用的加工方法为：采用复合工序冲孔落料模进行加工。关键词：紫铜垫片、冲孔、落料、复合模目录摘要 . . II1 工件的工艺性
4、分析 . . 11.1 冲压件的工艺性分析 . . 11.2 冲裁工艺方案的确定 . . 12 主要数据的计算 . . 32.1 排样方案的确定及计算. 32.2 冲压力的计算 . . 52.3 模具压力中心的确定 . . 82.4 冲模刃口尺寸及公差的计算. 83 模具结构及模具零件的设计. . 133.1 模具类型的选择 . . 133.2 定位方式的选择 . . 133.3 卸料装置与推件装置的选取. . 143.4 导向方式的选择 . . 163.5 工作零件的设计 . . 164 闭模高度的计算 . . 235 模具总装图 . . 246 模具材料的选用 . . 257 模具的装配与
5、检测 . . 267.1 模具的装配 . . 267.2 模具检测 . . 26结论 . . 30致. . 311 工件的工艺性分析零件简图：如图 1.1 所示工件名称：紫铜垫片生产批量：大批量材料 ：紫铜厚度 ：0.5mm图 1.1 零件图1.1 冲压件的工艺性分析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。此工件只有冲孔和落料两个基本工序，材料为紫铜，紫铜有较好的塑性，很容易进行冷热加工，适合冲裁。工件结构比较复杂，尺寸全部为自由
6、尺寸，作为普通冲裁，其经济精度一般在 IT12IT14 级，取落料精度为IT14 级，冲孔精度为 IT13 级。1.2 冲裁工艺方案的确定该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案：方案一：先落料，后冲孔，需要两套模具，采用单工序模生产；方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产，需要一套模具；方案三：冲孔落料级进模，需要一套模具。三种方案比较见表1.1 表 1.1 三种方案的比较模具种类比较项目单工序模复合模连续模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模
7、具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好由于这样一个工件按单工序模具来加工，则需两个工序， 即需要两套模具， 两台设备，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全。所以方案一不合理。若采用模具级进则模具制造难度加大，工件的尺寸也不容易保证。生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。2 主要数据的计算2.1 排样方案的
8、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，一是工件的各种孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，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
9、。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“啃刃”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。薄材料的搭边值应取的大一些。 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。常用的排样方法有三种： 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
10、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。总上所述排样如图2.1 所示。表 2.1 搭边值表料厚手送料自动送料圆形非
11、圆形往复送料a1aa1aa1aa1a1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 12 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 2 23 2.5 2 3 2.5 4 3.5 34 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3 由表 2.1 确定搭边值表根据零件形状两式件间按矩形取搭边值a=1.5mm，侧边取搭边值1a=1.2mm。条料的送料步距按下式：1adh (21) 式中h送料步距（mm）; 1a最小搭边值（mm）;则步距： h=63.79+1.5 65mm条料宽度按下式：02CaDb2-2其中 D 为冲裁件宽度方向的最大尺寸；C 为导料板与最宽条料之间的间隙查表取0.5C。表 2.2 导料板与最
12、宽条料之间的间隙表条料厚度t无侧压装置条料宽度B100 以下100200 0.5 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 23 0.5 0.5 34 0.5 1 45 0.5 1 导料板间的距离为44mm。图 2.1 排样图2.2 冲压力的计算2.2.1 落料力材料的抗剪强度=240Mpa2-3mmb04.004.05.435 .05 .1240N4.336802405.09.2153.1其中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2.2.2 冲孔力中心孔：1.380.80.524012604.8N2 个小孔：N8 .97962405.04 .313.12.2.3 冲裁时的
13、推件力和卸料力及压力机的选择表 2.3 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0.02 0.06 0.03 0.09 铝、铝合金0.025 0.08 0.03 0.07 钢材料厚度mm0.1 0.06 0.075 0.1 0.14 0.1 0.5 0.045 0055 0.065 0.08 0.5 2.5 0.04 0.05 0.050 0.06 2.5 6.5 0.03 0.04 0.040 0.05 6.5 0.02 0.03 0.025 0.03 查表 2.3 ,03.0推K02.0卸K序号 1 的凹模刃口形式，mmh5，则105.05thn个故落推推落FKnF（2-4
14、）0.03 109796.8 1260.83317.28N4.3368002.0推F=673.608 N为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三冲孔凸模设计成阶梯凸模如图2.2 。图 2.2 阶梯凸模其凸模间的高度差 H 与板料厚度t有关即t3mmH =t, t3mm时 H =0.5t. 因此高度差 H =0.5mm。则最大冲压力：KNNFFFFFF07288.6088.6007228.3317608.6738.126048 .97964 .3368021推卸冲冲落总2-5查表选取国产 63 KN 开式压力机其最大
15、装模高度为170mm最小装模高度为 130mm模柄孔尺寸为直径30mm，深度为 50mm工作台尺寸左右为315mm、前后 200mm，厚度 40mm工作台孔尺寸：左右150mm、前后 70mm、直径 110mm立柱间距离： 150mm倾斜角 3002.3 模具压力中心的确定对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。一切对称冲裁件的压力中心，均位于其轮廓图形的几何中心点上。对于该工件，由工件形状可知压力中心位于圆心上。如上图 1.1 根据图形分析，因为工件图形对称，所以该工件的压力中心为
16、该工件的中心。2.4 冲模刃口尺寸及公差的计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类：（1）按凸模与凹模图样分别加工法：它主要用于圆形或简单规则形状的工作, 因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。（2）按凸模与凹模配作法加工：常用于冲制复杂形状的冲模。这种加工方法的特点是模具的间隙有配置保证，工艺比较简单，不必校核minmaxZZTA的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。表 2.4 初始双面间隙maxZ、minZ材料厚度t/mm08、10、35 09M2 、Q235 Q345 40、 50 65MnmaxZminZmaxZm
17、inZmaxZminZmaxZminZ小于 0.5 极小间隙0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.116 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.180
18、0.120 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 由表 2.4 确定初始双面间隙m axZ、minZ的值：mmZ025.0minmmZ035.0maxmmmmmmZZ010.0025.0035.0minmax设凸、凹模的制造偏差值分别按公式：m
19、inmax4.0ZZT（2-6）minmax6.0ZZA（2-7）其中T、A分别是凸、凹模的制造公差。2.4.1 冲孔部分取minmax4.0ZZT=0.004mm; minmax6 .0ZZA=0.006mm. 冲两小孔对于冲小孔mm10转换为mm22. 0010利用公式0minTxdDT（2-8）AZDDTA0min（2-9）其中x磨损系数的选取查下表2.5 是工件的公差值表 2.5 磨损系数表工件精度IT10 以上x=1 工件精度IT11 IT13 x=0.75 工件精度IT14 x=0.5 因孔的公差等级为IT13 级，所以查上表得x=0.75 则0minTxdDT=mm0004. 0
20、0004.0165.1022.075. 010AZDDTA0min=mm006.00025. 0165.10= 0.006010.19mm冲中心孔对于冲中心孔mm20转换为mm55.0020采用第二中方法加工即配合加工。设以凸模为设计基准件，属于B 类第二类尺寸磨损后将会减小的尺寸按公式04minxBBj（2-10）其中Bj模具基准尺寸 (mm) ；minB工件极限尺寸 (mm) ；工件公差 (mm)；则冲55. 0020mm部分：mmDT00226. 00455. 02475.2033. 0075. 020对于mm18. 004mmDT0046.00418.0135.418. 0075. 0
21、4对于mm22.0010mmmmDT0066.00422.0165.1022. 075.010凹模与凸模尺寸基本相同分别是20.2475mm、4.135mm、10.165mm不必标注公差，但要保证最小双面合理间隙值mmZ025.0min。2.4.2 落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸第一类尺寸。它的基本尺寸及制造公差的确定方法按公式40maxxAAj（2-11）其中Aj模具基准尺寸 (mm) m axA工件极限尺寸 (mm) 工件公差 (mm) 其落料精度为 IT14 级，查公差表将尺寸mmR10、mm
22、R20、40mm、80mm分别转化为mmR022.010、mmR062.020、mm062. 040、mm074.080, 查表 2.5 取 x=0.5 则mmR022.010mmmmDa066. 00089.922.05.010422.0mmR062. 020mmDa15,00462.0074.195 .052.020mm062.040mmDa166.00462,0069.3962. 05 .040mm074.080mmmmDa126. 00474.0063.7974.05 .080该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证最小双面间隙值为0.025mm。2.4.3 孔心距孔
23、心距 60mm查公差表将尺寸转化为mm15.060，磨损后尺寸基本不变，不必考虑磨损的影响，可直接按公式计算：81LLd其中L 工件孔心距；（2-12）Ld 凹模孔心距的公称尺寸；工件制造公差。则计算结果如下：mmLLd0375.06083.060813 模具结构及模具零件的设计3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知采用复合冲压，但复合模又可分为倒装复合模和正装复合模，其各自的特点如下表表 3.1 正装复合模与倒装复合模的比较序号正装倒装1 对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2 操作不方便、不安全，孔的废料又打棒打出操作方法能装自动拨料装置即能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过
24、凸凹模的孔往下漏掉3 装凹模的面积较大，有利于复杂重建用拼块结构如凸凹模较大， 可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板4 废料不会在凸凹模孔积聚，每次又打棒打出，可减少孔废料的涨力，又利于凸凹模减小最小壁厚废料在凸凹模孔积聚， 凸凹模要求又较大的壁厚以增加强度。该冲件属于普通冲裁，精度要求不高又属于大批量生产，采用倒装比正装操作方便简单，生产效率较高，因此选用倒装复合模。3.2 定位方式的选择定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进成为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进
25、的距离（步距）。属于送料导向的定位零件又导料销，导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导料销做为导向且位于条料的同侧，从右向左送料时导料销装在后侧。属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等，导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销的顶端高出材料因选取活动式弹顶挡料销。其挡料销的高度h 查表得h=3mm表 3.2 挡料销高度hth0.3 2 3 23 4 3.3 卸料装置与推件装置的选取常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料作
26、用，卸料力大，适用于冲材料厚度大于0.8mm的模具，后者是柔性结构，兼有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的充模中，长用在倒装复合模中，因此选取弹压卸料板。弹压卸料板与凸模配合间隙值查表的C =0.1mm表 3.3 弹压卸料板与凸模配合间隙值材料厚度t0.5 0.5 1 1 单面间隙C0.05 0.1 0.15 在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口0.3 0.5mm。卸料板的厚度查表3.4 。表 3.4 卸料板的厚度材料厚度t卸料板宽度B 50 5080 80 125 ho H0 ho H0 ho H0 0.8 6 8 6 10 8 13
27、 0.8 1.5 6 10 8 12 10 14 1.5 3 6 - 10 - 12 - 查上表得卸料板厚度mmHO8卸料弹簧选取 4 个圆钢丝弹簧，其规格为外径mmD14, 截面mmd2, 自由高度mmh12, 工作高度mmH3 .4, 节距mmt5 .4。该弹簧的材料为65Mn，淬硬 HRC 4348. 它的安装结构是套在卸料螺钉外面，卸料螺钉的直径按公式（3-1）DiB23（3-1）其中 Di 为弹簧的径图 3.1 卸料螺钉计算得mmB8。 其卸料螺钉的结构形式如图3.1 推件装置选取刚性推件装置，它有打杆、推板、连接推杆和推件块组成。3.4 导向方式的选择为了工作方便，安装调整简单，该
28、复合模采用后侧导柱。3.5 工作零件的设计3.5.1 凹模外形尺寸的确定凹模厚度的确定：kbH（3-2）k为系数b 为凹模刃口的最大尺寸(mm) 查表 3.5 选取系数 k=0.30 表 3.5 凹模系数k条料宽度材料厚度 1 13 3 6 50 0.30 0.40 0.35 0.50 0.45 0.60 50100 0.20 0.30 0.22 0.35 0.30 0.45 100200 0.15 0.20 0.18 0.22 0.22 0.30 mmH248030.0凹。 凹 模 壁 厚1.5 21.5 2436CHmm ; 凹 模 外 形 尺 寸 为mmmm 125160。凹模的刃口形式
29、选用直筒式刃口。 该凹模的厚度的全部为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨后刃口尺寸不变， 适用于制件或废料逆冲压方向推出的冲裁模如复合模、薄料落料模。其形状如图 3.2 图 3.2 凹模刃口3.5.2 凹模结构形式的选择凹模的结构形式有整体式和组体式两种，两种结构形式的比较如下表3.6。表 3.6 凹模两种结构形式的比较结构形式制作方法固定方法特点整体式凹模其外形按毛坯和工件的形状制作采用螺钉和销钉直接固定在模板上制造简单，但工作部分与非工作部分都由优质钢制造，损坏后全部更换，浪费材料，成本高组合式凹模凹模工作部分与非工作部分开制造，非工作部分用普通钢制造，凹模以过渡配合压装在凹模固定板采用螺钉和
30、销钉把凹模固定板紧固在模板上节约贵重的模具材料，且当凹模损坏后是易维修更换，适用于冲制大、 中型工件上的小孔由于工件是大批量的生产，而且整体尺寸较小，则根据上面的比较表可选用整体式的凹模结构。3.5.3 冲孔凹模选用凹模的刃口形式有直壁形、锥形和凸台式三种，这几种形式比较如表3.7。表 3.7 凹模刃口形式的比较刃口形式优点缺点直壁形刃口强度高且刃磨后孔中尺寸不随修磨而变化，制造方便孔易积工件或废料，增大了凹模的胀力，推件力，孔壁易磨损锥形凹模加工容易，不易积存工件或废料，对孔壁摩擦力和压力小刃口强度较差且刃磨以后孔口尺寸随修磨变大凸台式可以用锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到试出满意的冲件仅
31、适用于冲0.3mm 以下的软金属与非金属材料， 凹模的硬度一般不高于HRC35 38 在本套复合模中， 采用的是倒装的形式， 而且凹模有推件块， 所以凹模不会积存工件，而锥形的又不利于工件的推出和间化模具的结构，则根据上面的比较表选用直壁形的刃口形式，刃口无斜度有一定的高度，刃磨后刃口尺寸不变，但刃口后端漏料部分设计成带有一定斜度，凹模工作部分强度较好。如图3.3 图 3.3 冲孔凹模刃口h为刃口高度，a为斜角，查表 2.11 得 h =5mm, a=2表 3.8 凹模刃口高度材料厚度t ah0.5 2 4 0.5 1 2 5 12.5 2 6 2.5 6 3 8 6 3 10 3.5.4 凸
32、模固定形式的选择凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表。表 3.9 固定形式的特点比较固定形式固定方法特点凸模固定板固定一般采用H7/p6 过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定定位精度高， 牢靠， 但固定孔精度高，加工困难与上模板直接连接采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上适用于大型凸模的固定低熔点合金浇注固定或环氧树脂浇注固定使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上适用于冲裁0.3 2mm的板料由于本工件是大批量的生产，且孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选用凸模固定板固定的形式固定
33、凸模，而这里的固定板又是与落料凹模一体的，即凸模的凸肩与落料凹模的上端以H7/p6 过渡配合。3.5.5 凸模结构尺寸小孔凸模为圆形，采取台阶式凸模，它的强度刚性较好，装皮修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或 H7/n7）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时凸模不配拉出，材料选取AT10 , 热处理硬度为5862HRC 。其凸模长度计算公式：hthhL21（3-3）其中 h1凸模固定板厚度1h(0.6 0.8 )凹H=mm4.142460. 0t材料厚度 0.5mm2h卸料板厚度 8mmh增加长度，一般选取1020mmmmmmmmmmmmL381.155. 0
34、84 .14凸模的结构形式如图 3.4 图 3.4 凸模结构图冲中心孔中心孔为非圆形凸模，采用台肩固定法，对于该凸模凸起的部分可以采用嵌入式的镶拼结构，把凸起部分与凸模拼合后嵌入到固定板凹槽，为了防止凸模转动需要在固定端接缝处加防转销，其结构如图3.5 图 3.5 中心孔凸模该凸模的长度 L =38.5 mm。3.5.6 凸凹模的选取凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。它的外圆均为刃口，凸凹模的最小壁厚与
35、模具结构有关：当模具为倒装结构时，孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。其凸凹模最小壁厚见表3.10 。表 3.10 凸凹模最小壁厚材料厚度0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 最小壁厚1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 查表选取mm8.1。 该凸凹模的长度mmL37。其凸模的结构如图3.6 图 3.6 凸凹模3.5.7 模架及其他零件的设计该模架选用滑动导向后侧导柱模架，这种模架的导柱在模具的后侧位置，这种模架送料及操作都比较方便，可以纵横向送料。材料选取铸铁HT 200。模架上模板的长度为200m
36、m、宽度 140mm、厚度 35mm。下模板的长度 250mm、宽度 170mm、厚度 40mm；最大高度为 190mm、最小高度为 160mm。模柄选取压入式模柄，压入模柄部位应与安装孔成H 7/m6 配合，材料选取 45 钢，尺寸mm15030。螺钉选用标准件六角螺钉，规格为M 10; 导柱的直径 30mm，长度 144mm；导套的直径为 31 mm，长 144mm；应按 H 6/ h 5 配合；柱间的距离150mm；材料为 20 钢；4 闭模高度的计算为了保证模具和压力机相适应， 冲模的闭合高度 H 应介于压力机的最大装模高度maxH和最小装模高度minH之间，其关系式为（ 41） ：m
37、mHHHmmHH5101max1min（4-1）式中H冲模的闭模高度 ; maxH最大闭模高度 ; minH最小闭模高度 ; 1H垫板高度；max1HH最大装模高度；min1HH最小装模高度。则;14010130101minmmmmmmmmHHmmmmmmmmHH165517051max凸凹模凸模垫板上模座下模座HHHHHH=40mm+34mm+10+mm38mm+37mm-15mm=144mm有上数可知maxminHHH, 则所选则的压力机符合要求。5 模具总装图图 5.1 总装图1. 下模座 2. 六角螺钉 3. 导柱 4. 弹簧 5. 卸料板 6. 活动挡料销 7. 六角螺钉 8. 导套
38、 9. 上模座 10.凸模固定板 11. 顶件块 12. 顶杆 13. 推板 14. 打杆 15. 模柄 16. 六角螺钉 17. 冲大孔凸模 18. 垫板 19. 小孔凸模 20. 凹模 21. 凸凹模 22. 固定板 23.圆柱销 24. 活动挡料销 25. 卸料螺钉26. 弹簧 27. 凸模镶块工作原理：该模具为倒装复合摸，冲压时可自动送料，板料由卸料板5 上的活动挡料销 6 挡料送进。工作时上模下行，由凸凹模（21）、落料凹模（ 20）、冲孔凸模（ 17、19）完成落料冲孔，使工件成型，工作完成后上模上行，当滑块碰到上死点时，打杆和推板开始工作，将工件从凹模推出落下，冲孔废料从工作台孔
39、直接落下。6 模具材料的选用利用模具生产制品零件， 其模具质量的好坏， 寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。冷冲模材料应具有的性能：冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。1. 应具有较高的变形抗力
40、：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在 60HRC 强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。2. 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。3. 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀
41、分布有大量细小硬的碳化物相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等4. 应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。总上所述：凸、凹模采用工作部分局部淬火，硬度HRC6258材料也用淬火变形小的nrWMC模具钢。7 模具的装配与检测7.1 模具的装配复合模是指在冲床一次行程中冲制产品两道或两道以上工序的冲模，这种模具结构复杂，装配要求高，但由于模具生产率高，各、外型面间的相对位置精度高，故广泛应用于精密零件的加工。本模具为落料冲孔复
42、合模其装配一般按下面的步骤进行：装配压入式模柄，垂直上模座端面，装后同磨大端面齐平。将凸模装入凸模固定板，保持与固定板端面垂直，同磨端面平齐将凸凹模装在固定板上，并保持与固定板端面垂直，同磨端面齐平。确定凸凹模固定板在下模座上的位置，用平行夹板夹紧，作凸凹模固定板上的螺孔和下模座上的螺钉过孔，并保持孔位置一致。划下模板漏料孔线，加工漏料孔，按凸凹模的孔每边加大约1mm。按凹模上的孔引作凸模固定板和上模座的螺钉过孔。将带凸模的固定板装在上模板上，螺钉不要拧得过紧，进行试装合模，使导柱缓慢进入导套，如果凸模与凸凹模的孔对的不太正，可轻轻敲打凸模固定板，利用螺钉过孔的间隙进行调整，直至间隙均匀。此时
43、用划针在上模板上划出凸模固定板位置。在上模组件上增加凹模，重新合模，作冲裁外形和各孔的全面细致的间隙调整，其中包括用冲纸法试验，直至获得均匀的间隙。上模和下模分别钻较销孔（防止位置移动），装入销钉，并保持销与孔有适当的过盈。其它零件可按图装配，达到要求后打标记。7.2 模具检测冲模装配前，应该对零、组件进行检查、复查的容有: （1）冲裁模的刃口部分应锋利,拉伸模的弯曲的工作型面应过度圆滑, 表面粗糟度应符合要求 ; （2）工作热处理后的实际硬度值是否符合要求 , 如有碳化合物偏析要求应技术要求的规定; （3）外行的非工作锐边是否已经倒角或导圆 ; （4）零件不应有沙眼、缩空、裂纹、磨削退火或机
44、械损伤; （5）可卸导柱的椎面与趁套上椎孔的吻合长度面积应不小于80% 。冲模可以选用标准模架 , 也可使用与其他冲模零件同时加工制造的非标准模架。在冲模装配前 , 应检查模架各零件的工作表面不应有划痕、浮锈、沙眼、裂纹和其他机械损伤; 上模座沿导柱上下移动要平稳, 无滞涩现象。在正常情况下, 滑动导向的模架上模与下模脱开后 , 应教容易复位。滚动的导向的模架上模与下模脱开后, 若先将钢球保持圈一端套进导柱 , 而另一端装进导套孔中 , 则上模与下模能较容易复位。此外, 还应使用平板、带指示器的测量架、球面支柱等复查上模座上平面对下平面的平行度, 标准模架应符合规定的精度等级 , 非标准模架应
45、符合其相当于标准中的精度等级数值。滑动导向模架应符合表7.1 的规定。表 7.1 滑动导向模架精度等级公差值被测尺寸精度等级级级级公差值4063 0.020 0.03 0.05 63 100 0.025 0.04 0.06 100160 0.030 0.05 0.08 160250 0.040 0.06 0.10 250400 0.050 0.08 0.12 400630 0.100 0.15 0.25 装配完成后应检测的容有: 冲裁模的间隙的间隙应均匀分布，其公差不大于2020% ；冲裁模凹模的刃口面沿冲裁方向应平直，允许有向后逐渐增大者应不大于15的斜度，其表面粗糙度Ra值不大于m8.0，
46、镶拼要配合紧密无缝隙； 冲裁模的凸凹模、凸模和凹模在装配后应磨口，并分别对上模座的上平面或下模座的下平面平行，允许0.01 ：100，其表面粗糙度 Ra0.8 0.4m；卸料板、推件板和顶件块除保证与凸模、凸凹模和凹模的高度在0.2 0.8mm围；应调整卸料螺钉，以保证挟料板的压料表面对冲模安装基面的平行度误差不大于0.05 ：100；同一冲模冲同一长度的顶杆允差不大于0.1mm；下垫板和下模座的漏料孔按凹模或凸凹模尺寸每边加大0.5 1mm，装配后的位置应一致，不允许有卡料现象。此外，所有经磨削的零件应在装配前退磁。冲模装配后，要通过试冲对模具和制件进行综合考察与检测。试冲时，对冲模和制件出
47、现的各种问题及缺陷要认真进行质量分析，找出产生问题的原因，并对冲模进行适当调整和修理，再次进行试冲，直至模具工作正常，得到合格的制件。冲裁质量分析见表7.2 表 7.2 冲裁质量分析序号质量问题原因分析解决办法1 制件断面光亮带太宽，有齿状毛刺冲裁间隙太小对于落料模，减小凸模，并保证合理间隙；对于冲孔模，应加大凹模，并保证合理间隙2 制件断面粗糙。圆角大，光亮带小，有拉长的毛刺冲裁间隙太大对于落料模是更换或返修凸模，保证合理间隙3 制件断面光亮带不均匀或一边有带斜度的毛刺冲裁间隙不均匀返修凸模、返修凹模或重新装配调整到间隙均匀4 落料后制件成弧形面凹模有倒锥或顶板与制件接触面小返修凸模、返修或
48、调整顶板5 校后制件尺寸较差落料后制件成弧形面所致，多见于下出件冲模修落料凹模或改换有弹顶装置的落料模6 孔与外形位置便移挡料销位置不正确修正挡料销7 工件扭曲1. 部胀力造成2. 顶出制件时作用力不均匀1.改变排样或对材料正火处理2.调整模具试顶板工作正常9 啃口1.导柱与导套间隙过大2.推件块上的孔不垂直，迫使小凸模偏位3.凸模或导住安装不垂直4.平行度误差积累1.返修或更换导柱导套2.返修或更换推件块3.重新装配，保证垂直度要求4.重新修模、装配10 卸料不正常1.卸料板与凸模间隙过紧、卸料板倾斜或其他卸料件装配不当2.弹簧弹力不足3.凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正4.凹模有倒锥，造成
49、制件堵塞1.修整卸料件，重新调整得当2.更换弹簧3.修整漏料孔4.修整凹模结论这次的毕业设计是大学三年中的最后一个环节，是对三年的学习生活中所学的知识一个汇总和概括，使我们每个人都能总合运用所学的知识。在校期间，开设有机械制图及AUTOCAD、机械设计、机械制造、液压传动、数控机床及编程、PLC 等课程，这些课程有电子的，有专业课程设计的，对我们搞好这次毕业设计有很大的帮助，综合运用好这些课程，对我这次有巨大的帮助。即将毕业的我，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦，如机器损坏或零件老化等一系列问题时，这时就要靠自己以前所学的知识和积累的经验去解决它。随着科学技术的高度发达，一些质量优、性能
50、好、效率高、能耗低、价格低廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行机械设计能力的培养；增加设计方面的知识而努力。综合运用好这些课程，加之我们平时的知识积累和老师的极大的帮助和指导，为这次课程设计提供了非常有利的保障。因水平有限，设计中必然有许多不足之处，还望老师批评指正。致三年的学习生活一眨眼就过了，在外求学经历的坎坷使我慢慢成熟，对三年以来帮助的人们我满怀感激，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。通过此次毕业设计，使我学到了许多知识，比如说模具整体的设计过程和设计模具的实用性，你所设计的模具的最终目的是用模具来生产出合格
51、的产品，其中还包括许多课本上学不到的知识。 当然，在设计过程中出现的一些难题。比如说怎样提高产品的加工精度，以及小型工件的加紧这些问题，都通过我们去翻阅相关的书籍和经过王老师的悉心指教和帮助最终才得以解决， 通过本次毕业设计， 也使得我们这组成员更加齐心协力、努力创新，自始至终，都抱着一颗坚定的信念, 即如何做能使其工件更加美观、精度更高、工作效率最高的心态即将毕业的我们，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦。随着科学技术的高度的发达，一些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行机械设计能力的培养，树
52、立知识经济意识；善于利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神，加强环境保护意识，做到清洁生产和文明生产，以最大限度的获得企业效益和社会效益在此，感我们的指导老师王老师在百忙之中给予我们作品的悉心指点与帮助。感他为我们指点迷律、 出谋划策。同时，也感我们的这组的成员在这次设计中给予我的帮助！所以，在以后的工作中，继续学习和加深。在此我非常感王老师在设计过程中对我的指导和帮助，在此向王老师致以诚挚的意！00 2010年 12 月参 考 文 献1. 成虹. 冲压工艺与模具设计 . 高等教育 .1987. 2. 冲模设计编 . 冲模设计手册之四 . 机械工业
53、1999. 3. 械设计编写组 . 实用机械设计手册 . 机械工业 1985. 4. 占尧. 冲压模具图册 . 高等教育 1998. 5. 侯维芝、金风 . 模具制造工艺与工装 . 高等教育 1997. 6. 鼎承. 冷冲模的设计与制造 . 科技 1995. 7. 王芳. 冷冲压模具设计指导 . 机械工业 1982. 8. 凤勤. 模具制造工艺与设备 . 机械工业 1983. 9. 黄健求 . 模具制造 . 机械工业 2001. 10. 德群. 现代模具设计方法 . 机械工业 2004 11. 万林. 实用模具技术 . 机械工业 2000. 12. 模具实用技术从书编委会. 冲模设计与应用实例 .1986. 济源职业技术学院毕业设计（论文）意见表指导教师意见：教师签字：年月日评阅人意见：评阅人签字：年月日答辩委员会意见：成 绩 评 定：答辩组组长签字：年月日
