冲压模具-本科毕业设计.doc

LogoXXXX大学 本科毕业设计支承座结构件冲压工艺分析及模具设计学 院 XXXX学院 专 业 材料成型及控制工程 （成型加工及模具CAD/CAM方向）年级级别 2008级(1)班 学 号 学生姓名 指导教师 2012 年 6 月设计总说明 本支承座结构件包括两道基本冲压工艺冲裁、弯曲。冲裁是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工艺，本文运用UG一键成形深入分析落料冲孔工艺可行性，通过调节压边力、冲裁速度等参数得出合理工艺参数。把板料、管材或型材等弯曲成一定的曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序称为弯曲，由于本产品有三处结构小扣与原材成直角，需进行弯曲分析，文中通过计算弯曲力、最小相对弯曲半径、弯曲回弹等弯曲件工艺性，确保产品成型精度。本支承座结构件模具采用级进结构，自动化程度高，仅需一人即可完成所有工位，包括五个工位：冲大（工艺孔）、小孔、上下切边、小扣弯曲、大扣弯曲，落料。根据冷冲模弹压横向卸料经典组合-横向送料典型组合（GB2872.281）选用LB250160典型组合，为保证凸凹模强度以及维护方便，同时节省贵重金属，凸凹模采用镶拼结构。使用滚动导柱导套保证导向精度，提高模具寿命与制品质量。采用带导向槽的浮顶器简化模具结构，避免使用侧压板导料，同时为确保制品精度，在头道工序中冲出大孔，并作定位工艺孔，通过导正销保证步距。关键词：级进模，精密冲压，支承座结构件AbstractThis Supporting Seat structure includes two basic stamping process - cutting, bending. Using the mold cutting is made of metal profile along the separation produces a stamping process, this paper using UG a key forming in-depth analysis of the feasibility, blanking punching process by adjusting the blank-holder force, cutting speed that reasonable parameters such as parameters. The sheet metal, such as pipe bending or profiles of curvature, and certain Angle or shape of punching process called bending parts, because our products are three small structure with the raw material, buckle at right angles to bend analysis, this paper calculated by bending force, the minimal bending radius, bending, etc, to ensure the products bending parts forming process.This Supporting Seat structure in structure, mould adopts the high degree of automation, only one can complete all stations, including five workstation punching hole, blunt wastes on both sides, small and large bending advance trimming, buckle. According to the cold die when transverse unloading classical combination feeding typical combination of horizontal GB2872.2 (81) - LB250 selection for typical (160 that intensive strength and convenient maintenance, while saving, intensive precious metal structure with spell by. Use the scroll guide guiding-column guidance precision mould, guarantee product quality and life. The orientation of floating roof is simplified the mould structure, avoid using lateral plate, to ensure the lead in the first word, precision products localization process technology hole, through out the pin guarantee.Key words: Progressive die, Supporting Seat, precision stamping parts目 录1 绪论11.1题目背景及目的11.2国内外研究的状况11.3题目研究方法21.4论文构成及研究内容22 零件工艺性分析32.1零件材料选择32.2零件技术要求43 成形工艺方案分析53.1零件成形性能模拟分析53.2成形方案63.2.1简单模与连续模63.2.2必要尺寸的计算63.2.3排样方案73.3方案比对与选择83.4确定条料进距及宽度94 模具结构设计104.1模具的总体要求114.2计算冲模压力114.2.1 冲孔落料部分冲裁力的计算114.2.2 弯曲部分冲裁力计算114.2.3 选冲压设备124.2.4 压力中心124.3成形零件尺寸计算134.3.1凹凸模间隙134.3.2落料间隙144.3.3工作部件尺寸154.4凸模强度校核部分224.5落料模模架及各零件选取分析235 模具数控加工275.1加工工艺路线确定285.2加工轨迹以及数控代码与参数306 模具装配要求31结 论32参考文献33致谢34附录351 绪 论1.1 题目背景及目的精密冲裁(以下简称精冲)是一项节能、环保的制造技术，具备技术含量高 资金投入大产品附加值高等特点。近十年来，精冲技术的应用在国内得到了迅猛的发展，尤其在相机等精密器械领域几乎所有的数码相机品牌均大量采用精冲件。国内的精冲技术应用正处于快速发展的阶段，据国家产业技术政策，该技术是国家“十五”及以后五年重点支持的高新技术及产业化发展方向因此在相当长的一段时期，精冲技术行业均能得到国家政策的扶持，保持其快速发展的势头。由于精冲件多为扁平类零件， 其零件形状及工艺方法相对比较单一，所以尽管精冲模具结构远比普通冲压复杂， 但其零件共性多，易于根据零件的尺寸和形状特征制定精冲模具零件标准库。利用这些标准 精冲企业能够大大缩短精冲模精冲连续模的设计提供巨大的帮助。设计周期， 设计时只需根据零件的尺寸选定一个标准图， 再根据精冲零件的尺寸填补标准具的设计便可迅速完成 有些企业精冲模具标准化程度超过7 5 。精冲模具的标准化不仅有利于提高设计速度及质量， 同时也有利于提高模具的后续加工速度及质量 且能使工程师将更多精力放在工艺确定、力学性能优化等需要创造及创新的地方， 有利于精冲模具设计整体水平的提高。1.2国内外研究的状况 强力压板，从广义上而言，精冲技术是一种能够获得剪切面光洁、尺寸精密的板料塑性成形技术在其整个发展过程中，出现过多种不同的技术类型。由于强力压板精冲技术具备良好的经济效益及广泛的可应用范围，所以至今在世界范围内仍占主导地位，目前所指的精冲技术主要是指强力压板精冲技术国际国内几乎所有的精冲公司都采用该技术。其他技术简介，强力压板精冲技术在世界范围内占主导地位的同时 Et本开发了对向凹模精冲(Opposed Die S h e a vi n g)德国开发了集成精冲(1 nt e g r alFinebanking)，美国EBway公司开发了挤出精冲(Gripflow Stamping)，后二者都有压边圈和反压板，只是压边圈上去除了V形齿且模具间隙更小。在三动精冲工艺的基上 还发展出了四动、五动等精冲工艺形式 这些精冲工艺的实现均需专用的精冲压力机， 由于其各自的技术特点，也在采用这些技术进行着相应精冲件的批量生产。北京机电研究所2 0 0 2 年开发出了往复成形精冲技术， 该技术能够用于超厚零件的加工， 而且少无毛刺， 在超厚精；中件加工领域有较大的应用前景。此外， 普通压力机上应用普通冲压技术也能获得与上述技术类似的精冲技术效果。 整修。通过专用整修(亦称修边模)对落料与冲孔毛坯的冲切面进行修边加工以获取平直、光洁及高精度的冲切面， 包括：外缘整修、内孔整修、叠料整修 振动整修等。光洁冲裁。采用微间隙或负间隙圆角刃El 等具备特殊结构的专用冲模 对高塑性低碳钢及有色金属冲裁件进行光洁；中裁 获取光洁平整的高精度冲切面。常用的光洁冲裁工艺有： 微间隙圆角刃E l光洁冲裁、负间隙光洁冲裁、台阶式凸模精冲孔、同步剪挤精冲、挤压精冲孔以及无毛刺冲裁等等。这类技术在实际应用中有较大的局限性 但作为一种技术补充在实际应用中也有一席之地， 而且具有长久的生命力。1.3 题目研究方法1.通过简单模具与连续模具的对比，论证连续模的优缺点。2.模具零件具体尺寸依据检规、零件冲压工艺和车间钳工的建议等多方面因素确定。3.使用UG、AutoCAD等软件对零件进行分析，最终确定成形方案。4.在UG5.0造型之后，对零件进行2维设计，使视图国标化。1.4 论文构成及研究内容本文由三部分组成，第一部分为绪论部分，主要做开题报告；第二部分为零件工艺分析；第三部分为成形性能分析；第四章为模具结构设计；第五章论述了模具工作条件和失效形式；第六部分为结论。论文主要围支承座连续模的设计展开，包括前提的课题调查，工艺方案的确定，和设计的展开。2 零件工艺性能分析本零件是电器仪表行业中常用的支承座结构件之一。作为内部骨架结构，为保证良好装配，提高产品质量，必须保证各零件的制造误差，属于精密冲裁件；作为内部结构件，为其他结构提供支撑与定位，必须具有较高的强度，以防日常使用中出现的震动影响其成像效果。2.1零件材料选择根据该零件的结构和成形特性，一般采用经固溶处理的奥氏体型钢。该类不锈钢冷轧钢板品种良多，并广泛应用于食各类仪表设备行业。查阅“我的钢铁”得到常用不锈钢牌号如下：牌号 类型 用途 0Cr18Ni9 奥氏体型 作为不锈耐热钢使用最广泛、食品用设备，一般化工设备，原子能工业用00Cr19Ni10 奥氏体型 用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件0Cr25Ni20 奥氏体型 炉用材料，汽车排气净化装置用材料 1Cr18Ni9 奥氏体型 经冷加工有高的强度，建筑用装饰部件 0Cr17Ni12Mo2 奥氏体型 适用于在海水和其它介质中，主要作耐点蚀材料，照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 00Cr17Ni14Mo2 奥氏体型 为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢，用于对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品 1Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性 0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 同上 0Cr18Ni10Ti 奥氏体型 添加Ti提高耐晶间腐蚀，不推荐作装饰部件 0Cr16Ni14 奥氏体型 无磁不锈钢，作电子原件 1Cr17Ni7 奥氏体型 适用于高强度构件，火车客车车厢用材料 由于仪表的内部结构一般较精密，其结构件使用过程中不能生锈致使精度下降，故拉杆最好选择的材料是防腐蚀的。结合产品结构设计客户规定要求与材料的价格，选择0Cr18Ni9材料，材料厚度为0.8mm。0Cr18Ni9钢薄截面尺寸的焊接件具有足够的耐晶间腐蚀能力，在氧化性酸(HNO3)中具有优良的耐蚀性，在碱溶液和大部分有机酸和无机酸中以及大气、水、蒸汽中耐蚀性亦佳。 0Cr18Ni9钢的良好性能，使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号，此钢适于制造深冲成型的部件以及输送腐蚀介质管道、容器，结构件等，0Cr18Ni9亦可用子制造无磁、低温设备和部件。力学性能： 抗拉强度 b (MPa)： 520条件屈服强度 0.2 (MPa)： 205伸长率 5 ()：40 断面收缩率 ()：60 硬度 ：187HB;90HRB;200HV 热处理规范及金相组织： 热处理规范：固溶10101150快冷。 金相组织：组织特征为奥氏体型。2.2零件技术要求如图2.1所示，该零件不是外观件，故外形尺寸要求不高。最小圆角半径为R=0.5mm，相对圆角半径为R/t=0.5/0.8=0.625，大于要求的最小相对弯曲半径值0.4，可以直接成形。下端有形状各不相同的小扣与小平台分布在零件上下两端，平台中间有小冲孔，由于其尺寸较小且繁杂，故尺寸不在此说明，具体见图2.2，外形尺寸为23.82015.8mm。平面度0.030，平行度0.030。毛刺高度0.15mm。材料允许变薄率10%，即t0.72mm。图2.1 产品图 图2.2 零件图具体参数要求3 成形工艺方案分析该零件为电表仪器定位支撑结构件,尺寸精度要求较高,一般属大批量生产。以下将合理分析采用何种工艺方式进行生产,确保成形、精度、产量要求。根据产品结构分析得，该冲裁件有三道折弯，所以必须包含弯曲、冲孔、落料几道基本工序，如何排样以及安排各种工序成为设计的关键，冲孔与切边部分不能一次冲裁出，需要分几步成型以确保模具有足够强度。3.1 零件展开图 经成形性能分析，初定零件可一次成形。其中，使用forming suite展开图3.6 展开图3.2 成形方案3.2.1单工序模与复合模以及连续模单工序模：在一副模具中只完成一个工序。如落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等。级进模：由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。复合模：在一次行程中，在一副模具的同一个位置上，能完成两个以上的工序。因此复合模冲压出的制件精度较高，生产率也高。根据零件生产大批量高精度的要求，选择使用级进模做本次设计。3.2.2 必要尺寸的计算工件毛坯尺寸的计算弯曲相对宽度计算r=0.5 0.5t=0.50.8=0.4 r/t=0.625 即r0.5t这类零件变薄不严重且断面畸变较轻，可以按应变中性层长度等于毛坯长度的原则来计算。由r/t=0.625 从表3-1得弯曲90o变薄系数 由小平台展开的毛坯长度为两处小扣展开的毛坯长度为综上所述，冲孔和切边后的毛坯尺寸为28.3200.8mm3.2.3 排样方案根据冲压工艺及模具设计和所选用零件材料，查表2-13工件间搭边a和侧面搭边a1数值，得，。方案一：直排。按经验工件间搭边值取3mm，如图3.7所示。材料利用率计算：单件面积A由UG建模自动生成288.4mm。图3.7 单直排方案二：往复送料排样。查多工位级进模设计方法和技巧表3-2，得a=3.0mm ，b=2mm 搭边值4mm，如图3.8所示。图3.8 单直排材料利用率计算：单件面积A由UG建模自动生成288.4mm。、材料利用率与直排接近，但是操作相对复杂，效率较低。方案三：双直排。进距太长，工步太多，模具制造难度太大，成本高，故不予考虑。图3.9 双直排3.3 方案比对与选择方案1可获得较高的生产效率，而且操作安全，模具制造相对容易。方案2虽然利用率略高，但是操作较复杂，模具定位等结构也较复杂，制造费用高。因此，同等条件下选用方案1是最佳选择。3.4 确定条料进距及宽度进距h=23条料宽度：式中 B条料标称宽度（mm） D工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）由上知B=28.3mm 侧搭边，为1.8（mm） 条料宽度的公差，查表2-14，得=0.4 mm 条料与导料板间的间隙，查表3-15，得=0.5 mm。4 模具结构设计4.1模具的总体要求模具的总体要求为：（1） 采用滚动导向模架，滚动导向模架由于在导柱、导套和滚珠之间有过盈量，因而导向可靠。装配良好的滚动导向模架据统计能达千万次冲压。所以在多工位级进模绝大多数都是采用滚动导向模架。滚动导向模架的模座可用铸钢或用45#钢经调质处理制造，其厚度一般可与滑动模架相同；对负荷较大的模架其模座应增加厚度2030%；（2） 上下垫板、固定板、卸料版均采用45钢调质处理；（3） 卸料与压料弹簧采用高强度重载矩形弹簧；（4） 凹凸模材料根据形状不同以及工序不同分别选用选用Cr12MoV、Cr6WV、W18Cr4V，真空热处理凸模为5862HRC，凹模为6064；（5） 凸凹模采用镶拼或拼装式，便于模具维护，节省贵重金属材料。4.2计算冲模压力4.2.1 冲孔落料部分冲裁力的计算该模具采用弹性卸料装置和下出料方式，预设凹模刃口直壁高度h=4mm。 冲裁力式中 L冲裁件周边长度（mm） t材料厚度，取0.8（mm） K系数，一般取1.3材料抗拉强度（MPa）取520Mpa，且其中，冲裁件周边长度计算如下：零件大孔周长长度：零件小孔周长长度： 零件上端外周长度： 零件下端外周长度: 零件落料端外周长度： 冲裁件周边长度 所以，由表2-2查得取0.05 由表2-2查得取0.055 n=h/t=3/0.8=3.75 取n=4 冲孔与切边总的冲裁力，为：4.2.2 弯曲部分冲裁力计算弯曲力计算 对于U形件C取0.7K安装系数，取1.3B料宽取2mmt料厚取0.8mmr弯曲半径取0.5 材料强度极限（MPa）取520Mpa4.2.3 选冲压设备总冲裁力，为：选择E2W-250T的压力机，滑块行程长330mm，最大装模高度为550mm，滑块调整量为120mm，气垫行程为130mm，自动送料机料高度为：115-365mm。4.2.4 压力中心为了保证压力机和模具正常地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合，否则在冲压时会使冲模与压力机滑块倾斜，使得凹、凸模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机的精度。由于工件为形状复杂的工件，故采用解析法求压力中心。解析法详见冲压手册。1. 按比例画出凸模工作部分剖面的轮廓图；2. 在轮廓内外任意距离处，选定坐标-和y-y；3. 将轮廓线分成若干基本线段，计算各基本线段的长度, ,(图中冲裁力与冲裁线长度成正比例，故冲裁线段的长短，即可代表冲裁力的大小)；4. 计算基本线段的重心位置到y-y轴的距离，.及到-轴的距离，；5. 根据对同一轴线的分力之和的力矩等于各分力矩之和的原理，可求的冲模压力中心到-轴和y-y轴的距离。图4.1 压力分布图求得压力中心为：=532.4 =-41.5亦可用AutoCAD中面域的求质心方式进行求解，得出的结果与上近似，故取=543 =-444.3成形零件尺寸计算 4.3.1凹凸模间隙间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。试验证明，随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的5一20范围内时冲裁力的降低不超过5一l0。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。一般当单面间隙增大到材料厚度的15一25时，卸料力几乎降到零。但间隙继续增大会时毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格制件数表示。总寿命是用模具失效为止的总的合格制件数表示。模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，凸、凹模刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用，高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种附着磨损，是冲模磨损的主要形式。当接触压力愈大，相对滑动距离愈大，模具材料愈软，则磨损量愈大。而冲裁中的接触压力，即垂直力、侧压力、摩擦力均随间隙的减小而增大，且间隙小时，光亮带变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，所以小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸凹模相互啃刃等异常损坏。当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、冲裁件轮廓形状等，但间隙却是其中一个主要因素。所以为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度、减小模具粗糙度、良好润滑，以减小磨损。4.3.2落料间隙该落料为外轮廓的落料，由于形状较复杂，料薄，为了保证凹凸模件一定的间隙值，故采用配合加工的方法。此方法是先做好其中的一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此为基准来加工另一件，使他们之间保持一定的间隙，由于是落料，故先做凹模，并以他作为基准配做凸模。查资料中国模具设计大典p118知道，凹模磨损情况为三类：第一类是凹模磨损后增加尺寸（A类），第二类为凹模磨损后变小尺寸（B类），第三类是凹模磨损后没有增减尺寸（C类），该模具为A类。查P55表2-25冲裁模刃口双面间隙Z（Z=2C）：Zmin = 0.072mm Zmax = 0.104mm由于凹凸模的制造偏差和磨损均使得间隙变大，故新模具应取最小间隙值。取 Z = 0.072mm工件的成形，必须选择适当的间隙。间隙过小，会使工件壁变薄，并降低凹模寿命。间隙过大，则回弹较大，还会降低工件精度。工作材料厚度的正偏差，mm 查手册知道该材料的公差为t工作材料厚度，mm t=0.8mmC弯曲模凹、凸模单边间隙，mmx间隙系数，按表19.3-19，取0.10所以, 凹、凸模单边间隙C = 0.8 + 0.13 + 0.10 0.8 = 1.89mm采用以凸模为基准确定凹模尺寸，用内形尺寸标注该工件为单向偏差，查模具大典P198知：凸模尺寸为:Lp = （L + x）p 0 = （L + 0.75 0.13）0.02 0 凹模尺寸为:Ld = （Lp + 2C）0+d = （Lp + 2 1.89）0+0.02式子中，凹模尺寸，mm凸模尺寸，mmL弯曲件的基本尺寸，mm弯曲件尺寸公差，mmC凸、凹模之间的单边间隙，mm、凸、凹模的制造公差，采用IT7IT9标准公差等级4.3.3工作部件尺寸冲裁模刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1. 由于凸模、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。2. 在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3. 冲裁时，凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙越来越大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则：1. 落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件。凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值。2. 确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高( 即制造公差过小)，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低(即制造公差过大)，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系见表2.2.1。若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形件，一般可按IT7IT6级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下偏差为零，上偏差为正。由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。 (一) 凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸 采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。冲裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差(凸模p、凹模d)，优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，它适用于圆形或简单形状的冲压件。从图2.3.1冲压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙2cmax，必须满足下列条件：pdCmin2Cmax 也就是说，新制造的模具应该是pdCmin2Cmax。 否则制造的模具间隙已超过允许变动范围 2 Cmin2 Cmax，影响模具的使用寿命。若 pdCmax2 Cmin，可取 p0.4(2 Cmax2 Cmin) ，d0.6(2 Cmax2 Cmin)作为模具的凸模、凹模的制造偏差。大孔凸模（导正销孔）如图4.2所示： 电器仪表行业冲模初始双面间隙Z图4.2 大孔（导正销孔）凸模小孔D3.5凸模： 电器仪表行业冲模初始双面间隙Z图4.3 R3.5凸模 (二) 凸模和凹模配制加工计算刃口尺寸 对于形状复杂或料薄的冲压件，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中的一件(凸模或凹模)作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配加工另一件，使它们之间保持一定的间隙。这种加工方法的特点是：（1）模具的冲裁间隙在配制中保证，不需受到 pdcmax2cmin条件限制，加工基准件时可适当放宽公差，使加工容易。根据经验，普通冲裁模具的制造偏差p或d一般可取4（为制件公差）。（2）尺寸标注简单，只在基准件上标注尺寸和制造公差，配制件只标注公称基本尺寸并注明配做所留的间隙值。但该方法制造的凸模、凹模是不能互换的。在计算复杂形状的凸模、凹模工作部分的尺寸时，其各部分尺寸在模具工作时磨损性质不同，一个凸模或凹模会同时存在着三类不同磨损性质的尺寸： 凸模或凹模磨损会增大的尺寸； 凸模或凹模磨损后会减小的尺寸； 凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸。这时计算基准件的刃口尺寸，需要根据磨损情况按不同方法计算。上端凸模：磨损后凸模尺寸变小 取 图4.7 上端切边凸模下端凸模磨损后凸模尺寸变小 取 磨损后凸模尺寸变大 图4.8 下端切边凸模落料凹模磨损后凸模尺寸变小取 图4.9 落料凸模4.4 凸模强度校核部分考虑冲孔3.5凸模的直径很小，故需对最小凸模3.5进行强度和钢度校核：根据1表2-45可得：其中，L为凸模的允许最大工作尺寸，而设计中，卸料板对凸模有导向作用，凸模总长为（凸模固定板厚+弹簧预压后高度+卸料板厚-0.5）=50.3mm凸模的最大自由长度为50.3-20-18=12.348.92,所以钢度得以校核。对最小长方形凸模校核，最小长方形凸模截面尺寸为11.112.01, 根据1表2-45可得： 凸模的最大自由长度为26.733.57，所以钢度得以校核。强度校核:根据表2-45,: 最小截面尺寸为11.69X1.71=20应满足AF / 压=10608 / 1200=8.84mm所以208.84,凸模强度得以校核 。4.5 落料模模架及各零件选取分析(1) 模架在确定某一个工件是采用弹压卸料下出件的模具结构形式，并且是采用横向送料方式以后，我们就可以再冲模国家标准中查阅冷冲模弹压横向卸料经典组合-横向送料典型组合（GB2872.281）模具在工作过程中承受较大的力，需要有较好的刚性，上模座取，下模座取的HT22铸铁，使用钢钉固定与机床。导柱采用钢球独立导柱，(2) 冲孔凸模：冲直径为9mm的圆形孔，由于冲孔后的冲孔废料容易卡在凸凹模中，故选用内装有顶料的凸模。凸模的高度为：Lp=h1+h2+h3+Y模固定板厚h1=20mm 固定板与卸料板间距离h2=15mm 卸料板厚度h3=20mm 凸模进入凹模及材料料厚Y=4+0.8=4.8mm 故： Lp=h1+h2+h3+Y=40+15+20+4.8=80mm （3） 冲孔凹模:查冲压手册刃口高度取4mm，最小孔间距：4.6t=3.6810.2mm。 （4） 最小壁厚：料厚t=0.8mm，料宽=200mm，查中国模具工程大典表20.1-16，得amin=15mm。 (5) 垫板：凸（凹）模与模座接触应力：。故不需垫板而能保证强度，然为保证凸模安装，加垫板，取t=15mm。(6) 辅助导向装置滚动导柱导向部件如图所示,选用为了对凸模起导向和保护作用，弹性卸料板在结构上应具备导向精度高，刚度好的导向装置，使弹性卸料板在工作时稳定可靠，不会发生偏移或倾斜，辅助导向装置采用在凸模固定板安装导柱，卸料板安装导套的形式。 导柱尺寸选标准直径d=16，长度L=80固定形式用台肩式，按际准圆柱凸模设计。(7) 卸料螺钉按GB2861.6-81选d=10的带肩卸料螺钉，螺柱长l=25, 标记为M10X35,JB/T7650.6,卸料螺钉窝深应满足H卸料板行程+螺钉头高度+修磨量（5mm）+安全间隙（26mm）=（2+10+5+26）=1923mm对螺钉进行验算，h=凸模固定板厚+预压缩后的弹簧高度-螺钉杆长=32+16.4-25=23.4mm故所选螺钉长度满足要求，定卸料螺钉窝深h=24。图4.10 滚动导柱(8)导料装置设计多工位级进冲压要求条料沿导料装置的送进过程中无任何阻碍，因此，在完成1次冲压行程之后条料必须浮顶到一定的高度，以便下一次能无阻碍送料。这不仅对有弯曲和成形工序等工步的多工位级进模是必要的，而且对纯冲裁的级进模也是必要的，因为其可避免条料上的毛刺阻碍而顺利送进。本模具采用带导槽的浮顶器作为导料装置。带有导向槽的浮顶销，它兼有对条料导向的功能，可省去导料板。带导向槽的浮顶器其高度要求严格控制，要协调好与卸料板的尺寸关系，否则易出现高度不协调问题。槽式浮顶销对条料宽度公差的要求十分严格。导向槽高度取(1.52.5)t，但不可小于1.5mm。图4.11 带导向槽浮顶器(9) 弹性元件卸料弹簧根据卸料力为 ,采用4个弹簧，此时每个弹簧负担的卸料力为7132/4=1783N。冲裁时卸料板的工作行程为10。考虑到凸模的修模量，弹簧的预压量为，故弹簧的总压缩量为： 考虑卸料的可靠性，取弹簧在预压量为。初选弹簧3080，该弹簧参数为：故所选弹簧是合适的，确定使用弹簧1545。（10）其他零件选用根据1表2-70,由凹模板的厚度可选用M10,在根据实际要求,查标准选用GB/T 7001-2000 M10X80 4个, 选用GB/T 7001-2000 M10X60 2个,由凸模固定板的厚度可选用M10, 查标准选用GB/T 7001-2000 M10X70，这里要6个，由弯曲凸模安装的厚度可选用M4,在根据实际要求,查标准选用GB/T 7001-2000 M4X14 8个，取材料为45钢。 销钉规格的选用销钉的公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格,因此根据标准选用GB/T119.1-2000 6m10X60, 上模座要2个, 下模座选用GB/T119.1-2000 6m10X80，2个，GB/T119.1-2000 6m6X30，2个，选取材料为45钢。导正销 使用导正销的目的是消除送料时用挡料销和导料板等定位零件作粗定位时的误差,和由于级进模工位多时，减小积累误差对进距精度的影响，保证冲件在不同工位上冲出的内形与外形之间的相对位置公差要求.导正销主要用于级进模,也可用于单工序模.导正销孔直径根椐1表7-6取D=4mm,从而导正销工作直径查表7-5得取d=4.10mm,导正销的材料与冲导正孔的凸模材料相同，用CrWMn，淬火硬度为5862HRC。安装处按H7/h6配合,查标准选用B型导正销6X4.1X100,JB/T 7647.2-1994。5 数控加工数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。数控机床一开始就选定具有复杂型面的飞机零件作为加工对象，解决普通的加工方法难以解决的关键。数控加工的最大特点是用穿孔带(或磁带)控制机床进行自动加工。由于飞机、火箭和发动机零件各有不同的特点：飞机和火箭的零、构件尺寸大、型面复杂；发动机零、构件尺寸小、精度高。因此飞机、火箭制造部门和发动机制造部门所选用的数控机床有所不同。在飞机和火箭制造中以采用连续控制的大型数控铣床为主，而在发动机制造中既采用连续控制的数控机床，也采用点位控制的数控机床（如数控钻床、数控镗床、加工中心等）。5.1 加工工艺路线确定粗铣六面体到110.38mm X 85.34mm X 30.50mm精铣六面体到110.18mm X 85.14mm X 30.30mm镶块镶入A板钻4个螺钉孔8.5攻螺纹M10 钻浇口套孔取出镶块粗铣型腔精铣型腔抛光5.2 加工轨迹以及相关数控代码与参数型腔轮廓粗加工加工刀具：16的立平底铣刀切削用量：分层切屑z轴最大进给量2mm型腔粗加工程序（型腔加工）：27%:0040 N0030 G92 X0 Y0 Z20.0N0040 G0 G90 X4.31 Y56.03 S1000 M03N0060 Z1.5N0070 G1 Z-1.5 F250. M08N0080 Y44.83N0090 X-38.81N0100 X-48.51 Y44.82N0110 X-49.96 Y44.42N0120 X-51.22 Y43.6N0130 X-52.18 Y42.44N0140 X-52.74 Y41.04N0150 X-52.85 Y39.54N0160 X-52.84 Y39.42N6710 X-6.45 Y20.56N6720 G0 X-8.85 Y28.19N6730 Z-6.N6740 Z10.5N6750 Z20.0N6760 X0 Y0N6780 M02%图5.1 切边凸模切边曲面凸模精加工加工刀具：4的球头铣刀型芯精加工程序（精加工，0度方向）固定轴加工（精加工，90度方向）等高轮廓加工（精加工，主要加工直壁）：%:0040 N0030 G92 X0 Y0 Z20.0N0040 G0 G90 X-10.43 Y10.41 S1200 M03N0060 Z1.N0070 G1 Z-2. F250. M08N0080 X-9.72 Y9.7N0090 X-10.91 Y8.34N0100 X-11.92 Y6.83N0110 X-12.71 Y5.2N0120 X-13.29 Y3.48N0130 X-13.63 Y1.7N7530 G0 X-13.58 Y4.23N7540 Z-9.N7550 Z10.5N7560 Z20.0N7570 X0 Y0N7580 M02%图5.2 切边凸模曲面精加工6 模具的装配根据简单模的工作特点,先装上模,再装下模较为合理,并调整间隙,试冲,返修.具体过程如下:1、 上模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作。 先将凸模与凸模固定板装配,再与凹模板装配,并调整间隙.把已装配好的凸模及凹模与上模座,并在次检查间隙是否合理后,打入销钉及拧入螺丝。2、下模装配仔细检查各将要装配零件是否符合图纸要求,形状并作好划线,定位等准备工作。先将凸凹模放在下模座上,再装入凸凹模固定板并调整间隙,以免发生干涉及工件损坏.接着依次按顺序装入销钉,活动挡料销,弹顶橡胶块及卸料板,检查间隙等合理后拧入卸料螺钉,再拧入紧固螺钉,并再次检查调整。将经调整后的上下模按导柱,导套配合进行组装,检查间隙及其它装配合理后装机进行试冲并根据试冲结果作出相应调整,直到生产出合格制件。结 论本次毕业设计成功地设计一套支承座级进模，具有高精度、高效率、长寿命等特点，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。本套模具除进行冲孔落料工作外，还根据零件结构的特点和成形性质，完成弯曲成形工序。冲压时，将