冲压模具设计毕业论文设计
冲压模具毕业设计论文
冲压模具毕业设计1。
绪论1。
1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机)上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模.冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下.(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便,易于实现机械化与自动化.这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好,具有“一模一样”的特征。
（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高，是技术密集形产品。
所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。
机械垫片冲压模具毕业设计论文
机械垫片冲压模具毕业设计论文1.选题的背景与意义随着工业生产的不断发展，机械工业中各种配件的种类也在不断地增加与完善，其中机械垫片具有着广泛的应用范围。
垫片是机械制造中必须的一种零部件，在各类机械设备和建筑设施中都有着广泛的应用，不同的机械负载下，垫片承受的压力不同，因此对垫片材料的性能和压缩弹性有较高的要求。
机械垫片冲压模具的研制，对于提高机械垫片的生产效率，降低成本起到重要的作用，具有相当大的现实意义和前景。
2.研究内容与研究目标本论文旨在研究机械垫片冲压模具的设计和制造技术，包括垫片应用中所采用的材料、特性和制备工艺分析和研究，冲压工艺分析和模具结构设计等方面。
重点研究机械垫片冲压模具的设计思路、制造工艺及模具的优化设计，以提高模具的性能和工作效率。
3.研究思路与方法采用文献资料法、理论分析法和实验研究法相结合的方法来开展研究工作。
首先对材料学、弹性力学和模具设计等方面进行文献资料研究，然后根据实验条件设计实验方案并进行实验，最后根据实验结果进行数据统计和分析，并根据实验结果对模具进行优化改进。
4.研究的创新点（1）通过对机械垫片的应用和材料特性的研究，选择最佳材料和工艺，提高垫片的质量和寿命。
（2）对冲压模具的结构进行优化设计，提高模具的耐用性、寿命和精度，进一步提高机械垫片生产效率（3）对于机械垫片冲压模具的研制，通过实验的数据分析和对比，对机械垫片冲压的工艺有了更深入的了解，对冲压模具的制造与设计有了具体而又深入的研究。
5.预期成果本论文的研究成果主要包括以下方面：（1）机械垫片应用材料及特性分析研究（2）机械垫片冲压工艺分析（3）机械垫片冲压模具结构优化设计（4）模具的试制、测试及实验数据分析（5）对研究成果进行总结和归纳，并提出进一步的研究方向。
6.论文的组织结构本文共分为五章：第一章为绪论，主要介绍本文的选题背景、研究意义、研究内容和方法、创新点以及预期成果等方面。
第二章为机械垫片应用材料及特性分析研究，主要介绍机械垫片的应用、特性及选择最佳材料和工艺的方法。
冲压模具毕业设计论文[2]
![冲压模具毕业设计论文[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/9200aa4902d8ce2f0066f5335a8102d276a26185.png)
冲压模具毕业设计论文[2]1. 引言冲压模具是冲压工艺中不可或缺的关键组成部分。
它的优劣直接影响着冲压产品的质量和生产效率。
因此，在冲压模具的设计和制造上要注重各个方面的优化，以实现高效、高质量的冲压生产。
本文将探讨冲压模具在毕业设计中的应用，通过分析冲压模具的设计要点和制造过程，提出一种在制造过程中提高模具质量和降低成本的方法。
2. 冲压模具设计要点冲压模具的设计是一个综合性的工作，需要考虑多个方面的因素。
下面列举了冲压模具设计的要点：2.1 材料选择冲压模具需要具备高强度和耐磨损的特性。
因此，在材料选择上应当考虑使用高硬度材料，如合金工具钢。
同时，还要考虑材料的加工性能和耐热性能。
2.2 结构设计冲压模具的结构设计应当考虑到产品形状和尺寸的特点，并且要与冲压设备的工作方式相匹配。
在结构设计中，需要合理安排模具的凸模、凹模和导向系统，确保冲压过程中的定位和导向准确。
2.3 寿命设计冲压模具的寿命设计是一个重要的考虑因素。
寿命设计时要考虑冲压过程中的应力、变形和磨损等因素，以确保模具在长期使用中具有稳定的性能。
2.4 润滑设计冲压模具在工作过程中需要进行润滑，以降低摩擦和磨损。
因此，在模具设计中需要考虑润滑系统的设计，合理设置润滑通道和喷油装置。
3. 冲压模具制造过程冲压模具的制造过程可以分为以下几个步骤：3.1 制造工艺规划制造工艺规划是整个制造过程的基础。
在制造工艺规划中，需要确定模具的加工顺序、方法和工艺参数等，确保模具的加工精度和质量要求。
3.2 加工制造冲压模具的加工制造包括以下几个方面：材料切割、零件加工、工艺装配和热处理等。
其中，热处理是提高模具硬度和耐磨性的重要步骤。
3.3 调试与试模制造完成后，需要对模具进行调试和试模。
通过调试和试模可以发现和解决模具的问题，确保模具在使用时能够正常运行。
4. 优化冲压模具制造过程的方法为了提高冲压模具制造的效率和质量，可以采用以下方法进行优化：4.1 CAD/CAM技术应用CAD/CAM技术可以提高冲压模具的设计和制造效率。
冲压工艺与模具设计毕业论文
冲压工艺与模具设计毕业论文1. 引言随着工业化的进程和产品多样化的需求，冲压工艺在各行各业中得到广泛应用。
冲压工艺是一种通过应用冲压模具，在金属板材上施加压力形成所需形状的加工方法。
冲压工艺的品质和效率直接受到模具设计的影响。
因此，冲压工艺与模具设计成为了重要的研究领域，同时也是本毕业论文的主要研究内容。
2. 冲压工艺的基本原理冲压工艺的基本原理是利用冲压模具对金属板材施加压力，使其发生塑性变形。
具体步骤包括: 剪切准备、冲剪床操作、上模、施压、下模、退出。
冲压工艺具有快速性、高效性和精确性的优点，广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
3. 冲压模具设计的基本原则冲压模具设计应遵循以下基本原则:3.1 模具结构设计原则模具设计应考虑到材料的特性、制作工艺和模具使用寿命等因素，选择合适的模具结构。
常见的模具结构有单工位模和多工位模，根据实际需求进行选择。
3.2 冲孔设计原则冲孔设计是冲压模具设计的重要内容，其目的是通过切割或穿孔来获得所需形状。
冲孔设计需要考虑到材料特性、孔的数量和布局等因素，确保冲孔的准确性和效率。
3.3 净形状设计原则净形状是指通过冲压模具得到的金属零件的最终形状。
净形状设计需要考虑到材料的流动性和伸缩性，选择合适的冲压工艺参数，确保零件的质量和尺寸精度。
3.4 材料选择和处理原则冲压模具设计需要选择合适的材料，并进行适当的处理，以提高模具的硬度和耐磨性。
常用的模具材料包括合金钢、高速钢和硬质合金等。
4. 冲压工艺与模具设计的优化方法为了提高冲压工艺和模具设计的效率和品质，可以采用以下优化方法:4.1 CAD/CAE技术的应用CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助工程）技术可以帮助设计师进行模具设计和工艺分析。
通过使用CAD软件进行三维建模和设计，可以提高设计的精度和效率。
而CAE技术可以进行模具结构和冲压工艺的分析，找出潜在的问题和改进方案。
4.2 模具试验与实验分析模具试验和实验分析可以通过实际加工样件的测试，验证和优化设计。
毕业设计任务书(冲压模具)
1、设计计算说明书：
设计说明书一份，不少于1.5万字。
2、图纸部分：
装配图1张（0号或1号），除标准件之外的所有零件图。
3、英文翻译一篇（英译汉）
英语实词不少于800。
专业负责人签章：
年月日
发题时间：年月日
3、进行技术方面和经济方面的工艺分析。
4、确定工序过程安排、排料方案的确定和最佳模具结构的工艺方案。
5、进行冲裁压力、卸料力、材料利用率、模具压力中心、弹性装置的选用与计算、凸凹模刃口工作尺寸及公差的确定，模架的选取及确定。
6、对所选用的压力机冲压力校核和封闭高度校核等有关工艺参数校核。
7、熟练掌握查阅手册图表资料文献。充分利用与本冲压设计有关的各种资料，做到科学合理地熟练运用。
毕业设计任务书冲压模具山东交通学院2012届毕业生毕业论文设计任论文设计任务与内容论文要阐述的主要问题1运用大学期间所学的专业课程知识理论和毕业实习中学到的实践知识正确地解决冲压模具设计中的工艺分析工艺方案论证工艺计算模具结构设计和零件设（设计）
任务书
题目：
专业：
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
完成日期：2012年1月日
论文（设计）任务书
论文（设计）任务与内容（论文要阐述的主要问题）
1、运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决冲压模具设计中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具结构设计和零件设计等问题。
2、提高结构设计的能力。通过所给产品进行该产品模具设计，获得根据所生产制品来设计出经济高效、省力合理且能保证加工质量的模具的能力。
毕业设计(论文)-止动件冲压模具的设计
摘要模具是工业产品生产用的重要工艺设备，模具工业已是工业发展的基础，许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖与模具的生产。
可以预言，随着工业生产的不断发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。
在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。
本文介绍了止动件冲压模具的设计，先介绍了对工件进行工艺分析和模具设计的要点，然后介绍了模具设计的思路，模具的主要结构和主要零件的设计。
最后确定了选用冲孔落料复合模。
本次设计绘图采用AotuCAD，以AotuCAD为计算机辅助制图工具，使用简单，方便快捷，而且有极强的图形处理功能，可以大大缩短绘图的周期，在国内使用的较广泛。
关键词: 模具,落料,冲孔。
ABSTRACTThe mold was the important process unit which the manufactured products production used, the mold industry already is the industrial development foundation, many new product's developments and the development relied on to a great extent with mold's production. May predict that along with industrial production's unceasing development, the mold industry will enhance day by day in national economy's status, and plays more and more vital role in the national economy developing process. In the ramming components' production, the reasonable ramming forming craft, the advanced mold, the highly effective ramming equipment are the essential three essential factors. Ramming processing characteristic: Because the cold stamping processing has the above prominent merit, therefore obtained the widespread application in the volume production, holds the very important status in the modern industry production, is the defense industry and in the consumer industry production the essential processing method. this article introduced the lock ramming mold's design, introduced first carries on the process study and the mold design main point to the work piece, then introduced the mold design mentality, mold's primary structure and the major parts design. Finally had determined selects the punch holes to fall the material superposable die. the this design cartography uses AotuCAD, take AotuCAD as the computer auxiliary charting tool, the use is simple, facilitates quickly, and has the greatly strengthened graphic processing function, may reduce cartography greatly the cycle, in domestic use widespread.key word: The mold, falls the material, the punch holes.目录摘要…………………………………………………前言……………………………………………………………正装复合冲裁模…………………………………………………一、§1.1：零件分析………………………………………………《一》：零件简图………………………………………………《二》：冲压件工艺分析………………………………………《三》：确定最佳工艺方案……………………………………《四》：排样……………………………………………………§1.2：计算冲压力………………………………………………§1.3：确定模具压力中心………………………………………§1.4：计算凸凹模刃口尺寸……………………………………§1.5：落料部分尺寸计算…………………………………………二、成型零部件的结构设计…………………………………………三、模具总体设计及零部件的选取…………………………………四、弹簧的设计计算和压力机的选取………………………………结论…………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………前言一、概述所谓模具，就是在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品的专用工具的统称。
冲压毕业设计论文
冲压毕业设计论文冲压毕业设计论文冲压技术作为一种常见的金属加工方法，广泛应用于各个行业。
随着现代工业的发展，冲压技术在产品制造中扮演着重要的角色。
本文将探讨冲压技术在毕业设计中的应用，以及相关的挑战和解决方案。
首先，冲压技术在毕业设计中的应用非常广泛。
无论是机械工程、汽车工程还是航空航天工程，冲压技术都扮演着重要的角色。
例如，在汽车工程中，冲压技术可以用于制造车身和车门等零部件。
通过冲压工艺，可以将金属板材按照设计要求进行成形，从而满足产品的功能和外观要求。
其次，冲压技术在毕业设计中也面临着一些挑战。
首先是材料选择的问题。
不同的产品对材料的要求不同，需要根据产品的性能要求选择合适的材料。
其次是冲压模具的设计。
冲压模具的设计需要考虑产品的形状、尺寸和工艺要求，同时还需要考虑生产效率和成本等因素。
最后是冲压过程中的变形和缺陷问题。
冲压过程中，材料可能会发生变形、裂纹和皱纹等问题，需要通过合理的工艺参数和模具设计来解决。
针对上述挑战，我们可以提出一些解决方案。
首先是材料选择方面，可以通过实验和模拟分析等方法来确定最适合产品要求的材料。
其次是冲压模具设计方面，可以利用计算机辅助设计和模拟分析等技术来优化模具结构，提高冲压效率和产品质量。
最后是冲压过程中的变形和缺陷问题，可以通过调整工艺参数、优化模具结构和改进冲压工艺等手段来解决。
除了上述的技术问题，冲压毕业设计还需要考虑一些其他因素。
例如，设计师需要考虑产品的可制造性和可维修性。
在设计过程中，需要充分考虑到冲压工艺的限制和生产设备的能力，以确保产品的可制造性。
同时，还需要考虑到产品的可维修性，即产品在使用过程中出现故障时的维修难度和成本。
最后，冲压毕业设计还需要关注环境保护和可持续发展。
随着人们对环境保护意识的提高，冲压工艺也需要不断优化，减少对环境的影响。
例如，可以采用节能设备和环保材料，减少废料产生和能源消耗。
综上所述，冲压技术在毕业设计中具有广泛的应用前景。
毕业设计(论文)--倒装式复合模冲压模具设计[管理资料]
![毕业设计(论文)--倒装式复合模冲压模具设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/5ff8471eaeaad1f347933f1e.png)
毕业设计（论文）--倒装式复合模冲压模具设计摘要冲压模具在实际工业生产中应用广泛在传统的工业生产中工人生产的劳动强度大劳动量大严重影响生产效率的提高随着当今科技的发展工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视而被大量应用到工业生产中来冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中冲压模具可以大大的提高劳动生产效率减轻工人负担具有重要的技术进步意义和经济价值本文采用模具来生产工艺该模具设计的难点主要是如何解决好零件中的孔冲裁确定模具结构如何进行模具的制造及冲裁方案选定等本文结合的特点具体解决了压力机的选择与校核凸模和凹模刃口尺寸计算及结构设计定位方案设计卸料方式的设计主要模具零件的加工工艺标准零件的选用模具的装配等一系列的设计工作这些设计可为类似的零件模具设计提供现实的指导意义此次模具设计的突出特点是尝试使用复杂的复合模具解决常规冲压工艺模具套数多工艺路线长生产成本高效率低等缺点并为以后此类零件冲压工艺的编制及模具设计提供了可靠的依据本文介绍的模具实例结构简单实用使用方便可靠对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用关键词冲模复合模冲裁力冲裁间隙AbstractThe stamping dies are widely used in the actual industrial production Traditional industrial production the labor intensity of workers in theproduction of large amount of labor seriously affecting the efficiency of production With the development of science and technology the use of molds in the industrial production has drawn increasing attention be applied to industrial production Automatic feeding of the stamping dies into the actual production of stamping dies can greatly improve labor productivity reduce workers burden and has important significance of the technological progress and economic valueDesigned flip composite mold mold design process to produce the transition board The difficulty of the mold design is how to resolve the punching of holes in the good parts to determine the mold structure how to conduct the manufacture of molds and blanking program selected In this paper the characteristics of the transition board specifically address the selection and checking of the press the punch and the die edge size calculations and structural design positioning design discharge mode design the main process of the mold parts standard parts selection mold assembly of a series of design work these designs provide practical guidance for similar parts mold design The salient features of the mold design is to try to use complex composite mold to solve the mold of copy number of the conventional stamping process the length of routes high production costs and low efficiency and after preparation of such parts stamping process and die design a reliable basisThis article describes the mold instance structure is simplepractical reliable and easy to use with some reference to mass production of similar workpiecesKey words Composite Modulus Blanking force Blanking clearance目录摘要IAbstract II第一章绪论I11 概述 112 冲压技术的进步 113 模具的发展与现状 114 模具CADCAECAM技术 115 课题的主要特点及意义 1第2章过渡板的工艺分析 121 工艺分析 122 冲压加工方案的制定 123 排样图设计1第3章模具总体结构设计 131 模具总体结构 132 出料装置 133 模具结构特点 134 模具工作过程 135 模具的使用场合 1第4章模具冲压力的计算 141确定冲压力 142落料力的计算 1第5章模具零件的设计与计算1 51 凸凹模刃口尺寸的计算原则1 com 凸凹模间隙的选择1com 凸凹模刃口尺寸计算 152 凸凹模的设计 1com 凸模的结构和固定形式 1 com 凸模长度的确定 1com 凸模的强度计算 1com 凹模结构形式设计1com 凹模结构尺寸的确定 153凹凸模的设计 1第六章模具零部件的选取 161 模板的设计162 挡料装置的设计 163 卸料装置的设计 164 推件与顶件装置的设计 165 上下模座的设计 166 导柱导套的设计 167 模柄的设计168 凹凸模固定板和垫板的设计169 紧固零件的设计 1610 导料销的设计 1611 卸料弹簧的选用 1612 冲压设备的选用 1613 选择压力机 1第7章压力中心的计算 171 压力中心 1com 计算步骤 1com 计算压力中心 1总结1致谢1参考文献 1绪论11 概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法用以生产各种板料零件具有很多独特的优势其成形件具有自重轻刚度大强度高互换性好成本低生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术在制造业中具有很强的竞争力被广泛应用于汽车能源机械信息航空航天国防工业和日常生活的生产之中[]在吸收了力学数学金属材料学机械科学以及控制计算机技术等方面的知识后已经形成了冲压学科的成形基本理论以冲压产品为龙头以模具为中心结合现代先进技术的应用在产品的巨大市场需求刺激和推动下冲压成形技术在国民经济发展实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用[]-[16]12 冲压技术的进步进几十年来冲压技术有了飞速的发展它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上如旋压成形软模具成形高能率成形等更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1]现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式由于高新技术的参与和介入冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造图1-1生产过程逐步实现机械化自动化并且正在向智能化集成化的方向发展实现自动化冲压作业体现安全高效节材等优点已经是冲压生产的发展方向[]-[16]冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式计算机集成制造系统CIMSComputer Integrated Manufacturing System把产品概念形成设计开发生产销售售后服务全过程通过计算机等技术融为一体将会给冲压制造业带来更好的经济效益使现代冲压技术水平提高到一个新的高度13 模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备是一种高附加值的高技术密集型产品也是高新技术产业的重要领域其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志随着国民经济总量和工业产品技术的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目前我国模具工业的发展步伐日益加快十一五期间产品发展重点主要应表现在 [2]1汽车覆盖件模2精密冲模3大型及精密塑料模4主要模具标准件5其它高技术含量的模具目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三其中冲压模占模具总量的40以上[2]但在整个模具设计制造水平和标准化程度上与德国美国日本等发达国家相比还存在相当大的差距以大型覆盖件冲模为代表我国已能生产部分轿车覆盖件模具轿车覆盖件模具设计和制造难度大质量和精度要求高代表覆盖件模具的水平在设计制造方法手段上已基本达到了国际水平模具结构功能方面也接近国际水平在轿车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和成本方面以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在制造精度使用寿命模具结构和功能上与国外多工位级进模和多功能模具相比存在一定差距[2-3]14 模具CADCAECAM技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键[]20世纪60年代初期国外飞机汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用通过以计算机为主要技术手段以数学模型为中心采用人机互相结合各尽所长的方式把模具的设计分析计算制造检验生产过程连成一个有机整体使模具技术进入到综合应用计算机进行设计制造的新阶段模具的高精度高寿命高效率成为模具技术进步的特征模具CADCAECAM是改造传统模具生产方式的关键技术是一项高科技高效益的系统工程它以计算机软件的形式为企业提供一种有效的辅助工具使工程技术人员借助于计算机对产品性能模具结构成形工艺数控加工及生产管理进行设计和优化[4]模具CADCAECAM技术能显著缩短模具设计与制造周期降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识模具CADCAECAM在近20年中经历了从简单到复杂从试点到普及的过程进入本世纪以来模具CADCAECAM技术发展速度更快应用范围更广在CADCAECAM发展应用方面本世纪初美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG-II现为NX软件平台上开发出基于三维几何模型的CAD软件NX-PDW该软件包括工程初始化工艺预定义毛坯展开毛坯排样废料设条料排样压力计算和模具结构设计等模块具有特征识别与重构全三维结构关联等显著特色已在2003年作为商品化产品投入市场与此同时新加波马来西亚印度及我国台湾香港有关机构和公司也在开发和试用新一代级进模CADCAM系统我国从上世纪90年代开始华中科技大学上海交通大学西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CADCAM系统的研究和开发如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD软件平台上开发出基于特征的CADCAM系HMJC 包括板金零件特征造型基于特征的冲压工艺设计模具结构设计标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程5个模块上海交通大学为瑞士法因托精冲公司开发成功精密冲裁级进模CACCAM系统西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD 系统等近年来国内一些软件公司也竞相加入了级进模CADCAM系统的开发行列如深圳雅明软件制作室开发的系统CmCAD富士康公司开发的用于单冲模与复合模的CAD系统Fox-CAD等[4]展望国内外模具CADCAECAM技术的发展本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中通过与计算机技术的紧密结合人工智能技术并行工程面向装配参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快学科领域交叉之广前所未见今后10年新一代模具CADCAECAM系统必然是当今最好的设计理念最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物其特点将反映在专业化网络化集成化智能化四个方面主要表现在[4]1模具CADCAM的专业化程度不断提高2基于网络的CADCAECAM一体化系统结构初见端倪3模具CADCAECAM的智能化引人注目4与先进制造技术的结合日益紧密15 课题的主要特点及意义该课题主要针对在对冲孔落料工艺分析的基础上提出了该零件采用的冲压方案根据零件的形状尺寸精度要求设计过程中综合考虑采用直对排法排样保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时提高了材料的利用率和劳动生产率本课题涉及的知识面广综合性较强在巩固大学所学知识的同时对于提高设计者的创新能力协调能力开阔设计思路等方面为作者提供了一个良好的平台工艺分析图1-1 过渡板技术要求该零件为是企业产品中的一个主要零件如图2-1所示其作用是用来连接支座底板和埋板的该零件生产属于批量生产零件22 冲压方案的制定[5]可知尺寸精度应选IT12-IT13两孔中心距公差为012mm孔中心与边缘距离尺寸公差为05mm冲裁件的角度误差为表面粗糙度为Ra63该零件需要控制的尺寸有分别为公差等级IT11IT12级其余尺寸均为未注公差可以按IT12级取公差该零件材料为料厚为mm因而从尺寸精度和材料方面分析比较适合用冲压加工2 排样图设计排样图是设计的关键它具体反映了零件在整个冲压成形过程中毛坯外形在条料上的截取方式及与相邻毛坯的关系而且对材料的利用率冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响[14]零件排样的搭边值要求及零件的外形结构特性考虑到材料利用率的提高加工排样图如图1-2所示工件宽度查表-19[5]取搭边值 a 1mm冲切外形时工件间的搭边连接最小宽度取18mm故应针对零件和零件展开后的工艺特点并综合考虑工艺分析各个因素后设计合理的排样图及具体工位安排故条料宽度 4992m取b 50mm冲压进距计算材料的利用率一个进距内的冲裁面积2632125其中包括个进距内冲出的小孔面积-- 2062mm故一个距的材料利用率为2-1第3章模具总体结构设计模具总体结构如图3-1所示该模具采用后侧导柱模架冲圆孔凸模19冲孔凸模18导销凸模固定板采用压入式装配用圆柱销在上模座上定位与垫板一起固定在上模座上凹模1采用整体加工而成条料送进步距由控制弹性卸料板完成冲孔切断废料由凹模下面的漏料孔a 主视图b俯视图1-下模座2-导柱 3-凹凸模固定板 4-弹簧 5-卸料螺钉6-卸料板7-卸料板 8- 9-紧固螺钉 10-螺钉 11-模柄12-打料杆 13-推板 14-推杆 15-垫板 16-圆柱销 17-凹模18-冲小孔凸模19-冲孔凸模20- 21-凹凸模22-挡料销23-导料销图3-1 模具结构示意图32 出料装置采用弹性卸料板7卸料弹性卸料板由弹簧6产生的弹性实现卸料并穿过卸料螺钉3杆部安装在凸模固定板与卸料板之间导正销与导正孔之间存在一定的间隙一般可以避免导正销卡在导正孔内若为了防止导正销卡在导正孔内可以采用在局部设计卸料块与弹簧靠弹簧产生的弹性实现卸料冲孔切边废料和切断废料由凹模下方的漏料孔逐步排出制件由模具终端沿斜面自动落下3模具结构特点[14]2冲裁时卸料板7先压住条料完成零件冲裁后压力机滑块上行打料杆12与压力机横杆相撞通过推板13推杆15与推件块20将零件从凹模17型腔中推出[14]34 模具工作过程35 模具的使用场合根据模具的工作过程可知倒装式冲孔落料复合模的冲孔废料可以从压力机的工作台孔中漏出同时工件靠由打料杆12推板13推杆14与推件块20组成的刚性推荐装置从上模推出故操作简便安全尤其适用于有自动接件装置的压力机能保证较高的生产率因此应优先应用但倒装式复合模中冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内需由刚性或弹性弹性元件安装在凹模容腔中推件装置推出刚性推件装置推件可靠可以将工件稳当的推出凹模但在冲裁时刚性推件装置对工件不起压平作用故工件平整度及尺寸精度比弹性推件装置时由于弹性元件受安放空间的限制卸料力受到一定的限制对厚料的卸料易产生推料力不足等问题因此对厚料的卸料多用刚性推件装置而倒装式冲孔落料复合模也主要适用于工件较厚或平整度要求不高的零件加工[14]第4章模具冲压力的计算41确定冲压力冲裁件尺寸如图4-1图4-1 冲裁件尺寸冲压力是冲裁力卸料力推件力和顶件力的总称[11]在冲裁过程中冲裁力是随凸模进入材料的深度凸模行程而变化的冲裁力是选择设备吨位和设计检测模具强度的一个重要依据由于冲裁加工的复杂性和变形过程的瞬时性使得建立理论计算相当的困难用常用的计算公式计算用平口模具冲裁时冲裁作为纯剪切进行计算其冲裁力F为的数值查表可得并且可按剪切力 08计算为材料的抗拉强度即[5]实际选择设备时为了安全起见常取13左右的安全系数故4-1 式中 P冲裁力L冲裁件轮廓周长t材料厚度材料抗剪强度选择压力设备时其公称压力大于或等于计算出来的值42落料力的计算对于08钢其抗拉强度为[7]L为工件的轮廓长度L 151mm1落料力2冲孔力冲小孔冲大孔3 落料时的卸料力4-2 查表4-24 [5]对于08钢 t 20mm取因此4 冲孔时的推件力4-3 查图4-41 [5]凹模刃口形式刃口直壁部分h 6mm则选择冲床时的总压力为第5章模具零件的设计与计算1 凸凹模刃口尺寸的计算[12]故冲裁模刃口尺寸是指凸模与凹模的直径对圆形件而言尺寸并按人体原则标注确定凹凸模刃口及其公差必须遵循以下原则[9]落料时落料件的外径尺寸等于凹模的内径尺寸冲孔时冲孔件的内径尺寸等于凸模的外径尺寸所以落料模应以凹模为设计基准然后按间隙值确定凸模尺寸冲孔模应以凸模为设计基准然后按间隙值确定凹模尺寸凸凹模应考虑磨损规律凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减少凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸变大为了提高磨具使用寿命保证冲裁件的尺寸精度要求设计落料模时制造模具时凹模刃口的基本尺寸应趋于工件的最小极限尺寸设计冲孔凸模时其刃口基本尺寸应趋于工件孔的最大极限尺寸凸凹模之间应保证合理的间隙值对于落料件凹模是设计基准间隙应由减小凸模尺寸来取得对于冲孔件凸模是设计基准间隙应有增大凹模尺寸来取得由于间隙在磨具磨损后会增大所以在设计凸凹模时均取最小合理间隙Zmin这样可以保证模具具有一定的使用寿命凹凸模刃口尺寸的设计要考虑模具制造的特点com 凸凹模间隙的选择凸凹模间隙值的大小对冲压制件质量模具寿命冲压力的影响很大是冲压工艺与模具设计中的一个极其重要的工艺参数根据零件材料及料厚查表-6 确定冲裁刃口始用双面间隙值Zmin 0 mm Z 0 mm[13]另外设计中考虑在合模时使毛坯完全压靠以保证的质量和尺寸精度12 凸凹模刃口尺寸计算磨具刃口尺寸及公差的计算与加工方法有关基本上可以分为两类一种是分开加工另一种是配合加工由于配合加工精度较低故生产中一般都采用分开加工[]分开加工就是分别规定凸模和凹模的尺寸和公差分别进行制造用凸模和凹模的尺寸及制造公差来保证间隙要求这种加工方法必须把模具的制造公差控制在间隙的变动的范围之内使模具制造难度加大主要用于冲裁件形状简单间隙较大精度较低的模具用分开加工的凹凸模具有互换性制造周期短便于成批制造[]采用分开加工必须满足下列条件[]最小冲裁间隙分别为凹凸模的制造公差凸模公差取下偏差凹模取上偏差一般可按零件公差的来选取冲压制件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度合理间隙的数值也必须靠模具的刃口尺寸来保证因此正确确定模具刃口尺寸极其公差是设计冲模的主要任务之一配合加工就是用凸模与凹模相互单配的方法来保证合理间隙加工后凸模和凹模必须对号入座不能互换一般情况下落料件以凹模为基准冲孔件以凸模为基准[5]内分开加工凹凸模刃口尺寸计算根据尺寸计算的原则冲裁件凹凸模工作部分尺寸确定如下[8]对于落料件5-25-3对于冲孔件5-4式中分别是落料凹凸模的基本尺寸分别是冲孔凹凸模的基本尺寸落料件的最大极限尺寸冲孔件的最小极限尺寸冲裁件公差分别是凹凸模制造公差磨损系数图5-1 冲裁件尺寸精度对冲小孔采用凹凸模分开加工的方法凹凸模的部分计算如下查冷冲压表4-15[5]可知凸模公差凹模公差校核00360-0246 0114mm 5-500200020 0040mm 5-6满足的条件查冷冲压P62 表4-15 可知磨损系数 05 公差 016对于冲孔件对于冲孔也采用凹凸模分开加工的方法凹凸模的部分计算如下查冷冲压表4-15 [5]可知凸模公差凹模公差校核00360-0246 0114mm00200025 0045mm满足的条件查冷冲压P62 表4-15 可知磨损系数 05 公差 024对于冲孔件对于外轮廓的落料由于形状比较复杂采用配合加工的方法其凹凸模刃口部分的计算如下以凹模为基准件凹模磨损后刃口部分尺寸都增大因此都属于A类尺寸零件图中未标注公差的尺寸按自由尺寸查冷冲压表4-16[5] 得磨损系数当为非圆形时时当为圆形时时时所以零件 R10mm处凹模尺寸查表3-15[5]得5-7零件35mm处凹模尺寸公差52 凸凹模的设计21 凸模的结构和固定形式由于冲件的形状和尺寸的不同冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦有所不同所以在实际生产中使用的凸模结构形式也就有很多种形式一般冲裁凸模的形状是由产品的形状决定的它可以采用直身结构也可采用加强型结构主要的固定方式有台肩固定铆接螺钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定等[9] 本设计中采用用圆形和两种形式的凸模材料选用T10A钢淬火硬度HRC56-60 必要时表面可进行渗氮处理圆凸模可采用高精度外圆磨床加工异形凸模可以采用慢走丝线切割加工或成形磨削加工成形磨削是模具零件成形表面精加工的一种方法可以获得高尺寸精度高表面加工质量[7][19]图5-2 凸模凸模固定方式如所示凸模以过渡配合K6固紧在凸模固定板上顶端形成台肩以便固定并保证在工作时不被拉出安全可靠22 凸模长度的确定凸模工作部分的长度应根据模具的结构来确定一般不宜过长否则往往因纵向弯曲而使凸模工作时失稳致使模具间隙出现不均匀从而使冲件的质量及精度有所下降严重时甚至会使凸模折断根据模具设计结构形式凸模的长度[6]-8式中凸模的长度mm凸模固定板的厚度mm它取决于冲件的厚度t一般在冲制t 15mm的板料时取15～20mm当t 15～25mm时取20～25mm卸料板的厚度mm导料板的厚度mm附加长度mm主要考虑凸模进入凹模的深度对于冲裁凸模取1mm对于压弯凸模根据零件弯曲高度取52mm以及模具闭合状态下卸料板的到凸模固定板间的安全距离取20mm[5]来确定凹模厚度 5-9式中S垂直于送料方向的凹模刃口间最大距离K系数查P93 表4-34 可知k 035--050 取k 05S 80mm所以 H 0580 40mm又因为凸模固定板的厚度一般是凹模厚度的确定卸料版的厚度卸料版一般分为刚性卸料版和弹性卸料版两种形式弹性卸料版常用于冲裁较薄板料它具有压料作用所以得到的冲裁件比较平整广泛应用于复合模中采用弹性卸料版结构有敞开的工作空间操作方便生产率高在冲压过程中弹性卸料版先接触毛坯有预压作用冲压后也可使冲压件平稳卸料但由于受弹簧橡胶零件的限制其结构复杂卸料力较小并且可靠性与安全性不如刚性卸料版常用于较薄板材的卸料弹性卸料版与凸模的单边间隙一般取01--02t对于中小型卸料弹性卸料板的厚度取5mm--10mm取 10mm将各数据代入式4-8[]中得冲裁凸模长度 [8]图5-3 凸模尺寸精度要求com 凸模的强度计算冲裁时凸模因承受了全部的压力所以它承受了相当大的压应力而在卸料时又承受有拉应力因此在一次冲裁的过程中其应力为拉伸和压缩交变反复作用在一般情况下凸模的强度是足够的因此没有必要作强度的校核[9]但针对本零件特点其中有的凸模断面尺寸很小因此必须对相应凸模的强度包括凸模的最小断面危险断面的承压能力进行校核凸模的校核[5]校核5-10式中凸模最小截面的压应力凸模纵向所承受的压力它包括冲裁力和推件力凸模最小截面积。
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1 绪论1.1 概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法用以生产各种板料零件具有很多独特的优势其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术在制造业中具有很强的竞争力被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后已经形成了冲压学科的成形基本理论以冲压产品为龙头以模具为中心结合现代先进技术的应用在产品的巨大市场需求刺激和推动下冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用1.2 冲压技术的进步进几十年来冲压技术有了飞速的发展它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1]现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式由于高新技术的参与和介入冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图1-1）生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展实现自动化冲压作业体现安全、高效、节材等优点已经是冲压生产的发展方向图1-1 冲压作业方式的进化冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式-计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体将会给冲压制造业带来更好的经济效益使现代冲压技术水平提高到一个新的高度1.3 模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备是一种高附加值的高技术密集型产品也是高新技术产业的重要领域其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志随着国民经济总量和工业产品技术的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目前我国模具工业的发展步伐日益加快"十一五期间"产品发展重点主要应表现在 [2]：（1）汽车覆盖件模；（2）精密冲模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具标准件；（5）其它高技术含量的模具目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三其中冲压模占模具总量的40%以上[2]但在整个模具设计制造水平和标准化程度上与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距以大型覆盖件冲模为代表我国已能生产部分轿车覆盖件模具轿车覆盖件模具设计和制造难度大质量和精度要求高代表覆盖件模具的水平在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平模具结构功能方面也接近国际水平在轿车模具国产化进程中前进了一大步但在制造质量、精度、制造周期和成本方面以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在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上与国外多工位级进模和多功能模具相比存在一定差距[2-3]1.4 模具CADCAECAM技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键20世纪60年代初期国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用通过以计算机为主要技术手段以数学模型为中心采用人机互相结合、各尽所长的方式把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征模具CADCAECAM是改造传统模具生产方式的关键技术是一项高科技、高效益的系统工程它以计算机软件的形式为企业提供一种有效的辅助工具使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化[4]模具CADCAECAM技术能显著缩短模具设计与制造周期降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识模具CADCAECAM在近20年中经历了从简单到复杂从试点到普及的过程进入本世纪以来模具CADCAECAM技术发展速度更快应用范围更广在级进模CADCAECAM发展应用方面本世纪初美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG-II（现为NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CADCAM软件NX-PDW该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色已在2003年作为商品化产品投入市场与此同时新加波、马来西亚、印度及我国台湾、香港有关机构和公司也在开发和试用新一代级进模CADCAM系统我国从上世纪90年代开始华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CADCAM 系统的研究和开发如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD软件平台上开发出基于特征的级进模CADCAM系统HMJC包括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程5个模块上海交通大学为瑞士法因托（Finetool）精冲公司开发成功精密冲裁级进模CACCAM系统西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等近年来国内一些软件公司也竞相加入了级进模CADCAM系统的开发行列如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统CmCAD、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的CAD系统Fox-CAD等[4]展望国内外模具CADCAECAM技术的发展本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中通过与计算机技术的紧密结合人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快学科领域交叉之广前所未见今后10年新一代模具CADCAECAM系统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物其特点将反映在专业化、网络化、集成化、智能化四个方面主要表现在[4]：（1）模具CADCAM的专业化程度不断提高；（2）基于网络的CADCAECAM一体化系统结构初见端倪；（3）模具CADCAECAM的智能化引人注目；（4）与先进制造技术的结合日益紧密1.5 课题的主要特点及意义该课题主要针对电器开关过电片零件在对过电片冲孔、落料和压弯等成形工艺分析的基础上提出了该零件采用多工位级进模的冲压方案；根据零件的形状、尺寸精度要求设计过程中综合考虑采用"双列直对排法"排样成形侧刃定位保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时提高了材料的利用率和劳动生产率本课题涉及的知识面广综合性较强在巩固大学所学知识的同时对于提高设计者的创新能力、协调能力开阔设计思路等方面为作者提供了一个良好的平台2 冲压工艺方案的制定图2-1 零件图材料：H68普通黄铜料厚：0.5mm该零件为某电器开关过电片是一家电器生产企业产品中的一个主要零件如图2-1所示其作用是通过开关扳手的运动由过电片让电流通或断该零件生产属于大批量生产零件结构紧凑冲裁壁厚很小（最小处为0.75mm）成形过程相互干涉在复合模中难于实现；若用简单的落料、冲孔、弯曲模等单工序模也可达到冲压要求这样模具虽然简单了但是冲压所用的设备和人员较多冲压工序中的定位也较麻烦加上零件较小装料时易产生不安全的现象而且工序较多效率较低故不被推广为减少零件在生产中的多次定位对其精度和生产率的影响一要产品批量较大对零件的一致性要求较高二是具有H68良好的弯曲和冲裁性能经过反复比较适宜采用较为复杂的多工位级进模制造2.1 工艺分析本电器开关过电片从总体上看是一个带双孔的""形弯曲件该零件需要控制的尺寸有分别为公差等级IT11IT12级其余尺寸均为未注公差可以按IT12级取公差该零件材料为H68普通黄铜料厚为0.5mm因而从尺寸精度和材料方图2-2 零件展开图面分析比较适合用冲压加工经计算得零件毛坯展开尺寸如图2-2所示最长处为22.86mm最宽处为6.8mm属于小型冲压件由于""形弯曲件两直边折弯方向相反故弯曲模必须有两个方向的弯曲动作现改为""形弯曲件它是""形件的成对弯曲然后再切断为二个""形件这样使两边的弯曲力相互平衡同时也减少了弯曲时的毛坯移动2.2 排样图设计排样图是多工位级进模设计的关键它具体反映了零件在整个冲压成形过程中毛坯外形在条料上的截取方式及与相邻毛坯的关系而且对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响[5]该过电片零件形状一头大一头小若采用单列排样则材料的利用率较低故采用双列排样；又为了减少制件在冲压时的移动和抵消弯曲力综合考虑采用"双列直对排法"由于制件较小采用"双列直对排法"排样的模具体积也不会很大同时按"双列直对排法"排样为"一模四件"生产大大提高了生产效率因此这样的排样比较科学合理查文献[6]表2-13取搭边值a=1.2mm冲切外形时工件间的搭边连接最小宽度取1.8mm故应针对零件和零件展开后的工艺特点并综合考虑工艺分析各个因素后设计合理的排样图及具体工位安排故：条料宽度 b=22.86mm×2 + 1.2mm×2 + 1.8mm =49.92mm 取b=50mm；冲压进距 =0.025 mmZmax=0.045 mm至于压弯时凸模与凹模之间的间隙按材料的性能、厚度以及弯曲件的高度和宽度（弯曲线的长度）取单边间隙C=（1.0～1.1）t这里取C=0.5 mm另外设计中考虑在合模时使毛坯完全压靠以保证弯曲件的质量和尺寸精度4.1.2 凸、凹模刃口尺寸计算冲压制件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度合理间隙的数值也必须靠模具的刃口尺寸来保证因此正确确定模具刃口尺寸极其公差是设计冲模的主要任务之一（1）切边凸、凹模刃口尺寸计算由于该零件切边形状比较复杂且为薄材料为了保证凸、凹模之间的间隙值拟采用凸、凹模配合加工的方法先做凸模然后配做凹模具体可采用成形磨削加工刃口图4-1 零件切边尺寸根据零件切边形状如图4-1所示其中未标注公差的尺寸按IT12级取公差凸模磨损后尺寸变小的记为A类有A1=A2=A3=A4=A5=尺寸变大的记为B类有B1=B2=B3=①对于A类尺寸：查文献[6]表2-11得：磨损系数x1=0.75x2=1x3=0.75x4=1x5=1A类尺寸按式(4-1)计算：（4-1）式中-凸模制造公差图4-2 切边凸模尺寸②对于B类尺寸：查文献[6]表2-11得：x1=1x2=1x3=1B类尺寸按式(4-2)计算：（4-2）该零件切边凹模刃口各部分尺寸按上述切边凸模的相应部分尺寸配制保证双面间隙值Zmin～Zmax=0.025～0.045mm切边凸模尺寸标注如图4-2所示（2）冲圆孔凸、凹模刃口尺寸计算图4-4 冲圆孔凸模尺寸圆孔形状简单为制造方便凸、凹模拟采用分开加工图4-3 圆孔尺寸圆孔尺寸如图4-3未注公差按IT12级处理有按一般要求：模具精度较工件精度高2～3级查文献[6]表2-10得这样将不满足分开加工条件：考虑到圆孔容易加工可以适当的提高凸、凹模制造精度按:取这样就满足分开加工条件：先确定凸模刃口尺寸查文献[6]表2-11得：x=0.75按（4-3）式计算：(4-3)则：凹模刃口尺寸按（4-4）式计算：（4-4）则：冲圆孔凸模尺寸标注如图4-4所示（3）冲腰形孔凸、凹模刃口尺寸计算腰形孔尺寸如图4-5未注公差按IT12级处理有孔心距图4-5 腰形孔尺寸腰形孔和圆孔同样比较容易加工按上述冲圆孔凸、凹模刃口计算方法适当提高模具制造精度以满足分开加工的条件取①确定凸模刃口尺寸查文献[6]表2-11得：x=1根据（4-3）式有：冲腰形孔凸模尺寸标注如图4-6所示图4-6 冲腰形孔凸模尺寸由式（4-4）得凹模刃口尺寸为：②孔心距（4-5）式中、-凸、凹模孔心距的标称尺寸（mm）； -工件孔心距的标称尺寸（mm）；-工件孔心距的公差（mm）则：图4-7 切断搭边尺寸（4）切断凸模刃口尺寸计算零件切断搭边废料形状尺寸如图4-7所示其中未标注公差的尺寸按IT12级取公差按上述切边凸、凹模刃口尺寸计算方法凸、凹模采用配合加工先加工凸模然后配做凹模同样凸模磨损后尺寸变小的记为A类有A1=A2=A3=A4=；尺寸变大的记为B类有B1=①对于A类尺寸：查文献[6]表2-11得：x1=0.75x2=1x3=1x4=1由式（4-1）得：图4-8 切断凸模尺寸②对于B类尺寸：查文献[6]表2-11得：x=1由式（4-2）得：该零件搭边废料切断凹模刃口各部分尺寸按上述切断凸模的相应部分尺寸配制保证双面间隙值Zmin～Zmax=0.025～0.045mm切断凸模尺寸标注如图4-8所示（5）压弯凸、凹模刃口尺寸计算图4-9 压弯型槽相对位置压弯型槽相对位置关系如图4-9所示相对宽度尺寸标注在内侧故应以凸台（相当于凸模）为基准先计算凸台尺寸考虑到模具磨损和弯曲件的回弹凸台尺寸按（4-6）计算：（4-6）式中-弯曲件基本尺寸(mm)；-弯曲件制造公差(mm)；-凸台制造公差按IT8级选取则：两个压弯凸模刃边相对位置尺寸（相当于凹模）按凸台尺寸控制保证单边间隙C即：（4-7）故：4.2 凸、凹模的设计4.2.1 凸模的结构和固定形式由于冲件的形状和尺寸的不同冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦有所不同所以在实际生产中使用的凸模结构形式也就有很多种形式一般冲裁凸模的形状是由产品的形状决定的它可以采用直身结构也可采用加强型结构主要的固定方式有：台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定等[9]图4-10 凸模固定方式本设计中采用用圆形和方形两种形式的凸模材料选用T10A钢淬火硬度HRC56-60 必要时表面可进行渗氮处理圆凸模可采用高精度外圆磨床加工异形凸模可以采用慢走丝线切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一种方法可以获得高尺寸精度、高表面加工质量[7]凸模固定方式如图4-10所示：凸模以过渡配合（K6）固紧在凸模固定板上顶端形成台肩以便固定并保证在工作时不被拉出安全可靠4.2.2 凸模长度的确定凸模工作部分的长度应根据模具的结构来确定一般不宜过长否则往往因纵向弯曲而使凸模工作时失稳致使模具间隙出现不均匀从而使冲件的质量及精度有所下降严重时甚至会使凸模折断根据模具设计结构形式凸模的长度为（4-8）式中-凸模的长度（mm）；-凸模固定板的厚度（mm）它取决于冲件的厚度t一般在冲制t<1.5mm的板料时取15～20mm；当t=1.5～2.5mm时取20～25mm；这里取；-卸料板的厚度（mm）取；-导料板的厚度（mm）取；-附加长度（mm）主要考虑凸模进入凹模的深度（对于冲裁凸模取1mm对于压弯凸模根据零件弯曲高度取5.2mm）以及模具闭合状态下卸料板的到凸模固定板间的安全距离（取20mm）将各数据代入式（4-8）中得：冲裁凸模长度压弯凸模长度4.2.3 凸模的强度计算冲裁时凸模因承受了全部的压力所以它承受了相当大的压应力而在卸料时又承受有拉应力因此在一次冲裁的过程中其应力为拉伸和压缩交变反复作用在一般情况下凸模的强度是足够的因此没有必要作强度的校核[9]但针对本过电片零件特点其中有的凸模断面尺寸很小因此必须对相应凸模的强度-包括凸模的最小断面（危险断面）的承压能力和抗弯能力进行校核（1）凸模承受能力的校核对凸模最小断面上的承受能力进行计算时必须使冲裁力小于或等于危险断面所允许的最大压应力由[9]表2-9查得对于材料为黄铜的冲件最小的允许凸模相对直径（）为0.61～0.85而该模具中凸模刃口最小壁厚1.2mm故凸模承受能力满足要求（2）失稳弯曲应力的校核凸模在中心轴向压力的作用下保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向方式有关由卸料板导向凸模最大允许长度按式（4-9）计算：（4-9）式中-凸模最大允许长度（mm）；-凸模材料弹性模量对于钢材可取；-凸模或冲孔直径（mm）；-冲件材料厚度（mm）；-冲件材料抗剪强度（）这里对于H68普通黄铜现今对最小凸模直径进行校核计算将各数据代入式（4-9）中得：所以大于凸模长度故满足要求显然其它凸模也满足弯曲校核要求4.2.4 凹模结构形式设计图4-11 压弯凹模镶块图4-12 凹模刃壁形式凹模在设计中采用整体加工而成为了便于设计、制造、维修压弯凹模两件采用镶拼结构嵌入冲裁凹模孔内并用螺丝固定凸、凹之间的间隙为一个料厚压弯凸模头部设计为圆弧角（R=1）以避免压弯时擦伤产品在直角弯曲的压弯凹模靠近折弯线处设计一条校正筋如图4-11所示使压弯时在产品根部产生塑性变形减小回弹保证弯曲角凹模材料与凸模相同选用T10A钢淬火硬度HRC58-62如图4-12所示为冲裁凹模刃壁形式适用于薄料冲裁模[10]一般可以使用电火花穿孔加工凹模[7]4.2.5 凹模结构尺寸的确定凹模设计应考虑的事项是关于凹模强度、制造方法及其加工精度等特别是凹模孔的尺寸在实用上是和制件尺寸一起来考虑的它关系到制件质量的好坏因此对其加工表面质量亦必须予以充分的考虑凹模的厚度和外形尺寸对于其承受的冲裁力必须具有不引起破损和变形的足够强度冲裁时凹模承受冲裁力和水平方向的作用由于凹模的结构形式不一受力状态又比较复杂特别是对于复杂形状的冲件其凹模的强度计算就相当的复杂因而在目前一般的生产实际情况下通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略的估算及经验修正的[9]结构尺寸计算如下：（1）凹模壁厚凹模壁厚b按文献[10]表14-5选择从排样图2-3知冲件料宽50 mm（>40-50 mm）料厚0.5 mm（≤0.8 mm）由文献[10]表14-5取b=30mm（2）凹模厚度：凹模厚度h根据冲裁力F按文献[10]图14-15选择先算冲裁力：（4-10）式中L- 冲裁件周边长度（mm）；t- 材料厚度（mm）t=0.5mm；t- 材料抗剪强度（MPa）τ=240MPa；K- 系数考虑到模具刃口的磨损模具间隙的波动材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素一般取K=1.3算得整个冲压工序中冲裁周边长度L=388mm代入式（4-10）得：F=1.3×388×240×0.5≈60KN由文献[10]图14-15中取凹模厚度h=20mm（3）凹模外形尺寸根据排样图2-3所注尺寸和上述凹模厚度h与壁厚b可以得出：凹模长L=124 mm；凹模宽B=110 mm；故初步有了凹模外形尺寸L×B×=8.5工作极限负荷下变形量hj=17.3mm展开长度L=396mm[规格标记为：弹簧2×12×40]（3）弹簧预压量由Fj=188N=6.5工作极限负荷下变形量hj=18.2mm展开长度L=481mm[规格标记为：弹簧3×18×45]计算弹簧预压量：故弹簧总压缩量为：；（3）将计算数据分别代入式（6-1a）和（6-1b）即可求得压力中心坐标（x0y0）（6-1a）（6-1b）6.2 计算压力中心根据排样图设计及各工位在模具上的相对位置建立直角坐标系如图6-1所示：图6-1 压力中心计算图由对称性可知各工序冲压力的合力作用点落在x轴上即坐标将所计算的各工位上的冲压力及图6-1中所标注的x坐标值代入式（6-1）中得：坐标故在此坐标系中模具压力中心坐标为（70）所以该模具压力中心（机床滑块中心）与模具中心左右偏移10.5mm(可供模具安装时参考)7 总结设计是源头设计虽然只占模具成本的10%左右却决定了整个模具成本的70%～80%所以作者在设计时详尽地考虑了模具结构考虑提高生产率如何方便维修但是又不能完全依赖于设计在实际生产中要具体问题具体分析根据实际状况进行模具调整也是必需的在生产中模具的维修、保养也是很重要的在模具维修时应该多注意细节找出根本原因针对其维修在拆装模具时要认真仔细以防损伤模具定期的维护、保养也可以大大提高模具寿命从整个设计过程来看该电器开关过电片采用多工位级进模模具结构设计合理加工简单操作方便通过连续冲裁、弯曲等几道工序一次成形工作效高零件成形质量好大大提高了生产率降低了生产成本满足了生产需求而且该设计思路可扩展推广到其它类似零件的产品模具设计中当然由于作者知识水平有限对实践的缺乏当中不乏有不足之处还有待在以后的工作实践当中不断地完善和创新！致谢本次设计是在指导老师×××博士的悉心指导下完成的其间得到了×××老师的指导导师敏锐的学术思想严谨的治学态度认真的工作作风使学生受益非浅值此成文之际特向老师致以忠心的感谢和诚挚的敬意作者在设计过程当中得到同窗好友×××、×××、×××、×××、×××的支持以及在AutoCAD2004软件应用、参考资料提供等方面的具体性指导和帮助在此作者向他们表示深深的谢意非常感谢他们同我一起学习和生活在美丽的昌航留下我们真挚的友谊特别感谢我的父母是他们对我的支持和无私的奉献使得我能够顺利完成学业最后谨以此文献给所有关心和帮助过我的人们！作者：××××××年×××月于×××参考文献[1] 李硕本等编著.冲压工艺理论与新技术[M].北京：机械工业出版社2002.11[2] 中国模具工业协会.模具行业"十一五"规划[J].模具工业2005（7）：3-8[3] 李大鑫张秀锦.模具技术现状与发展趋势综述[J].模具制造2005 （2）：1-4[4] 李德群肖祥芷.模具CADCAECAM的发展概况及趋势[J].模具工业2005（7）：9-12[5] 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