1、不锈钢传动座冲压工艺分析及模具设计摘要：本设计主要介绍冷冲压模具级进模模具的有关设计，级进模设计主要步骤有： 分析工件的工艺性、确定工艺方案、 （工序性质与数量的确定、工序顺序的确定、工序组合方式的确定） 、确定模具总体结构方案（模具类型、操作与定位方式、卸料与出料方式、模架类型及精度） 、进行有关工艺与设计计算（排样设计与计算、计算冲压力与压力中心、计算凸、凹模刀刃尺寸及公差） 、设计、选用模具零部件，绘制模具总装草图（确定凹凸模具结构形式计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸、选择定位零件、设计选用卸料与出件零件、选择模架，并确定其他模具零件的结构尺寸或标准规格、绘制模具 总装草图校核压力机） 、
2、绘制模具总装图和零件图（模具总装图的绘制、模具零件图的绘制）确定模具零件加工工艺过程、确定模具装配工艺过程、编写有关技术文件。 关键词：级进模 工艺方案 压力中心 The analysis of stamping technology and die design of steel transmissionAbstract: This design mainly introduces the design of cold stamping progressive die,progressive die design main steps: analysis process, determine
3、 the process,the workpiece (process to determine the nature and quantity determination,sequence determination, process combination mode), determine the mold overall structure scheme (die type, operation and positioning method,discharge and the frame type and feeding method, accuracy), related techno
4、logy and design (design and calculation, layout and calculate the stamping force and center of pressure, convex, concave die blade calculation of dimension and tolerance), design, selection of die parts, drawing die assembly sketch (determine the concavo convex mould structure calculated die contour
5、 size and punch structure size, select the positioning parts, design and selection of discharge and the parts, select the mold, and other mold parts structure size or standard specification, drawing die assembly drawings checking Press), draw up the mold assembly drawing and parts drawing (final ass
6、embly drawing, mold part drawing) determined the mold parts processing process, determined the mold assembly process, and prepare the relevant technical documents.Keywords: progressive die Process plan The center of pressure目 录 1 前言 . 1 1.1 模具发展现状 11.2 模具工业技术结构现状 21.3 模具工业配套材料，标准件结构现状 21.4 模具工业产业组织结
7、构现状 31.5 模具的发展趋势 4 2 模具工艺分析及工艺方案的确定 . 52.1 冲压成形工艺分析 . 52.1.1 明确设计任务，收集相关资料 . 52.2 零件工艺性分析 . 63 冲裁工艺方案的确定 . 7 3.1 零件的工艺分析 . 73.2 模具整体结构的确定 . 74 各工序尺寸和力的设计与计算 94.1 毛坯计算 9 4.2 拉深次数的确定 . 94.3 排样设计 . 104.4 计算冲压力 124.4.1 冲裁力的计算 . 124.4.2 拉深力的计算 . 14I4.4.3 翻孔力的计算 . 154.5 压力机的选型 154.6 模具安装及闭合高度校核 164.7 计算模具
8、压力中心 184.8 计算凸凹模工作部分尺寸并确定其制造公差 184.8.1 拉深刃口尺寸计算 . 184.8.2 冲裁刃口尺寸计算 . 19 5 模具结构设计 215.1 工作零件的结构设计 . 21 5.2 定位零件的设计 245.3 模架设计 . 256 模具经济性分析 26 结论 27 参考文献 29 致谢 30附录 A . 31 I太原工业学院毕业设计01 前言1.1 模具发展现状随着我国模具工业的迅猛发展，模具零件的标准化、专业化和商品化工作，已具有较高的水平，取得了长足的进步。中国模具标准化工作是从“全国模具标准化技术委员会”1983 年成立以后开始的。目前中国已有约 2 万家模
9、具生产单位，模具生产有了很大发展，组织专家对模具标准进行制定、修订和审查，共发布了 90 多项标准，其中冲模标准 22 项、塑料模标准 20 余项。这些标准的发布、实施，推动了模具行业的技术进步和发展，产生了很大的社会效益和经济效益。模标准件的研究、开发和生产正在全面深入展开，无论是产品类型、品种、规格，还是产品的技术性能和质量水平都有明显的提高。近年来，随着我国国民经济的快速发展，模具市场的总趋势是平稳向上的。汽车、摩托车行业是模具的最大市场。因此，模具标准件的应用必将日益广泛。在今后的市场经济中模具标准件必将成为一种十分活跃而又高速发展的产品。从长远发展的角度看，我国模具工业必将伴随着知识
10、经济时代的来临而发生深刻的变革，模具结构的典型化、零部件的标准化、标准化的专业化生产和商品化供应，也是今后发展的必然趋势。因而深信模具标准件行业的发展前景是非常乐观而美好的。但是，必须清醒地看到，目前我国模具的标准化程度和应用水平还比较低，乐观地估计不足 30%，与国外工业发达国家(70-80%)相比，尚有较大的差距。每年尚需从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的 3-8%。国产模具标准件在技术标准、科技开发、产品质量等方面，还存在不少问题。诸如，产品标准混乱，功能元件少且技术含量低，适用性差；技改力度小、设备陈旧、工艺落后、专业化水平低、产品质量不稳定；专业人才缺乏，管理跟
11、不上、生产效率低、交货周期长；生产销售网点分布不均，经营品种规格少，供应不足；某些单位为了争夺市场，不讲质量，以次充好，伪劣商品充斥市场。还有不计成本、盲目降价、扰乱市场的现象，是需要认真研究，丞待解决的。可见从长远发展的角度看，模具标准化及模具标准件方面之艰巨任务和美好前景。正如中国模具工业协会标准件委员会提出的模具标准化工作的指导思想：标准化是基础，专业化是方向，商品化是关键。太原工业学院毕业设计11.2 模具工业技术结构现状 我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP 等技术设计
12、与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用 CAD 技术设计模具方面，仅有约 10%的模具在设计中采用了 CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用 CAE 进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用 CAM 技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近 10 多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM 微机及其兼容机、HP 工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有 5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用 CAPP 技术进行工艺规划方
13、面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的 CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有 25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充
14、分发挥。 缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的 8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980 年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而 80 年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。 1.3 模具工业配套材料，标准件结构现状 太原工业学院毕业设计2近 10 多年来，特别是“八五”以来，
15、国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具加工的专用工具、辅助材料等，并有所推广。但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响，目前推广应用不多。模具加工的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、
16、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力，走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。我国的模具标准件生产，80 年代初才形成小规模生产，模具标准化程度及标准件的使用覆盖面约占 20%，从市场上能配到的也只有约 30 个品种，且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件等刚刚开始供应，模架及零件生产供应渠道不畅，精度和质量也较差。 1.4 模具工业产业组织结构现状 我国的模具工业相对较落后，至今仍不能称其为一个独立的行业。我国目前的模具生产企业可划分为四大类：专业模具厂，专业生产外供模具；产品厂的模具分
17、厂或车间，以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂，其组织模式与专业模具厂相类似，以小而专为主；乡镇模具企业，与专业模具厂相类似。其中以第一类数量最多，模具产量约占总产量的 70%以上。我国的模具行业管理体制分散。目前有 19 个大行业部门制造和使用模具，没有统一管理的部门。仅靠中国模具工业协会统筹规划，集中攻关，跨行业，跨部门管理困难很多。模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造后不能很快收回其投资，甚至负债累累，影响发展。 虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较
18、好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。我国模具价格长期以来同其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社会效益大”的现象。 “干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如干模具带件生产的。干带件生产的不如用模具加工产品的”之类不正常现象存在，极大地挫伤了模具企业（包括模具车间和分厂）职工的积极性。这也是模具行业留不住人才，青年技术太原工业学院毕业设计3人员和青年工人不愿学技术的原因之一。 1.5 模具的发展趋势 1模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 （1）模具软件功能集成化。模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型
19、，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam 公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG 和CATIA 等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 CAD/CAM 系统；北京北航海尔软件有限公司的 CAXA 系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM 系统等。 （2）模具设
20、计、分析及制造的三维化。传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 CAE 分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG 和 CATIA 等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。国内有华中理工大学研制的同类软件 HSC3D4.5F 及郑州工业大学的Z-mold 软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 Cimatron
21、公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。 2.模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 模具检测设备的日益精密、高效、精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达 23m，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的
22、高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。太原工业学院毕业设计42 模具工艺分析及工艺方案的确定2.1 冲压成形工艺分析 如图所示的制件为大批量生产，材料为素 304，材料厚度为 1.5mm。 图 1-1 工件图2.1.1 明确设计任务，收集相关资料 冲压工艺设计应在研究设计任务，分析设计题目，了解原始数据和工作条件，明确设计内容和要求的条件下，收集调查研究并掌握有关设计设计的原始资料的基础上的基础上进行，做到有目的的设计，避免盲目性。工艺设计的原始资料主要包括如下内容： （1）冲压件的产品图及技术要求 零件图如设计任务书中所示的零件图。技术条件太原工业学院毕业设计5应明确合理。由此可对拉深件
23、的结构，尺寸大小，精度要求以及装配关系，实用性能等有全面了解，以便制定工艺方案，选择模具类型和确定模具精度。 （2）生产类型 生产类型是企业生产产业程度的分类，一般分为大量生产、成批生产、 、小批量生产，该零件的生产类型为大批量生产。 （3）生产组织形式 生产类型不相同，零件和产品的组织形式，采用的技术措施和达到的技术经济效果会不同。 （4）工艺装备 大批量的的采用专用夹具，标准附件，标准刀具和万能量具，靠划线和试切法达到精度要求。2.2 零件工艺性分析零件工艺性是指零件在加工过程中的难易程度。良好的工艺性能使得加工时材料消耗少、工序少、模具结构简单、容易制造、寿命长和操作简单。在模具设计时，
24、首先要根据产品样图审核其工艺性，在使用许可的情况下，尽量采用形状简单、对称，有利于提高材料的利用率，有利于排样的设计。（1）材料分析材料名称：素 304。304 不锈钢是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。304 不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。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(2) 结构分析:零件结构为圆筒形，对拉深成形较为有利。(3) 精度分析：零件上有 3 个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差分别
25、属于IT11，IT12，所以普通冲压可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按 IT14 精度等级查补。太原工业学院毕业设计63 冲裁工艺方案的确定3.1 零件的工艺分析根据零件的工艺分析其基本工序有冲工艺切口、拉深、冲底孔、翻边、扩口，落料多道工序。可以采用单工序模或级进模进行生产，前者模具结构简单，但需要多道工序、多套模具才能完成零件的加工生产，而且零件体积较小，夹放比较困难，生产效率比较低下，难以满足零件形状精度以及大批量生产的需要。由于零件结构较简单，为提高生产率，经综合考虑，采用多工位级进模来加工。由于制件两端均有扩口，故需另外设计一个单工序扩口模具。级进模具有以下优点：1）一套级进
26、模可以完成冲裁、弯曲、成形、拉深等多道工序。压力机每次冲程可冲制一个工件或工序件，还可以使用高速压力机，因此具有比复合模更高的劳动生产率。2）使用级进模冲压可以减少设备、模具数量和车间面积，省去了半成品的转运和存储。3）级进模使用卷料或带料，送料、出料等都容易实现自动化。自动化级进模的冲压过程中人体部位不必进入危险区域，操作安全。4）级进模的各工序分散在各个工位，模具强度较高、寿命较长。3.2 模具整体结构的确定工艺分析之后，要确定零件的冲压工艺方案，就要选择冲裁模具的类型及总体结构形式。因此，首先要了解冲裁模具的结构组成与功能。（1）冲裁模的分类按工序性质分：落料模、冲孔模、切断模、切边模等
27、。按工序组合程度分：单工序模、级进模、复合模等。按导向方式分：开式模、导板模、导柱模等。按专业化程度分：通用模、专用模、自动模、组合模、简易模等。2）冲裁模的组成任何一副冲裁模都是由上模和下模两部分组成。上模一般通过模柄固定在压力机的滑块太原工业学院毕业设计7上，并随滑块作上、下往复运动；下模同坐下模座固定在压力机的工作台或垫板上。a.确定模架类型及导向方式级进模具采用对角导柱模架，这种模架的导柱在模具对角位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。导柱导向可以提高模具寿命和工作质量，方便安装调整。扩口模具采用后侧导柱模架。b.定位方式的选择级进模具，该冲件采用的坯料是条料，控制条料的送进
28、方向采用导料板，无侧压装置；采用始用挡料销进行初始定位；采用固定挡料挡料。c.卸料、出件方式的选择因为该工件料厚 1.3mm，尺寸较小，所以卸料力也较小，拟选择弹性卸料、下出件方式。太原工业学院毕业设计84 各工序尺寸和力的设计与计算4.1 毛坯计算拉深件毛坯尺寸确定的正确与否，直接影响拉深变形的生产过程以及生产的经济性。在冲压生产中，材料的费用占成本的 ，可见确定合理的拉深件坯料尺寸至关%806重要。拉深件的坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定。体积不变原则，即对于不变薄拉深，假设变形前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后制件表面积近似相等，得到坯料尺寸；相似
29、原则，即拉深前坯料的形状与制件的断面形状相似，其坯料的周边必须是光滑的曲线连接。对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次拉深，反复修改，才能最终确定坯料形状，因此，拉深件的模具设计一般是先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计落料模。由于金属板料受板平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。根据制件尺寸查得修边余量 mR2.1毛坯直径尺寸 rddhd67.4 56.072.560f2204.2 拉深次数的确定经计算分析确定需要三次拉深， 拉深系数为 m1=0.5
30、5 m2=0.75 m3=0.77,各次拉深高度，直径及圆角如图所示：太原工业学院毕业设计9一次拉深二次拉深三次拉深图 3-1 拉深说明4.3 排样设计在批量生产中，材料费用约占冲压零件成本的 60%以上，因此材料的经济利用具有重太原工业学院毕业设计10要意义。合理的排样可以提高材料的利用率，降低零件成本。衡量排样经济利用具有重要意义。合理的排样可以提高材料的利用率，降低零件成本。衡量排样经济性的指标是材料利用率。一个步距内的材料利用率可用下式计算：(3.1-1) 0=1%10FAB式中： 材料利用率；F一个步距内冲裁件的实际面积, ；2mF0一个步距内所用材料面积，包括冲裁件面积与废料面积
31、, ；2mA步距（相邻两个制件对应点之间的距离）, ；B条料宽度， ；m排样原则：提高材料利用率排样方法应使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。使模具结构简单，寿命高。保证制件质量。对于弯曲件的落料，在排样时还应考虑板料的纤维方向。根据材料利用程度，排样方法分为有废料、少废料、无废料 3 种。根据制件在条料上的布置形式，分为直排、斜排、对排、混合排、多排等形式。(1) 有废料排样法有废料排样留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低。有废料排样法常用语制件形状复杂，尺寸精度要求较高的零件。(2) 少废料排样法少废料排样的材料利用率有所提高。少废料排样法常用于某些尺寸要求不太高的
32、零件。(3) 无废料排样法无废料排样就是无工艺搭边的排样，制件有切断供需获得。这种排样方法，材料利用率最高，用于尺寸要求不高的零件，它对制件形状结构要求严格。采用少、无废料排样时，材料利用率高，模具结构简单，降低了冲裁力。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，冲裁件公差等级较低。同时，因模具单边受力，会加剧模具的磨损，降低模具寿命。太原工业学院毕业设计11分析工件的结构性质，选择有废料直排形式。查冲压工艺与模具设计表 2-7，搭边值取a=1.8mma1=2mm条料宽度 B=44.67+2 2=48.67mm步距 A=44.67+1.8=46.47mm计算求得冲裁件面积 F
33、=1567.19mm2材料利用率：一个步距的材料利用率 =70%10ABF排样图如图所示：图 3-2 排样图Fig.3-2 layout plan工位 1：切口工位 2：一次拉深工位 3：二次拉深工位 4：三次拉深工位 5：冲孔工位 6：翻边整形工位 7：落料4.4 计算冲压力冲压力是选择冲压设备的重要依据，也是设计模具所必须的数据。在冲压过程中，冲压力是冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。太原工业学院毕业设计124.4.1 冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模切入材料的深度而变化的。冲裁力：KLtF冲式中：K 冲裁力系数，查表取 1.3。L冲裁周边总长， mm；t
34、材料厚度，mm；材料抗拉强度，MPa。b卸料力板料经冲裁后，从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力。（3.2-2）冲卸卸 FK式中： 卸料力系数卸查冲压工艺与模具设计表 2-18 取 K =0.05， ，卸 0.9推 0.9K顶推件力板料从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推件力。（3.2-3）冲推推 FnK式中： 推件力系数推n积聚在凹模内的制件或废料数量（ =4） ；h 为直壁刃口部分的高，/ntmm；t 为材料的厚度，mm。切口NKLtF2.57403.1294.5631切 口 870.冲卸切 卸F1=60627.21N太原工业学院毕业设计13冲孔 NKLtF9.1303.7.1冲 孔
35、 65905冲卸冲 卸 n84冲推冲 推47020.19N5F落料NKLtF41.503.16983.落 料 27450冲卸落 卸 n9.8冲推落 推F7=70507.63N4.4.2 拉深力的计算1）首次拉深查表得：抗拉强度 、修正系数 、顶件力系数 。MPab5200.1k08.DK拉深力： NtdKF 78.496523.41.311 拉顶件力： D7896拉顶F2=53643.36N2）二次拉深拉深力： NtdKFb 48.139520.194.312 拉顶件力： D80拉顶F3=44702.8N2）三次拉深拉深力： NtdKFb 71.3520.1854.3112 拉太原工业学院毕业
36、设计14顶件力： NFKD02.68371.3508.拉顶F4=36220.734.4.3 翻孔力的计算（3.2-6）=1.(D-d)tsF翻式中： 材料屈服强度，MPa；st材料厚度，mm。F =1.1 3 =2072.4N614.20冲压工艺总力：F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=60627.21+53643.36+44702.8+36220.73+47020.19+2072.4+70507.63=314.79KN4.5 压力机的选型压力机的类型分为： 1) 中、小型冲压件 选用开式机械压力机。 2) 大、中型冲压件 选用双柱闭式机械压力机。 3) 导板模或要求导套不离开导柱的
37、模具 选用偏心压力机。 4) 大量生产的冲压件 选用调整压力机或多工位自动压力机。 5) 校直、整形和温热挤工序 选用摩擦压力机。 6) 薄板冲裁、精密冲裁 选用刚度高的精密压力机。 7) 大型、形状复杂的拉深件 选用双动或三动压力机。 8) 小批量生产中的大型厚板件的成形工序 多采用液压压力机。 为保证冲裁力足够，一般冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算得冲压力大 30%左右，拉深时压力机的吨位应比计算出的拉深力大 60%100%。拟选用标称压力为 630KN 的压力机。冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。冲压生产中常用的冲压设备种
38、类很多，选用冲压设备时主要因考虑下述因素。太原工业学院毕业设计151 冲压设备的类型和工作形式是否适用于应完成的工序，是否符合安全生产和环保的要求。2 冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需求。3 冲压设备的装模高度、工作台尺寸、行程等是否适合完成工序所用的模具。4 冲压设备的行程次数是否满足生产效率的要求等。模具闭合高度应略小于压力机的连杆调节到最短距离时，由压力机垫板上平面到滑块底平面的距离。Hmax-5mmHHmin+10mm压力机型号为 J23-63,其相关参数为：型号：J23-63公称力 /KN：630公称力行程/mm：8.5滑块行程 /mm：120行程次数 /min ：501最
39、大装模高度 /mm：270装模高度调节量 /mm：80滑块中心至机身距离 /mm：260工作台板尺寸（前后 左右） /mm：480 710工作台板厚度 /mm：90滑块底面尺寸（前后 左右） /mm：280 3204.6 模具安装及闭合高度校核 模具的安装: 模具安装的一般注意事项有：检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被压弯；检查模具的闭合高度与压力机的闭合高度是否合理；检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的打料装置的要求（大型压力机则应检查气垫装置） ；模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污和滑块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和
40、发生意外事故。 模具安装的次序如下： （1）根据冲模具的闭合高度调整压力机滑块的高度，使滑块在下极点时其底平面与太原工业学院毕业设计16工作台面之间的距离大于冲模的闭合高度。 （2）先将滑块升到上极点，冲模放在压力机工作台面规定位置，再将滑块停在下极点，然后调节滑块的高度，使其底平面与上模座上平面接触。带有模柄的冲模，应使模柄进入模柄孔，并通过滑块上的压块和螺钉将模柄固定住: 对于无模柄的大型冲模，一般用螺钉等将上模座紧固在压力机滑块上，并将下模座初步固定在压力机台面上（不拧紧螺钉） 。 将压力机滑块上调 35mm,开动压力机，穿行程 12 次，将滑块停于下极点，固定住下模座。 进行试冲，并逐
41、步调整滑块到所需的高度。如上模有顶杆，则应将压力机上的制动螺钉调整到需要的高度。 闭合高度的校核 压力机的闭合高度可通过调节连杆长度在一定范围内变化。当连杆调至最短（对偏心压力机的行程应调到最小） ，滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最大闭合高度；当连杆调至最长（对偏心压力机的行程应调到最大） ，滑块处于下止点，滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最小闭合高度。 压力机的装模高度是指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。没有垫板的压力机，其装模高度等于压力机的闭合高度。 模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。 模具闭合高度与压力机装模高度
42、的关系。理论上为： Hmin-H1HHmax-H1 （3-5）也可写成：Hmax-M-H1HHmax-H1 （3-6） 式中： H模具闭合高度； Hmin压力机的最小闭合高度； Hmax压力机的最大闭合高度； H1垫板厚度； M连杆调节量； Hmin-H1压力机的最小装模高度； Hmax-H1压力机的最大装模高度； 由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修模后，模具的闭合高度可能要减小。因此一般模具的闭合高度接近于压力机的最大装模高度。所以在实用上为 Hmin-H1+10mmHHmax-H1-5mm （3-7） 代入数据符合装模要求。 根据预压力 F 预和模具结构尺寸，由表选出 D=45，材料直径
43、d=1.0mm，节距 t=10mm h0=90mm H1=62.5mm S 总=2.80 模架选用后侧导柱标准模架， L=400mm。上模座：L/mmB/mmH/mm=40020045 GB2855.5-81 HT200 下模座：L/mmB/mmH/mm=40020055 GB2855.5-81 HT200 太原工业学院毕业设计17由续表 7.30 查得 上模座尺寸：L1=410mm S=465mm A1=210mm A2=273mm R=55mm L2=520mm 基本尺寸为 55mm 下模座尺寸：h=55mm L1=410mm S=465mm A1=210mm A2=273mm R=55m
44、m L2=520mm 基本尺寸为 55mm 导柱：d/mmL/mm=35180 A35h5180 GB286.11-81 导套：d/mmL/mmD/mm=3510550 A35h610550 模架的闭合高度：270390mm 垫板厚度：10mm 凸模固定板厚度：20mm 卸料板厚度：14mm 模具的闭合高度：200mm4.7 计算模具压力中心按比例画出排样零件形状，选定坐标系 xOy，如图所示。将工件按工序分成几个部分基本线段，分别额求出各段长度及各段的重心位置：图 3-3 压力中心计算Fig.3-3 Pressure center calculation 由图可知，压力分布关于 X 轴对称，
45、所以 y0=0.太原工业学院毕业设计1801.26 765432总FFXXFXx最终确定压力中心为（126.01，0）4.8 计算凸凹模工作部分尺寸并确定其制造公差4.8.1 拉深刃口尺寸计算查2表 4.51 得拉深模的单边间隙 mtz 327.01.09.7.1取 mz325.0以凸模为基准，确定凸模尺寸， 与 按 IT9 选取。pddpp 043.036.0min 82154.814. mzd 043.6.00i 821.52. 4.8.2 冲裁刃口尺寸计算查1表 2-19 取模具初始双面间隙 ，mZ015.inZ021.ax因为制件精度为 IT14 级， ； 、 按 IT6 级来选取。.
46、xpd1）切口： xdpp 062.06.0min 98425.674 mZd .0.00i 5198. 校核 ，即 ，不满足间隙公差条件，只minaxdp 1.2.有缩小 、 ，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内。取 Zp 03.15.0.55.0minax md 2i故 ，p03.984d03.942）冲 12 孔直径：太原工业学院毕业设计19mxdpp 043.06.0min 215435.12Zd .0.00i 校核 ，即 ，不满足间隙公差条件，只minaxdp 15.243.有缩小 、 ，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内。取 mZp 03.15.02.55.0minax d
47、 i故 ，p03.21d03.3）落料：尺寸 4mxDdd 03.01.0ma 25435.Zpp 01.01.in2校核 ，即 ，不满足间隙公差条件，只minaxd 5.23有缩小 、 ，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内。p取 mZ0.15.02.55.0minax d 3i故 ，Dp03.24Dd03.4直径 29mxdd 01.01.0ma 2695.29 ZDpp 01.01.in 46. 校核 ，即 ，不满足间隙公差条件，只minaxd 52有缩小 、 ，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内。p取 mZ03.15.02.55.0minax 太原工业学院毕业设计20mZd 03
48、.15.02.55.0minax 故 ， Dp03.271Dd03.85 模具结构设计5.1 工作零件的结构设计5.1.1 凹模的设计计算 1 材料及热处理 由于冲裁需要大批量生产，但工件精度要求一般，初选 9Mn2V 钢。9Mn2V 冲压模具毕业设计钢属于低合金工具钢，淬透性，耐磨性，淬火变形均比碳素工具钢要好。它是在碳素工具钢的基础上主要用 Mn 来合金，以提高钢材 ude 淬透性，同时加入 Si 或V。9Mn2V 钢油粹时的临界直径为 40mm，在 170硝盐中淬火的临界直径也有 3040mm，如果不一定要求模具整体淬透，油淬时尺寸可放宽。 9Mn2V 可用于制造冷冲模，落料模，弯曲模等。可代替碳素工具钢碱浴淬火及部分代替含 Cr 合金工具钢，它的耐磨性优于T10，和 CrWMn 相近，若 T10 钢的耐磨能力为 1，则 9Mn2V 的为 6.5，CrWMn 的为 7.9。所以用后两者代替目前广泛采用的 T10，不仅可以减少热处理变形，还可提高模具寿命，对于中小型模具可采用 9Mn2V。
