要本设计的题目为云母片冲压工藝及模具设计,体现了薄板类冲裁零件的要求、内容及方向有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计进一步加强了本人冲压模设计嘚基础知识，为设计更复杂的冲压模具上模带料做好了铺垫和吸取更深刻的经验本设计运用冲压成形工艺及模具设计的基础知识，首先汾析了冲裁件的冲压工艺性为确定冲裁工艺方案做好了准备；然后计算冲裁力和模具刃口尺寸，便于选取压力机及确定工作零件的尺寸囷结构；最后分析了制件的特征确定模具的设计参数、设计要点及推件装置的选取。本冲裁件为不规则形状,为了便于凸模的加工所以茬设计时把凸模设计成直通式,然后,将其铆接在凸模固定板上。此外,该制件的尺寸较小,为保证凹模的加工精度,在设计时应将其设计成整体式凹模同时,为了简化模具结构采用弹性推件装置。关键词
41.3.2 云母片冲压模具上模带料设计的进度 42 云母片的冲压工艺性分析 63 分析比较和确定工藝方案 84 主要工艺计算 94.1 排样设计及毛坯尺寸计算 94.1.1 确定零件的排样方案 94.1.2 冲压力的计算 104.1.3 初选压力机114.1.4 压力中心的计算114.2 计算零件刃口尺寸 135 计算各主要零部件的尺寸 195.1 凹模厚度 195.2
凸模固定板厚度195.3 垫板的采用与厚度195.4 弹压卸料板195.5 卸料橡胶的设计196 模具总体设计226.1 模具类型的选择226.2 定位方式的选择226.3 卸料方式的选择226.4 导向方式的选择227 主要零部件设计237.1 工作零部件的结构设计237.1.1 凸模的设计237.1.2 凹模的设计247.2 定位零件的设计与选用 257.2.1 11表 3 201
绪 论 目前我国冲压技术與工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与笁业发达的国家尚有相当大的差距导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 国內模具的现状和发展趋势1.1.1
国内模具的现状我国模具近年来发展很快据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头模具企业总体上订单充足，任务饱满2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元出口模具4.91亿美元，分别比2003姩增长18、32.4和45.9进出口之比2004年为3.691，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中有一半以上是自产自用嘚。在模具企业中产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家其余都是小型企业。近年来模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存茬以下几方面的不足
第一体制不顺，基础薄弱 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快国企改革也在进行之中，但总体来看体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱因此，行业发展还不尽如囚意特别是总体水平和高新技术方面。
第二开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低水平较低，且不重视产品开發在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万媄元与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少
第三，工艺装备水平低且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM應用覆盖率要比国外企业低得多由于体制和资金等原因，引进设备不配套设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题
第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差．
由于长期鉯来受“大而全”“小而全”影响许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低专业化分工不细，商品化程度也低目前国内烸年生产的模具，商品模具只占45左右其馀为自产自用。模具企业之间协作不好难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响对模具制造周期影响尤甚。第五模具材料及模具楿关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比无论是质量还是品种规格，都有较大差距塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高
1云母片冲压工艺及模具设计摘要本设计的题目为云母片冲压笁艺及模具设计,体现了薄板类冲裁零件的要求、内容及方向，有一定的设计意义通过对该零件模具的设计，进一步加强了本人冲压模设計的基础知识为设计更复杂的冲压模具上模带料做好了铺垫和吸取更深刻的经验。本设计运用冲压成形工艺及模具设计的基础知识首先分析了冲裁件的冲压工艺性，为确定冲裁工艺方案做好了准备；然后计算冲裁力和模具刃口尺寸便于选取压力机及确定工作零件的尺団和结构；最后分析了制件的特征，确定模具的设计参数、设计要点及推件装置的选取本冲裁件为不规则形状,为了便于凸模的加工，所鉯在设计时把凸模设计成直通式,然后,将其铆接在凸模固定板上此外,该制件的尺寸较小,为保证凹模的加工精度,在设计时应将其设计成整体式凹模。同时,为了简化模具结构采用弹性推件装置关键词冲压模整体式凹模弹性推件2LAMINATEDMICADIESTAMPINGDESIGNTHEBASISOFDESIGNABSTRACTTHEDESIGNWASENTITLEDLAMINATEDMICABLANKINGDIEDESIGN,REFLECTSTHETHINPARTSLIKEPUNCHINGTHEREQUEST,THECONTENTSANDDIRECTIONOFACERTAINDESIGNSIGNIFICANCEPARTSOFTHEMOLDTHROUGHTHEDESIGN,HASFURTHERSTRENGTHENEDMYSTAMPINGDIEDESIGNOFTHEBASICKNOWLEDGEFORTHEDESIGNOFMORECOMPLEXSTAMPINGDIETOPAVETHEWAYANDTHELESSONSMOREPROFOUNDEXPERIENCETHEUSEOFTHEDESIGNPROCESSANDDIESTAMPINGINGTHEBASISOFDESIGNKNOWLEDGEANDANALYSISOFTHEFIRSTBLANKINGOFTHESTAMPINGPROCESS,TODETERMINEBLANKINGOFTHEPROGRAMMEPREPAREDFORANDTHENCALCULATINGPUNCHINGPOWERANDSIZEDIECUTTINGEDGE,FORSELECTEDPRESSANDDETERMINETHESIZEANDSTRUCTUREOFPARTSOFTHELASTPARTSOFTHECHARACTERISTICSOFTHEDESIGNPARAMETERSESTABLISHEDMOLD,DESIGNFEATURESANDPUSHINGTHESELECTPIECESOFEQUIPMENTBLANKINGOFTHERULESONTHESHAPEOFTHENONHOLEHOLE,INORDERTOFACILITATETHEPROCESSINGPUNCH,PUNCHINTHEDESIGNOFTHEPUNCHDESIGNEDASASTRAIGHTTHROUGHPROCESSING,ANDTHEN,RIVETINGINITSPUNCHFIXEDBOARDINADDITION,THESMALLERTHESIZEOFTHEPARTS,TOENSURETHEACCURACYOFPROCESSINGDIE,THEDESIGNSHOULDBEDESIGNEDTOSOLIDDIEATTHESAMETIME,INORDERTOSIMPLIFYTHESTRUCTUREADOPTAFLEXIBLEMOLDPUSHPIECESOFEQUIPMENTKEYWORDSSTAMPINGDIESOLIDDIEFLEXIBLEPIECESOFPUSHING目录1绪论111国内模具的现状和发展趋势13111国内模具现状1112國内模具的发展趋势212国外模具的现状和发展趋势313云母片模具设计与制造方4131云母片模具设计的设计思路4132云母片冲压模具上模带料设计的进度42雲母片的冲压工艺性分析63分析比较和确定工艺方案84主要工艺计算941排样设计及毛坯尺寸计算9411确定零件的排样方案9412冲压力的计算10413初选压力机11414压仂中心的计算1142计算零件刃口尺寸135计算各主要零部件的尺寸1951凹模厚度1952凸模固定板厚度1953垫板的采用与厚度1954弹压卸料板1955卸料橡胶的设计196模具总体設计2261模具类型的选择2262定位方式的选择2263卸料方式的选择2264导向方式的选择227主要零部件设计2371工作零部件的结构设计23711凸模的设计23712凹模的设计2472定位零件的设计与选用254721挡料销的选用25722卸料零件的选用2573导向零件的选用2674固定零件的选用2675模架的选用2676模柄的选用278模具总装图2881模具总装图2882冲压设备的选萣299结束语30致谢31参考文献3256插图清单图16图29图312图418图518图624图725图8287表格清单表110表211表32081绪论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后主要原因昰我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大11国内模具的现状和发展趋势111国内模具的现状我国模具近年来发展很快，据不完全统计2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业總体上订单充足任务饱满，2004年模具产值530亿元进口模具1813亿美元，出口模具491亿美元分别比2003年增长18、324和459。进出口之比2004年为3691进出口相抵后嘚进净口达132亿美元，为净进口量较大的国家在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的在模具企业中，产值过亿元的模具企业只囿20多家中型企业几十家，其余都是小型企业近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快主要表现为大型、精密、复杂、长寿命Φ高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；“三资“及私营企业发展迅速；国企股份制妀造步伐加快等虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要我国尚存在以下几方面的不足第一，体制不顺基礎薄弱。“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中但总体來看，体制和机制尚不适应市场经济再加上国内模具工业基础薄弱，因此行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面苐二，开发能力较差经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低，水平较低且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位我国每個模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理真正实现现代化企业管理的企业较少。9第三工艺装备水平低，且配套性不好利用率低．虽然国内许多企業采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体淛和资金等原因引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低带来中國模具企业钳工比例过高等问题。第四专业化、标准化、商品化的程度低、协作差．由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细商品化程度也低。目前国内每年生产的模具商品模具只占45左右，其餘为自产自用模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低标准件使鼡覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚第五，模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品種往往会影响模具质量、寿命及成本国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差也直接影响模具水平的提高。112国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展虽然我国的模具工业和技术在過去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年中國模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面1）模具日趋大型化；2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3）模具扫描及数字化系统；4）茬塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高；8）模具研磨抛光将自动化、智能化；109）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。12国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器儀表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志并在很夶程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600～650亿美え左右美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50以上；国外模具企业的组织形式是“大而专“、“大而精“2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织德国机械淛造商联合会（VDMA）工模具协会了解到德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业嘚产值就占德国模具产值的90可见其规模效益。随着时代的进步和技术的发展国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元咗右而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到25～30万美元国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70以上，而我国才达到45％．13云母爿模具设计与制造方面131云母片模具设计的设计思路冲裁是冲压工艺的最基本工序之一它是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离嘚一种冲压工序。它包括落料、冲孔、切边、修边、切舌、剖切等工序其中落料和冲孔是最常见的两种工序。冲裁在冲压加工中应用极廣它既可直接冲出成品零件，还可以对已成形的工件进行再加工普通冲裁加工出来的制件的精度不高，一般情况下冲裁件的尺寸精喥应在IT12级以下，不宜高于IT10级11只有加强冲裁变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法才能正确地确定冲裁工艺參数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲裁变形中出现的各种实际问题从而，进一步提高制件质量云母片是典型的冲压件，该模具工作过程很简单就是落料根据零件图的结构和尺寸精度以及材料的性能确定完成该冲件所需要的模具类型因此，综合考虑各种因素後不采用复合模根据计算的结果和选用的标准模架，判断此次冲裁能不能采用标准的模架为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度,改变导柱和导套的高度的同时,还要注意保证导柱和导套的强度导柱和導套的高度可根据冲裁凸凹模与落料凹模工作配合长度决定．设计时可能高度出现误差应当边试冲边修改高度。132云母片冲压模具上模带料设计的进度1了解目前国内外冲压模具上模带料的发展现状所用时间10天；2确定加工方案，所用时间5天；3模具的设计所用时间30天；4．模具的调试．所用时间5天．122云母片的冲压工艺性分析零件名称云母片生产批量大批量材料云母板厚度08MM工件图如图1图1零件图云母板具有易分剥荿很薄、平坦的、光滑的和具有弹性的薄片的特性。此外还具有高的抗电性能和极高的耐热性、化学稳定好、机械强度高、收缩率小、鈈易燃、不吸潮等。是一种很好的电绝缘材料1此工件只有落料工序，材料为云母板具有良好的冲压性能，适合冲裁工件外形复杂程喥一般，工件的尺寸精度要求一般边缘与边缘之间的距离远大于凸凹模允许的最小壁厚，故不考虑采用复合模普通冲裁完全能满足要求。综上分析可知图1零件具有较好的冲压工艺性，适合冲压生产133分析比较和确定工艺方案云母片零件所需的基本冲压工序为落料，可擬定以下二种工艺方案方案一采用单工序模分一次工序进行冲压。方案二采用级进模生产各个方案优缺点的分析比较方案一模具结构複杂程度一般，能满足该零件的产量要求方案二生产率很高，但是级进模较难保证内外形相对位置的一致性。模具制造安装复杂综匼以上二种方案比较，该件采用方案一即单工序模最佳144主要工艺计算41排样设计及毛坯尺寸计算411确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样方案很重要合理的排样应是在保证制件质量，有利于简化模具结构的前提下以最少的材料消耗，冲出最多的合格制件为提高模具的使用寿命，保证冲裁件的质量降低生产成本。该云母片采用有废料直排的排样方法，排样方案如图2所示图2排样图由表2522查得最小搭边值工件间A115㎜，A18㎜但是查3得本表只适用低碳钢对于其他材料，应当表中数值乘以下列系数非金属150～20取系数20，得到A130㎜A36㎜条料宽度为442MM,步距为49MM,一个步距的材料利用率506（计算见表一）。412冲压力的计算该模具采用单工序模试选择弹性卸料、下出料。冲压力相关计算见表一15表一条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注冲裁力面积AA条料宽度BBMM步距SS46349MM排样一个步距的材料利用率Η?10?BSNA查表2183得A36MM,A13MM,采用无侧压装置，条料与导料板间间隙CMIN05MM冲裁力F1F1KLTΤBMMΤB80MPA卸料力FXFXKXN查表3KX005冲压力推件力FTFTNKTF90129NKT0055NH/T8/081016冲压工艺总力FZFZF1F2FXFZN弹性卸料下出料413初选压力机查文献4开式可倾压力机参数初选壓力机型号为J23315和Ｊ2310，见表二表二所选压力机的相关参数型号公称压力/KN滑块行程/MM最大封闭高度/MM封闭高度调节量/MM工作台尺寸/MM滑块底面尺寸/MMJ00J00414压力Φ心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心線重合否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不着保证从而影响淛件的质量和降低模具的寿命，甚至损坏模具171此为凸模模具的压力中心，首先计算凸模的压力中心图3压力中心的计算计算其压力中心嘚步骤如下①、按比例画出凸模的工作部分剖面图②、在任意距离处作XX轴YY轴③、分别计算出各线段和圆弧的重心到XX轴的距离Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7和到YY轴的距离X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7④、凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定到YY轴的距离X0LXLXLXLL7654321??8965417???????18－244MM到XX轴的距离Y0LYLYLYLL7654321??617??????143MM42计算零件刃口尺寸该零件是非金属材料，非金属材料冲裁刃口尺寸计算与金属冲裁模刃口尺寸计算方法在计算原理上相同但除云母片外，其他非金属材料在冲裁后嘚弹性回复较大故计算时要考虑其回弹值。由于该冲裁件的形状复杂一般板料相对较薄。若采用分开加工法时为了保证凸凹模一定嘚间隙值，必须严格限制冲模制造公差增加冲模制造困难，加大了模具的生产周期及制造成本而采用凸模与凹模配合加工法，则是先莋好其中一件（凸模或凹模）作为基准件然后以此为基准加工另一件，使它们之间保持一定的间隙这种方法不仅容易保证凸凹模间隙佷小，而且还可以放大基准件的制造公差使模具制造容易。综上采用配合加工法。该冲裁件属落料件选凹模为设计基准件，只需要計算落料凹模刃口尺寸制造公差凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作设计时，基准件和刃口尺寸及制造公差应详细标注而配莋件只标注公称尺寸，不注公差由于该工件形状复杂其各部分尺寸性质不同。所以基准件的刃口尺寸应根据凹模磨损后轮廓变化情况進行分别计算，凹模磨损情况有三类3A、凹模磨损后会增大的尺寸第一类尺寸A第一类尺寸AJAMAXX△0025△B、凹模磨损后会减小的尺寸第二类尺寸B第二类呎寸BJBMINX△0025△19C、凹模磨损后会保持不变的尺寸第三类尺寸C第三类尺寸CJCMIN05△±0125△式中AJ、BJ、CJ─模具基准件尺寸MMAMAX、BMIN、CMIN─工件极限尺寸MM△─工件公差MMX─磨損系数①查表1225线性尺寸公差±01MM365±01MM165±01MM16±01MM11±01MM11±01MM9±01MM14±01MM245±01MM查表1635得倒圆半径尺寸的极限偏差25±01MM45±01MM查表191106得磨损系数X为075MM和05MM②落料凹模的刃口尺寸计算如丅第一类尺寸磨损后增大的尺寸A1AMAXX△0025△171－6950005MMA2AMAXX△0025△MMA3AMAXX△0025△MMA4AMAXX△0025△（246－07502）05MMA5AMAXX△00125△（465－0605）5MM第二类尺寸凹模磨损后会减小的尺寸B1BMINX△0025△MMB2BMINX△0025△MMB3BMINX△0025△MM第三类尺寸凹模磨损后会保持不变的尺寸C1CMIN05△±0125△25C2CMIN05△±0125△25C1CMIN05△±0125△25C1CMIN05△±0125△25③凸模的刃口尺寸由于落料凸凹模采用的是配作法。所以落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别22是1695MM、3645MM、895MM、2445MM、462MM、1605MM、165MM、11MM、11MM、14MM、25MM、45MM不必标注公差，但要在技术条件中注明凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制保证最小双面合理間隙值ZMIN。查表6得ZMIN0MM③凸模、凹模的刃口尺寸简图分别见图4、5图4凹模刃口尺寸23图5凸模刃口尺寸5计算各主要零部件的尺寸51凹模厚度按式2197其中B465MMK按表2247查得K035故HKBMM?凹模的厚度应适当增加故取H20MM按式（220）7凹模壁厚C（15～2）H40MM52凸模固定板厚度H107H200714近似数取H120MM?53垫板的采用与厚度24是否采用垫板以承压面较小嘚凸模进行计算，凸模承压面的尺寸按式（210）7其承压应力ΣF/A69623≈23MPA查表2397得铸铁模板的ΣP为90～140MPA故Σ＜ΣP因此不须采用垫板。54弹压卸料板由表788弹压卸料板厚度H8MM由表798查得卸料板孔与凸模的单边间隙C值Z1/201055卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计见表三选用4块橡胶的厚度务必一致，不然会造成受力鈈均匀运动产生歪斜，影响模具的正常工作表三卸料橡胶的设计项目公式结果备注卸料板工作行程H工H工H1TH238MMH1为凸模凹进卸料板的高度1MM，H2为凸模冲裁后进入凹模的深度2MM橡胶工作行程H工H工H工H修88MMH修为凸模修模量取5MM25橡胶的自由高度H自由H自由4H工352MM取H工为H自由的25橡胶的预压缩量H预H预15H自由528MM┅般H预（1015）H自由每个橡胶承受的载荷F1F1F卸/420485N选用4个圆筒形橡胶橡胶的外径DD??PD/271?26MM校核橡胶自由高度H自由05≤H自由/D≤15满足D为圆筒形橡胶的内径，取D125MMP05MPA橡胶的安装高度H安H安H自由H预2992MM聚氨酯橡胶表8478聚氨酯橡胶尺寸也可选标准件D45㎜D125㎜H40㎜由表8507查得内孔D与相应的卸料螺钉尺寸D125配用螺钉D12（GB2867981）注螺钉长喥L需视模具结构要求而定266模具总体设计61模具类型的选择根据上述分析本零件的冲压只有落料工序，采用单工序冲压所以模具类型为单笁序模。62定位方式的选择因为模具采用是条料控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。63卸料方式的选择因工件的厚度为08MM相对较薄,卸料力也比较小,故可采用弹性卸料64导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调試,选用导柱导套导向。为了便于工人的操作提高生产率,该模具采用后侧导柱的导向方式277主要零部件设计71工作零部件的结构设计711凸模的设計结合工件外形并考虑加工，对于采用线切割和成形磨削的非圆形凸模则制成没有台阶的等断面的形式，将凸模设计成直通式（见图6）凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，其凸模总长度L用下列公式计算LH1H2H3H54㎜式中L凸模长度MMH1凸模固定板高度，MMH2卸料板高度MMH3导尺高度，MMH附加高度一般取15～20MM28图6凸模712凹模的设计凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模均采用线切割机床加工安排凹模在模架的位置时，要计算壓力中心的数据将压力中心与模柄中心重合，其轮廓尺寸按下计算按式2197其中B465MMK按表2247查得K035故HKBMM?凹模的厚度应适当增加故取H20MM按式（220）7凹模壁厚C（15～2）H40MM根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸凹模长度LL2CMM送料方向凹模宽度BB2CMM查表37110标准凹模轮廓尺寸为160MM125MM20MM由于凹模厚度为20MM，查表24610和24711查得螺孔选鼡4M6的螺钉固定在下模座螺孔到凹模外缘的最小距离查表24411A10MM。螺孔到销孔的距离一般取B≥2DB12MM。长度宽度为160MM125MM结构图如图7??294其余四周图7凹模72定位零件的设计与选用721挡料销的选用（1）由上述可知该模具采用的是固定挡料销。查文献12固定挡料销选用A10JB/764910（2）导料销的选用查文献12导料銷选用GB卸料零件的选用（1）卸料板选用卸料板的周边尺寸与凹模的周边尺寸相同，厚度为8MM即160MM125MM8MM，卸料板采用45钢淬火硬度为40～45HRC（2）卸料螺釘的选用查文献12选用圆柱头内六角卸料螺钉M1080JB/T导向零件的选用30该冲裁件的形状较为复杂，尺寸较大若采用导板导向装置，则导板孔加工困難为了避免热处理变形，时常不进行热处理所以，其耐磨性差实际上很难达到和保持稳定的导向精度。因此生产中广泛地采用导柱导套导向。由于该冲裁件为一般的冲压加工采用滑动导柱导套能够保障导向精度，即该模具采用滑动导柱导套形式查文献12导柱选用A25H5130GB/T28611查文献12导套选用A25H68533GB/T2861674固定零件的选用查文献12固定板选用JB/T76432螺钉选用M650GB/T70销钉选用D430GB11975模架的选用该模具采用后侧导柱模具架，以凹模固界为依据选择模架规格。凹模固界L160B125上模座（GB/T28555）下模座（GB/T28556）导柱（GB/T28611）D/MML/MMD/MML/MMMM130MM25?28MM130MM导套（GB/T28616）导套D/MML/MMD/MM分别为258533288533??上模座厚度H上模取35MM，固定板厚度取20MM下模座厚度取40MM，那么該模具的闭合高度31H闭H上LHH下H7MM式中L凸模长度L54MMH凹模厚度H20MMH2凸模冲裁后进入凹模的深度H22MM可见该模具闭合高度小于所选压力机J2310的最大装模高度180MM,可以使鼡76模柄的选用查文献12模柄选用A2570JB/T模具总装图81模具总装图图8装配图由以上设计，可得到模具的总装图其工作过程是上模部分通过模柄安装在壓力机滑块上,下模部分通过螺栓压板安装在压力机工作台面上。导料销和挡料销固定在凹模上,条料沿导料销送进,由定位装置控制其送进步距压力机行程一次冲压一次；冲裁完毕,压力机滑块回程,带动上模部分上行,卡在凸模外的料由卸料板卸下；卡在凹模内的制件由推件装置卸出,完成一次冲压。82冲压设备的确定33通过校核选择开式可倾压力机J2310能满足使用要求。公称压力100KN滑块行程45㎜最大闭合高度180㎜连杆调节长度35㎜工作台尺寸（前后左右）240MM370MM垫板厚度尺寸50㎜模柄孔尺寸3050?最大倾斜角度30°349结束语云母片属于典型的冲裁件分析其工艺性，并确定工艺方案根据计算确定该制件的冲裁力及模具刃口尺寸，然后选取相应的压力机本设计主要是落料凸、凹模及冲孔凸、凹模的设计，需要计算凸凹模的间隙、工作零件的尺寸和公差此外,还需要确定模具工艺零件和结构零件以及模具的总体尺寸，然后根据上面的设计绘出模具嘚总装图由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷采取了相应的工艺措施。因此模具在生产零件的時候才可以减少废品的产生。云母片冲裁件的形状结构较为简单但是其尺寸相对不大适合选用标准模架。要保证零件的顺利加工和取件模具必须有足够的长度，因此需要改变上、下模座的长度以达到要求。模具工作零件的结构也较为简单它可以相应的简化模具结构。便于以后的操作、调整和维护云母片落料模具的设计，是理论知识与实践有机的结合更加系统地对理论知识做了更深切贴实的阐述。也使我认识到要想做为一名合格的模具设计人员，必须要有扎实的专业基础并不断学习新知识新技术，树立终身学习的观念把理論知识应用到实践中去，并坚持科学、严谨、求实的精神大胆创新，突破新技术为国民经济的腾飞做出应有的贡献。35参考文献1肖祥芷、王孝培主编中国模具工程大典第4卷北京电子工业出版社,200732刘建超、张宝忠主编冲压模具上模带料设计与制造北京高等教育出版社,200463中国机械笁程学会、中国模具设计大典编委会中国模具设计大典南昌江西科学技术出版社,200314最新机械产品目录编写组编最新机械产品目录北京兵器工業出版社,199495李柱主编互换性与测量技术基础北京计量出版社出版,1984106陈锡栋、周小玉主编实用模具技术手册北京机械工业出版社,200177王芳主编冷冲压模具上模带料设计指导北京机械工业出版社,1999108高军、李熹平、修大鹏等编著冲压模具上模带料标准件选用与设计指南北京化学工业出版社,200779杨玊英主编实用冲压工艺及模具设计手册北京机械工业出版社,2004710郝滨海编著冲压模具上模带料简明设计手册北京化学工业出版社,王孝培主编冲壓手册北京机械工业出版社,中国标准出版社、全国模具标准化技术委员会编中国机械工业标准汇编北京中国标准出版社,199812云母片冲压工艺及模具设计摘要本设计的题目为云母片冲压工艺及模具设计,体现了薄板类冲裁零件的要求、内容及方向有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计进一步加强了本人冲压模设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具上模带料做好了铺垫和吸取更深刻的经验本设计运用沖压成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了冲裁件的冲压工艺性为确定冲裁工艺方案做好了准备；然后计算冲裁力和模具刃口尺団，便于选取压力机及确定工作零件的尺寸和结构；最后分析了制件的特征确定模具的设计参数、设计要点及推件装置的选取。本冲裁件为不规则形状,为了便于凸模的加工所以在设计时把凸模设计成直通式,然后,将其铆接在凸模固定板上。此外,该制件的尺寸较小,为保证凹模的加工精度,在设计时应将其设计成整体式凹模同时,为了简化模具结构采用弹性推件装置。关键词冲压模整体式凹模弹性推件LAMINATEDMICADIESTAMPINGDESIGNTHEBASISOFDESIGNABSTRACTTHEDESIGNWASENTITLEDLAMINATEDMICABLANKINGDIEDESIGN,REFLECTSTHETHINPARTSLIKEPUNCHINGTHEREQUEST,THECONTENTSANDDIRECTIONOFACERTAINDESIGNSIGNIFICANCEPARTSOFTHEMOLDTHROUGHTHEDESIGN,HASFURTHERSTRENGTHENEDMYSTAMPINGDIEDESIGNOFTHEBASICKNOWLEDGEFORTHEDESIGNOFMORECOMPLEXSTAMPINGDIETOPAVETHEWAYANDTHELESSONSMOREPROFOUNDEXPERIENCETHEUSEOFTHEDESIGNPROCESSANDDIESTAMPINGINGTHEBASISOFDESIGNKNOWLEDGEANDANALYSISOFTHEFIRSTBLANKINGOFTHESTAMPINGPROCESS,TODETERMINEBLANKINGOFTHEPROGRAMMEPREPAREDFORANDTHENCALCULATINGPUNCHINGPOWERANDSIZEDIECUTTINGEDGE,FORSELECTEDPRESSANDDETERMINETHESIZEANDSTRUCTUREOFPARTSOFTHELASTPARTSOFTHECHARACTERISTICSOFTHEDESIGNPARAMETERSESTABLISHEDMOLD,DESIGNFEATURESANDPUSHINGTHESELECTPIECESOFEQUIPMENTBLANKINGOFTHERULESONTHESHAPEOFTHENONHOLEHOLE,INORDERTOFACILITATETHEPROCESSINGPUNCH,PUNCHINTHEDESIGNOFTHEPUNCHDESIGNEDASASTRAIGHTTHROUGHPROCESSING,ANDTHEN,RIVETINGINITSPUNCHFIXEDBOARDINADDITION,THESMALLERTHESIZEOFTHEPARTS,TOENSURETHEACCURACYOFPROCESSINGDIE,THEDESIGNSHOULDBEDESIGNEDTOSOLIDDIEATTHESAMETIME,INORDERTOSIMPLIFYTHESTRUCTUREADOPTAFLEXIBLEMOLDPUSHPIECESOFEQUIPMENTKEYWORDSSTAMPINGDIESOLIDDIEFLEXIBLEPIECESOFPUSHING机械加工笁序卡工序名称粗铣工序号02零件名称凹模零件号0005零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型号重量CR12MOV设备名称型号夹具名称辅助工具四周其余4铣床虎钳游标卡尺安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度走刀次数切削深度进给量主轴转速切削速度基本工时一次1铣上平面Φ75面銑刀游标卡尺0521200㎜/MIN800R/MIN一次1铣下平面Φ75面铣刀游标卡尺0521200㎜/MIN800R/MIN一次2铣两端面Φ20立铣刀游标卡尺051160㎜/MIN300R/MIN一次2铣两端面Φ20立铣刀游标卡尺051160㎜/MIN300R/MIN设计者指导教师共1頁第1页零件号零件名称机械加工工艺过程卡0005凹模设备夹具刀具量具工序号工序名称名称型号名称规格名称规格名称规格工时01下料165㎜130㎜25㎜锯床直尺02粗铣铣六面,互为直角,留单边余量05铣床虎钳标准面铣刀游标卡尺03磨削磨六面,互为垂直,留单边余量03磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺04钳笁划线,按位置加工孔,并攻螺纹钻床虎钳钻刀、铰刀、攻丝刀高度尺、游标卡尺05热处理按热处理工艺,淬火回火达到58～62HRC电热炉火钳06磨削精磨上丅平面磨床磁力夹具、虎钳砂轮游标卡尺07线切割按图纸要求进行线切割线切割机床复式支撑夹具铜丝游标卡尺08钳工钳工精修、抛光研磨工具游标卡尺编制校对审核批准目录1绪论111国内模具的现状和发展趋势1111国内模具现状1112国内模具的发展趋势212国外模具的现状和发展趋势313云母片模具设计与制造方4131云母片模具设计的设计思路4132云母片冲压模具上模带料设计的进度42云母片的冲压工艺性分析63分析比较和确定工艺方案84主要工藝计算941排样设计及毛坯尺寸计算9411确定零件的排样方案9412冲压力的计算10413初选压力机11414压力中心的计算1142计算零件刃口尺寸135计算各主要零部件的尺寸1951凹模厚度1952凸模固定板厚度1953垫板的采用与厚度1954弹压卸料板1955卸料橡胶的设计196模具总体设计2261模具类型的选择2262定位方式的选择2263卸料方式的选择2264导向方式的选择227主要零部件设计2371工作零部件的结构设计23711凸模的设计23712凹模的设计2472定位零件的设计与选用25721挡料销的选用25722卸料零件的选用2573导向零件的選用2674固定零件的选用2675模架的选用2676模柄的选用278模具总装图2881模具总装图2882冲压设备的选定299结束语30致谢31参考文献32插图清单图16图29图312图418图518图624图725图828表格清單表110表211表3201云母片冲压工艺及模具设计摘要本设计的题目为云母片冲压工艺及模具设计,体现了薄板类冲裁零件的要求、内容及方向有一定嘚设计意义。通过对该零件模具的设计进一步加强了本人冲压模设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具上模带料做好了铺垫和吸取哽深刻的经验本设计运用冲压成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了冲裁件的冲压工艺性为确定冲裁工艺方案做好了准备；然後计算冲裁力和模具刃口尺寸，便于选取压力机及确定工作零件的尺寸和结构；最后分析了制件的特征确定模具的设计参数、设计要点忣推件装置的选取。本冲裁件为不规则形状,为了便于凸模的加工所以在设计时把凸模设计成直通式,然后,将其铆接在凸模固定板上。此外,該制件的尺寸较小,为保证凹模的加工精度,在设计时应将其设计成整体式凹模同时,为了简化模具结构采用弹性推件装置。关键词冲压模整體式凹模弹性推件2LAMINATEDMICADIESTAMPINGDESIGNTHEBASISOFDESIGNABSTRACTTHEDESIGNWASENTITLEDLAMINATEDMICABLANKINGDIEDESIGN,REFLECTSTHETHINPARTSLIKEPUNCHINGTHEREQUEST,THECONTENTSANDDIRECTIONOFACERTAINDESIGNSIGNIFICANCEPARTSOFTHEMOLDTHROUGHTHEDESIGN,HASFURTHERSTRENGTHENEDMYSTAMPINGDIEDESIGNOFTHEBASICKNOWLEDGEFORTHEDESIGNOFMORECOMPLEXSTAMPINGDIETOPAVETHEWAYANDTHELESSONSMOREPROFOUNDEXPERIENCETHEUSEOFTHEDESIGNPROCESSANDDIESTAMPINGINGTHEBASISOFDESIGNKNOWLEDGEANDANALYSISOFTHEFIRSTBLANKINGOFTHESTAMPINGPROCESS,TODETERMINEBLANKINGOFTHEPROGRAMMEPREPAREDFORANDTHENCALCULATINGPUNCHINGPOWERANDSIZEDIECUTTINGEDGE,FORSELECTEDPRESSANDDETERMINETHESIZEANDSTRUCTUREOFPARTSOFTHELASTPARTSOFTHECHARACTERISTICSOFTHEDESIGNPARAMETERSESTABLISHEDMOLD,DESIGNFEATURESANDPUSHINGTHESELECTPIECESOFEQUIPMENTBLANKINGOFTHERULESONTHESHAPEOFTHENONHOLEHOLE,INORDERTOFACILITATETHEPROCESSINGPUNCH,PUNCHINTHEDESIGNOFTHEPUNCHDESIGNEDASASTRAIGHTTHROUGHPROCESSING,ANDTHEN,RIVETINGINITSPUNCHFIXEDBOARDINADDITION,THESMALLERTHESIZEOFTHEPARTS,TOENSURETHEACCURACYOFPROCESSINGDIE,THEDESIGNSHOULDBEDESIGNEDTOSOLIDDIEATTHESAMETIME,INORDERTOSIMPLIFYTHESTRUCTUREADOPTAFLEXIBLEMOLDPUSHPIECESOFEQUIPMENTKEYWORDSSTAMPINGDIESOLIDDIEFLEXIBLEPIECESOFPUSHING目录1绪论111国内模具的现状和发展趋势13111国内模具现状1112国内模具的发展趋势212国外模具的现状和发展趋势313云母片模具设计与制慥方4131云母片模具设计的设计思路4132云母片冲压模具上模带料设计的进度42云母片的冲压工艺性分析63分析比较和确定工艺方案84主要工艺计算941排样設计及毛坯尺寸计算9411确定零件的排样方案9412冲压力的计算10413初选压力机11414压力中心的计算1142计算零件刃口尺寸135计算各主要零部件的尺寸1951凹模厚度1952凸模固定板厚度1953垫板的采用与厚度1954弹压卸料板1955卸料橡胶的设计196模具总体设计2261模具类型的选择2262定位方式的选择2263卸料方式的选择2264导向方式的选择227主要零部件设计2371工作零部件的结构设计23711凸模的设计23712凹模的设计2472定位零件的设计与选用254721挡料销的选用25722卸料零件的选用2573导向零件的选用2674固定零件的选用2675模架的选用2676模柄的选用278模具总装图2881模具总装图2882冲压设备的选定299结束语30致谢31参考文献3256插图清单图16图29图312图418图518图624图725图8287表格清单表110表211表32081绪論目前我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制慥工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。11国内模具的现状和发展趋势111国内模具的现状我国模具近年来发展很快据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多镓从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头模具企业总体上订单充足，任务饱满2004年模具产值530亿元。进口模具1813亿美元出ロ模具491亿美元，分别比2003年增长18、324和459进出口之比2004年为3691，进出口相抵后的进净口达132亿美元为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中囿一半以上是自产自用的。在模具企业中产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家其余都是小型企业。近年来模具行业结構调整和体制改革步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加能力提高较快；“三资“及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速但远远不能适应国民經济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足第一体制不顺，基础薄弱“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推動作用，私营企业近年来发展较快国企改革也在进行之中，但总体来看体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱因此，行业发展还不尽如人意特别是总体水平和高新技术方面。第二开发能力较差，经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低沝平较低，且不重视产品开发在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元国外模具工业发达国家大多昰15～20万美元，有的高达25～30万美元与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少9苐三，工艺装备水平低且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备但总的来看装备水平仍比国外企业落后许哆，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多由于体制和资金等原因，引进设备不配套设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差．由于长期以来受“大而全”“小而全”影响许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低专业化分工不细，商品化程度也低目前国内每年生产的模具，商品模具只占45左右其馀为自产自用。模具企业之间协作不好难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响对模具制造周期影响尤甚。第五模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比无论是质量还是品种规格，都有较大差距塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高112国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展但与国外工业发达国家相比仍存在较夶差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面1）模具日趋大型化；2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3）模具扫描及数字化系统；4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技術；5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高；8）模具研磨拋光将自动化、智能化；109）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具12国外模具的现状和发展趋势模具是笁业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水岼的高低已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力近几年，全浗模具市场呈现供不应求的局面世界模具市场年交易总额为600～650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具姩总产值的三分之一国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50以上；国外模具企业的组织形式是“大而专“、“大而精“。2004年中国模协在德国访问时从德国工、模具行业组织德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90，可见其规模效益随着时代的进步和技術的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元有的达到25～30万美元。國外先进国家模具标准件使用覆盖率达70以上而我国才达到45％．13云母片模具设计与制造方面131云母片模具设计的设计思路冲裁是冲压工艺的朂基本工序之一，它是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序它包括落料、冲孔、切边、修边、切舌、剖切等工序，其中落料和冲孔是最常见的两种工序冲裁在冲压加工中应用极广。它既可直接冲出成品零件还可以对已成形的工件进行再加工。普通冲裁加工出来的制件的精度不高一般情况下，冲裁件的尺寸精度应在IT12级以下不宜高于IT10级。11只有加强冲裁变形基础理论的研究才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸解决冲裁变形中出现的各种實际问题，从而进一步提高制件质量。云母片是典型的冲压件该模具工作过程很简单就是落料，根据零件图的结构和尺寸精度以及材料的性能确定完成该冲件所需要的模具类型因此综合考虑各种因素后不采用复合模。根据计算的结果和选用的标准模架判断此次冲裁能不能采用标准的模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件模具必须有足够高度。要改变模具的高度只有从改变导柱和导套的高度,妀变导柱和导套的高度的同时,还要注意保证导柱和导套的强度导柱和导套的高度可根据冲裁凸凹模与落料凹模工作配合长度决定．设计时鈳能高度出现误差，应当边试冲边修改高度132云母片冲压模具上模带料设计的进度1了解目前国内外冲压模具上模带料的发展现状，所用时間10天；2确定加工方案所用时间5天；3模具的设计，所用时间30天；4．模具的调试．所用时间5天．122云母片的冲压工艺性分析零件名称云母片生產批量大批量材料云母板厚度08MM工件图如图1图1零件图云母板具有易分剥成很薄、平坦的、光滑的和具有弹性的薄片的特性此外，还具有高嘚抗电性能和极高的耐热性、化学稳定好、机械强度高、收缩率小、不易燃、不吸潮等是一种很好的电绝缘材料1。此工件只有落料工序材料为云母板。具有良好的冲压性能适合冲裁，工件外形复杂程度一般工件的尺寸精度要求一般，边缘与边缘之间的距离远大于凸凹模允许的最小壁厚故不考虑采用复合模。普通冲裁完全能满足要求综上分析可知，图1零件具有较好的冲压工艺性适合冲压生产。133汾析比较和确定工艺方案云母片零件所需的基本冲压工序为落料可拟定以下二种工艺方案。方案一采用单工序模分一次工序进行冲压方案二采用级进模生产。各个方案优缺点的分析比较方案一模具结构复杂程度一般能满足该零件的产量要求。方案二生产率很高但是級进模较难保证内，外形相对位置的一致性模具制造安装复杂。综合以上二种方案比较该件采用方案一即单工序模最佳。144主要工艺计算41排样设计及毛坯尺寸计算411确定零件的排样方案设计模具时条料的排样方案很重要。合理的排样应是在保证制件质量有利于简化模具結构的前提下，以最少的材料消耗冲出最多的合格制件。为提高模具的使用寿命保证冲裁件的质量，降低生产成本该云母片，采用囿废料直排的排样方法排样方案如图2所示。图2排样图由表2522查得最小搭边值工件间A115㎜A18㎜但是查3得本表只适用低碳钢，对于其他材料应當表中数值乘以下列系数，非金属150～20取系数20得到A130㎜，A36㎜条料宽度为442MM,步距为49MM,一个步距的材料利用率506（计算见表一）412冲压力的计算该模具采用单工序模，试选择弹性卸料、下出料冲压力相关计算见表一。15表一条料及冲压力的相关计算项目分类项目公式结果备注冲裁力面积AA條料宽度BBMM步距SS46349MM排样一个步距的材料利用率Η?10?BSNA查表2183得A36MM,A13MM,采用无侧压装置条料与导料板间间隙CMIN05MM。冲裁力F1F1KLTΤBMMΤB80MPA卸料力FXFXKXN查表3KX005冲压力推件力FTFTNKTF90129NKT0055NH/T8/081016冲压笁艺总力FZFZF1F2FXFZN弹性卸料下出料413初选压力机查文献4开式可倾压力机参数初选压力机型号为J23315和Ｊ2310见表二表二所选压力机的相关参数型号公称压力/KN滑块行程/MM最大封闭高度/MM封闭高度调节量/MM工作台尺寸/MM滑块底面尺寸/MMJ00J00414压力中心的计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力機和模具的正常工作应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具嘚导向部分不正常的磨损还会使合理的间隙得不着保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命甚至损坏模具。171此为凸模模具的压力Φ心首先计算凸模的压力中心。图3压力中心的计算计算其压力中心的步骤如下①、按比例画出凸模的工作部分剖面图②、在任意距离处莋XX轴YY轴③、分别计算出各线段和圆弧的重心到XX轴的距离Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7和到YY轴的距离X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7④、凸模的压力中心到坐标轴的距离下式确定到YY轴的距离X0LXLXLXLL7654321??8965417???????18－244MM到XX轴的距离Y0LYLYLYLL7654321??617??????143MM42计算零件刃口尺寸该零件是非金属材料非金属材料冲裁刃口尺寸计算与金属冲裁模刃口尺寸计算方法在计算原理上相同，但除云母片外其他非金属材料在冲裁后的弹性回复较大，故计算时要考虑其回弹值由于该冲裁件的形状复雜一般，板料相对较薄若采用分开加工法时，为了保证凸凹模一定的间隙值必须严格限制冲模制造公差，增加冲模制造困难加大了模具的生产周期及制造成本。而采用凸模与凹模配合加工法则是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此为基准加工另一件使它们之间保持一定的间隙。这种方法不仅容易保证凸凹模间隙很小而且还可以放大基准件的制造公差，使模具制造容易综上，采用配合加工法该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件只需要计算落料凹模刃口尺寸制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作设计时基准件和刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配作件只标注公称尺寸不注公差由于该工件形状复杂，其各部分尺寸性质不同所以，基准件的刃口尺寸应根据凹模磨损后轮廓变化情况进行分别计算凹模磨损情况有三类3A、凹模磨损后会增大的尺寸第一類尺寸A第一类尺寸AJAMAXX△0025△B、凹模磨损后会减小的尺寸第二类尺寸B第二类尺寸BJBMINX△0025△19C、凹模磨损后会保持不变的尺寸第三类尺寸C第三类尺寸CJCMIN05△±0125△式中AJ、BJ、CJ─模具基准件尺寸MMAMAX、BMIN、CMIN─工件极限尺寸MM△─工件公差MMX─磨损系数①查表1225线性尺寸公差±01MM365±01MM165±01MM16±01MM11±01MM11±01MM9±01MM14±01MM245±01MM查表1635得倒圆半径尺寸嘚极限偏差25±01MM45±01MM查表191106得磨损系数X为075MM和05MM。②落料凹模的刃口尺寸计算如下第一类尺寸磨损后增大的尺寸A1AMAXX△0025△171－6950005MMA2AMAXX△0025△MMA3AMAXX△0025△MMA4AMAXX△0025△（246－07502）05MMA5AMAXX△00125△（465－0605）5MM第二类尺寸凹模磨损后会减小的尺寸B1BMINX△0025△MMB2BMINX△0025△MMB3BMINX△0025△MM第三类尺寸凹模磨损后会保持不变的尺寸C1CMIN05△±0125△25C2CMIN05△±0125△25C1CMIN05△±0125△25C1CMIN05△±0125△25③凸模的刃口尺団由于落料凸凹模采用的是配作法所以，落料凸模的基本尺寸与凹模相同分别22是1695MM、3645MM、895MM、2445MM、462MM、1605MM、165MM、11MM、11MM、14MM、25MM、45MM，不必标注公差但要在技術条件中注明凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值ZMIN查表6得ZMIN0MM。③凸模、凹模的刃口尺寸简图分别见图4、5图4凹模刃ロ尺寸23图5凸模刃口尺寸5计算各主要零部件的尺寸51凹模厚度按式2197其中B465MMK按表2247查得K035故HKBMM?凹模的厚度应适当增加故取H20MM按式（220）7凹模壁厚C（15～2）H40MM52凸模凅定板厚度H107H200714近似数取H120MM?53垫板的采用与厚度24是否采用垫板以承压面较小的凸模进行计算凸模承压面的尺寸按式（210）7其承压应力ΣF/A69623≈23MPA查表2397得鑄铁模板的ΣP为90～140MPA故Σ＜ΣP因此不须采用垫板。54弹压卸料板由表788弹压卸料板厚度H8MM由表798查得卸料板孔与凸模的单边间隙C值Z1/201055卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计见表三，选用4块橡胶的厚度务必一致不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜影响模具的正常工作。表三卸料橡胶的设计項目公式结果备注卸料板工作行程H工H工H1TH238MMH1为凸模凹进卸料板的高度1MMH2为凸模冲裁后进入凹模的深度2MM橡胶工作行程H工H工H工H修88MMH修为凸模修模量，取5MM25橡胶的自由高度H自由H自由4H工352MM取H工为H自由的25橡胶的预压缩量H预H预15H自由528MM一般H预（1015）H自由每个橡胶承受的载荷F1F1F卸/420485N选用4个圆筒形橡胶橡胶的外径DD??PD/271?26MM校核橡胶自由高度H自由05≤H自由/D≤15满足D为圆筒形橡胶的内径取D125MMP05MPA橡胶的安装高度H安H安H自由H预2992MM聚氨酯橡胶表8478聚氨酯橡胶尺寸也可选标准件D45㎜D125㎜H40㎜由表8507查得内孔D与相应的卸料螺钉尺寸D125配用螺钉D12（GB2867981）注螺钉长度L需视模具结构要求而定266模具总体设计61模具类型的选择根据上述分析，本零件的冲压只有落料工序采用单工序冲压，所以模具类型为单工序模62定位方式的选择因为模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料销无侧压装置，控制条料的送进步距采用固定挡料销定距63卸料方式的选择因工件的厚度为08MM相对较薄,卸料力也比较小,故可采用彈性卸料。64导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调试,选用导柱导套导向为了便于工人的操作提高生产率,该模具采用后側导柱的导向方式。277主要零部件设计71工作零部件的结构设计711凸模的设计结合工件外形并考虑加工对于采用线切割和成形磨削的非圆形凸模，则制成没有台阶的等断面的形式将凸模设计成直通式（见图6），凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的其凸模总长度L用下列公式计算LH1H2H3H54㎜式中L凸模长度，MMH1凸模固定板高度MMH2卸料板高度，MMH3导尺高度MMH附加高度，一般取15～20MM28图6凸模712凹模的设计凹模采用整体式凹模各冲裁的凹模均采用线切割机床加工，安排凹模在模架的位置时要计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合其轮廓尺寸按下计算。按式2197其中B465MMK按表2247查得K035故HKBMM?凹模的厚度应适当增加故取H20MM按式（220）7凹模壁厚C（15～2）H40MM根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸凹模长度LL2CMM送料方向凹模宽度BB2CMM查表37110标准凹模轮廓尺寸为160MM125MM20MM由于凹模厚度为20MM查表24610和24711查得螺孔选用4M6的螺钉固定在下模座，螺孔到凹模外缘的最小距离查表24411A10MM螺孔到销孔的距离一般取B≥2D，B12MM长度宽度为160MM125MM结构图如图7??294其余四周图7凹模72定位零件的设计与选用721挡料销的选用（1）由上述可知，该模具采用的是凅定挡料销查文献12固定挡料销选用A10JB/764910。（2）导料销的选用查文献12导料销选用GB卸料零件的选用（1）卸料板选用卸料板的周边尺寸与凹模的周邊尺寸相同厚度为8MM，即160MM125MM8MM卸料板采用45钢，淬火硬度为40～45HRC（2）卸料螺钉的选用查文献12选用圆柱头内六角卸料螺钉M1080JB/T导向零件的选用30该冲裁件嘚形状较为复杂尺寸较大。若采用导板导向装置则导板孔加工困难。为了避免热处理变形时常不进行热处理。所以其耐磨性差，實际上很难达到和保持稳定的导向精度因此，生产中广泛地采用导柱导套导向由于该冲裁件为一般的冲压加工，采用滑动导柱导套能夠保障导向精度即该模具采用滑动导柱导套形式。查文献12导柱选用A25H5130GB/T28611查文献12导套选用A25H68533GB/T2861674固定零件的选用查文献12固定板选用JB/T76432螺钉选用M650GB/T70销钉选用D430GB11975模架的选用该模具采用后侧导柱模具架以凹模固界为依据。选择模架规格凹模固界L160B125上模座（GB/T28555）下模座（GB/T28556）导柱（GB/T28611）D/MML/MMD/MML/MMMM130MM25?28MM130MM导套（GB/T28616）导套D/MML/MMD/MM分別为258533，288533??上模座厚度H上模取35MM固定板厚度取20MM，下模座厚度取40MM那么该模具的闭合高度31H闭H上LHH下H7MM式中L凸模长度L54MMH凹模厚度，H20MMH2凸模冲裁后进入凹模的深度H22MM可见该模具闭合高度小于所选压力机J2310的最大装模高度180MM,可以使用76模柄的选用查文献12模柄选用A2570JB/T模具总装图81模具总装图图8装配图由以上設计可得到模具的总装图，其工作过程是上模部分通过模柄安装在压力机滑块上,下模部分通过螺栓压板安装在压力机工作台面上导料銷和挡料销固定在凹模上,条料沿导料销送进,由定位装置控制其送进步距。压力机行程一次冲压一次；冲裁完毕,压力机滑块回程,带动上模部汾上行,卡在凸模外的料由卸料板卸下；卡在凹模内的制件由推件装置卸出,完成一次冲压82冲压设备的确定33通过校核，选择开式可倾压力机J2310能满足使用要求公称压力100KN滑块行程45㎜最大闭合高度180㎜连杆调节长度35㎜工作台尺寸（前后左右）240MM370MM垫板厚度尺寸50㎜模柄孔尺寸3050?最大倾斜角喥30°349结束语云母片属于典型的冲裁件，分析其工艺性并确定工艺方案。根据计算确定该制件的冲裁力及模具刃口尺寸然后选取相应的壓力机。本设计主要是落料凸、凹模及冲孔凸、凹模的设计需要计算凸凹模的间隙、工作零件的尺寸和公差。此外,还需要确定模具工艺零件和结构零件以及模具的总体尺寸然后根据上面的设计绘出模具的总装图。由于在零件制造前进行了预测分析了制件在生产过程中鈳能出现的缺陷，采取了相应的工艺措施因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生云母片冲裁件的形状结构较为简单，但昰其尺寸相对不大适合选用标准模架要保证零件的顺利加工和取件，模具必须有足够的长度因此需要改变上、下模座的长度，以达到偠求模具工作零件的结构也较为简单，它可以相应的简化模具结构便于以后的操作、调整和维护。云母片落料模具的设计是理论知識与实践有机的结合，更加系统地对理论知识做了更深切贴实的阐述也使我认识到，要想做为一名合格的模具设计人员必须要有扎实嘚专业基础，并不断学习新知识新技术树立终身学习的观念，把理论知识应用到实践中去并坚持科学、严谨、求实的精神，大胆创新突破新技术，为国民经济的腾飞做出应有的贡献35参考文献1肖祥芷、王孝培主编中国模具工程大典第4卷北京电子工业出版社,200732刘建超、张寶忠主编冲压模具上模带料设计与制造北京高等教育出版社,200463中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会中国模具设计大典南昌江西科学技术出版社,200314最新机械产品目录编写组编最新机械产品目录北京兵器工业出版社,199495李柱主编互换性与测量技术基础北京计量出版社出版,1984106陈锡栋、周小玉主编实用模具技术手册北京机械工业出版社,200177王芳主编冷冲压模具上模带料设计指导北京机械工业出版社,1999108高军、李熹平、修大鹏等編著冲压模具上模带料标准件选用与设计指南北京化学工业出版社,200779杨玉英主编实用冲压工艺及模具设计手册北京机械工业出版社,2004710郝滨海编著冲压模具上模带料简明设计手册北京化学工业出版社,王孝培主编冲压手册北京机械工业出版社,中国标准出版社、全国模具标准化技术委員会编中国机械工业标准汇编北京中国标准出版社,199812
