毕业设计（论文）-接触片冲裁模设计.doc

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1、华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） I 接触片冲裁模设计 摘要 随着中国国民经济的高速发展，各相关行业对于模具的需求越来越高，要求也日益 提高。模具产品在日常生活中起着不可或缺的作用。 对冲压生产而言，单工位模具结构单一，生产效率低，而且零件不能过于复杂，否 则就需要多副单工位模具才能实现。本次以接触片为研究对象,工件的结构简单，适用于 单工位模具。本设计内容是从零件的工艺性分析开始，根据工艺要求来确定设计的大体 思路以及最佳工艺方案。确定该模具类型为冲孔模具，做工艺计算，计算出冲裁时的冲 压力,确定工件的压力中心,选择压力机和确定冲模的闭合高度。根据前面所计算出的内 容确定模具的凸、凹

2、模尺寸和形状，并进行强度校核。设计出导正销、橡胶、导柱、导 套和模柄等模具的主要零部件，并合理选择压力机，从而完成整个模具的设计工作。其 中一些零件是标准的零件，可以根据设计要求查表选配如：导柱、导套、模架、螺母、 销钉等，最终完成本次毕业设计。通过本课题研究，使我掌握了冲压模具设计的理论知 识。 关键词：冲压;冲孔模具;工位 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） II CONTACT PIECES CUTTING MOULD DESING Abstract Along with the China national economys high speed development, eac

3、h related profession are getting more and more regarding the mould design, the request also day by day enhances. For stamping production, a single mold structure were low, productivity and sheet metal parts cannot too complex, otherwise it will need more were a mold can realize the vice. This paper

4、is based on the Contact Pieces and the structure of work piece is simple, therefore it suit for single mold .If using the stamping production, can change these shortcomings. This design content analysis of technology from parts according to the technical requirement, to determine the general design

5、and desirable process scheme. Make sure the mold type for punching die, do process calculation, calculate the blunt pressure, unloading, pushing a force, determine the pressure center, choose mold and die closed press high, Again, the calculated according to the front of the content determination of

6、 dies. the convex, mold size and shape, and checking the strength. design guide pin, rubber, column, and modulus of main components and handle, and appropriate presses were selected as well complete the whole mold design work, some parts are standard parts, can according to the design requirements o

7、f selecting such as table, column, guide, formwork, nuts, pin, etc.Finally I complete this graduation project. Through this design, the basic theory of a mold design was gained. Keywords: Stamping; Punching Die; Location 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 目录 1 绪论 1 1.1 接触片冲压模具的课题研究背景.1 1.2 国内外发展概况.1 1.2.1 国内情况.1

8、1.2.2 国外情况.2 1.3 本文所研究的主要内容.2 2 零件的工艺分析 3 2.1 零件的工艺分析.3 2.1.1 收集并分析有关设计的原始资料.3 2.1.2 零件的工艺分析 3 2.2 搭边值的采用.4 2.3 条料的宽度及导料板之间距离的计算.4 2.4 材料利用率.5 3 模具总体结构设计 7 3.1 模具类型的选择.7 3.2 定位方式的选择.7 3.2.1 导正销.7 3.2.2 侧压装置 7 3.2.3 定距侧刃 8 3.2.4 挡料销 9 3.3 定位方式的选择.9 3.4 导向装置的选择.9 4 模具主要参数设计 .11 4.1 冲压力的计算11 4.1.1 冲孔力及

9、总压力计算11 4.1.2 降低冲裁力的方法 .11 4.2 压力中心的确定12 4.3 凸、凹模刃口尺寸计算12 4.3.1 凸、凹模刃口尺寸设计原则12 4.3.2 凸、凹模刃口尺寸计算 .13 5 模具主要零部件的设计 .15 5.1 结构分析15 5.1.1 凸模的设计与校核 .15 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 5.1.2 凹模的外形尺寸设计 .15 5.2 卸料部分的设计16 5.3 模架及其他零件设计16 5.3.1 上下模座的设计16 5.3.2 模柄的设计16 5.3.3 接触片冲孔模具闭合高度计算18 5.4 固定板的零件结构18 6 模具总装配图 .19 6.

10、1 冲模总装配图的内容要求及绘制要求19 6.1.1 冲模总装配图的内容要求及布置19 6.1.2 冲模总装图的绘制步骤20 6.2 模具总装配图20 7 冲压设备的选择 .22 8 模具主要零部件的仿真加工 .23 8.1 软件介绍23 8.2 凸模仿真24 8.3 凹模仿真26 结论 .29 参考文献 .30 附录 .31 致谢 .33 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 1 1 绪论 1.1 接触片冲压模具的课题研究背景 模具是现代化工业生产的重要工艺装备,是利用其特定形状去制造具有一定形状和尺 寸的制品的工具。 模具作为一种生产工具已经广泛的地应用于各行各业，其发展之快，需求量之

11、大， 是前所未有的。今天，在国民经济的各个工业部门都越来越多地依靠模具来进行生产加 工，模具已成为国民经济的基础工业，已成为当代工业的重要手段和工艺发展方向之一。 现代工业产品的品种和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术水平的 提高。成形加工的社会效益很高，是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于 模具材料、加工、外购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技术费 用，后者，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价 格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益。如电视机用模， 其模具费用仅为电视机产品价格的 1/30001

12、/5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批 量生产的每台电视机的成本中仅占极小的部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的 模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。所以本模具设计具有非常重要的现实意义。 1.2 国内外发展概况 近十多年来，我国对板料成型性能、成形极限图、曲面零件的翻边、弯曲回弹、盒 形件毛坯计算、冲压件工艺缺陷的分析等方面的研究均取得了较好的成绩。 1.2.1 国内情况 我国模具制造业的发展大致经历了以下几个阶段： （1）50 年代 手工业作坊时代。 （2）60 年代 通用机械时代，生产工具为车床、铣床、刨床、磨床等。 （3）70 年代 仿形机械时代，生产工具为仿形车床、仿形铣

13、床、仿形刨床等。 （4）80 年代 数控机械时代，生产工具为 NC 车床、NC 铣床、NC 电火花加工机床、 NC 电火花线切割机床等。 （5）90 年代 计算机数控机械及 CAD/CAM 应用时代，生产工具为 CNC 车床、 CNC 铣床、CNC 磨床等。 目前，我国的模具制造之研究单位和部分企业有比较先进的设备，但仍有一部分模 具制造仍存在专业化程度低、周期长、精度低、使用寿命短的弊病。这与产品更新换代、 冲压件品种日益增多而批量逐渐减少的发展趋势不相适应。我们必须加快模具加工设备 更新换代的步伐，促进模具技术的较快发展，使冲压件工艺及模具技术在实现我国现代 化和提高人民生活水平的过程中发

14、挥重大的作用。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 2 1.2.2 国外情况 工业先进的国家的冷冲压工艺和冲模技术相当发达，他们逐步把冷冲压生产过程用 智力型代替体力型，出现下列情况： （1）冷冲压加工全自动生产系统和模具柔性制造系统已投入应用 这种全自动生产系统包括：自动安装调模装置、材料自动选择与供给装置、材料导 向自动调节装置、送料近距自动调节装置、成品容器自动更换装置、误送料自动检出装 置及冲压件的加工数量达到预定数量后压力机自动停车装置等。 （2）模具的精度很高 先进国家目前模具可达到尺寸精度 35um，级进模步距精度 58um，凸、凹模及易 损件互换精度 22.5um。 （3

15、）国外已研制成冲压件用的新材料的化学成分、金相组织和机械工艺数值更好的 符合冲压性能的要求。 （4）模具寿命长 模具是比较昂贵的生产工具，所以寿命长短是至关重要的。国外硬质合金级进模冲 制芯片总寿命 3 亿次。慕尼黑盖斯乐公司生产的精冲模在 1000 次/分钟的情况下能冲 1000 万片薄片。 （5）模具制造设备不断更新 为了满足模具制造需要，机床制造厂必须给模具制造厂提供崭新的技术，提供高生 产率的机床品种。有的数控仿形铣床能把仿形和数控一体化，是复杂形状的模具加工变 得较容易。这种机床的仿形功能和数控功能进行自动转换，对复杂部分进行仿形，而对 简单部分进行数控，两者结合起来，可以组合各种曲

16、面。CNC 连续轨迹坐标磨床是高效 率加工精密模具的较理想设备，对复杂巅峰轮廓可以连续的磨削，当磨削冲模凸、凹模 时可得到间隙极为均匀，从而提高了模具寿命，对另一种类型的坐标磨床可以插磨模具 零件上的孔、圆弧及直边。此外，CNC 线切割机床和 CNC 内外圆磨床均在模具加工中发 挥了作用。 1.3 本文所研究的主要内容 本次需要加工的零件为接触片，所选用的模具为导柱式冲孔模具。本课题主要研究 的内容为：零件冲压工艺分析；冲孔模零件的设计与计算；冲裁件整形；模具安装与调 试，以及绘制装配图和零件图。 其中细分起来还有接触片零件冲压工艺性分析；确定冲压基本工序；排样方案的确 定；冲裁模具凸模和凹模

17、刃口尺寸计算；模具主要零件尺寸计算；冲压力的计算；压力 中心的计算；选择冲压设备；冲模的闭合高度；调整模具闭合高度；凸凹模的仿真等。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 3 2 零件的工艺分析 2.1 零件的工艺分析 2.1.1 收集并分析有关设计的原始资料 在冲压工艺设计之前，首先了解与设计任务有关的所有原始资料，在此基础上，经 过分析、研究、对比才能制定出合理的冲压工艺规程。制定冲压工艺规程必需的原始资 料包括： （1）冲压件的图纸和技术要求； （2）原材料的尺寸规格，力学性能、工艺性能和供应情况。 （3）生产批量； （4）冲压设备的型号、规格、主要技术参数及使用说明书等； （5）模

18、具制造条件及技术水平； （6）有关技术要求、设计手册等技术资料。 2.1.2 零件的工艺分析 制件如图 2-1 所示，材料为 10 号钢，厚度 2.2mm，未标弯曲半径为 3mm,制件尺 寸精度为 IT14 级，为大批量生产。通过观察本次冲裁件可知，零件形状简单，工序数 目少，操作方便，没有尖锐的清角，无细长的悬臂和狭槽，所以满足工艺要求。 零件图中的孔没有标注位置精度，粗糙度也没有要求，设计时一般按 IT14 级取公 差。产品生产为大批量生产，为了保证加工的经济性，应保证材料的利用率，降低生 产成本。 图 2-1 接触片 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 4 根据制件的材料，厚度，形

19、状尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，从以下 几点进行分析： (1) 这里是大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命。 (2) 冲孔零件的质量主要靠冲模来保障，操作简单，便于组织生产。 2.2 搭边值的采用 排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿 条料的定位误差，保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。搭边值的 大小与下列因素有关。 (1) 材料的力学性能。 (2) 工件的形状尺寸。 (3) 材料的厚度。 (4) 手工送料、有测压装置的模具，搭边值要小一些。 搭边值的常用选择方法依据条料的厚度，本次设计所需条料的厚度，查参mm

20、t2 . 2 考文献18，表 2-1 得搭边尺寸，.mma3mma5 . 2 1 2.3 条料的宽度及导料板之间距离的计算 条料宽度： （2- Z)2aD(B 1） 式中：B条料宽度的基本尺寸（mm）； D垂直送料方向的零件尺寸（mm）； a侧搭边值（mm）； 条料宽度公差； Z条料与导料板的间隙（mm）； 查参考文献18表 2-2，当时，mmt2 . 29 . 04 . 0Z 所以 （2-mmB 8 . 08 . 08 . 0 4 . 126)4 . 032120( 2） 导尺间距离 （2-mmZBA 8 . 1264 . 0 4 . 126 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 5 3

21、） 2.4 材料利用率 采用直对排的排样方式：排样一如下图所示 图 2-2 排样方式一 材料利用率公式： （2-%100 BL na 4） 式子： 材料利用率； 制件的面积；A 制件的数量；n 条料的长度；L 取个40n 条料的长度mmaaL25.120239102045202 11 条料规格为2.5126.41202.25 （2-% 5 . 72%100 5 . 1265 .1202 )74104445(40 %100 BL na 5） 采用直对排的排列方式：排样二如下图所示 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 6 图 2-3 排样方式二 取个mmB5 .126402020n 条料长度

22、 mmbbL 5 . 19023945402 条料规格 5 . 2 5 . 126 5 . 1902 （2-%8.45%100 5.1265.1902 )74104445(40 %100 BL na 6） 通过对比两种排样图的排列方式，可以明显看出第一种直对排的排列方式的材料利 用率高于第二种，所以本次设计采用第一种直对排的排列方式。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 7 3 模具总体结构设计 3.1 模具类型的选择 （1）依工作性质分类：有落料模、冲孔模、切边模、切断模、剖切模、整修模、精 冲模等。 （2）依工序组合程度分类：有单工序模和多工序模，多工序模又分为连续模、复合 模和传递

23、模等。 （3）依产品加工方法分类：，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形 模具和压缩模具等五大类。 3.2 定位方式的选择 3.2.1 导正销 导正销通常用于级进模中，装配在第二工位以后的凸模上。冲压时与其他定距元件 相配合，插入前工位已冲好的孔中进行精确定位。如下图所示，为导正销的型式及使用 情况。导正销的头部分直线与圆弧两部分，直线部分 h 不宜太大，一般取。th15 . 0 导正销与导正销孔之间有的间隙，设计时取间隙值要视其零件精度而定。mm20 . 0 04 . 0 3.2.2 侧压装置 条料送进时，其与导料板之间存在间隙，测压装置的作用就是避免送料时条料在导 料板中摆动，下

24、图所示（a）中采用弹簧片测压，侧压力小，压力不可调整，适用于小条 料和小于 1mm 的薄料测压；（b）中所示侧压板压力较大，压力可调，适用于宽、厚条 料；（c）中的侧压力较大且均匀，其结构复杂，一般适用于进料口；（d）中的测压装置 受条料宽度误差影响，能保证中心位置不变，常用于无废料排样上，但结构较复杂 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 8 图 3-1 测压装置图 3.2.3 定距侧刃 侧刃以切去条料旁侧少量材料，得到一定位缺口，用此达到挡料目的。采用定距侧 刃浪费材料，一般用于某些少、无废料排样以及冲制进料距小于 6-8mm 的窄长制件。级 进模冲裁厚度较薄试样时，经常适用定距侧刃。

25、 下图所示为定距侧刃的型式， （a）为矩形侧刃，制造方便，当侧刃尖角磨钝后，条料 的边缘出并出现毛刺，从而影响送料，出现定位误差；（b）为成型侧刃的两端做成凸模， 此时条料边缘处出现毛刺时不影响送料，但制造复杂；（c）为尖角侧刃，每一进距需要 把条料往后拉，以后端定位，其特点是不浪费材料，但操作不便。该定位方式，不适用 于大批量生产的零件。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 9 图 3-2 定距侧刃 3.2.4 挡料销 挡料件作用是给予条料或带料送料时以确定的送进距离。其主要作用包括固定挡料 销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销。 3.3 定位方式的选择 由于本次模具设计所用的板料比

26、较薄，批量比较大，为了准确定位，我决定选用定 位板为本次的定位元件。 3.4 导向装置的选择 导向装置用于冲裁模上、下模之间的定位连接和运动导向。导向零件可以消除压力 机滑块运动误差对模具运动精度的影响，保证凸、凹模具间隙分布均匀，同时便于模具 安装和调整，因而提高了模具的使用寿命和冲裁件的精度。因此，在实际生产中设计大 批量生产的冲裁件的冲模时，一般采用导向装置，以保证上、下模具的精确导向。 常用的导向装置有导板式和导柱导套式。 1.导板式 导板式模具主要由凸模与导板孔的配合间隙决定精确导向，导板孔加工时异形孔来 说，加工精度难以保证，且热处理易变性。为了避免变形，往往不进行热处理，这样耐

27、磨性较差，一般对于大批量生产的模具不宜采用。 2 导柱导套式 圆柱形导柱、导套加工容易，装配简单，滑动导向刚度大，精度高，稳定性好，是 冷冲压模具应用最广泛的导向装置。每副冲模使用导柱、导套两副，大型冲模或冲裁件 精度特别高的冲模也用四副或六副。两副导柱、导套在设置时一般分为后侧、对角线两 种，为防止上、下模误装，其直径应有差别。 综上所述，本次设计批量大，所以我决定采用导柱导套式导向装置，其配合精度为 H6/h5.为了避免因调整不当而使压力机滑块与导柱相撞，在模具闭合状态下应使得导柱长 度符合以下条件：上模座的上平面与导柱上端面的距离应大于 10-15mm,下模座的下平面 与导柱下端面的距离

28、应大于 2-3mm,.导套上端面与上模座的上平面的距离应大于 3mm，用 以排气和出油。导柱、导套设计如下图所示： 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 10 图 3-3 导柱、导套零件图设计 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 11 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 11 4 模具主要参数设计 4.1 冲压力的计算 4.1.1 冲孔力及总压力计算 (1) 落料力 （4-KNLtF b 12.2123002.24.321 1 1） (2) 冲孔力 （4-KNLtF b 91.533002 . 268.81 2 2） (3) 落料时的卸料力 （4- 1 FKF 卸卸 3） 查参

29、考文献18表 4-1 取=0.03，故 卸 K KNFKF6.362.12123.00 1 卸卸 选择冲床时的总压力为 （4-KNFFFF8.7277 21 落总 4） 4.1.2 降低冲裁力的方法 降低冲裁力的措施： 冲裁高强度材料或厚料和外形尺寸大的工件时，需要的冲裁力较大。超过了所选设 备的公称压力，必须设法降低冲裁力。 1.加热冲裁 材料在加热状态下剪切强度大大降低，因而可以降低冲裁力。但材料加热后会产生 氧化皮，还会产生变形，故此法只适用于厚板或工件表面质量及尺寸精度要求不高的工 件， 2.阶梯布置凸模冲裁 在多凸模的冲裁中，将凸模做成不同的长度，呈阶梯布置，可使各个凸模冲裁力的 最

30、大值不同时出现，从而降低了总的冲裁力。凸模间的高度差按材料厚度确定如下。 , ;, mmt3th mmt3th5 . 0 采用阶梯布置凸模时，应尽可能对称布置，同时应把小凸模做的短一些，大凸模做 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 12 的长一些，这样可以避免小凸模由于材料流动的侧压力而产生倾斜折断的现象。 3.斜刃口冲裁 平刃口冲裁时，整个刃口平面同时接触板料， ，而斜刃口接触时，由于刃口是倾斜的， 冲裁时刃口不是同时切入，而是逐步冲切材料，这样相当于减小了冲切断面面积，因而 能降低冲裁力。 设计斜刃时，应注意使斜刃对称，否则会产生侧向力使凸模偏斜，损坏刃口。单边 斜刃冲裁只适用于切口

31、折弯，冲裁复杂轮廓时，不宜设计成斜刀。 4.2 压力中心的确定 按比例画出零件形状选定坐标系。如图所示。因零件左右对称，即。故需xoy0 c X 要计算，将工件冲裁周边分成， ， ，基本线段，计算出各个段长度Yc 1 l 2 l 3 l 4 l 5 l 6 l 即各段的重心位置。 图 4-1 压力中心分析 mml45 1 mmy0 1 mml88 2 mmy22 2 mml25 3 mmy44 3 mml132 4 mmy77 4 mml 4 . 31 5 mmy37.116 5 mml68.81 6 mmy22 6 （4-mm llllll ylylylylylyl Yc27.46 6543

32、21 665544332211 5） 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 13 4.3 凸、凹模刃口尺寸计算 4.3.1 凸、凹模刃口尺寸设计原则 因落料件的尺寸等于凹模尺寸，而冲孔件尺寸等于凸模尺寸，因此，计算模具刃口 尺寸时，应按落料和冲孔两种情况分别处理。 1.设计落料模时，由于落料尺寸等于凹模刃口公称尺寸，故应先确定凹模尺寸，间隙 取在凸模。考虑到冲裁中模具的磨损，凹模尺寸越磨损越大，因此，凹模刃口的基本尺 寸应取工件尺寸公差范围的较小尺寸，以保证磨损到一定程度时仍能冲制出合格的零件。 凸、凹模具之间的间隙取最小合理间隙，以便保证模具磨损到一定程度时，间隙仍然在 合理间隙范围内。

33、 2.设计冲孔模时，因工件的尺寸等于凸模公称尺寸，故应先确定凸模尺寸，间隙取在 凹模上，考虑冲裁过程中模具的磨损，凸模刃口尺寸越磨越小，因此凸模刃口的基本尺 寸应取工件公差范围的较大尺寸，以保证凸模磨损到一定程度时，仍可使用；凸、凹模 之间的间隙取最小合理间隙值。 3.凸模和凹模的制造公差，主要与冲裁件的精度和形状有关。一般比冲裁件的精度高 2-3 级，如果对刃口的精度要求过高，势必增加模具制造的成本和难度，生产周期长。如 果对刃口精度要求低，冲制的零件不合格。如零件仅为名义尺寸，及未标注公差，对非 圆形件按国家标准非配合尺寸的公差数值IT14 处理，而冲模制造公差可按 IT11 级选 取；对

34、于圆形件，一般可按 IT6-IT7 精度制造模具。 4.3.2 凸、凹模刃口尺寸计算 设工件孔的尺寸为，根据冲裁模刃口尺寸计算原则，冲孔应先确定凸模刃口尺寸 d 间隙取在凹模上。计算公式为 （冲孔凸模刃口尺寸） （4- p ddp )( 6） （冲孔凹模刃口尺寸） （4- d Zdd pd )( min 7） 式中 工件的制造误差，mm； d-工件孔的基本尺寸，mm； 磨损系数，与制造精度有关，查参考文献表 4-2，确定冲孔的磨损系数为X 0.5. 查参考文献18表 4-3，当基本尺寸为时，。2602.0 p 025 . 0 d 当凸、凹模分开加工时，应满足 minmax ZZ dp 华北电力

35、大学科技学院本科毕业设计（论文） 14 式中 -最小合理间隙 min Z max Z-最大合理间隙 ，满足条件35 . 0 4 . 0025 . 0 02 . 0 查冷冲压模具设计 ，表 2.1.2 可得=0.35，=0.4 min Z max Z 孔的尺寸为，所以 24 . 0 0 26d （4- 02.002.0 12.26)24.05.026()( p ddp 8） （4- 025.0025.0 min 47.26)35.012.26()( d Zdd pd 9） 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 15 5 模具主要零部件的设计 5.1 结构分析 5.1.1 凸模的设计与校核 （

36、1）凸模的结构形式及固定方法 由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件也不同，所以在 实际生产中使用的凸模结构形式很多，其截面有圆形和非圆形，刃口有平刃和斜刃，结 构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等；固定方法有抬肩固定、铆接、螺 钉和销钉固定。 本次设计决定采用圆形凸模，固定方式为台阶式固定。因为此方法的凸模刚性较好， 装配修磨方便，其工作部分的尺寸由计算而得，与凸模固定板部分按过度配合 H7/m6， 最大直径的作用是形成台阶，以便固定保证工作时凸模不被拉出。 （2）凸模的长度计算 （5-1002-6735-YHHL tt自 1） 式中 -凸模的长度，mm t L

37、 -凸模固定板的厚度，mm t H -卸料橡胶的自由高度，mm 自 H 为了可靠卸料，在橡胶高度上所加的量，mm，取 2mmY (3)校核 凸模比较长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险截面尺寸和自由高 0 02 . 0 12.26 度是否满足强度要求，即 按式： （5-mm nKt d2 1400 05 . 0 313002 . 24 )1 (4 min ）（ 压 推 2） 凸模的直径,故满足强度要求。mm212.26 5.1.2 凹模的外形尺寸设计 （1）凹模孔口的设计 接触片冲裁模通常选用直刃壁孔口凹模。 （2）凹模孔口高度 h。其孔口高度不宜过大，一般可按材料厚度 t 选择。由于本次

38、 设计接触片的板厚为 2.2mm，故 h 可以取 10mm 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 16 （3）凹模外形结构的设计 一般圆形刃口凹模外形也为圆形 （4）凹模外形尺寸的计算 （5-mmPHa3078.2771 . 01 . 0 33 3） 式中 -凹模的厚度 a H -冲裁力，一般取总压力。在这里取大孔的冲裁力、卸料力、推P 总 P 件力的总和，根据前面计算可知KNP78.277 总 5.2 卸料部分的设计 卸料装置是用于将条料、废料从凸模上卸下的装置，一般分为刚性和弹性两种。刚 性卸料板固定在凹模上，卸料力大，但无压料作用，多用于厚冲裁，凸模与卸料板单面 0.2-0.5mm

39、的间隙。弹性卸料板是利用弹簧或橡皮的弹压力进行卸料，另外还对毛坯有压 料作用，适用于薄料冲裁，及卸料板形孔与凸模的单面间隙一般为 0.05-0.1mm，刚弹性 相结合的卸料装置，用于卸料力要求较大，且又要求较大，且又要求卸料板与凹模有较 大空间位置的模具结构， 本次设计未采用卸料装置，由于工件尺寸超出下模座的宽度，为了方便卸料，我决 定采用手动卸料的方式，可以采用一个长棒敲击工件从而达到卸料的效果。此方法简单 可靠。 5.3 模架及其他零件设计 5.3.1 上下模座的设计 上模座 L(mm)/B(mm)/H(mm)=30237294 下模座 L(mm)/B(mm)/H(mm)=40237294

40、 5.3.2 模柄的设计 模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。在安装模具时应注意模柄直径与压力 机模柄直径相一致。模柄的形式采用压入式模柄结构，如图所示。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 17 图 5-1 压入式模柄结构 1-上模板；2-模柄；3 防转销；4-螺钉；5-销钉 此模柄与上模座得连接，采用过渡配合（H7/m6） 。冲模的工作端为非圆形，需在模 柄与上模座得骑缝处加防转销。模柄设计如下图所示。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 18 图 5-2 模柄零件图 5.3.3 接触片冲孔模具闭合高度计算 闭合高度为： （5-mmhLHHHH taxs 199110030

41、3040 1 模 4） 式中 -上模板厚度，mm s H x H -下模板厚度，mm -凹模的厚度，mm a H -凸模的长度，mm t L -凸模进入凹模的深度，mm,这里取 1mm。 1 h 5.4 固定板的零件结构 固定板零件的尺寸及形状如下图所示。 图 5-3 固定板零件图 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 19 6 模具总装配图 6.1 冲模总装配图的内容要求及绘制要求 6.1.1 冲模总装配图的内容要求及布置 冲模总装配图是拆绘模具零件图的依据，应清楚的表达各零件之间的装配关系以及 固定连接方式。冲模总装图尽量用 1：1 比例，这样直观性好。冲模总装图应严格按照制 图标准绘

42、制。 冲模总装图一般包括以下内容 （1）主视图。主视图是冲模总装图的主体部分，必不可少，应画成上、下模闭合状 态的全剖试图。剖视图的画法一般应按 GB 4485.1-84 规定执行，在冲模图中为了减少局 部剖视图，在不影响剖视图表达效果的情况下，可将剖面以外的部分旋转或平移到剖视 图上，像螺钉、圆柱销、推杆等常用此法表示。同一规格和尺寸的内六角螺钉和圆柱销、 在剖视图中各画一个，各引一个件号。当剖视图位置小时，螺钉和圆柱销可以各画一个， 各引一个件号。主视图中应标注模具闭合高度尺寸，并用涂黑的方式绘出工件和毛坯的 断面。 （2）俯视图。下模俯视图是在假设去掉上模部分后画出的投影图，同样必不可少

43、。 下模俯视图可以明确表达模具各个零件的平面布置、毛坯在模具中的定位方式以及凸模 和凹模孔的分布位置。在俯视图应以双画线的形式绘出排样图。上模俯视图是假设将下 模去掉以后画出的投影图，主要表达上模座上各螺钉孔、销钉孔的位置，便于模具装配 时螺钉、销钉孔的加工，通常在简单的模具中可以省略不画。 （3）侧视图或局部视图。一般情况下，主视图和俯视图就能表达清楚模具的结构， 但对于有复杂结构的模具或局部结构复杂而又难以表达的模具，需要侧视图或局部视图。 （4）工件图和排样图。工件图是经本副模具冲压后所得到的冲压件图形，一般画在 总图的右上角。若图画位置不够，或工件较大时，可另立一页。工件图应按比例画出

44、， 一般与模具图的比例一致，特殊情况可以缩小或放大。工件图的方向应与冲压方向一致。 （5）标题栏和明细栏。标题栏和明细栏一般放在视图的右下角。若图画位置不够时， 可以另立一页。 （6）技术要求。技术要求中一般只简单注明本模具在使用、装配中的要求和应注意 的事项，例如应保证凸模、凹模周边间隙均匀，模具标记及相关工具等。模架的技术要 求，可按 GB2854-81冷冲压模架技术条件中的规定进行。当模具有特殊要求时，应详 细注明有关内容 应当指出，模具总装图中的内容并非是一成不变的，在实际设计中可根据情况做出 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 20 相应的增减。 6.1.2 冲模总装图的绘制步

45、骤 绘制冲模总装图时，一般可先按比例勾画出总装草图，经仔细检查认为无误后，再 对草图进行加深，成为正规总装图。绘画步骤一般如下： （1）在图纸的适当位置绘制出工件的主、俯视图。 （2）绘制工作零件。 （3）绘制定位零件。 （4）绘制卸料、推件、顶件零件。 （5）绘制固定板、垫板、上下模座等其他零件。 （6）绘制侧视图、局部视图等。 （7）在图纸的右上角绘制工件图、排样图；在图纸的右下角绘制标题栏和明细栏； 在明细表的上方或左边写出技术要求。 （8）标注必要的尺寸。 模具总装配图中通常只需注出模具的闭合高度以及模具的总长及总宽。主、俯视图 的绘制最好同时对应进行，这样有利于零件的协调。 6.2

46、模具总装配图 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 21 图 6-1 冲孔模具装配图主、俯图 1下模座；2，5螺钉；3凹模；4凸模；6模柄；7上模座；8凸模固定板；9导套；10 导柱；11橡胶；12凹模固定板；13固料板 工作原理：图中所示零件 3 为固料板，工件被安放在其中的卡槽内可以得到精确地 定位，凸模 4 在下降过程中在板料上冲出一个空，在橡胶的作用下凸模以及上模座被抬 起，工件被留在卡槽内，工件的尺寸超出下模座的，这样可以通过铁锤敲击的方式完成 卸料，工作过程简单。 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 22 7 冲压设备的选择 选用开式双柱可倾压力机 J23-40 工作台尺

47、寸（前后左右）：460mm700mm 公称压力：400KN 滑块行程：100mm 最大闭合高度：330mm 连杆调节量：65mm 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 23 8 模具主要零部件的仿真加工 8.1 软件介绍 ProE 是美国 PTC 公司开发推出的参数化特征造型技术的 CADCAMCAE 集成 化软件，该软件具有零件设计、模具开发、NC 加工和工程分析等多种功能。它主要应用 于工业设计、机械、仿真、制造、和数据管理、汽车、航天航空等行业中。 Pro/ENGINEER 软件是 CAD/CAM/CAE 系统解决方案。在目前的三维造型软件领域中占 有十分重要的地位，其强大的三维处理

48、功能、先进的设计理念和简单实用的操作受到许 多设计者推崇，并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和 推广，是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。 Pro/E 第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性 问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有 的模块。Pro/E 的基于特征方式能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。 它不但可以应用于工作站，而且也可以应用在单机上。 Pro/E 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、 加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。 1）参数化设计和特征功能：Pro/ENGINEER 是采用参数化设计的、基于特征的石头 模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、 倒角及圆角，你可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了 在设计上从未有过的简易和灵活。 2）单一数据库：Pro/ENGINEER 是建立在统一基层上的数据库上的，它不像一些传 统的 CAD