模具类毕业设计

多孔冲孔模设计

目录

第一章冲压件工艺性分析 (1)

1.1 冲裁件的工艺性 (1)

1.2 冲裁过程分析 (3)

第二章计算冲压力 (6)

2.1 计算冲压力，卸料力和推件力 (6)

2.2 确定模具压力中心 (8)

第三章模具具体尺寸计算 (10)

3.1 模具的加工工艺过程 (10)

3. 2 计算凸凹模刃口尺寸 (14)

3.3 凸模和凹模的结构设计 (14)

3.4 模具总体设计及主要零部件设计 (17)

第四章冲压设备和模具的装配 (19)

4.1冲压设备的选择 (19)

4.2模具的装配 (20)

设计小结 (23)

参考文献 (24)

第一章冲压件工艺性分析

1.1 冲裁件的工艺性

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，即冲裁工艺的难易程度。良好的冲裁工艺性，是指在满足冲裁件使用要求的前提下，能以最简单、最经济的冲裁方式加工出来。因此，在编制冲压工艺规程和设计模具之前，应从工艺角度分析冲件设计得是否合理，是否符合冲裁的工艺要求。

冲裁件的工艺性主要包括冲裁件的结构、尺寸、精度、断面粗糙度、材料等几个方面。

（1）冲裁件的形状力求简单、规则，有利于材料的合理利用，以便节约材料，减少工序数目，提高模具寿命，降低冲裁件成本。

（2）冲裁件的内、外形转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。

（3）尽量避免冲裁件上出现过于窄长的凸出悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命和冲裁件质量。一般情况下，悬臂和凹槽的宽度b≥1.5t(t为料厚，当料厚t﹤1㎜时，按t=1㎜计算)；当冲件材料为黄铜、铝、软钢时，b≥1.2t;当冲件材料为高碳钢时，b≥2t。悬臂和凹槽的长度l≤5b。

（4）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小。冲孔的最小尺寸取决于材料性能、凸模强度和模具结构等因素。

（5）冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的制约，其值不应过小，一般要求c≥(1～1.5)t,c,≥(1.5～2)t。

（6）冲裁件的材料冲压所用的材料，不仅要满足使用要求，还应满足冲压工艺要求和后续加工要求。

冲压工艺对材料的基本要求有：

（1）对冲压成形性能的要求对于成形工序，为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形功能，即应有良好的抗破裂性、良好的贴模性和定形性。对于分离工序，则要求材料具有一定的塑性。

（2）对表面质量的要求材料的表面应光洁、平整，无缺陷损伤。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，制件的表面质量也好。

（3）对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家标准。因为一定

的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还将导致废品的出现。在校正弯曲、整形等工序中，有可能因厚度方向的正偏差过大而引起模具或压力机的损坏。

1．2冲裁过程分析

1.2.1冲裁是利用模板使板料产生相互分离的冲压工序。

1.2.2冲裁工序的种类很多，常用的有切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。但一般来说，冲裁主要是指落料和冲孔。从板料上沿封闭轮廓冲下所需形状的工件或工序件叫落料；从工序件上冲出所需形状的孔（冲去部分为废料）叫冲孔。例如冲制一平面垫圈，冲其外形的工序是落料，冲其内孔的工序是冲孔。

冲裁是冲压工艺中最基本的工序之一，它既可以直接冲出成品零件，又可为弯曲、拉深和成形等其它工序制备毛坯，因此在冲压加工中应用非常广泛。

1.2.3冲裁变形过程

了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，有利于控制冲件质量。在凸、凹模间隙正常，刃口锋利的情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段（1）弹性变形阶段凸模开始接触板料并下压时，凸模与凹模刃口周围的板料产生应力集中，使材料产生弹性压缩、弯曲、拉深等复杂的变形，板料约微挤入凹模洞口。此时，凸模下的材料约有弯曲，凹模上的材料则向上翘。间隙越大，弯曲和上翘越严重。随着凸模继续压入，直到材料内的应力达到弹性极限，弹性变形阶段结束。

（2）塑性变形阶段随着凸模继续压入，板料内的应力达到屈服点，板料与凸模和凹模的接触处产生塑性剪切变形。凸模切入板料，板料挤入凹模洞口。在板料剪切面的边缘由于弯曲、拉伸等作用形成塌角，同时由于塑性剪切变形，在切断面上形成一小段光亮且与板面垂直的断面，纤维组织产生更大的弯曲和拉伸变形。随着凸模的下压，应力不断加大，直到分离变形区的应力达到抗剪强度，塑性变形阶段结束。

（3）断裂分离阶段板料的应力达到抗剪强度后，凸模再向下压，则在板料与凸模、凹模的刃口接触处分别产生裂纹，随着凸模下压，裂纹逐渐扩大并向材料内延伸。当上、下裂纹重合时，板料便被分离。凸模再下压，将已分离的

材料克服摩擦阻力从板料中推出，完成冲裁过程。

由上述冲裁过程的分析可知，冲裁过程的变形是很复杂的。冲裁变形区为凸、凹模刃口连线的周围材料部分，其变形性质是以塑性剪切变形为主，还伴随有拉深、弯曲与横向挤压等变形。所以冲裁件及废料的平面常有翘曲现象。

（4）冲裁件断面特征在正常的冲裁工作条件下，由凸模刃口出发的剪裂缝与由凹模刃口出发的剪裂缝是重合的。

冲裁件的断面不很整齐，仅短短的一段光亮带式柱体。若不计弹性变形的影响，则板料孔的光亮柱体部分尺寸，近似等于凸模尺寸；落料的光柱体部分，近似等于凹模尺寸。对于板料孔，决定与轴类零件配合性质的是它的最小尺寸，即其光柱体部分尺寸；对于落料孔，决定于孔类零件配合性质的是它的最大尺寸，也是它的光柱体部分尺寸。

本论文进行多孔冲孔模设计，工件简图：如图1所示，生产批量：大批量材料：08钢，材料厚度：2㎜。

图1 工件简图

由工件简图可见，该工件的加工涉及到落料、拉深、冲孔三种工序内容。根据变形特点，对于带孔的拉深件，尤其是￠5㎜孔到直壁的距离较近，一般应先拉深后冲孔。因此，本例所设计的模具为在落料和拉深之后使用的冲孔模。

对于所冲小孔￠5㎜，查表得，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径为d≥t,t=2㎜,因而￠5㎜孔符合工艺要求。

对于孔心距35±0.1mm,查表得，一般精度模具可达到的两孔中心距离公差为±0.1mm，因而符合尺寸精度工艺要求。

由图可知，最小孔边距为：b≥3㎜,b1≥2㎜。而零件上各孔的孔边距均大于最小孔边距。以上各项分析，均符合冲裁工艺要求，故可采用多孔冲裁模进行加工。