毕业设计（论文）
院(系)、部： 机电工程学院
题 目：带槽三角形固定板冲圆孔、冲槽、落料连续模设计
学生姓名：
指导教师： 职称
专 业： 机械设计制造及其自动化
班 级：
学 号：
湖南科技大学
毕业设计（论文）任务书
机电工程学 院 机械系（教研室） 系（教研室）主任:
（签名）
年 月 日 学生姓名: 郭亮 学号: 20031B1242 专业: 机械设计及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 带槽三角形固定板冲圆孔、冲槽、落料连续模 2 学生设计（论文）时间： 自 月 日开始至 月 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：《冷冲压工艺及模具设计》，《冲模设计应用实例》，《冲压工艺学》，《冲模设计手册》，《冷冲压技术问答》，《冲压工艺与模具设计》，《模具设计与制造简明手册》，《冲压工艺及模具设计》等等。 4 设计（论文）完成的主要内容：
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：1根据总体设计方案,绘制出落料模具总图一张；2绘制模具零件图若干张；4科技译文；
7编写毕业设计说明书一套。 6 发题时间： 年 月 日
指导教师： （签名）
学 生： （签名）
湖南科技大学
毕业设计（论文）进度表
毕业设计（论文）题目：带槽三角形固定板拖冲圆孔、冲槽、落料连续模设计 起止时间： 学生： （签名） 指导教师： （签名） 系（教研室）主任： （签名）
时 间 工 作 内 容 备 注 第 1 周至第 3 周
（ 3月 28日至4 月 16 日） 查找资料，进行设计的前期准备工作 第 3 周至第4 周
（ 4月 17 日至 4月 25日） 去学校图书馆借有关落料模具方面的专业书籍 第 5 周至第 8 周
（ 4 月 26日至5 月 16日） 这段期间进行具体的毕业设计 第 9 周至第 11 周
（ 5 月17 日至 5 月 30日） 编写设计说明及毕业论文 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日） 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日） 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日） 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日） 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日） 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日） 第 周至第 周
（ 月 日至 月 日）
注：此表一式两份：一份存学院，一份发给学生。
毕业设计（论文）指导人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]
指导人： （签名）
年 月 日
指导人评定成绩：
毕业设计（论文）评阅人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]
评阅人： （签名）
年 月 日
评阅人评定成绩：
毕业设计（论文）答辩委员会记录
日期：
学生： 学号： 班级：
题目：
提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：
1 设计（论文）说明书 共 页
2 设计（论文）图 纸 共 页
3 指导人、评阅人评语 共 页
毕业设计（论文）答辩委员会评语：
[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]
毕业设计（论文）答辩委员会主任： （签名）
委员： （签名）
（签名）
（签名）
（签名）
答辩成绩：
总评成绩：
目录
湖南科技大学 3
湖南科技大学 4
湖南科技大学 毕业设计（论文）评阅人评语 5
湖南科技大学 6
1 前言 9
1.1 冷冲压术的发展趋势 9
1.1.1 冷冲压设备自动化 9
1.1.2 高速化复合化相结合，提高加工效率 9
1.2 模具技术发展的几个特点 10
1.2.1 充分运用IT技术发展 10
1.2.2 缩短金属成型模具的试模时间 10
1.2.3 车身制造中的级进冲模发展迅速 10
1.3 我国锻压工业的现状及发展对策 11
2 零件工艺性分析 11
2.1 冲裁工艺性 11
2.1.1 结构与尺寸 11
2.1.2 精度 12
2.1.3 材料 12
3 确定冲裁工艺方案 12
3.1 工序性质与数量的确定 13
3.2 工序顺序的确定 13
3.3 工序组合方式的确定 13
4 确定模具总体结构方案 13
4.1 模具类型 13
4.2 操作与定位方式 13
4.3 卸料方式与出件方式 13
4.4 模架类型及精度 13
5 工艺与设计计算 14
5.1 排样设计与计算 14
5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机 15
5.2.1 计算工艺力 15
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 17
6 设计选用模具零部件、绘制模具总装草图 19
6.1 确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸 19
6.1.1 凹模设计 19
6.1.2 凸模设计 20
6.2 设计选用定位零件 20
6.3 卸料与出件装置 23
6.3.1 固定卸料装置 23
6.4 模架及零件 23
6.4.1 模架 23
6.4.2 其它支承与固定零件 25
6.4.3 紧固件：螺钉与销钉的选用 27
7 确定冲压设备 29
8 模具的装配 30
8.2 凸、凹模间隙的调整 31
9 重要零件的加工工艺过程编制 31
10 结 论 34
11 致 谢 35
12 参考文献 37
1 前言
21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。1.1 冷冲压术的发展趋势
美国、德国、日本的汽车工业如此发达，得益于其冷冲压技术及装备的领先地位。当前的世界冷冲压技术及装备向以下几个方面发展1.1.1 冷冲压设备自动化
根据不同种类的加工环境和条件，国外逐步发展了两大类汽车车身自动化冲压生产线。 单机联线自动化 配置为5-6台压力机，配备拆垛、上下料机械手，穿梭翻转装备和码垛装置，全线总长约60米，安全性高，冲压质量好。由于工件传送距离长，工件的上下料换向和双动拉伸必须用工件翻转装备。这种单机联线自动化冲压技术的生产节拍最高为6-9次/分，设备维修工件量大。 大型多工位压力机 八十年代中期，国外冲压技术发展到大型三坐标多工位压力机自动化连续冲压，由拆垛机，大型压力机，三坐标工件传送系统和码垛工位组成，生产节拍可达16-25次/分。其主要特点是：生产效率高，是手工送料流水线的4-5倍，是单机联线自动生产线的2-3倍；全自动化、智能化，整个多工位压力机系统只需2-3人进行监控，当模具更换时，只需输入要换模具的编号，其余工作自动完成，整个换模时间只需5分钟，换模的同时对多工位压力机运行特征作智能化调整；特别是配有电子三坐标送料多工位的压力机，可以根据模具随意调节运动路径和时间，不仅能冲压大型覆盖件，而且能冲压小型零件。当冲压小型零件时，送料距减短，节拍提高，通过合理的模具布置，可一次冲压2-3零件，具有充分的自由度，柔性极强。电子多工位送料压力机的优点是生产率高，工件处理最优化，工件转换迅速，维修量低，诊断性能好，成本低，与现有压力机的适应性强，售后服务远程通讯好。美国的多工位压力机基本都采用了电子伺服三坐标送料。1.1.2 高速化复合化相结合，提高加工效率
提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。 将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工1.2 模具技术发展的几个特点模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。模具的发展方向为充分运用IT技术发展模具设计、制造用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。外形车身和发动机是汽车两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为汽车换型的主要制约因素。目前世界上汽车的改型换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现异地设计和异地制造。虚拟制造等IT技术的应用，将推动模具工业的发展1.2.2 缩短金属成型模具的试模时间
主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在生产型机械压力机上的模具试验时间可减少80%，具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能1.2.3 车身制造中的级进冲模发展迅速在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术。近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件，加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工1.3 我国锻压工业的现状及发展对策目前我国主要汽车生产厂，约有90%的冲压线采用一台双动拉伸压力机（或多连杆单动拉伸压力机）和4-6台单动压力机组成冲压流水线，手工上下料完成大型覆盖件的冲压生产，生产效率低，生产节拍最高只有3-5次/分；人身安全和工件环境差；在手工上下料和传送工件过程中，易造成工件划伤等缺陷，冲压制件质量差；整条冲压线长60米左右，约需20-24名操作工人，占地面积大，人工成本高，冲压件制造成本比国外高2-3倍，是我国汽车工业严重缺乏市场竞争力的重要因素之一。我国有90%的冲压线采用人工上下料，另有10%的冲压线实现了单机联线自动化，生产节拍最高为6-8次/分，而代表当今冲压技术国际水平的大型多工位压力机，在我国汽车工业中的应用仍是空白。这也是我国冲压行业与西方发达国家的主要差距所在，在很大程度上制约了我国汽车工业的发展。 随着我国工业技术水平的发展，特别是以轿车为代表的汽车工业快速发展，带动汽车零件的产量和质量不断提高。但必须清醒地认识到，中国与国际先进水平仍有很大差距，而且随着加入WTO，国际大汽车公司必然严重冲击中国汽车工业，国内同行之间的竞争也将日趋激烈。中国汽车工业的发展，离不开装备工业的大力支撑，锻压设备制造业必须满足汽车工业大批量生产的要求，向自动化、高效率方向发展。
图1.1 工件图
2.1.3 材料
t=2mm, Q235,退火状太下抗剪强度τ（310～380）,σb(380～470) , δ10=(21～25)% ，σs=240.此材料具有较好的冲裁加工性。
根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以进行冲裁加工.
3 确定冲裁工艺方案
在工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点和要求确定合理的冲裁工方案。
3.1 工序性质与数量的确定
对与一般的冲裁件，通常外形采用落料，内形采用冲孔。且冲件上孔的数量不是很多，可以采用一次冲孔和一次落料工序。
3.2 工序顺序的确定
一般先冲孔，最后落料。
3.3 工序组合方式的确定
该零件包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁工艺方案有单工序模 复合模和级进模三种。由于零件属于大批量生产，因此采用单工序冲裁效率太低，且不方便操作。若采用复合冲裁，虽然冲出的零件精度和平直度较好，生产效率也高，但因零件的孔边距太小模具强度不能得到保证。采用级进模生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。
根据以上分析，该零件采用级进冲裁工艺方案
4 确定模具总体结构方案
在冲裁工艺方案确定以后，根据冲裁件的形状特点，精度要求，生产批量，模具制造条件，操作与安全，以及利用现有设备的可能，确定每道冲裁工序所用冲模的总体结构方案。确定模具总体结构方案，就是对模具作出通盘的考虑和总体结构上的安排，它既是模具零部件设计与选用的基础，又是绘制模具总装图的必要准备，因而也是模具设计的关键，必须十分重视。
其结构方案的确定包括以下内容：
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。
4.2 操作与定位方式
零件为大批大量生产，可以采用手工送料式，考虑到零件尺寸较大，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，自动挡料销粗定位与导正销精确定位的方式。为了减少料头和料尾的材料消耗提高材料利用率采用始用挡料销。
4.3 卸料方式与出件方式
考虑零件较厚，采用刚性卸料方式。为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
4.4 模架类型及精度
为了保证模具滑动平稳，导向准确可靠，横向送料连续又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑到零件的精度不是很好，但冲裁间隙较小。因此采用Ⅰ级精度。
5 工艺与设计计算
在冲裁工艺与模具结构方案确定以后，为了进一步设计模具零件的具体结构，应进行以下有关工艺与设计方面的计算：
5.1 排样设计与计算
根据冲裁件形状特征，质量要求，模具类型与结构方案，材料利用率等方面因素进行冲裁件的排样设计。鉴于生产批量大重点考虑节省材料，提高材料利用率排样方式显得尤为重要。该零件材料厚度较大，尺寸大，近似三角形，因此可采用对头直排的排样方式。如图4.1.1所示：
图4.1.1 排样图
但凸模和凹模都要制成两套，从而增加了模具成本，所以设计成隔位冲压，条料完成冲压后，将条料水平方向旋转180°，再冲裁第二遍。在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件
考虑到零件的结构，采用有废料，有搭边对头直排。
工位： Ⅰ 冲3×Φ11孔，带Φ20半圆的20mm×40mm槽，
Ⅱ 落料
搭边值的确定：查表2-10 2-11 2-13得：a1=2.5mm a=3.5mm Δ＝1mm
条料宽度为：
B－Δ=(D+2a+Δ)
=(128+2×3.5+1) =136 (mm)
导料板间距为：
S=B
=136mm
D—零件垂直于送料方向的尺寸
a—侧搭边最小值
Δ—条料宽度公差
进距为：Ｓ＝177.1(mm)
由零件图算得一个零件的面积为8508mm2,一个进距内冲两件，故Ａ＝8508×2=17016 (mm2),一个进距内的坯料面积B×S=177.1×136=24072(mm2)
因此材料的利用率为：η=A/BS=17016/24072×100%=70%
5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机
根据冲裁件尺寸，排样图和模具结构方案，计算冲裁力，卸料力，推件力，及总冲压力，并计算模具的压力中心。根据冲压总力，冲件尺寸，模架类型与精度等初步选定压力机的类型与规格。
5.2.1 计算工艺力
1） 冲裁力
本模具采用刚性卸料装置和下出料方式，考虑到在实际生产中模具间隙值的波动及均匀性，刃口磨损，材料机械性能及厚度的波动，润滑情况等因素对冲压力的值都有影响
总的冲裁力： F1=Lt
=6.12×105（N）由附表一中查得取450M/Pa
卸料力：查表取K卸=0.04
F卸=K卸F
=0.04×6.12×103
=0.24×103（N）
2） 推件力
根据材料厚度取凹模刃口高度h=6mm,β=3°。故n=6/2=3 查表2-4取K推=0.05
F推=nK推F
=3×0.05×6.1×103
=0.91×103（N）
选择冲床时的总冲压力为
F总=F+ F推
=7.3×103（N）
因此可选压力机型号为：J23-100
3） 确定模具压力中心
画出工作状态，把冲裁周边分成基本线段，并选坐标XOY 如图4.2.1所示
图4.2.1
s=62.8×3+100.5+300+80+31.4=700.3(mm)
l1=П×20=62.8 x1=0 y1=50
l2=62.8 x2=0 y2=-50
l3=2×13=26 x3=96 y3=0
l4=40 x4=-16 y4=207.1
l5=40 x5=4 y5=10
l6=31.4 x6=24 y6=0
l7=40 x7=4 y7=-10
l8=20 x8=-16 y8=0
l9=40 x9=-16 y9=147.1
l10=33.5 x10=0 y10=121.4
l11=100 x11=57.1 y11=132.3
l12=33.5 x12=101.7 y12=177.1
l13=100 x13=57.1 y13=209.9
l14=33.5 x14=0 y14=232.8
压力中心坐标：
X=（l1x1+l2x2+l3x3+…+l9x9）/(l1+l2+l3+…l9)
=8335.7/700.4=26.5(mm)
Y=（l1y1+l2y2+l3y3+…+l9y9）/(l1+l2+l3+…l9)
=51817.5/700.4=73.9(mm)
计算出的压力中心是图中的C点
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差
根据冲裁件形状与尺寸精度要求，确定刃口尺寸计算方法，并计算刃口尺寸及其公差。
用配作法以凹模为配作件制3×Φ20的孔
凹模磨损后尺寸Φ20变小
查表得 x=0.5
由式：
Bp=(a+x△)
得：
Bp—凸模刃口尺寸（mm）
X—磨损系数
Δ—零件公差（mm）
Bp=(20+0.5×0.52)
=20.26
由表查得Zmin=0.22mm. 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双向间隙值0.22mm.
冲槽：采用配作法
冲20mm×40mm矩形槽和Φ20的半圆（采用配作法）凸模磨损后尺寸20mm 40mm Φ20变小
查表得 x=0.5
由式
Bp=(a+x△)
得：
Bp—凸模刃口尺寸（mm）
X—磨损系数
Δ—零件公差（mm）
Bp1=(a+x△)
= (20+0.5×0.52)
=20.26
Bp2=(a+x△)
=（40+0.5×0.62）
=40.31
Bp3=(a+x△)
=（20+0.5×0.52）
落料：
统一用凹模做配做件这样利于加工
凹模的尺寸变大的尺寸有 132mm 128mm Φ16 尺寸不变的有100mm
根据公式
得
Bp=（amax-x△+△/4-Zmin）
x—磨损系数
Δ—零件公差（mm）
Zmin—最小冲裁间隙
Bp4=（amax-x△+△/4-Zmin）
=（132-0.5×1+1/4-0.22）
=131.55
Bp5=（amax-x△+△/4-Zmin）
=(128-0.5×1+1/4-0.22)
=127.35
Bp5=（amax-x△+△/4-Zmin）
=（16-0.5×0.43+0.43/4-0.22）
=15.67
尺寸100mm不变 C=100 0.125
查表得Z=0.22（mm）。凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双向间隙值0.22mm.
采用线切割机床加工凹模，各型孔尺寸和孔间距尺寸的制造公差均可标准为±0.01（mm）。
6 设计选用模具零部件、绘制模具总装草图
确定凸 凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸。根据凸 凹模的刃口形状，尺寸大小及加工条件等确定凸 凹模结构形式，进而计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸。凹模轮廓尺寸应保证使模板中心与压力中心重合，并尽量选用标准系列尺寸。对于细长凸模，应进行强度与刚度校核。
6.1 确定凸、凹模结构形式，计算凹模轮廓尺寸及凸模结构尺寸
6.1.1 凹模设计
凹模直接通过螺钉，销钉与下模座固定的固定方式，因冲件批量大，考虑凹模的磨损，强度和保证冲件的质量，凹模采用柱孔口锥形凹模结构，刃壁高度为（5～10）mm 取h=6 mm =30
凹模轮廓尺寸计算如下：
凹模的高度
H=K.b
查表得K=0.2。b为落料时的最大外形尺寸
H=K.b
=0.2×132
=26.4（mm）
取H=27（mm）
凹模壁厚C=（1.5～2）H 取C=50（mm）
沿送料方向的凹模长度为：
L=l+2C
=443.5mm
垂直于送料方向的凹模宽度为：
B=b+2C
=178+2×50
=278（mm）
根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为：
L×B×H=500mm×315mm×27mm
凹模的材料选用Cr4W2MoV, 工作部分热处理淬硬56～58HRC
6.1.2 凸模设计
落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模和固定板加工，可设计成阶梯形结构，并将安装部分设计成便于加工的长方行，通过台肩式与固定板固定，凸模的尺寸根据刃口尺寸，卸料装置和安装部分要求确定，凸模的材料也选用Cr4W2MoV，工作部分热处理淬硬56～58HRC
冲槽凸模：因其长度相差太大，将其设计成阶梯形，并将安装部分设计成长方形，通过台肩式固定板固定在固定板上
3×Φ20孔凸模的设计与落料凸模基本相同，因刃口部分为圆形，其结构更简单，考虑冲孔凹模直径组小，古需对最小凸模（Φ20.26冲孔凸模）进行压应力和弯曲应力校核。
凸模最小直径的校核（强度校核），因孔径虽小，但远大于材料厚度，估计凸模的强度和刚度是足够的。为使刚性卸料板的加工方便，取凸模与卸料半的双面间隙0.2mm
按式d≥
==2（mm）
最小凸模直径20.26＞2，故满足强度要求。
凸模最大自由长度的校核（刚度校核）
按式：L≤==48(mm)
由此可知，小冲孔凸模工-作部分长度不能超过48mm取最小凸模工作部分长度35mm，冲直槽孔凸模和落料凸模为40mm.
6.2 设计选用定位零件
挡料销：采用活动挡料销，如图5.2.1
图5.2.1
为了提高材料的利用率，在条料开始送料是起定位作用，以后送进时不在起定位作用，采用始用挡料销，如图5.2.2
图5.2.2
导料板的选用：500mm×315mm×8mm 见图5.2.3
图5.2.3
导正销：见图5.2.4，采用压入式d=d-a 数值查表3-33 3-34 a=0.10
d=d-a
=20-0.10
=19.9(mm)
导正销导正部分高度h=0.t=0.6×2=1.2(mm)
图5.2.4
6.3 卸料与出件装置
6.3.1 固定卸料装置
卸料板的尺寸为L×B×H =500mm×315 mm×18 mm 如图5.3.1
图5.3.1
为了提高生产效率，保证送料方便可靠，采用下出料方式，由卸料凸模直接推出
6.4 模架及零件
6.4.1 模架
1） 选择对角导柱模架
凹模边界尺寸为
：500mm×315mm（GB/T2851.1—1990）
2） 导柱
见图5.4.1：
图5.4.1
3） 导套
d×l×D=35mm×110mm×43mm 见图5.4.2：
图5.4.2
4） 模座
模座是冲模全部零件安装的基体，又承受和传递冲压力，因此要求它们具有足够的强度、刚度和足够大的外形尺寸。模座的尺寸规格根据模架类型、凹模周界尺寸和安装要求确定。对于矩形模座，其长度应比凹模长度大，宽度等于或略大于凹模宽度，深度取凹模板厚度的倍。考虑受力情况，上模座厚度可比下模座小。模座的前侧面需进行机械加工，以便在此面打上该模具的标记。上模座导套孔的外侧面要加工一浅窄槽，便于冲模工作时对导套润滑。模座常用灰口铸铁制造。该材料有较好的吸震性，这里选用HT200。
上模座：L×B×H=500mm×315mm×50mm
下模座：L×B×H=500mm×315mm×60mm
凹模固定板与卸料板之间的安全距离为（15～20）mm,取h=18mm
模具闭合高度H=50+10+25+18+18+8+27+60+5
=221mm
凸模修磨量为5，凸模进入凹模的深度为1， 所以凹模的自由长度为L=25+18+18+8+1+5=75（mm）
6.4.2 其它支承与固定零件
1） 模柄
模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。选择模柄时，先根据模具大小、上模结构、模架类型及精度等确定模丙的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小5~10mm。
模柄直径：60 mm；
深度：70 mm；
模柄与上模座孔以配合。其结构形式如图5.4.3。
图5.4.3
2） 凸模固定板
凸模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。凸模固定板选用矩形板件，外形尺寸与凹模一致，厚度取凹模厚度的，固定板与凸模或凸凹模以配合，压装后将凸模端面与固定板一起磨平，并与凸模形孔垂直。其上、下表面加工成，其余部分加工成。凸模固定板选用Q255A钢。
凸模固定板：500mm×315mm×25mm
见图5.4.4
图5.4.4
3） 垫板
垫板的作用是直接承受和分散凸模传来的压力，以降低模板单位面积上的压力。在凸模固定板与上模之间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击压力而出现凹陷，致使凸模松动。垫板的形状与尺寸应与固定板相同，其厚度一般取。制作垫板的材料一般用45钢，淬火硬度为48~52HRC，淬火后的垫板上、下平面应磨平，不准有凹坑及变形现象。
垫板：500mm×315mm×10mm
见图5.4.5
图5.4.5
6.4.3 紧固件：螺钉与销钉的选用
模具中用到的紧固件主要是螺钉和销钉。冲模中，螺钉与销钉都是标准零件。在设计中，同一块板上销钉孔与螺钉孔距离不应太小，以防降低强度。
螺钉起固定作用，在模具中广泛使用内六角螺钉，它紧固可靠，螺钉头不外露，使模具外形美观。螺钉一般用45号钢制成，其头部淬火硬度为35~40HRC。在同一组合中，螺钉的数量不小于3个，并尽量远距离错开布置，以保证定位牢靠。因凹模厚度较大，选用螺钉规格为，螺钉的旋入深度一般可取其公称直径的1.5～2倍。
上模座：采用内六角螺钉4个，销钉2个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。
其结构如图5.4.6
图5.4.6 螺钉
销钉的公称直径与螺钉一致，各被连接件的销孔与销钉采用精度配合加工，以保证位置精度。销钉选用35钢加工而成，其头部淬火硬度为48~25HRC。销钉的表面粗糙度。圆柱销最小配合深度不能低于圆柱销直径的2倍，即。其结构如图5.5。
图5.4.7 销钉
下模座：六角螺钉4个，销钉2个。
表表选M8，螺钉之间，螺钉与销钉之间的距离参考表3-27 淬火状态：
A=12mm；
B=14mm；
C=5mm；
D=11mm；
6.4.4 绘制模具总装草图，校核压力机
1） 模具闭合高度
2） 模具总装图
如图5.4.8
根据模具总体结构方案及设计选用的模具零部件，绘制模具总体草图，检查核对各模具零件的位置关系，相关尺寸，配合关系及结构工艺性等是否合适或合理，并校核压力机的有关参数。
图5.4.8 冲孔 落料连续模
1.导正销 2.下模座 3.导柱 4.凹模 5.六角螺钉 6.导料板 7.卸料板 8.导套 9.凸模固定板 10.上模座 11.垫板 12.内六角螺钉 13.销钉 14.落料凸模 15.模柄 16防转销 17.冲圆孔凸模 18.冲直槽凸模 19.始用挡料销 20.活动挡料销
综上分析，确定本模具的主要零部件的尺寸规格为：
上模座
下模座
导柱
导套
垫 板
卸料板
凸模固定板
7 确定冲压设备
冲压设备的规格应根据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定。
6.1 压力机的公称压力必须大于冲压所需要的总冲压力，即 。
6.2 压力机应有足够的行程，以保证毛坯的放进和工件在高度上能获得所需的尺寸，并使工件能方便地从模具中取出。
6.3 冲模的闭合高度与压力机的装模高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。
6.4 滑块的张开高度应适当。对于冲裁模，张开高度不宜过大，以免上模板与压力机导轨相撞或滚珠导向装置脱开；对于拉深模，张开高度不宜过小，以便取出工件。
6.5 压力机工作台的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸并要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小的尺寸的冲模时，对工作台的受力条件是不利的。
综上所述，确定选用开式双柱可倾压力机J23-100。
其主要技术参数为：
公称压力/KN 1000
最大闭合高度/mm 480
滑快行程/mm 130
最大装模高度/mm 380
连杆调节长度/mm 100
滑块中心线至床身距离/mm 380
工作台尺寸（前后左右）/mm 710×1080
工作台垫板尺寸（厚度孔径）/mm 100250
模柄孔尺寸（直径×深度）/mm 60×75
最大倾角 30°
8 模具的装配
8.1 连续模的装配
连续冲裁模一般以凹模作为装配基准。故应先装配下模，再以下模为基准装配上模。其装配顺序为：①装配模架 将导套 模柄 导柱分别装入上 下模座，并注意安装后使导柱 导套配合间隙均匀，上 下模座相对滑动时无发涩及卡住现象，模柄与上模座上平面保持垂直；②装配凹模 把凹模装入凹模固定板中，装入后应将固定板与凹模上平面在平面磨床上一起磨平，使刃口锋利。同时，其底面也应磨平；③装配下模 先将装配好的凹模的固定板上安装定位板，然后将装配好凹模和定位板的固定板安放在下模座上钻锥窝。折开固定板，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，再将凹模固定板组件置于下模座上，找正位置后用螺纹紧固。最后钻铰销钉孔，打入定位销。；④装配凸模 将凸模压入固定板，然后一起磨平。同时为了保证刃口锋利，还应将凸模的工作端面在平面磨床上刃磨。⑤装配上模座 将装配固定板上的凸模插入凹模孔中，在凹模与凸模固定板间垫入等高垫铁，装上上模座，找正中心位置后用平行夹头夹紧上模座与固定板，以锥窝或划线定位在上模座上钻孔。然后，放入垫板，用螺钉将上模座 垫板 固定板联接并稍加固紧；⑥调节凸 凹模间隙 将安装好的上模导套装在下模导柱上，调整位置使凸模插入凹模型孔，采用适当方法（如透光法 垫片法 镀层法等）并用手锤敲击凸模固定板侧面进行调整，使凸 凹模之间的间隙均匀。7）试切检查 调整好冲裁间隙后，用与冲件厚度相当的纸片作为试切材料，将其置于凹模上定位，用锤子敲击模柄进行试切。8）固紧上模并安装卸料装置 间隙调整后，将上模联接螺钉紧固，并钻铰销钉孔，打入定位销。
8.2 凸、凹模间隙的调整
冲模中凸、凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸、凹模间隙的大小及均匀一致性。通常，凸、凹模间隙的大小是根据设计要求在凸、凹模加工时保证，而凸、凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的。
冲模装配时调整凸、凹模间隙的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值的大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。
垫片法是利用厚度与凸、凹模单面间隙相等的垫片来调整间隙，是简便而常用的一种方法。其方法如下：
①按图样要求组装上模与下模，其中一般上模只用螺钉稍微拧紧，下模用螺钉和销钉紧固。
②在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸、凹模单面间隙的垫片（金属片或纸片），再将上、下模合模，使凸模进入响应的凹模孔内，并用等高垫铁垫起。
③观察凸模能否顺利进入凹模，并与垫片能否有良好的接触。若在某方向上与垫片接触的松紧程度相差较大，表明间隙不均匀，这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板，使之调整到凸模在各方向与凹模孔内碘片的松紧程度一致为止。
④调整合适后，在将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。
9 重要零件的加工工艺过程编制
在机械制造中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件，再将这些零件装配成机器。为了使上述制造过程满足“优质、高产、低成本”的要求，首先要指定零件的机械加工工艺规程和机器的装配工艺规程，然后按照所制订的工艺规程来进行机械加工和装配。由于零件的工艺过程可以是多种多样的，工艺人员的任务是从现有生产条件出发，制订出一个切合实际的最优工艺过程，并将其有关内容用文件的形式规定下来。规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。
机械加工工艺规程是指导生产的主要技术文件。按照工艺规程进行生产，才能保证达到产品质量、生产率和经济性的要求。合理的工艺规程在编制后应要满足下述要求：
1.零件所需的工序数量要尽量少，并且要减少或不再采用其他加工方法加工。
2.零件各工序所采用的设备结构要简单、寿命要长。
3.工序中所占用的设备要少，尽可能采用生产机械化与自动化。
4.生产准备周期要短，所需材料要少，成本要低廉。
5.零件的生产工艺流程要合理，做到安全生产。
6.制出的零件应符合技术要求，并且尺寸精度要高，表面质量要好。
7.尽量采用技术等级不高的工人生产，以降低成本。
制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，以最低的成本，按计划规定的速度，可靠地加工出图纸要求的零件。在编制工艺规程时，应注意以下几个问题：
1.技术上的先进性
在编制工艺规程时，应尽量菜油新工艺、新技术、先进设备和新材料，以获得较高的生产率，但不应加大操作工人的劳动强度，而应依靠设备的先进性来保证。
2.经济上的合理性
在一定的生产条件下，可能有几种能保证零件技术要求的加工工艺方案，此时应全面考虑，应根据工序数量、机械加工难易程度、通过核算或分析选择经济效益最佳的加工方案，以使零件减少工序及降低成本。同时，加工精度要求不高的零件，尽量不使用高精度的加工设备。
3.创造必要的良好工作条件
在编制工艺规程时，必须保证操作人员有良好而安全的工作条件，并保证所加工的零件的质量合格及减轻工人的劳动强度。
本模具选用导套来编制其加工工艺过程。导套在模具中起定位和导向作用，保证凸、凹模工作时具有正确的相对位置。为了保证良好的导向，导套在装配后应保证模架的活动部分移动平稳。所以，在加工过程中除了保证导套配合表面的尺寸和形状精度外，还应保证导套各配合面之间的同轴度要求。为了提高导套的耐磨性并保持较好的韧性，导套一般选用低碳钢（20钢）进行渗碳、淬火处理，
导套的基本表面是旋转体圆柱体，因此导套的主要加工方法是车削和磨削，对于配合精度要求高的部位，配合表面还要进行研磨。为了保证导套的形状和位置精度，加工时，粗加工一般采用一次装夹同时加工外圆和内孔，精加工采用互为基准的方法来保证内孔和外圆的同轴要求。
导套的加工工艺过程见表8。
导套加工应达到的要求见图8。
图8
表8
工
序
号 工序名称 工序内容 设备 工序简图（示意图） 1 下料 按尺寸切断 锯床 2 车外圆
及内孔 车端面保持长度107mm
钻的孔至尺寸
车的外圆至尺寸
倒角
切的槽至尺寸
镗的孔至
镗油槽
镗的孔至尺寸
倒角 车床 3 车外圆
倒角 车的外圆至尺寸
车端面保持长度105mm
倒内外圆角 车床 4 检验 5 热处理 按热处理工艺进行，保证渗
碳层深度，硬度
6 磨内外圆 磨外圆达图样要求
磨内孔，留研磨量
万能
外圆
磨床 7 研磨内孔 研磨的孔达图样要求
研磨R2mm的内圆孔 车床 8 检验
10 结 论
经过整个设计过程我发现在设计连续模时，排样图的确定既是最基础的一步也是最关键的一个环节。排样图设计的质量将直接影响后面的凹模的尺寸和整个模具的结构等。另外冲同一个工件可以有很多不同的方案不同的模具可以选用，我们应该尽量选择一种最经济最安全合理的方法来做。导料方式、卸料方式的确定应根据板厚和冲裁力的大小来综合考虑不能片面分析。还有定位装置的确定应根据实际来，那本设计举例在初定位的时候可以采用侧刃定位也可以采用挡料销定位，但是考虑到本连续模的步距较大造成侧刃过长所以最终采用了活动挡料销。所以，设计必须从实际出发综合考虑选择最佳方案。
11 致 谢
所有在这次设计中帮助过我的老师同学们：
我在这里对你们表示真诚的谢意。
特别是我的指导老师曾立平教授。自去年12月份发放课题以来，他为我解决了许多模具设计方面的疑难点。我一遇到不懂的问题和拿不准的设计方案，就去请教他，他总是态度和蔼地给我分析解决，使我少走了许多弯路。他每天除了做好自己的事情外其它时间都用在辅导我们毕业设计上。有一次，开会很晚了，我在设计图纸上又遇到了一些困难：我开始设计的总装图方案中矩形凹模板的几何中心在模架导柱的连接线上，我认为这样模具比较对称美观，但如果这样，根据算得的送料进距S=177.1mm,活动挡料销就要超出卸料板30～50mm，我当时出一种惰性不想再改动。因为如果要活动挡料销回到凹模上，就得把落料凸模、冲圆孔、冲直槽凸模还有整个模具总装图都要改动，确实很繁杂，想就此把卸料板加长来解决送料时的定距问题。但曾老师肯定坚决的告诉我不行。让我明白了搞设计是一种严谨的学术问题，不能抱着将就和凑合的心态，要怎么样就得怎么样，来不得半点马虎。那晚指导我们到了十一点多，这期间我模具总装图和零件图许多细节方面的错误他都一一帮我纠正。当我带着满怀收获的心情离开时他的后面却还站着好几位同学。我晓得他也许很累但心情肯定非常高兴因为他正在传授知识做着一位做老师应该做的崇高职责。他这种对学生认真负责的态度使我很感动，我再对他致以崇高的敬意。
当然除了我们的指导老师外，还有许多帮助过我的同学和学校图书馆、机房的一些工作人员。
当我运用AUTOCAD绘图中有些方面不是很懂时知道的同学都热心的告诉我，有时还给我操作示范，让我学到了一些以前被忽略过的东西。在用WORD 编辑说明书是：一些以前没用到过的工具栏上的命令按钮他们也一一告诉我，可以说没得他们的帮助我的说明书不可能编辑得这么快、这么好。
还有图书馆的工作人员、学校机房的老师和工作人员，为我们的毕业设计提供了力所能及的帮助，我在这里对你们表示真心的感谢。
在这次设计中，我不仅对以前所学的知识进行了一次系统性的复习，巩固了书本知识同时也学会了以前很多被忽略过的细节方面的知识，加深了对课本知识的理解，更重要的是让我更加明了了很多书本上没有的知识：其一，对待知识、技术来不得半点马虎必须严肃、认真；其二，不仅仅是设计，生活中任何事情封闭就会落后，我们如果想在最短的时间做主最好的成绩，少不了别人的帮助，少不了合作。感谢湖南工学院的老师同学和帮助过我的学校其它工作人员为我这个即将踏入社会的学子上了这么生动的一堂课！再次真心的谢谢你们！
郭亮
2007年5月26日
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附 录
1、外文复印件
2、外文译文
3、计算机源程序或资料
4、文献综述
5、毕业实习报告
6、实习日记
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