止动片复合模具设计

冲压模具是将板料分离或成形而得到制件的常用加工装置。

通过对零件的分析和方案比较，最终选择了复合模作为止动片的冲裁模具，选出了适宜的定位方式卸料方式导向方式，进行了模具的凸凹模和凸凹模及其装配以及系列重要零部件的设计。

本次设计基本实现了预期的功能要求，并具有定的推广意义。

关键词止动片复合模具冲裁模具模具设用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻刚度大强度高互换性好成本低生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车能源机械信息航空航天国防工业和日常生活的生产之中。

在吸收了力学数学金属材料学机械科学以及控制计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。

以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。

.冲压技术的进步近几十年来，冲压技术发展迅速，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如旋压成形软模具成形高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。

现代冲压生产是种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的运用，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造图。

生产过程逐步实现机械化自动化并且正在向智能化集成化的方向发展。

实现自动化冲压作业，体现安全高效节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。

图冲压作业方式的进化冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。

结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式计算机集成制造系统业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到个新的高度。

.模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备，是种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量个国家制造水平的重要标志。

随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。

目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十五期间”产品发展重点主要应表现在精密冲模汽车覆盖件模主要模具标准件大型及精密塑料模其它高技术含量的模具。

目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国美国日本等发达国家相比还存在相当大的差距。

以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。

轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。

在设计制造方法手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了大步。

但在制造质量精度制造周期和成本方面，以国外相比还存在定的差距。

标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度使用寿命模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在定差距。

.模具技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。

对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。

世纪年代初期，国外飞机汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。

通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合各尽所长的方式，把模具的设计分析计算制造检验生产过程连成个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计制造的新阶段。

模具的高精度高寿命高效率成为模具技术进步的特征。

模具是改造传统模具生产方式的关键技术，是项高科技高效益的系统工程。

它以计算机软件的形式，为企业提供种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能模具结构成形工艺数控加工及生产管理进行设计和优化。

模具技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。

模具在近年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。

进入本世纪以来，模具技术发展速度更快，应用范围更广。

在级进模发展应用方面，本世纪初，美国公司与我国华中科技大学合作在现为软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模软件。

该软件包括工程初始化工艺预定义毛坯展开毛坯排样废料设计条料排样压力计算和模具结构设计等模块。

具有特征识别与重构全三维结构关联等显著特色，已在年作为商品化产品投入市场。

与此同时，新加波马来西亚印度及我国台湾香港有关机构和公司也在开发和试用新代级进模系统。

我国从上世纪年代开始，华中科技大学上海交通大学西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模系统的研究和开发。

如华中科技大学模具技术国家重点实验室在软件平台上开发出基于特征的级进模系统，包括板金零件特征造型基于特征的冲压工艺设计模具结构设计标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程个模块。

上海交通大学为瑞士法因托精冲公司开发成功精密冲裁级进模系统。

西安交通大学开发出多工位弯曲级进模系统等。

近年来，国内些软件公司也竞相加入了级进模系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统富士康公司开发的用于单冲模与复合模的系统等。

展望国内外模具技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术并行工程面向装配参数化特征建模以及关联设计等系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。

今后年新代模具系统必然是当今最好的设计理念最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化网络化集成化智能化四个方面。

主要表现在模具的专业化程度不断提高基于网络的体化系统结构初见端倪模具的智能化引人注目与先进制造技术的结合日益紧密。

第二章冲压工艺方案的制定.加工零件图样和技术要求工件名称止动件生产批量大批量材料厚度.冲压件工艺分析材料该冲裁件的材料钢是普通钢，具有良好的可冲压性能零件结构该冲裁件结构简单，并且在转角处有四处的圆角，较适合冲裁尺寸精度零件图上所有未标注公差的尺寸，属自由尺寸，可按级确定工件尺寸公差。

孔边距的公差为.，属级精度。

查公差表可得各尺寸公差为零件外型零件内型孔心距结论适合冲裁.工艺方案及模具结构类型该零件包括落料，冲孔两个基本工序，可采用以下三种工艺方案先落料，再冲孔，采用单工序模生产。

落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。

冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。

方案分析方案模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，生产效率较底，难以满足零件大批量生产的要求。

方案模具结构较稍麻烦但在压力机次行程中可以完成落料冲孔道冲压工序生产效率高，适合大批量生产。

方案级进模至少个工位道工序在压力机次行程中在不同工位上完成道或道以上工序，生产效率较高，但模具规模较大。

由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。

由于孔边距有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。

工件尺寸可知，凸凹模壁尺寸大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用落料冲孔倒装复合模。

.排样设计及材料利用率排样是指冲裁件在条料上布置方法，合理的排样能有效提高材料的利用率，减少费料的产生，能有效地降低成本提高模具的经济性排样的方式排样的方式有多种多样常见的有有费料排样，可以分为直排斜排直对排混合排等这些都是有废料排样模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边留有搭边。

这种排样能保证冲裁件的质量，冲模寿命也长，但材料利用率也低。

少费料无废料排样，对于工件精度要求不高的情况可以采用少废料无废料排样。

这两种排样方式对节省材料具有重要意义，并有利于次冲裁多个零件，故可以提高生产率。

同时因冲裁周边减少，又可简化冲模结构和降低冲裁力。

但采用少废料和无废料排样时，由于条料宽度的公差以及条料导向与定位所产生的误差，使工件的质量和精度较低。

排样设计根据零件外形情况采用有废料直排方式工件周边留有搭边。

查冲压模具设计与制造表确定搭边值两工件间的搭边.工件边缘搭边.步距为.条料宽度最后确定排样图如图所示图排样图材料利用率个步距内的材料利用率η为η冲裁面积包括内型结构费料查板材标准，宜选用Х的钢板，每张钢板可以剪裁为张条料，每张条料可以冲个工件，则为即每张板材的材料利用率为.。

.冲压力与压力中心计算计算冲压力的目的是为了合理选择冲压设备和设计模具。

由于冲裁时材料的弹性变形及摩擦得存在为了退下凸模上的费料所需的力叫卸料力。

卸料力不仅是设计卸料板的重要参数，它还是冲小孔时，影响模具使用寿命的个主要因素。

顺着冲裁力的方向从凹模腔中推出制件或废料所需的力叫推件力。

.冲压力的计算式中，冲裁件周边长度材料厚度，.材料抗剪强度，系数。

考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，般取.。

落料力其中按非退火钢板计算冲孔力其中为冲孔直径，为两个孔圆周长之和卸料力其中取.推件力其中取.，因为有个孔考虑到凸凹模刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化以及材料厚度偏差等的因素，实际所需要的冲压力需要增加，故.是冲压力的安全系数总冲压力为.冲压中心的计算冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。

如果模具压力中心与压力机滑块中心不致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的寿命。

因此，设计时应该正确算出冲裁时的压力中心，并使压力中心和模柄轴心线重合若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意尽量使压力中心的偏离不超过所选压力机模柄孔投影面积的范围。

要使模具能平衡的工作，须使冲裁时的压力中心与模具的模柄中心重合，否则模柄将发生歪斜，间隙不均匀，导向磨损刃口迅速变钝导致模具损坏。

常用确定压力中心的方法为解析法图解法建模自动计算解析法般步骤为按比例绘出凸模工作部分外形任意选坐标轴为方便通常将坐标轴置于在零件带有基准的位置上将外形分成若干个单元，分别找出各单元的重心计算坐标计算各冲裁的长度代入公式计算如图所示由于工件方向对称故压力中心图压力中心其中计算时，忽略边缘圆角。

由以上计算可以得到冲压件压力中心的坐标为.，第三章模具零件的设计与计算.工作零件刃口计算落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。

即以落料凹模，冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制刃口尺寸计算见表表刃口尺寸计算基本尺寸分类冲裁间隙磨损系数计算公式制造误差计算结果落料凹模.制件精度为故.相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在.，.之间同上同上同上同上相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在.，