机芯自停连杆的冲压模具设计

1、济源职业技术学院毕业设计济源职业技术学院 毕 业 设 计题 目 机芯自停连杆的冲压模具设计 系别 机电系 专业 模具设计与制造 班级 姓名 学号 指导教师 日期 30设计任务书设计题目：机芯自停连杆的冲压模具设计设计要求：1.自停连杆工艺性分析及冲裁方案的确定；2.有关计算及模具设计；3.模具制造工艺编制与装配。设计进度：第一周: 收集资料第二周: 主要设计计算第三周：结构设计第四周：模具的整体设计第五周：撰写论文第六周：校核、修改、提交论文第七周：论文答辩 指导教师（签名）： 摘 要我本次设计的零件为录音机机芯自停连杆。此工件采用的材料钢10及厚度0.8mm保证了足够的强度和刚度,该零件外形复杂，工序烦琐,故设计成级进模进行冲裁，在冲裁中对小凸模进行保护。合理排样、减小废料。材料为优质碳素钢,采用冲压加工经济性良好。首先对零件进行了工艺性分析，然后选级进模作为该副模具的工艺生产方案，经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计，。完成一系列的计算后，画出总装图、凸凹模配合图等设计模具必备的图纸。完成模具设计的大部分程序。进行冲压设计就是根

2、据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。关键词：模具, 落料 ,冲孔 ,弯曲 ,设计目 录摘 要II1 冲压工艺分析11.1工件分析11.2 材料21.3结构形状21.4尺寸精度22 模具的技术要求及材料选用42.1模具的技术要求42.2 模具材料的选用及要求43 确定工艺方案及模具形式64 模具结构设计75 冲裁的工艺计算85.1排样设计与计算85.2计算冲压力105.3 计算压力中心135.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差136 主要零部件设计206.1 浮料装置206.2 导正销206.3 冲裁凸模、凹模206.4 小凸包236.5 弯曲凸模、凹模247 模具闭合高度的计算258 模具总装图269 压力设备的选定28致 谢30参考文献311 冲压工艺分析1.1工件分析工件名称：机芯自停连杆生产批量：大批大量材料：钢10，厚0.8mm工件简图：如图1.1所示 图1.1 零件图1.2 材料冲压工艺对材料的基本

3、要求主要是：（1） 对冲压成形性能的要求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性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。（2） 对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。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，还可能导致模具和冲床的损坏。对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量好（3） 常用冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。 总上所述，冲压材料我选择钢10作为冲压件的材料。钢10为优质碳素钢，碳的质量分数很低，塑性好，有较好的冲压、弯曲性能由冲压模具

4、设计与制造表1.3.6取抗剪强度，抗拉强度，屈服点， 断面收缩率1.3结构形状该工件结构复杂，所要冲裁的孔直径仅2.8mm，包括三处朝向不同方向的弯曲和三个加工难度高的小凸包。1.4尺寸精度该工件未表注公差的尺寸，根据工件的使用性能，可按IT6级制造。 2 模具的技术要求及材料选用2.1模具的技术要求利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。2.2 模具材料的选用及要求2.2.1冷冲模材料应具有的性能冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。（1）应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保

5、持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。（2）应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性（3）应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等（4）应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。2.2.2材料的选择原则（1）要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料（2）要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：1）为防模具开裂，

6、要选用韧性好的材料2）为防磨损，应选用合金元素高的材料3）对于大型冲模应选用淬透性好的材料4）为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢5）为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料.（3）要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用:对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。（4）要根据冲模零件的作用选择：凸、凹模具应选用优质的钢材制作，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。（5）要根据冲模精密程度选用：在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。综上所述，此模具采用合金工具钢为模具材料。该合金钢具有较好的耐磨性，较好的淬火不变形性，较好的红硬性，较小的脱碳敏感性，较深的淬硬深度，但它的切削加工性较差，耐冲击性也较差。基本能满足此模具的冲裁。此模具的弯曲部分也采用这种材料。凸模的热处理硬度为5862HRC，凹模的热处理硬度为6264HRC。3 确定工艺方案及模具形式此工件的工

7、序包括冲孔，落料、弯曲三步，参考下表选择模具如下表3.1所示表3.1 三种模具特点比较 模具种类比较项目单工序模复合模连续模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好此工件是录音机机芯中的零件。工件形状较复杂，要求精度较高。有a、b、c三处弯曲，工件上还有3个小凸包。主要工序有冲孔、冲裁、成形、弯曲。若采用单工序模，如果采用单工序模生产则需要三副模具生产成本高，加工效率低，需要的工人数量多，工厂占地面积大不符合零件的加工要求。况且该工件工序很多，工件小，手工操作，定位难以达到精度，质量难以保证，且生产效率低。又因工件最窄处的尺寸仅1mm，不能满足复合模中凸凹模的最小壁厚8.5mm 的要求，所以此工件不宜采用复合模的要求；又分析工件属于定型产品中的零件，批量生产。故综合考虑此工件模具采用浮顶器导向，导正销定位，卸料板卸料自然漏料的多工位级进制造。4 模具结构设计板料采用自动送料装置送进，用导正销进

8、行精确定位，在第一工位冲出导正销孔后，第二至第五工位均设置导正销导正，从根本上保证了工件冲压加工精度的稳定性。模具装配图如图6所示。板料依靠在模具两端设置的局部导尺导向，中间部位采用导向槽浮顶器导向。由于工件有弯曲工序，每次冲压后板料需抬起，导向槽浮顶器具有导向和浮顶的双重作用。如图6俯视图所示，在上侧装有5个，在第三工位，E区已被切除，边缘无板料，因此在下侧只能装3个导向槽浮顶器。在第四、五工位的下侧是具有弯曲工序的部位，为了使板料在冲压过程中能可靠的浮起，在图示部位设置了弹性浮顶器。为了防止浮顶器钩住带料上的孔而引起送料不畅，保证送料稳定，共设置3个弹性浮顶器，模具采用滑动对角导柱模架。上模部分由卸尺、凸模固定板、垫板和各个凸模组成。为了保护细小凸模，装有4个16mm的小导柱，导柱由凸模固定板固定，与卸料板、凹模板成动配合，其双面配合间隙不大于0.025mm，这样可以提高模具的精度与刚度。 模具下模部分由凹模和垫板及导尺、弹顶器等组成，凹模采用整体凹模结构。5 冲裁的工艺计算5.1排样设计与计算5.1.1选择排样方法设计级进模时，首先要考虑条料的排样图。本工件的形状是两头小中间大，直接排样时材料利用率低，应采用斜队排样示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料，常用的排样方法有三种：（1）.有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高；（2）.少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的在；（3）.无废料排样：指工件

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