机械5

随着冲压技术的广泛应用和发展，各个工业部门几乎都离不开冲模，尤其是汽车、电器、电机、仪表和日用品工业，其产品质量、生产效率、生产成本及产品更新换代的快慢等，都在很到程度上取决于模具。因此，模具工业是带动各项工业产品发展的先行工业。如何提供更好、更快、更多的模具，是模具工作者共同的重要课题。 冲模结构是冲模的灵魂。它不仅决定了模具的功能，同时也决定了模具的成本和制造周期。一副好的冲模结构，往往凝聚着许多人的智慧和汗水。因此可以说，冲模结构是冲模设计师智慧的结晶。 模具是成型不同形状制品的一种装置。按照制品所采用的原料不同，成形的方法也不同；一般将其分为金属冲压模具，金属压铸模具，塑料模具，橡胶模具，玻璃模具等。 模具在汽车行业，飞机行业，家用电器行业，工程机械、冶金、机床等制造行业中有着极其重要的作用；采用模具生产的毛坯或产品零件，是材料成型的重要形式，模具生产和切削相比具有材料利用率高，能耗低，产品性能好，生产效率高和成本低等显著特点。 从20世纪80年代开始，工业发达国家的模具行业，已从机床工业中分离出来，并发展成为一种独立的工业部门，其产值已超过了机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展十分迅速，近年来，一直每年以15右的速度快速发展，在高校中也专门设置了专门的模具专业，培养出了大批的高级技术人才。 我所设计的是金属冲压模具，产品是经过冷冲压得到的。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。冷冲压不但可以加工金属材料，还可以加工非金属材料和复合材料。 冷冲压与其它加工方法相比，具有独到的特点，如冲压设备操作简便，所得产品尺寸稳定、互换性好等，所以在工业生产中应用十分广泛。通过冲压加工，大大提高了生产效率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压加工工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。 冲模是实现冲压生产的基本条件。它是将材料加工成所需冲件的一种工艺设备。冲模在冷冲压中至关重要，一般来说，不具备符合要求的冲模，冷冲压就无 法进行；先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。 模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具行业专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。我国已经颁布了冷冲压术语、冷冲模零部件的国家标准。冲模的模架等基础零部件已专业化、商品化。但总的来说，我国冲模的标准化和专业化水平还是比较低的，先进国家标准化已达70-80 在模具材料及热处理、模具表面处理等方面，国内外都进行了不少研制工作，并取得了良好的实际效果，冲模材料的发展方向是研制高强韧性冷作模具钢，如65Nb、LD1、CG2等就是我国研制的性能优良的冲模材料。 冷冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量等各不相同，因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样的，概括起来可分为两大类，即分离工序和成形工序。在实际生产中，一般采用组合工序，即把两个以上的单独工序组成一道工序，构成所谓复合、级进、复合级进的组合工序。本设计就是多工位级进模的设计。 由制件实体可以知道：制件的外形不规则，需要经过多次冲裁和弯曲才能完成加工，因此采用冲裁加弯曲的工序进行加工。通过对零件的初步分析可知，要完成该制件的生产，需要经过以下工艺：冲孔、弯曲、冲孔、落料工艺。冲压件的精度要求较高，最小的误差要求在±0.01mm以内，平面度要求在±0.3mm以内，制件的厚度为0.25mm，属于薄材料类冲裁。查阅《模具设计手册》，将设计中的材料确定为：不锈钢1Cr18Ni9材料。另外，在设计中还应该考虑到不锈钢材料的冲裁工艺性，以及其纤维方向的特性。由相关资料知：在不锈钢中加入Ni可明显降低刚的冷加工硬化倾向，其原因是可使奥氏体的稳定性增加，减少和消除了冷加工过程中的马氏体转变，降低了冷加工硬化速率，强度降低和塑性提高。当刚中有足够的铬时，在刚的表面易形成非常薄的致密的氧化膜，它可以防止刚进一步的氧化或腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境会破坏这种膜。故该中材料制作的零件要特别注意它的使用环境，以增加其使用寿命。另：用作压力工的钢材，表面不得有肉眼可见的裂缝、折迭、结疤及夹杂，如有必须清除，清除深度从钢材实际尺寸算起应符合有关规定。如本设计使用的材料尺寸小于100mm，则同截面允许清除的深度为钢材尺寸的8清楚宽度不小于深度的5倍，允许有从实际尺寸算起不超过尺寸公差之半的个别细小划痕、麻点、凹坑、凸块及皱纹。所选材料机械性能的一些数据为：=441Mpa =196Mpa =25 =32 E=193 = 冲裁结构的工艺性：（1）冲裁件的形状应能符合材料的合理排样，减少废料。（2）冲裁件各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。本设计采用的是少废料的排样方式、且模具采用镶拼结构，所以各连接处可以无圆角。（3）冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与狭槽。（4）冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度有关系。（5）裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离a受模具强度和冲裁件质量的限制，其值不宜过校本设计中a的值均较小，以至使得模具的结构比较复杂，并在一定程度上影响到模具的使用寿命。（6）冲裁件的精度和毛刺：精度等级按查有关资料取IT8，毛刺高度为30~50m。由制件零件图资料可以知道：制件冲裁工艺满足以上要求，采用精密冲裁时的模具结构复杂，而且模具寿命较低，故本设计中的冲裁采用普通冲裁。 弯曲结构的工艺性：（1）弯曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径，以免产生裂纹，但也不宜过大，因为过大时，会受到回弹的影响，弯曲角度与圆角半径的精度不宜保证。弯曲半径是指冲件受压弯曲处的内半径。最小弯曲半径是指能成功地进行弯曲的最小弯曲半径。各种材料的最小弯曲半径都可以在相关资料上查得。（2）弯曲件的弯边长度不宜过小，其值应为h>R+2t，当h较小时,弯边在模具上支持的长度过小，不易得到形状标准的零件。该设计零件h值都符合要求。计算见后。（3）对称弯曲件,左右弯曲半径应一致，一保证弯曲过程中受力平衡,防止滑动。该设计零件的弯曲都是对称弯曲。（4）弯曲件的精度：弯曲件的精度与很多因素有关,如弯曲件材料的机械性能和材料的厚度、模具结构和模具精度、工序的多少和工序的先后顺序等等。精度要求较高的弯曲件必须严格控制材料厚度公差。在该设计中所选材料的厚度为标准厚度,故与料厚公差无关，所以选精度等级为精密级IT11。由制件零件图资料可以知道：制件弯曲工艺满足以上要求。 由于制件材料是不锈钢材料，具有良好的弯曲工艺性，在设计中应该考虑到其纤维方向，以利于模具的设计与制造，弯曲时折弯线的方向不能够与带料的纤维方向一致，应该垂直带料的纤维方向或者与其纤维方向成一定的角度，最好的角度为成45度。 由于制件属于薄材料冲压加工，带料的厚度为0.2mm，因此对于弯曲半径小于0.2mm的90度角弯曲，在设计中可以将其看作弯曲半径为0mm的弯曲。