电灯接触环级进模设计毕业设计.doc

宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业设计 题目：电灯接触环级进模设计题目：电灯接触环级进模设计 系系 部部 现现 代代 制制 造造 工工 程程 系系 专专 业业 名名 称称 模模 具具 设设 计计 与与 制制 造造 班班 级级 模模 具具 11031103 班班 姓姓 名名 指指 导导 教教 师师 20122012 年年 1010 月月 5 5 日日 I 电灯接触环级进模设计 摘 要 本文对我国模具的发展和应用进行简单的分析，根据电灯接触环毛坯的几 何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模的结构，采用级进模冲压，有 利于提高生产效率，降低成本、缩短制造周期，模具设计和制造有一定的难度。 工艺分析结束后，进行主要参数的设计，包括凸、凹模刃口尺寸的计算，接着 是主要零部件的设计和选取，然后选取冲压设备，最后进行压力机的校核，画 零件图、装配图，最后加工零件并装配事物。 关键词：关键词：电灯接触环；级进模；设计 II 目目 录录 1 绪论1 2 零件工艺分析2 2.1 工件材料分析.2 2.2 工件结构形状分析.2 2.3 工件尺寸精度分析.3 3 冲压工艺方案的分析和确定4 4 模具总体结构6 4.1 模具类型的选择.6 4.2 定位方式的选择.6 4.3 送料方式的确定.6 4.4 出件方式的确定.6 4.5 送料方向的确定.6 4.6 导向方式的确定.6 5 工艺计算8 5.1 排样.8 5.1.1 排样方法8 5.1.2 材料利用率.8 5.1.3 条料宽度的计算11 5.2 冲压力和压力中心的计算.12 5.2.1 冲裁力的计算12 5.2.2 卸料力的计算.13 5.2.3 总冲压力的计算13 5.3 初选压力机.13 5.4 压力中心的计算.14 6 冲裁间隙16 7 刃口尺寸计算18 7.1 凸、凹模刃口尺寸的基本原则.18 7.2 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的方法.18 7.2.1 冲孔凸、凹模的计算18 7.2.2 落料凸、凹模的计算20 8 主要零件的设计22 8.1 上下模座的选取.22 8.2 模柄的选取.23 8.3 冲裁凸模、凹模设计.23 8.3.1 冲孔凸模的设计23 8.3.2 冲裁凹模的设计24 8.4 导向零件的设计.24 8.4.1 导料板的设计.25 8.4.2 导正销的设计25 8.4.3 导柱、导套的选取25 8.5 卸料板的设计.26 8.6 承料板的设计.26 III 8.7 固定板的选取.26 9 压力机技术参数校核27 10 结 论29 致 谢30 参考文献31 附 录32 1 1 绪论绪论 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很 大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精 密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模 具，目前仍主要依靠进口。因而只有培养模具人才才能缩小我国同发达国家之 间的距离。 我设计的电灯接触环冲裁模用的是级进模生产的。级进模，又称为多工位 级进模、连续模、跳步模，它是在一副模具内，按所加工的工作分为若干等距 离的工位，在每个工位设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工作某部分 的加工。被加工材料，事先加工成一定宽度的条料，采用某种送进方法，每次 送进一个步距。经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压工件。在一副级进 模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成形等工序。一般来说，无论冲压零 件形状怎么复杂，冲压工序怎样多，均可用一副级进模冲压完成。 本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，主要 介绍冲裁件的工艺性分析、确定冲裁工艺方案、选择模具的结构形式、进行必 要的工艺计算、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸、校核模具闭合高 度及压力机有关参数、绘制模具总装图及零件图都是这次设计的主要内容。 用于级进模的材料，都是长条状的板材。材料较厚、生产批量较少时，可 剪成条料；生产批量大时，应选择卷料。卷料可以自动送料，自动收料，可使 用高速冲床自动冲压。级进模对材料的厚度和宽度都有严格的要求。宽度过大， 条料不能进入模具的导料板或通行不畅；宽度过小则影响定位精度，还容易损 坏侧刃、凸模等零件。 本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且我做了把所学到的知识运 用到实践当中，更让我了解了级进模设计的全过程和加工实践的各种要点。 2 2 零件工艺分析零件工艺分析 冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性。主要包括以下几个方 面：冲裁件的形状和尺寸以及冲裁件的精度和表面粗糙度。制件图如图 2-1 所 示。 图图 2-1 电灯接触环工件简图电灯接触环工件简图 零件分析： 零件名称：电灯接触环设计 工件简图：如图 2-1 生产批量：大批量 材料：H62 材料厚度：0.8mm 精度等级：IT12 2.1 工件材料分析工件材料分析 本冲裁件用黄铜 H62 作为生产材料，硬度不高易冲压加工成形 ,热处理 后具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。适合冲压生产。 2.2 工件结构形状分析工件结构形状分析 （1）冲裁件是由圆、圆弧与直线组成，结构简单。冲裁件的内、外都没有 尖角，因此凸凹模磨损不会太大，所以模具的使用寿命没有问题。 3 （2）孔的边距冲裁件孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不应过小，否则冲 裁件的质量不能保证，会产生孔与孔间材料的扭曲，或使边缘材料变形。级进 模（本模具采用级进模，见 3 冲压工艺的分析和确定）冲裁时，因模壁过薄而 容易破损，一般情况下，其 a 值不小于 1.5t,以满足最小孔边距的要求。 结论：此制件适合冲压生产。 2.3 工件尺寸精度分析工件尺寸精度分析 （1）根据零件的要求，零件厚度为 0.8mm，材料为黄铜 H62。查表 2-1 根 据标准公差数值表 GB/T 1800.4-1998 可知制件在尺寸公差等级等级为 IT12， （2）IT12 是普通冲压生产中的经济公差等级。 结论：工件尺寸符合冲压特点，可以进行冲压生产。 （3）表面粗糙度、精度 由于产品的公差等级为 IT12，没有特别的粗糙度、精度要求，所以只需去除 毛刺就可以满足其生产要求。 结论：通过分析零件的外形、公差等级、尺寸和精度并结合实际情况可知 该制件适合用于普通冲压生产。 表表 2-1 部分标准公差数值表部分标准公差数值表(摘自摘自 GB/T 1800.4-1998) 基本尺/mm公差等级 大于至IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12 -30.81.223461014254060100 3611.52.5458121830487512 4 3 冲压工艺方案的分析和确定冲压工艺方案的分析和确定 根冷冲模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、 级进模、复合模等。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、 卸料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。由于本制件结构比较复杂，精 度要求不高，经分析由冲孔、落料、弯曲、切断四道工序组成。该零件包括落 料、冲孔、弯曲、切断四个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 方案一：先冲孔，后落料、切断，采用单工序模生产； 方案二：冲孔-落料-切断复合冲压，采用复合模生产； 方案三：冲孔-落料-切断级进冲压，采用级进模生产。 对每个方案做如下分析： 方案一：模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本 高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。 方案二：只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大 于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位 置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。 方案三：只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模 具 制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。 通过表 3-1 的对比并结合对以上三种方案的分析得出结论: 因为该冲裁件的精度要求满足 IT12 级即可，并且要有很高的生产率和安全 的操作过程，结合生产实际情况可以知道该工件的冲压生产采用方案三为佳， 即采用级进模生产。 5 表表 3-1 各类模具结构及特点比较各类模具结构及特点比较 单工序模 模具种类 比较项目 无导 向 有导向 级进模复合模 零件公差等级低一般可达 IT13IT10 级可达 IT10IT8 级 零件特点 尺寸 不受 限制 厚度 不受 限制 中小型 尺寸厚 度较厚 小零件厚度 0.26mm 可加工复 杂零件，如宽度极小 的异形件 形状与尺寸受模具结构 与强度限制，尺寸可以 较大，厚度可达 3mm 零件平面度低一般 中小型件不平直，高 质量制件需较平 由于压料冲件的同时得 到了较平，制件平直度 好且具有良好的剪切断 面 生产效率低较低 工序间自动送料，可 以自动排除制件，生 产效率高 冲件被顶到模具工作表 面上，必须手动或机械 排除，生产效率较低 安全性 不安全，需采取 安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措 施 模具制造工作 量和成本 低 比无导 向的稍 高 冲裁简单的零件时， 比复合模低 冲裁较复杂零件时，比 级进模低 适用场合 料厚精度要求低 的小批量冲件的 生产 大批量小型冲压件的 生产 形状复杂，精度要求较 高，平直度要求高的中 小型制件的大批量生产 6 4 模具总体结构模具总体结构 4.1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺方案的分析 3 可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级 进模。 4.2 定位方式的选择定位方式的选择 为了保证模具正常工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料或工序件对模 具的工作刃口处于正确的相对位置。 因为该模具采用的是条料，为了确定孔的位置正确，采用导正销进行纵向 定位。为了有效的防止条料的偏斜，采用导料板进行横向定位。 4.3 送料方式的确定送料方式的确定 由于零件的生产批量是大批量，及模具类型的确定，合理安排生产用自动 送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。 4.4 出件方式的确定出件方式的确定 采用推件出料(制件在板料的送进过程中由板料推出)。 4.5 送料方向的确定送料方向的确定 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B 小于送料 方向的凹模长度 L 故采用横向送料方式，即由右向左送料。 4.6 导向方式的确定导向方式的确定 方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线 上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料 模、复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比 较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严 重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常 用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压 模架。 方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。 7 但只能一个方向送料。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工 件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于 前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便，并能满足工件成型的要求。即 方案二最佳。 8 5 工艺计算工艺计算 5.1 排样排样 5.1.1 排样方法排样方法 方案一：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具 寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸 完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命、冲件质量、材料利用 率和零件结构，该冲件的排样方式选择方案一为佳，即采用有废料排样。 5.1.2 材料利用率材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合 理利用材料的重要指标。采用有废料排样有三种排样方案： 方案一： 图图 5-1 排样简图排样简图 一个步距内的材料利用率 =nA/BS100% (5-1) 式中 A-个步距内冲裁件的实际面积(mm)； N-个步距内冲件个数； 9 B-条料宽度(mm)； S-步距(mm)。 根据公式(5-1)得： =nA/BS100% =61/13.529.19100% 49% 方案二： 图图 5-2 排样简图排样简图 一个步距内的材料利用率： =nA/BS100% =61/135.9100% 45% 方案三： 10 图图 5-3 排样简图排样简图 一个步距内的材料利用率： =nA/BS100% =61/93.44100% 65% 由此可知， 值越大，材料的利用率就越高，废料越少。因此，要提高材 料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。该排样材料利用率为 65%，因此， 采用方案三的排样方法。 11 图图 5-4 排样简图排样简图 5.1.3 条料宽度的计算条料宽度的计算 排样方式确定以后，条料的宽度和步距也就可以设计出。计算条料宽度有 三种情况需要考虑： （1）有侧压装置时条料的宽度。 （2）无侧压装置时条料的宽度。 （3）有定距侧刃时条料的宽度。 在这里选择无侧压装置的模具。 条料宽度确定的原则是:最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边 值；最大条料能再冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的 间隙。 条料宽度: b=(D+2+C1 ) （5- 0 0 2） 式中 D-冲裁件垂直于送料方向的尺寸； a侧面搭边,查表 5-1； -条料宽度的单向(负向)偏差，查表 5-2，=0.01； C1-导尺与最宽条料之间的单面小间隙，查表 5-3，C1=0.5mm。 根据公式（5-2）得： b=(11.6+21.5+0.5) 0 0 01 . 0 =15.1 0 01 . 0 导尺间距离： S=D+2(+C1) （5- 3） 式中 D-冲裁件垂直于送料方向的尺寸； -条料宽度的单向(负向)偏差，查表 5-1，=0.01； 12 C1-导尺与最宽条料之间的单面小间隙，查表 5-2，C1=0.5mm。 根据公式（5-3）得： S=D+2(+C1) =11.6+2(0.01+0.5) 表表 5-1 条料宽度偏差条料宽度偏差 材料厚度 t 条料宽度 b -0.50.5112 20-0.05-0.08-0.10 2030-0.08-0.10-0.15 表表 5-2 送料最小间隙送料最小间隙 C1 材料厚度 t间隙 C1 0.510.50.51 120.511 230.511 5.2 冲压力和压力中心的计算冲压力和压力中心的计算 5.2.1 冲裁力的计算冲裁力的计算 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力 机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其 冲裁力 FP一般可以按下式计算： F=KptL （5- 4） 式中 Kp-系数(K=1.3)； -材料抗剪强度(MPa)； L-冲裁周边总长(mm)； t-材料厚度(mm)。 根据公式（5-4）得： FP =KptL =1.30.838.71300 13 =12.078768 （N） 系数 Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化 或分布不均） ，润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全 系数 Kp，一般取 1-3。当查不到抗剪强度 时，可以用抗拉强度 b代替 ， 而取 Kp=1.3 的近似计算法计算。 根据冷冲压工艺与模具设计查出 H62 强度为 300(MPa)，抗拉强度为 343-460(MPa)，屈服强度为 200(MPa)。 5.2.2 卸料力的计算卸料力的计算 从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力。 FQ =K卸F冲 （5- 5） 式中 K卸- 卸料力系数，见表 5-1； F冲 - 冲裁力（N） 。 根据公式（5-5）得： FQ =K卸 F =0.0512078.768 0.6039384（N） 表表 5-3 卸料力、推件力和顶件力系数卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/mmK卸K推K顶 钢 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 铝、铝合金 纯铜、黄铜 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 5.2.3 总冲压力的计算总冲压力的计算 由于冲裁模具采用弹压卸料装置，固总的冲压力包括 14 F=Fp+FQ （5- 6） 式中 F-总冲压力； FP-冲裁力； FQ-卸料力； 根据公式（5-6）得： F=Fp +FQ 12.7（KN） 由于压力机吨位通常为总冲裁力的 1.3 倍，则 F=1.312.7=16.51（KN） 5.3 初选压力机初选压力机 冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机（以Jxx表示其型号） 和液压机（以Yxx表示其型号） 。根据模具的使用要求，制件分和总的冲压力查 表5-4拟选压力机为: 开式双柱可倾压力机J23-10。 5.4 压力中心的计算压力中心的计算 模具压力中心是指冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工 作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心重合。否则，会使冲模和压力机 滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损， 降低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可按以下原则来确定： （1）对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心； （2）工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心重合； 15 图图 5-4 冲裁件的压力中心计算图冲裁件的压力中心计算图 表表 5-5 各线段重心坐标各线段重心坐标 Y1=0X1=4.8 Y2=0X2=2.3 Y3=2.3X3=0 Y4=4.8X4=4.8 Y5=-4.8X5=-4.8 Y6= -2.3X6=-2.3 Y7=70X7=-2.3 Y8=-8.4X8=2 Y9=-8.4X9=-2 Y10=-13.6X10=-5.2 Y11=-13.6X11=5.2 Y12=0X12=18.4 16 故 =+ /+ 0 y 1 l 1 y 2 l 2 y 12 l 12 y 1 l 2 l 12 l =-14.48 =+ /+ 0 x 1 l 1 x 2 l 2 x 12 l 12 y 1 l 2 l 12 l =0.25 因此，实际压力中心在工件中的位置是距左边为 32-17.52=14.48mm；距下 边为 11.25-11=0.25mm。 故其压力中心为（14.48,0.25） 。 17 6 冲裁间隙冲裁间隙 设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度 满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具 寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到 制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间 隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为 最小合理间隙 Zmin，最大值称为最大合理间隙 Zmax。考虑到模具在使用过程中 的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 Zmin，如图 6-1。 冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙 还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中， 凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压 应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及 材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了 模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的 一个非常重要的工艺参数。 冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模具设计的一个重要工艺参数，对冲裁件质量、 冲裁力和模具寿命均有很大的影响。冲裁间隙还影响着冲裁件的尺寸精度。 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小， 精度越高。 间隙过大，会使落料件尺寸小于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸大于凸模尺寸， 冲裁力也会慢慢下降，卸料力、推件力或顶件力都将随之下降。 间隙过小，会使落料件尺寸大于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸， 冲裁力也会增大，会使模具刃口磨损加剧，还会产生凸凹模胀裂，小凸模折断， 凸模和凸凹模相互啃刃等异常损坏。 由此可见，我们在确定冲裁间隙时，一定要有一个合理的范围作为间隙值， 当然我们在设计时要采用最小合理间隙。 由表 6-1 可知，Zmin=0.040mm Zmax=0.056mm 18 图图 6-1 冲裁间隙冲裁间隙 表表 6-1 部分冲裁模初始双边间隙值部分冲裁模初始双边间隙值 08,10,35,09Mn,A3,B 3 16Mn40,5065Mn材 料 厚 度 ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax 小 于 0.5 极小间隙（或者无间隙） 0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.060 0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.072 0.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.092 0.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0720.104 0.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.126 1.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.1000.140 1.20.1260.1800.1320.1800.1320.180 19 7 刃口尺寸计算刃口尺寸计算 7.1 凸、凹模刃口尺寸的基本原则凸、凹模刃口尺寸的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也 要靠模具刃口及制造精度来保证。确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲 裁模的只要任务之一。因此决定模具刃口尺寸时需考虑以下几个原则： 1、先考虑落料与冲孔的区别，落料件尺寸由凹模决定，冲孔时的尺寸由凸 模决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔时，以 凸模为基准，间隙取在凹模上。 2、考虑到冲裁中凸、凹模的损失，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸 公差范围的较小尺寸；设计冲孔时模时，凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范 围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格 的制件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。 3、考虑制件精度与模具精度之间的关系，选择模具制造公差时，既要保证 制件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较制件精度高 23 级。 若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值” IT12 处理，冲模则可按 IT11 级制造；对于圆形制件，一般可按 IT79 级制造 模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，落料件上偏差为 零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 7.2 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的方法计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的方法 由于模具的加工方法不同，凸、凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差 的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为两种方法：1、凸、凹模分开加工， 主要用于圆形或简单形状制件；2、凸、凹模配合加工，主要用于形状复杂或薄 板制件。由于该制件形状简单，选择凸、凹模分开加工。 7.2.1 冲孔凸、凹模的计算冲孔凸、凹模的计算 设冲孔尺寸为 0 d ，根据以上原则，冲孔时以凸模为设计基准，首先确定 凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹 模尺寸以保证最小合理间隙 2Cmin。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。 其计算公式 7-1 如下： 20 （ X） 0 p ( 7-1 ) d d （ p d 2Cmin) d 0 （ d X 2cmin) d 0 在同一工步中冲出制件两个以上孔时， 凹模型孔中心距 d L 按公式 7-2 确定： d L （ min L 0.5)0.125 ( 7-2 ) 式中 d d 冲孔凹模基本尺寸(mm)； p d 冲孔凸模基本尺寸(mm)； d 冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)； d L 同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)； min L 制件孔距最小极限尺寸(mm)； 冲孔件孔径公差(mm)； 2Cmin 凸、凹模最小初始双面间隙(mm)； p 凸模下偏差，可按 IT6 选用(mm)； d凹模上偏差，可按 IT7 选用(mm)； X磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带 中间尺寸，与工件制造精度有关，查表 7-1 得： 2Cmin=0.040 2Cmax=0.056 则 2Cmax -2Cmin=0.012 所以 冲孔 2.3 p d =（2.30.750.12） 0 0096 . 0 =3.2mm 0 0096 . 0 d d =（3.20.04) 064 . 0 0 =3.24mm 064 . 0 0 校核 p d2Cmax 2Cmin p d=0.00960.0640.040mm 所以冲孔凸、凹模刃口尺寸 p d =3.20-0.0096， d d =3.240+0.0064 d p d 21 7.2.2 落料凸、凹模的计算落料凸、凹模的计算 d D （ D X） d 0 ( 7-3 ) p D （ d D 2Cmin) 0 p （ D X2Cmin) 0 p d D 落料凹模基本尺寸(mm)； p D 落料凸模基本尺寸(mm)； D落料件最大极限尺寸(mm)； 落料件外径公差(mm)； 2Cmin 凸、凹模最小初始双面间隙(mm)； p 凸模刃口尺寸制造偏差，可按 IT6 选用(mm)； d凹模刃口尺寸制造偏差，可按 IT7 选用(mm)； 所以落料 d D =（11.60.750.62）+0.025 =11.1350+0.025 p D =（11.140.04）-0.0160 =11.1-0.0160 校核 p d=0.025+0.016=0.0410.040 所以落料凸、凹模刃口尺寸 d D =14.1350+0.025、14.1-0.0160 表表 7-1 凸凹模制造偏差凸凹模制造偏差 mm 基本尺寸 10105050100材料厚度 t 凹凸凹凸凹凸 0.4+0.006+0.004+0.006+0.004- 0.5 +0.006-0.004 +0.006 -0.004 +0.008-0.005 0.6 +0.006-0.004 +0.008 -0.005 +0.008-0.005 0.8 +0.007 -0.005+0.008 -0.006 +0.010-0.007 1.0+0.008 -0.006 +0.010 -0.007 +0.012-0.008 1.2 +0.010 -0.007 +0.012 -0.008 +0.015-0.010 22 表表 7-2 磨损系数磨损系数 mm 材料厚度工件公差 1 0.16 0.710.35 0.36 0.16 0.16 1 2 0.20 0.210.41 0.42 0.20 0.20 2 4 0.24 0.250.49 0.50 0.24 0.24 大于 4 0.30 0.310.59 0.60 0.30 0.30 非圆形 x 值圆形 x 值 磨损系数 10.750.50.750.5 23 8 主要零件的设计主要零件的设计 8.1 上下模座的选取上下模座的选取 模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱 的模座。由 4.6（导向方式的确定）可以知道本套模具采用后侧导柱模座。 （GB/T2855.5-1990） 模座的的尺寸 L/mmB/mm 为 100mm80mm。模座的厚度应为凹模厚度 的 1.52 倍，所以上模座的厚度为 30mm；上垫板厚度取 10mm，固定板厚度 取 20mm，所以下模座的厚度为 40mm。模座简图如下所示： 图图 8-1 上模座简图上模座简图 24 图图 8-2 下模座简图下模座简图 8.2 模柄的选取模柄的选取 本模具采用带台阶的压入式模柄 A 型（JB/T7646.1-1994） 。 8.3 冲裁凸模、凹模设计冲裁凸模、凹模设计 8.3.1 冲孔凸模的设计冲孔凸模的设计 凸模的结构分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中，根 据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。直通式凸模的工作部分和固定部 分的形状与尺寸做成一样。对于圆形凸模， GB286381 的冷冲模标准已制订 出这类的凸模的标准结构形式与尺寸规格。该设计凸模是圆形结构，所以采用 的是整体式中的台阶式。 凸模的材料选择与凹模一样，都要求有高寿命、高耐磨、高硬度与适当的 韧性。但热处理后的硬度应略高于凹模。所以选凸模的材料r12。 冲孔凸模： 所冲孔为圆形孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸模设计成阶梯式， 采用数控铣削床加工。其总长按相关公式计算： L=h1+h2+h3+Y （8- 1） =6+12+14+20 25 =52mm 其中 h1为导料板厚度，h2为凹卸料板厚度，h3为凸模固定板厚度,Y 为附加 长度,包括凸模的修磨量,凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全高 度. 8.3.2 冲裁凹模的设计冲裁凹模的设计 凹模设计为整体结构，冲裁型孔均采用线切割机床加工。除圆形凸模外， 各异形凸模设计成直通式外形，主要采用线切割加工。 凹模的刃口形式：查找冲压工艺与模具设计冲孔凹模采用阶梯形刃 口形式。锥角=2。 此凹模固定采用螺钉和销钉直接直接固定在下模座上，凹模大小按照固定 板和垫板的大小 冲孔凹模厚度 Hkb （8-2） 式中 k-系数；(查表 8-1 取 K0.3) b-凹模刃口最大尺寸。 表表 8-1 凹模厚度系数凹模厚度系数 K 材料厚度 t/mm S/mm 1 1336 50 0.300.400.350.500.450.60 501000.200.300.220.350.300.45 1002000.150.200.180.220.220.30 2000.100.150.120.180.150.22 根据表 9-1 和实际生产情况取凹模厚度：H15mm。 8.4 导向零件的设计导向零件的设计 26 8.4.1 导料板的设计导料板的设计 导料板是级进模具中最通用的一种导料装置，一般安装在凹模上平面的两 侧，基本形式为平行的两条长条板，但也有只安装一块的例子。导料板的结构 形式和尺寸规则如 8-4 图所示： 图图 8-3 导料板简图导料板简图 查表 8-4 可知导料板的尺寸为 145mm25mm6mm。 表表 8-2 导料板导料板 mm 注：1、L 系列数值：50，63，71，100，125，160，200，250，315，400； 2、b 系设计修正量。 8.4.2 导正销的设计导正销的设计 导正销用于级进模的精确定位，根据 JBT7642.1-1994 规定，选用杆直径 d=5mm，导正部分直径 d1=4mm，长度 L=25mm 的 A 型导正销。 BL(选用尺寸)HB L（选用尺寸） H 1650,63,7140315-400, 2050-160 4,6 45100-400 2580-13550125-400 8,10,12, 80-160 6,8 56200-400 2006.8,10200,250 10,12,16 32,36 250,3158,1031512,16 1002006,8,10 63 40010,12,16 40 2508,1071250,40012,16,18 27 8.4.3 导柱、导套的选取导柱、导套的选取 本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、 导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应 保证上模座最底位置时（闭合状态） ，导柱上端面与上模座顶面的距离 15mm。 而下模座底面与导柱底面的距离为 5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用 R7/h5 的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用 R7/h5 的过盈配合。导套的 长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套 10mm 以上。导柱与导套之间采用 H7/h6 的间隙配合，导柱与导套均采用 20 钢，热处理硬度渗碳淬硬 5660HRC。 导柱的直径、长度，按标准选取。 导柱：d/mmL/mm 为 32160；（GBT2861.1-1990） 。 导套：d/mmL/mmDmm 为 3210545(GBT2861.1-1990)。 8.5 卸料板的设计卸料板的设计 卸料板采用Q235制造，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺寸相同，厚度根 据JB/T 8066.2-1995规定，选用125mm80mm140-170组模具参考，其厚度为 14mm。 8.6 承料板的设计承料板的设计 承料板采用 Q235 制造，自动送料时不需要承料板。承料板设计根据 JBT7648.6-1994 规定。选用（80402）mm 的规格。承料版零如件简图 8- 5 所示： 图图 8-4 承料板简图承料板简图 8.7 固定板固定板的选取的选取 固定板采用 Q235 制造，固定板设计根据冲压模设计指导典型组合尺 28 寸设计。选用（1258014）mm 的规格。 29 9 压力机技术参数校核压力机技术参数校核 通过校核，该冲裁件所需的冲裁力为 74.88KN，选择开式双柱可倾压力机 J23-10（查模具设计手册 ）能