衬套落料拉深冲孔翻边复合模具模具设计（含源文件）
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XXXX大学毕业设计（论文）报告用纸 第 41 页 共 46页 编号： 毕 业 论 文题 目： 衬套落料拉深 冲孔翻边复合模 院 （系）： 专 业： 机械设计及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2008年 6月5 日摘 要随着经济的快速发展，模具在工业中所占的地位越来越重要，特别是冲压模具技术方面更为重要。由于它具有生产效率高，操作方便，冲件的尺寸稳定，互换性好，节省原材料等优点，目前冲压技术广泛应用于金属制品个行业中，如汽车，仪表，家用电器等工业中。因此我们必须大大加强我国模具行业的发展，培养优秀的模具人才。本着结构简单、可靠、紧凑，装配方便，生产效率高，精度高的原则，本次衬套零件采用了落料、拉深、冲孔、翻边四道工序复合进行冲压而得。该套落料拉深冲孔翻边复合模具设计，主要包括对冲压件工艺性分析、模具整体结构的设计、各个的零部件形状尺寸的设计计算、主要零件的加工工艺规程的编制、压力机的型号选定等 。本冷冲模在一次冲程中完成落料、拉深、冲孔、翻边四道工序，它采用了顺装的形式，模具结构的紧凑、简单，从顶件块的设计中得到体现，它起到双重作用，即顶件和压边的作用, 便于实现机械化和自动化，生产率较高，适合大批量生产。冲压模具制造成本高，因此适合于大批量生产。关键词：落料；拉深；冲孔；翻边；复合模结构；工艺。AbstractWith the rapid economic development, die in industry to the position has become increasingly important. Stamping Die is especially more important, because of its high efficiency ,easy to operate ,flushing pieces of dimensional stability, interchangeability , and the advantages of saving raw materials, currently ,Stamping Process is widely used in stamping metal products sectors ,such as automobiles, instruments , shousehold appliances and other industries. therefore, we must greatly strengthen the development of the our mold industry and cultivate outstanding talent of mold .In principle of simple, reliable, compact, the assembly of convenience, high efficiency, high precision, the shroud parts drive from the combination punching , which includes blanking ,drawing，piercing , flanging four processes. This blanking composite drawing die ims designed sophisticatedly and in detail.,the process includes stamping parts of the analysis, the overall structure of the mold design ,various parts of the shape and size of the design, the main components of process preparation, Press and other selected moldels.The die can complete four processes blanking ,drawing ,piercing , flanging in a stroke . it is used in the form of right-handed machine. Die structure is conpact ，simle，which the design of clamping ring reflect and clamping ring has a dual role to play, that is ,pushing piece and clampling edge. The die is ease to realize mechanization and automation, higher productivity , and suitable for mass production. Key words： die；composite die；blanking；drawing；piercing; flanging ;process目录引言61 绪论61.1 冷冲压加工的地位61.2 冷冲压工序的分类71.3 课题的提出71.4 国内外的研究现状及存在问题81.4.1国内外的研究现状81.4.2存在的问题81.5 本文完成的工作92 冲压件工艺分析92.1 材料的可冲压性92.2 零件的可拉深性能102.3 零件的翻边性能112.4 零件的冲压、可拉深性等综合性能112.5 从零件的形状及尺寸公差等级要求方面112.6 翻边工序计算122.6.1一次翻边所能达到的极限高度Hmax122.6.2预拉深并冲底孔后的翻边高度h122.6.3 计算冲底孔直径d0132.6.4计算需用拉深拉出的高度 h1133 工艺方案的对比分析及模具结构类型134 主要设计计算154.1 毛坯尺寸计算154.2 排样及相关计算15采用有废料直排的排样方式， 确定搭边值：154.3 拉深次数的确定164.4 冲压力计算175 模具工作部分尺寸计算195.1 落料部分195.2 冲孔部分195.3 拉深（翻边）部分235.3.1凹模圆角半径的确定 235.3.2凸模圆角半径的确定235.3.3 拉深模间隙 235.3.4凸、凹模工作部分尺寸及公差235.4 落料凹模结构尺寸 236 模具总体设计246.1 模具类型的选择246.2 定位方式的选择246.3 确定送料方式246.4 卸料、出件方式的选择256.5 选择导向（模架）形式256.6 模具标准典型组合的选择257 主要零部件设计267.1 工作零件结构设计267.1.1落料凹模长度：267.1.2拉深翻边凸凹模长度267.1.3冲裁拉深凸凹模长度277.1.4冲孔凸模长度277.2 定位零件设计287.2.1挡料销287.2.2导料板287.3 卸料、出件零件设计287.3.1卸料板287.3.2顶件块297.3.3顶杆297.3.4推件装置297.3.5打杆307.3.6顶板307.3.7连接推杆307.3.8推件块308.5 模架及其它零部件设计308.5.1 模架308.5.2模柄328.5.3凸、凹模固定板328.5.4垫板339 弹顶器设计3410 模具闭合高度3511 绘制模具总装图3512 选择压力机3613 模具零件加工工艺规程编制3714 模具安装3814.1 上、下模座的安装3914.1.1 上模的安装形式与联接3914.1.2 下模的安装形式与联接3914.2 调整和试模3914.2.1 调整模具闭合高度3914.2.2 调整模具间隙4014.2.3 试模4015 总结：42 引言1 绪论冲压模是应用很广泛的，尤其是在工业方面，在汽车制造方面尤为突出，本文对简单常见的止动件复合冲裁模进行设计，主要介绍了冲压模具设计的一般过程，对以后进行冲压模具设计具有很大参考价值。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。冲压模是用于大批量钣金零件生产的一种精密工艺装备，结构复杂，包含的零件数较多，因此在冲压模设计过程中不仅需要考虑其可加工性与装配问题，而且还要预测模具与条料运动时可能产生的各种干涉。冷冲压成型工艺概论冷冲压是塑性加工的基本方法之一，它是利用安装在压力机上的模具，在室温下对板料施加压力使其变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和精度的零件的一种压力加工方法。因为它主要用于加工板料零件，所以也称板料冲压。在冷冲压加工中，将材料 （金属或非金属） 加工成零件 （或半成品） 的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具 （俗称冷冲模）。冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。1.1 冷冲压加工的地位（1）能冲压出其它加工工艺难以加工或无法加工的形状复杂的零件。例如，从仪器仪表小型零件到汽车覆盖件、纵梁等大型零件，均由冲压加工完成。（2）冲压件质量稳定，尺寸精度高。由于冲压加工是靠模具成型，模具制造精度高、使用寿命长，故冲压件质量稳定，制件互换性好。尺寸精度一般可达到 IT10 IT14 级，最高可达到 IT6 级，有的制件不需再机械加工，便可满足装配和使用要求。（3） 冲压件具有重量轻、强度高、刚性好和表面粗糙度小等特点。（4）生产率高。例如，汽车覆盖件这样的大型冲压件的生产效率，可达每分钟数件；高速冲压小型制件，每分钟可达到上千件。（5）材料利用率高。一般为 70 85 ，因此冲压加工能实现少废料，甚至无废料生产。在某些情况下，边角余料也可充分利用。（6）操作简单，便于组织生产。（7）易于实现机械化与自动化生产。由于冲压加工所用毛坯多为条料或带料，又是冷态加工，大批量生产时易于实现机械化和自动化。（8） 冷冲压的缺点是模具制造周期长、制造成本高，故不适于单件小批量生产。另外，冷冲压生产多采用机械压力机，由于滑块往复运动快，手工操作时，劳动强度较大，易发生事故，故必须特别重视安全生产、安全管理以及采取必要的安全技术措施。6 12 。冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟，在各种模具中所占比例最大。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场的 60 以上。因此冷冲压加工在我国现代化建设中有着非常广阔的发展前景。1.2 冷冲压工序的分类 冷冲压工序的分类由于冲压件的形状、尺寸和精度要求不同，因此，冷冲压加工方法是多种多样的。根据材料的变形特点及企业现行的习惯，冷冲压的基本工序可分为分离工序与变形工序两大类:（1）分离工序是使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互分离，并获得一定断面质量的冲压加工方法。（2）变形工序是使冲压毛坯在不破裂的条件下发生塑性变形，以获得所要求的形状、尺寸的零件的冲压加工方法。为了提高劳动生产率，常将两个以上的基本工序合并成一个工序，称为复合工序。本设计全面介绍这一整套衬套件的复合冲压模具的理论设计过程与部分复杂零件的工艺制造过程。模具结构紧凑、精度高、操作方便、生产效率高。设计中参考了众多资料，设计深入各个细节。作者主观愿望是按即定的要求完成课题设计内容，但是，由于受到作者的实际经验水平的限制，难免有误与不当之处，敬请批评指示。1.3 课题的提出冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。本课题研究衬套件冲压件的模具设计，采用落料、拉深、冲孔、翻边复合模设计。本课题主要通过到企业调研，了解目前模具的生产、制造、加工情况，结合理论知识来设计衬套件复合模。通过这一过程能使我更好的掌握模具的一般设计步骤，能够结合现有的生产条件来设计模具。其过程包括分析零件结构、工艺性等基础和模具常用的机构及工作原理等。1.4 国内外的研究现状及存在问题1.4.1国内外的研究现状冲压模是应用很广泛的，尤其是在工业方面，在汽车制造方面尤为突出，随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年来，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。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。相比之下国外的模具现状远远超过我国，尤其是美、日等国，他们无论是在模具制造设备和模具制造水平方面都比我们强上很多，有专家说国内的的水平与发达国家比起来远大于10年的发展水平。1.4.2存在的问题 本模具存在的问题主要是如何保证零件上的位置、对称精度。本文采用了落料、拉深、冲孔、翻边四道工序冲压，且要防止拉裂、起皱等问题的发生，结构较复杂。为了能保证尺寸精度，也能很好的保证位置精度。如用级进模则难以保证，因为级进模采用了多个工位定位，对整个零件的精度难以保证，优先考虑复合模。1.5 本文完成的工作结合衬套零件的结构、工艺性来分析设计衬套件模具结构、工艺性及工作原理，进行必要的计算，确定基本的参数、设计主体结构、排样图、工作零件、卸料装置、导料装置、安全装置、画装配图、零件图、编制模具零件加工工艺规程等。本文要求选用模具通用标准件和通用模具结构和形式及目前模具的制造情况来改进和创新。 2 冲压件工艺分析冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，且寿命长，产品质量稳定，操作简单，方便等。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是冲压件结构尺寸和精度要求，如果发现零件工艺性不好，则应在不影响产品使用要求的前提下，向设计部门提出修改意见，对零件图作出适合冲压工艺性的修改。另外，分析零件图还要明确冲压该零件的难点所在，对于零件图上的极限尺寸，设计基准以及变薄量，翘曲，回弹，毛刺大小和方向要求等要特别注意，因为这些因素对所需工序的性质，数量和顺序的确定，对工件定位方法，模具制造精度和模具结构形式的选择，都有较大影响。工件名称：衬套材 料：H62材料厚度：t=0.8mm生产批量：大批图2a 工件本冲压件如图所示： 2.1 材料的可冲压性冷冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后的加工要求 （如切削加工、电镀、焊接等）。冲压工艺对材料的基本要求主要有以下几点。对冲压成型性能的要求对于成型工序，为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有：良好的塑性 （均匀伸长率 b高）、屈强比 （s/b） 小、板厚方向性系数大、板平面方向性系数小、材料的屈服强度与弹性模量的比值 （s/E） 小。冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产效率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁质量、模具寿命和生产效率有很大影响。（1）冲裁件的结构工艺性冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用。冲裁内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以及便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。冲裁件上凸出的悬臂和凹槽宽度也不宜过小。冲裁件的孔边距与孔间距 为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小。在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定的距离，以免冲孔时凸模受水平推力而折断。冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。（2）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 冲裁件的精度一般分为精密级和经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度，而经济级是指模具达到最大许可磨损时，其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上又最合理的精度，即所谓经济精度。为降低冲压成本。获得最佳的技术经济效果，在不影响冲裁件使用要求的前提下，应尽可能采用经济精度。 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。本设计的零件材料为H62铜，半硬，抗剪强度s=255，断后伸长伸长率 b=38%材料H62塑性较好，对拉深、成形都比较合适。该零件材料厚度中等，零件外形对称，无尖角、凹陷。零件外形尺寸无公差要求，可按一般精度要求。此材料具有较高的弹性和良好的塑性，其冲压性能较好。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可冲压成形。2.2 零件的可拉深性能该零件的拉深过程，其变形区的应力状态和变形特点与无凸缘圆筒形件是相同的。但有凸缘圆筒形件拉深时，坯料凸缘部分不是全部进入凹模口部，当拉深进行到凸缘外径等于零件凸缘直径（包括切边量）时，拉深工作就停止。因此，拉深成形过程和工艺计算与无凸缘圆筒形件的差别主要在首次拉深。 拉深的工艺性：1拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。2需多次拉深的零件，在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹。 3在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度。4拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应满足：+0.5（或+0.5），如图4.6.1所示。5拉深件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆角半径（图4.6.1）应满足：，2，3。否则，应增加整形工序。 6拉深件的尺寸标注，应注明保证外形尺寸，还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准，若以上部为基准，高度尺寸不易保证。2.3 零件的翻边性能翻边是在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边的成形方法，；根据坯料的边缘状态和应力、应变状态的不同，翻边可以分为内孔翻边和外缘翻边，也可分为伸长类翻边和压缩类翻边。K称为翻边系数，K值愈小，则变形程度愈大。翻边时孔边不破裂所能达到的最小K值，称为极限翻边系数。表5.3.1所列的是低碳钢圆孔翻边的极限翻边系数。对于其它材料，按其塑性情况，可参考表列数值适当增减。从表中的数值可以看出，影响极限翻边系数的因素很多，除材料塑性外，还有翻边凸模的形式、孔的加工方法及预制的孔径与板料厚度的比值（体现工序件相对厚度的影响）。结合材料性能，本零件可采用预制孔再翻边的工艺过程，完成翻边工序。2.4 零件的冲压、可拉深性等综合性能经过对冲压件的外形、结构分析，该冲压件的翻边高度较高，零件材料厚度中等，零件外形对称，无尖角、凹陷。零件外形尺寸无公差要求，可按一般精度要求。壁部圆角半径R2.5，相对圆角半径R/t约为3.1，大于圆角标准表的最小弯曲半径值，因此可一次弯曲。可通过落料、拉深、冲孔、翻边或落料冲孔、多次翻边等过程完成。本设计采用落料、拉深、冲孔、翻边工序。2.5 从零件的形状及尺寸公差等级要求方面该工件属于较典型圆筒形件拉深，形状简单对称，所有尺寸均为自由公差，对工件厚度变化也没有作要求，圆角R2.5相当于R3t,根据拉深中凸、凹模设计要求，可以直接拉深出来；而工件总高度尺寸18mm可在拉深后采用修边达要求。综上所述，该零件可用冲压方法生产。需要用落料、拉深、翻边等主要工序。2.6 翻边工序计算2.6.1一次翻边所能达到的极限高度Hmax 翻边工艺预计算。首先按平板的翻边的工艺计算方法进行对翻边在坯料上预先加工出待翻边的孔，如图2.6.1所示。则竖边高度为：（教P292） Hmax =(D-d)/2+0.43r+0.72t图2.6.1= D/2(1-K)+0.43r+0.72t 式中 D 翻边后的直径（按中线计算），mm； d 翻边前的预孔直径，mm； t 材料厚度，mm； r 零件的圆角半径，mm； k 翻边系数。 一次翻边的极限高度为： Hmax =D/2(1-Kmin)+0.43r+0.72t =30.6/2(1-0.62)+0.432.5+0.720.8 =7.465 经计算翻边高度Hmax可知，零件的翻边高度HHmax，说明此件不能一次翻边成形。可考虑用加热翻边、多次翻边或拉深后冲孔再翻边的方法。本设计采用拉深后冲孔再翻边的方法。2.6.2预拉深并冲底孔后的翻边高度h图2.6.2A先计算允许的翻边高度，然后根据零件的要求高度和翻边高度来确定拉深高度。示意图如2.6.2A所示：允许的翻边高度：（教P292） =30.6/2(1-0.68)+0.572.5+0.8/2 =4.896+1.653=6.549取翻边高度:h = 6.5 mm 式中 D 翻边后的直径（按中线计算），mm； d 翻边前的预孔直径，mm； t 材料厚度，mm； rT 零件的圆角半径，mm； k 翻边系数2.6.3 计算冲底孔直径d0 d0=K0D （教P292） =0.6830.6 =20.80821图2.6.4B式中 D 翻边后的直径（按中线计算），mm； d0 翻边前的预孔直径，mm； k 翻边系数2.6.4计算需用拉深拉出的高度 h1 （教P292） =18-6.549+2.5 =13.951 取h1=14式中 h1 拉深高度，mm；（如上图所示） H 零件的高度，mm；h 翻边高度，mm；图2.6.4CrT 零件的圆角半径，mm；根据上述分析计算可以画出翻边前需要拉深成的工序图，如图2.6.4A所示。取值结果如图2.6.4B所示：拉深高度取其值为 h1=14；冲底孔直径取其值为d0=21；翻边高度取其值为 h=6.5；3 工艺方案的对比分析及模具结构类型该工件包括落料、拉深、冲孔、翻边4个基本工序，可有以下五种工艺方案：方案一：采用单工序模落料模；拉深模；冲孔模；翻边模。方案二：落料拉深复合模；冲孔模；翻边模。方案三：落料拉深复合模；冲孔翻边复合模。方案四：落料拉深冲孔翻边复合模。方案五：采用级进模。方案分析：方案一：采用单工序模方案，模具设计较简单。具结构简单，制造简单，但需4道工序4副模具，生产成本高。且在生产中要多次定位,制造精度不高，冲压件的质量和精度低，生产效率低，难以满足该工件大批量生产的要求。方案二：落料拉深复合模；冲孔模；翻边模。采用一套复合模完成两道工序，而冲孔、翻边分别采用单工序模。虽然结构简单，制造简单比较简单，成本相对方案一底一些，冲压件的质量和精度和生产效率都比采用单工序模方案高一些。但其冲压件的质量和精度和生产效率还是比较低。不适合该工件大批量生产的要求。方案三：落料拉深复合模；冲孔翻边复合模。分别采用两套复合模共同完成4到加工工序。模具结构和制造相对采用单工序模方案一和方案二复杂，但其制造成本相对降底了。且冲压件的质量和精度和生产效率都得到了提高。可用于中、大批量生产。方案四：采用一套复合模完成4道工序。尽管模具结构相对于方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难，模具结构紧凑，占地面积小，占用的冲压设备数目少，减少了操作人员和周转时间，生产效率较高，而且冲件能达到较高的精度，适合大批量生产。方案五：采用一套级进模完成4道工序。生产效率高，但送进操作不方便，加之工件尺寸偏大，模具结构比较复杂，冲压件的质量和精度低。适合大批量生产。通过对上述五种方案的分析比较，该件若能一次拉深，则其冲压生产采用方案四为佳。确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足以下要求：（1）能冲出符合技术要求的工件；（2）能提高生产率；（3）模具制造和维修方便；（4）模具有足够的寿命；（5）模具易于安装调整，且操作方便、安全。4 主要设计计算4.1 毛坯尺寸计算 此拉深件凸缘比较窄，外径尺寸又没有要求，而且采用落料-拉深-底部冲孔-翻边复合模生产，定位基准没有换一次冲压成形，尺寸不容易变，所以本工件不加修边余量。 根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D0。（教P252）当r与R相等时，毛坯直径D0计算公式如下：（式516（教）按中径计算 （教P252）式中 D0 毛坯直径，mm； dF 凸缘直径，mm； dD 拉深筒的中径，mm； R 拉深件筒底内部圆角半径，mm；4.2 排样及相关计算采用有废料直排的排样方式， 确定搭边值：(教P103)搭边可用于补偿定位误差和剪板误差，使条料保持一定的刚度，便于送料，搭边也是废料，所以尽量取小，但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，影响模具寿命。搭边：排料时在冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间设置的工艺余料称为搭边。搭边有二个作用：一是补偿定位误差使条料在送进过程中产生的偏移，保证冲裁件的精度要求；二是在条料送进过程中，搭边可起送进定位作用，同时搭边使冲裁后的工艺废料有一定的刚度，利于条料的顺利送进。图4.2A搭边是工艺废料，从提高材料利用率考虑，搭边值愈小愈好。但搭边值过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，使冲裁件上毛刺增大；特别是冲裁较薄的材料时，还有可能被拉入凸、凹模间隙中，损坏模具刃口，降低模具寿命。因此搭边值的设置应当合理，其数值目前尚需由经验确定。一般说来，硬材料的搭边值可小些，而软材料的搭边值取大一些，而较薄板料为了增大其刚度和强度也应适当增大搭边值；手工送料可以使搭边值小些。最小搭边值，查相关资料得：两工件间的搭边：a1 查表3-18得a1=1工件边缘搭边： a 查表3-18得a=1.2步距为：S（D2a1）=56+1=57条料宽度B （D2 a+Z） =(56+21.2+0.5) 0.50=58.900.50（按无侧压装置） 导料板间距离 B0Dmax2 a+2Z 56+21.220.5图4.2B 59.4确定后排样图如图4.2A所示。一个步距内的材料利用率为：（教P99公式3-9） A= =3.14562/4=2463.33 A/BS100 （A 一个步距冲裁件的实际面积） (2463.33/58.958)100% 72.1%则每张板材的材料利用率（如图4.2B所示）总为：（教P99公式3-10） 总nA1/LB100 (14152463.33/900800)100% 71.8%4.3 拉深次数的确定（教P254）该工件为有凸缘圆筒形，故按凸缘圆筒形件的拉深来计算。 依椐零件尺寸可得：（从本文2.6.5可知）dF41，d （31.40.8）=30.6，d056, h9.1, 其中：dF 凸缘直径； d 工件筒形部分直径（中径）； d0 毛坯直径； h 拉深高度（中径）求出凸缘的相对直径： dF/d=41/（31.40.8）=1.33 求出毛坯相对厚度 t/d0100=0.8/56100=1.428根据dF/d和t/d0100查表514（教材）h1/d1max0.500.63，而实际工件h/d14/30.60.45小于h1/d1max0.500.63，说明一次拉深可达到预拉深高度。根据dF/d和t/d0100查表513（教材）得拉深系数m=0.49；查表56 修正系数K1=1.0。根据t/d0100=1.428查表57（教材）1.5 故需采用压边圈。4.4 冲压力计算落料力：（教P107）F落KL tbKDtb （式3-18） 1.33.14560.8255 46632.77（N）式中 F 冲裁力，N； L 冲件周边长度，mm； t 材料厚度，mm； b 材料抗箭强度，Mpa；查表1-3得铜的b255 Mpa（教P30） K 考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素入的修正系数，一般取K1.3。拉深力：（教P246）F拉 k1dt （教材式5-6） 3.1430.60.8294(书246) 22598.96式中 F 拉深力，N； d 拉深件直径，mm；t 材料厚度，mm； 拉深件材料的抗拉强度，Mpa；查表1-3得铜的294 Mpa（教P30）压边力：（教P247）(式5-9)F压 = （3.14/4） 0.7853136-1324.96 1.6 2347式中 F 压边力，N； D 坯料直径，mm； d 拉深件直径，mm； r 拉深凹模的圆角半径，mm； p 单位面积压料力，Mpa；其中：初定凹模圆角rA=2.5mm，查表58（教）得p=1.6N/mm2冲孔力：（教P107） F冲K L tb (式3-18)1.33.14210.825517487.29 式中 F 冲裁力，N；L 冲件周边长度，mm；t 材料厚度，mm；b 材料抗箭强度，Mpa；查表1-3得铜的b255 Mpa（教P30） K 考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引的修正系数，一般取K1.3。翻边力：（教P292）F翻 = (式6-23)1.13.140.8300（30.6-21）7798.86 式中：t 毛坯厚度；材料屈服点；D翻边直径（按中线算） ； d 毛坯预制孔直径。卸料力：F卸K1 F落 查表2.9（教）取K1 = 0.04 0.0446632.771865.3（N）顶件力：F顶k3F 0.06（22598.967798.86）1823.87 其中：查表2.9取K3 = 0.06； F 拉深力和翻边力的总和冲压工艺总力：F总=F落+F拉+ F压+ F冲+F翻 +F卸 + FT 46632.7722598.96234717487.297798.86+1865.3+1823.87100554 N根据冲压工艺总力初选压力机。由F总100.55（KN）和模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备,选用J23-16开式双柱可倾压力机。5 模具工作部分尺寸计算5.1 落料部分（教P96）基本尺寸：56 按IT14级确定工件尺寸的公差。查公差表(GB1800 表2)可得尺寸公差为：0.74 ，则560.74；从表26（P38教）查得 K=0.5。 查表22（教P33）查得间隙配合范围为（710）t 则Zmin=0.056、 Zmax=0.08；Zmax Zmin=0.080.056=0.024mm按凸模与凹模配合加工法计算落料凸凹模刃口尺寸，以凹模为基准计算，凸模按间隙配制。据对零件的分析查表3-15（教P96）确定落料部分按A类尺寸计算。得：落料凹模刃口尺寸： DA= 式中 DA 落料凹模尺寸，mm； Dmax落料件的极限尺寸，mm； K 磨损系数； 落料件的公差。（冲件为自由尺寸，按IT14设计）落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙在0.0560.08之间。5.2 冲孔部分基本尺寸：21 按IT14级确定工件尺寸的公差。查公差表(GB1800 表2)可得尺寸公差为：0.52 则210.52 ；从表26（P38教）查得 K=0.5。查表22（教P33）查得间隙配合范围为（710）t 则Zmin=0.056、 Zmax=0.08Zmax Zmin=0.080.056=0.024mm根据工件尺寸精度不同和加工方法的选择，冲裁模凸、凹模刃口尺寸技术方法有分开加工计算和配作加工计算两种方法。本设计零件形状复杂并且尺寸精度要求为IT7级，属于中高精度公差等级，故须采用配作加工加工计算方法来计算刃口尺寸。（1）配作加工计算方法的特点。配作加工的方法是先按计算的的尺寸制造凸模或凹模中的一件作为基准件，然后按基准件的实际尺寸配制另一件凹模或凸模。对于冲裁复杂形状的模具，多采用配作加工方法。按配作加工方法 计算凸模和凹模刃口尺寸的特点如下：由于在级进模中，凸模的数量较多，利用分别加工法很难保证凸、凹模之间的间隙，以至会影响凸、凹模的工作。为了保证凸、凹模之间的间隙，不同形状的凸、凹模采用不同的加工方法。加工基准件时，可适当放宽公差，使其加工简单。模具间隙是在配作加工中保证，因此计算时不需要校核凸+凹Z最大-Z最小关系式。尺寸标注简单，只需要在基准件上标注尺寸和公差，配制件仅注明按基准件留间隙配制即可。用配作加工方法制造的凸模和凹模是不能互换的。（2）配作加工计算时的零件尺寸特征凸模和凹模刃口尺寸计算时，尺寸有磨损后增大、减小和不变三种规律的尺寸。落料件按凹模磨损后的尺寸变化：尺寸增大，为a类尺寸；尺寸增大，为b类尺寸；尺寸不变，为c类尺寸。冲孔件按凸模磨损后的尺寸变化：尺寸减小，为a类尺寸；尺寸增大，为b类尺寸； 尺寸不变，为c类尺寸。表5.2 配作加工计算凸、凹模刃口尺寸方法工序性质工作尺寸凹模尺寸凸模尺寸落料以凹模为基准件按凹模尺寸配制，其双面间隙为c以凸模为基准件按凸模尺寸配制，其双面间隙为c冲孔以凹模为基准件按凹模尺寸配制，其双面间隙为c以凸模为基准件按凸模尺寸配制，其双面间隙为c注：表中计算公式各符号的含义为 a, b, c-工件尺寸；-工件公差；-凸模尺寸；-凹模尺寸；x-磨损系数，详见表2；-凸、凹模制造公差，取工件公差的。表5.3 磨损系数x板料厚度t/mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.36120.200.210.410.42240.240.250.490.5040.300.310.590.600.300.30按凸模与凹模配合加工法计算冲孔凸凹模刃口尺寸，以凸模为基准计算，凹模按间隙配制。（教P99）根据对零件的分析查表3-16（教P99）确定落料部分按a类尺寸计算。因为冲裁模凸、凹模间隙值受多种因素制约，而断面质量和尺寸精度在不同的行业中要求也不相同，所以，在生产中很难确定统一的间隙数值，只能分类按照使用要求及材料性质、板料厚度确定一个适当的范围作为合理间隙值，只要凸、凹模间隙在此范围内就能冲压出复合要求的冲压件。合理间隙的最小值称为最小合理间隙值最大值称为最大合理间隙值Zmax。设计和制造模具时应考虑模具凸、凹模再使用中会因未磨损而使间隙增大，故应按最小间隙值定合理间隙值Zmin，来确定模具间隙。按凸模尺寸配制，其双面间隙为。冲裁间隙Z的确定查下表7表7 机电行业用冲裁模初始双面间隙材料厚度/mm08F、10、15、H62、T1、T2、T32.00.130.18考虑凸、凹模的磨损 凸、凹模在冲裁过程中有磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模刃口尺寸磨损则使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度要求，并尽可能提高模具的使用寿命，设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取工件孔公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模刃口的基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样就能保证凸、凹模磨损到一定程度后仍能冲裁出合格的工件。不论落料还是冲孔，凸、凹模间隙都应取用合理间隙范围内的最小值。得：冲孔凸模刃口尺寸：式中dT=( dmin+x) 0 -/4 式中 dT 冲孔的凸模尺寸，mm； dmax 冲件孔的极限尺寸，mm； x 磨损系数； 落料件的公差。冲孔凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证双面间隙在0.0560.08之间。5.3 拉深（翻边）部分5.3.1凹模圆角半径的确定 (教P272式5-37)因是单次拉深则凹模圆角半径，取等于零件的圆角半径，取rd12.5(mm)5.3.2凸模圆角半径的确定单次拉深或最后一次拉深的凸模圆角半径，取等于零件的圆角半径，但不得小于（23）t。如果小于（23）t，除浅拉深件外，凸模圆角半径仍取（23）t,最后再用一次整形来得到零件所要求的圆角半径。 (教P272式5-41)rp1(0.71.0)rd1 (0.71.0)2.51.752.5 取rp12.5(mm)5.3.3 拉深模间隙 (教P272式5-43) Z(11.1)tmax0.80.88 (mm)单面间隙 Z/2(11.1)tmax0.80.88 (mm) 取Z/20.85mm5.3.4凸、凹模工作部分尺寸及公差基本尺寸31.4按IT14级确定工件尺寸的公差。查公差表(GB1800 表2)可得尺寸公差为：0.52 模具制造公差 查表5-11(教)得Td=0.05 Tp=0.03因零件要求的尺寸标注在外形，以凹模为基准，则：（教P274）凹模尺寸： 凸模尺寸： 式中 Dd 凹模工作尺寸，mm；DP 凸模工作尺寸，mm； Dmax 拉深件的最大外形尺寸，mm； Z 凸凹模单边间隙，mm； 拉深件的公差，mm；Tp 拉深件的制造公差，可查表5-29（教）5.4 落料凹模结构尺寸 （教P134）根据计算查标准JB/T7643.41994： 初定圆形凹模板外形尺寸。 凹模按结构分为整体式和镶拼式凹模，这里采用整体式凹模。并且选择直筒形刃口。 RR1+2C56+2(2836)112128 (mm) （教，式3-36）式中 R 凹模板的外形尺寸，mm；R1 沿凹模方向刃口形孔的最大距离mm； C 凹模板壁厚，mm；主要考虑布置螺孔与销孔的需要，同时也要保证凹模的强度和刚度。计算时可参考表3-29选取。模板厚度：（一般不小于8mm） （教，式3-37）式中 H 凹模板的厚度尺寸，mm； F 冲裁力，N； K1 凹模材料修正系数，合金工具钢取K11，碳素工具钢取K11.3； K2 凹模刃口周边长度修正系数，可参考表3-30选取。（教）查标准初选模板为：圆形模板D160256 模具总体设计6.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为落料拉深冲孔翻边复合模。6.2 定位方式的选择因为该模具使用的是条料，所以导料采用导料板（本副模具固定卸料板与导料板一体），送进步距控制采用挡料销。6.3 确定送料方式模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式，还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如L(送料方向的凹模长度)B(垂直于送料方向的凹模宽度)时，采用纵向送料方式；LB时，则采用横向送料方式；L=B时，纵向或横向均可。就本例的凹模板而言，其送料方式应采用纵向送料。另外采用何种送料方式，还得考虑压力机本身是开式还是闭式而定。6.4 卸料、出件方式的选择模具采用固定卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。6.5 选择导向（模架）形式为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间导柱的导向方式，可承受较大的冲压力。6.6 模具标准典型组合的选择模具标准典型组合的选择是为了初步确定固定板、垫板、卸料板、固定螺钉、圆柱销等外形尺寸。现选择一种标准的冷冲模典型组合来参照着设计本模具的组合形式。标准的冷冲模典型组合是由固定板、凹模板、卸料装置、导料装置、螺钉、圆柱销等组成。根据本模具采用纵向送料方式、刚性卸料板、正装复合模、中间导柱导套模架及凹模周界160mm，可从冷冲模国家标准查到复合模圆形薄凹模典型组合(GB2873.4-81调整为JB/8067.4-95)。各模具零件的标准外形参考尺寸列于表6.6:表6.6 各模具零件的标准外形尺寸序号名 称标 准直径厚数量备注1上 垫 板JB/T7643.694160612上模固定板JB/T7643.5941601613凹模JB/T7643.4941602514卸 料 板JB/T7643.5941601215下模固定板JB/T7643.5941601616下 垫 板JB/T7643.694160617紧 固 螺 钉（下模部分）GB7085M105048圆 柱 销（下模部分）GB11976105029卸料板螺钉JB/T7650.581M823410紧 固 螺 钉（上模部分）GB7085M1065411圆 柱 销（上模部分）GB119761070212孔距95本典型组合凸凹模的推荐长度为56mm； 配用模架闭合高度在210255 mm之间。选用中间导柱圆形模架查(GB/T2851.6-90)得：滚动导向模架是在导柱与导套间装有预先过盈压配过的钢珠，使进行相对滚动摩擦运动的模架。其特点是导向精度高，运动刚性好，使用寿命长。主要用于高精度、高寿命的硬质合金冲模、高速精密级进冲模等。滚动导向装置的导柱、导套通常用GCr15轴承钢制造，淬火硬度6062HRC，表面粗糙度值应到达 。衬套用黄铜H62或铝合金LY11等材料制造。上下模座是用来安装全部模具零件，构成模具的总体和传递冲压力。因此，模座不仅要有足够的强度，还要有足够的刚度。设计模座时，通常都按标准选用模架或模座，本次设计的待加工零件的尺寸不大，所以选用标准模架。考虑到零件精度等级较高，选用滚动导向模架。上模座厚度45mm，下模座厚度55mm，导柱28200mm和32200mm；导套2811043和3211043。这些尺寸是否合适，还要在设计中综合考虑后才能最后确定。7 主要零部件设计7.1 工作零件结构设计7.1.1落料凹模长度：L=H1+ H2 =312556mm（如图7.1.1所示）其中：H1下模推件块肩部厚度； H2下模推件块可活动距离；图7.1.17.1.2拉深翻边凸凹模长度拉深凸模的长度：为了实现先落料后拉深，装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端低。凸模长度由模具结构尺寸确定。通常应考虑留有修磨余量，以及模具在闭合状态下，卸料板至凸模固定板间应留的安全距离，如图25所示。这里需要考虑凸模固定板厚度h1，导料板厚度h4，弹簧或橡胶的厚度h5等因素。凸模的长度计算公式为：其中- 凸模固定板厚度（mm）；- 卸料板厚度（mm）；-导料板厚度（mm）-附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度（0.51.0mm），总修磨量（1015mm）以及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离。（1520mm）等因素确定。 L= H1+ H2 +H3H4 =14+5569mm其中：H1凸凹模相嵌部分高度，H114mm；H2凸模伸出部分尺寸；H255mm；拉深凸模与固定板配合部分呈H7/m6配合。所以得拉深凸模的结构为，如图7.1.2所示：图7.1.27.1.3冲裁拉深凸凹模长度 L= H1+ H2 =153954mm其中：H1凸凹模底板厚度，H1 =15mm；H2凸凹模凸出作用部分的高度H2 =39mm还应考虑推件块的行程是否足够。综合以上设计和计算得，凸凹模如图7.1.3所示：图7.1.37.1.4冲孔凸模长度 L= H1+ H+H3 =410+4256mm其中：H1冲裁拉深凸凹模长度，H1 =54mm ；H2凸模固定板厚度，H2 =14mm；H2冲孔凸模长度与冲裁拉深凸凹模长度的高度差综合以上设计和计算得，凸模如图7.1.4所示：图7.1.47.2 定位零件设计7.2.1挡料销挡料销一种比较简单的定位零件，它用与限定条料的送进距离、抵住条料的搭边或工件的轮廓，其定位的作用，可分为固定挡料销和活动挡料销两大类。其具体结构形式有以下几种：台肩式挡料销、钩形挡料销、回伸挡料销、活动挡料销、始用挡料销。根据材料的厚度t0.8mm，查表2.9.7得挡料销高度h=3mm,查标准JB/T 7649.10取直径d=10mm、d1=4mm、h3mm的A型固定挡料销。7.2.2导料板条料靠着导料板(又称导尺)或导料销一侧导向送进，以免送偏。导料板有与导板(卸料板)分离和联成整体的两种结构。为使条料顺利通过，导料板间的距离应等于条料的最大宽度加上一个间隙值（一般大于0.5mm）。根据材料的厚度t0.8mm，查表2.9.7（成教）取导料板厚度H=6mm。 本模具采用固定卸料板与导料板一体的结构。7.3 卸料、出件零件设计7.3.1卸料板卸料装置有刚性卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀等形式。刚性卸料装置主要指刚性卸料板，一般装在凹模和导料板上。它结构简单卸料力大。卸料板有时还可兼作凸模的导板，其上的孔与凸模相对应的部位配合加工。 本模具选用刚性卸料板，并与导料板制成整体结构，起导料与卸料的作用；卸料板下端为长条形槽与落料凹模上端面形成导料板。导料板间距离（长条形槽宽）：导料板间距离 B0Dmax2 a+2Z56+21.220.5 59.4其中：Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸（拉深坯料直径）a侧搭边值查表2.5.2 C导料板与最宽条料之间的间隙，查表2.5.5导料板的高度：图7.3.1查表2.9.7取H8mm卸料板与凸凹模的双边间隙取决于板料厚度，一般在0.20.5mm之间。取0.2mm。故：d59mm按凸凹模的实际尺寸配作，并保证与凸凹模双边间隙0.2mm。如图7.3.1所示：7.3.2顶件块本套模具中的顶件块在成形过程中，不仅起到顶件卸件作用，而且还起到了压边作用。其压力由标准弹顶器提供。顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。顶件块1高度：H= H1+ H2+H3250.5631.7其中：H1凹模的高度， H2顶件块1上端面高出落料凹模刃口面的高度0.5mm， H3挂台高度顶件块与落料凹模配合部分为间隙配合，一般按h8选取公差（P63）。与拉深凸模的配合呈较松的间隙。取双面间隙。顶件块与拉深凸模的配合部分为间隙配合，呈H8/f8配合，与落料凹模配合为较松的间隙配合。一般单面间隙0.10.5，取0.5图7.3.2顶件块如图7.3.2所示：7.3.3顶杆h=h1+h2+h3+h4+h5=5514+6+22.5=92.5取h=95其中： h1顶杆行程挂台高度；h2凸模固定板高度；h3下垫板高度；h4下模座高度；h5加长量 取为1；顶杆的直径10mm，挂台直径为13mm。7.3.4推件装置本模具的推件装置由由打杆、推板、连接推杆图7.3.4和推件块等组成，从凹模中卸下工件。顶件块2与凸凹模配合部分为间隙配合，一般按与凸模或凹模H8/f8的配合选取公差。顶件块如图7.3.4所示：7.3.5打杆按回到准备落料的位置状态时计算：h=h1+h2+h3 =91+25=121 取h=120h1模柄长度；h2模柄嵌入上模座深度；h3顶板和其可行程总高度30；查模柄标准直径40，则打杆直径为10；其余尺寸参考JB/T7650.1 A型达杆设计。与模柄孔双面间隙1mm。7.3.6顶板顶板是顶件装置的一部分，与其它顶件装置共同完成卸料作用。根据本模具设计考虑选用JB/T50.4-94，D=40mm的顶板。7.3.7连接推杆选用3根连接推杆且均匀分布，长短一致。利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推板，在将拉深凹模内的工件推出时。连接推杆杆的直径57.3.8推件块图7.3.7推件块与凸凹模配合部分为间隙配合，一般按与凸模或凹模H8/f8的配合选取公差。推件块如图7.3.7所示：8.5 模架及其它零部件设计8.5.1 模架根据所选的凹模周界及闭合高度（200240mm）选用中间导柱圆形模架查(GB/T2851.6-90) 模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。为了缩短模具制造周期，降低成本，我国已经制定出了模架标准，并有商品模架出售。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱的安装位置和数量不同，又各具有多种模架类型，如后导柱式、中间对角导柱式、对角导柱式和四角导柱式等四种。选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位、出件方式，材料送进方向，导柱受力状态，操作是否方便等各方面进行综合考虑。选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凹模大3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。选择模架时还要注意到模架与压力机的安装关系，例如模架与压力机工作台孔的关系，模座的宽度应比压力机工作台孔的孔直径每边约大4050mm。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小于压力机的最大装模高度等。综合考虑本模具的工作要求，采用滑动对角导柱矩形模架。根据所选的凹模周界及闭合高度查 GB/T2851.1-90。根据凹模周界查GB/T2855.1190,选用厚度45mm型的上模座，结合本套模具综合设计如：上模座 下模座根据凹模周界查GB/T2855.1190, 根据凹模周界查GB/T2855.1290,选用厚度45mm型的上模座， 选用厚度55mm型的下模座结合本套模具综合设计如图8.5.1A： 结合本套模具综合设计如图8.5.1B：图8.5.1B图8.5.1A导柱：导柱的形式按所选的中间导柱导套模架GB2873.4-81标准中的推荐，导柱GB/T2861.1即A型；导套：导套的形式按所选的中间导柱导套模架GB2873.4-81标准中的推荐，导套GB/T 2861.690即A型； 导套选用28mm 110mm 43mm。左导套选用28mm X 110mm X 43mm,右导套选用32mm X 110mm X 38mm。导套、导柱一般采用过盈配合H7/r7分别压入下模座和上模座的安装孔中。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙。根据冲压工序性质、冲压件的精度及材料厚度等的不同，其配合间隙也稍有不同,当工件的厚度在0.8mm以上时，导柱与导套之间的间隙为H7/h6。如图8.5.1C所示：图8.5.1C8.5.2模柄根据所选的压力机的模柄孔的尺寸可参照标准JB/T7646.1选取模柄的类型及选择:模柄是将上模座安装在压力机滑块上的零件。选择模具的类型要考虑模具结构的特点和使用要求，模柄工作段的直径应与所选定的压力机滑块孔的直径相一致。 中小型模具一般都用模柄将上模和压力机滑块相连接。设计模具时，选择模柄的类型要考虑模具结构的特点和使用要求，模柄工作段的直径应与所选定的压力机滑块孔的直径相一致。模柄有以下四种形式：整体式：模柄与上模座做成整体，适用于小型模具。压入式：与模座安装孔用H7/h6配合，可保证较高的同轴度和垂直度。适于中小型模具。螺纹旋入式：制造和安装方便，为防止松动拧入防转螺钉，适合于中、小型模具。凸缘式：用螺钉与销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。浮动式：可通过球面垫块消除压力机导轨误差对冲模导向精度的影响。这种结构允许模柄有少许倾斜，可以避免压力机滑块导向误差对模具导向精度的影响。浮动式模柄适用于滚动导柱导套的精密模具、多工序级进模等。在设计选用凸缘式模柄，模柄材料采用45钢，淬硬HRC4348制造。图8.5.2结合各种模柄的特点，本模具选用凸缘式模柄A型，根据上模座的厚度45mm来确定模柄固定部分的长度， 根据所选的压力机J23-25的模柄安装孔尺寸4060来确定伸进压力机固定部分的直径和长度，查标准JB/T7646.3设计L=H1+H2=23+55=78mm, 式中：H1-模柄嵌入上模座高度；H2-模柄伸进压力机固定部分的长度；H3-与模柄安装孔高度差）其余的尺寸和d=40mm H=55mm型的模柄一致。模柄固定部分与上模座的配合为H7/m6结合本套模具综合设计如图11所示：8.5.3凸、凹模固定板将凸模、凸凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上的板件分别称为凸模固定板或凹模固定板。固定板孔与凸模采用过渡配合(H7/m6)，压装后端面要磨平，压装配合面的表面粗糙度值应达Ra1.60.8m，以保证冲模的垂直度。将凸模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座板件分别称为凸模固定板。固定板孔与凸模采用过渡配合(H7/m6)，压装后端面要磨平，压装配合面的表面。各凸模固定方法为：切边凸模和侧刃及切断凸模考虑到它们都是长方体形状，体积比较小，在工作中受力也比较小，因此因此都采用直通式结构。侧刃利用与固定板过渡配合后铆开后磨平的方式固定。切边凸模和切断凸模与固定板配合部分单面留间隙0.02mm用厌氧胶与固定板粘结牢。而弯曲凸模体积比较大，在工作中受力也大过其它凸模，为使其能正常工作，延长其寿命，些模具中采用将弯曲凸模压入固定板后，用沉头形状螺钉通过垫板将其固定（见图所示）。设计图8.5.3B图8.5.3A上固定板如下图8.5.3B： 设计下固定板如图8.5.3B：8.5.4垫板垫板置于模座和固定板之间，它的作用是分散凸模传递的压力，保护模座以免被凸模端面压陷。垫板置于模座和固定板之间。其作用是分散凸模传递力。当计算的凸模尾端承受的压应力大于许用压应力时，为防止凸模尾端压损模座，在凸模与模座之间必须安装淬硬磨平的垫板。垫板厚度为14mm和16mm，材料选用45钢，热处理硬度4348HRC。冲裁凸模是否加垫板，根据模座承压的大小进行判断。为了便于装配，垫板上的销钉通孔直径可以比销钉直径大0.30.5mm。厚度可在412mm范围内选用。所以本模具 以上选用的标准组合中的垫板满足设计要求，即：上 垫 板JB/T7643.6941256下 垫 板JB/T7643.6941256结合本套模具综合设计如图8.5.4A： 结合本套模具综合设计如图8.5.4B：图8.5.4B图8.5.4A9 弹顶器设计（1）顶件块的工作行程：hh1250.525.5 h落料凹模高度；h1为顶件块伸出凹模的高度0.5mm（2）橡胶工作行程：H1 25.5429.5其中： 凹模刃口修磨量，一般410 mm， 取4mm。(P148)（3）橡胶自由高度H0H1/（0.250.3）29.5/0.28106mm 取H1为H0的28（4） 橡胶的预压缩量：H015H00.1510615.9mm 一般H01015H0（5）橡胶的预压力F0：本顶件块在成形过程中主要起压边，所以： F0F压2025.5 (N) （结合本模具设计橡胶弹顶器采用A形）（6）橡胶的螺钉d ：取 M30的螺杆则：d30mm。（7）橡胶的外径D：按表2.9.12（P150）计算出橡胶的外径D = 其中：Fxy橡胶所产生的压力，设计时取大于或等于压边力F顶（即F0）； P橡胶所产生的单位面积压力，与压缩量有关，其值可按图2.9.30（P150）确定，设计时取预压量下的单位压力。因选取预压缩量15，一般预压缩量为自由高度的1015（P149）根据预压缩量为自由高度的15查图2.9.30得P=0.5(MPa=N/mm2)故：D= 45.67mm 为了保证弹力取其值D=60mm （8）校核橡胶自由高度H0 0.5 H0/D =106/80=1.33 1.5 满足要求。（9）橡胶的安装高度HH0H010615.990.190mm圆筒形橡胶尺寸为： 自由高度110mm 安装高度90mm 直径D=60mm10 模具闭合高度模具的闭和高度是指模具在最低工作工作位置时，上、下模座之间的距离。它与压力机的装模高度相适应。如果模具的闭和高度太小，则在使用时须在压力机的工作台上加垫板。模具的闭和高度绝不能大于所选压力机的装模高度。H=H1H2H3H4H5H6H7H8 451416540.831.514655236.3mm式中H1-上模座厚度 ； H2 -上垫板厚度 H3 -凸凹模固定板厚度； H4 -上模凸凹模高度，mm； H5 -零件厚度，mm； H6 -下模推件块高度H8-下模垫板厚度，mm； H9-下模座厚度，mm；H7-下模凸凹模固定板厚度度，mm；11 绘制模具总装图总装图主要反映整个模具各个零件之间的装配关系,应该对应绘制说明模具构造的投影图,主要是主视图和俯视图及必要的剖面、剖视图，并注明主要结构尺寸，如闭和高度、轮廓尺寸等。习惯上俯视图由下模部分投影而得，同时在图纸上绘出工件图、排样图，右下方列出模具零件的明细表，写明技术要求等。通过对本套模具各个零件的设计计算和校核，确定他们的形状和尺寸，并选用必要的标准件，最终，得到复合模模，结构见图11.A。图11.A1下模座 2内六角圆柱螺钉3下垫板 4凸模固定板 5圆柱销6 落料凹模板 7卸料板 8上凸凹模 9上凸凹模固定板 10上垫板11圆柱销 12上模座 13模柄 14内六角圆柱螺钉 15模柄推杆 16顶板 18内六角圆柱螺钉 19上凸模 20弹簧 21顶件块 22顶针 23内六角圆柱螺钉 24下凸凹模 25导套 26导柱 27推件块 28顶杆上图所示为落料、拉深、冲孔、翻边复合模。该模具的工作过程：本模具工作时，是先把条料沿卸料板7下端长条形槽（导料板）的侧面送入导料槽内，送料步距控制采用挡料销定位。压力机滑块下行时，首先是凸凹模8与落料凹模6进行落料工序，通过弹顶器使下顶杆28和顶件块27的向上运动 ，与凸凹模8共同作用将条料压紧。当滑块继续下行 到一定高度后，由凸模19和凸凹模24进行冲孔，并由凸凹模8和凸凹模24完成翻孔。冲压完毕滑块回升，制件通过上模部分的推杆17推件块21组成的刚性推件机构而推下，留在冲孔凸模19上的制件通过顶件块顶出，废料用固定卸料板7卸下。12 选择压力机冲压设备的正确选择及合理使用将决定冲压生产能否顺利进行，并与产品质量、模具寿命、生产效率、产品成本等密切相关。冲压设备的选择其内容包括：设备类型、名义压力及其容许负荷、功能的核算、行程距离和行程次数、闭和高度和台面尺寸等。冲压生产中常用的冲压设备种类很多，选用冲压设备时主要应考虑下述因素：（1）冲压设备的类型和工作形式是否适用于应完成的工序；是否符合安全生产和环保的要求；（2）冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的要求；（3）冲压设备的装模高度、工作台面尺寸、行程等是否适合应完成工序所用的模具；（4）冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。根据总冲压力 F总100.55（KN）和模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备,选用J23-25开式双柱可倾压力机。并其主要工艺参数如下： 公称压力： 250KN 滑块行程： 65mm 最大闭合高度： 270mm 连杆调节长度： 55mm 工作台尺寸（前后左右）： 370mm 560mm垫板尺寸（厚度孔径）：50 mm125 mm模柄孔尺寸（直径深度）：40 mm60mm校核模具的闭合高度H：Hmin10HHmax5 21510 mmH2705 mm 225mm234.5265mm 满足要求所以该模具的闭合高度合适。其示意图如图12.A所示：图12.A 13 模具零件加工工艺规程编制现代工业产品的生产对模具要求越来越高,模具制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集和主要依靠工人的手工技巧及采用传统机械设备转变为技术密集，更多地依靠各种高效、高精度的数控切削机床、电加工机床，从过去的机械加工时代转变成机、电结合加工以及其它特殊加工时代，模具钳工量正呈逐渐减少之势。现代模具制造集中了制造技术的精华,体现了先进制造技术,已成为技术密集型的综合加工技术。冲模是专用的工艺装备，冲模制造属于单件生产。其制造具有以下特点：（1）形状复杂，加工精度高，因此需应用各种先进的加工方法（如数控铣、数控电加工、坐标镗、成形磨、坐标磨等）才能保证加工质量；（2）模具材料性能优异，硬度高，加工难度大，需要先进加工设备和合理安排加工工艺；（3）模具生产批量小，大多具有单件生产的特点。应多采用工序集中的方案；不用或少用专用工具加工；（4）模具制造完成后均需调整和试模，只有试模成形出合格制件后，模具制造方算合格。加工工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。制定工艺规程是生产准备工作的重要内容，是一项技术性和实践性都十分强的工作，是否先进、合理，直接影响到模具加工的质量、周期和成本。它的作用主要表现三方面：（1）工艺规程是指导生产的技术文件。（2）工艺规程是生产组织和管理的依据（3）工艺规程是加工检验的依据。编制模具零件加工工艺规程的原始资料主要是产品图样、生产纲领、现场加工设备及生产条件等；制定加工工艺规程的原则是：在保证产品质量的前提下，尽量提高生产率和降低成本，其主要内容和顺序如下： 零件图的研究与工艺分析。（1）确定毛坯的种类。（2）设计工艺过程：划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、拟订零件的加工工艺路线。（3）工序设计：选择机床和工艺装备、确定加工余量、确定工序尺寸及其公差、确定切削用量及时间定额等。（4）填写工艺文件在制定加工工艺规程的过程中，往往要对前面已经初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术，新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程能够进行修订和完善。14 模具安装模具制造好后，必须根据冲裁力的大小，闭合高度等条件，将它安装在适当的压力机上试冲和调整，通过试冲才能发现冲模的各种缺陷，从而再分析原因进行调整或修理，直至冲出格的零件为止。模具的安装过程如下：（1）安装冲模前，必须进一步熟悉冲压工艺和冲模图纸，检查所要安装的冲模和压力机是否完好正常。（2）准备好安装冲模所需要的紧固螺栓、螺母、压板、垫块、垫板及冲模上的附件。（3）测量冲模的闭合高度，并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度，使滑块在下止点时，滑块底面与工作面之间的距离略大于冲模的闭合高度（若有垫板应为冲模闭合高度与垫板之和）（4）冲模放入压力机之前，应清除粘附在冲模上下表面，压力机滑块底面工作台面上的杂物，并应擦洗干净。（5）取下模柄锁紧块，将冲模推入，使模柄紧靠模柄孔，垫板间距要使废料能够漏下，合上锁紧块，再将压力机滑块停在下止点，并调整压力机滑块高度，使滑块与冲模顶面接触。（6）紧固锁模块，安装下模压板，但不要将螺铨拉得太紧。（7）将压力机滑块上调35mm，开动压力机使滑块停在上死点，擦净导柱导套部位并加润滑油再点动压力机，使滑块上下运动12次后使滑块停在下死点，靠导柱导套将上下模具的位置导正后将压板螺栓固牢。（8）有弹顶器的安装下模弹顶器（9）开动压力机并逐步调整滑块高度，先将上下模之间放入低片，使纸片刚好切断后再放入试冲材料，刚好冲下零件后，将连杆螺钉锁紧。（10）若上模有顶杆（打料杆）时，要插入挺杆调整压力机的卸料螺钉，刚好使挺杆压住打料杆为止，即打下零件为止。14.1 上、下模座的安装14.1.1 上模的安装形式与联接根据模具的大小不同，上模的安装形式与联接方法有如下三种：（1）利用模具的模柄：广泛用
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