冲压模具毕业设计论文(2).doc

1绪 论1.1 课题研究的目的和意义冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。在冲压加工中，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，称为冲压模具。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，用模具加工出的冲压件几乎是“一模一样”，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成形工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度，高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单位小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。由于冲压加工具有上述突出特点，因此在批量生产中得到了广泛的应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业中必不可少的加工方法。本课题主要研究掌握模具设计的方法及工序，巩固和加深对机械二维、三维的制图能力。设计过程中锻炼查阅文献和资料自我设计的能力，培养和提升我们的创新能力，增强我们独立思考问题和解决问题的能力。在对模具设备的结构设计和理论计算上，掌握模具设备的主要结构与性能、工艺适应性与技术参数。从而能根据成型的生产要求，模具结构等因素，经济、有效的使用设备，合理的选择工艺，正确的设计模具，保证成型生产能够经济、合理的进行，提高自身在成型工艺和模具方面的综合着机水平，提高自身解决实际问题的能力。 1.2 课题国内外研究概况1.2.1 国外模具发展概况为了适应高速、自动、精密、一安全现代化生产的需要,工业先进国家发展的高效率、高精度、高寿命模具向多工位、多型腔、多功能方向发展。在冲模方面:国外多工位级进模多达50个工位。多次拉深成形工件发展了多工位传递模。多次冷挤压工件也发展了多工位传递模。多次弯曲工件发展了前几个冲裁工位用级进模接着用多向自动弯曲模。在级进模的基础上发展了多功能模具。目前，国外人汽车公司为了降低模具开发、制造成本，缩短生产周期，将除轿车外覆盖件之外的人部分轿车冲压件的模具都交由专业模具公司（如fontanapietro.kuka.laepple.schulercartec.ogi-hala-fujitechniaca等等）设计和制造，这些公司都有很强的开发能力，并在某些零件的模具制造方面拥有独到的优势。但作为整车厂，考虑到新车型开发过程中的保密，对诸如翼子板、行李箱盖、车门、侧围、车顶、前盖等敏感零部件的模具，则都由自己的模具制造部门来设计和制造。1.2.2国内模具发展概况模具制造是我国经济建设中的一项重要产业，起着振兴和发展我国模具工业的重要作用，正日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件,具备高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍,尤其是在冲压技术相对落后的中国，制造出优质的模具以及生产出高质量的冲压产品势在必行。我国模具工业近年来发展很快。尤其近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，仍然供不应求，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元，进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口相抵后的净进口达13.2亿美元，为进口量较大的国家。2008年中国模具进出口总额为39.26亿美元，比2007年增长13.27%。其中进口20.04亿美元，比2007年减少2.39%；出口19.22亿美元，比2007年增长36.02%。可见，出口继续保持强劲的上升趋势，逆差进一步下降，总体情况良好。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。加速发展模具工业的重要意义 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、h用品等工业部门极其重要的工艺装备。没有模具,就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备,而是技术密集型的产业,工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙”；“模具是一个企业的心脏”；“模具是富裕社会的一种动力”。从未来的发展机会来看，我国经济仍处于高速发展期，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这就为我国模具工业的高速发展提供了良好的条件与机遇。一方面是国内模具市场将继续高速发展，另一方面是国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具的国际采购趋向也明显。因此，展望未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景美好，预计中国模具工业将在良好的市场环境下将继续得到高速发展。行业结构调整和产业升级过程中机会与风险并存，如何抓住机会、规避风险是模具企业需特别关注的。1） 专业化程度及分布状况我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精密冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。2）模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面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一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。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。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。1.3 课题研究的主要内容冲压模具的设计在其生产、加工以及使用过程中尤为重要。特别是它的结构设计，对加工、装配、工期、成本乃至冲压产品的质量及生产效率产生极大的影响。所以，此课题主要考虑以下几个方面的内容：1. 分析冲压件的图样及技术条件。2. 对冲压件进行工艺分析，为理论计算作准备。3. 计算冲裁、拉深力，确定压力机参数，选择合理的冲压设备。4. 确定模具的具体结构，绘制草图。5. 绘制模具的装配图及主要零件图。6. 零件图标注尺寸、公差及技术条件，并进行必要的强度校核。7. 根据开题的研究过程撰写设计说明书。2冲压工艺设计2.1 冲压件简介形状和尺寸如下图所示。材料为10钢，板材厚度2mm。零件图如下： 图中尺寸公差取it14级。板材规格为2500mm1500mm。2.2 冲压的工艺性分析冲压工艺分析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括技术和经济两方面内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的形状特点、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；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来。1 影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素：工件的外形为平板形状，外形简单，上下对称，适宜冲裁。工件无细长的旋臂与窄槽，模具结构简单，适合冲压。材料为10钢，是常见的冲压材料。工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按it14级处理。生产批量，一般来说，大批量生产时，可选用连续和高效冲压设备，以提高生产效率；中小批量生产时，常采用简单模或复合模，以降低模具制造费用。成型件的尺寸要求不高，表面粗糙度要求不高。 综上所述，此工件适宜冲裁。2 本冲压件工艺分析如下：1图形分析形状较简单，且上下对称，主要是落料、冲孔形状。2尺寸分析尺寸公差要求不高，均取it14级。3材料10钢，是常见的冲裁材料。零件用的是厚2mm的10钢板，10号钢是优质碳素结构钢，塑性焊接性都好，热轧或正火后韧性好，冷变形塑性不太好，适合冲裁。用途：此材料广泛用于活塞、螺钉、传动轴、机床，弹簧，制造注射模的推板、锁楔、凹模套、复位杆、直径较大的推杆、型芯固定板等结构上。传递运动和能量的带传动、摩擦轮传动、键传动、谐波传动、齿轮传动、绳传动和螺旋传动等机械传动，以及、联轴器、离合器和制动器等相应的轴系零（部）件等。力学性能：抗拉强度 b (mpa)：300440（查参考文献课本p24页，表1.4.1）屈服强度 s (mpa)：210抗剪强度 (mpa)：260340伸长率 10 ()：29由于零件是一个平面形状，内部有一个小孔，关键是冲孔和落料能否同时进行？4批量大批量生产。5冲压工序落料、冲孔。6冲裁间隙根据料厚t=2，再查参考文献课本p35页，公式c=（6%8%）t，得双面间隙z0.120.16mm2.3 冲压工艺方案的确定经过对冲压件的工艺分析后，结合产品进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺、冲压次数，工艺顺序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案。方案一：单工序模。适当整合各冲压工序，需要两副模具，即落料模和冲孔模，这些模具制造方便、经济，但需要零件二次定位，产品上孔定位精度不高，生产周长一些，占用冲压设备多。方案二：复合模。根据参考文献2p31页，表2-27，得到t=2时，凸凹模的最小壁厚为3.2，本产品的最小壁厚为3.5，故可以采用复合模。复合模具结构相对要复杂一些，制造难度也高一些，但因为只需一副模具制造成本并不高多，同时冲压生产周期短，产品质量高，占用设备少，能起到节能、节省劳动力作用。因此综合考虑产品质量，制造周期，生产周期，节省成本等因素，采用方案二。3落料冲孔复合模设计3.1 模具结构由于产品没有特殊要求，故模具结构采用倒装复合模，即落料凹模装在上模部分，落料凸模（确切说是凸凹模）装在下模部份，即冲孔凹模（即凸凹模）装在下模部份，冲孔凸模装在上模部份。卸料采用弹性卸料结构，建议弹性材料采用橡胶或矩形弹簧。产品件采用推件块刚性推出，由上而下推出。冲孔废料采用向下直接推出。条料采用手动左右送料装置，采用定位销定位方式。模具结构类似参考文献课本p62页图2.7.8。本模具结构图如图3.1所示。图3.1落料冲孔复合模结构3.2 确定其搭边值考虑到成型范围，应考虑以下因素：1 材料的机械性能 软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。2 冲件的形状尺寸 冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。3 材料的厚度 厚材料的搭边值要大一些。4 材料及挡料方式 用手工送料，手动侧压。5 卸料方式 弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。6 材料为：10钢，落料部是带大圆角的形状。综上所述，根据参考文献课本p48页，表2.5.2，确定其搭边值：两工件间的搭边值：a=1.2mm工件侧面搭边值：a1=1.5mm3.3 确定排样图在冲压零件中，材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是决定产品成本的重要因素，必须认真计算，确保排样相对合理，以达到较好的材料利用率。排样方法可分为三种：1有废料排样2少废料样3无废料排样少废料排样的材料利用率也可达70%90%。但采用少、无废料排样时也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向与定们所产生的误差，使工作的质量和精度较低。另外，由于采用单边剪切，可影响断面质量和模具寿命。根据本工件的形状和批量，对模寿命有一定要求，固采用有废料排样方法。排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。还可以使条料有一定的刚度，便于送进。本产品外形是带大圆弧形，因此排样主要由外形决定，为了提高材料利用率可考虑对排，对排方式可以是直排或斜排，具体由下面计算决定。送料步距a20+8+1.2230.4mm。条料宽度b(d+2a1) 其中：44，a11.5，b（44+21.5）=47由于在剪板时也有公差，故剪板宽度b(d+2a1+)， 其中：44，a11.5，条料宽度公差，查参考文献课本p49页，表2.5.3得，0.4mm所以剪板宽度b（44+21.5+0.4）=47.0-0.4排样图如图所示。3.4 材料利用率计算在冲压零件中，材料利用率是一个非常重要的因素，提高利用率是企业降低成本的途径之一。由于本产品采用复合工序的单副模具生产，送料采用手动送料，因此可以假设原材料为板料，再经剪板后成为条料。查参考文献2p207页，表8-4，及结合目前市场，故采用尺寸为25001500mm，厚2mm的板料。材料利用率计算公式：其中：s0板材总面积s 实际产品面积故 s0=25001500=3750000 mm2 s=s落-s孔=595.416-19.635=575.781mm2 s落为落料部份面积，由于形状复杂计算不方便，采用caxa软件画图后，测量所得面积为：595.416 mm2由于在剪板时可横裁或竖裁两种，这两种对方式裁剪数有影响，下面分别计算。第一种：横裁共2500/4753条每条1500/15.298个共计：5398=5194个第二种：竖裁共1500/4731条每条2500/15.2164个共计：31164=5084个故采用第一种横裁。所以，n=5194故材料总利用率材料利用率大于60%，能符合要求。因此板材料裁剪后尺寸为：472500，每板冲5194个，。3.5 凸、凹模刃口尺寸的确定本模具有2个工序组成，落料和冲孔，下面分两部份分别计算。 3.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定（1）计算原则本产品外形是非圆形，属于落料工序，因此计算原则以凹模为基准。由于产品是非圆形，为了方便加工，故采用凸、凹配合加工方法来制造，保证冲裁间隙，以此下面进行设计计算。（2）凸、凹模制造公差1. 尺寸有：，冲裁双面间隙z0.120.16mm凸、凹模制造公差取对应尺寸公差的1/4。（3）落料凸、凹模刃口尺寸计算由于以凹模为基准，所以查参考文献1p64-p65页，得公式凹模磨损后尺寸变大的：凹模磨损后尺寸变小的：凹模磨损后尺寸不变小：属于磨损后尺寸变大的，属于磨损后尺寸不变的。1尺寸计算a=44，=0.625凹模偏差d=/4=0.15625mm查参考文献1p64页，得=0.5所以 2尺寸计算a=4，=0.30凹模偏差d=/4=0.075mm查参考文献1p64页，得=0.75所以 3尺寸21计算c=21，=0.52凹模偏差d=/4=0.13mmd/2= 0.065mm所以 0.065 mm4尺寸20计算c=20，=0.52凹模偏差d=/4=0.13mmd/2= 0.065mm所以 0.065 mm5尺寸8计算c=8，=0.36凹模偏差d=/4=0.09mmd/2= 0.045mm所以 0.045 mm凸模尺寸与凹模配做，双面小一个最小间隙z0.120.16mm。3.5.2冲孔部分凸、凹模刃口尺寸计算（1）计算原则由于冲孔部份仅有两处，均为圆形，因此计算原则以凸模为基准。由于是圆柱类形状，故采用凸、凹模分开加工方法来制造，并进行设计计算。查参考文献1p63页，得计算公式： 凸模尺寸： 凹模尺寸：（2）凸、凹模刃口尺寸计算1孔尺寸计算查参考文献1p63页，表2-10，得凸模偏差p=0.020mm凹模偏差d=0.020mm冲裁双面间隙zmax -zmin0.180-0.126=0.054因此：p+d=0.020+0.020=0.0400.054=zmax -zmin所以凸、凹模制造公差合理。查参考文献1p64页，得=0.5又因为d=5，=0.30所以：mm mm3.6 落料冲孔复合模冲压力冲压力是保证能否冲压完成的主要动力，同时也是选择压力机的主要依据之一，因此必须认真计算冲压力。本模具冲压力（f总）有二大部分组成，即落料部分力（f落）和冲孔部分力（f拉）组成，因此这两部份需要分别计算。3.6.1 落料部分冲压力根据本模具的结构，冲压力包括落料冲裁力、卸料力。已知材料10钢，板材厚度2mm，材料的抗剪强度取中间值=300mpa进行计算。1冲裁力式中 l落料件的周长，119.416mm k修正系数，一般取1.3 t 板料厚度，mm 材料抗剪强度，300mpa2卸料力式中 k卸卸料力系数，n 查参考文献1p52页，表2-2，得k卸=0.0503落料部分总冲压力f落=f冲+f卸=93145+4658=97803n3.6.2 冲孔部分冲压力此产品有两处冲孔，即6和5处，冲孔部分冲压力主要有冲裁力（f冲）和推件力（f推）二部分组成，即f孔=f冲 +f推1冲裁力式中 t 板料厚度，mm l冲孔周长，15.708 mm： 材料抗剪强度，300mpa k修正系数，一般取k=1.32推件力式中 k推推件力系数，n 查参考文献1p52页，表2-2，得k推=0.055 n推件数，设凹模刃口高度为6mm，n=6/2=3冲孔部分总冲压力f孔=f冲+f压=12253+2022=14275n3.6.3 落料冲孔复合模总冲压力由上述计算可以得f总=f落+ f孔=97803+14275=112078n3.7压力机选用假设落料和冲孔同时进行，此时压力机实际工作行程是很短的，约2.2mm。为了保护压力机，实际压力机的冲压选用1.3倍总冲压力以上。即，f1.3f总=1.3112078=145702n146kn。综合上述，查参考文献2p210页，表8-10，选得开式双柱可倾式压力机型号为：j23-16。j23-16压力机参数如下：公称压力：160kn滑块行程：55mm最大封闭高度：220mm工作台尺寸：左右450mm前后300mm工作台孔尺寸：210mm模柄孔尺寸：40mm60mm床身最大可倾角：35图3.3 双柱可倾式压力机3.8 压力中心计算一副模具的压力中心就是这副冲模各个压力的合力作用点，一般都指平面投影。冲模的压力中心，应尽可能与压力机滑块的中心在同一垂直线上，否则冲压时会产生偏心载荷，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，这不仅降低模具和压力机的使用寿命，而且也影响冲压件的质量，因此必须计算其压力中心。对于对称形状的压力中心就是其几何中心，对于复杂形状工件或多凸模冲压的模具，其压力机中心的计算，是采用平行力系合力作用线的求解方法，即某点“合力对某轴的力矩之和”的力学原理求得。本次设计的工件是对称的，所以压力中心就是工件的几何中心。由于本产品是非回转体类，只是上单面对称形状，故压力中心一个方向需借助计算caxa辅助设计计算，如图3.4所示，结果压中心为：x0=10.145 y0=50.688 图3.4 压力中心尺寸3.9落料冲孔模主要零部件的结构设计根据本模具采用倒装复合模结构，其主要零件有：落料凹模、凸凹模、凸凹模固定板、凸凹模垫板、一个冲孔凸模、冲孔凸模固定板、冲孔凸模垫板、卸料板、推件块等。3.9.1落料凹模的结构设计1凹模及刃口形状采用直刃口，刃口高度取h6mm，考虑修模和内置推件块，此处取10mm。由于凹模是倒装的，上方为台阶形，又由于内部还要放推件块，四周单边大5mm左右。形状如下图所示。图3.5 凹模刃口形状2凹模材料和热处理查参考文献2p209页，表8-8得材料为cr12mov，热处理6064hrc。3凹模外形尺寸由于冲裁外形是非圆形，故凹模外形取长方形。凹模厚度：h=kb（15mm）b=44，查参考文献1p224页，表8-1得，k=0.42（取均值）所以 h=0.4244=18.4819mm考虑内部还要放推件块，故调整后h=26mm凹模壁厚：c=（1.52.0）h（30mm）c=2h=219=38由于图形不对称，故压力中心是偏向一侧，计算凹模外形尺寸以偏向大的一侧为准。凹模外形：长度方向尺寸为：125mm宽度方向尺寸为：100mm4凹模固定和定位方式凹模放在冲孔凸模固定板上，用螺钉与上模座固定，再用销与上模座定位。3.9.2凸凹模的结构设计由于此凸模不仅是落料，还要充当冲孔凹模的作用，因此称它为凸凹模。（1）落料凸模结构设计1落料凸模形状及长度凸模形状为柱体状，如图3.6所示。凸模总长度：l=h固+h压+h卸+h冲=20+18.3+12+1.7 =52mm注：h固、h压、h卸、h冲分别为固定板厚度、弹性材料压缩后高度、卸料板高度、总冲压深度，具体各长度计算确定见后面各相应部分计算。2落料凸模定位、固定方式凸模是非圆形，靠与固定板间配合定位，在凸模上打1个m6螺纹孔用螺钉固定。图3.6 凸模形状（2）冲孔凹模结构设计由于是冲圆柱孔，所以凹模孔是圆柱孔状。刃口高度取均取6mm，下面为了方便落料，开一个大一些的圆柱孔，冲5的孔下部孔直径为7，如图3.7所示。图3.7 凸凹模（3）凸模材料和热处理查参考文献2p209页，表8-8得材料为cr12mov，5862hrc。3.9.3条料定位零件的设计由于采用手工送料，故条料必须采用可靠的定位装置，现采用左侧配置2个固定挡料销起挡料导向作用，后侧增加1个固定挡料销起确定送料步距作用，此3个固定挡料销尺寸、装配关系相同。固定挡料销安装在卸料板上，固定挡料销与卸料板上圆柱孔成h7/m6过渡配合，在凹模板上开相应的让位孔。固定挡料销尺寸和形状如下图所示。图3.7 固定挡料销固定挡料销规格为：a863，gb2866.11-81材料为：45钢，热处理4348hrc。3.9.4落料卸料板设计1卸料板形状确定外形与落料凹模相似即长方形，材料为45钢（查参考文献2p209页，表8-9得），热处理硬度4045hrc。2卸料板尺寸计算周界与凹模尺寸相同，125mm100mm。由于后侧也有1个固定挡料销，它距中心距离为31.690/2-8，因此不必增加宽方向尺寸。厚度取：h卸=12mm由于料厚t=2，所以卸料板与落料凸模间单面间隙z1/2=1mm3.9.5凸凹模固定板设计1凸凹模固定板确定外形为长方形，中间与凸凹模成过渡配合的柱形孔，材料为45钢（查参考文献2p209页，表8-9得），热处理硬度4045hrc，如下图所示。2凸凹模固定板尺寸确定周界与凹模尺寸相同，尺寸为125mm100mm20mm。中间的非圆孔与凸凹模构成过渡配合，间隙在00.02间，可采用配合加工法进行加工。图3.8 凸凹模固定板3.9.6凸凹模垫板设计1凸凹模垫板确定外形为长方形，材料为45钢（查参考文献2p209页，表8-9得），热处理硬度4045hrc。2凸凹模垫板尺寸确定周界与凹模尺寸相同，125mm100mm10mm，由于下面要沉入内六角螺钉（m6）头部，故需要厚度10mm。3.9.7推件块设计1推件块确定外形与模刃口相似，但为了使它在凹模刃口中不掉下左右各有一个台阶，具体形状如下图所示。材料为45钢（查参考文献2p209页，表8-9得），热处理硬度4045hrc。2推件块尺寸确定周界与凹模尺寸相似，成间隙配合，单面间隙约0.1mm，高为10.5mm，左右台阶大自身轮廓约4mm，高8mm，具体尺寸如下图所示。图3.9 推件块3.9.8凸模（冲孔5）设计1凸模形状及长度此处名命此凸模为小凸模1，是圆柱台阶形，如下图所示。由前面计算知孔5的凸模直径：mm中间圆柱与冲孔凸模固定板成不定期渡配合，直径为5.4mm凸台部分，直径为：7mm，高度为：3mm凸模长度：l=h凹+h固配=26+10-3=33mm注：h拉、h固配分别为：凹高度、冲孔凸模与固定板间配合高度。2凸模定位、固定方式凸模与冲孔凸模固定板间配合定位，配合为过渡配合h8/js7，用冲孔凸模垫板压紧来固定。图3.10 小凸模13凸模材料和热处理查参考文献2p209页，表8-8得材料为cr12mov，5862hrc。3.9.10冲孔凸模固定板设计1冲孔凸模固定板形状是长方体，周界与落料凹模外形尺寸相同，尺寸为：125mm100mm10mm。2冲孔凸模固定板材料和热处理材料为45钢（查参考文献2p209页，表8-9得），热处理硬度4045hrc。3.9.11冲孔凸模垫板设计1冲孔凸模垫板形状是长方体，周界与落料凹模外形尺寸相同，尺寸为：125mm100mm6mm。2冲孔凸模垫板材料和热处理材料为45钢（查参考文献2p209页，表8-9得），热处理硬度4045hrc。3.10标准件确定本小节主要进行模架、弹性元件、卸料螺钉、螺钉、销、模柄等标准件的确定。3.10.1模架确定根据凹模外形尺寸100100等，查参考文献2 p61、p62页，表2-43得，选用lb为125125的中间滑动导柱模架。因此上模座尺寸为12510035，gb/t2855.9，下模座尺寸为12510045，gb/t2855.10，闭合高度为160190mm，左右导柱尺寸为22150和25150，gb/t2861.1，左右导套尺寸为228033和258033，gb/t2861.6。上模座、下模座材料为：ht300。导柱、导套材料为：20钢，热处理硬度为：5862hrc。3.10.2上模螺钉确定根据凹模的外形尺寸125100，落料凹模高度、上模座高度、冲孔凸模垫板高度、冲孔凸模固定板高度，查参考文献2 p30页，表2-25和p31页，表2-26得，采用4个分布在四边中点位置的内六角螺钉，各螺钉中心距边线距离为16mm，内螺纹做在落料凹模上。查参考文献2 p210页，表8-9和p222，表8-30，得材料和热处理要求。结果如下：螺钉规格为：m1050 gb/t70.12000。材料45钢，热处理硬度4045hrc。3.10.3上模销确定同上，根据落料凹模的外形尺寸125100，落料凹模高度、上模座高度、冲孔凸模垫板高度、冲孔凸模固定板高度，查参考文献2 p30页，表2-25，采用2个对角分布的圆柱销，定位尺寸为1060。查参考文献2 p210页，表8-9和p231，表8-34，材料和热处理要求。结果如下：圆柱销规格为：1060 gb/t119.12000。材料45钢，热处理硬度4348hrc。3.10.4弹性元件设计1弹性元件形式选用由于冲裁压缩量很小，力也不大，故采用长方体的橡胶为弹性元件，如果力不够可以改用圆柱体的聚氨酯橡胶。2弹性元件尺寸确定此时弹性元件冲压工作时再压缩量为2.2mm，在工作初必须要有一定的预压量，此时必须能克服卸料力f卸=2939n，由于冲压时再压缩量不大，可以假设预压量为15%，查参考文献2p244页，表8-45得p=0.5mpa。根据工式：f=apf这压力，此处即卸料力a为冲压方向橡胶总投影面积p为橡胶单位面积压力。所以a=f/p=2939/0.5=5878mm2现在假设橡胶形状为长方体，根据卸料板和凸凹模形状及卸料螺钉的位置、尺寸，可以算出橡胶的宽为b=30mm，所需橡胶总长度l为：bl=5878l=5878/30=196mml/2=98mm又因为可以卸料板和凸凹模固定板的四周都可以放橡胶，所以可以将98分为60+38两部分都能放在边上，因此，橡胶的面积为6030和3830各两块。橡胶的高度只要不超过30就可以了，现在假设总压缩后的高度为18.3，则橡胶的自由高度h自为：h自（1-15%）-2.2=18.3h自=24.124mm同时将橡胶适当加长一些，以补偿预压力。故最终橡胶的尺寸为：653024和403024。 3.10.5卸料螺钉确定采