毕业设计（论文）-小连接板硬质合金连续弯曲冲压工艺分析及模具设计.doc

毕业设计小连接板硬质合金连续弯曲冲压工艺分析及模具设计102018239陈轶鹏机械工程系学生姓名： 学号： 材料成型及控制工程系 部： 原涛专 业： 指导教师： 二一四 年 六 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：小连接板硬质合金连续弯曲冲压工艺分析及模具设计 系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学号： 102018239 学生： 陈轶鹏 指导教师（含职称）： 原涛 专业负责人： 赵跃文 1设计（论文）的主要任务及目标（1） 通过毕业设计能够巩固所学的各类基础知识、初步掌握冲压模具设计的流程，熟练掌握使用各类工具书籍。（2） 通过毕业设计是学生初步达到工程师所具备的的基本素质。2设计（论文）的基本要求和内容（1） 完成冲压件的工艺性分析（工艺分析、工艺方案确定、工艺计算）（2） 进行冲压模具的结构设计和计算（主要零部件的结构设计、模具结构设计及模具工作部分尺寸计算等）（3） 制定模具典型零件加工的工艺规程（4） 完成模具总装配图及模具主要零件图的绘制（5） 编写模具毕业设计论文3主要参考文献（1） 冲压设计资料 机械工业出版社 王孝培主编（2） 冲模图册 机械工业出版社 李天佑主编（3） 冷冲压模具设计指导 机械工业出版社 王芳主编（4） 实用模具技术手册 机械工业出版社 阵锡栋、周小玉主编（5） 使用模具技术手册 上海科学技术出版社 李绍林、马长福主编（6） 冲模设计手册 机械工业出版社 冲模设计手册编写组 4进度安排 设计（论文）各阶段名称 起止日期1开题报告2014.3.12014.3.152工艺分析及计算2014.3.152014.4.15 3模具结构设计及计算2014.4.152014.5.15 4绘制图纸及编写设计说明书2014.5.152014.6.16 5毕业答辩2014年6月中旬材料 H62 t=1mm 生产批量大IV小连接板硬质合金连续弯曲冲压工艺分析及模具设计摘要：我的毕业设计是级进模的设计，冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。模具的生产是大批量的生产，模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产品质量，模具的设计与制造主要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。在本次设计中，不仅要考虑要使做出的零件能满足工作要求，还要保证它的使用寿命。根据所提供的零件图，分析了冲压成型的工艺性。通过比较各种工艺的优劣，最终确定了其工艺方案；通过具体计算和设计该方案中的各工序的工艺参数，设计并绘制出所需的模具图；按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、凹模固定板、卸料板、档料销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。这样设计出的连续模具可保证生产运行平稳可靠，从而提高效率。关键词：级进模,工艺性,大批量生产Small Connecting Plate Hard Allory Continuous Bending Analysis And Die Design Of Stamping ProcessAbstract：My graduation project is the progressive die, stamping die mainly to isolated or forming the sheet metal processing methods are workpiece. Molds are mainly high volume production, and stamping die products can ensure the dimensional accuracy and quality, mold design and manufacture of primary consideration to the mold design can meet the design process the workpiece, can process a qualified parts, and, later, maintenance and storage is reasonable. In this design, not only to consider making the parts to make to meet the job requirements, but also to ensure its service life. The paper analyses the forming technology, compare all merits, according to the provided shaft pats draft, finalizing its technology program, through special calculation and design of process parameters of program, design and draw up drawing for the mold. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as: punch, hollowing block, punch plate, die block, stripper plate, barrier pin etc. The standard model planes and suitable punch equipment are chosen. Eventually the stamping die is designed to ensure reliable operation to improve the efficiency. Keyword: progressive die，Technological efficiency，large batch production目 录1 前言11.1 冲压加工的特点21.2 冲压加工的作用和地位21.3 我国模具技术的发展趋势32 工件的工艺性分析62.1 工艺分析62.2 排样的设计和计算72.2.1 毛坯的尺寸计算72.2.2 确定搭边值82.2.3 送料步距与条料宽度的计算92.2.4 材料利用率的计算103 冲压设备的确定113.1 计算冲压力113.1.1 冲裁力的计算113.1.2 卸料力的计算123.1.3 弯曲力的计算123.1.4 总冲裁力的计算133.2 压力中心的计算133.3 压力机的选择144 冲压零件的尺寸设计164.1 冲裁间隙164.1.1 冲裁间隙对冲裁工艺的影响164.1.2 冲裁间隙的选择174.2 冲裁部分刃口计算174.3 凸、凹模机构设计与分析205 冲裁部分的主要零件设计与标准的选用275.1 卸料零件275.1.1 卸料装置275.1.2 弹性元件的选用285.2 挡料和导料零件305.2.1 导料零件305.2.2 挡料零件325.3 标准模架335.4 模柄及固定零件345.4.1 模柄345.4.2 固定板365.4.3 垫板365.4.4 螺钉与销钉375.5 模具总装图的绘制38结论39参考文献41致谢42IV太原工业学院毕业设计1 前言随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使我们对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。毕业设计的主要目的有两个：一是让我们掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用计算机进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。本书是多工位级进模设计说明书，结合模具的设计和制作，广泛听取各位指导老师的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。本书在编写过程中得到了原涛老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。421.1 冲压加工的特点与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。（1） 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2） 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3） 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4） 冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。1.2 冲压加工的作用和地位本课题设计的目的就是综合利用所学的知识，有一个全面的了解來提高应用能力水平，给以后工作打下一个良好的基础。本课题所涉及问题的研究和发展现状，本课题是小连接板硬质合金连续弯曲冲压工艺分析及模具设计,材料为H62,工件厚度为1mm。 首先，良好的冲裁工艺性能保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命长，产品质量稳定，操作简单等。冲裁件的精度没有要求，取等级为IT14级，可采用一般冲裁，冲裁件的外形形状简单、对称，以便于模具加工，有利于排样时材料的经济利用。由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快二完善的得到解决。1.3 我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。 （1）模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工2。（2）多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。 （3）模具标准件的应用将日渐广泛 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 （4）模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 （5）在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普 及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化 应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM、CIMS,VR，逐步深化和提高3。2 工件的工艺性分析2.1 工艺分析在一般情况下，影响冲压件工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。冲压件工艺性对冲压件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都用很大的影响。良好的冲压件工艺性可显著降低冲压件的制造成本，节省材料，减少成形工序，提高产品寿命和产品质量.工件如图2-1所示，材料为H62。厚度1mm。未标注尺寸按照IT14级处理。图2-1 工件图Fig.2-1 Workpiece对课题应解决的主要问题，该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。零件为大批量生产，通过分析工件的结构特点，该工件对尺寸精度要求不是很高，大批量生产，可以考虑用级进模生产。工位中包括冲孔工序和弯曲工序，由于孔的精度要求不高，而且孔离弯曲不会有一定的距离，所以可以采取先冲孔，后弯曲。通过综合分析，最终的工艺方案为：冲孔，冲凸台，冲中间外形，压半圆槽，压弯120度，冲外形，弯曲Z，落料。2.2 排样的设计和计算由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。经过分析采用有废料的直排法，比较方便、合理。由于工件有弯曲工序，所以要先进行毛坯的尺寸计算。2.2.1 毛坯的尺寸计算工件的弯曲部位利用弯曲件展开图求出，最终确定该毛坯的工件展开图如图图2-2a 毛坯的工件展开图Fig.2-2a The spreading of blank workpiece图2-2b 毛坯的工件展开图Fig.2-2b The spreading of blank workpiece 2.2.2 确定搭边值搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值a=1.5mm、侧面a=1.8mm。2.2.3 送料步距与条料宽度的计算 采用直排有废料的排样方式，如图2-3所示：图 2-3 排样图Fig.2-3 Arrangement figure加工步骤暂定如下：（1） 冲3个孔孔（2） 冲2个凸起（3） 冲中间外形，同时利用6孔进行导正（4）压弯槽（5）弯曲中间部分120度（6） 冲外形（7） 弯Z形（8） 落料计算冲压件的毛坯面积，得：S1=2164.38mm2送料步距：送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离，每次只冲一个零件的步距按式：ADa，A451.546.5mm条料宽度B：B78+1.8+1.8=81.6mm2.2.4 材料利用率的计算材料利用率通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示4，按式： =100%=100% (2-1)式中 一个步距内零件的实际面积一个步距内所需毛坯面积 A送料步距 B条料宽度带入数据可得：=100%=100%=58%3 冲压设备的确定3.1计算冲压力计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求5。一般可按下公式计算： （3-1）式中 F冲冲裁力（N）； L冲裁周边长度（mm）； t冲裁料厚(mm)； b 抗剪强度（MPa）；3.1.1 冲裁力的计算6孔： N2个3.2孔： N中间外形： N工字形上： N落料： N总冲裁力： 238970.553.1.2 卸料力的计算除了最后切断没有卸料力，其他冲裁部分回程时都有卸料力， =K1F冲=0.04201514.95=8060.598N （3-2）式中 卸料力（N）； 冲裁力（N）K1 卸料系数，查表，取K=0.04。3.1.3 弯曲力的计算 由于校正弯曲力远大于自由弯曲力，所以两处弯曲部分按照校正弯曲进行计算(取P=30MPa）。弯曲中间120度部分F1=Ap=341530=15300N弯曲Z形部分F2=Ap=104830=14400 N 弯曲半圆槽 F3 =0.7KBt2b/r+t=(0.71.31512*400)/(1+1)=5460Nb取400MPa t 为材料的厚度 r 圆角半径 B 为件的宽度 2个凸起部分 F4=21.5 9.4248 =28.744 N 总弯曲力 F弯=15300+14400+5460+28.77= 35188.77N 顶件力 F顶=F弯0.06= 2111.3262N 3.1.4 总冲裁力的计算冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和 =+ （3-3）则: F总=238970.55+8060.598+35188.77+2111.3262=284331.24N3.2 压力中心的计算按比例画出排样零件形状，选定坐标系xOy，如图所示。将工件按工序分成几个部分基本线段，分别额求出各段长度及各段的重心位置：图 3-1 坐标图Fig.3-1 Coordinates figure 由图可知，压力分布关于X轴对称，所以y0=0.最终确定压力中心为（191.38，0）3.3压力机的选择冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。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因考虑下述因素。（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需求。（3）冲压设备的装模高度、工作台尺寸、行程等是否适合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效率的要求等。模具闭合高度应略小于压力机的连杆调节到最短距离时，由压力机垫板上平面到滑块底平面的距离。Hmax-5mmHHmin+10mm （3-4） H：模具的闭合高度，mm（H=246）； Hmax：压力机的最大装模高度，270mm； Hmin：压力机的最小装模高度，190mm；270mm-5mm246mm190mm+10mm 满足要求。 压力机的选择依总的冲裁力的1.8倍为参考。通过查找设计手册选取公称压力为630kn的压力机，压力机型号为J23-63,其相关参数为：型号：J23-63公称力 /KN：630公称力行程/mm：8.5滑块行程 /mm：120行程次数 /min：50最大装模高度 /mm：270装模高度调节量 /mm：80滑块中心至机身距离 /mm：260工作台板尺寸（前后左右） /mm：480710工作台板厚度 /mm：90滑块底面尺寸（前后左右） /mm：280320模柄孔深尺寸（直径深度） /mm：5080机身最大可倾角度：25度立柱间的距离 /mm：350电动机型号：Y132M2-6电动机功率 /KW：5.54 冲压零件的尺寸设计冲裁件的尺寸精度取决于凸，凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸，凹模刃口部分的尺寸来实现的保证。正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。4.1冲裁间隙4.1.1 冲裁间隙对冲裁工艺的影响（1） 间隙对冲压力的影响试验表明，间隙对冲压力有明显的影响，特别是对卸料力的影响更为显著。随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，容易断裂分离，因此冲裁力减小；但若继续增大间隙，因裂纹不重合，冲裁力下降缓慢。由于间隙增大，使光亮带变窄以及材料的弹性变形，使落料件尺寸小于凹模孔口尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力随之减小。（2） 间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格冲件数表示。总寿命是用模具失效为止的总的合格冲件数表示。模具失效的形式一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。冲裁过程中模具与材料的接触压力随间隙的减小而增大，这不仅使得模具的磨损速度加快，而且还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。此外，小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常损坏。因此，为了提高模具寿命，一般需要选用较大间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度，减小模具粗糙度值，提供良好润滑，以减小磨损。4.1.2 冲裁间隙的选择通过查表得：间隙值，4.2冲裁部分刃口尺寸计算 由于凸凹模的形状相对较简单且材料较薄，冲裁间隙较大，可采用分开加工法确定凸凹模刃口尺寸及公差。适宜采用线切割机床加工凸模 凹模 凸模固定板 卸料板。工作零件刃口尺寸计算如下：查表得Z=0.08 Z=0.12 x=05 （4-1） （4-2） 表4-1凹模刃口尺寸Table.4-1 Knife-edge dimension of convex die冲裁性质工件尺寸凹模计算公式凹模尺寸注法冲裁 弯曲Ld=(L-0.5) 0+ d 表4-2 凸模刃口尺寸Table.4-2 Knife-edge dimension of concave dies冲裁性质工件尺寸凸模计算公式凸模尺寸注法冲裁 弯曲Lp=（Ld-2 Z)-p04.3 凸、凹模的机构设计与分析 a) b) c) d)凹模常用的固定方法如下图所示8。图a用螺钉、销钉固定在下模座上。图b、c采用（H7/r6）直接压入固定板中，其中图c常用于硬质合金模。图d是小批或快换凹模。图 4-1 凹模常用的固定方法通过分析，选用图a所示的方式直接将凹模固定于下模座。凹模轮廓尺寸计算：凹模厚度 H=Kb=0.2278=17.16mm 取H=20mm （K凹模的厚度系数） b凹模刃口的最大尺寸，mm）凹模壁厚 c=(1.52)H=(1.52)20=3040 取凹模壁厚c=30mm凹模长度 L=l+2c=363.5+230=423.5mm凹模宽度 B=b+2c=78+230=138mm凹模的轮廓尺寸为 423.513820取标准化值50031540冲裁凹模的刃口形式有直刃口和斜刃口两种。选用刃口形式时，主要应根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定，其刃口形式见下表表4-3 凹模刃口形式刃口形式序号简图特点及应用直刃口1刃口为直通式，强度高，修模后刃口尺寸不变。用于冲裁大型或精度要求较高的工件，模具应安装反向顶出装置，不适用于推件结构。2刃口强度高，修模后刃口尺寸不变。凹模内易积存材料，在间隙小时刃口直壁部分磨损较快。用于冲裁形状复杂或精度要求较高的场合。3特点与序号2的相同，其刃口下部扩大部分加工较2容易，但强度较2略差。用于冲裁形状复杂、精度要求较高的中小型冲件。4凹模硬度较低，一般为40HRC左右，可用手锤敲击刃口外侧斜面以调整冲裁间隙。用于冲裁薄而软的金属或非金属。斜刃口1刃口强度较差，修模后刃口尺寸略有增大。凹模内不积存材料，刃口内壁磨损速度慢。用于冲裁形状简单、精度要求不高的零件。2特点同序号5，加工较5容易，常用于冲裁形状较复杂精度要求较低的冲裁件。通过分析，最终确定的凸、凹模的机构如图4-2、4-3、4-4、4-5、4-6所示：图4-2 冲大孔凸模Fig.4-2 piercing punch 图4-3 冲小孔凸模Fig.4-3 piercing punch图4-4 冲凸起凸模Fig.4-4 Blunt edge circle of the punch图4-5 弯曲凸模Fig.4-5 Bending of the punch图4-6凹模板Fig.4-6 Concave template凸模长度计算公式为： （4-1）式中：凸模固定板厚度（一般为总长度L的三分之一，且1.5d）； 卸料版和导料板的总厚度（若是弹压卸料则只有卸料版厚度，但要考虑弹性元件高度）； 安全距离（凸模固定板和固定卸料版之间）一般可以取1020mm；或弹性元件的安装高度； 凸模进入凹模型孔的深度尺寸。则 L=32+24+20+2=78mm在一般情况下，凸模强度是足够的，无需校核。但在小孔冲裁等情况下需要校核其强度，本设计的凸模中，冲两小孔的凸模工作强度最大，因此只需校核该凸模即可。对于圆形凸模安下式进行校核： （4-2）式中 凸模最小直径，单位mm； t料厚，单位mm； 材料的抗剪强度，单位：MPa； 凸模材料的许用压力，单位：MPa；则结论：该凸模强度符合要求。5 冲裁部分主要零件的设计与标准的选用5.1卸料零件5.1.1 卸料装置卸料装置分固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀三种。其中卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸凹模上的冲裁件或废料的板件。废料切刀是在冲压过程中将废料切断成数块、从而实现卸料的零件。（1） 刚性卸料装置常见结构形式9：刚性卸料装置一般装于下模的凹模上，其具体结构形式见下图5-1。图5-1Fig.5-1特点：结构简单，卸料力大，卸料动作可靠。应用：用于厚料、硬料以及工件精度要求不高的场合。设计要点：卸料板孔与凸模之间的单边间隙一般为（0.10.5），若兼作导板，两只之间的配合关系为H7/h6。卸料板一般采用Q235制造，兼作导板时宜用45钢制造。尺寸确定：一般情况下，卸料板的外形尺寸与凹模周界相同，卸料板的厚度取（0.81）凹模高度。（2） 弹性卸料装置常见结构形式10：弹性卸料装置一般由卸料板、卸料螺钉和弹性元件组成，结构如图：图5-2Fig.5-2特点：卸料力较小，卸料动作平稳，在冲裁时能够实现先压料后冲裁，故生产零件的切断面质量和平直度好。应用：用于软料、薄料以及冲件质量要求较高的场合。设计要点：卸料板孔与凸模之间的单边间隙一般为（0.10.2），若兼作导板，两只之间的配合关系为H7/h6。弹性卸料板在自由状态下应高出凸模刃口面0.51mm。卸料板的材料同刚性卸料板。尺寸确定：一般情况下，卸料板的外形尺寸与凹模周界相同，卸料板的厚度取23mm。5.1.2 弹性元件的选用（1） 选用原则满足力的要求11：即所选弹性元件必须能够达到零件所需的卸料力或顶（推）件力，为此，弹性元件在开模状态下就有一定的预压要求，一般情况下，预压力应等于零件所需的卸料力或顶（推）件力。即： ，对于弹簧。满足弹性元件最大许用压缩量的要求：为保证弹性元件的寿命，其在工作时总压缩量不能大于所允许的最大压缩量，即满足安装空间要求：即所选弹性元件应有足够的安装空间。（2） 橡胶的选用步骤12,见下表表5-1 橡胶的选用项目公式及结果备注橡胶允许的总压缩量1.3+3+5+0.5=9.8mm凸模凹进卸料版的高度取1.3mm凸模进入凹模的深度取3mm凸模修磨量取5mm材料厚度0.5mm橡胶的自由高度 取橡胶的预压量每个橡胶承受的载荷386N选用4块圆筒形聚氨酯橡胶橡胶的外径 d圆筒形橡胶的内径，取d=13mm 查表得P=1.1MPa校核橡胶的自由高度 满足要求橡胶的安装高度5.2挡料和导料零件作用：用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。分类：导料零件用于确定条料的送进方向； 挡料零件用于确定步距。5.2.1导料零件常见导料零件包括导料板、导料销及保证条料紧靠导料板一侧送进的侧压装置，其具体结构形式、特点应用见下表13。表5-2 导料零件的结构形式与特点零件名称导料方式常见类型应用场合导料板两块导料板分别置于条料的两侧整体式与刚性卸料板配合使用，常用于简单模和级进模分开式与刚性卸料板、弹性卸料均可配合，应用较广导料销两个导料销同时使用，且位于条料的一侧，通常前后送料导料销位于左侧；左右送料位于后侧固定式应用灵活广泛，常用于简单模和复合模中活动式侧压装置常位于一侧的导料板中，以保证条料在送进过程中始终与另一侧的导料板贴合簧片式结构简单，侧压力小，用于薄料弹簧式侧压力较大，可用于厚料压板式侧压力大而且均匀，常用于单侧刃的级进模中导料板通常选用Q233或Q255钢制造，导向面及上、下表面的表面粗糙度应达到Ra1.6 0.8u m5.2.2 挡料零件挡料销抵住条料的搭边或冲裁件的轮廓，起定位作用。挡料销分固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销三类。具体结构形式见下表14。表5-3 挡料零件的结构形式形式简图特点及适用范围圆柱头固定挡料销结构简单，制造方便，固定部分和工作部分直径差需较大，才不至于削弱凹模刃口强度，一般装在凹模上应用广泛。钩形头固定挡料销制造较圆柱头难，安装时需防转，但其固定孔较凹模刃口更远，故刃口强度不会削弱。回带式活动挡料销此挡料销需装在固定卸料板上，操作繁琐，生产效率低。常用于窄形零件。弹压式活动挡料销此挡料销安装在弹性卸料板上，合模时挡料销被压入卸料板内，所以无需在凹模上开避让孔，常用于复合模中。始用挡料销仅在每个条料的第一次冲裁时使用常用于级进模中。本设计为级进模，材料厚度较薄，应采用弹性卸料装置，利用导料板进行导料，利用固定挡料销进行粗定位，利用导正销进行精定位。5.3 标准模架通常所说的模架是由上模座、下模座、导柱、导套四个部分组成，一般标准模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体。模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程的全部载荷。模架的上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上、下模间的精确位置，由导柱，导套的导向来实现。根据模架的导向机构摩擦性质的不同，模架分为滑动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导柱数量不同，又分为多种模架形式。冲模滑动导向模架有对角导柱模架、后侧导柱模架、后侧导柱窄型模架、中间导柱模架、中间导柱圆形模架、四导柱模架；冲模滚动导向模架有对角导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架、后侧导柱模架。滑动导向模架的导柱、导套结构简单，加工、装配方便，应用最广泛；滚动导向模架在导套内镶有成行的滚珠，导柱通过滚珠与导套实现有微量过盈的无间隙配合，（一般过盈量为0. 010. 02mm），因此，这种滚动模架导向精度高，使用寿命长，运动平稳。通过分析，工件的排样图，利用对角导柱模架。本设计中，根据分析选用对角导柱模架，下图5-3为下模座的结构图。图5-3 下模座Fig.5-3 Mould seat under5.4模柄及固定零件模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等。这些零件大多有国家准，设计时可按国家标准选用。5.4.1模柄作用：将上模固定在压力机的滑块上。要求：模具的压力中心与模柄中心线重合。应用：常用于1000KN以下的中小型模具上。类型及应用场合：旋入式：下图a）所示，通过螺纹与上模座连接，为防止松动，常用防转螺钉紧固。这种模柄装拆方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于有导柱的小型冲模。压入式：下图b）所示，它与模座孔采用过渡配合H7/m6，并加销钉防转。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常用。凸缘式：下图c）所示，用3 4个螺钉固定在上模座的窝孔内，模柄的凸缘与上模座的窝孔采用H7/js6过渡配合。多用于较大型的模具。槽型模柄和通用模柄：下图d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也称为带模座的模柄，它更换凸模方便，主要用于简单模。图5-4 模柄形式模柄的选用：首先应根据模具的大小及零件精度等方面的要求，确定模柄的类型，然后根据所选压力机的模柄孔尺寸确定模柄的规格。选择模柄时应注意模柄安装直径d和长度L应与滑块模柄孔尺寸相适应。模柄直径可取与模柄孔相等，采用间隙配合H7/m6，模柄长度应小于模柄孔深度5l0mm。