毕业设计（论文）-盖板链条片冲压工艺与模具设计.doc

毕业设计盖板链条片冲压工艺与模具设计三号楷112018203朱帅机械工程系学生姓名： 学号： 材料成型及控制工程工程系 部： 佘银柱专 业： 指导教师： 二一五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 日毕业设计任务书设计题目： 盖板链条片冲压工艺与模具设计 系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学号： 112018203 学生： 朱帅 指导教师（含职称）： 佘银柱（副教授） 1课题意义及目标通过本次毕业设计，培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，独立分析和解决塑料产品开发及模具设计等工程领域实际问题的能力，为毕业后从事相关技术工作打好基础。2主要任务（1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案。 （2）进行冲压工艺设计：工艺参数计算，压力机的选定。（3）模具的总体设计：确定模具总体结构，绘制装配图。（4）模具的结构设计：模具工作部分尺寸的计算，材料的选用，绘制零件图。（5）完成设计说明书一本。3主要参考资料1 冲模设计手册编写组 冲模设计手册 机械工业出版社 1988.72 陈炎嗣 郭景仪主编 冲压模具设计与制造技术 北京出版社1991.4.13 郑可锽主编 实用冲压模具设计手册 宇航出版社 1990.54 徐政坤主编 冲压模具设计与制造 化学工业出版社 2003.84进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，完成开题报告2014.12.012014.12.312完成工艺计算、确定工艺方案2015.01.012015.03.203确定模具结构方案，中期检查2015.03.212015.04.304模具总体设计、结构设计2015.05.012015.05.155完善设计内容、完成设计说明书及答辩工作2015.05.162015.06.10审核人： 赵跃文 2014 年 12 月 15 日盖板链条片冲压工艺与模具设计摘 要：模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产过程中的主要工艺装备。模具工业是我国国民经济的基础工业。本次设计的题目是盖板链条片的冲压工艺与模具设计，在本次设计中对链条片进行了工艺性分析，采用级进模对其进行设计，为满足零件的质量要求设置了精整零件孔的工序。确定模具的结构，对其冲裁力，工作零件尺寸进行计算，选取出各个标准零件和合适的压力机，介绍了拉孔修整凸模的设计，且在本次设计充分利用CAD等绘图工具。关键词：链条片，工艺分析，模具设计，拉孔修整凸模Stamping Process and Design of the Die for Cover Palate Chain PieceAbstract：Mould is the tool of mass production of the same product, and is the main equipment in the process of industrial production .Mold industry is the basic industry of the national economy.The subject of design is stamping process and design of the die for cover plate chain piece. In this design, the process of the chain film is analyzed. Adopt progressive die to design it. In order to meet the quality of the parts, the process of finishing the hole of the spare parts is provided. Determine the structure of the mold, calculate the blanking force, working parts size, Pick out the standard parts and appropriate press. The design of the drawing die for drawing hole is introduced, and the drawing tools such as CAD and other drawing tools are used in this design.Keywords: Chain piece, process analysis, mold design, drawing hole punch finishing 目 录1 绪论11.1 冲压的含义、特征和应用11.2 冲压的基本工序和冲压模具21.2.1 冲压的基本工序21.2.2 冲压模具的分类21.3国内外研究发展31.4模具工艺发展过程及方向32 分析制件的冲裁工艺性42.1 零件的工艺性分析52.2 工艺方案的确定53 模具总体机构的设计63.1 模具总体机构63.2 定位方式的选择63.3 卸料方式的确定63.4 导向方式的确定64 模具设计工艺计算64.1 搭边值的确定64.2 条料宽度的确定74.3 送料步距的确定94.4 排样图的设计94.5 材料利用率的计算104.6 冲压力的计算104.6.1 冲裁力Fp的计算114.6.2 卸料力Fq1的计算114.6.3 推件力Fq2的计算124.6.4 压力机所需总压力的计算124.6.5 压力机的选用134.6.6 压力中心的确定135 凹、凸模刃口尺寸的计算145.1 落料凸、凹模的计算145.2 冲孔凸、凹模的计算145.3 孔心距的计算156 模具主要零件的设计166.1 工作零件的设计计算176.1.1 凹模的设计计算176.1.2 凸模的设计计算186.1.3 工作零件的材料选择206.2 卸料零件的设计206.3 定位零件的设计216.4 模架及其他结构零件的设计216.4.1 模架的选用216.4.2 导柱、导套的选用216.4.3 上、下模座的选用216.4.4 模柄的选用216.4.5 螺钉和销钉的选用226.4.6 垫板的选用226.4.7 凸模固定板的选用226.5 模具零件间装配配合要求226.6 零件表面粗糙度及行为公差的确定236.6.1 垂直度公差的选取236.6.2 平行度公差的选取236.6.3 零件粗糙度的选取247 模具闭合高度的计算及压力机有关参数的校核267.1 闭合高度的计算267.2 冲压设备的选定268 非标准零件的加工工艺268.1 落料凸模的加工工艺268.2 导正销加工工艺269 结 论28参考文献29致 谢30IV太原工业学院毕业设计311 绪论1.1 冲压的含义、特征和应用冲压加工是指利用安装在冲床上的模具对材料施加压力，目的是使材料发生塑性变形，进而获得所需形状、尺寸和性能的一种压力加工方法。冲压加工通常情况下是在常温下进行的，并且加工的对象常常是板料，因此也被称作为冷冲压或板料冲压。冲压加工对于材料塑性加工和压力加工有着至关重要的作用。冲模是可以使材料发生分离或者变形的模型，是冲压加工过程中十分重要的工艺装备，如果缺少符合条件的冲模，批量冲压加工就很难进行；缺少技术先进的冲压模具，就难以完成先进的冲压工艺。另外，在冲压零件的生产过程中，冲压成形的工艺和设备也是十分重要的，因此，合理的冲压成形工艺、精细的模具、先进的设备是冲压生产过程中不可或缺的三大要素。冲压加工不管是在效率方面还是在技术方面都具备不少优点，具体体现在以下四个方面：(l) 效率高。冲压加工主要是靠冲模和冲压设备来实现压力加工的，通常情况下压力机的行程次数是每分钟几十次，高速压力机的行程可以达到每分钟几百次甚至可以达到上千次，效率非常高，操作也十分简便，并且很容易实现自动化或机械化，是一种效率非常高的加工手段。(2) 互换性好。冲压件的尺寸精度主要是依靠模具的精度保障的，模具的寿命通常情况下都比较长，互换性比较好。(3) 加工范围广。运用冲压加工，能够得到其他加工很难生产出来的薄壁、形状复杂的零件，大到汽车覆盖件，小到钟表秒针都能够利用冲压来生产。(4) 成本低。冲压加工不需要切削大批金属，耗费的材料不多，并且通常不需要加热设备，所以是一种比较节能、低成本的加工方法。 然而冲压模也有其一定的局限性，例如冲压模是一种专用型设备，并且模具的形状相对复杂、精度要求较高，因此通常只有在批量相对较大的时候，冲压加工独特的优势才得以充分显现，才能取得良好的经济效益。 综上所述，冲压加工与其他方法比较，具有很多优势，因此在批量相对较大的工业生产过程中，使用十分广泛。在许多工业部门中采用冷冲压加工的产品零部件占据的比重都比较大。此外，原来很多锻造、铸造等加工方法生产的零部件也越来越多地被刚度强、质量好的冲压件替代，很大程度上提高了生产率，同时也降低了成本。1.2 冲压的基本工序和冲压模具1.2.1 冲压的基本工序（1）分离工序分离工序是指在冲压过程中使制件与板料沿着已经规定的轮廓相互分离工序。它的基本工序有冲孔、落料、切断、切边、切口、刨切、整修等等。（2）变形工序变形工序是指在材料不破裂的条件下产生一定的塑形变形，从而得到一定形状、尺寸和精度要求的制件。它的基本工序可以分为弯曲、拉深、成形、扭曲、孔的翻边、外缘翻边、缩口、扩口等等。1.2.2 冲压模具的分类冲裁模的结构类型有很多，为了便于研究它们，可以对冲压模具按照不同的特征进行分类：按照加工工序的性质可以分为落料模、冲孔模、切断模切口模、剖切模和切边等等。按照工序的组合形式可分为各种单工序的简单模具、多工序的连续模、复合模以及连续复合模。按照模具的上、下模的导向方式可以分成没有导向的开式模和有导向的导板模、导柱模、滚珠导柱模、导筒模等等。按照控制送料的步距的不同方法可以分为固定挡料销式、活动挡料销式、自动挡料销式、导正销式和侧刃式等。按照凸模和凹模的材料可以分为钢质冲模、硬质合金冲模、锌基合金冲模、橡皮冲模和聚氨酯橡胶冲模等等。按凸模和凹模的结构可以分为整体式模和拼块式模。按照凸模和凹模的布置方法可以分为正装模和倒装模。按照模具的卸料方式可以分为刚性卸料模和弹性卸料模。除此之外，还有按照送料、出件及排除废料的方法可以分成手动模、半自动模、和自动模。按照模具的大小又可以分为小型冲模、中型冲模和大型冲模。按照模具的专业的程度可以分为专用模、通用模、组合冲模以及简易冲模等等。上述的各种的方法的分类从不同的角度反映了模具结构的不同特征。1.3国内外研究发展从国外角度看，外国发达国家例如美国拥有非常先进的生产技术及经验，值得国内模具行业的学习和借鉴。欧美地区，模具企业将高新技术使用在模具的设计和制造上，主要表现在以下几个方面：（1）体现信息技术带动和提升模具工业的优越性；（2）高速切削、五轴高速加工技术等得到普及，很大程度上缩减制模周期，大大提高了企业的市场竞争力；（3）快速成形技术和快速制模技术得到了普遍的使用；（4）模具行业的从业人员技术精细，得到精益生产；（5）模具产品形成专业化特点，市场定位十分精确；（6）使用先进的信息技术系统，形成集成化管理；（7）工艺管理比较先进、专业化程度较高。从国内角度看，我国即使在很早就开始制造模具和使用模具，但是始终未形成产业。一直以来模具制造作为保证企业产品生产的手段常常被视为生产后方，所以发展相对比较缓慢。但由于市场经济进程的步伐加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业不断出现。在不断竞争中，相关企业内的模具生产技术不断的得到提高。90年代后，我们国家在汽车方面的模具设计与制造中也逐渐地开始采用CADCAM等先进的技术。国家科委在863计划开发汽车车身与覆盖件模具CADCAM软件系统，在模具的设计制造及实际生产的过程中取得了比较实际的应用，取得了显著的效益。1.4模具工艺发展过程及方向(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 CAD/CAM/CAE技术是模具设计与制造的发展方向。随着电脑技术及软件的发展繁荣，普及CAD/CAM/CAE技术势在必行，各相关技术部门应该加大CAD/CAM的技术普及运用力度；进一步的增大CAE技术的应用范围。(2) 不断提高模具标准化程度 为了适应模具生产的需要，缩短模具制造周期，降低生产制造成本，模具标准化工作十分重要。我国模具的标准件使用程度越来越高，目前中国在标准件使用率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(3) 优质材料的选用及先进的表面处理技术 选用优质材料和先进表面处理技术可以大大的增大模具的寿命。目前模具热处理朝着真空热处理方向进行。而表面处理技术则为先进的气相沉积(TiN、TiC等)以及等离子喷涂等技术。(4) 模具制造技术的高效、快速、精密化随着模具设计制造技术的不断发展，许多新型加工技术、加工设备不断涌现，模具制造手段越来越丰富，越来越先进。例如电火花铣削加工技术。(5)逆向工程技术使用逆向工程技术，可以十分高效的把复杂实物复制出来，也可以用实物制造模具进行复制。现在我国已有不少模具厂拥有先进的高速扫描仪以及模具扫描系统。(6)模具研磨抛光将自动化、智能化 因为模具表面质量对模具的寿命、冲裁件的质量等方面影响较大，所以有研究用自动化、智能化的研磨与抛光方法逐渐地替代目前的手工操作，来提高模具表面质量的发展趋势。2 分析制件的冲裁工艺性 2.1 零件的工艺性分析图1-1 零件图如图11。年产量:大批量。材料：20钢。该零件的孔心距和厚度尺寸要求精度较高，选用的材料为20钢属于优质低碳碳素钢该钢，强度低，韧性、塑性较好，弹性变量小，冲裁后的回弹值也小，零件精度相对高。该零件结构简单对称，孔边距等也均满足冲压要求。2.2 工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个工序，可以有三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模进行生产。方案二：落料冲压一起进行，进行复合冲压。采用复合模进行生产。方案三：落料冲孔连续冲压。采用级进模进行生产。方案一模具结构相对简单，生产周期非常短，制造也简单，但是需要两副模具，成本高，生产效率低，很难满足较大批量的生产要求。方案二只需要一副模具，制件精度较高，效率也高，但由于零件孔边距小于凹凸模最小壁厚故不采用复合模冲裁。方案三也只需一副模具且生产率高，操作方便，可以便捷的实现自动化，可以大批量生产，故采用级进模方案，且为了保证零件质量、孔的精度及零件寿命等在空位中增加修整孔的工序。3 模具总体机构的设计3.1 模具总体机构从工艺分析可知，选取冲孔、落料级进模进行冲压加工，所以该模具的类型选择正装级进模。3.2 定位方式的选择 条料采用导料板来控制送进方向，用始用挡料销和国定挡料销对材料进行粗定位，用导正销进行精定位。3.3 卸料方式的确定工件的料厚为2.3mm，精度要求较高，不是很厚，故采用弹性卸料装置。3.4 导向方式的确定选用后侧导柱模架，取放件方便，前后左右都可以送料。4 模具设计工艺计算4.1 搭边值的确定 排样中相邻两冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间的工艺余料称为搭边。搭边具有补偿条料剪裁误差、送料步距误差、以及由于条料与导料板之间有间隙所造成送料歪斜的误差的用处，防止工件缺角、缺边或尺寸超差。表4-1 搭边a和a1材料厚度t圆件及r2t圆角矩形边长l50矩形边长l50或圆角 r2工件间距侧边距a工件间距a侧边距工件间距侧边距a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22.02.22.02.51.51.82.02.22.22.52.53.01.82.22.22.52.52.83.03.52.22.52.52.82.83.23.54.02.52.82.53.23.23.54.05.03.03.53.54.04.04.55.0120.6t0.7t0.7t0.8t0.8t0.9t由表41选取搭边值，冲裁件之间的搭边值a=1.5mm，冲裁件与条料侧边的搭边值a1=1.8mm。4.2 条料宽度的确定此次设计的模具没有侧压及侧刃装置所以条料宽度公式为：B=（D+2a1+2+b0） 0 - (4-1)式中 D 冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸（mm）； a1 冲裁件与条料侧边之间的搭边（mm）； b0 条料与导料板之间的间隙（mm）；（表4-2） 板料建材时的下偏差（mm）。（表4-3） 表 4-2 条料与导料板之间的间隙材料厚度t/mm无侧压装置有侧压装置条料宽度1002002003001000.50.61.05.08.0150.81.01.05.08.0表 4-3 剪板机剪料的下偏差 材料厚度t/mm无侧压装置有侧压装置条料宽度1002002003001000.50.61.05.08.0150.81.01.05.08.0由式4-1：得B=（62.7+21.8+21+0.5）0 -1=68.8 0 -1mm4.3 送料步距的确定条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，计算送料步距A的公式为：A=D+a （4-2）式中： D 平行于送料方向的冲裁件宽度（mm）； a1 冲裁件之间的搭边值（mm）。由式4-2：得A=23+1.5=24.5mm4.4 排样图的设计排样方法分为有废料、少废料以及无废料排样共三种 ，冲裁件在条料的布置形式又可以分为直排、斜排、对排、混合排等多重形式。因此排样方式共有以下三种方案：方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸全部由冲模来保证，因此冲件精度、模具寿命相对较高，但是材料利用率比较低。方案二：少废料排样 受到剪切条料和定位误差的影响，冲件质量比较差，模具寿命比方案一要低，但是材料利用率较高，冲模结构相对简单。方案三：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。该零件选用有废料直排排样，其排样图如图4-1图 4-1 排样图4.5 材料利用率的计算材料利用率通通常用一个步距内冲裁件的实际面积和所用毛坯面积的百分率来表示： （4-3）式中： 材料利用率（%）； s 一个步距冲裁件的实际面积(mm2)； B 条料宽度(mm)； A 送料步距(mm)由式4-3可得；材料利用率4.6 冲压力的计算4.6.1 冲裁力Fp的计算计算冲裁力是为了选择合适的压力机，其公式为：Fp=KLt （4-4）式中 L 冲裁周边总长（mm）； K 系数，是考虑到刃口钝化、间隙不均、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。取K=1.3 材料抗剪强度（MPa）；t 材料厚度（mm）根据图1-1可以得出零件的总周长L=245.73mm，由表4-4可以取抗剪强度=350MPa，又材料厚度为2.3mm，所以Fp=1.3245.733502.3=257.16KN表 4-4 冲压常用碳素钢力学性能材料名称牌号材料状态抗剪强度抗拉强度伸长率屈服强度普通碳素钢Q195未退火2603203204002833200Q235未退火3103803804702125240Q275未退火4005005006201519280优质碳素结构钢08F已退火2203102803903218008已退火2603603304503220010已退火2603403004402921020已退火2804003604102525045已退火44056055070016360 4.6.2 卸料力Fq1的计算卸料力的计算公式为： = （4-4）式中： 卸料力系数； 冲裁力。表 4-5 卸料力、推件力及顶件力系数料厚t/mm钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09 由表4-5可取=0.05，又知冲裁力为257.16KN，所以卸料力=257.160.05=12.86KN4.6.3 推件力Fq2的计算推件力计算公式为： Fq2=nKtF （4-6）式中： n 梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t）； Kt 推件力系数； F 冲裁力。由表4-5取Kt=0.05所以推件力Fq2=40.05257.16=25.72KN 4.6.4 压力机所需总压力的计算因为模具采用弹压卸料下出件所以总压力为：F=Fp+Fq1+Fq2=257.16+12.86+25.72=295.74KN4.6.5 压力机的选用压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各个工艺力的总和。根据冲压力参考冷冲压模具设计与制造表7.10，可初选开式双柱可倾压力机JC23-35，其主要技术参数如下：公称压力：350KN滑块行程：80mm最大闭合高度：280工作台尺寸（前后左右）：380610模柄孔尺寸：50704.6.6 压力中心的确定模具压力中心是冲压过程中合力的作用点位置，为了保证模具还有压力机的正常运作，应该让冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。不然就会使冲模和压力机的滑块产生偏心载荷，从而使滑块和导轨间产生了很大的磨损，模具导向零件加速磨损，很大程度上降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可以按照以下三个原则来确定：（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相重合。（3）各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心图 4-2先画出凹模孔口图冲裁轮廓线分为L1、L2、L3组成，利用解析法可算出压力中心纵坐标Y0=0，X0=27.24，所以压力中心的坐标为（27.24,0）5 凹、凸模刃口尺寸的计算5.1 落料凸、凹模的计算凹模： =(DX) (5-1)凸模： =(Zmin)(DXZmin) (5-2)式中： 落料凹模基本尺寸(mm)； 落料凸模基本尺寸(mm)； 凸模刃口尺寸制造偏差，可按IT6选用(mm)； 凹模刃口尺寸制造偏差，可按IT7选用(mm)；D 落料件最大极限尺寸(mm)；r 落料件外径公差(mm)；Zmin 凸、凹模最小初始间隙(mm)； X 磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关。R11.5 0 -0.15mm查表5-1可取Zmin=0.310mm，查表5-2可取X=0.75，凸、凹模分别按IT6、IT7级制造，所以可求得=22.89 +0.021 0mm，=22.5 0 -0.013mm，同理，17 0 -0.1mm=(1710.1）+0.018 0=16.9 +0.018 0mm=（16.90.310）0 -0.011=16.590 -0.011mm23 0 -0.52=（230.50.52）+0.021 0=22.74 +0.021 0mm=（22.740.310）0 -0.013=22.430 -0.013mm5.2 冲孔凸、凹模的计算凸模： dp=（d+xr） （5-3）凹模： dd=（dp+Zmin）=（d+xr+Zmin） （5-4）式中： dp 冲孔凸模基本尺寸(mm)；dd 冲孔凹模基本尺寸(mm)； 凸模刃口尺寸制造偏差，可按IT6选用(mm)； 凹模刃口尺寸制造偏差，可按IT7选用(mm)；d 冲孔件最小极限尺寸(mm)；r 冲孔件外径公差(mm)；Zmin 凸、凹模最小初始间隙(mm)； X 磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关。 14.5 +0.035 0查表5-1可取Zmin=0.310mm，查表5-2可取X=0.75，凸、凹模分别按IT6、IT7级制造，所以可求得dp=14.51 0 -0.011，dd=14.82 +0.018 0经校核都满足。5.3 孔心距的计算孔心距： Ld=Lr/8式中 L 工件孔心距 r 工件制造公差36.50.04： Ld=Lr/8=36.5（20.04）/8=36.50.01mm表 5-1 冲裁模初始用系数（mm）材料厚度T8、45Q23508F、10、151060、1050A、1200Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大0.350.030.050.020.050.010.030.500.040.080.030.070.020.040.020.030.800.090.120.060.100.040.070.0250.0451.00.110.150.080.120.050.080.040.061.20.140.180.100.140.070.100.050.071.50.190.230.150.190.080.120.060.102.00.260.380.200.240.130.180.080.122.50.370.430.250.310.160.220.110.173.00.480.540.330.390.210.270.140.20表 5-2 磨损系数X料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.306 模具主要零件的设计6.1 工作零件的设计计算6.1.1 凹模的设计计算（1）凹模刃口形状的选择本模具选用直壁式刃口凹模，因为直壁式刃口凹模制造方便，刃口强度高，刃磨后工作尺寸基本不变。（2）外形尺寸的计算凹模选用整体式凹模，其外形轮廓尺寸计算如下：凹模厚度：H=Kb(15mm) (6-1) 凹模壁厚：C=(1.52)H (3040mm) (6-2) 凹模外形尺寸：B=b+2C (6-3) 式中： b 冲裁件的最大外形尺寸；（mm）； K 系数，考虑板料厚度的影响（见表6-1）；H 凹模厚度；C 凹模壁厚；B 凹模外形最大尺寸。表 6-1 系数Kb/mm 料厚t/mm0.51233500.30.350.420.500.6050-1000.200.220.280.350.42100-2000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22根据零件尺寸查表6-1，取K=0.3，又知b=62.7，由公式6-1和6-2可得：凹模厚度：H=Kb=0.362.7=18.81mm凹模壁厚：C=(1.52)H=28.2237.62mm凹模厚度取25mm，凹模壁厚取35mm由公式6-2： 凹模宽度B=b+2C=62.7+235=132.7mm因为级进模有四个工位所以，凹模长度L=l+3A+2C=166.5mm（A为步距）。所以选取B=140mm，L=200mm。故凹模的轮廓尺寸为200mm160mm25mm。凹模结构如图6-1图 6-1 凹模6.1.2 凸模的设计计算（1）凸模的结构设计冲孔、落料凸模采用台阶式，拉孔修整凸模采用直通式由两个螺钉固定，因为其属于易磨损件要求更换方便。拉孔修整凸模设计主要是将拉刀变成拉孔修整凸模。其结构如图6-1。落料凸模结构如图6-2。 图 6-2 拉孔修整凸模图 6-3 落料凸模（2）凸模外形尺寸的计算凸模长度计算公式为L=+ （6-4）式中： 凸模固定板厚度；得=（0.80.9）H凹=（0.80.9） 25=2022mm(取为20mm)， 卸料板厚度；取20mm。 导料板的厚度取为8mm； 包括凸模固定板与卸料板之间的距离，和凸模修磨量及凸模进入凹模的深度。取为20mm所以可求得L=22+20+8+20=70mm拉孔修整凸模应比其长取80mm。6.1.3 工作零件的材料选择 冲模为冷冲模，所以材料应该具有良好的耐磨性、良好的抗疲劳性、良好的抗粘结能力、可切削性、可磨削性、高强度、热处理工艺性等。由以上要求在凸模的材料选用Cr12MoV钢。6.2 卸料零件的设计该零件采用的是弹性卸料，弹性卸料的好处是，拥有卸料和压料作用，冲件质量较好。（1）卸料板轮廓尺寸与凹模一致，厚度取20mm，材料为45钢，热处理淬火硬度为4348HRC。（2）卸料螺钉的选用，根据标准GB2867.1-81可选直径为d=12mm，长度L=70mm的圆柱头内六角螺钉：卸料螺钉 1270 GB2867.1-81（3）卸料弹性元件的选用。选用橡皮作为卸料弹性元件，每个橡皮所承受的卸料力Po=Fq1/4=4215N，由装配图橡胶的预压高度为：Hn=20mm，GB2867.9-81初选选橡胶60mm16.5mm32mm，经检验适合该模具。6.3 定位零件的设计该模具采用初始挡料销和固定挡料销粗定位，导正销进行精定位，由标准JB/T7649.10-1994 选取d=8的A型挡料销，材料45钢，热处理硬度4348HRC。 6.4 模架及其他结构零件的设计6.4.1 模架的选用该模具选用滑动后侧导柱模架，根据凹模尺寸，选择模架的规格为：模架 200160160200 GB/T 2851.3906.4.2 导柱、导套的选用导柱与导套的结构、尺寸一般都是直接由标准中选取，根据模架闭合高度可选导柱、导套标准为：导柱选直径D=21mm，长度L=160mm的A型导柱导套选直径d=21mm，长度L=100mm，H=38mm，的A型导套6.4.3 上、下模座的选用根据模架选用对应的模座标准：上模座 200mm160mm40mm（GB/T 2851.390）；下模座 200mm160mm45mm（GB/T 2851.390）。6.4.4 模柄的选用根据上模座尺寸厚度及压力机的模柄孔尺寸，选择压入式模柄，根据标准GB2870-81选择模柄：模柄 A50100 GB2862.1-81Q235 6.4.5 螺钉和销钉的选用本模具可以采用8、10的定位销，采用M10的内六角螺钉。6.4.6 垫板的选用采用上垫板加固，上垫板厚度取10mm。6.4.7 凸模固定板的选用其外形轮廓尺寸与凹模模板相同，取其厚度为24mm。6.5 模具零件间装配配合要求该模具的配合间隙可由表6-2选用。表 6-2 冷冲模常用极限与配合配 合 性 质应 用 范 围间隙配合H6/h5级精度模架导柱与导套的配合H7/h6级精度模架导柱与导套的配合，凸模与导板、导正销与孔的配合H8/d9活动挡料销、弹顶装置（销与销孔的配合）H8/f9使用挡料销、弹性侧压装置与导料板（导尺）的配合H9/h8卸料螺钉与螺孔的配合H9/d11模柄与压力机的配合过渡配合H6/m5导套或衬套与模座、小凸模、小凹模、与固定板的配合H7/m6凸模与凸模固定板、模柄与模柄孔的配合过盈配合H7/n6模柄与模座的配合、销钉与销钉孔的配合、凸凹模与固定板的配合R6/h5级精度模架导柱与模座的配合H7/s6级精度模架导柱与模座的配合6.6 零件表面粗糙度及行为公差的确定6.6.1 垂直度公差的选取凹模板的直角面，凸、凹模（或凸凹模）固定板安装孔的轴线与其基准面，压入式模柄安装孔的轴线与其基准面，一般都应该具有垂直度要求，可按下表6-3的垂直度公差选取。安装滑动式导柱、导套时取为0.01：100；安装滚动式导柱、导套时取为0.005：100。表 6-3 垂直度公差选取基本尺寸25404063631001001601625025400公差等级5公差值0.0100.0120.0150.0200.0250.0306.6.2 平行度公差的选取凹模板、垫板、固定板、导板、卸料板等板类零件两平面制件应有平行度的要求，一般可按下表6-4选取。表 6-4 平行度公差的选取基本尺寸公差等级基本尺寸公差等级4545公差值T公差值T25400.0060.0104006300.0250.04040630.0080.01263010000.0300.050631000.0100.015100016000.0400.0601 001600.0120.020160025000.0500.0801602500.0150.025250040000.0600.1002504000.0200.0306.6.3 零件粗糙度的选取模具内零件的性能如耐磨性、抗蚀性及强度等，在一定程度上受到它的表面质量的影响。模具零件的表面质量越高，它的寿命就越长。可是从另一个方面来看，如果对模具零件表面质量要求非常高，就会增加模具制造的成本。所以，应该合理的选取模具零件表面粗糙度。模具零件常用的表面粗糙度要求可查表6-5。表 6-5 粗糙度值得选取使用范围粗糙度数值（m）GB1031-83(新标准)抛光的转动体表面0.1，0.2抛光的成形面及平面0.2，0.41.压弯、拉深、成形的凸模和凹模工作表面2.圆柱表面和平面的刃口3.滑动和精确导向的表面0.4，0.81.成形的凸模和凹模刃口；凸模凹模镶块的结合面2.过盈配合和过渡配合的表面用于热处理零件3.支承定位和紧固表面用于热处理零件4.磨加工的基准面；要求准确的工艺基准表面0.8，1.61.内孔表面在非热处理零件上配合用2.模座平面1.6，3.21.不磨加工的支承、定位和紧固表面用于非热处理的零件2.模座平面3.2，6.3不与冲压制件及模具零