机械毕业设计（论文）-散热底座冲压模具设计（全套图纸）.pdf

毕业设计说明书毕业设计说明书 课课 题：题： 散热底座冲压模具设计散热底座冲压模具设计 子课题子课题: 同课题学生姓名同课题学生姓名: 专专 业业 学 生 姓 名学 生 姓 名 班班 组组 学学 号号 指 导 教 师指 导 教 师 完 成 日 期完 成 日 期 II 散热底座冲压模具设计 摘 要 本次设计的是散热底座冲压模具的设计，制件为钣金件。本文借鉴了冷冲压模 具设计的全部过程。文章主要过程是从产品的工艺分析到最后设计冲压模具，首先， 通过对制件的特点的了解，进一步对制件进行工艺分析，确定该制件符合冷冲压加 工的要求。冲压工艺方案和结构确定为模具冲压，并对冲压模具进行设计，除对制 件进行排样分析和计算搭边值、冲压力、以及确定模具压力中心外还重点分析了制 件的凸模、凹模及其凸凹模结构并进行设计、计算，定位零件的选取和结构分析， 以及固定方式等技术难点，最终通过 AutoCAD 进行绘图，得到相关零件的零件图及 冲压模具的装配图。 关键词关键词：模具 工艺计算 精密 冲压模具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 III The design stamping die design damping Abstract This design is Z blanking design of the compound die, product as a Z convex shaped gasket. In this paper, the whole process of cold stamping die design. The article is main process from product process analysis of the final design of the stamping die, first of all, based on the understanding of the parts, parts for process analysis, to determine the work pieces with cold stamping processing requirements. Stamping process scheme and structure determination for the Flip Style compound die punching, and the design of compound die. In addition to the parts layout analysis and calculation on the boundary, pressure, and to determine the pressure center of the mould is focus on the analysis of the parts of the punch, die and punch die structure and design, calculation, selection and structure analysis of positioning component, and the fixed mode to point, finally drawing by AutoCAD the assembly diagram, parts diagram and related parts of the composite mold. Key Words：Mold ；Cylinder ；Pneumatic loop ；Fout degrees of freedom 1 目 录 第一章 绪论 1 1.1 我国模具行业的发展方向和前景 1 1.2 冲压加工的特点 1 1.3 冲压模具的种类 2 1.4 课题意义 4 第二章 冲压工艺性分析及冲压方案的确定 6 2.1 冲裁件的工艺性分析 7 2.2 确定冲压工艺方案 7 第三章 排样设计及计算 11 3.1 毛坯尺寸计算 12 3.2 排样与定距设计 13 3.3 确定搭边值 13 3.4 确定条料宽度计算利用率 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第四章 冲裁力的计算及确定压力中心 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.1 冲裁力的计算 9 4.2 确定压力中心 9 第五章 冲裁工艺计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1 选择双面间隙 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 冲裁模刃口尺寸计算原则 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.3 冲孔和落料刃口尺寸计算 17 2 第六章 各零件结构尺寸 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.1 凹模的设计 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.2 凸模设计 18 6.3 凸模凹模的材料选定 19 6.4 凸模固定垫板的设计 19 6.5 卸料部分的设计 19 6.5.1 卸料装置 20 6.5.2 推件和顶件装置 20 6.5.3 橡胶的选用 21 6.6 定位部分的设计 22 6.7 模架、模座和导柱导套 23 6.7.1 模架类型 24 6.7.2 模座 25 6.7.3 导柱与导套的选用 26 结论 30 参考文献 31 致谢 32 3 第一章 绪 论 1.1 我国模具行业的发展方向和前景 模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺 装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域， 其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。 随着电子、 信息等高新技术的不断发展， 模具技术的发展呈现以下趋势。 1. 模 具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 2.模具制造 向精密、高效、复合和多功能方向发展。3.快速经济制模技术得到应用。4. 特种加工技术有了进一步的发展。5.模具自动加工系统的研制和发展。6.模具 材料及表面处理技术发展迅速。7.模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到 了认同。 在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。 此方法生 产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。 1.2 冲压加工的特点 冲压是利用安装在冲压设备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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲 压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零 件， 所以也叫冷冲压或板料冲压。 冲压所使用的模具称为冲压模具， 简称冲模。 冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压 中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲 模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成 冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工 业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、 电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比 重都相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削 加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此 可以说，如果生产中采用冲压工艺，许多工业部门就必须要提高生产效率和产 品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代。 与其它方法相比， 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： 4 (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。 (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。 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。 1.3 冲压模具的种类 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征进行分类。 根据工艺性质分类 （1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲 孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从 而获得一定角度和形状的工件的模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和 尺寸的模具。 （4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而 材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形 模、翻边模、整形模等。 根据工序组合程度分类 （1）工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完 成两道或两道以上冲压工序的模具。 （3）级进模 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一 5 次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 1.4 课题意义 在传统冲压模具设计中，设计周期长，一般要二到三个月的时间；设计成 本高，需要往返数次制模，修模；产品质量不能保证。本文以散热底座零件的 冲压模具设计为例，运用三维软件设计制作，不但保证了模具的精确性，而且 结构也简单，使设计者可以节约时间，集中精力拆模做凸凹模；运用 CAE 分析 功能，对冲压过程进行模拟分析，运用专家模架系统，根据设计参数直接选取 标准模架，构造模具三维实体。这样设计出来的模具具有更高的质量，更大的 准确性。 现代的模具设计在计算机的平台上，运用 CAD/CAE/CAM 等软件，使现代模 具设计具有了高质量，高效率，低成本等特点。 第二章 冲压工艺性分析及冲压方案的确定 2.1 冲裁件的工艺性分析 1对弯曲制件 由工件图可见，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度 4 。此工 件可用一次模弯曲，定位较为容易，且定位精度易保证。 2对制件材料 材料为 201 不锈钢，其抗剪强度为 275-392MPa，抗拉强度为 353-500MPa， 屈服强度为 245MPa，弹性模量为 206103MPa. 3模具的工艺分析：在压力机滑块一次行程弯曲制成工件。该模具属于 弯曲、冲孔复合冲压，操作安全、不易于自动化，包括自动送料、自动出件、 自动叠片， 工件和废料均往下漏， 因而不易采用高速压力机生产， 冲压精度高， 生产效率一般。 6 2.2 确定冲压工艺方案 该工件有落料，冲孔和弯曲几个工序,材料 201 不锈钢,在弯曲时应有一 定的凸凹模间隙.工件的尺寸全部为自由公差,可看作 IT14 级,尺寸精度较低, 普通弯曲就能满足要求. 冲压方案的确定 该工件包括切断和弯曲两个工序,可以有以下几种方案: 方案一:先切断,后弯曲.采用单工序模生产; 方案二:落料冲孔-弯曲复合冲压，采用复合模生产; 方案一模具结构简单,但需要两道工序两副模具,生产效率低,难以满足 该工件大批量生产要求;方案二需一副模具,生产效率高,尽管模具结构较方案 7 一复杂,但由于零件几何形状简单,模具制造并不困难.通过对上述方案的分析 比较,该工件的冲压生产采用方案二为佳。 第三章 排样设计及计算 3.1 毛坯尺寸计算 运用 UG 软件对散热底座零件进行工程图的绘制，工程图如图 3.1 所示下： 工件弯曲半径 r0.5t,故坯料展开尺寸公式为： LZ=L 直 1+L 直 2+L 直 3。 查表 3.4.1，当 r/t=4,x=0.63。 L 直 1=384-r-t=384-4-2=376mm, L 直 2=384-2t-2r=384-8-4=372mm, L 弯 1=/180(r+xt)=3.1490(4+0.631.5)/180=16.3734mm。 故 LZ=376+29+11.5+16.6734=433.1734mm。 3.2 排样与定距设计 冲压件在板料、条料或带料上的布置为排样。排样是否合理，直接影响 到材料的利用率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全，既排样是设计模具 的一个标准。分析工件外形，并为了节约材料，采用直排，条料的边缘作为工 件的边缘，完全取搭边成为无废料排样，进行下料 3.3 确定搭边值 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。 搭边值要合理确定，搭边值过大，材料利用率低，过小时搭边的强度和刚度不 够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模 具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。 8 根据表 3-1 查得搭边值：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 表 3-1 板料冲裁时的最小搭边值 板料厚度 人工送料 自动送料 圆形 非圆形 往复送料 a a1 a a1 a a1 a a1 1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 2.5 2 1-2 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 2 2-3 2.5 2 3 2.5 4 3.5 3.5 3 3-4 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3 4-5 4 3 5 4 6 5 5 4 5-6 5 4 6 5 7 6 6 5 6-8 6 5 7 6 8 7 7 6 8 7 6 8 7 9 8 8 7 3.4 确定条料宽度计算利用率 条料宽度公式如下： 其中,B 为条料宽度；D 为条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a 为冲裁件与 条料侧边之间的搭边（侧搭边值）；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。为条料宽度公差查 表得错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 计算利用率： 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， 其中, S 为送料步距；A 为材料面积；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。为材料利用 率；计算得到错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 方案一：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。mm；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 方案二：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 有计算结果得出方案二的利用率高于方案一， 最终决定采用方案二进行排 样。 9 第四章 冲裁力的计算及确定压力中心 4.1 冲裁力的计算 利用普通平刃凸模和凹模冲裁时其冲裁力的计算公式为： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。b 其中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-冲裁力； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-冲裁力系数，一般取错误！未找到引用 源。 错误！未找到引用 源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-冲裁周边长度（错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。）； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-冲裁料厚(错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。)； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。b-抗剪强度（错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。）； 为了方便计算错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。b，其中错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。为材 料抗弯强度，查表得错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 卸料力、推件力、顶件力系数： 查表 4-1 得，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。； 表 4-1 卸料力、推件力、顶件力系数 材 料 材料厚 度（mm） 错误！ 未 找 到 引 用源。 错误！ 未 找 到 引 用源。x 错误！ 未找到 引用源。 错误！ 未找到 引用源。t 错误！未找到引 用源。 错误！未找到引 用源。d Q235A 2 冲裁力：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 卸料力：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 推件力：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 n 为留在凹模刃口内料的个数；h 为凹模刃口垂直高度；t 为料厚； 总冲压力：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 根据计算结果选取压力机为 J23-25 型开式双柱可倾冲床。 10 主要参数如下： 表 4-2 J23-25 型开式双柱可倾冲床 公程力 250KN 公程力行程 5mm 滑块形成次数 80 最大封闭高度 260mm 工作台尺寸 360560（mm） 工作台板厚度 65mm 模柄孔尺寸 4060 主电动机功率 3Kw 4.2 确定压力中心 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。 为保证压力机和模具的正常工 作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合；否则，冲压时滑块就 会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间 隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。 由于冲件 Y 方向对称，故压力中心错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。， 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。8.68mm 由以上计算可得，冲压件的压力中心坐标为（0,8.68） 第五章 冲裁工艺计算 5.1 选择双面间隙 冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大。因此，设计模具 时一定要选择一个合理的间隙。间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁 件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为 11 最小合理间隙（错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。），最大值称为最大合理间隙（错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。）。 由表查得错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 表 5-1 冲裁模初始双面间隙 z （错误！未找到引用错误！未找到引用 源。源。） 5.2 冲裁模刃口尺寸计算原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠 模具刃口尺寸及制造精度来保证。由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出 的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模 的尺寸。冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨 愈大，结果使间隙越来越大。落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺 寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准。考 虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的 较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。凸 凹模间隙则取最小合理间隙值。确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。 如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延 长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不 合格，会使模具的寿命降低。 12 刃口加工的方法有两种， 一种是凹模与凸模分别加工法， 另一种是凸模与凹模配合 加工法配作法。 采用凸模凹模分开加工时，应在图样上分别标注凸模凹模刃口尺寸与制造公差， 为了保证间隙值应满足下列关系式： 当出现错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。的情况，当大的不多时可以适当调整以满足上述 条件，这时凸凹模的公差直接按公式错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，和错误！未找到引用 源。 错误！未找到引用 源。确定。如果出现错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。时，就采用配做法。 配作法就是先按设计尺寸制造出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件 的实际尺寸按间隙配制另一个零件。 5.3 冲孔和落料刃口尺寸计算 冲孔刃口计算： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错 误！未找到引用源。 错 误！未找到引用源。 表 5-2 冲孔凸模、凹模的极限偏差 基本尺寸 凸模极限下偏差错误！ 未找到引错误！ 未找到引 用源。用源。 凹模极限上偏差错误！未找到引错误！未找到引 用源。用源。 -0.020 +0.020 +0.025 +0.030 0.025 +0.035 进行调整:错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 13 查表 5-3 得错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 将已知数据和查表结果带入公式： 表 5-3 系数错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 材料厚度 t/mm 非圆形 圆形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。/mm 落料刃口尺寸计算： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此属于第一类尺 寸。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 14 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 凹模磨损后变小的尺寸，为第二类尺寸。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 其中错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 为不变尺寸 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 第六章 各零件结构尺寸 6.1 凹模的设计 冲裁时凹模承受冲裁力和侧向力的作用，由于凹模结构形式不一，受力状态又 比较复杂，目前还不能用理论计算法确定凹模尺寸，在生产中都采用经验公式概略 的计算凹模尺寸。凹模厚度为：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 其中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。系数 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。冲裁件最大的外形尺寸 表 6-1 系数 k b/mm 系数 k 50 错误！未找错误！未找 到引用源。到引用源。100 0.22 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，取错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。H=20MM. 垂直于送料方向的凹模长度错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。,取错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 送料方向的凹模宽度： 12 2Bss=+ 15 其中：其中： 1 s 送料方向的凹模刃壁间最大距离 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-送料方向的凹模刃壁至凹模边缘的最小距离 表 6-2 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 材料宽度 B 材料厚度 t 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。mm. 凹模外形：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。mm. 图 6-1 凹模 6.2 凸模设计 根据需要，现在选定台阶式凸模，这种凸模的工作部分和固定部分的形状与尺 寸可以不相同，工作部分可以为异形，但一般做成圆形或矩形，凸模与固定板配合 先用 H7/m6。 其中，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-凹模的厚度；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-凸模 固定板的厚度；错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-增加高度，包括凸模的修正量，凸模进入 凹模的长度错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 16 mm30,29920取=+= 图 6-2 凸模 6.3 凸模凹模的材料选定 凹模所用的材料和凸模的选材基本相同。热处理要求比凸模的硬度稍高一些， 为 。技术要求按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。通用技术条件和凸模类似。凸模选定为错 误！未找到引用源。 错 误！未找到引用源。，热处理要求达到错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，尾部回火至错误！ 未找到引用源。 错误！ 未找到引用源。 6.4 凸模固定垫板的设计 凸模固定垫板在弯曲模中同时具有固定凸模和落料作用的工作零件。它的内外 缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应 受最小值限制。凸模固定垫板的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时， 内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装结构时，若内孔为直 筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。 表 6-3 倒装弯曲模凸凹模的最小壁厚 C 料厚 t/mm 0.4 0.6 0.8 1 1.2 最小壁厚 C 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 6.5 卸料部分的设计 卸料装置包括卸料、推件和顶件等装置。其作用是当冲裁完成一次冲压之后， 把冲裁件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，卸料是 指把冲裁件或废料从凸模上卸下来；推件和顶件一般指把冲裁件或废料从凹模中卸 下来。 17 6.5.1 卸料装置 卸料装置主要包括固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀三种。 固定卸料板结构简单、工作可靠，卸料力较大，适合用于平整度要求不高或厚 板料制件的卸料。 弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸 料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。适用于质量 要求较高的冲裁件或薄板冲裁。 考虑到模具结构的特点以及工件厚度为 1mm，故采用弹性卸料装置。 6.5.2 推件和顶件装置 推件和顶件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料，向下推出的机构称为推件 一般装在上模内；向上顶出的机构称为顶件，一般装在下模内。 推件装置主要有刚性推件装置和弹性推荐装置两种。一般刚性推荐装置较多， 由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。经过考虑选择打杆直接推动推件块，工作 原理是在冲压结束后上模回程时利用打杆将凹模内的工件推出，其推件力大，工作 可靠。 6.5.3 橡胶的选用 模具中的弹性元件主要有弹簧和橡胶板，橡胶板允许承受的载荷较弹簧大，安 装调整方便。依据实际需要，选用橡胶板做为弹压卸料装置中的弹性原件。 橡胶作为冲模卸料或推、顶件用时，与弹簧的选用方法相类似。也是应根据卸 料力或推（顶）件力的要求以及压缩量的要求来校核橡胶的工作压力和许可的压缩 量，以保证满足模具结构要求与设计的要求。 橡胶允许承受的负荷较大，安装调节灵活方便，是常用的弹性元件。主要为弹 性卸料压料及顶件装置提供作用力和行程。 橡胶的选用原则： 橡胶工作压力的计算 式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。橡胶工作压力（即用作卸料或顶件的工艺力）； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。橡胶横截面积； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。单位压力，与橡胶的压缩量、形状有关，取错 误！未找到引用源。 错 误！未找到引用源。， 计算橡胶横截面积为： 18 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 则橡胶的工作压力为： 式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。橡胶在预压缩状态下的压力，错误！未找到引 用源。 错误！未找到引 用源。； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。卸料力，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 橡胶压缩量和厚度的确定 橡胶压缩量不能过大，否则会影响其压力和寿命。产生实践表明，橡胶最大压 缩量一般应不超过其厚度错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。的错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，而模具 安装时橡胶应预先压缩错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。所以橡胶厚度错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 与其许可压缩量错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。之间关系为： 选定橡胶板的厚度错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，则其许可压缩量为： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 最大压缩量等于错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 安装时的预先压缩量等于错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 橡胶板的校核 橡胶板的工作压力错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。应大于卸料力错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，橡 胶的许可压缩量错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。大于模具需要的压缩量。同时应校核橡胶的 工作厚度与外径的比值错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。在错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。之间，才能 保证橡胶正常工作。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。需要的压缩量错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。； 经过以上校核，橡胶板的设计符合使用要求。 6.6 定位部分的设计 19 定位零件的设计主要包括导料销、挡料销、导料板（导尺）的设计。 为了保证模具正常工作和冲出合格。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，即必须定位。冲模定位装置的作用是保证条料的正确送进及 其在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与 条料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进称为送进导向；二是在 送料方向上的限位，称为送料定距。通过使用挡料销进行纵向定位，采用导料销进 行横向定位。 导料销或导料板是对条料或卷料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。挡料 销是对条料或卷料的纵向进行导向保证步距的定位零件。 从前往后送料时，导料销装在左侧，一般用两个，也可用四个，从左往右送料 时，导料销装在后侧，也可装四个。导料销可压设在凹模面上，也可设在弹压卸料 板上，还可以设在固定板或下模座等平面上。 必须注意到的是挡料销与凹模刃口太近时，会影响刃口强度。如果将挡料销固 定在卸料板上，不影响凹模强度，将挡料销固定在弹压卸料板上就不妨碍送料。 导料板设在条料两侧，为使条料顺利通过，两导料板间距离应等于条料宽度加 上一个间隙值。导料板的厚度 H 取决于导料方式和板料厚度。 6.7 模架、模座和导柱导套 6.7.1 模架类型 模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成，模架 是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全 部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力 机工作台面。对模架的基本要求有足够的强度与刚度，以保证工作时整个模具系统 的稳定。 模架主要分为两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模 架；导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。滑动导向模架的精 度分为 I 级和 II 级。滚动导向模架分为 0I 级和 0II 级。各级对导柱、导套的配合精 度、上模座、下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规 定了一定的公差等级。 另一类是由导板、下模座，导柱、导套组成的弹压导板模架。模架及其组成零 件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。 1.导柱模模架分为滑动导向模架和滚动导向模架。 20 滑动导向模架有 6 种结构形式，中间导柱模架，对角导柱模架，下模板座，后 侧导柱窄型模架，中是导柱圆形模架，四导柱模架。 滚动导向模架有 4 种结构形式，即对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模 架和下模板座。 对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架的共同特点是：导向装置都安装 在模架的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。所以要求导向精确可靠的都采用这 3 种结构形式。对角导柱模架上、下模座的工作平面模向尺寸 L 一般大于纵向尺寸 B， 常用于横向送料的弯曲模、纵向送料的单工序模或弯曲模。中间导柱模架只能纵向 送料，一般用于单工序模或弯曲模。四导柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大制 件的和产及大批量生产用的自动模。 下模板座(图 6- 4)的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，但如 果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模座歪斜，导向装置和凸、凹模 都容易磨损，从而影响模具寿命，帮一般用于较小的冲模。 图 6-4 下模板座 2. 弹压导板模架：弹压模架的特点是，作为凸模导向用的弹压导板与下模座以 导柱导套为导向构成整体结构。凸模与固定板是间隙配合而不是过渡配合，因而凸 模在固定板中有一定的浮动量。这种结构形式可以起到保护凸模的作用，一般用于 带细长凸模的连续模。 结合本次模具的大小及上模座的具体结构、模具复杂性及模架的精度。模具的 21 生产成本等因素， 根椐 中华人民共和国国家标准 选择标准， 选择代号为 GB 2858.5 81 的选用滑动下模板座，其结构形式如图： 选用模架的主要尺寸： 表 6-4 模架尺寸 L 160 B 160 H 最大 255 最小 210 1 h 45 2 h 55 材料：HT200 热处理：调质 6.7.2 模座 模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接 地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须 注意上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不够工作时 会产生较大的弹性变形，导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损，这是常见的却 不被重视的现象。 在选用和设计时应注意：（1）尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就 决定了上、下模座的型式和规格。（2）所选用或设计的模座必须与选用的压力机的 工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核。（3）模座一般采用错误！未 找到引用源。 错误！未 找到引用源。、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。等材料。（4）模座的上、下表面的平行度应 达到要求，平行度一般为 4 级。（5）上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一 致，精度一般要求在错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线 应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度一般为 4 级（6）模 座的上、下表面粗糙度 Ra 值为错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，在保证平度的前提下，可允 许 Ra