毕业设计（论文）-短连杆冲压模具设计.doc

机电与车辆工程学院毕业设计（论文）题 目： 短连杆冲压模具设计 专 业： 机械制造及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 目 录摘要1引言11 冲裁件的工艺分析11.1冲裁件的结构与尺寸21.2冲裁件的精度31.3 冲裁件的材料32冲裁间隙42.1 间隙对冲压力的影响42.2 间隙对模具寿命的影响52.3 冲裁间隙值的确定 53凸凹模刃口尺寸的确定 63.1凸凹模刃口尺寸计算的原则 63.2凸凹模刃口尺寸的计算方法 63.3计算凸凹模刃口及公差 84 冲压模具总体结构设计94.1 模具类型94.2操作与定位方式104.3卸料与出件方式104.4模架类型及精度105排样105.1搭边的确定115.2排样方式的确定及材料的合理利用125.3排样图146压力机的选择以及冲压力与冲压力中心的计算156.1冲压力的计算156.2压力中心177模具的总装图与零件及图187.1模具总装图187.2冲压模具的各种零件及图207.3压力机的校核28总结 29致谢 30参考文献 30短连杆冲压模具设计机械设计制造及其自动化专业 高寒自动化102指导教师 张春雨摘 要: 冲压生产是当代金属加工领域中的一项重要手段。本课题是针对短连杆冲压模的设计，主要的设计过程如下：开始先对冲压件进行工艺分析，从而来确定冲裁间隙、凸、凹模以及凸凹模刃口尺寸。再通过对冲裁件的排样来实现对材料的利用率。然后又通过对冲裁力的计算来选择压力机以及确定压力中心。最后进行的是对模具零部件的设计及选用，通过AutoCAD来绘制模具的装配图和零部件图。关键词:短连杆冲压模具；凸模；凹模 Abstract: stamping production is an important means in the field of modern metal processing. This subject is designed for short rod stamping die design process, mainly as follows: the start of stamping process analysis, to determine the blanking clearance, convex, concave die and punch and die cutting edge size. Then through the row blanking to realize the advantage of material rate. Then through the calculation of blanking force to press and determine the pressure center. Finally, the design and selection of mold parts, through the AutoCAD to draw the mold assembly drawing and parts drawing. Key words: short-link punching mould; raised mold; concave mold 引言模具在工业生产中是使用非常多的工艺装备。通过模具生产出来的零部件，具有保证质量、成本低廉、高效等一系列的优点，是当代工业生产的重要手段和未来的工艺发展方向1。模具工业的发展水平，对现代工业的技术水平的提高和未来的发展有很大的促进作用。制造模具的依据和基础是模具设计，因此在进行模具的设计时，设计者不仅要有较高的模具设计理论知识，还要有一定的模具制造及使用实践经验，才能设计出使用方便、物美价廉、寿命较长的优质的模具来2。冲裁是利用冲模将板料的一部分沿一定轮廓形状与另一部分分离的工序。经过冲裁以后，板料被分成带孔部分和冲落部分。若冲裁的目的在于获得一定形状和尺寸的内孔，这种冲才被称为冲孔。若冲裁的目的在于获得具有一定外形轮廓和尺寸的零件，这种冲裁成为落料。冲裁工序所需要的模具称为冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上沿规定轮廓分离板料使用的模具，通常指落料模和冲孔模1。本设计是短连杆冲压模具的设计。1 冲裁件的工艺分析冲裁件的工艺分析是指冲裁件对冲压加工工艺的适合性，即冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级等是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性要保证材料消耗少，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。通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。1.1冲裁件的结构与尺寸该零件结构较简单。冲裁件的形状应尽可能简单，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成，使排样式废料最少。冲裁件零件简图如下图1-1所示。 零件名称：短连杆 材料：H62材料厚度:1.5mm 图1-1冲裁件零件简图冲裁件的外形或内形的转角处，要避免尖角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象，同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使模具寿命降低。表1-1冲裁减的凸出悬臂和凹槽最小宽度B(mm)材料B硬钢（1.5-2.0）t黄铜、软钢（1.0-1.2）t 铝（0.8-0.9）t冲孔时，由于受到冲孔凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。冲裁件的孔与孔之间、孔御边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的制约，其之不宜过小，一般要求c(1一15)t,c(152)t，如图1-2所示。 图1-2冲件上的孔距及孔边距1.2冲裁件的精度与粗糙度由表1-2、1-3可查出，冲裁件内外形所能达到的经济精度等级不高于IT14级，公差等级最好能够低于IT10级，冲孔件的公差等级最好能低于IT9级，通过查落料公差得到，冲孔的公差为0.20,0.08。冲件落料的公差和最高精度冲孔公差为0.3，0.25。通过查表得孔的中心距公差为0.15，该孔的中心距最高精度公差为0.43，所以确定可用于一般的冲裁，可以打到普通冲裁的要求。表1-2 冲裁件内、外形所能达到的经济精度材料厚度 t/ mm基本尺寸/ mm3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT13表1-3 冲裁件孔中心与边缘距离尺寸公差（）材料厚度 t/ mm孔中心与边缘距离尺寸505012012022022023020.50.60.70.8240.60.70.81.040.70.81.01.21.3冲裁件的材料冲裁件所用的材料，不仅要满足其产品使用性能的技术要求，还应满足冲裁工艺对材料的基本要求。特别在大批量生产中，为满足制件使用要求，组织均衡生产，冲压工艺对所用材料提出更严格的要求，虽然通过提高冲压件结构工艺可以改善冲压过程中的变形条件，但主要是靠提高和稳定材料的质量，以适应冲压过程的变形要求而生产出优质的冲压件。因此通过查文献5表2-1可以确定材料为H62（黄铜），此材料具有较好的强度，良好的塑性和较高的弹性，可以进行冲裁加工。冲裁的凸出部分B=121.5 t=2.25(式中的t为材料的厚度)。查表1-3可得圆形孔的直径最小值d=0.9t=0.9*1.5=1.35mm4.89所以满足工艺要求。1.4冲裁件孔与孔之间 孔与边缘的距离C受强度及冲裁件的制约，其值不应过小，当孔边缘与件体边缘不平行时Ct，平行的时候C1.5t。 由冲件图可得 9和9的孔间距：C1=75-9/2-9/2=661*1.5=1.5， 4.8和9的孔间距：C2=-9/2-4.8/2=6.51*1.5=1.5， 长孔的孔与边缘间距：C3=6-4.8/2=3.61*1.5=1.5 由上述数据可以看出C1，C2, C3均满足工艺性要求，所以该冲件的形状和尺寸能满足工艺性要求。2 冲裁间隙冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口部分尺寸之差。凸模与凹模间每侧的间隙称为单面间隙，用Z/2表示；两侧间隙之和称为双面间隙，用Z表示。如无特殊说明，冲裁间隙都是指双面间隙。冲裁件间隙的数值等于凸、凹模刃口尺寸的差值，冲裁间隙对冲裁过程和模具寿命也有着较大的影响。如图 2-1所示。即： Z=Dd-dp式中 D d凹模刃口尺寸；d p凸模刃口尺寸。图2-1冲裁间隙2.1间隙对冲裁力的影响 对于间隙对冲裁件质量的影响，一般说来，当间隙很小时，因为材料受到的挤压和摩擦作用增强，冲裁力必然较大。当间隙过大的时候，板料的弯曲，拉伸严重，断面比较容易产生断裂。另外，当冲裁间隙过大的时候，冲裁件的形状和尺寸也不容易保证，精度会降低。但试验表明，当单面间隙介于材料厚度的5一20范围内时，冲裁力降低不多，不超过5一10。因此，在正常情况下间隙对冲裁力的影响不很大。 间隙对卸料力、顶件力、推件力的影响比较显著。由于间隙的增大，使冲裁件的光面变窄，材料弹性回复使落料件尺寸小于凹模尺寸,冲孔件尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力随之减小。一般当单面间隙增大到材料厚度的15一25左右时，卸料力几乎降为零。但间隙继续增大时会增大毛刺，引起卸料力、顶件力的迅速增大，反而对减少冲裁力不利。2.2间隙对模具寿命的影响 模具寿命通常是用模具失效前所冲得的合格冲裁件数量来表示。冲裁模的失效形式一般有磨损、变形、崩刃和凹模胀裂。间隙大小主要对模具的磨损及凹模的胀裂产生较大影响5。 在冲裁过程中，由于材料的弯曲变形、材料对模具的反作用力主要集中在凸、凹模刃口部分。如果间隙小于垂直冲裁力，则侧向挤压力将增大，摩擦力也增大，且间隙小时，光而变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，所以小间隙将使凸、凹模刃口磨损加剧，甚至使模具与材料之间产核结现象，严重的还会产生崩刃。另外，小间隙因落料件堵塞在凹模洞口的胀力也大，容易产生凹模胀裂。小间隙还易产生小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常现象。凸、凹模磨损后，其刃口处形成圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺，且因刃口尺寸发生变化，冲裁件的尺寸精度也降低，模具寿命减小。因此，为了减少模具的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下，应当选用较大的间隙值。间隙对冲裁的影响是多方面的，在模具设计时必须要综合考虑，选择合理的冲裁间隙。2.3冲裁间隙值的确定在冲压实际生产中，冲压实际生产中，为了获得合格的冲裁件、较小的冲压力和保证模具有一定的寿命，我们给间隙值规定一个范围，这个间隙值范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙(Zmin)，最大值称为最大合理间隙(Zmax)。考虑到冲模在使用过程中会逐渐磨损，间隙会增大，故在设计和制造新模具时，应采用最小合理间隙。图2-2合理间隙的确定 确定合理间隙的方法有经验确定法和查表法两种。由于理论计算法在生产中使用不方便，主要用来分析间隙与上述几个因素之间的关系。因此，实际生产中广泛采用经验数据来确定间隙值。经验确定法是通过根据经验数据来确定间隙值。3 .凸、凹模刃口尺寸的确定3.1凸、凹模刃口尺寸计算的原则落料时，因落料件光面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺为基准。又因落料时尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是在凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。冲孔时，因孔的光面尺寸与只模刃口尺寸相等或基本一致，应先确定凸模刃口尺寸，即以凸模刃口尺寸为基准。又因冲孔的尺寸会随凸模刃口的磨损而减小，凸模基本尺寸应取冲件尺寸公差范围内的放大尺才。冲孔凹模的基本尺寸则是在凸模基本尺寸上加上最小合理间隙。凸、凹模刃口的制造公差应根据冲裁件的尺寸公差和凸、凹模加工方法确定，既要保证冲裁间隙要求和冲出合格零件，又要便于模具加工。3.2凸、凹模刃口尺寸的计算方法凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关，基本上可分为两类。（1）互换加工法（2）配合加工法3.2.1凸、凹模分别加工时的计算法凸、凹模分别加工是指凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证。这种方法要求分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸、凹模设计图样上。其优点是凸、凹模具有互换性，便于成批制造。但受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差要小，主要适用于简单规则形状(圆形、方形或矩形)的冲件。3.2.2凸、凹模配作加工时的计算法 凸、凹模配作加工是指先按图样设计尺寸加工好凸模或凹模中的一件作为基准件(一般落料时以凹模为基准件，冲孔时以凸模为基准件)，然后根据基准件的实际尺寸按间隙要求配作另一件。这种加工方法的特点是模具的间隙由配作保证，工艺比较简单，不必校核，并且还可以放大基准件的制造公差(一般可取冲件公差的l4)，使制造容易，因此是目前一般工厂常常采用的方法，特别适用于冲裁簿板件和复杂形状件的冲模加工。 采用凸、凹模配作法加工时，只需计算基准件的刃口尺寸及公差，并详细标注在设计图样上。而另一非基准件不需计算，且设计图样上只标注基本尺寸(与基准件基本尺寸对应一致)，不标注公差，但要在技术要求中注明：“凸(凹)模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值为ZminZmax4。 其计算方法如下： 落料时以凹模为基准，配作凸模。设落料件的形状与尺寸如下图所示。3-1(a)为落料凹模刃口的轮廓图，图中虚线表示凹模磨损后尺寸的变化情况。从图3-1(b)可看出，凹模磨损后刃口尺寸的变化有增大、减小和不变三种情况，故凹模刃口尺寸也应分三种情况进行计算：凹模磨损后变大的尺寸(如图中A类尺寸)，按一般落料凹模尺寸公式计算；凹模磨损后变小的尺寸(如图中B类尺寸)，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，故按一般冲孔凸模尺寸公式计算：凹模磨损后不变的尺寸(如图中C类尺寸)，可按凹模型孔中心距尺寸公式计算。图3-1落料件与落料凹模(a) 落料件;(b) 落料凹模落料设零件尺寸为，则计算公式为 式3-1 式中落料凹模刃口尺寸（）；凸模刃口尺寸（），按凹模实际尺寸配制，留双边间隙Zmin；落料凹模制造公差，取值为；零件公差（）摩损系数。冲孔设零件尺寸为，则计算公式为 式3-2 式中冲孔凸模刃口尺寸（）；冲孔凹模刃口尺寸（），按凸模实际尺寸配制，留双边间隙Zmin；落料凹模制造公差，取值为；零件公差（）摩损系数。对于本设计课题由于材料较厚，模具的间隙比较小，工艺也比较简单，而且还可以放大基准件的制造公差，所以用配作加工比较好。通过落料的尺寸可得凹模的尺寸会变大，所以以凹模为基准，配作凸模。表3-1配合加工法凸、凹模配制时刃口尺寸和公差的计算公式工序性质工件尺寸凸模尺寸凹模尺寸 落料按凹模尺寸配制，保证单面间隙。 冲孔按凸模尺寸配制，保证单面间隙。3.3计算凸、凹模刃口及公差 由材料的厚度可得 。 落料之后，凹模磨损后会变大：都是自由尺寸，其公差按IT14查取，通过查GB/T1800.3-1998得到。查表3-2可得磨损系数。再由表3-1的公式可以得到：（因圆弧R12与尺寸A3=24相切，所以A3不需要采用刃口计算公式，可以直接取）凹模磨损后变小的有：按IT14查GB/T1800.3-1998得，由下表3-2可以查得磨损系数X1=0.5,因为为落料尺寸，用凹模为基准配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模的尺寸配作，要保证两面间隙值为0.09-0.12mm。表3-2磨损系数表材料退火硬化退火硬化软铜、紫铜、软黄铜中硬钢、硬铜硬钢、硬青铜0.50.30.20.350.20.16545444 冲压模具总体结构设计4.1 模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。4.2 操作与定位方式 在批量生产中，可以采用手工送料方式,这样做既可以批量生产又能够降低模具成本，所以采用手工送料的送料方式。由于零件的尺寸较大，为了保证孔的精度及较好的定位，最好是采用导料板导向，导正销导正，这样做事为了能够有效的提高材料利用率采用始用挡料销和固定挡料销。4.3 卸料与出件的方式 由于零件的尺寸较大，且厚度也较高，最好采用固定卸料的方式，这样可以提高生产率也便于操作。冲件和废料则可以采用凸模直接从凹模洞口推下来的下出件方式。4.4 模架类型及精度 由于该零件的尺寸较大，冲裁间隙比较小同时又是级进模，所以采用中间导柱模架，此模架导向平稳，比较适合。零件精度要求不高，而且冲裁间隙小，所以采用级模架精度。5 排 样排样是指冲裁件在条料,带料或板料上的布置方法。选择合理的排样方式和适当的搭边值，是提高降低生产成本保证模具寿命和提高材料的利用率的有效措施。所以，排样是冲压工艺中一项很重要的工作。排样的原则如下：a) 在冲压生产中，材料的费用约占制件成本的60以上，贵重金属占80以上。提高材料利用率具有重要的意义，为此，必须尽量减少废料面积。冲裁中的废料可分为结构废料和工艺废料两种，结构废料是由制件的形状尺寸而决定的，工艺废料是由冲裁排样方式所决定的，如条料上的料头、料尾及边缘部分均为工艺废料。要提高材料的利用率主要从减少工艺废料入手，设计出合理的排样方。b) 在考虑提高材料的利用率的同时，应使模具结构简单、模具寿命高、操作方便安全。为此应尽可能减少条料的翻动，在材料利用率相近时，尽可能选择条料宽、进距小的排样方法。c)在不影响制件使用性能的前提下，可适当修改冲裁件尺寸和形状，以提高材料的利用率，同时使模具结构简单，操作方便安全。排样方法排样方法按有无废料可分为三种：a)有废料排样沿制件的全部外形冲裁，制件与制件之间、制件与条料侧边之间都存在有搭边废料。有搭边排样，材料利用率低，冲裁件质量及模具寿命高，用于冲裁形状复杂、尺寸精度要求较高的冲裁件。b)少废料排样沿制件的部分外形切断或冲裁。只在制件与制件之间或制件与条料侧边之间留有搭边。这种排样，材料利用率较高，用与尺寸要求不高的冲裁件排样。c)无废料排样制件与制件之间或制件与条料侧边之间均无搭边废料。制件与制件之间沿直线或曲线的切断而分开。这种排样，材料利用率较高，但对冲裁件的结构形状有要求，设计冲裁件时，应考虑这方面的工艺性。图5-1 排样方式图5-1为几种常见的排样方式。其中a、b、c、d分别为直排、斜排、直对排和混合排。这些属于有废料排样，模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都六留有搭边。图e、f分别为少废料排样和无废料排样。5.1搭边的确定搭边是指排样时冲件之间以及冲件与条料边缘之间留下的工艺废料、通常在排样的设计中，吃了需要选择合适的排样方法之外还包括了确定搭边值的大小，计算条料宽度和送料步距等其他步骤。搭边虽然是废料，但在冲裁工艺中却有很大的作用。(1)补偿条料的剪裁误差、送料布距误差，补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪料误差。若没有搭边则可能出现制件缺角、缺边或尺寸超差等废料。 (2)使凸、凹模刃口能沿封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易破坏。模具寿命与制件断面质量都能提高。(3)对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。 搭边值的大小要合理。搭边值过大时，材料利用率低；搭边值过小时，达不到在冲裁工艺中的作用。在实际确定搭边值时，主要考虑以下因素。 (1)材料的机械性能 软材料、脆材料的搭边值取大一些。(2)材料的厚度。材料越厚，搭边值也越大。(3)冲件的形状与尺寸 零件的形状越复杂，搭边值也越大。(4)送料及挡料方式。用侧刃定距比用挡料销定距的搭边值小一些。(5)卸料方式 弹性卸料比固定卸料的搭边值要小一些。一般搭边值是由经验确定的其数值查表3-13搭边数值（）表12。结合本设计课题材料厚度2.2，自动送料方式，可查其搭边值为3。图5-2搭边值的确定5.2排样方式的确定及材料的合理利用大批量生产中，材料费用约占冲裁件成本的60以上。因此，合理利用材料，提高材料的利用率，是排样设计主要考虑的因素之一。5.2.1排样方式的确定和计算 该冲裁件尺寸大，而且还有12mm的凸缘，且是手工送料，所以带料不能做的很长，斜排时候材料的利用率很低。若是采用交错排的话通过利用率的计算发现两型孔的壁厚强度不好保证，所以可以采用直排和横排。排列方式如图5-3和5-4所示。 对于图5-4：通过查表5-2可以得到（式子中的1.2为材料相对应的系数）。查表可以得到 查表3-1式子可以通过计算来确定条料的宽度： 进距： 导板间距：根据零件图可以在CAD中算出一个零件的面积为2513.415.2.2材料利用率的提高措施要提高材料利用率，主要从减少废料着手。冲裁所产生的废料分为两类：一类是工艺废料，是由于冲件之间和冲件与条料边缘之间存在余料(即搭边)，以及料头、料尾和边余料而产生的废料；另一类是结构废料，是由冲件结构形状特点所产生的废料，如冲件因内孔存在产生的废料。显然，要减少废料，主要是减少工艺废料。但特殊情况下，也可利用结构废料。 提高材料利用率的措施主要有以下几种。(1)采用合理的排样方法 同一形状和尺寸的冲裁件，排样方法不同，材料的利用率也会不同。在实际确定排样时，通常可先根据冲件的形状和尺寸列出几种可能的排样方案(形状复杂的冲件可以用纸片剪成35个样件，再用样件摆出各种不同的排样方案)。然后再综合考虑因素，最后决定出最合理的排样方法。决定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料消耗和最高劳动生产率条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作，使冲模结构简单、寿命长，并适应车间生产条件和原材料供应等情况。(2)选用合适的板料规格和合理的裁板方法 在排样方法确定以后，可确定条料的宽度，再根据条料宽度和进矩大小选用合适的板料规格和合理的裁板方法，以尽量减少料头、料尾和裁板后剩余的边料，从而提高材料的利用率6。5.2.3材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比称为材料利用率，它是衡量材料合理利用的一项重要经济指标。一个进距内的材料利用率V为 式41其中， - 一个步距内冲裁件实际面积，； - 一个步距内所需毛坯面积，； A - 送料步距， B - 条料宽度， 一个步距内的坯料的面积为： 通过上述的利用率公式可以求得材料的利用率为： 通过同样的方法可以算出图5-3的材料利用率为57.3%由两种方法的材料利用率可以比较出图5-4的排样更合理，所以选择5-4的排样方法。5.3排样图 6 压力机的选择以及冲压力与压力中心的计算在冲裁过程中，冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。冲压力是选择压力机、设计冲裁模和校核模具强度的重要依据。压力机的选择要点：压力机的主要技术参数是反映一台压力机的工艺能力、所能加工零件的尺寸范围以及生产率的指标，也是设计中选择压力机的重要依据。1）公称压力PN：指压力机曲柄旋转离下止点前某一特定点上所允许的最大工作压力，是压力机规格的主要参数。2）滑块每分钟冲压次数n：滑块从上止点到下止点又回到上止点往复一次为一个行程数，即一次冲压。3）滑块行程S：是指滑块从上止点到下止点所经过的距离。4）闭合高度H：滑块在下止点时，滑块的下底面到工作台上平面的距离。（将连杆调节到最短时的闭合高度叫最大闭合高度；反之叫最小闭合高度。）5）工作台台面尺寸L X B：其决定了下模座的尺寸范围，工作台孔径尺寸决定了模具下模漏落件或废料的允许尺寸及安装弹顶机构的尺寸。6）滑块底面尺寸：滑块底面尺寸决定了上模座的尺寸范围，滑块中心孔的尺寸决定了模柄的尺寸。 压力机的选用要点：1）压力机的公称压力应大于所有工序所需总的压力。2）压力机的行程应满足制件在高度上能获得所需尺寸，并保证冲压后能把冲件从模具上拿下来。3）压力机的闭合高度、工作台面尺寸和滑块尺寸等应能满足模具的正确安装。4）滑块每分钟的冲击次数应符合生产率和材料变形的速度要求。5）在一般情况下可以不考虑电动机功率，但在特殊冲压时（如斜刃冲裁），将会发生压力足够而功率超载的现象，这时候必须使电动机的功率大于冲压时所需的功率。6.1冲压力的计算平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力（N）,可按下式计算: 式51式中F冲裁力，(N) L冲裁件周边长度，(mm), t材料厚度，(mm) 材料抗剪强度，（MPa）。 k 系数，一般k=1.3。图6-1冲压力计算通过零件图可以算出冲一次零件内的周长为71.63mm，外周长是263.97.由查表可得 计算冲裁力： =1.3Lt=1.371.631.5260=36316 N =1.3Lt=1.3263.971.5260=133833 N = + =166.9 KN 卸料力的计算：查表取=0.06，则 F卸料= =0.06133833=8030 N推件力的计算：查表取=0.09，根据材料厚度取凹模刃口直壁的高度h2t=3，因为要保证在修模的时候能够保证模仍然具有足够的强度。所以直壁的高度应该取h=3+6=9mm，故n=h/t=9/1.5=6，则可以得到K推=n F推件F冲孔=60.0936316=19611 N总的冲裁力的计算：由于是采用了刚性卸料装置和下出料方式，所以可以得到F总=F冲裁+F推件=(36316+133833)+19611=181.7N冲裁力的计算：通过查表可以得到F总=F冲裁+F卸料+F推件=(36316+133833)+19611=190 kN所以应该选择的压力机公称压力为：P0(1.11.3)F总=(1.11.3)X190=228KN所以选择的压力机型号为JH23-2510。材料厚度 t/ mmKXKTKD钢10.060.090.10.140.10.50.040.070.0650.080.52.50.0250.060.050.062.56.50.020.050.0450.056.50.0150.040.0250.03铝、钢0.030.080.030.07纯铜、黄铜0.020.060.030.09 表6-1 卸料力、推件力及顶件力系数6.2 压力中心冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，对于带模柄的中小型冲模就是要使其压力中心与模柄轴心线重合。否则，冲裁过程中压力机滑块和冲模将会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口迅速变钝，从而降低冲件质量和模寿命甚至损坏模具。因此，设计冲模时，应正确计算出冲裁时的压力中心，并使压力中心与模柄轴心线重合，若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意使压力中心的扁离不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围。压力中心的确定方法有解析法、图解法和实验法。12根据排样,我们可以在CAD里可以能得出冲孔的压力中心,如下图所示取原点在O处,则得它的压力中心为 (48.17,54.78),图6-2 压力中心7模具的总装图与零件设计7.1 根据前面的各种设计，画出了级进模具的总装图图7-1 级进模总装图1、18导柱；2凹模；3、9、12、24销钉；4导料板凸模；5、16导套；6卸料板；7凸模固定板；8垫板；10、11冲孔凸模；13模柄；14、17、26螺钉；15上模座；19下模座；20固定挡料销；21始用挡料销；22弹簧；23芯柱；25承料板。7.2、 冲压模具的各种零件及图（1）.凹模设计 1. 凹模刃口的形状 此设计凹模采用的是矩形板状结构，直接用螺钉以及销钉与下模座固定的方式。为了保证冲件的质量，凹模刃口采用了直筒型刃口壁的结构，刃口的高度通过前面的计算取h=9mm，凹模的轮廓尺寸计算： 2 .轮廓尺寸的确定 本设计的凹模刃口形状比较简单，基本对称，可以看做压力中心和对称中心在一点，所以凹模的平面尺寸可以通过沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定： L（长）=l+2C=105+2*40=185 B（宽）=b+2C=2*36+2*40=152 壁厚C的值可以查表 可以根据公式计算出整体式凹模板的厚度：H=Kb=0.2*105=21K的值可以查表取其值为0.2。通过以上的计算算得凹模轮廓尺寸为L*B*H=185*152*21,查国家标准,没有合适的厚度,所以，选取L*B为标准尺寸,得L*B*H=250*200*22。3.材料的选择根据查表可得，材料选择6W6mo5Cr4V。孔和孔的校核：由表校核A最小值为16，B最小值为19，C最小值为5，D最小值为12，均能达到要求，所以得以校核。在本设计中，由于压力中心和凹模板的几何中心差的不远，压力机根据模柄孔的尺寸为50，压力中心仍在模柄投影面积，可以认为它们在同一轴线上。凹模设计如下图所示。 图7-2 凹模（2）凸模设计落料凸模的刃口部分近似方形，并且是在它里面开孔，装配导正销，为了方便固定板和凸模的加工，可以设计成铆接方式和固定板固定。至于冲孔凸模，因为相隔比较近的原因设计成铆接的方式。尺寸方面根据上文的计算我们可以取固定板H1=20，卸料板H2=18，导料板H3=6，附加长度H4=26，所以凸模的尺寸为。凸模的材料根据表选用CrWMn.由于冲孔凸模的直径很小，所以需要对最小凸模4.8进行强度校核和刚度校核：L90d/=(90X4.95X4.95)/=24.84 mm.L是凸模最大工作尺寸，在本设计中，凸模的工作尺寸为1024.84,所以钢度得到校核。根据上文中凸模的最小直径d应满足的条件: d4t/c=4X1.5X260/1200=1.3mm, 4.951.3, 所以凸模强度得以校核。 图7-3和图7-4凸模的设计（3）坚固件和定位零件的选择 螺钉的选用： 由凹模板的周界可以选择M12，再根据设计的要求，通过查标准选用GB70-85 M12*60，M12*80，承料板的螺钉可以选用GB 70-85M4*10，材料选择45钢。 销钉规格的选用： 销钉的公称直径可以选取与螺钉大径相同，因此根据标准选用GB 119-86 A10*70及A10*40 ，选取材料为45钢。 挡料销 ： 通过查表得，挡料销高度h=3，选取材料为45钢，查标准GB2866.11-81，固定挡料销如图7-5所示： 图7-5挡料销始用倒料销：根据导料板的间距A=110.8以及凹模L=200，可以得到导料板的宽度=（200-110.8）/2=44.6mm，再根据t=1.5mm及条料的宽度可算出导料板厚度为6mm。始用挡料版销的规格长L=65mm，厚度H=6，如图7-6，所以始用挡料销装置规格：始用挡料销- 65*6 选取材料为45钢 弹簧-1.0*10*20 弹簧芯柱-8*18选取材料Q235，如图7-7 图7-6始用挡料销 图7-7弹簧导料板： 根据凹模L*B=200*160，查表选择规格为：长度L=180，宽度B=45，厚度H=6，材料为45钢的导料板，即导料板：180*45*6 热处理HRC28-32。如图7-8所示图7-8导料板导正销： 使用导正销是为了消除送料时候用倒料销和导料板等零件的误差。导正销主要是用于级进模，也可以用于单工序模。导正销一般用在落料凸模上，和挡料销配合使用。 图7-9 图7-10（4）卸料和出件零件 卸料板的外形尺寸基本与凹模板相同，厚度可以取凹模厚度的1倍左右，通过计算可以得到H=18，尺寸为L*B*H=200*160*18，凸模和卸料版间的间隙取0.5mm，选用材料为Q235。设计如图7-11 图7-11卸料与出件零件（5）选择模架及其他模具零件 选择模架：根据凹模的尺寸选取： 上模座：310*230*45 下模座：310*230*50可以得到模架及其零件图，如图7-12图7-12模架模柄： 由于压力机的型号为JH23-25，可以查得模柄孔的直径为50，深度为70，选用压入式模柄比较好，如图7-13所示图7-13模柄垫板： 垫板是为了承受并扩散凸模传递的压力，防止模座被损伤。其尺寸应与凸模固定板相同，厚度一般为3-10mm。在本设计中根据GB2871.3-81，选取规格为L*B*H=200*160*8。承料板： 查表选取规格为L*B*H=200*20*3凸模固定板： 凸模固定板的厚度根据材料的厚度t1.5-2.5取=20-50，凸模固定板的规格为L*B*H=200*160*20，由此可以得到零件图，如图7-14所示图7-14凸模