后挡板模具设计说明书.doc

宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业设计 题目：惠普主机箱后挡板复合冲裁模设计题目：惠普主机箱后挡板复合冲裁模设计 系系 部部 专专 业业 名名 称称 班班 级级 姓姓 名名 指指 导导 教教 师师 二一五年八月二十日 惠普主机箱后挡板复合冲裁模设计惠普主机箱后挡板复合冲裁模设计 摘摘 要要 此次毕业设计是惠普电脑主机箱后挡板的冲压工艺和模具设计，根据零件 的尺寸和形状来设计相应的冲压模具。通过所给零件的公差大小和零件厚度来 计算所需模具的凸凹模的刃口尺寸，根据零件计算出所需冲裁力并确定压力机 的大小。由于零件尺寸较小，容易选择合适的模架和上下模座。零件的复杂程 度较小，因此选择倒装式复合模具来设计。落料以得到零件的大致形状，然后 与落料同步进行冲裁和冲孔。因为有压料板的的作用，所用落料冲裁和冲孔三 个步骤可以同时进行，此时毛坯件大致成形。此次设计的关键是落料冲裁与冲 孔的同步进行，减少了步骤，提高了效率，并且使设计简化。由于步骤分为两 次，因此第一步采取自动送料，且坯料制作成平板进行送料。 关键词：后挡板,复合冲裁模,主机箱后挡板 目目 录录 摘要.I 1 前言.1 1.1 选题的背景及意义.1 2 设计内容.3 3 设计工艺分析及方案确定.4 3.1 工艺分析. . . . 4 3.2 方案设计的确定. . .6 4 模具总体结构的确定. . . . . . . . . . . . . . . 7 4.1 模具类型的选择.7 4.2 送料方式的选择.7 4.3 定位方式的选择.7 4.4 卸料、出件方式的选择. .7 4.5 导向方式的选择.7 5 工艺参数计算. .9 5.1 凹凸模尺寸的计算. .9 5.1.1 凹凸模刃口的计算规律. .9 5.1.2 确定冲裁间隙. .10 5.1.3 凹凸模的刃口计算结果. .10 5.2 冲裁力的相关计算. .11 5.2.1 零件的材料等对冲裁力的影响.11 5.2.2 冲裁力的计算规律和结果.12 5.3 计算压力中心 . .12 5.3.1 压力中心的分析. .13 5.3.2 压力中心计算公式与计算结果. .13 5.4 计算凸凹模壁厚.13 5.4.1 凹凸模壁厚关系分析.14 5.4.2 壁厚的选定. . 14 5.5 卸料板与压料板的相关计算分析. .14 5.5.1 卸料板的作用与设计. .14 5.5.2 压料板的作用与设计. .14 5.6 定位销与导料装置. .14 5.6.1 定位销的作用与设计分析 .15 5.6.2 导料销的作用与设计分析 .15 5.6.3 橡胶的使用及分析计算. .15 6 排样 .16 7 7 主要零部件设计. . .1616 7 7.1 1 凹模的设计. 1616 7 7.1 1.1 1 凹模刃口结构形式的选择.1616 7 7.1 1.2 2 凹模精度与材料的确定. 1616 7 7.1 1.3 3 凹模外形尺寸计算.1616 7 7.2 2 凸模的设计. . . 1919 7 7.2 2.1 1 凸模的结构确定. 1919 7 7.2 2.2 2 凸模的长度确定. 1919 7 7.2 2.3 3 凸模材料的确定. 2020 7 7.2 2.4 4 凸模精度的确定.2020 7 7.3 3 凸凹模的设计. . . .2020 7 7.3 3.1 1 凸凹模外形尺寸的确定. 2020 7 7.3 3.2 2 凸凹模壁厚的确定. 2020 7 7.3 3.3 3 凸凹模洞口类型的选取. 2121 7 7.3 3.4 4 凸凹模尺寸的设计.2121 7 7.3 3.5 5 凸凹模材料的选取. 2222 7 7.3 3.6 6 凸凹模精度的确定. 2222 7 7.4 4 卸料板的设计. . . .2323 7 7.4 4.1 1 卸料板外型设计. 2323 7 7.4 4.2 2 卸料板材料的选择. 2323 7 7.4 4.3 3 卸料板的结构设计. .2323 7 7.4 4.4 4 卸料板整体精度的确定. 2323 7 7.5 5 挡料销、导料销、卸料螺钉的选用. .2424 7 7.5 5.1 1 挡料销、导料销的选用. .2525 7 7.5 5.2 2 卸料螺钉的选用.2525 7 7.6 6 上下模座、模柄、打杆的选用. .2626 7 7.6 6.1 1 上下模座的选用. .2626 7 7.6 6.2 2 模柄的选用. .2626 7 7.6 6.3 3 打杆的选用. .2727 7 7.7 7 螺钉、销钉的选用.2828 8 选择设备类型. . . .29 9 冲模的相关说明. . . . .30 9.1 冲模的整体概括说明. . . . 30 9.2 模具的装配与调节. . . . . 30 9.3 模具的技术要求. . . . 30 10 结论 . . . . .30 参考文献 . . .31 致谢 . . .32 1 1 前言前言 1.11.1 选题的背景及意义选题的背景及意义 在世界范围内，模具的生产大国大多集中于欧美和中国大陆以及日本韩国。 美国的压铸模具的发展十分迅速，凭借其较早的历史和经济雄厚为基础，许多 大型、复杂、精密的模具的开发上处于世界领先水平。日本的冲压模和铸造模 具生产行业相对缩小，在压铸模上也取得一定的发展。且日本模具行业大部分 以中小型企业为主，利用专业化的分工来完成模具的设计和生产。在德国，模 具行业也有着“金属加工业的帝王”的称号。模具行业在发达属于国家支柱行 业。 在我国，模具生产在国民经济中所起的作用越来越大，在制造业中的比重 逐渐变大。随着改革开放，我国的模具生产行业也有了提高。但是比之发达国 家在很多方面还存在严重的不足和差距，比如落后的模具生产理念，在企业管 理层次的落后理念，模具企业的装备落后。很多老牌的模具企业使用的都是比 较抵挡的加工机床，生产的也大都是低档的模具。比如洛阳这些老工业基地甚 至还有六十年代的老式机床。模具更新换代的缓慢也是造成我国模具行业无法 跟随世界领先步伐的一个原因。还有生产设备的数字化程度不高，造成生产率 低。以至于和模具相关的如机械、电子、建材等行业无法快速发展。模具制造 的水平的只要决定了很多产品的精度、质量，并且模具的制造也能反映出一个 国家制造业的开发能力，如今我们需要加大对模具制造行业的重视并加大投资， 将模具行业看作是制造业发展的核心。 国内冲压模具的的发展在改革开放的推动下进入高速时期，随着国家制造 业的发展壮大，模具市场的需求量业进一步增加。因此一些模具行业快速发展 起来，并带动了其他有关行业的发展。比如汽车行业，汽车的外覆盖件冲压生 产具有了一定的自动化程度。因为要求精度，所以覆盖件的对自动化生产有一 定的要求。因此模具的冲压生产线带动汽车行业快速发展起来。 近些年，国内许多大型的模具生产企业都进行了改革，大力投入资金进行 模具的开发研究。在模具的研究方面逐步引进和普及机械行业的设计软件 Computer Aided Design 。而且有的模具生产企业使用 UG 等在模具设计中起着 很重要的作用。在大型冲压件方面取得了极大的进步，比如吉利汽车济南分厂， 汽车的覆盖件都是由计算机绘图然后设计模具最后制造出模具进出冲压，模具 的规模可以看出一个企业的发展速度和水平以及企业的前景。计算机绘图的应 用是机械行业的一大发展。 本题针对于惠普电脑主机箱后挡板的模具设计，是对所学的专业知识的应 用和提高，根据计算冲压模具的冲裁间隙、刃口尺寸计算、各种工艺的设计加 深对所学知识的理解。最后模具的种类选择，级进模或者复合模或者单工序模 等等。通过这些可以提高个人分析和计算应用能力。通过查阅资料也能开阔视 野，培养良好的分析计算习惯，对以后从事相关行业有着巨大的帮助。 此次毕业设计参考许多专业书籍和文献资料，主要设计惠普电脑主机箱后 挡板的冲压模具，包括工艺分析，设计计算等。 2 2 设计内容设计内容 此次设计的内容为惠普电脑主机箱后挡板的冲压工艺和模具设计。因此其 适用于敏感元件挠性连接等，精确度不需要太高。通过设计模具来冲压出零件， 零件的材料为 Q235235，具有 1 1.6 6 毫米的板厚，因此包括下面的内容： 首先对给定惠普电脑主机箱后挡板的零件进行工艺性分析，确定零件的最 优工艺过程，并画出工艺过程图； 经过充分的计算，最后确定零件的的具体制造工艺以及具体分析模具机构， 最终需要的模具； 绘制模具的装备图及其零件图。 3 3 设计工艺分析及方案确定设计工艺分析及方案确定 3.13.1 工艺分析工艺分析 图图 3 3- -1 1 惠普电脑主机箱后挡板零件图惠普电脑主机箱后挡板零件图 零件名称：惠普电脑主机箱后挡板 材料：Q235235 料厚：1 1.6 6mm 从所给的零件图可以看出，该零件比较简单，冲裁方便，厚度一般，可以 进行大批量冲裁，由于冲压件较为普通因此其中步骤可以设计为自动送料冲裁， 并且精度不高，为 IT1414 级精度。由零件图可以得到如下信息： 3 3 mm 的孔，孔的圆心距离边的尺寸为 1010mm，所以孔的凸模设计尺寸 比较小。 零件的尺寸相对较小 ，因此在设计模具的时候应该考虑到送料及取件的问 题，以保证人身安全。所以需要将模具的尺寸设计稍微变大，以方便送料和取 件。 因为零件的尺寸较小，因此需要有一定的冲裁强度，而且也要保证模具具 有一定的寿命，因为在刃口的计算上不仅要考虑零件的精度，还要考虑模具的 性能。 零件一部分是冲裁工序，因此需要考虑在冲裁的时候尽量避免料的撕裂， 因此需要计算出冲裁力和压边力。因为零件的尺寸问题，所以压边装置会比较 小，因此压边力的大小需要调整。并且压边装置也可以作为打料装置来使用， 一方面减少工序和成本，另一方面设计也会变得像对简单一些。 根据以上的分析综合来说，在产量上，零件属于大批量生产，并且需要一 定的生产效率且能够保证冲压模的长时间工作的条件下模具的寿命问题。加之 零件精度较低并不适用与精密仪器的精密链接而是作为压感之类的元件。零件 的需要具有一定的平面性来保证所适用的场合的接触问题。在模具制作成本上， 由于零件较小，因此需要考虑模具的尺寸以方便工作和人取料送料的问题。考 虑到模具的尺寸，因此需要在零件冲裁时候的注意安全问题。 3.3.冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定 方案一：先落料冲孔。单工序复合模生产。 方案二：冲孔冲缺落料级进冲压。级进模生产。 方案三：落料 -冲孔复合模冲压。复合模生产。 表表 2-12-1 各类模具结构及特点比较各类模具结构及特点比较 模具种类比较项目 单工序模 （无导向） （有导向） 级进模复合模 零件公差等级低一般可达 IT1313IT1010 级可达 IT1010IT8 8 级 零件特点 尺寸不 受限制 厚度不 受限制 中小型 尺寸厚 度较厚 小零件厚度 0 0.2 26 6mm 可 加工复杂零件，如宽度极 小的异形件 形状与尺寸受模具结构与 强度限制，尺寸可以较大， 厚度可达 3 3mm 零件平面度低一般 中小型件不平直，高质量 制件需较平 由于压料冲件的同时得到 了较平，制件平直度好且 具有良好的剪切断面 生产效率低较低 工序间自动送料，可以自 动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面 上，必须手动或机械排除， 生产效率较低 安全性 不安全，需采取安 全措施 比较安全不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成 本 低 比无导向的 稍高 冲裁简单的零件时，比复 合模低 冲裁较复杂零件时，比级 进模低 适用场合 料厚精度要求低的 小批量冲件的生产 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高， 平直度要求高的中小型制 件的大批量生产 根据分析结合表分析： 方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高 而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。 方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具 制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。 方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于 凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置 精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。 通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案一为佳，所以使用一套 单工序的落料冲孔复合模具进行生产即可。 4 4 模具总体结构的确定 4 4.1 1 模具类型的选择 由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为倒装式复合模。 4 4.2 2 送料方式的选择 由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前 后自动送料方式。 4 4.3 3 定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。 控制条料的送进布局采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一 定的余量，可以靠操作工目测来定。 4 4.4 4 卸料、出件方式的选择 刚性卸料是采用固定卸料板结构，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工 件冲裁后卸料。 弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲料厚在 1 1mm 及以下厚度 的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺 钉组成弹压装置。 因为工件料厚为 1 1mm，卸料力一般，可采用弹性卸料装置。又因为是倒装 式复合模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。 4 4.5 5 导向方式的选择 方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线 上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料 模、复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比 较方便。因为导柱安装在后侧，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但 是不能使用浮动模柄。 方案三：采用四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。 常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模 架。 方案四：采用中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准 确。只能一个方向送料。 （a）中间导柱 （b）后侧导柱 （c）对角导柱 （d）四角导柱 图图 4-14-1 导柱模架导柱模架 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工 件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于 前面和左、右不受限制，能满足工件成型的要求。即方案二最佳。 图图 4 4- -5 5 模架主视图模架主视图 图图 4 4- -6 6 模架俯视图模架俯视图 5 5 工艺参数计算工艺参数计算 5.15.1 凹凸模尺寸的计算凹凸模尺寸的计算 5.15.11 1 凹凸模刃口的计算规律凹凸模刃口的计算规律 1 1、凸凹模尺寸的计算，外形尺寸分为五类： 1 11 1 A 类，经过一段时间的刃口磨损，凹模两边的尺寸逐渐增大，因此关 于这类尺寸在计算的时候要先把产品零件图进行转化，使其化为成形式，其 0 - A 中下角标为工件公差。 2a 类，经过一段时间的刃口磨损，凹模的其中一边尺寸增大，因此计算 这类尺寸的时候要先把产品零件尺寸转化，使其化成形式，其中下角标为工 0 - a 件公差。 3B 类，经过一段时间的刃口磨损，造成凹模尺寸两边逐渐减小的，在计 算这类的尺寸时也需要转化，把零件图尺寸转化成形式。上角标为零件公 0 B 差。 4b 类，人口磨损后凹模尺寸一边减小的计算这类尺寸，要先把产品零件 图尺寸转化成形式。 0 b 5C 类，人口磨损后凹模尺寸不变的，计算这类尺寸，要先把产品零件图 尺寸转化成形式。 2 L 图图 5 5- -1 1 零件图零件图 根据以上的几段论述，然后结合零件图，经过考查可以确定零件尺寸的具 体情况，外形尺寸中，两边的磨损可以看出属于凹模尺寸逐渐增大的 A 类，尾 部的冲裁处造成凹模磨损后两边逐渐减小的，顶部的冲孔属于人口磨损后定位 尺寸不变的，而定位的尺寸则属于人口磨损后尺寸一边减小的。图中宽度未标 注具体的公差，根据冲压工艺与模具设计要求按照 IT1414 级公差计算。 5 5.1 1.2 2 确定冲裁间隙 确定冲裁间隙，零件材料为 Q235235，根据冲压工艺与模具设计 ，查表 2 2-9 9 冲裁单面间隙比值 根据模具寿命尽量长的原则取得 C / t 为 1111.0 01313.0 0，则： mmZmmC t C 11 . 0 ,055 . 0 %,11 . 0 同理可得，最小合理间隙为 0 0.1111mm，最大合理间隙为 0 0.1313mm。 根据冲压工艺与模具设计 ，查表 2 2-1010 得，凸凹模制造公差为 0 0.020020mm，0 0.030030mm，根据公式计算： 0 min0 )(,)( p d ZDDxDD dpd 5.1.35.1.3 排样排样 工厂所提供的板料和卷料其规格具有一定的标准，比如长度宽度都是特定的数值。所 以在排样的时候还需要整体考虑材料的合理利用。 图图 6-16-1 零件排样图零件排样图 由图可以看出，排样虽然往复送料不很方便，但是如此排样的话会使利用 率高.而且可以作为自动送料，因此在规格上选择窄的卷料会很合适。 5 5.1 1.4 4 凹凸模刃口的计算结果 代入数据可得，落料凹模标称尺寸，这是落料 mmDmmD pd 0 02 . 0 03 . 0 0 04 . 8 ,15 . 8 凹模的宽度的标称尺寸。 落料凹模的长度标称尺寸可计算，同样根据冲压工艺与模具设计查表 2 2-1010 得凸凹模制造公差为 0 0.020020mm，0 0.030030mm。则同样代入公式可以得到标准尺 寸。 0 020 . 0 030 . 0 0 04.43,15.43 pd DD 冲裁冲孔部分的标称尺寸的计算。有公式： d p Zddxdd pdp 0min 0 )(,)( 由孔的直径为 3 3.5 5mm 公差等级 1414 级代入公式可得， 02 . 0 0 0 02 . 0 78 . 3 ,65 . 3 dp dd 冲裁部分可按落料 B 类计算。直接带入数据由公式可得： mm 0 02 . 0 02 . 0 0 24 . 3 ,35 . 3 pd DD 标称长度同理带入可得： mmDmmD dp 0 02. 0 02 . 0 0 54.25,65.25 部分尺寸计算，根据模具设计手册 ，可由公式带入。 )(2 90 180 )( 2 tRKtRbaL 由数据带入可得，展开长度为 1818,925925mm，由精度为 1414 级，故可取为 1919.0 0mm。 5.25.2 冲裁力的相关计算冲裁力的相关计算 5.2.15.2.1 零件的材料等对冲裁力的影响零件的材料等对冲裁力的影响 冲裁力的计算很重要，需要根据冲裁力来选择具体的压力机的型号，以便保 证零件可以顺利的完成冲裁，具体的冲裁力也会影响到模具的结构设计，冲裁 力的计算主要和材料有关，比如材料的力学性能，还有零件的厚度以及零件最 后的周边长度等等。经过考虑可实施性，因此利用平刃口冲裁，则冲裁力 F（N）可按照下式计算。 KLtF 式中 L冲裁的零件具体的周边周长（mm） 。 T材料厚度（mm） 。 材料抗剪强度（MPa） 。 K冲裁的系数，考虑到工作一定时间之后模具会有磨损以及模具 间隙会有一定浮动，材料力学性能会变化，和材料厚度偏差等具体的因素，一 次一般取 K 为 1 1.3 3。 5.2.25.2.2 冲裁力的计算规律和结果冲裁力的计算规律和结果 由零件图知，周边长度约为 145145mm，厚度为 0 0.5 5mm 抗剪强度为 480480t/MPa。 带入公式得冲裁力为： F=1 1.3 3*145145*1 1.6 6*480480=4524045240N。 材料强度极限。 b 卸料力以及压料力计算，在冲裁的时候无论采用何种刃口，完成冲裁之后， 由于零件的弹性变形，零件会有回弹力造成径向的力，因此会卡在模具上，此 时需要利用卸料元件将其弹下。 FKFFKFFKF 顶推推卸卸 ，, 其中 F 味冲裁力，根据冲压工艺与模具设计表 2 2-2 2 确定卸料力的系数 为 0 0.0505，代入数据有公式可得卸料力为 22622262N。因为压边装置的设计和打料装 置合为一个用打料板，因为将压边力也用如上的数值。 5.35.3 计算压力中心计算压力中心 5.3.15.3.1 压力中心的分析压力中心的分析 为了保证模具的力的均整性和避免所冲压的零件的过度变形，保护模具部 受到过于偏的磨损，因此需要计算压力中心。模具的压力中心是指所有冲压力 的合力的着力点的位置，为保证压力机的正常工作运转，应该使冲模的压力中 心和滑块的压力中心相重合。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑 块和导轨之间产生巨大的摩擦从而导致模具的导向装置的零件加剧磨损，降低 模具和压力机的使用寿命。 对于冲模的压力中心的确定，可以通过以下几个方面来参考。 5 5.3 3.1 1.1 1 如果零件是对称性的，那么可以直接得到压力中心便是零件的对称中 心。这种属于容易确定的类型，也是许多零件非对称形而生产者便合件冲裁的 原因。 5 5.3 3.1 1.2 2 若工件的形状不是对称的，但是各个部分的中心线相交，那么制件的 压力中心便是这些中心线相交的位置。 5 5.3 3.1 1.3 3 对于形状复杂的零件，比如多空冲裁，偏心位置冲裁，这些不规整的 零件的压力中心可以通过解析计算算出来，计算的方法是根据力矩来算的，对 零件的所有的力的力矩的代数和和校对之后的合力的力矩相同。可以求出合力 的作用点。 5 5.3 3.2 2 压力中心计算公式与计算结果 计算压力中心公式为 n nn lllll xlxlxlxlxl x . . 4321 44332211 n nn lllll ylylylylyl y . . 4321 44332211 将分类之后的尺寸代入求得 x 的坐标为 0 0，y 的坐标为 2929,5 5mm。 5.45.4 计算凸凹模壁厚计算凸凹模壁厚 5.4.15.4.1 凹凸模壁厚关系分析凹凸模壁厚关系分析 凹模的壁厚是指落料的凹模的刃口与边缘之间的距离，设计适当的壁厚可 以延长模具的使用寿命，因此模具壁厚取大值，能够保证模具的长时间工作。 改变冲压工艺或连续模的排样可以使冲件上相距过近的孔在不同模具或同一副 模具的不同工位上 冲出，从而扩大刃口之间的距离。 5.4.25.4.2 壁厚的选定壁厚的选定 为确保模具的安全以及使用寿命，经过分析以及参考文献，制定一个壁厚的对 比。 表表 5.25.2 依据模具行业手册（内部版）料厚与凹模厚度关系表依据模具行业手册（内部版）料厚与凹模厚度关系表 冲件料宽 冲件料厚 4040 40405050 50507070 70709090 9090120120 120120150150 0 0.8 8 20202525 22222828 28283636 32324242 35354545 40405252 0 0.8 81 1.5 5 22222828 24243232 30304040 35354545 40405252 42425 5 3 35 5 28283636 30304040 35354545 40405252 45455858 48486262 从表中可以查到凹模厚度为 2020mm。 冲裁凹模的刃壁形式。因为零件的厚度较小，而且零件的材料特性如抗拉 强度较低，因此为了模具刃口制作的方便，以及用较低的加工成本来制作模具 刃口，我们选择刃壁无斜度。刃磨后刃口尺寸不改变。虽然凹模工作部分强度 不够高，但是非常适合把肥料从模具中推出。 5.55.5 卸料板与压料板的相关计算分析卸料板与压料板的相关计算分析 5.5.15.5.1 卸料板的作用与设计卸料板的作用与设计 卸料板的设计，卸料板的设计是否合理，是模具是否能够正常工作的关键， 因此卸料板的设计非常重要。卸料板除了具有卸料的作用，在其他一些结构的 模具中还能够起到保护凸模的作用。在冲模设计中，我们选择无导向弹压卸料 板。弹压卸料板应用比较广泛，使用弹压卸料版能够对零件的平直性处理比较 好，一次在薄料上一般都是选用弹压卸料。 5.65.6 定位销与导料装置定位销与导料装置 5.6.15.6.1 定位销的作用与设计分析定位销的作用与设计分析 固定板的设计，是对凸模起导向和固定作用，特别在多工位连续模中，是 非常重要的零件。因为零件厚度为 1 1.6 6mm，因此需要用到导板，其与凸模的相 对位置由螺钉或者销钉固定。 5.6.25.6.2 导料销的作用与设计分析导料销的作用与设计分析 在一般情况下，定位装置除了定位销以外大多数使用定位板。此处冲压模 由于凸模较小，因此我们选用定位销来定位，并且定位销沿制件外形定位。定 位装置的设计六点定位原理是主要依据，利用三个销钉进行定位。 6 6 选择设备类型选择设备类型 压力机设备的选择要很据零件所需要的工序工艺和零件冲裁所需要的最大 冲裁力，还有零件冲裁所需要的精度，还必须考虑到具体条件下的设备选择， 必须符合低成本，高效率的标准。曲柄压力机选择比较广泛，压力机通过连杆 和滑块为模具提供动力。不同的工艺需要用到不同的压力机，生产拉深件一般 使用大型的专用压力机，精度较高的一般使用扳冲高速压力机，许多大型的汽 车覆盖件都是使用液压机，一次需要根据工艺具体选择。许多大型的冲压制件 一般都是选用双柱闭式压力机。一般当零件需要大批量的生产时，一般使用多 工位的压力机以便具有足够的效率来生产。有时候需要的力太大才采用液压机。 曲柄压力机结构比较简单，成本较为低廉，能够在冲压过程中保持良好的 功用而不会因为板材的厚度或者材料引起一些设备的损坏。非常适合于小批量 的生产场合，因此适用于成形，弯曲，整形等工序中。对于一些板料和精密冲 裁，需要选择精度以及刚度都高的压力机，在一些需要挤压整形的工序中，高 刚度能够保证零件的高精密性，或者可以提高制件的精密性。 表表 5-65-6 开式压力机规格及参数开式压力机规格及参数 型号 J2323-1010J2323-1616J2323-2525J2323-5050J2323-6060 公称压力/KN 100100160160250250500500600600 滑块行程/mm 454555556565100100100100 最大闭合高度/mm 180180220220270270290290330330 闭合高度调节/mm 35354545555560606565 滑块中心线至床身 距离/mm 130130160160200200200200250250 前后 150150180180220220220220260260滑块底面 尺寸/mm 左右 170170200200250250250250300300 工作台板厚度/mm 3535404050502902906565 模柄孔尺 寸/mm 直径 30304040404040405050 5.2.15.2.1 总冲裁力总冲裁力的计算的计算 由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。 F冲= F1 1+F2 2 式中: F冲-总冲裁力； F1 1-落料冲孔时的冲裁力； F2 2-落料冲孔时的冲裁力。 冲裁周边的总长（mm） 落料周长为： L1 1=282282（mm） 冲孔周长为： L2 2=1818（mm） 落料冲裁力由公式（5 5-3 3）得： F1 1=KptL1 1 =1 1.3 31 1.6 6400400300300 =1654216542（N） 机械压力机选择的一些参数主要依据零件的冲压尺寸，材料的性能，冲裁 力的大小以及模具的的大小尺寸等等，需要必须的校核才能够正确选择压力机。 因此对于压力机的选择，查看冲压设备选择 J2323-2525。 7 7 主要零部件设计 虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类基本 上是相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件 两大类。 设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件的定位、固定以及总体装配的 方法，本套模具主要采用螺钉固定模具零件，销钉起零件的定位作用，采用挡 料销送进定距和导料销送进定位，无侧压装置。下面就分别介绍各个零部件的 设计方法。 7 7.1 1 凹模设计 7 7.1 1.1 1 凹模刃口结构形式的选择 冲裁凹模刃口形式有直筒式和锥形两种，选用时主要根据冲件的形状、厚 度、尺寸精度以及模具结构来确定。由于本模具冲的零件尺寸较大，所以采用 刃口为直通式，该类型刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变。 7 7.1 1.2 2 凹模精度与材料的确定 根据凹模作为工作零件，其精度要求比较高，外形精度为 IT1212 级，内形精 度为 IT7 7 级，表面粗糙度为 Ra3 3.2 2um，上下平面的平行度为 0 0.0202，材料选择为 Cr1212MoV。 7 7.1 1.3 3 凹模外形的确定 凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、 刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外 形尺寸来确定的，如图7 7-1 1所示。 凹模各尺寸计算公式如下： 凹模边壁厚 H=Kb1 1 （7 7- 1 1） 凹模边壁厚 c=（1 1.5 52 2）H （7 7- 2 2） 凹模板边长 L=b1 1+2 2c （7 7- 3 3） 凹模板边宽 B=b2 2+2 2c （7 7- 4 4） 式中：b1 1-冲裁件的横向最大外形尺寸； b2 2-冲裁件的纵向最大外形尺寸； K-系数，考虑板料厚度的影响，查表7 7-1 1。 表表 7-17-1 系数系数 K K 值值 材料厚度 t/mm 材料料宽 s/mm 1 1 1 13 33 36 6 5050 0 0.30300 0.40400 0.35350 0.50500 0.45450 0.6060 50501001000 0.20200 0.30300 0.22220 0.35350 0.30300 0.4545 1001002002000 0.15150 0.20200 0.18180 0.22220 0.22220 0.3030 2002000 0.10100 0.15150 0.12120 0.18180 0.15150 0.2222 图图7-17-1 凹模外形尺寸的确定凹模外形尺寸的确定 根据公式（7 7-1 1）可计算落料凹模板的尺寸： 凹模厚度： H=Kb1 1 =0 0.6 65050 =3030（mm） 根据公式（7 7-2 2）可计算凹模边壁厚： c =（1 1.5 52 2）H =1 1.5 515152 21515 =2222.5 53030（mm） 取凹模边壁厚为3030mm。 根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板的长、宽的尺寸。 根据公式（7 7-3 3）可计算凹模长： L=b1 1+2 2c =125125+2 23030 =175175（mm） 根据公式（7 7-4 4）可计算凹模宽，考虑螺栓： L=b2 2+2 2c+ =2020+2 230+6630+66 =146146（mm） 即：LBH=175175mm146146mm3030mm 7 7.2 2 凸模的设计 7.2.17.2.1 凸模凸模结构的确定结构的确定 凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中， 根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。因为该制件形状不复杂，所以 将落料模设计成台阶式凸模，台阶式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样， 凸模与凸模固定板的配合按 H7 7/m6 6。 7 7.2 2.2 2 凸模高度的确定 因为该制件形状不是很复杂，所以将冲孔模设计成台阶式凸模。凸模与凸 模固定板的配合按H7 7/m6 6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模与附加长 度的总和，如图7 7-3 3所示。 图图7-37-3 凸模高度尺寸凸模高度尺寸 凸模高度为： L=h1 1+h2 2+（1 12 2） （7 7- 5 5） 式中：h1 1-凸模固定板厚度，可得：h1 1=3030mm； h2 2-凹模厚度，可得：h2 2=3030mm； 1 12 2-附加长度。 附加长度包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度。 （附加长度取2 2mm） 由公式（7 7-5 5）得： L=3030+3030+2 2=6262（mm） 由以上可得凸模简图如图 7-47-4 所示： 其余 6.3 ?0.02 A R0.5 A R5 3 +0.10 0 ?4 6 ? 5 15 30 R5 ?30 -0.025 7+0.012 -0.004 0.4 1.6 0.8 1.6 图图7-47-4 冲孔凸模冲孔凸模 7 7.2 2.3 3 凸模材料的确定 该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力,所以 凸模的材料应选 Cr1212MoV，热处理 58586262HRC。 7 7.2 2.4 4 凸模精度的确定 根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用 IT7 7 级，表面粗糙度 为 Ra1 1.6 6um，同轴度为 0 0.0202。 7 7.3 3 凸凹模设计 7 7.3 3.1 1 凸凹模外形尺寸的确定 凸凹模的外形由本套模具所设计的零件图样外形确定。凸凹模的外形尺寸 应保证有足够的强度、刚度和修磨量，一般根据被冲材料的厚度和冲裁件的最 大外形尺寸来确定的，与落料凹模配合确定，其内孔尺寸与冲孔凸模配合确定。 7 7.3 3.2 2 凸凹模壁厚的确定 凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。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。凸凹模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 内孔为直筒型刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最 小壁厚应大一些。 本设计中凸凹模的壁厚为5 5mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。 7.3.37.3.3 凸凹模洞口类型的选取凸凹模洞口类型的选取 本设计采用的是倒装式复合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要 设计凸凹模洞口类型，排出积存废料。 凸凹模洞口的类型如图 7 7-5