模具的设计与制造毕业设计.doc

目 录1绪 论32 制件的工艺分析43 工艺方案确定63.1 制件成型工艺方案分析63.2 制件成型工艺方案确定64 模具结构形式的设计84.1 模具类型84.2 模架结构84.3 操作与定位方式84.4 卸料与出件方式85 工艺设计与计算95.1 排样设计与计算95.2 冲压力的计算125.3 计算模具压力中心135.4刃口尺寸计算145.4.1 冲裁间隙的确定145.4.2 落料时的刃口尺寸计算166 工作零件的设计与制造186.1 落料凹模的设计186.1.1凹模精度与材料的确定186.1.2凹模刃口结构形式的选择186.1.3凹模的外形结构与固定方式的确定186.1.4 凹模相关尺寸计算186.1.5加工方法及工艺方案比较216.1.6工艺过程的制订226.1.7凹模加工工艺过程卡的制订236.2冲孔凸模的设计246.2.1凸模精度与材料的选择246.2.2凸模刃口结构形式的选择246.2.3凸模的外形结构与固定方式的确定256.2.4凸模高度的确定256.2.5加工方法及工艺方案比较276.2.6工艺过程的制定286.2.7工艺过程卡的制定296.3 凸凹模的设计306.3.1凸凹模材料与精度的确定306.3.2凸凹模的结构形式及固定方式306.3.3凸凹模的外形尺寸计算306.3.4工艺过程的制定336.3.5凸凹模工艺过程卡的制定347 标准件的选用367.1 模架的选用367.2 定位零件结构尺寸的确定367.3 卸料螺钉的选用377.4 卸料板的设计377.5 出件零件的设计388 模具闭合高度及压力机有关参数39总结41致谢42参考文献43附录A44附录B451绪 论模具发展已经成为我国经济发展的重要基础之一，很多学校都已经开发有关模具这个课程，并且将它作为一个单独的专业，众多国名经济支柱产生都要求模具工业的发展与之相适应。且冲压工艺具有高生产率、成本低廉、材料利用率高、适合大批大量生产特点，并且该零件广泛应用于木制家具作为连接件使用，使用冲压生产将会得到较大的效益。这也是我更加细致的利用所学知识的一次尝试，也是本小组选择该课题的理由所在。目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国模具在标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。本设计是作为模具设计与制造专业毕业生，在毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用。巩固和扩展自己所学的基本理论和专业知识，综合运用所学知识培养自己的技能分析和解决实际问题的能力，初步形成融技术、管理于一体的大工程意识，培养勇于探索的创新精神和实践能力；培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；进一步训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧；通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术。在以后的生产中，研究和推广新工艺，新技术。提高模具在生产生活中的运用，并进一步提高模具的设计水平。 2 制件的工艺分析该制件零件图如图2-1所示。图2-1 制件示意图生产批量：中批量；材料：08钢；材料厚度：1.8mm；毛肧精度：IT14；材料分析：材料08钢由表2-2查得08钢抗剪强度在260MPa到360MPa范围内，含碳量较低有良好的塑性、可锻性和冲压性能，比较适合冲裁。表2-2 碳素结构钢的力学性能表材料名称材料牌号材料状态极限强度伸长率屈服强度弹性模量抗剪抗拉碳素结构钢05已退火的20023028-05F210-300260-38032-08F220-310280-3903218008260-360215-4102720019000010F220-340280-4203019010260-340300-4402921019800015F250-370320-46028-15270-380340-4802623020200020F280-890340-4802623020000023280-400360-5102525021000025320-440400-5502428020200030360-480450-6002230020100035400-520500-6502032020100040420-520520-6701834021350045440-560550-70016360204000制件结构：（1）该零件形状简单，孔边距较大且上下对称。（2）冲裁件内、外形转角处都是以R=1的圆弧过渡，便于模具加工，减少冲裁时尖角处的崩刃过快磨损。其圆角半径R值满足模具设计圆角最小尺寸要求。（3）由于凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，而零件孔的尺寸远大于凸模能冲制最小尺寸。其凸模冲孔的最小尺寸见参考文献3P75表7-2与表7-3。（4）厚度较薄满足最低冲裁厚度要求。冲裁件的尺寸精度：冲裁件的尺寸公差等级为IT14级精度要求不高，一般冲压均能满足，其尺寸精度要求经查表7-2其尺寸公差风别为：粗糙度：工件对粗糙度要求度不高Ra达到12.5即可。经过对制件的生产批量、材料、厚度、轮廓、精度的分析该制件适合冲裁。3 工艺方案确定3.1 制件成型工艺方案分析该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案： 方案一：先冲孔再落料，采用单工序模生产。 方案二：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案三：冲孔落料，复合冲压，采用复合生产。3.2 制件成型工艺方案确定单工序模、复合模、级进模比较如表3-1所示。表3-1 单工序模、复合模、级进模比较比较项目单工序模复合模级进模工件尺寸精度较低一般IT11较高一般IT9工件形位公差工件不平整，同轴度，对称度及位置度误差大不太平整，有时要校平，同轴度，对称度及位置度误差大工件平整，同轴度，对称度，及位置度误差较小冲压生产率低，冲床一次行程内只能完成一个工序高，冲床一次行程内能完成多个工序较高，冲床一次行程内可完成两个以上工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合多共位冲床上实现自动化容易，尤其适合单机上实现自动化难，工作与废料排除较复杂只能在单机上实现部分机械化操作对材料的要求对条料要求不严，可用边角料对条料或宽度要求严格对条料要求不严，可用边角料生产安全性安全性较差比较安全安全性较差模具制造的难易程度较易，结构简单，制造周期短，价格低 形状简单，比用复合模具制造难度低形状复杂，比用级进模具制造难度高应用通用性好，使用中，小批量生产和大型件大批量生产通用性好，适合于形状简单，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生产通用性差，适合于形状复杂，尺寸不大，精度要求较高件的大批量生产方案一单工序冲裁模：指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产。方案二级进模（又称为连续模、跳步模）：指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，生产效率高，易于自动化，但该模具结构复杂，制造与装配难度大，精度要求高，步距控制要求精度大，由于本设计的零件形状简单，加工精度要求不高，所以此方案不合适。方案三复合冲裁模：指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。此冲裁方法，生产效率高，操作方便、安全，模具结构紧凑，冲件的精度和平直度较好，特别是孔相对于制件的同心度容易保证，适合大中批量生产，通过合理设计可以达到较好的零件质量。根据本零件的设计要求及各方案的特点，综合分析决定零件采用复合模冲裁工艺方案。4 模具结构形式的设计4.1 模具类型根据零件的冲裁方案，采用复合冲裁模。复合冲裁模又分正装和倒装复合模。正装式较适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件。由于本零件平直度要求不是很高，工件孔边距较大，所以不采用正装式，而倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作，所以决定采用倒装复合模。4.2 模架结构由于冲压件尺寸较小精度要求不高，因此选用由上模座、下模座、导柱、导套组成的后侧导柱模架。4.3 操作与定位方式（1） 操作方式由于零件生产批量属于中型，产品需求不是太大，因此可采用手工送料方式。（2）毛坯定位方式毛坯定位方式采用导料销和挡料销定位，导料销装在模具左侧负责导料，挡料销负责定距。4.4 卸料与出件方式（1）卸料因为工件料厚为1.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性卸料方式。（2）压料采用弹压卸料板进行压料。（3）出件方式采用上出件方式。制件通过打杆、推板和推杆传递推件力，由推件块将制件推出。5 工艺设计与计算5.1 排样设计与计算根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。因制件形状的限制只能采用有废料排样，由于制件精度要求不高且生产批量属于中等批量，从模具生产难度和成本考虑采用有废料直排。5.1.1排样方案方案：如图5-1所示直排。图5-1 排样示意图表5-2 搭边a和a1数值材料厚度圆件及r2t的工件矩形工件边长L50mm矩形工件边长L50mm或r2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t 搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损钢（WC0.05%0.25%）的搭边值。对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数：表5-3部分材料搭边值材料搭边值钢（WC0.3%0.45%）0.9钢（WC0.5%0.65%）0.8硬黄铜11.1硬铝11.2软黄铜，纯铜1.2由表5-2其搭边值分别取为：b=1.5、a=1.2、a=1.5。（1） 条料宽度计算由参考文献3可知：条料宽度： B=（+2a+c） （5-1）式中：-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸（mm）； a-侧搭边值（mm）； -条料宽度的单向偏差（mm）； c-导料板与最宽条料之间的间隙（mm）。由制件可得=53 mm，a由表5-1取1.2 mm，由表5-3取0.20 mm，c其最小值由表5-4取0.5 mm，代入公式（5-1）得： B=（53+1.5+1.2+0.5） = 56.2表5-4 条料宽度公差条料宽度B材料厚度t00.50.51120200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.20表5-5 导料板与条料之间的最小间隙材料厚度t无 侧 压 装 置条 料 宽 度B100以下100以上0.50.51122334450.50.50.50.50.50.50.50.51111（2）材料利用率由参考文献3可知：材料利用率： y= （5-2）式中：A-一个步距内冲裁件的实际面积； B-条料宽度； S-步距。由排样图，取A=332.84，B=56.2，S=51.2，代入公式（5-2）得： y = 5.2 冲压力的计算（1） 冲裁力由参考文献3可知：冲裁力： （5-3）式中：F-冲裁力；K-系数；-材料抗剪强度； L-冲裁周边总长（mm）； t-材料厚度（mm）。由表2-1取260MPa，K由表5-5取0.045，L=50mm，t=1.8mm代入公式（5-3）得： F =1271.8500.045 =5715N落料冲裁力：由表2-1取260MPa，K由表5-5取0.045，L=50mm，t=1.8mm代入公式（5-3）得： =501.82600.045 =11700N（2） 卸料力由参考文献3可知：卸料力： （5-4）式中：-卸料力；-卸料系数；F-冲裁力。 F由上计算得85852N，由表5-5取0.045，代入公式（5-4）得： =0.045F =2571.75N落料凸模卸料力：F由上计算得5715N，由表5-5取0.045，代入公式（5-4）得： =0.0455715 =2707.38N（3） 推件力由参考文献3可知：推件力： （5-5） 式中：-推件系数； F-冲裁力； n-同时卡在凹模内的冲裁件数。F由上计算得85852N，由表5-5取0.55，n取1代入公式（5-5）得： =0.551 F =1414.05N 5.3 计算模具压力中心模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应尽量使模具的压力中心与压力机滑块的中心重合，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过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。零件的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：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P，即为所求模具的压力中心。 图5-6 压力中心示意图如图5-6该制件为圆形对称图形，所以几何中心就是压力中心则为制件压力中心 、内孔压力中心 、外圆弧压力中心 、为直线段压力中心、为外轮廓的压力中心。 则模具压力中心与制件的对称中心重合。 5.4刃口尺寸计算5.4.1 冲裁间隙的确定单配加工方法，用凸摸和凹摸相互单配的方法来保证合理的间隙。先加工基准件，然后非基准件按基准件配做，加工后的凸模和凹模不能互换。通常，落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。这种方法多用于冲裁件的间隙较小的模具。冲裁模初始双边间隙值见表5-7。 表5-7冲裁模初始双边间隙值z 厚度材料软钢紫钢、08钢、含碳0.080.2的软钢杜拉铝、含碳0.30.4的中等硬钢硬钢含碳0.50.6ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.90.0360.0540.0450.0630.0540.0720.0630.0811.00.0400.0600.0500.0700.0600.0800.0700.0901.20.0500.0840.0720.0960.0840.1080.0960.120根据此制件材料为08钢，厚度为1mm，查表5-4得此冲裁模的初始双边间隙值：最小双边间隙值zmin=0.050mm最大双边间隙值zmax=0.070mm即在配合加工时，要保证合理间隙值在0.050mm0.070 mm之间。表5-8 简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模的制造偏差公称尺寸凸模偏差凹模偏差181830308080120120180180260260360360500-0.020-0.020-0.020-0.025-0.030-0.030-0.035-0.040+0.020+0.025+0.030+0.035+0.040+0.045+0.050+0.060表5-9 圆形凸凹模制造偏差材料厚度t基本尺寸101050501001001500.40.50.60.81.01.21.51.82.0+0.006+0.004+0.006+0.004-+0.006-0.004+0.006-0.004+0.008-0.005-+0.006-0.004+0.008-0.005+0.008-0.005+0.010-0.00+0.007-0.005+0.008-0.006+0.010-0.007+0.012-0.008+0.008-0.006+0.010-0.007+0.012-0.008+0.015-0.010+0.010-0.007+0.012-0.008+0.015-0.010+0.017-0.012+0.012-0.008+0.015-0.010+0.017-0.012+0.020-0.014+0.015-0.010+0.017-0.012+0.020-0.014+0.025-0.017+0.017-0.012+0.020-0.014+0.025-0.017+0.029-0.019表5-10 磨损系数材料厚度工件公差10.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.3012244磨损系数非圆形x值圆形x值10.750.50.750.55.4.2 落料时的刃口尺寸计算由图可知,该零件属于无特殊要求的一般冲孔,落料。外形50mm由落料获得,4 个8mm的孔和一个16mm的孔由冲孔获得,查表Zmin=0.10mm Zmax=0.140mm 则Zmax-Zmin=0.04mm。由已知该零件图的所有尺寸公差都 为IT14级,则X=0.75mm。设凹，凸模分别按IT14加工制造。冲孔8mm的孔： =(+x) =(8+0.750.3) =8.225mm =(+Zmin) =(8.225+0.1)=8.325mm16mm的孔： =(+x)=16.3225mm =(+ Zmin)=16.4225mm校核：+Zmax- Zmin 0.016+0.024=0.04(满足间隙公关条件)孔距尺寸小孔与小孔之间： =330.015mm小孔与大孔之间： =16.50.015mm落料： =(- x) =(50-0.465)=49.535mm =(- Zmin ) =(- Zmin ) =(49.535-0.1)=49.435mm对应凹模刃口尺寸按其冲孔凸模刃口尺寸配做，其对应凹模刃口基本尺寸分别为8、16、50,保证间隙值（0.050mm0.070mm）之间。 6 工作零件的设计与制造6.1 落料凹模的设计6.1.1凹模精度与材料的确定 根据凹模作为工作零件，其精度要求较高，外形精度为IT11级，内型腔精度为IT7级，表面粗糙度为Ra3.2um，上下平面的平行度为0.02，材料选Cr12。6.1.2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相对较大，所以采用刃口为直通式如图6-1所示，该类型刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变。6.1.3凹模的外形结构与固定方式的确定该凹模为整体式凹模，凹模用4M8螺钉固定连接、210销钉定位保证位置精度，确定螺钉间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。6.1.4 凹模相关尺寸计算凹模厚度： 凹模壁厚： 凹模长度： 凹模宽度： 式中：冲裁件的横向最大外形尺寸（mm）； 冲裁件的纵向最大外形尺寸（mm）；K系数值，考虑板料厚度的影响；表61 系数值Ks/mm材料厚度t/mm1336501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表61得：K=0.35 =25mm取H=25mm模具壁厚的确定公式为： C=(1.52)H =37.550mm凹模壁厚取C=37.5mm凹模宽度的确定公式为： B=25+237.5 =100mm查表62取标准取B=125mm凹模长度的确定公式为： L=50+237.5 =125mm表62 矩形和圆形凹模的外形尺寸 矩形凹模的宽度和长度BL矩形和圆形凹模厚度H6350 636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、120、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25图6-1 凹模6.1.5加工方法及工艺方案比较根据凸模的结构形状、尺寸精度、间隙大小、加工条件及冲裁性质不同，凸模的加工一般有分别加工和配作加工两种方案。各种加工方案的特点和适应范围如表63所示。表6-3 圆形凸模加工方案加工方案加工特点适用范围分别加工方案一按图样加工凸模至尺寸和精度要求，冲裁间隙由凸、凹模的实际刃口尺寸之差来保证（2） 刃口形状较简单，刃口直径大于5mm的圆形凸模；（3） 要求凸模具有互换性；（4） 分别加工能保证加工精度（5） 成批生产配作加工方案二以凹模为基准，先加工好凹模，然后按照凹模的实际人口尺寸配作凸模，并保证凸、凹模之间规定的间隙值。（1） 刃口形状较复杂，冲裁间隙比较小；（2） 冲孔时采用方案二，落料时采用方案三；（3） 复合模冲裁时，可先分别加工好冲孔凸模和落料凹模，在配作加工凸、凹模，并保证规定的冲裁间隙方案三以凸模为基准，先加工好凸模，然后按照凸模的实际人口尺寸配作间隙，并保证凸、凹模之间规定的间隙值圆形凸模一般用台肩固定，常用车削、磨削等工艺加工而成。对截面较小的圆形凸模，有时也采用线切割加工成形，再进行尾部退火铆接的装配工艺；最后再采用螺、销钉紧固的装配方法。6.1.6工艺过程的制订表6-4 凹模的加工工艺过程工序号工序名称工艺内容设备1备料用型钢棒料，在据床上或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力锯床或车床2粗加工毛坯刨削或铣削毛坯的六个面，加工尺寸至125mm100mm25mm,留粗磨余量0.4mm刨床或铣床3磨平面磨上、下两平面和相邻的两侧面，作为加工时的基准面。单面留精磨余量0.20.3mm，保证各面相互垂直平面磨床5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，立式铣床上按划线线加工型孔，留单面余量0.30.5mm7加工螺钉过孔和销孔加工2x10mm销孔，4x8mm螺钉过孔立式钻床8热处理淬火、低温回火，保证064HRC9磨削精磨上、下两端面，达到制造要求平面磨床10精修型孔钳工研磨型孔，达到规定的技术要求6.1.7凹模加工工艺过程卡的制订表6-5 凹模加工工艺过程卡片工艺过程卡零件名称凹模模具编号8编号零件材料45毛坯尺寸130mm105mm30mm件数1工序号工序名称工艺内容定额工时实做工时制造人检验等级1备料用型钢棒料，在据床上或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能2粗加工毛坯刨削或铣削毛坯的六个面，加工尺寸至125mm100mm25mm,留粗磨余量0.4mm3磨平面磨上、下两平面和相邻的两侧面，作为加工时的基准面。单面留精磨余量0.20.3mm，保证各面相互垂直4钳工划线以磨过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线与2x10mm销孔，4x8mm螺钉过孔中心线 5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，立式铣床上按划线线加工型孔，留单面余量0.30.5mm6精加工型孔钳工锉修型孔，并随时用凹模样板校验。合格后，扩出型孔刃壁下扩孔7加工螺钉过孔和销孔加工8热处理淬火、低温回火，保证6064HRC9磨削精磨上、下两端面，达到制造要求10精修型孔钳工研磨型孔，达到规定的技术要求工艺员年 月 日零件质量等级6.2冲孔凸模的设计6.2.1凸模精度与材料的选择该模具刃口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Cr12，热处理5064HRC。根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um，同轴度为0.02mm。6.2.2凸模刃口结构形式的选择凸模结构分为两类，一类是整体式另一类是镶拼式。整体式中根据加工方法的不同又分为直通式和台阶式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工，台阶式凸模一般采用机械加工，当形状复杂时，成型部分常采用成型磨削。对于圆形凸模与凸模固定板采用H7/m6配合，并按凸模的标准结构形式与尺寸规格选取。6.2.3凸模的外形结构与固定方式的确定由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同。所以在实际生产中使用凸模的结构形式有很多，其截面形状有圆形和非圆形，圆形凸模中的台阶式和快换式采用台肩固定，非圆形的直通式和阶梯式采用铆钉、粘结剂浇注法固定。由于本设计选用圆形台阶式，所以采用台肩固定。6.2.4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/m6。其总高按如下公式计算： 公式（6-5）式中：凸模固定板厚度； 凹模厚度； 冲裁件厚度和凸模进入凸凹模经验值,为（12）mm。凸模固定板一般取凹模固定板的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应该考虑紧固螺钉和销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用H7/m6。固定板材料一般采用Q235和45钢，本固定板设计采用45钢。 由此，凸模固定板的厚度： （0.60.8） 公式（6-6） =0.6250.825 =1520mm，取=20mm由以上公式（6-5）、（6-6）可得凸模高度为： =20+25+1 =46mm由以上可得凸模简图如图6-2所示：图6-2 冲孔凸模6.2.5加工方法及工艺方案比较根据凸模的结构形状、尺寸精度、间隙大小、加工条件及冲裁性质不同，凸模的加工一般有分别加工和配作加工两种方案。该凸模加工采用分别加工法。各种加工方案的特点和适应范围如表63所示。表6-3 圆形凸模加工方案加工方案加工特点适用范围分别加工方案一按图样加工凸模至尺寸和精度要求，冲裁间隙由凸、凹模的实际刃口尺寸之差来保证（6） 刃口形状较简单，刃口直径大于5mm的圆形凸模；（7） 要求凸模具有互换性；（8） 分别加工能保证加工精度（9） 成批生产配作加工方案二以凹模为基准，先加工好凹模，然后按照凹模的实际人口尺寸配作凸模，并保证凸、凹模之间规定的间隙值。（4） 刃口形状较复杂，冲裁间隙比较小；（5） 冲孔时采用方案二，落料时采用方案三；（6） 复合模冲裁时，可先分别加工好冲孔凸模和落料凹模，在配作加工凸、凹模，并保证规定的冲裁间隙方案三以凸模为基准，先加工好凸模，然后按照凸模的实际人口尺寸配作间隙，并保证凸、凹模之间规定的间隙值圆形凸模一般用台肩固定，常用车削、磨削等工艺加工而成。对截面较小的圆形凸模，有时也采用线切割加工成形，再进行尾部退火铆接的装配工艺；最后再采用螺、销钉紧固的装配方法。6.2.6工艺过程的制定具体工艺过程如图表6-5所示表6-5冲孔凸模的加工工艺过程 序号工序名称工序内容1备料将毛坯锻造成1850mm和2650圆棒。2热处理退火。3车外圆按图车全形，单边留0.2mm精加工余量4热处理淬火并回火，使硬度达到6064HRC。5磨削磨外圆、两端面到设计要求。6钳工修精全面达到要求6检验6.2.7工艺过程卡的制定 表6-6 凸模加工工艺过程卡 工艺工程卡 零件名称圆形凸模模具编号零件编号零件材料Gr12毛坯尺寸16mm45mm件数1序号工序名称工序内容定额工时实做工时制造人检验等级1备料将毛坯锻造成1645mm圆棒。2热处理退火。3车外圆、钻中心孔按图车全形，单边留0.2mm精加工余量，钻出中心孔。4热处理淬火并回火，使硬度达到5662HRC。5磨削磨外圆、两端面到设计要求。6检验工艺员 年 月 日零件质量等级6.3 凸凹模的设计6.3.1凸凹模材料与精度的确定由于冲模为复合模，所以材料要有良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性、热处理工艺性等。Cr12刚具有较好的淬透性，很高的耐磨性，有较高的冲击韧度和承载强度，且淬火变形小。为满足以上要求，在该模具中凸凹模材料选用Cr12钢。由于该零件为工作零件，起主要成型的作用，对精度要求较高，外形精度公差为IT7。6.3.2凸凹模的结构形式及固定方式凸凹模内形刃口起冲孔凹模作用，按凹模设计，其外形刃口起落料凸模作用，按凸模设计。该模具是倒装式复合模，凸凹模的尺寸比较大，外形比较简单，凸凹模上有销钉的定位，用凸凹模固定板在下垫板上，凸凹模固定板上有螺钉，能起到紧固作用，所以能满足紧固和定位。他的内外边缘均为刃口，内外边缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小限制。凸凹模的最小壁厚与模具的结构有关：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。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表6-3。表6-7 凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710由于选用的是倒装式复合模，制件厚度为1.8mm，所以查表6-3得：最小壁厚=4.4。6.3.3凸凹模的外形尺寸计算综上所述，结合总体设计中对零件图样的设计，最终确定零件尺寸为50mm50mm1.8mm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,所以凸凹模的材料应选Cr12。 工作零件力学性能校核小孔凸模的承压力：=395(MPa) 式中：F=1.3LTt=1414.05(N)FT=NKTF=11700(N)对小直径有导向的凸模，上式值在许用范围内，故合格。凸凹模高度尺寸如计算公式如下： L=h+h1+h2+h3 式中：h增加长度（包括凸模进入凸凹模深度，弹性元件安装高度等）；h1弹性卸料板厚度； h2卸料弹簧超出固定板高度； h3凸凹模固定板厚度；根据公式（6-3）凸凹模高度为L=1.8+15+12+20=48.8由以上可得凸凹模简图如图6-3所示：6-8 凸凹模6.3.4工艺过程的制定表6-4 凸凹模的加工工艺过程工序号工序名称工艺内容设备1备料用型钢棒料，在据床上或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能锯床或车床2粗加工毛坯车削或铣削毛坯，加工尺寸至要求尺寸,留粗磨余量0.4mm车床或铣床3磨平面磨上、下两平面，作为加工时的基准面。单面留精磨余量0.20.3mm，保证平行度平面磨床4钳工划线以磨过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线4x过孔中心线，并按照事先加工好的凹模样板划轮廓线划线工具5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，立式铣床上按划线线加工型孔，留单面余量0.30.5mm6精加工型孔钳工锉修型孔，并随时用凹模样板校验。合格后，镗出型孔直壁下的扩大孔。7热处理淬火、低温回火，保证6064HRC8磨削精磨上、下两端面，达到制造要求平面磨床9精修型孔钳工研磨型孔，达到规定的技术要求6.3.5凸凹模工艺过程卡的制定表112 凸凹模加工工艺过程卡片工艺过程卡零件名称凸凹模模具编号3编号零件材料Gr12毛坯尺寸656565件数1工序号工序名称工艺内容定额工时实做工时制造人检验等级1备料用型钢棒料，在据床上或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能2铣削毛坯车削或铣削毛坯，加工尺寸至尺寸,留粗磨余量0.4mm3磨平面磨上、下两平面和相邻的两侧面，作为加工时的基准面。单面留精磨余量0.20.3mm，保证各面相互垂直4钳工划线以磨过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线4x 过孔中心线，并按照事先加工好的凹模样板划轮廓线 5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，立式铣床上按划线线加工型孔，留单面余量0.30.5mm6精加工型孔钳工锉修型孔，并随时用凹模