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拨叉复合冲裁模设计【8张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】

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冲孔凸模.dwg

凹模.dwg

导料板.dwg

拨叉模具装配图.bak

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落料凸模.dwg

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关键词：: 复合冲裁模设计 cad 图纸毕业论文答辩通过

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摘要

我国的模具行业与国外模具行业相比起步较晚，虽然近些年有了较快的发展，但是与国外的模具设计与制造业相比仍有一定的差距，这使得我国的模具寿命较低，产品的价格偏高。因而应该大力培养模具人才，努力缩小我国同发达国家之间的距离。

本次我所设计的是拨叉复合冲裁模，主要是想通过本次设计提高对模具课程的认知和理解，了解模具加工和设计过程中的重难点。对本次的加工零件进行分析，该零件所用的材料是锡青铜，生产批量是大批量生产，初步设定几个可行的加工方案并进行比较，选出其中比较合理的一个冲裁加工方案,本设计选择正装复合冲裁模；选出符合该模具的定位方式，卸料、出件跟导向方式；通过计算分析，最终完成该模具的主要设计计算；模具的凸、凹模的设计，选择模具的材料，确定每个零部件的加工方案。根据模具的装配原则，完成模具的装配。用装配好的模具进行试冲，找出模具设计和制造中的不足，发现原因并对模具做出适当的调整和修理。

关键词：模具；凸凹模；正装复合模

ABSTRACT

China's mold industry and the mold industry abroad started late, although in recent years there have been rapid developments, but compared with the mold design and manufacturing abroad still have a gap, which mold lower life expectancy and product prices on the high side. Should therefore foster mold talents, efforts to narrow the distance between China and the developed countries. This what I design is a fork of the compound blanking die, mainly through the design improve the awareness and understanding of the mold course, knowledge of molding process and problems in the design process.

On this time of processing parts for analysis, the parts by with of material is tin bronze, production bulk is big production, preliminary set several feasible of processing program and for compared, elected which compared reasonable of a rushed CD processing program; elected meet the mold of positioning way, unloading material, and out pieces with oriented way; through calculation analysis, eventually completed the mold of main design calculation; mold of convex, and concave die of design, select mold of material, determines each parts of processing program. According to mold assembly principle, complete the mold Assembly. Assembled mold test, find out shortcomings in mold design and manufacturing, cause finding, and the mold to make proper adjustments and repairs.

Key words：die ; punch-die ; dress in compound blanking die

1 冲压件的工艺性分析与方案确定5

1.1冲压件工艺性分析5

1.2冲压工艺方案的确定6

2 零件主要设计计算8

2.1排样方案的确定及计算8

2.2冲压力的计算9

2.3压力中心的确定10

2.4工作零件刃口尺寸计算11

2.5卸料橡胶的设计表13

3 模具的总体设计14

3.1模具类型的选择14

3.2定位方式的选择14

3.3卸料﹑出件、导向方式的选择14

4拨叉复合冲裁模主要零部件设计15

4.1 落料凸模的设计15

4.2 冲孔凸模的设计16

4.3凹模的设计16

5 模具材料的选用及其它零部件的设计18

5.1 模具的技术要求18

5.2模具材料的选用及要求18

5.3定位零件的选择20

5.4导料板、卸料部件设计21

5.5模架及其他零部件的设计21

6 模具总装图及设备的选定22

6.1模具的工作过程22

6.2模具的特点及结构分析23

结论22

致谢25

参考文献26

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内容简介：: 中国地质大学长城学院本科毕业设计题目拨叉复合冲裁模的设计系别工程技术系专业机械设计制造及其自动化学生姓名陈红学号 05211610 指导教师牛博英职称讲师 2015 年 4 月 10 日 nts摘要我国的模具行业与国外模具行业相比起步较晚，虽然近些年有了较快的发展，但是与国外的模具设计与制造业相比仍有一定的差距，这使得我国的模具寿命较低，产品的价格偏高。因而应该大力培养模具人才，努力缩小我国同发达国家之间的距离。本次我所设计的是拨叉复合冲裁模，主要是想通过本次设计提高对模具课程的认知和理解，了解模具加工和设计过程中的重难点。对本次的加工零件进行分析，该零件所用的材料是锡青铜，生产批量是大批量生产，初步设定几个可行的加工方案并进行比较，选出其中比较合理的一个冲裁加工方案 ,本设计选择正装复合冲裁模；选出符合该模具的定位方式，卸料、出件跟导向方式；通过计算分析，最终完成该模具的主要设计计算；模具的凸、凹模的设计，选择模具的材料，确定每个零部件的加工方案。根据模具的装配原则，完成模具的装配。用装配好的模具进行试冲，找出模具设计和制造中的不足，发现原因并对模具做出适当的调整和修理。关键词：模具；凸凹模；正装复合模 ntsABSTRACT Chinas mold industry and the mold industry abroad started late, although in recent years there have been rapid developments, but compared with the mold design and manufacturing abroad still have a gap, which mold lower life expectancy and product prices on the high side. Should therefore foster mold talents, efforts to narrow the distance between China and the developed countries. This what I design is a fork of the compound blanking die, mainly through the design improve the awareness and understanding of the mold course, knowledge of molding process and problems in the design process. On this time of processing parts for analysis, the parts by with of material is tin bronze, production bulk is big production, preliminary set several feasible of processing program and for compared, elected which compared reasonable of a rushed CD processing program; elected meet the mold of positioning way, unloading material, and out pieces with oriented way; through calculation analysis, eventually completed the mold of main design calculation; mold of convex, and concave die of design, select mold of material, determines each parts of processing program. According to mold assembly principle, complete the mold Assembly. Assembled mold test, find out shortcomings in mold design and manufacturing, cause finding, and the mold to make proper adjustments and repairs. Key words： die ; punch-die ; dress in compound blanking die nts目录 1 冲压件的工艺性分析与方案确定 . 5 1.1 冲压件工艺性分析 . 5 1.2 冲压工艺方案的确定 . 6 2 零件主要设计计算 . 8 2.1 排样方案的确定及计算 . 8 2.2 冲压力的计算 . 9 2.3 压力中心的确定 . 10 2.4 工作零件刃口尺寸计算 . 11 2.5 卸料橡胶的设计表 . 13 3 模具的总体设计 . 14 3.1 模具类型的选择 . 14 3.2 定位方式的选择 . 14 3.3 卸料出件、导向方式的选择 . 14 4 拨叉复合冲裁模主要零部件设计 . 15 4.1 落料凸模的设计 . 15 4.2 冲孔凸模的设计 . 16 4.3 凹模的设计 . 16 5 模具材料的选用及其它零部件的设计 . 18 5.1 模具的技术要求 . 18 5.2 模具材料的选用及要求 . 18 5.3 定位零件的选择 . 20 5.4 导料板、卸料部件设计 . 21 5.5 模架及其他零部件的设计 . 21 6 模具总装图及设备的选定 . 22 6.1 模具的工作过程 . 22 6.2 模具的特点及结构分析 . 23 结论 . 22 致谢 . 25 参考文献 . 26 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 5 1 冲压件的工艺性分析与方案确定 1.1 冲压件工艺性分析工件名称：拨叉零件简图：如图 1.1 所示生产批量：大批量材料： QSn4-4-2.5 材料厚度： 0.8mm 未注明尺寸公差为： IT7 级图 1.1 工件图冲裁件的工艺性指的是依据冲裁加工考虑其设计要求是否合理。通常情况下，在满足工件使用要求的条件下，能用最简单、最经济的方法完成工件的冲裁加工，就可认定该件的冲压工艺性好。否则，就认定该件的冲压工艺性差。冲裁件的结构形状和尺寸直接影响模具结构的复杂程度甚至模具的寿命，因此必须提出一定的限制。冲裁件的形状应尽量使排样合理，以减少废料。冲裁件的内、外形转角处不应是尖角，应该有适当的圆角过度。冲裁件应该尽量避免存在窄长的悬臂和凹槽。在冲孔的时候，孔的尺寸不允许太小。冲裁件的孔间距与孔边距均受到模具强度限制，不宜太小。材料分析： QSn4-4-2.5，是锡青铜 ,具有良好的耐蚀性 ,只能在冷态下进行压力加工，具有较高的减摩性和良好的可切削性。冲裁件的工艺分析：该工件的冲裁过程包含落料和冲孔两道工序，材料为锡青铜，该材料具有良好的冲压性能，非常适宜于冲裁加工。工件结构相对简单 ,有个长 8.3 mm宽 8.1 mm 的键槽 ,键槽与 1.2R 的圆弧之间距离为 mm2.1 ,还有一个槽宽为 5.2 mm 的叉形结构，具有良好的冲裁性能，工件尺寸中未注明公差的均为自由公差 ,可看作 7IT 级，精度要求较高。把上述精度跟零件简图中所标注的尺寸公差进行比较，可以看出这个零件的精度要求可以在冲裁加工时得以保证，而且尺寸标注、生产批量等其它的情况，也全都符合冲裁的工艺性要求。 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 6 1.2 冲压工艺方案的确定拨叉所需的冲压工序包括落料、冲孔两个基本工序，有以下三种可行的工艺方案：方案 1：先落料，后冲孔，采用单工序模生产；方案 2：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产；方案 3：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案 1 模具虽然结构简单，能够保证精度要求，但需要两副模具，且生产时的效率较低，难以满足大批量生产的要求；方案 2 只需要一副模具，冲压件的精度容易保证，且生产率也高。尽管模具结构较方案 1 复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具的制造并不困难；方案 3 也只需一副模具，生产率也很高，能够满足精度要求，但材料利用率较方案 2 低。通过对比分析，采用方案二复合模冲裁最为合理。具体由以下两表 1.1 和表 1.2 可查出。表 1.1 三种方案的比较模具种类单工序模复合模连续模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好表 1.2 正、倒装复合模的比较比较项目倒装复合模正装复合模工作零件装配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用顶杆、顶杆自上模（凹模）内推出，下落到模具工作面上采用弹顶器自下模（凹模）内顶出至模具工作面上 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 7 冲裁件的平整度较差较好废料排除废料凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔或排出槽排出废料不在凸凹模积聚。压力机回程时及从凸凹模内推出凸凹模的强度和寿命凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨裂受力情况比倒装复合模好，但凸凹模的内形尺寸易磨损增大，壁厚可比倒装的薄生产操作废料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生产操作较安全废料自上而下击落，和工件一起汇聚在模具工作面上，对生产操作不利适应性冲裁件平整要求不高，凸凹模强度足够时采用。凸凹模尺寸较大时，可直接固定要下模上，不用固定板适用于薄料的生产，平整度要求较高，以及壁厚较小，强度较差的凸凹模参见表 1.2 分析所冲裁零件的形状结构 ,由于条料只有 0.8mm 很薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁。对于薄料及平直度要求较高的冲裁件，宜采用弹性推件装置，因此此处用弹性装置来完成卸料、压料的动作，以保证工件的平整度。由于毛坯在进入模具时是以条料的形式送进的，而且是大批量生产，所以可以在卸料板上加工一个形槽使其与条料一样宽，这样就使得送料条料送进时能正确定位，同时因为冲件结构较简单，所以可以采用手动送料。正装式复合模较适用于冲制材质较软的或板料较平的平直度要求较高的冲裁件还可以冲制孔边距较小的冲裁件，故此处选用正装式。至于上下模座的导向方式，由于冲件生产批量是大量的生产，结构也较为简单，尺寸精度要求较高，为了提高模具的使用寿命，宜采用导柱和导套配合的形式来实现上下模正确的冲裁。综上，经过比较分析，选用正装复合模进行冲裁加工较为合适，加工时采用手动送料。nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 8 2 零件主要设计计算 2.1 排样方案的确定及计算排样是指冲裁件在条料、板料上的布置方法。合理的排样可以使材料利用率得到提高，因此在满足工件使用要求的前提下，尽可能选择简单的排样方案，以简化模具结构。如果是生产量大，特别是材料较贵的金属（主要指黄铜、青铜）时，应尽可能选择材料利用率高的排样方案，以节省材料。设计模具时，首先要对条料的排样图进行设计，拔叉铜片具有一头大一头小且对称的特点，选用于直对排时用料较少，结构较为合理。排样图如图 2.1 所示根据排样方法设成隔位冲压，这样就能显著减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转 0180 ，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁处第二部分工件。搭边值查表 2.1 取 0.5 和 1.1，条料宽度为 mm04.022，步距为mm6.11 ，一个步距的材料利用率为 005.72 。图 2.1 排样图冲裁件面积： 251.92 mmA 由表 2.1，查得最小搭边值： mma 5.0 ， mma 1.11 表 2.1 最小搭边值 a 卸料板型式条料厚度t/mm 搭边值 /mm R2t L50 a a1 a a1 a a1 弹性卸料板 0 0.25 1.2 1.0 1.5 1.2 1.8 2.6 1.52.5 0.2 0.5 1.0 0.8 1.2 1.0 1.5 2.5 1.22.2 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 9 0.5 1.0 1.2 0.9 0.5 1.1 1.0 2.6 1.52.5 1.0 1.5 1.3 1.0 1.5 1.2 2.2 3.2 1.82.8 1.5 2.0 1.5 1.2 1.8 1.5 2.4 3.4 2.03.0 条料宽度： mmB 04.0226.218.0220 （ 2 1）步距： mmS 6.111.122.45 （ 2 2）一个步距材料的利用率： 00BSA= 006.112251.922= 005.72= （ 2 3）其中：条料的利用率 B 条料宽度 A 工件的实际面积 S 条料步距 2.2 冲压力的计算本次设计的拨叉，工件尺寸较小 ,材料较薄 ,因此不需要太大的冲裁力 ,一般的冲裁设备就能够满足所需的冲裁力 ,不必采取其它的措施 ,采用平刃冲裁就能满足要求。 1 落料力的计算落料力的计算按下式可得： bKLtF 落（ 2 4）式中 F落落料力 L 工件外轮廓周长 mm t 材料厚度 mm b 材料抗剪强度 (MPa )取 MPab 280K 系数一般取 1.3 2214.38.1+9 2 5.3+35.1+22.6+42.9+22.1+7 9 4.4+8.62+9 5 4.6=L mm1.66095.66 NF 1.7 2 1 82803.01.663.1 落 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 10 2卸料力的计算表 2.2 卸料力、推件力、顶件力系数材料及厚度 /mm 卸K 推K 顶K 钢 1.0 0.0650.075 0.1 0.14 0.10.5 0.0450.055 0.065 0.08 0.52.5 0.040.05 0.055 0.06 2.56.5 0.030.04 0.045 0.05 6.5 0.020.03 0.025 0.03 铝、铝合金 0.0250.08 0.030.07 紫铜、黄铜 0.020.06 0.030.09 卸料力按式：落卸卸 FKF （ 2 5）式中 K卸卸料力系数其值查表 2.2 得 04.0K卸故 NF 1.721804.0 卸N2887= 3.推件力的计算推件力按式落推推 FnKF （ 2 6）式中 K推推件力系数其值由表 2.2 查得 03.0推Kn 工件在凹模内的个数此取 7n 则 NF 1.7 2 1 803.07 推N1456= 冲压工艺总力：推卸落总 FFFF NNN 14567.2881.7218 KN963.9 （ 2 7）该模具采用弹性卸料和下出料方式。 2.3 压力中心的确定冲压力合力的作用线与凹模平面的交点就是模具的压力中心。用毛线分别悬挂模拟件的不同位置，分别由悬挂处做铅垂线，交点就是图示的 P 点。对称冲件的压力中心就位于冲件图形的轮廓的中心线上 ,如图 2.2 所示。 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 11 图 2.2 压力中心图利用该方法可以得出：模具的压力中心在 P（ -3.4， 0）点上。 2.4 工作零件刃口尺寸计算在冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使得间隙越用越大。因此，确定凸凹模刃口尺寸时就按分开加工的方法来计算。查初始双面间隙表 2.3 得：表 2.3 初始双面间隙 Zmax、 Zmin 材料厚度t/mm 08、 10、 35 09M2、 Q235 Q345 QSn4-4-2.5 40、 50 65Mn Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin 于 0.5 极小间隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.021 0.015 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 经查表 2.3 得 015.0min Z 021.0max Znts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 12 查表 2.4 得因数 75.0X 表 2.4 磨损系数非圆形冲件圆形冲件材料厚度mmt/ 1 0.75 0.5 0.75 0.5 冲件公差 mm/ 1 0.36 0.16 12 0.42 0.20 24 0.50 0.24 4 0.60 0.30 计算如下： ( )0 p_m i n1.2D Z_D=D ( ) 06.0+01.2d _D=D ( )0 p_0 1 5.0_25.075.0_1.2= ( ) 06.0+025.075.01.2= 0 06.0_8.1= 06.0+081.1= ( ) 0 p_4.20D 015.0_52.05.0_4.20=D ( ) 13.0+04.20d 52.05.0_4.20=D 0 13.0_13.20= 13.0+014.20= ( ) 0 p_2.5D 015.0_3.075.0_2.5=D ( ) 0 7 5.0+0d 3.075.0_2.5=D 0 075.0_96.4= 075.0+0975.4= ( ) 0 06.0_D 015.0_25.075.0_8.1=D ( ) 06.0+0d 25.075.0_8.1=D 0 06.0_6.1= 06.0+061.1= ( ) 0 06.0_D 0 1 5.0_25.075.0_2.4=D ( )0 06.0_d 25.075.0_2.4=D 0 06.0_0.4= 06.0+001.4= ( )0 06.0_p 25.075.0+9.0=d ( ) 06.0+0d 0 1 5.0+25.075.0+9.0=d 0 06.0_09.1= 06.0+010.1= ( )0 06.0_p 25.075.0+5.2=d ( ) 06.0+0d 0 1 5.0+25.075.0+5.2=d 0 06.0_69.2= 06.0+071.2= nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 13 ( )0 06.0_p 25.075.0+3=d ( ) 06.0+0d 0 1 5.0+25.075.0+3=d 0 06.0_19.3= 06.0+021.3= ( ) 443.0+c=C p ( ) 11.032.0+1.12= 11.042.12= ( ) 425.025.075.0+2=C p 06.019.2= 2.5 卸料橡胶的设计表表 2.5 卸料橡胶的设计表项目公式结果备注卸料板作行程 21 hthhI 3.3mm 1h 为凸模凹进卸料板的高度1mm ； 2h 为凸模冲裁后进入凹模的深度 2mm 橡胶工作行程修hhH II 8.5mm 修H 为凸模修磨量，取 5mm 橡胶自由高度 IHH 4自由 34mm 取 %25的为自由HH I 橡胶的预压缩量自由预 HH %15 5.1mm 自由预）（ HH %15%10 每个橡胶承受的载荷 4/1 卸FF 722mm 选用 4 个圆筒形橡胶橡胶的外径 5.0)/(27.1( 12 pFdD 32mm d 为圆筒形橡胶的内径取 M P apmmd 5.0;13 校核橡胶自由高度 5.154.0/5.0 DH 自由满足要求橡胶的安装高度预自由安 HHH 31mm nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 14 3 模具的总体设计 3.1 模具类型的选择经过前面冲压工艺分析可知：该模具采用正装式复合冲裁模。 3.2 定位方式的选择冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。该设计用导料销 27 作为送进导向定位零件，无侧压装置。在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离称为送料定距，选用定位销 26 对送料进行定距定位，对工序进行定位的定位零件是定位销。 3.3 卸料出件、导向方式的选择在一次行程中，工作行程完成冲裁加工后，就可以由卸料与出件装置将冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便进行下一次冲裁。（ 1）卸料：把冲件或废料从凸模上卸下来的装置称为卸料装置。有以下几种形式固定卸料装置弹性卸料装置和废料切刀。固定卸料装置是由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上。弹性卸料装置由弹压卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成。在工作行程，橡胶板受压缩而储蓄能量，所产生的压力使弹压卸料板起压料作用。而在回程，橡胶板释放能量，所产生的压力又使弹压卸料板起卸料作用。因此，弹压卸料装置既有卸料作用，又有压料作用，适合冲薄料，可获得比较平整的工件。（ 2）出件：出件装置的作用是将废料或工件从凹模内卸下，推件装置一般是刚性的。综合考虑该模具的结构和使用方便性，以及工件料厚为 8.0 mm ，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料，又因为是复合模生产，所以采用下出件比较便于操作和提高生产效率。（ 3）导向方式：冲模的导向方式分为无导向冲裁和有导向冲裁。该模具采用的是有导向冲裁，具体为中间导柱导向方式，导柱导套的直径不相同，这样可以方便安装调整，并能够防止上模与下模装错位而发生事故，提高模具寿命和工件质量，故该复合模采用中间导柱的导向方式。 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 15 4 拨叉复合冲裁模主要零部件设计 4.1 落料凸模的设计结合工件外形并考虑加工特性，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机加工， 2 个 8M 螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 56 mH 。其总长 L 可按公式计算： hthhL 21（ 3 1）式中 L 凸模长度 (mm) 1h 凸模固定板厚度（ mm） 2h 卸料板厚度（ mm） t 材料厚度（ mm） h 增加长度（ mm），它包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度（ 0.51mm）、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等 ,一般取 1020mm。 1h 1.5d 31h mm mmmmh 7107.02 mmmmL .43203.073 图 4.1 落料凸模 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 16 4.2 冲孔凸模的设计为保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都必须满足三个原则：精确定位、防止拔出、防止转动。该设计中所冲孔均为圆形，而且不需要对小凸模特殊保护，所以此处冲孔凸模选用了台阶式，一方面加工制造简单，另一方面又便于装配与互换。图 4.2 冲孔凸模 4.3 凹模的设计凹模厚度： 10mm 表 4.3 凹模厚度系数 kmm 板料宽度 s 材料厚度 t 1 13 36 50 0.300.40 0.350.50 0.450.6 50100 0.200.30 0.220.35 0.300.45 100200 0.150.20 0.180.22 0.220.30 200 0.100.15 0.120.18 0.150.22 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 17 凹模按结构分为整体式、组合式和镶拼式。该模具选用整体凹模，要依据所算出的压力中心的数据，调整凹模在模架上的位置，使压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按资料冲压模具设计与制造上的公式计算，见表 4.3：凹模壁厚： mmc 201510)25.1( 1K 冲裁轮廓长度修正系数 1K 2K 凹模材料修正系数 P 冲裁力凹模壁厚： mmc 201510)25.1( 取 20c mm 凹模宽度： mmcbB 4.581924.202 （ 4 1）凹模长度： 115mm 凹模轮廓尺寸为： 204.58115 mm，结构如图 4.3 所示。图 4.3 凹模 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 18 5 模具材料的选用及其它零部件的设计 5.1 模具的技术要求 1、明确设计思路，合理布置设计的先后次序 2、根据实际冲裁要求正确的计算出有关数据 3、认真分析并确定主要零件的结构尺寸 4、正确的选取有关标准件 5.2 模具材料的选用及要求 1.对冲压模具材料的性能要求（ 1）具有较高的硬度、抗弯强调、抗压强调等，一般要求其工作零件热处理以后的硬度达到 60HRC 以上。（ 2）具有较高的冲击韧度和疲劳强度（ 3）具有较好的耐磨性和胶合能力。（ 4）具有较好的冷、热加工工艺性。 2.冲模零件材料选用原则：（ 1）要选用满足模具零件工作要求的综合性能最佳的材料。（ 2）要根据模具失效形式合理选用钢材。钢材的失效对模具的寿命影响巨大，主要包括： 1）为防止模具开裂，要选用韧性好的材料。 2）为防止磨损，应选用合金元素高的材料。 3）对于大型冲模应采用淬透性好的材料。（ 3）要根据制品批量大小，以低成本为选材原则。（ 4）要根据冲模零件的作用选择。（ 5）要根据冲模精密程度选用：在制造小型而又复杂的精密模具时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度要求不高的模具应采用比较便宜的低合金钢或碳钢。（ 6）根据图纸要求该工件板料较薄只有 0.8mm ，并且外形尺寸较大，生产批量是大批量生产。见表 5.1。表 5.1 模具工作零件的常用材料及热处理要求类型零件名称及使用条件材料牌号热处理硬化/HRC 凸模凹模冲裁模冲裁厚度 t 3mm ,形状简单的凸模、凹模和凸凹模 AT8 ， AT10 ， VMn29 5862 6064 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 19 2 冲裁厚度 t 3mm ,形状复杂或冲裁厚 t3mm 的凸模、凹模和凸凹模 CrWMn ， WVCr6 ，VMn29 , 12Cr , MoVCr12 ，15GCr 5862 6264 3 要求高度耐磨的凸模、凹模和凸凹模，或生产量大、要求特长寿命的凸、凹模 VCrW 418 , MoVWCr 24120 ， 6062 6163 )65(23465 NbV N bWMoCr 5658 5860 15YG , 20YG ， 4 材料加热冲裁时用凸、凹模 823 WCr , CrNiMo5 , CrMnMo5 ， 48 52 )2(2346 CGWVNiMoCr 51 53 拉深件 1 一般拉深用的凸模和凹模 AT8， AT10 ， VMn29 ， 5862 6064 2 要求耐磨的凹模和凸凹模，或冲压生产批量大、要求特长寿命的凸、凹模材料 12Cr , MoVCr12 ， 15GCr 6062 6264 8YG , 15YG 3 材料加热拉深用的凸模和凹模 CrNiMo5 , CrNiTi5 52 56 综合各种材料进行比较及材料的用途，查表 5.1 表 5.2 和表 5.3 可选择GrWMn 为冷冲模工作零件所用的钢材。表 5.2 冷冲模工作零件材料零件名称使用条件选用材料凸模，凹模，凸凹模，凸、凹模镶块，连续模，侧刃凸模形状简单，冲裁材料厚度 t小于等于 3mm ，中小批量生产的冲裁 T8、 T8A、 T10、 T10A 冲裁件厚度 t 3mm ，形状复杂，或冲裁厚度t 3mm 的中小批量冲裁 Gr12、 GrWMn、 GGr15、 Gr12MoV nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 20 要求批量较大，使用寿命较长的冲裁模 W18GrV 、 MoVWGr 24 、256 GrVMoW 、 YG15、 YG20 需要加热冲裁模 3W2Gr8V 、 5GrMoV 、6Gr4Mo3NiWV 选择说明：在选择冲裁凸模、凹模材料时，应依据模具的工作条件与失效特点，量材而用。对于形状简单、尺寸较小、受力也比较小的凸、凹模，只需要适当热处理工艺，其性能就能够满足使用要求，而当生产批量不大时，可采用碳素工具钢作为模具材料，这样能够使成本降低；反之，就应该选用变形较小，耐磨性较高的合金工具钢。对于大、中型冲裁模，其材料的成本占模具总成本 1018左右，故应选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。表 5.3 冷冲模辅助材料的选用零件名称选用材料热处理硬度 HRC 上模座、下模座 HT2040HT2547、 ZG 模柄 A3、 A5 凸模固定板、凸、凹模固定板 A3、 A5 侧面导板 45 淬火 4348 导柱 20 渗碳 0.81 5862 导套 20 淬火 5860 导正销、定位销 T7、 T8 淬火 5256 挡料销、挡料板 45 淬火 4548 垫板、定位板 45、 T7A 淬火 4348 螺母、垫圈 A3 固定螺栓、螺钉 A3、 45 销钉 45 淬火 4548 顶杆、推杆 45 淬火 4348 5.3 定位零件的选择冲模的定位零件主要用于确保条料的正确送进及在模具中时的正确位置。定位零件在选择的时候需注意坯料形式、模具结构、冲件精度和生产率等要求。活动定位销用于弹压导料板上，弹簧选用标准件，落料凸模下设置两个导料销，导正条料位置，减少误差。 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 21 5.4 导料板、卸料部件设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙 mm1 ，这样就确定了导料板宽度。查表 5.4 得厚度 7H 。导料板采用 45 钢制作，热处理硬度为 HRC4540 ，用螺钉和销钉固定在凹模上。表 5.4 定位装置尺寸材料厚度 t 挡料销高度 h 导料板厚度 H 固定导料销自动导料销 0.32 23 34 46 610 3 4 4 5 8 68 810 1012 1215 1525 48 68 810 810 1015 卸料板厚度为 3mm ；卸料板采用 45 钢制造，淬火硬度为 40 45HRC 。 5.5 模架及其他零部件的设计该模具选用中间导柱模架，该模架的导柱位于模具两侧对称的位置，为防止可能产生侧向推力，可设置止推块使得导柱不受弯曲力。为了防止上下模座倒置，模架中导柱导套直径是不一样的，一般相差 2 5mm，以凹模的周界尺寸为依据，选择模架规格。经查表选择模架规格 100 125 12.5mm。导柱直径 12mm 导套直径 18mm 垫板宽厚 20 40mm 上模座厚度取 20mm 上模垫板厚度取 5mm 固定板取 5mm 下模座厚度取 25mm 模具闭合高度：2hHHLHHH 下模固垫上模闭)2251033520( mm91 式中： L 凸模长度， mmL 33 H 凹模厚度， mmH 10 2h 凸模冲裁后进入凹模的深度 mmh 22 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 22 6 模具总装图及设备的选定 6.1 模具的工作过程根据本零件的形状、尺寸及技术要求，经分析计算及选择，得出本设计的模具装配图如图 6 所示。冲裁时，剪切好的条料通过导料销 27、定位销 26 定位，并有卸料板 6 压住条料，冲裁时，冲裁件又同时受到凸凹模 13 和顶件块 22 的压紧力压紧，随后在凸凹模 13 与凹模 5 共同作用下冲出制件外形；在小凸模 21 与凸凹模 13 的共同作用冲出键槽，这样就完成了冲裁变形，滑块回升时由顶件块22 把工件顶出，由卸料板 6 把条料板推出，由推杆 20 把废料推出，每次冲裁后冲孔废料就会被推下一次，凸凹模孔内不会积存废料。图 6 装配图 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 23 1-螺钉 2 垫板 3 凹模固定板 4 支撑板 5 凹模 6 卸料板 7-橡胶 8 导柱 9 导套 10 卸料螺钉 11 凹凸模固定板 12-上模座 13 凸凹模 14 垫板 15 打板 16 模柄 17 打杆 18 止动销 19 圆柱销 20 推杆 21-冲孔凸模 22-顶件块 23-圆柱销 24-顶杆 25-下模座 26-定位销 27-导料销 6.2 模具的特点及结构分析该模具是复合冲裁模，该模具采用了凸凹模在上，落料凹模和冲孔凸模在下的布置方式。它在一次冲压过程中完成了冲孔落料两道工序。冲裁时，卸料板 6先压住条料，并有导料销 27、定位销 26 定位，冲裁件又同时受到顶件块 22 和凹模 5 的压平作用，所以能使冲裁件达到平整的要求。上模下行卸料板与推杆对板料进行压紧，然后凸凹模完成冲孔的工作，上模继续下行，工件被推件块压紧进而完成落料，上模回升时，由卸料板及顶件块完成卸料。根据模具的工作过程可知，正装式冲孔落料复合模的冲孔废料由上模带上，再由推料装置推出，工件则由下模推件装置推出，条料由上模脱出，三者混杂在一起，如果不及时排出工件或废料而进行下一次冲压，就易崩裂模具刃口。因此，一般不推荐广泛使用。然而正装复合模的顶件装置、鞋料装置均是弹性的，条料与冲裁件同时受到压平作用，所以较软、较薄的冲裁件，且零件平整度要求较高、冲裁精度也较高的情况优先选择使用正装复合模进行加工。 nts中国地质大学长城学院 2011 界毕业设计 24 结论本次我所设计的内容是拨叉复合冲裁模，根据对我所设计的零件的相关分析，最终选择正装式复合冲裁模作为加工该零件的模具。本次设计自我创新的部分较少，主要是通过对模具的设计，了解模具的相关专业知识，学习模具的设计步骤及重难点知识。通过本次设计，我对模具课程有了深入的了解，在加工时首先得进行材料分析、工艺分析，还要选出导料、夹紧、冲孔、落料等各个环节的加工方式和加工零件。模具虽是我们的相关专业，但是我们并没有开设该

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