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山东建筑大学大学毕业设计前 言 冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。一、冷冲压的特点及分类 冷冲压和切削加工比较，具有生产效率高、加工成本低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、容易实现机械化和自动化等一系列特点，特别适用于大批量生产，但冷冲压也有它的局限性，如制造模具成本高、技术要求高等。 冷冲压工艺大致可分为分离工序和成行工序两大类。分离工序又可分为落料、冲孔和切割等，成形工序则可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩口、缩口和旋压等。根据产品零件的形状、尺寸精度和其他技术要求，可分别采用各种工序对板料毛坯进行加工，以获得满意的零件。二、模具行业的现状 目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。而且，家电、汽车、塑料制品行业对模具需求最大。国际市场方面：近年来，工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。其国内以生产高、精模具为主，人工劳动投入量大的模具依靠进口解决。因此，中低档的模具国际市场潜力十分巨大。只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。此外，国际市场对塑料模具架及模具标准件的需求量也很大。目前，我国只有对塑料模具架有少量出口。 随着模具工业的飞速发展以及CAD/CAM技术的重要性被模具界的广泛认可，近年来CAD/CAM开发商投入了很大的人力和物力，将通用CAD/CAM系统改造为模具行业专用的CAD/CAM系统，针对各类模具的特点，推出了宜人化、集成化和智能化的专用系统，受到了广大模具工作者的好评。例如以色列Cimatron公司推出的Quick系列产品，能在统一的系列环境下，使用统一的数据库，完成产品设计，生成三维实体模型，在此基础上进行自动分类，生成凸、凹模并完成模具的完整结构设计，能方便地对凸、凹模进行自动NC加工。又如英国DELCAM公司推出的PowerSHAPE系统，包括PSMoldmaker模块，是面向模具制造的模具总装设计专家系统，可自动为复杂注塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分模面，加工信息被自动封装，并可直接输出到PowerMILL模块，自动产生加工程序。日本造船信息系统株式会社的三维CAD/CAM系统SpaceE中也增加了专用于注塑模的设计模块。日本UNISYS株式会社推出的专用于塑料模设计和制造系统的CADCEUS也颇具特色，该系统综合了塑料产品设计从产品形状设计、模具设计到模具生产所需要的全部功能，重点放在三维设计与二维视图的关联，体现了宜人化和集成化方面的技术进步(参考文献17)。三、我国模具行业的十大发展趋势未来我国的模具将呈现十大发展趋势： 1模具日趋大型化。这是由于模具成型的零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的一模多腔所造成的。 2模具的精度越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5微米，现在已达到23微米，不久1微米精度的模具将上市。这要求超精加工。 3多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。 4热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，因此热流道技术的应用在外国发展很快，许多塑料模具厂生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术，有的厂家使用率达到80%以上，效果十分明显。热流道模具在我国也已生产，有些企业使用率上升到20%-30%。(参考文献18) 5随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很严。 6标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用在十五期间必将得到较大的发展。 7快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好。因此开发快速经济模具将越来越引起人们的关注。 8随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。 9以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。 10模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。 1 工艺方案和选择压力机1.1 制件图 该零件的制件图如图1-1所示。 图1-1制件图1.2 工艺分析 从制件图看，该制件结构对称，圆孔较多并且孔径比较小，两个螺纹孔可以通过钻头钻出，冲孔要求孔缘与孔缘之间的最小距离为1mm，制件图中的尺寸符合要求可以通过冲压冲得圆孔；由参考文献3表3-7可知当制件的弯曲半径大于等于0.5mm时，符合一次弯曲成型要求，不需最后整形；孔缘到弯曲线的最小距离大于等于1mm时，孔的形状不会随着弯曲的进行而变形，通过制件图中的尺寸可知，孔不受弯曲影响，冲孔和弯曲两道工序的先后顺序不受限制。制件图中未标公差尺寸均为自由公差，可安IT14级度，由参考文献1表2-5可知，已标公差值的圆孔30-0.1为IT8级精度，未标公差值孔圆孔（包括翻边预冲孔）可采用IT8级精度，制件有平面度要求为IT8级，所以弯曲模具的相应零件也有平面度要求，可采用IT7级精度，翻边是没有特殊要求，可采用一般精度。由参考文献5表2-9可知，板料单边极限偏差的等级小于要求等级，同时考虑到模具用于大批量生产，为了延长模具的使用寿命采用有废料排样。1.3 工艺方案1.3.1 计算翻边预冲孔尺寸翻边高度h2t，可以一次翻边成形，由参考文献15 式5-31可得翻边预冲孔尺寸公式为： （1-1）式中 预冲孔尺寸 ； 翻边后竖直边的中径，Dmm=10mm； 翻边高度，h=3mm； 中性层弯曲半径，r0=1mm； 板料原厚度，t0=1mm； 故 =6.3(mm)翻边的预冲孔直径为6.3mm。1.3.2 展平尺寸 展平后各尺寸如图1-2 所示。 图1-2 弯曲件展平后尺寸由参考文献2得 =31.2（mm） =55.8 (mm) =74.46 (mm) 1.3.3 计算压力中心由于制件是对称结构，所以压力中心与几何中心重合。1.3.4 拟定工艺方案 该制件包括落料、冲孔、弯曲、翻边四道工序，根据需要制定的工艺方案如下：方案1：各工序分开加工方案2: 落料冲6.3mm孔, 弯曲翻边，冲3mm孔，冲其余各孔方案3：落料冲6.3mm孔，弯曲冲3mm孔，冲其余圆孔方案1：工步增多，分开加工不易定位误差较大，生产效率不高，不适合大规模生产方案2：工步相对较少，但冲孔时又是单工序加工，方案1工作效率有所提高方案3：考虑到各个因素，将不同精度要求的圆孔与其余工序组成复合模具，可以保证精度，并能有效减少工步，提高生产效率，本设计中只涉及到落料冲孔和弯曲冲孔，由于都是复合模，采用凸、凹模倒置结构，制件由打料杆从上向下打出，而冲孔废料由模具下方推出，如图1-3和图1-5分别是落料冲孔和弯曲冲孔的模具结构。图1-3 落料冲孔模图1-4弯曲冲孔模 1.4 排样1.4.1 排样方法根据材料的利用情况，排样方法可分为三种：1.有废料排样 沿工件全部外形冲裁，工件周边都留有搭边，如图1-5a。因有搭边，这种排样能保证冲裁件的质量，冲模寿命也长，但材料利用率低。2.少废料排样 沿工件部分外形冲裁，只局部有搭边与余料，如图1-5b。3.无废料排样 无任何搭边，如图1-5c。采用少、无废料排样，对节省材料具有重要意义，且有利于一次冲裁多个工件，故可以提高生产效率。同时因其冲切周边减少，又可简化冲模结构和降低冲裁力，在无废料排样时，因为材料只有料头和料尾损失，故材料利用率可达85%-95%。少废料排样的材料利用率也可达70%-90%。但采用少、无废料排样也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差，使工件的质量和精度降低，另外，由于采用单边剪切，也影响断面质量以及模具寿命。 本设计处于精度和模具使用寿命等方面考虑，采用有废料排样。 a b c图1-5 排样 a-有废料排样 b-少废料排样 c-无废料排样 1.4.2 搭边排样时工件以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。搭边还可以使条料具有一定刚度，便于送进。 搭边值要合理确定。从节省材料出发，搭边值越小越好，打搭边小于一定数值以后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在搭边值过小时，作用在凸模侧表面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布将不均匀。为了使作用在毛坯侧表面上的应力沿切离毛坯周长的变化不大，必须使搭边的最小宽度大于塑变区的宽度，而塑边区宽度与材料性质和材料厚度有关，一般约等于0.5t。所以，搭边的最小宽度可取大约等于毛坯的厚度。若搭边值小于材料厚度，在冲裁中还可能被拉入凸、凹模间隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值大小与下列因素有关。1.材料的机械性能硬材料的搭边值可小一些，软材料的搭边值要大一些。2.工件的形状与尺寸 工件尺寸或是有尖凸的复杂形状时，搭边值应大一些。3.材料厚度 厚材料的搭边值取大一些。4.送料及挡料方法用手送料，有侧压板导向的搭边值可以小一些。1.4.3 材料利用率零件外轮廓为,考虑操作方便采用单排样，搭边值如图1-6所示。图1-6 落料件搭边值由参考文献9表2-11可知条料宽度 条料进距 由参考文献15表1-3-5，选用板料规格为，采用纵排样，剪切条料尺寸为条数 每条个数 每板个数 冲压面积 =1208.13（）在冲压零件的成本中，材料费用占60%以上，因此材料的经济利用是一个重要问题。冲裁件在条料或板料上的布置方法叫排样。排样不合理就会浪费材料，衡量排样经济性的标准是材料利用率，也就是工作的实际面积与板料面积的比值，即 （1-2） 式中 材料利用率 工件的实际面积 所用材料面积，包括工件面积与废料面积。 由公式（1-2）可得利用率为 1.5选择压力机由参考文献13表8-8可知：材料抗剪切强度，抗拉强度。 由参考文献8表2-10可知：推件系数，顶件系数，卸料系数 1.5.1 计算冲裁力1落料冲孔工步 由参考文献1式2-11，可知冲裁力为： (1-3)落料件周长=172.98（）由式（1-3）可得冲6.3孔力为：由参考文献1式2-13，可知推件力公式为： （1-4）式中：同时梗塞在凹模内的废料数 圆柱形凹模腔口高度,如图1-7 =3 由公式（1-4）可得顶件力 由参考文献1式2-14，可知顶件力为： 由参考文献1式2-15，可知卸料力为： a) b)图1-7凹摸腔深度a)-冲6.3孔时凹模腔深度 b)-冲6.3时凹模腔深度 总的冲裁力为： 考虑到模具刃口的磨损，凸、凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度偏差的因素实际所需冲裁力还需增加30%，即选用公称压力为160KN的压力机。2. 弯曲冲孔工步 (1) 冲3圆孔部分四个圆孔的冲裁力为：由参考文献6 式2-14，可知顶件力为：由参考文献6 式2-15，可知卸料力为：(2) 弯曲部分该制件可看作是U形弯曲。 由参考文献6 式3-36，可知自由弯曲力公式为： （1-5）式中 安全系数，一般取1.3； 弯曲处宽度（ ），如图1-8所示。 弯曲件内角半径。由零件尺寸知： ；由式（1-5）可得两次弯曲的弯曲力分别为： 压料力为： 总压力为： 选用工程压力为40KN的压力机。图1-8 弯曲冲孔件1.5.2 选用的设备参数由参考文献11表13-9可得压力机的各个参数见表1-1。表1-1压力机主要参数压力机名称JB23-16JB23-4公称压力160KN40KN发生公称压力时滑块距下死点距离5mm3mm滑块行程70次/秒40次/秒行程次数115mm200mm最大封闭高度220mm160mm封闭高度调节量60mm35mm滑块中心到床身距离160mm100mm工作台尺寸左右450mm280mm前后300mm180mm工作台孔尺寸左右220mm130mm前后110mm60mm直径160mm100mm立柱间距离220mm130mm模柄孔尺寸工作台厚度60mm35mm倾斜角30301.6 确定模具闭合高度确定模具闭合高度以前，先了解压力机的闭合高度。压力机闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底平面到工作台的距离。压力机连杆螺丝可以上、下调节，当滑块在下死点位置，连杆螺丝向上调节，将滑块调整到最上位置时，滑块底面到工作台的距离，称为压力机的最大闭合高度。当滑块在下死点位置，连杆螺丝向下调节，将滑块调整到最下位置时，滑块底面至工作台的距离，称为压力机得最小闭合高度。 模具的闭合高度是指模具在最后工作位置时，上、下模板之间的距离。因此，为使模具正常工作，模具闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下公式计算，即 （1-6）式中 压力机最大闭合高度 封闭高度调节量 1. 落料冲孔模闭合高度： 由式（1-6）可得 取 2. 弯曲冲孔模闭合高度： 由式（1-6）可得 取 模具设计时，除确定闭合高度外，还应考虑模具的张开高度。张开高度是指滑块在上死点时，滑块底面至工作台的距离。对于冲载、弯曲等磨具，磨具张开高度不宜过大，以免发生上模板与压力机导轨相撞或滚珠导向装置脱开的不良后果。对于拉深模，模具张开高度过小，又会出现出件困难。对于有侧压、斜楔装置的模具，更应考虑模具张开高度，以保证模具个动作协调工作。张开高度应根据模具结构形式与压力机导轨至工作台距离等情况确定。2 模具结构2.1 工作零件2.1.1冲头a)b)图2-1 冲头 a)-冲6.3孔冲头形式 b)-冲3孔冲头形式一、冲头结构及固定形式：冲头的形式如图2-1a、b，冲6.3圆孔的冲头制阶梯形，用于增加刚度，如图a；冲3由于直径较小，为防止冲头折断设置套筒，套筒与冲头为过渡配合，如图b。二、冲头长度计算：冲头长度又模具结构确定如图2-1考虑固定板厚度、凹模厚度、冲头进入凹模的深度、工作行程可得冲头长度： 冲6.3孔冲头长度 10+27+1+1-2 =37（）冲3冲头孔长度 10+24+1+1-14 =22（）三、冲头强度计算：冲头长度确定后，一般不作强度计算，但冲头直径比较小，为防止纵向失稳和折断，应进行冲头的承压能力和抗弯能力的校核。冲头各需校核部分如图2-2。 a) b)图2-2 冲头需要校核部分a)-冲6.3孔冲头 b)-冲3孔冲头由参考文献10得校核冲头的承压能力，对于圆形冲头校核公式为： （2-1） T10A极限压应力 冲头材料为T10A，由参考文献1表14-1可查得： 抗剪切强度 由式（2-1）可得 两种冲头中最小为3，符合承压要求 冲头的抗弯能力校核，冲6.3孔冲头无导向装置，冲3孔采用了套筒结构，校核公式分别为：校核冲6.3孔冲头弯曲强度公式为： （2-2）式中 Lmax允许最大长度； F冲6.3孔的冲孔力 d冲头最小截面处直径由式（2-2）可得 校核冲3孔冲头弯曲强度公式为： （2-3）式中 Lmax允许最大长度； F冲单个3孔的冲孔力； d冲头最小截面处直径。由式（2-3）可得 由计算结果可知两冲头都符合要求。2.1.2 凸、凹模刃口尺寸1. 刃口尺寸计算原则模具刃口尺寸精度是影响冲材件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证。从生产实践中可以发现：(1) 由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔带有锥度，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尺寸。 (2) 在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。冲裁时，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨逾大，结果使间隙越来越大由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需要考虑下述原则：(1) 落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；涉及冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上 (2) 考虑到冲载中凸、凹模的磨损，涉及落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；涉及冲孔模时，凸模基本尺寸应取工件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。 (3) 模具精度由制件精度确定。如果对刃口精度要求 过高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期：如果刃口精度要求过低，则生产出来的零件可能不合格，或使模具使用寿命降低。 2. 刃口尺寸计算由于模具加工和测量方法的不同，凹模与凸模刃口部分尺寸的计算公式与制造公的的标准也不一样。(1) 弯曲冲孔模各刃口尺寸冲3采用凸模与凹模分开加工方法 由参考文献3表2-6 表2-3 由于 取 由参考文献3 式2-1，可知冲头刃口尺寸计算公式为： （2-4）式中 dp冲头直径； d零件孔径。 由参考文献3表1-7 由式（2-4）可得 由参考文献3式2-2 ，可知冲孔凹模刃口尺寸为： 对于U形件弯曲，必须合理选择凸、凹模间隙，间隙过大，则回弹大，弯曲件尺寸和形状 不易保证；间隙过小，弯曲力增大，且使工件变薄，减低使用寿命，生产常按材料机械性能和厚度选取单边间隙 取 以凹模为基准，先确定凹模尺寸，同时考虑弯曲件弯曲回弹影响由参考文献3式3-69，可知弯曲凹摸计算公式为： （2-5）式中 bd冲孔凹模直径； b零件相应部分直径。 由参考文献4附表1 由式（2-5）可得 由参考文献3式3-70,可知弯曲件凸摸尺寸为：(2) 落料冲孔模刃口尺寸落料及冲6.3孔刃口采用配合加工方法各尺寸如图2-3。图2-3落料冲孔模制件图由参考文献1表10-1查的各尺寸自由公差： B= A1= A2= A3= A4= A5= A6= A7=A8= 模具在使用过程中 会随着凹模的磨损而变大，由参考文献6式2-5，可知尺寸计算公式为： （2-7）式中 Aj基准件尺寸； Amax相应的工件极限尺寸； 工件公差。由参考文献6表1-7 由公式（2-7）可得 圆孔尺寸会随着凸模的磨损而变大，由文献6式2-5，可知尺寸计算公式为： （2-8）式中 Bj基准件尺寸； Bmin相应的工件极限尺寸； 工件公差。 由参考文献6表1-7： 由公式（2-8）可得 该制件凸、凹模刃口尺寸按上面计算出的凹、凸模相应尺寸配置，保证双面间隙。3. 模具间隙(1) 间隙对冲裁件质量的影响 冲裁件质量是指切断面、尺寸精度以及形状误差。切断面应平直、关节，即无裂纹、撕裂、夹层、等缺陷。零件表面应尽可能平整，即穹弯小。尺寸应保证不超出图纸规定的公差范围。影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙大小及分布的均匀性，模具刃口状态、模具结构与制造精度，材料性质等，其中间隙值大小与均匀程度是主要因素。(2) 间隙对冲裁力的影响 当间隙小于合理间隙时，不仅冲裁力Fmax增大，且在产生裂纹后，冲裁力不是急剧下降，而是缓慢的呈台阶式下降，显然在合理间隙时由于上、下裂纹重合，所以剪切力会急剧下降。而小间隙冲裁时，由于上、下裂纹不重合，留下的中间环带部分又被不断挤压与剪断，故剪切力呈阶段性下降。冲裁力随间隙改变而变化情况是：间隙Z减小，则Zmax增大。原因是间隙小，材料所受拉应力减小，压应力正大，材料不易产生撕裂，故使冲裁力Fmax增大。(3) 间隙对模具寿命的影响 冲裁凸、凹模的损坏有磨损、崩刃和折断等形式。模具寿命系以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部磨损后总的寿命。当凸、凹模刃口磨钝后，材料内裂纹的发生点就由刃口尖端向侧面移动，所以随着刃口的磨损，毛刺高度增加。凸模刃口磨钝时，毛刺产生在落料制件上；凹模刃口磨钝时，毛刺产生在所冲孔上；若凸、凹模都磨钝，则制件与孔上均出现毛刺。另外刃口磨钝还将导致尺寸精度、断面光洁度降低，冲裁能量增大。为此，我们必须研究模具磨损的形式与机理，找到影响磨损的因素，尽量减少磨损。 冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，由于材料的弯曲，模具表面与材料的接触面仅局限在刃口附近的狭小区域，故使刃口受到极大的垂直压力与侧压力的作用，这种高压将以其刃口磨损，甚至崩刃。这是由于高压时刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切面引起磨损。这种磨损叫附着磨损，是冲模磨损中的主要形式。为了减少这种磨损，必须采用较大间隙值，使孔径在冲裁后因回弹增大，便于缷料，减少凸模侧面的磨损。为了提高模具寿命，一般需要采用较大间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度与模具才制造光洁度、精度，改善润滑条件，以减小磨损。4. 凹模外形和尺寸的确定：由参考文献5表2-40可得最小壁厚为36mm、最小厚度为25mm， 凹模宽度 取 凹模长度 取 5. 凹模和凸凹模形式和固定方法凸凹模的固定方法如图2-4，凸凹模用压板固定在下模座上，凸凹模与压板之间采用过渡配合，凹模采用螺钉紧固的方法。 a) b)图2-4 凸凹模固定形式a)-落料冲孔凸凹模 b)-弯曲冲孔模2.2 定位零件 模具上定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能够正确定位。根据毛坯形状、尺寸以及模具的机构形式，可以选用不同的定位方式。1. 定位板：定位板的具体结构如图2-5 图2-5 定位板的两视图 2. 挡料销：挡料销主要用于条料或带料送进市的定位可分为固定式和活动式两种，这里采用的是固定式，如图2-6所示。图2-6 固定式挡料销 2.3 卸料板和压料零件 缷料板和压料板分别起到缷料和压料的作用。1. 缷料板：鞋料拌采用的是弹性缷料板，如图2-7所示。图2-7 弹性缷料板1-弹簧 2-鞋料拌 弹性缷料板受到弹簧、橡皮等零件的限制，缷料力较小，主要用于板厚在1.5mm以下薄件的缷料工作2. 压料板：在弯曲冲孔模中采用了压料板装置，在模具工作过程中，凹模与压料板压紧制件，起到更好的定位作用。2.4 导向零件模具导向有导板、导柱和导套、滚珠导柱和导套等几种方式，这里采用的是导柱和导套导向。导柱和导套都是圆柱形，加工方便，容易装配，是模具行业应用最广的导向装置。根据冲压工序性质、精度以及模具寿命等要求，导柱和导套的配合精度分别为或。 导柱和导套为间隙配合，要求配合表面坚硬和耐磨，具有一定的强韧性，常用20号钢制作，表面经过淬火处理，硬度达到HRC58-62，渗碳深度0.8 1.2mm。2.5 固定零件 模具的固定零件有，上、下模板、模柄、凸、凹模固定板、垫板、螺钉核销钉等。1. 模柄 模柄是连接上模与压力机的零件，1000KN以下压力机的模具安装，一般采用模柄连接，如图1-3、图1-4，模柄用螺钉固定在上模座上，一般采用A3或A5钢制成。2. 凸、凹模固定板和垫板凸、凹模固定板主要用于小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定。凸模固定板或凸凹模固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本一致，厚度取（为凹模厚度）。凸、凹模固定板由A3或45号钢制造。垫板主要作用是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上、下模板上压出凹坑，影响模具正常工作。垫板厚度取15mm，外形尺寸与凸、凹模固定板相同，材料为45号钢，热处理后硬度HRC43-48。上、下模座、螺钉、销钉等固定零件可按模具标准选取。2.6 弹簧 弹簧是模具中广泛应用的弹性零件，主要用于缷料、压料或推件等工作。弹簧的形式有很多，这里采用圆钢丝螺旋弹簧和蝶形弹簧2.6.1 螺旋弹簧的选用和计算 1根据总卸料力估计拟用弹簧个数，算出每个弹簧所承受的负荷，预压力为： = 2根据从文献5表10-1初步选取弹簧规格，弹簧，主要参数如下： 弹簧丝直径 弹簧中径 弹簧节距 最大弹力 自由高度 工作匝数 最大压缩量 伸直长度 3计算预压缩量 4校核弹簧要是弹簧符合要求须满足 （2-9） 凸凹模修模量 缷料板工作行程 由式（2-9）可得 弹簧符合要求2.6.2 蝶形弹簧的选用和计算1. 按模具空间选用2组弹簧2. 由冲压手册5表10-4中选用蝶形弹簧，主要参数下： 3. 计算每组弹簧片数 取4. 计算总压缩量 5. 计算自由长度 6. 计算预压缩量 取7. 计算预压缩后弹簧高度 结 论 通过对落料冲孔和弯曲冲孔两套模具的设计，可以了解到冲压模具必将沿着数字化方向发展，在设计过程中好多繁杂的计算过程，有一些公式在不同参考文献中有不同的表达方式，选取一种适合自己的方式进行计算。传统模具的制作方法，不但生产周期长，而且材料利用率比较低，模具的性能和寿命也不能很好得到保证，特别是绘图部分，手工绘图不但工作量大，而且出现错误步易修改。而通过绘图工具绘制工程图时，绘制快捷修改方便。在绘制工程图时，除了一张是手工绘制外其余是使用CAD、CAXA绘制。将来如果想在模具制造行业顺利发展，除了要熟悉模具的工艺流程外，还要尽可能多的掌握各种绘图工具，其中CAD是最为基本的工具。谢 辞 本课题的设计研究和论文的撰写是在指导老师李阳老师的全力帮助和悉心指导下完成的，从论文选题、课题研究、试验指导到论文撰写，无不倾注了李老师的心血与汗水。李老师渊博的知识，严谨的治学态度，敏锐的思维，正直的为人将使我终身受益。在课题研究的过程中，李老师精心指导，亲身带领我们下车间