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普通小型椭圆垫片冲压模具设计摘 要：本文主要分析了普通垫片的冲裁成形的工艺特点，其中包含了通过对工件形状的分析、相关尺寸的计算、制造工件的工艺性分析、冲裁力的计算、加工所需要的模具设计时需要特别注意的关键点，根据各种考量确定了零件在条料上的排样方法和基本确定单工序模具的大体结构。此单工序模具有且只有直接落料一道工序。重点叙述了凸模、凹模、卸料装置等主要零件的设计方法和制造工艺，以及冲裁模具所需冲压设备的选择。同时描述了本模具的大致工作行程，各个零件动作的配合运动协调性、，以及凸模和凹模之间冲裁装配间隙的控制，还有各个零件之间的相互配合运动的精度，从而制定本零件的加工制作的工艺及方法。关键词：普通垫片；工艺设计；排样；冲裁；单工序模Design of Progressive Die for the Small LugAbstract:This article mainly analyzes the common gasket blanking forming process characteristics, which includes the through the analysis of the workpiece shape manufacturing technology of artifact feasibility analysis of related dimensions to the blanking force calculation and processing required for mold design key points, according to the various considerations on the strip layout to determine the parts molding method and basic determine the single process of general structure The single process one and only of the die blanking process directly Mainly describes the punch die punch fixed board discharging device and the design methods of main parts and manufacturing process, as well as the blanking die stamping equipment needed for the selection and application Describes the mold working travel roughly at the same time, the motion of the parts with coordination, as well as between punch and die blanking clearance control assembly, and between various parts of the match.Key words:Ordinary gasket; Process design; Layout; Blanking; Single process model目 录引言11 绪论21.1 冷冲压的现状和发展趋势21.2 冲压工艺的分类和应用32 冲裁件工艺性分析52.1 冲裁件52.1.1 冲裁件形状分析52.1.2 冲裁件材料分析52.1.3 冲裁件尺寸精度52.2 冲裁模具的选择52.2.1 方案一单工序模生产63 冲裁工艺的设计及确定73.1 冲裁件排样设计及相关计算73.1.1 确定排料方向73.1.2 计算条料宽度73.1.4 计算送料步距73.1.4 排样图73.1.5 计算条料的利用率84 单工序模具设计94.1 凸、凹模刃口尺寸的计算94.1.1 凸、凹模间隙值94.1.2 落料时凸、凹模刃口尺寸的相关计算94.2 凸、凹模外形尺寸的计算94.2.1 落料凸模长度的计算95 冲压力的计算及模具压力中心的确定115.1 冲裁力的计算115.1.1 落料时冲裁力计算115.2 卸料力和推件力的计算115.2.1 卸料力的计算125.2.2 推件力的计算125.3 模具压力中心的确定126 模具总体结构的设计136.1 模架的选择136.2 导向装置的设计136.3 卸料装置的设计及出件方式的选择137 主要零件的设计157.1模柄的选取157.2 卸料装置的设计157.2.1 弹性卸料板的设计157.2.2 橡胶的选用与计算157.3 凸模固定板的设计177.4 导料板的设计177.5 挡料销的设计177.6 模架的选取177.7 垫板的选取187.8 标准圆柱销和内六角圆柱螺钉的选择187.9 模具校核188 冲压设备的选择209 单工序模零件材料的选取219.1 凸模选材219.2 凹模选材219.3 上、下模座选材219.4 导柱、导套选材219.5 凸模固定板选材219.6 其它零件选材219.6.1 垫板、导料板、卸料板选材2110 模具总装配图及主要零件图2211 总结23参考文献24致 谢25附 录26III引言随着工业科技的飞速发展，模具设计制造行业也日渐繁荣。众所周知，一个大国的综合实力的体现的基石是工业制造能力，当然工业制造的基础和主体就是机械设计制造能力。模具作为机械行业不可或缺的组成部分，生产的工业产品在生活中随处可见，极大地促进了经济的繁荣。模具设计与制造在机械设计制造行业中有着不可比拟的重要作用，哪怕是在科技高速发展进步的现代制造业中也有着不可替代的作用。目前，面临更趋于成熟和广阔的模具设计制造市场，对于金属材料的冲压制造也历经了数十年的发展，一般零件的生产制造选择冲压制造也更为合适。既然选择了冲压制造，那必然需要设计出合适的模具，就个人理解而言，想要设计出好的模具，掌握其理论知识是基础的，在这个前提下要随时学习国际前沿的技术，优化自己的设计思路，大胆的创新，使得自己的思想更加合理。当然无论从国际看还是从国内看都有比较完善的设计制造标准，也是磨具行业的设计与制造趋于规范化与标准化。对于个人设计来说，无论是模具类型还是零件的设计和选取都更加方便。我本次的课题就是按照标准和需要来设计的。1 绪论1.1 冷冲压的现状和发展趋势冷冲压是模具安装在压力机上对毛坯材料施以外力，使材料按照一定的要求发生分离或者变形的过程，从而获得具有一定尺寸、形状和性能的工件的一种常见的材料塑性加工的基本方法。冲压一般采用的原材料以金属板料为主的冷冲压。当然了目前我国冲压行业还是存在不少的问题：冲压行业的自动化、机械化程度比较低，生产集中度相对来说比较低。我国目前可了解到的冷冲压行业来看，很大部分企业的相关设备相对还是比较落后的，资源消耗相对比较高，材料利用率不高，且多为技工手工来操作，自动化程度较低。多个工位连续、精密冲裁等高端的生产设备由于价格高昂，设备引进所需投资较大，在我国的应用中还相当少，大多数冲压机还不是自动上料、下料。如果想要去改变这种落后的局面就必须进行冲压技术层面的改造。冲压行业原料不能满足自用，并且规格和品种不齐全。目前，我国生产的车辆所用得薄板材料只能满足现实需求的一半不到，而高端汽车需用的金属板料，比如说强度比较高、复合板料等很大程度依靠进口获得。车辆所用板材的品种应该朝着相对合理，强度相对比较高的和多种参数的薄板材料的方向去走，进而改变材料的冲压性能。高端模具还是依靠从国外进口，模具的标准层次不高。分析现代工业制品生产制造过程中，很大数量的工业制件的加工制造需要依靠模具完成，模具工业不可怀疑当成为工业发展的基本所在。模具的设计思想和制造质量将是很大程度决定冲压件质量。模具伴随的经济成本还有可使用时长则会影响冲压件出产数量的关键因素。评判一个国家工业制造业水平的重要评价指标很大方面取决于模具生产的技术水平的高低。在模具的数字控制现代化基础之上，再结合其他现金材料成型工艺，使我国的企业能够尽快的登上现代化数字制造技术的新台阶。科技成果转化慢，先进工艺的应用少。目前在我国，冲压的许多新发现的方法和工艺，有的已经领跑国际的地步，可是转化并且形成一定的生产力还很困难。一方面的原因，以科研单位和高校为主体的研究机构将研究出来的技术成果进行科技生产力的转化一般需要相当长的时间；另一方面，国内的大部分企业还在采用相对传统的冲压技术，创新的能力还很欠缺，对研究新兴技术的经费支持不够，先进的技术更是几乎没有应用，研究的浅薄加之技术储备的单薄对还不足与深层次的探究新出现的高端技术。造成这种现象的原因根本在于企业与科研院所之间没有能够形成一个有效的产、学、研联合体。要想改变现状，就需要在两者之间搭起一座桥梁，以科研机构的研究实力为技术支持，以企业为应用基地，围绕大型的项目进行开发和形成产业化，进而企业革新。设计与制造相关专业人才需求量缺口比较大，本行业迅速发展的今天来看，先进和现代数字化的技术所需要的高层次专业人才根本不能满足现实的需要，可谓任务艰巨而又长期无法改变现实。需要以行业组织为龙头，全面提高行业素质。现实存在的可以作为发展的突破的一点的众多问题，冲压行业如果想长足发展的话就必须建立在技术创新的基础之上。处在经济和工业的的高速发展期，现代化的冲压成形可向着以下几个方面去改进：更加深入的去研究和充分改良板料的冲压性能，产品的质量可得到充分的提高和改进提高冲压制造的效率。广泛应用模块式的冲压先进控制的技术、新发现材料及合成材料冲压新加工工艺以及特殊制造成形技术，可以满足的各种批量制造需求的以研究冲压变形的基本规律为基础，为指导冲压生产和解决实际的冲压缺陷问题提供坚实的理论依据。通过对模具的CAE/CAM/CAD技术大力开发并且发挥应用，节省模具的设计时长，同时在尽可能的情况下采用高速多工位数字控制式压力机或者其他多功能模具，采用自动化控制送进板料、取件装置以此实现冲压生产自动化、机械化，进而提高生产效率，以满足大批量生产的实际需要。1.2 冲压工艺的分类和应用单工序模、级进模、复合模这样的分类是按照能够实现功能的不同和模具本身的结构将冲压模具分为的三个大的类别。在冲模过程中，由于零件形状、尺寸、精度的要求、生产批量等各方面的不尽相同，所以采用的冲压工艺和方法也各有相同，比较常见的冲压工序分为两大类，分离和成形。那么分离工序呢就是当金属板料沿着既定的边沿分离开来从而得到具有一定的形状尺寸和较好的断面质量的冲裁件的一种常见的工序；成形工序呢就是指坯料在不破裂的前提要求下因为发生塑性变形的原因从而获得具有一定形状尺寸的冲裁件的工序。与其他加工的方法相比较来说，冲压方法制造出来的产品具有如下的显著优点而被广泛应用于工业制造中。与传统的铸造和锻造相比来说，冲压产品表面质量较好，精度可以满足较高的要求、互换性好、形状尺寸稳定。冲压还可以加工制造出其他的传统方法很困难很费时间才能制造出来的一些产品。冲压件很少需要切削加工，能够最大限度的节约金属材料，可以有效降低材料消耗。冲压一次性成型，相对来说加工起来是比较快的，非常节省时间，在模具正常工作的前提下可以短时间内稳定的制造出大量的产品。冲压加工一般来说是不需要加热辅助的，能够节省相当可观的能源。2 冲裁件工艺性分析2.1 冲裁件2.1.1 冲裁件形状分析如图1.1所示为普通小型垫片，材料厚度0.8mm。要求外形无刮伤、压痕,毛刺高度小于0.03mm，。该制件形状尺寸较小，为轴对称图形，形状简单。图1 普通垫片零件图2.1.2 冲裁件材料分析08F这种材料是钢材中碳含量为万分之八的一种黑色金属中一种碳素结构钢类。主要材料性能有着强度相对较低和硬度和塑性延展性及较好，非常适合作为冲压制件的材料应用。表2.1对08F的主要力学性能作以展示。表2.1 冷冲压生产中08F力学性能2.1.3 冲裁件尺寸精度冲裁件外形尺寸为40mm18mm，要求制造公差小于0.3mm，制件的尺寸精度7级，可以容易满足制造精度的需要。2.2 冲裁模具的选择2.2.1 方案一单工序模生产单工序模顾名思义就是一道工序，就是单次行程只对单个工序给予加工的模具，只负责完成一种单一的冲压成形的工艺过程，生活中经常能见到的比如说像内孔冲制、直接落料、横向弯曲、拉伸等。模具结构大部分相对来说比较简单，单工序模具所需组装零件不多，国标也容易查到标准，加工制造经济成本较为低廉，对生产效率要求不高，使用寿命比较长。根据该制件简单的形状、尺寸较小、材料08F、精度要求高，确定冲压工艺为1道工序1副单工序模直接落料（根据冲裁件展开图落料外形）3 冲裁工艺的设计及确定3.1 冲裁件排样设计及相关计算设计排样图时需要考虑的因素：载体与搭边的形式：对该制件的形状、尺寸、厚度和材料的力学性能及精度要求来进行分析和研究，设计时决定应用的方法为废料排样，选择双侧等宽的条料载体，有着条料的送进时平稳，相对来说是比较高的步距精度等特点。排列数的确定：根据生产的批量大小、零件形状和尺寸、材料利用率等方面考虑。3.1.1 确定排料方向生产产量为60万件、零件外形简单且尺寸较小、可以采用单个工件直接排出的方法，条料前后送进，使用率能够提高。3.1.2 计算条料宽度条料宽度的计算 L=Dmax+搭边值冲裁件在条料宽度方向上的最大尺寸是40mm，由于该制件我们选择单排的排列布局，查表得侧面a1=1.0mm所以确定使用条料的宽度为L=40+12=42mm3.1.4 计算送料步距步距的计算 S=dmax+搭边值冲裁件另一个方向上的最大线性尺寸是18mm，查表得工件间间隙a=0.8mm。所以确定条料的送进步距为B=18+0.8=18.8mm3.1.4 排样图综上所述，普通垫片的排样图如图3.1所示，该排样的料宽为42mm，步距为18.8mm的单排排样，冲一次可以获得一个制件。图3.1 普通垫片排样图3.1.5 计算条料的利用率条料利用率 h= SLB = 650.47789.6=0.8238=82.38%4 单工序模具设计4.1 凸、凹模刃口尺寸的计算4.1.1 凸、凹模间隙值查表得厚度为0.8mm的08F材料的双面冲裁间隙为：Zmin=0.07mm，Zmax=0.10mm采用单配式加工法，使配件基本不存在加工制造公差，而只有很小的电火花放电间隙，所以无论形状复杂与否，它都能很准确地保证模具的合理间隙，因此适用于复杂形状、小间隙（薄件）冲裁件模具的工作部分具体尺寸的相关计算。4.1.2 落料时凸、凹模刃口尺寸的相关计算落料查表得 Zmin=0.07mm，Zmax=0.10mm 凸=0.02mm，凹=+0.030mm=0.3，x=0.75凹模刃口尺寸D凹=(Dmax-x) 0+凹=(40.3-0.750.3) 0+0.030=40.075 0+0.030凸模刃口尺寸D凸=(D凹-Zmin)-凸 0=(40.075-0.07)-0.02 0=40.005-0.02 0 凸+凹=0.05 Zmax- Zmin =0.03mm。4.2 凸、凹模外形尺寸的计算整体式凸模和镶拼式凸模是按照凸模的结构类型的不同及其固定方法的差异分为两大类别的。圆形凸模和非圆形凸模是按照工作部分形状不同分为的两大类整体式凸模,圆形凸模为标准凸模应用比较广泛，采用上面用台阶来固定的方法。对于单工序模直接落料的工艺性来设计的话，选择凸缘式凸模的结构类型，工作段截面形状为被制造零件的形状，固定段截面取为圆形；要综合考虑既使刃口的使用性能，要求具有较高的耐磨性,同时又要可以承受冲裁时不可避免的的冲击力，所以应选用具有较高的硬度与足够的韧性的材料才能满足凸模的制造与工作。4.2.1 落料凸模长度的计算L=h1+h2+hL与弹性材料的装配高度相关，所以凸模的长度需要根据弹性材料装高确定。凸模固定板的厚度是h1=12mm弹性卸料板的厚度是h2=10mm附加长度h=H（橡胶安装高度）+t（条料厚度）+f（凸模进入凹模的深度）L=h1+h2+h=12+10+27+0.8+1=50.8mm凸模的承压能力校核：=FA只有当凸模结构特别细长这种情况和凸模的截面面积尺寸特别小的这种情况，才有必要对凸模进行强度校核。本凸模尺寸合适，不存在特别细长的情况所以此凸模的强度和刚度都是足够的。落料凹模外形尺寸的计算由于该零件厚度较小且形状较为简单，单一工序冲裁，考虑凹模采用整体式结构，设计和制造、装配方便，加工周期短，同时便于维修更换，加工方便，精度高，寿命长，所以广泛应用于单工序模中。凹模刀口部分的结构形式选择扩孔型直刀口，在工作端保留一小段直面作为刀口，可以减少型孔内停留的结构废料的数量。按公式计算凹模尺寸根据材料厚度t和凹模最大刃口尺寸b查表得凹模厚度H为20mm,壁厚c为30mm，经计算凹模外形尺寸为1007820mm，取值1008020mm。5 冲压力的计算及模具压力中心的确定5.1 冲裁力的计算5.1.1 落料时冲裁力计算冲裁行程中凸模所承受的压力就是冲裁力，其中包含施加的正压力和摩擦阻力与板料之上。冲裁力F通常按照如下公式计算F=KLtb考虑到现实的工业生产中模具各个零件制件装配的精度、凸模刃口的不可避免的磨损、采用的条料的表面不平和材料力学性能等综合因素的影响，一般K=1.3”。1为计算方便，通常按下式计算F=Ltb式中sb为材料抗拉强度（MPa）。如图2排样图中所示冲裁步骤为一种，直接落料，计算冲裁力。L=(40-18) 2+18p=100.55mm落料 F=Ltsb100.550.8310=24936.08NFmax=F落料=24936.08N5.2 卸料力和推件力的计算板料在模具的一次冲裁工作行程之后由于弹性变形逐渐恢复的作用，弹性材料将会推动推杆把留在凹模内的冲落部分的材料弄出，可是冲裁之后剩下的废弃材料不能自行落下依然在凸模上套着。为了模具顺利进行下一次的冲裁行程，必须卸料。卸料力为从凸模上把套着的废弃材料卸下来所需要的力。推件力将卡在凹模内的成形工件沿凸模下行的方向推出所需要的力。影响顶件力、卸料力、推件力和的因素当然存在很多，一般来说主要有材料的冲压力学性能、材料本身的厚度、模具的装配和冲裁间隙、搭边大小、材料与模具的摩擦情况等。表5.1列出了08F钢各系数值。表5.1 卸料力系数、推件力系数、顶件力系数5.2.1 卸料力的计算一般常用下列经验公式进行计算：卸料力FX=KXF卸料力FX=KXF=0.0624936.08=1496.16N5.2.2 推件力的计算推件力FT=nKTFn为冲裁过程中同时阻塞在落料凹模型腔内的冲裁件数目推件力FT=nKTF=60.0524936.08=7480.82N5.3 模具压力中心的确定压力机公称压力的计算冲裁形状对称的零件时，该零件图形的几何形心和压力中心轴线一般是重合的，冲裁圆弧线段或者不规则形状的零件的时候，其压力中心的位置的确定则需要根据下式进行计算坐标：xo=R180sin或 x0=Rbl对于含有多凸模的模具的压力中心的计算，根据理论力学知识中的力矩和原理由冲裁力F与冲裁周边长度L成正比可以得到压力中心的坐标：x0=L1x1+L2x2+LnxnL1+L2+Ln=i=1nLixii=1nLiy0=L1y1+L2y2+LnynL1+L2+Ln=i=1nLiyii=1nLi经观察，零件为轴对称形状，所以该模具的压力中心为零件几何中心。使用时模柄的中心线必须通过压力机的压力中心，不重合会造成模具导向部分的磨损和刃口磨损，严重关系到制件质量问题，一定程度上模具寿命会相应的缩短，特别严重的时候还会这届损坏模具，迫使冲裁工作的停止。6 模具总体结构的设计6.1 模架的选择冲模滑动导向模架和冲模滚动导向模架是按照模架中的导向方式得不同分为的两大类别；按照导柱在模架上的安装的位置不同和导柱的数量不同划分标准模架有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架四大类可供设计选择。3查实用冲压工艺及模具设计一书中对于各模具的介绍及相关数据选择合适的标准模架为中间导柱模架的结构。6.2 导向装置的设计一般冲压模具要设置导向装置是从需要提高模具精度的角度来考虑的，从而减少压力机对模具冲裁过程中的行程稳定性和冲裁件制造精度的负面影响, 同时又能对模具的调整时间进行节省, 工件的制造精度也会因此有很大的提高。因此, 导向装置在冲压模具行业中进行批量制造零件时被广泛的采用。2导柱、导套配合导向装置是冲压模具中常用的主要导向装置。根据零件几何特征厚度等外形特点和需要的模具类型选择滑动导柱、导套装置，导向精度高，运动较为平稳。导柱根据其结构的不同主要分为直通式导柱和阶梯式导柱两大类；根据其安装方式的不同分为压入式(不可拆)导柱和可拆卸式(包括独立式)导柱两大类。2据本次模具设计需要选择压入式导套，因为其简单的结构并且制造比较其他来说方便很多从而广泛应用与模具行业中。6.3 卸料装置的设计及出件方式的选择卸料装置在本模具中不可或缺，发挥和承担着将条料中冲裁后废料从凸模上平稳卸下的主要作用和任务。刚性(固定)卸料和弹性卸料是两种常用的卸料装置的不同形式。因为具体结构上的不同，发挥的功能也不尽相同，固定卸料装置只卸料；弹性卸料装置不仅承担起卸料的主要任务，并且还在起着压紧条料的作用以防止工件变形，还可以进行材料导向的辅助。对于不同的冲压工序弹性卸料装置有着不同的作用。通常在单工序冲裁模中，冲裁行程开始之前，卸料板会起到压紧条料的作用，防止在冲压行程中材料的各种变形。一次冲裁行程完毕后，卸料板在弹性元件的作用下起卸料作用，完成卸料任务。此冲裁件质量有一定的精度要求，并且是厚度只有0.8mm的薄料，决定采用弹压卸料装置，通常冲裁件的质量会有一定的保证，平面度比较高。因为零件形状简单直接下出件，降低模具设计难度和加工制造成本。1234566.16.1.16.1.21.1.11.1.27 主要零件的设计7.1模柄的选取非大型模具一般来说将上模座在压力机滑块上是通过模柄来固定的。模具装配完成后上模座与模柄中线垂直度一般是比较高的，从而广泛应用与中、小型冲压模具中。根据模具结构和冲裁精度要求选用压入式模柄，可较好地保证轴线与上模座的垂直度，保证装配精度，进而保证零件生产质量要求。模柄选用标准规格M3280mm，采用直径3mm的防转销固定防转,材料一般为Q235。7.2 卸料装置的设计7.2.1 弹性卸料板的设计卸料是指当一次冲裁行程完毕,上模回程时套在凸模上的工件或废料从卸下来, 从而使下次行程顺利进行。刚性卸料板的卸料力一般来说是比较大的，卸料也是相对可靠的，对t0.5mm、冲裁件对平面平整度要求不是很高的情况下一般使用较为广泛，而对于较薄的材料却不太适用。卸料板，弹性材料和卸料螺钉是弹性卸料装置主要组成零件,弹性卸料装置结构不是很简单,不如刚性卸料板可靠与安全。可以起到卸料和压住板料的双重作用，通常冲裁件的质量会有一定的保证，平面度比较高。弹性卸料板厚度一般取520mm，其与凸模的单边间隙一般取0.2mm,具体厚度根据所需卸料力的大小而定。遂采用弹压卸料装置取卸料板的规格为1008010mm，单边间隙可取0.2mm。卸料板凸台部分的高度：h=H-0.10.3代入计算h=4-0.10.30.8h=3.923.76，卸料板凸台高度取3.8mm，厚度取10mm。7.2.2 橡胶的选用与计算橡胶能够完成相对比较大的载荷的承受，安装与调整起来是比较方便的，制造原料的获得非常方便，在模具上可以作为弹性卸料、压边、缓冲器、或顶件器中的弹性体，安装调整比较方便，应用非常广泛。模具中常用的橡胶有工业用普通橡胶板、真空橡胶和聚氨酯橡胶。使用时根据需要加工成一定的形状和尺寸大小。卸料力FX= =1496.16N1.5KN确定橡胶形状、数量根据工艺性质和模具结构选用空心圆柱状，空心为凹模刃口形状，数量一个。根据卸料力求橡胶截面尺寸橡胶工作时所产生的弹力P计算如下P=Fq所以橡胶截面积为F=Pq在这个冲裁模具上装置橡胶的时候为了保障预压力的充足的考虑起见，通常一般取高度的10%到15%作为一定的预备压缩量先行验算。橡胶工作部分s=t+1+s，s为修磨量s=0.8+1+5=6.8mm橡胶垫的自由高度H与直径D之比必须满足下式0.5H/D1.5如果H/D超过小于0.5需要合理变大预压缩量重新安排计算，如果验算结果是超过1.5，就应该考虑把橡胶合理分成好几段，并在垫上垫圈。初取预压缩量为15%进行第一次计算：查得p为0.5零件截面积为S=(40 -18)18+92=650.47mm2F=P/0.5+650.47=3650.47 mm2橡胶直径为D=68.18橡胶高度H=6.8(3.54)=23.827.2mm取27，验算高径比H/D=27/68.18=0.390.5 重新计算；取预压缩量20%进行计算：p为0.74，F=P/0.74+650.47=2677.50 mm2橡胶直径为D=58.39mm，验算高径比H/D=27/58.39=0.460.5，重新计算；取预压缩量25%进行计算：p为1.06 ，F=P/0.5+650.47=2065.56 mm2，橡胶直径为D=51.28mm，验算高径比H/D=27/51.28=0.530.50.531.5符合要求确定橡胶规格为高度H=27mm，直径D=52mm。7.3 凸模固定板的设计凸模或凸凹模等工作零件的固定一般是用凸模固定板来固定。固定板与凹模外部形状一般一样，厚度可取(0.6-0.8)倍的凹模设计厚度，材料可选用235钢或45钢。选取凸模固定板尺寸规格为1008012mm。7.4 导料板的设计为了避免条料在运送进模具过程中偏离工作位置，所以运送的方向一般都是沿着导料板或导料销一边运送。导料板选用整体式，查表得导料板的厚度为4mm，间隙c为0.1mm，采用45钢制造。7.5 挡料销的设计挡料销通俗来说就是为了防止条料在运送进冲裁模的时候发生偏移与工作位置不重合的一种必要的装置。挡料销分为固定挡料销和活动挡料销两种。其中圆柱挡料销与落料凹模固定配合使用。选择固定挡料销比较符合本冲裁模的设计要求，其尺寸所需的定位孔对凹模的强度几乎没有多大的影响，并且制造和使用都比较简单方便。根据材料厚度t取挡料销定位部分高度h为2mm，采用45钢制造。7.6 模架的选取根据本模具的设计使用要求所选择的滑动模架的具体尺寸是以凹模周界尺寸为根据的。凹模周界L=100mm，B=80mm，选择模架使用的部分主要零件数量及规格分别如下：“上模座1个，规格1008030mm；下模座1个，规格1008040mm；导柱2个，规格分别为20130mm和22130mm；与导柱配合相互的导套2个，规格分别为207028mm和227028mm”。2一般来说一副模架上下两个位置就是上模座和下模座，上下模座基本就把模具所有的零件完全装配固定。上模部分为和上模座配合固定装配在一起的模具零件的统称，与冲裁模选用的压力机的滑块固定在一起随着滑块下行而下行运动。顾名思义下模部分就是和下模座配合的一些零件的总称，与压力机工作台配合固定。因为上下模座是用来传送压力的所以作为模具的基本组成有着重要的作用。对于每一副模架的上模座与下模座因为必须满足设计和使用要求性能必须可靠，不能在工作行程中出现变形现象,如果出现了某种变形则会直接关系到冲裁件的尺寸精度和表面质量还会使模具的使用寿命缩短。在设计冲模时，一般应尽量选用标准模架上、下模座的标准类型和规格尺寸是由选取的模架决定的。在使用方面的性能可靠程度上来说标准模架是有一定的保证的，节约生产制造的时间的同时还具有安全保障。上、下模座必须有足够的强度和硬度，其作用就是为了直接或间接的安装冲裁模上的其他零件。一般由标准模架的形式和规格决定，厚度一般为凹模板的1.01.5倍。根据本模具设计和使用的要求选用标准模架A类模座，上模座外形尺寸为1008030mm，下模座外形尺寸为10080040mm。7.7 垫板的选取垫板作为辅助承受冲裁压力的作用，为了避免与模座接触过程中因为过大冲压力而出现凹陷的小坑，从而影响到模具正常的冲裁工作。垫板的外形尺寸与固定板的外形尺寸再无特殊要求的情况下一般是一致的，材料一般为45钢,在有特殊要求的情况下，材料的性能要求和热处理方法都要改变。垫板的上表面和下表面应该保证一定的平行度,加工制造的时候为注意不能发生变形，两个表面的平整度需要磨削到满足使用要求。对于分段垫板，厚度尺寸要保持一致垫板的形状和外形尺寸一般来说和凸模固定板大致相仿，垫板厚度一般按照使用需要取610mm。选择上垫板尺寸为100808mm，下垫板尺寸为100808mm。7.8 标准圆柱销和内六角圆柱螺钉的选择圆柱销钉M855内六角圆柱螺钉M840M8447.9 模具校核模具闭合高度为在一次冲裁工作行程完毕后，模具的上下两个模座上下两个表面的距离。选取压力机的技术参数装模高度必须符合模具实际闭合高度的要求，要不然不能装配或者加垫板。Hmax-5HHmin+10经计算实际模具闭合高度为：H模 =H上 +H下+H垫 +L+H凹-f代入数据计算H模 =30+40+8+50.8+20-1=147.8mm所选压力机的技术参数之模具闭合高度的允许范围Hmax-5 H模Hmin+10需要根据实际模具闭合高度为H模大小来确定。本模具为滑动导向中间导柱式单工序冲裁模，运用导柱和导套来导向模具上、下模座之间的相对运动。凸、凹模在动力设备带动下准备进行冲裁的时候，导柱就已经安装在导套里面了，凸模和凹模之间间隙的大小性就可以在冲裁行程中因为调整控制而保持稳定。依靠运用导料板和挡料销实现条料的平稳运送进模具和精确的定位，在凸、凹模进行冲裁工作之前，弹压卸料装置由于橡胶的弹性作用，推动卸料板能够发挥紧紧压住条料的作用保证冲裁件的质量控制，然后上模接着向下运动凸模进入凹模从而使冲裁件与条料进行分离，此时橡胶由于受到外力的作用而成为压缩的状态。一次冲裁行程结束后上模回程的时候，由于橡胶慢慢恢复自由状态，进而推动卸料板把套在凸模上的边料卸下来以便开始下次的冲裁。8 冲压设备的选择取各部分冲压力的最大值为冲裁中落料时的冲裁力F=24936.08N压力机的公称压力FgF选择合适的压力机。选用型号为J23-16开式双柱可倾压力机可满足本模具设计的具体需要。其主要技术参数见附录。239 单工序模零件材料的选取9.1 凸模选材凸模材料选择T10A，具有较好的刚度和强度，满足冲裁性能需要。9.2 凹模选材为了减缓凹模的磨损选择耐磨性比较好的T10A材料制造。9.3 上、下模座选材上、下模座材料选择一般为铸铁。9.4 导柱、导套选材导柱、导套材料选择一般为20钢。9.5 凸模固定板选材凸模固定板材料选择为45钢。9.6 其它零件选材9.6.1 垫板、导料板、卸料板选材垫板、导料板、卸料板材料选择均为45钢10 模具总装配图及主要零件图图10.1 模具总装配图11 总结本论文研究了普通垫片的冲裁模具的设计，深切结合当下社会市场环境和需要专业人才必须掌握的专业技能。国内的模具大市场发展情况与国际水平的差距还是比较大的，国内的模具发展还是有许多问题，模具行业设备落后，先进制造技术储备不足。本次设计在阅读了大量的专业文献和查阅相关设计手册的前提下，结合课堂掌握的理论知识和实验技能。从冲裁件的工艺性分析到模具总体结构的设计再到主要零部件的设计与选用，基本遵循了使用要求同时考虑经济成本。使得本次设计既满足了设计使用要求，又尽可能降低了经济成本。在老师的认真指导和同学的热心帮助下完成了本次毕业设计，但由于本人能力尚且有限，难免出现错误和不足，恳请老师指出并予以指导改正，谢谢。参考文献1贾崇田，李名望.冲压工艺与模具设计M北京：人民邮电出版社，2006.12陈炎嗣多工位级进模设计与制造M北京：机械工业出版社，2013.103洪慎章实用冲压工艺及模具设计M北京：机械工业出版社，2015.14周本凯冷冲压模具设计精要M北京：化学工业出版社，2009.95朱旭霞冲压工艺及模具设计M北京：机械工业出版社，2008.16郑展冲模设计手册M.北京：机械工业出版社，2013.67陈炎嗣冲压模具结构件设计M.北京：化学工业出版社，2016.48翁其金，徐新成冲压工艺及冲模设计M北京：机械工业出版社，2012.19吴彬 张小萍 王国伟. 一种冲裁级进模冲压力及压力中心的自动计算方法D. 现代制造工程, 2015.10张立武. 冲压设备及模具的理论计算与分析D. 科技创新导报, 2012.11黄悦驯 郑平平. 冷冲压工艺与模具设计课教学改革初探D. 职业教育研究, 2012.12张超群. 基于ProE二次开发的冲裁模辅助设计技术研究D. 昆明理工大学, 2008.13唐运周. 浅析冷冲压工艺与模具制造技术的发展D. 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