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冲压
模具设计
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1 1设计（论文）序号 5 的冲压件冲压模具设计 2 2摘 要本课程设计重点是冲裁、基本工序及其模具的计算和设计，本课程设计在冲压基本理论的基础上，详尽的针对冲裁模和弯曲模的设计原理、方法的应用，还特别对冲裁、各类工艺及模具的设计计算。本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，首先根据工件图算工件的展开尺寸，在根据展开尺寸算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的分析，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。关键词：冲裁；冲压 ；设计 3 3ABSTRACTThis graduation design is focused on the blanking, basic process and the calculation of the mold and the design, the graduation design on the basis of the basic theory of stamping, elaborate on the design of the blanking die and bending die principle, method of application, are particularly hedge cutting, the design and calculation of all kinds of technology and die. Examples in this paper, the mold structure is simple and practical, convenient and reliable use, first of all, according to a development size work-piece figure is in according to the size to calculate the pressure center of the parts, material utilization, painting row kind diagram. According to the requirements of the parts geometric shape and size analysis, adopting compound stamping die, so that to improve the production efficiency, mold design and manufacturing is relative to the simple. When all the parameters are calculated, the mould assembly scheme, the design of main parts and assembly technology requirements are analyzed. Key words: blanking; Stamping; design其 4 4目录绪 论 .11 序号 5 的冲压件的工艺分析 .22 确定工艺方案及模具的结构形式 .33 模具总体结构设计 .43.1 模具类型的选择.43.2 定位方式的选择.43.3 卸料方式的选择.43.4 导向方式的选择.44 模具设计工艺计算 .54.1 搭边值的确定.54.2 条料宽度的确定.54.3 排样.64.4 材料利用率的计算.65 冲裁力的计算 .75.1 计算冲裁力的公式.75.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力.86 模具压力中心与计算 .107 冲裁模间隙的确定 .108 刃口尺寸的计算 .128.1 刃口尺寸计算的基本原则.128.2 刃口尺寸的计算.138.3 计算凸、凹模刃口的尺寸.138.4 冲裁刃口高度.169 主要零部件的设计 .169.1 工作零件的结构设计.16 5 59.1.1 凹模的设计.169.0.8 凸凹模的设计.189.1.3 外形凸模的设计.189.1.4 内孔凸模设计.199.2 卸料部分的设计.199.3 定位零件的设计.209.4 模架及其它零件的设计.209.4.1 上下模座.209.4.2 模柄.219.4.3 模具的闭合高度.2110 模具总装图 .2211 压力机的选择 .23总 结 .24致 谢 .25参考文献 .26 1 1绪 论 冲压是一种先进的少无切削加工方法，具有节能省材、效率高、产品质量好、重量轻、加工成本低等一系列优点,在汽车、航空航天、仪器仪表、家电、电子、通讯、军工、日常用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统计，薄板成型后，制造了相当于原材料的 12 倍的附加值,在国民经济生产总值中，与其相关的产品占四分之一，在现代汽车工业中，冲压件的产值占总产值的 59%。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学期间的课程学习、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过生产实习，我对于冷冲模具有了一个全新的认识，丰富和加深了对各种模具的结构和动作过程方面的知识。在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解下，我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识。同时在实习现场亲手拆装了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料，通过这些实践，我们熟练掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。通过在图书馆借阅相关手册和书籍，更系统而全面了细节问题。锻炼了缜密的思维并使我们初步具备了设计工作者应有的素质。设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次课程设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成课程设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，恳请各位老师指正。 2 21 序号 5 的冲压件的工艺分析冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。 3 3图 21 零件图如图 21 所示零件图。生产批量：大批量;材料： Q235该材料，经退火及时效处理，具有较高的强度、硬度，适合做中等强度的零件。尺寸精度：其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安 IT14 级确定工件的公差。表 0.8 部分标准公差值（GB/T1800.31998）公差等级 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15基本尺寸 /m /mm36 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48610 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.581018 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.701830 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.843050 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.005080 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 0.8080120 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。2 确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;(1) 落料冲孔；单工序模冲压 4 4(2) 冲孔落料；连续模冲压。(3) 冲孔落料；复合模冲压。方案（1）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（2）属于连续模，是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。于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。方案（3）属于复合冲裁模，复合冲裁模是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。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案（4）复合冲裁。3 模具总体结构设计3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。3.2 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，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。3.3 卸料方式的选择因为工件料厚为 0.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。3.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用对角导柱的导向方式。 5 54 模具设计工艺计算4.1 搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表 52 搭边 a 和 a1 数值表 5.1 搭边值和侧边值手动送料圆形 非圆形 往复送料自动送料材料厚度 ta a1 a a1 a a1 a a11 以下 1.5 1.5 2 1.5 3 212 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 223 2.5 2 3 2.5 4 3.534 3 2.5 3.5 3 5 4 4 345 4 3 5 4 6 5 5 456 5 4 6 5 7 6 2.0 5该制件是矩形工件，根据尺寸从表 42 中查出：两制件之间的搭边值a1=0.8（ mm）,侧搭边值 a=1.5(mm)。由于该制件的材料，所以两制件之间的搭边值为：取 a1=2(mm)取 a=2(mm)4.2 条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；有侧压装置时条料的宽度。 1 6 6无侧压装置时条料的宽度。 2有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。 3有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。条料宽度公式：B=（D+2a） 公式0 -（52）其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为，见表 43 条料宽度偏差。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。查表 43 条料宽度偏差为 0.15根据公式 4 1 B=（D+2a）0 -=（40+22） 0-0.1=440-0.1表 53 条料宽度公差(mm)材料厚度 t/mm条料宽度B/mm 0.5 0.51 1220 0.05 0.08 0.102030 0.08 0.10 0.153050 0.10 0.15 0.204.3 排样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 7 7也直接影响到冲裁件的断面质量。4.4 材料利用率的计算冲裁零件的面积为：通过测量得到 S=267.36mm2冲裁零件的周长为：L=193.03 mm一个步距内的材料利用率为：n11=(nF/Bh)100%n 为一个步距内冲件的个数。n11=(nF/Bh)100%=81.96%图 53 排样图5 冲裁力的计算5.1 计算冲裁力的公式计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力 8 8机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 F p 一般可以按下式计算：Fp=KptL 公式（61）式中 材料抗剪强度，见附表（ MPa） ；L冲裁周边总长（mm） ；t材料厚度（mm）;系数 Kp 是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均） ，润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数 Kp，一般取 13。当查不到抗剪强度 r 时，可以用抗拉强度 b 代替，而取 Kp=1 的近似计算法计算。根据常用金属冲压材料的力学性能查出 Q235 的抗剪强度为 280310(MPa) ，取 =300(MPa)5.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。 Fp总冲裁力。FQ卸料力FQ1推料力。FQ2顶件力FC弯曲力根据常用金属冲压材料的力学性能查出 Q235 的抗剪强度为 280310(MPa ) 5.2.1 总冲裁力：Fp=KptL 9 9=10.8193.03300=45.486(KN)表 65 卸料力、推件力和顶件力系数料厚 t/mm Kx Kt Kd钢0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值。5.2.2 卸料力 FQ 的计算FQ=Kx Fp 公式(62)K卸料力系数。查表 65 得 K 0.0250.08，取 K 0.08根据公式 62FQ=K Fp0.0845.4863.638(KN)5.2.3 推料力 FQ1 的计算FQ1=KtFp 公式(63)Kt推料力系数。查表 65 得 Kt0.030.07, 取 Kt=0.07根据公式 63 FQ1=KtFp=0.0745.4863.18(KN)5.2.4 顶件力 FQ2 的计算FQ2=KdFp 公式(64)Kd顶件力系数。 10 10查表 65 得 Kd0.030.07, 取 Kt=0.07根据公式 64 FQ2=KdFp=0.0745.4863.18(KN)5.2.6 总的冲压力的计算根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FCF=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC=108.03(KN)根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 J2325。6 模具压力中心与计算模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、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 0，0（x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心 O 处。如图 61 所示： 11 117 冲裁模间隙的确定设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 Cmin，最大值称为最大合理间隙 Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 Cmin。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。根据实用间隙表 81 查得材料的最小双面间隙 2Cmin=0.126mm，最大双面间隙 2Cmax=0.180mm表 81 冲裁模初始用间隙 2c(mm)08、10、35、09Mn、Q23516Mn 40、50 65Mn材料厚度2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax小于0.5极小间隙0.50.60.70.0400.0480.0640.0600.0720.0920.0400.0480.0640.0600.0720.0920.0400.0480.0640.0600.0720.0920.0400.0480.0640.0600.0720.092 12 120.80.91.00.81.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.56.06.58.00.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0000.8801.4400.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9400.8000.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1000.8001.3001.6800.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0640.0900.0900.0920.1260.126注：取 08 号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的 25%。8 刃口尺寸的计算8.1 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，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的尺寸。2、在尺量与使用中，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。3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模 13 13越磨愈大，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以下原则：1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小） ，会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14 级处理，冲模则可按 IT11 级制造；对于圆形工件可按IT17IT9 级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。8.2 刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。对于该工件厚度只有 0.8（mm）属于薄板零件，并且四个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这 p 与 d 就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取 =/4（精密模具的制造公差可选 46 m） 。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙枝很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在 14 14三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸； 1第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸； 2第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸； 38.3 计算凸、凹模刃口的尺寸 凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即Aa=（ Amax-x） 公式+A 0（91）2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即Ba=(Bmax+x) 公式0 -A（92）3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为 Ca=(Cmax+0.5)0.5A 为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：工件尺寸为 C 时+ 0Ca=(C+0.5 ) 0.5A 公式（94）工件尺寸为 C 时- 0Ca=(C-0.5) 0.5A 公式（95）工件尺寸为 C时Ca=CA 公式（96）式中 Aa、 Ba、Ca 相应的凹模刃口尺寸； 15 15Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差；x系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸） ，x 值在 0.51 之间，与工件精度有关可查表91 或按下面关系选取。工件精度 IT10 以上 x=1工件精度 IT11IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5A、0.5A、A凹模制造偏差，通常取 A=/4 。表 91 系数 x非圆形 圆形1 0.75 0.5 0.75 0.5料厚 t(mm)工件公差/mm112244 0.16 0.20 0.24 0.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30（一）落料刃口尺寸计算如图 81 所示的固定夹的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况, 落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。落料凹模的尺寸从图 91 上可知，A、B、C、D 均属磨损后变 D 大的尺寸，属于第一类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax-x) (A=/4)0 -A 16 16查表 81 得：2Cmin=0.126(mm)，2Cmax=0.18(mm) ；查表 91 得：x1=x2=x3=x4=0.75落料凹模的基本尺寸计算如下：根据公式 91 A 凹=(Bmax-x)0 -A=（30-0.750.43） 0-0.43/4=29.680-0.11(mm)B 凹=(Bmax-x)0 -A=（14-0.750.43） 0-0.43/4=13.680-0.11(mm)凸模安凹模尺寸配制，保证双面间隙（0.1260.180）(mm).冲孔凸模的尺寸从图 91 上可知，四个冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+x) （A= /4)0 -A查表 81 得：2Cmin=0.126mm，2Cmax=0.18mm；查表 91 磨损系数X=3.95 0.5冲孔凸模的刃口尺寸计算如下：根据公式 82 E 凸=(Bmax+x)0 -A=（5.5+0.50.3） 0-0.3/4=5.65-0.075凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.1320.180）(mm)8.4 冲裁刃口高度表 92 刃口高度料厚 0.5 0.51 12 24 4刃口高度 h 6 68 810 1012 14查表 91，刃口高度为 h810(mm),取 h=9(mm)9 主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴 17 17度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。9.1 工作零件的结构设计9.1.1 凹模的设计凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，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。模具厚度的确定公式为： H=Kb式中：K系数值，考虑板料厚度的影响；b 冲裁件的最大外形尺寸；安上式计算后，选取的 H 值不应小于（1520）mm;表 101 系数值 K材料厚度 t/mms/mm13 36501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表 101 得：K=0.35 H=0.3532=10.8mm取 H=18mm模具壁厚的确定公式为：C=(1.52)H=1.518218=2736mm凹模壁厚取 C=30mm 18 18凹模宽度的确定公式为：B=b+2C=32+230=92mm查表 101 取标准取 B=100mm凹模长度的确定公式为：L=20+230=80mm凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表 102取标准 L=80mm。 （送料方向）凹模轮廓尺寸为 100mm80mm18mm。凹模材料选用 Cr12，热处理6064HRC。表 102 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 6363 10、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、120、22125100、125125、14080、14080 14、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35250 250、280200、280250、31520020、25、28、32、35、40315250 20、28、32、35、40、45 19 199.0.8 凸凹模的设计凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。9.1.3 外形凸模的设计因为该制件形状不是复杂，但有弯曲部分，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，直通式凸模采用线切割机床加工。可以直接用 2 个 M8 的螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按 H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、导料板的厚度的总和，外形凸模下部设置 1 个导正销，借用工件上的孔作为导正孔。外形凸模长度为：L=H1 +H3+（1520）mmH1凸模固定板厚度；得 H1=0.8H 凹 =0.818=9.6mm(标准为 20mm)H3卸料板厚度；查表 105 得 H3=6mm(1520)附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。 （附加长度取 15）L=20+6+15=41mm 导正销的直线部分应为(0.50.8）t ，导正销伸入定位孔是，板料应处于自由状态。在手工送料时，板料以由挡料销定位，导正销将工件导正的过程的将板料向后拉回约 0.2mm。必须在卸料板压紧板料之前完成导正。所以导正销直线部分的长度为：L 导 =0.80.8=9.6mm在外形凸模的底部钻安装导正销，采用 H7/r6 的配合，为防止其脱落，在凸模上打横向孔，用销钉固定导正销。 20 209.1.4 内孔凸模设计因为内孔凸模是圆凸摸，仍然选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用 H7/r6 配合。凸模长度与外形凸模长度相等为 45mm。凸模材料应选 T10A，热处理 5660HRC，凸模与卸料板之间的间隙见表 103 查得凸模与卸料板的间隙选为 0.035mm。表 103 凸模与卸料板、导柱与导套的间隙序号模具冲裁间隙Z卸料板与凸模间隙 Z1辅助小导柱与小导套间隙 Z21 0.0150.025 0.0050.007 约为 0.0032 0.0250.05 0.0070.015 约为 0.0063 0.050.10 0.0150.025 约为 0.014 0.100.15 0.0250.035 约为 0.029.2 卸料部分的设计本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有用外形凸模导向，对内孔凸模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，卸料板的厚度按表 105 选择，卸料板厚度为 6mm。卸料板与 2 个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为 0.035。卸料板采用 45 钢制造，热处理淬火硬度 4045HRC。表 105 固定卸料板厚度卸料板宽度冲件厚度 t2000.8 6 6 8 10 120.81.5 6 8 10 12 141.53 8 10 12 14 169.3 定位零件的设计定位零件采用活动当料销定位。采用活动当料销制造简单、使用方便。活动挡料销固定在卸料板上，挡料 21 21销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能，活动挡料销的位置可以由公式确定。e=c-D/2+d/2+0.1 公式(101)式中：c送料步距；D在送料方向上工件的尺寸；d挡料销头部直径；0 .1导正销往前推的活动余量；根据公式 101 e=33.2-32/2+10/2+0.1=12.1mm即活动挡料销的位置在距导正销 12.1mm 处。采用 45 钢制造，热处理硬度4348HRC。9.4 模架及其它零件的设计9.4.1 上下模座模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态） ，导柱上端面与上模座顶面的距离 15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为 5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5 的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用 R7/h5 的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套 10mm 以上。导柱与导套之间采用H7/h6 的间隙配合，导柱与导套均采用 20 钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：d/mmL/mm 分别为 28160，32160；导套：d/mmL/mmDmm 分别为 2810542, 3210545模座的的尺寸 L/mmB/mm 为 100mm80mm。模座的厚度应为凹模厚度 22 22的 1.52 倍上模座的厚度为 30，上垫板厚度取 10，固定板厚度取 20，下模座的厚度为 40mm。9.4.2 模柄模柄的作用是
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