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模具
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!【包含文件如下】【冲压模具设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
全部图纸.dwg
冲孔模上垫板.dwg
冲孔模凸模.dwg
冲孔模凸模固定板.dwg
冲孔模凸模护套.dwg
冲孔模凹模.dwg
冲孔模卸料板.dwg
冲孔模装配图.dwg
落料模上垫板.dwg
落料模凸模.dwg
落料模凸模固定板.dwg
落料模凹模.dwg
落料模卸料板.dwg
落料模导料销.dwg
落料模挡料销.dwg
落料模装配图.dwg
设计说明书.doc
垫片冲压模具设计
摘 要
从工件结构分析，该工件轮廓结构由直线圆弧构成，工件形状具备对称性。模具的设计的设计先从工件的工艺结构出发，根据工件图只要求和形状来确定模具的设计方案，进步一确定模具制造精度等级，和排样设计从而确定出模具的类型结构，从实际生产的角度出发，为了节约模具制造成本，该工件的冲裁模具设计方案采用了单工序冲裁。在模具设计前主要查找工件图纸中未标注公差的尺寸公差，根据尺寸公差来确定模具制造的精度，经过多次的排样分析以后，开始进行模具的结构设计，计算模具的闭合高度、卸料力、冲裁力、、冲裁间隙、模具装配配合间隙、凸模高度、压力中心、模具总压力，根据总冲压力选择冲压设备；所有的设计方案确定以后开始绘制模具草图、装配图、零件图、编写技术要求、设计说明书。
关键词：单工序，冲裁力，垫片，冲裁间隙，压力中心
目 录
1 前言 1
1.1冷冲压模具概述和发展 1
1.2当前模具的技术水平 1
2 冲压件工艺分析 2
2.1 工件材料分析 2
2.2 工件结构形状分析 3
2.3 尺寸精度 3
3 冲压工艺方案确定 4
3.1 冲裁工艺方案的确定 4
3.2 冲裁工艺方法的选择 4
4 模具总体结构 5
4.1 模具类型的选择 5
4.2 定位方式的选择 5
4.3 送料方式的确定 5
4.4 出件方式的确定 5
4.5模架结构和导向装置的选择 5
5 工艺参数计算 7
5.1 排样方式的选择 7
5.1.1 搭边值的确定 7
5.1.2 材料利用率的计算 9
5.2 冲压力的计算 10
5.2.1 冲裁力的计算 11
5.2.2 卸料力计算 11
5.2.3 总冲压力的计算 12
5.2.4 初选压力机 12
5.2.5 压力中心的确定 13
6 刃口尺寸的计算 15
6.1 冲裁间隙的确定 15
6.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 17
7 主要零部件设计 21
7.1 凹模设计 21
7.1.1 凹模刃口结构形式的选择 21
7.1.2 凹模精度与材料的确定 22
7.1.3 凹模外形尺寸的确定 22
7.2 凸模的设计 25
7.2.1 凸模结构的确定 25
7.2.2 凸模高度、长度的确定 25
7.2.3 凸模材料的确定 26
7.2.4 凸模精度的确定 26
7.3 卸料装置的设计 26
7.3.1 卸料板的外形设计 26
7.3.2 卸料板材料的选择 27
7.3.3 卸料板的结构设计 27
7.3.4 卸料板整体精度的确定 28
7.3.5 卸料弹簧的设计 28
7.3.6 卸料螺钉的选用 28
7.4 凸模固定板的设计 28
7.5 导向零件的设计 29
7.5.1 垫板的设计 29
7.6 模柄的选用 30
7.7 螺钉的选用 31
8 冲压设备的校核与选定 32
8.1 冲压设备的校核 32
8.2 冲压设备的选用 32
8.3 压力机的选择 32
10 模具结构简述 34
结 论 35
致 谢 36
参考文献 37
附录 38
- 内容简介：
-
XXXXXXX 学院毕业设计题目： 系 部 专 业 名 称 班 级 姓 名 指 导 教 师 2015 年 9 月 15 日垫片冲压模具设计摘 要从工件结构分析，该工件轮廓结构由直线圆弧构成，工件形状具备对称性。模具的设计的设计先从工件的工艺结构出发，根据工件图只要求和形状来确定模具的设计方案，进步一确定模具制造精度等级，和排样设计从而确定出模具的类型结构，从实际生产的角度出发，为了节约模具制造成本，该工件的冲裁模具设计方案采用了单工序冲裁。在模具设计前主要查找工件图纸中未标注公差的尺寸公差，根据尺寸公差来确定模具制造的精度，经过多次的排样分析以后，开始进行模具的结构设计，计算模具的闭合高度、卸料力、冲裁力、冲裁间隙、模具装配配合间隙、凸模高度、压力中心、模具总压力，根据总冲压力选择冲压设备；所有的设计方案确定以后开始绘制模具草图、装配图、零件图、编写技术要求、设计说明书。关键词：单工序，冲裁力，垫片，冲裁间隙，压力中心目 录1 前言 .11.1 冷冲压模具概述和发展 .11.2 当前模具的技术水平 .12 冲压件工艺分析 .22.1 工件材料分析 .22.2 工件结构形状分析 .32.3 尺寸精度 .33 冲压工艺方案确定 .43.1 冲裁工艺方案的确定 .43.2 冲裁工艺方法的选择 .44 模具总体结构 .54.1 模具类型的选择 .54.2 定位方式的选择 .54.3 送料方式的确定 .54.4 出件方式的确定 .54.5 模架结构和导向装置的选择 .55 工艺参数计算 .75.1 排样方式的选择 .75.1.1 搭边值的确定 .75.1.2 材料利用率的计算 .95.2 冲压力的计算 .105.2.1 冲裁力的计算 .115.2.2 卸料力计算 .115.2.3 总冲压力的计算 .125.2.4 初选压力机 .125.2.5 压力中心的确定 .136 刃口尺寸的计算 .156.1 冲裁间隙的确定 .156.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 .177 主要零部件设计 .217.1 凹模设计 .217.1.1 凹模刃口结构形式的选择 .217.1.2 凹模精度与材料的确定 .227.1.3 凹模外形尺寸的确定 .227.2 凸模的设计 .257.2.1 凸模结构的确定 .257.2.2 凸模高度、长度的确定 .257.2.3 凸模材料的确定 .267.2.4 凸模精度的确定 .267.3 卸料装置的设计 .267.3.1 卸料板的外形设计 .267.3.2 卸料板材料的选择 .277.3.3 卸料板的结构设计 .277.3.4 卸料板整体精度的确定 .287.3.5 卸料弹簧的设计 .287.3.6 卸料螺钉的选用 .287.4 凸模固定板的设计 .287.5 导向零件的设计 .297.5.1 垫板的设计 .297.6 模柄的选用 .307.7 螺钉的选用 .318 冲压设备的校核与选定 .328.1 冲压设备的校核 .328.2 冲压设备的选用 .328.3 压力机的选择 .3210 模具结构简述 .34结 论 .35致 谢 .36参考文献 .37附录 .3811 前言1.1 冷冲压模具概述和发展1.1 模具行业的发展最近一段时间，我国人民生活富裕，经济快速发展。生活中许多东西都是由材料制造出来的，因此，模具行业出现普及化。模具水平不断改进有利于提高经济。随着我国的模具水平走向国际化社会的竞争不断加大，我们不断认识到了成本质量和新品种开发的重要性。制造模具是最根本的元素。我国国内模具水平相对落后。在我国低廉的模具与国外加大竞争。因此，使得国内与国外的模具不断买进卖出。加快社会经济在竞争下不断创新。快速发展产品成型技术。我国的模具行业的发展得到国外的帮助，有一些台湾合资企业和国际化也在我国得到较快的发展。对一些经济发达的地区加快了模具的发展。对一些高科技模具技术在加工水平程度落后于外国。模具行业在我国将会快速发展。特别是大型汽车方面模具的需求将来会很大，因此我国汽车行业对模具水平的不断提高加大发展。以后对于精度高的成本低的会成为模具高水平发展的标志。1.2 模具发展趋势新中国到来,我国的模具水平得到不断地发展。以前都是用手工做出来的，到了 20 世纪 90 年代由于数控机床的出现提高了磨具的精度和周期。数字化技术 cad 使模具走向更高的标准,如今模具公司如何把生产效率不断提高放在第一位。因此信息化管理是模具生产水平走向的下一个方向。模具在信息化管理中是单独订单式的。设计工艺利用率小。每副模具根据毛坯尺寸形状和质量要求设计出来的。当今 CAD 技术使得设计者的思路不断体现。对于模具的预测性有更大的提高。如今,社会上大型的CAD、Pro、UG,提供了产品早期的预定方案。模具 CAD 技术主要表现在模具设计更加标准化，更加自动化，更加数字化。画图时可以参考标准零件和非标准零件构思方案设计，有利于快速进行模具修改和自我设计。由于自动化的进入让模具设计特征和对方案的优化选择带来了方便。不断优化工艺性参数。系统智能化的引入，人工智能化和自动化生产设计，对设计过程进行优化选择，对模具设计带来全方位的考虑。模具 CAD 技术拥有强大的数据库，有利于开发设计技术。体现了系统化思想,计算机集成制造系统。22 冲压件工艺分析图 2-1 工件尺寸图工件名称：垫片； 工件简图：如图 2-1；生产批量：大量；材料：聚酰亚胺薄膜 6050；材料厚度：0.1mm；精度等级：IT13 。工件表面质量：工件表面无毛刺、压痕、拉裂、油污等不良现象2.1 工件材料分析热固性聚酰亚胺具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能，通常为橘黄色。石墨或玻璃纤维增强的聚酰亚胺的抗弯强度可达到 345 MPa,抗弯模量达到 20GPa.热固性聚酰亚胺蠕变很小，有较高的拉伸强度。聚酰亚胺的使用 温度范围覆盖较广，从零下一百余度到两三百度。2.2 工件结构形状分析（1）冲裁件为冲孔落料件，材料厚度为 0.1mm，轮廓均由圆弧和直线构成，若工件长期大批量生产，模具设计前应该分析凸凹模工作零件刃口的使用寿命和耐疲劳和耐磨损程度，选取相应的模具模材料。3（2）工件上的最小孔直径为 1.4mm，孔心距为 3.6mm，孔边距为1.8mm，这些数值均大于材料厚度的 1.5 倍，所以该零件的结构满足冲裁要求。2.3 尺寸精度根据工件技术要求注明未标注的尺寸公差按照 IT13 计算，所以通过查表 2-1 常用找出未标注公差的上下极限偏差，一般无明确要求的情况下模具设计制造的公差等级大于工件的 2 到 3 个公差等级。表 2-1 常见零件公差等级表公差等级 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14尺寸 /mm /m /mm336 610 1018 1830 3050 5080 80120 12018034456781012456891113151868991316192225101215182125303540141822273339465463253036435262748710040485870841001201401606075901101301601902202500.100.120.150.180.210.250.300.350.400.140.180.220.270.330.390.460.540.630.250.300.360.430.520.620.740.871.0043 冲压工艺方案确定3.1 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案从尺寸精度、图纸技术要求、工件外观质量、工件材料力学性能及生产批量开始，在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案，工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。3.2 冲裁工艺方法的选择冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种其三种工序的性能见表 3-1。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模；复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序；级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。表 3-1 单工序冲裁、级进冲裁和冷冲冲裁性能比较项目 单工序模 复合冷冲模 级进模生产批量 小批量 中批量和大批量 中批量和大批量冲压精度 较低 较高 较高冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差，仅适合于大批量生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产冲模制造的复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁较简单零件时低于冷冲模因为该冲裁件的精度要求满足 IT13 级即可，并且要有很高的生产率和安全的操作过程，由于工件的工艺性质和形状结构简单，为了节约模具制造成本，采用单工序模具生产即设计两幅单工序模具，落料模具和冲孔模局。54 模具总体结构4.1 模具类型的选择在上述的工艺分析方案中确定使用复合冲裁模具，单工序模具可分为正装模具和倒装模具，为了方便安全送料操作，冲裁件模具设计采用的是正装装结构的复合模具。4.2 定位方式的选择因冲孔落料从下模漏出，所以不需要再设计精确地导正定位装置，为了方便生产中送料和精准的确定步距，在模具送料方向上设计挡料销，两侧根据材料宽度设计两个导料销，在实际生产加工时，只需要将条料靠注挡料销和导料销，方可精确地定位。4.3 送料方式的确定因单冲裁模具对冲压设备的要求不高，因工件材料厚度为 2mm，条料通常为板材，为了进一步的提高经济效益，冲裁件的生产加工将采用手工送料的方式。4.4 出件方式的确定单工序模具大致可分为倒装复合模具和正装复合模具，倒装模具是将落料凹模设计在上模部分，正装模具是将落料凹模设计在模具的下模部分，但由于工件所需要冲孔较多，为了方便冲孔废料方便从下模落出，模具将设计成正装装模具，当模具完成一次冲裁周期的时候，冲孔废料由下模落出。4.5 模架结构和导向装置的选择模架的外形尺寸主要由凹模尺寸决定，根据模具结构、且对于此副模具的话，主要有落料的凹模来确定长以及宽，模具的闭合高度则有设计的上模，下模，以及模具的一些配件来决定，对于此复合模，应该先考虑他的闭合高度，其次才是它的宽度和长度，所以要合理选择模架，就有必要考虑它的工作零件以及配件的合理高度，这样才能合理的选择模架，模架结构可分为：对角导柱模架由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。后侧导柱模架由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导6柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。四导柱模架具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。中间导柱模架，导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高生产效率，模具寿命和工件质量以及工件尺寸精度，采用中间式导柱模架，模具导向性能好，精度高。75 工艺参数计算5.1 排样方式的选择冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。排样的方法有：直排、斜排、对直排、混合排 ，根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考虑。因此考虑以下三种方案：方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。为了综合考虑排样条料的强度，决定采用有废料的排样方案。图 5-1 排样示意图5.1.1 搭边值的确定排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，8增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验和查表来确定的，该制件的搭边值采用查表 5-1 取得。如表 5-1 所示：根据此表和工件可确定搭边值 a 和 a1，a 的最小值取2.0mm，a1 最小值取 1.8mm。表5-1 搭边a和a 1数值（低碳钢） （mm） 圆件或圆角 r2t 的工件 矩形件边长 L50mm材料厚度t/mm 工件间 a1 沿边 a 工件间 a1 沿边 a0.25 以下 1.8 2.0 2.2 2.50.25-0.5 1.2 1.5 1.8 2.00.5-0.8 1.0 1.2 1.5 1.80.8-1.2 0.8 1.0 1.2 1.51.2-1.6 1.0 1.2 1.5 1.81.6-2.0 1.2 1.5 1.8 2.52.0-2.5 1.5 1.8 2.0 2.22.5-3.0 1.8 2.2 2.2 2.53.0-3.5 2.2 2.5 2.5 2.83.5-4.0 2.5 2.8 2.5 3.24.0-5.0 3.0 3.5 3.5 4.0根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的模具和无侧压装置的模具，侧压装置的作用是用于压紧送进模具的条料（从料带侧面压紧） ，使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。侧压装置适用于工件材料厚度较小的模具，在这次工件的模具设计中，工件材料厚度 1mm，无需测压装置，只需导料板横向导料即可。故按公式 5-1 计算：B =（D max+2a1+C） 0 - 0 - （5-1） 式中：B-条料宽度；9Dmax-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a1-侧搭边值，可参考表 5-1；-条料宽度的单向（负向）偏差，见表 5-2；C-导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见表 5-3。表 5-2 剪料公差及条料与导料板之间隙 （mm）材料厚度 t/mm条料宽度B/mm 01 12 23 3550501001001501502202203000.40.50.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3表 5-3 有侧压装置和无侧压装置对照表 （mm）无侧压装置 有侧压装置条料宽度 B（mm）材料厚度t（ mm）100 100200 200300 100 10000.50.51122334450.50.50.50.50.50.50.51111111111555555888888所以根据以上理论数据由公式 5-1 得出条料宽度为：B =（D max+2a1+C）0 - 0 - =8+2+2+0.5=12.5-00.5因考虑到方便准备条料，条料宽度通常取整数值，所以条料宽度取值为13mm。105.1.2 材料利用率的计算关于材料利用率，可用公式 5-2 表示：=A/BS100% （5-2）式中， A-一个步距内冲裁件的实际面；B-条料宽度； S-步距。由图 5-1、图 5-2 和公式 5-2 得：A=220.7（mm 2）=A/BS100% =220.7（913）100%47.1%5.2 冲压力的计算5.2.1 冲裁力的计算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 Fp 一般可以按公式 5-3 计算：F=KtL （5-3） 式中， -材料抗剪强度，MPa ；L-冲裁周边总长 mm；t-材料厚度 mm。K-波动系数值，取1.3.由于45的力学性能查表2-1可得：抗剪强度 取350MPa 。的数值取决于材料的种类和坯料的原始状态，可在设计资料及有关手册中查找，本设计 取值的通过查下表确定，材料厚度 2mm，取 560MPa。F 冲 =F1+F2 （5-4）式中， F 冲 -冲裁力；F1-落料时的冲裁力；F2-冲孔时的冲裁力。11冲裁周边的总长（mm）冲裁总周长为：L=391.3mm）落料冲裁力由公式 5-3 得： F 冲 1 =KtL=1.30.128.3345=1.3KNF 冲 2 =KtL=1.30.113.2345=0.6KN5.2.2 卸料力计算当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料卸下。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力。 卸料力计算公式如下：F 卸 = K 卸 F 冲 （5-5）式中，F 卸 -卸料力；F 冲 -冲裁力；K 卸 -卸料力系数，见表 5-4；表 5-5 卸料力、推件力和顶件力系数 （mm ） 料厚/mm K 卸 K 推 K 顶钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03注：卸料力系数 K 卸 在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。K 卸 卸料力系数通过查表 5-4 确定，卸料力系数取 K 卸 0.04，由公式 5-125 得：F 卸 1= K 卸 F 冲=0.0751.30.1KNF 卸 2= K 卸 F 冲=0.0750.60.05KN5.2.3 总冲压力的计算由于冲裁模具采用弹压卸料装置，固总的冲压力包括：F1= F 冲 +F 卸 （5-6）=1.3+0.1=1.4KNF2= F 冲 +F 卸 =0.6+0.05=0.65KN5.2.4 初选压力机压力机可分为机械式和液压式，机械式分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床，液压式分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母 C，其操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过2000KW。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力机精度高。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，均初选压力机为 J23-4 型压力机。5.2.5 压力中心的确定模具压力中心是指冲压时多个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，应使模具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。冲模的压力中心，可按下述原则来确定： （1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，压力中心与零件的对称中心相重合。13（3）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可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（X 0，Y 0） ，即为所求模具的压力中心。该件的压力中心计算如下：X0（L 1X1+L2X2+L nXn）（L 1+L2+Ln） （5-6） Y0（L 1Y1+ L 2Y2+L nYn）（L 1+ L 2+L n） （5-7）式中：X 0-压力中心的横坐标； Y0-压力中心的纵坐标；L-冲裁件轮廓尺寸；X-各线段重心的横坐标；Y-各线段重心的纵坐标。因工件属于有规则的对称几何体，所以模具压力中心位于工件的几何中心。146 刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理间隙值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其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。6.1 冲裁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 Zmin，最大值称为最大合理间隙 Zmax。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 Zmin，如图6-1。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。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。冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模具设计的一个重要工艺参数，对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大的影响。冲裁间隙还影响着冲裁件的尺寸精度。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。间隙过大，会使落料件尺寸小于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸大于凸模尺寸，冲裁力也会慢慢下降，卸料力、推件力或顶件力都将随之下降。间隙过小，会使落料件尺寸大于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸，冲裁力也会增大，会使模具刃口磨损加剧，还会产生凸凹模胀裂，小凸模折断，凸模和凸凹模相互啃刃等异常损坏。15由此可见，我们在确定冲裁间隙时，一定要有一个合理的范围作为间隙值，当然我们在设计时要采用最小合理间隙。由表6-1可知，材料为0.1，所以才用无间隙值。 图 6-1 冲裁间隙 表 6-1 部分冲裁模初始双边间隙值 08、10、35、09Mn、Q23516Mn 40、50 65Mn材料厚度Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax小于 0.5 极小间隙( 或无间隙)0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.10.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126166.2 刃口尺寸的计算及依据与法则冲裁件的尺寸精度主要决定于凸、凹模刃口尺寸及公差，模具的合理间隙也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。其计算方法是：（1）因为冲出的孔，落下的料都有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模刃口尺寸，而冲孔的小端尺寸等于凸模刃口尺寸。（2）在测量与使用中，冲孔能测量到小端尺寸，落料件能测量大端尺寸。（3）从产品的使用性能看，孔必须控制最小端尺寸，落料的外形尺寸要控制最大端尺寸。（4）凸、凹模的设计原则冲孔时，设计计算以凸模为准，间隙放大在凹模刃口上。落料时，设计计算以凹模为准，间隙缩小在凸模刃口上。（5）考虑磨损（名义尺寸）冲孔时，凹模越磨越小，凸模设计应取制件尺寸公差范围内移大尺寸。落料时，凹模越磨越大，凹模设计应取制件尺寸公差范围内移小尺寸。（6）凸、凹模刃口的制造公差制件上未注公差，非圆形件按 级精度，模具比其高 2-3 精度即 级14IT12IT或 级，圆形件按 - 级精度，凸模和凹模刃口尺寸的计算与加工方法1IT6I7有关，有分开加工和配合加工，分开加工是指凸模和凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证。其可以凸、凹模具有互换性，便于成批制造，但受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差较小，主要适用于简单规则形状（圆形、方形或矩形）的冲件。配合加工是指先按图样设计制造其中一件（冲孔先做好凸模，落料先做好凹模） ，再以此件做为基准件，以基准件为标准来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙，图纸上只要在基准件上标注尺寸和公差，根据公式 6-1 得： 凸 凹 ZmaxZ min （6-1）17所以，新制造的模具应该保证 凸 凹 Z minZmax，否则，模具的初始间隙已超过了允许的变动范围 ZminZ max，影响模具使用寿命。本套模具采用分别加工法进行加工。分开加工时计算公式如下：冲孔凸模尺寸： （6-0min凸凸xd2）冲孔凹模尺寸： （6-凸0mininZ3）落料凸模寸： （6-0凸inmax凸D4）落料凹模尺寸： （6-凸0ax5）孔距尺寸： （6-1/8Ld6）其中： ， -分别为落料凸、凹模基本尺寸；凸D， -分别为冲孔凸、凹模基本尺寸；d-冲孔件孔的最小极限尺寸；min-落料件最大极限尺寸；axD， -分别为凹模上偏差，可按 IT7，凸模下偏差，可按 IT6；凸-制造公差；-磨损系数，其值在 0.51 之间。x查表 2-1 标准公差数值得： 1.40.14mm、70.22mm、80.22mm。查表6-3 得 x 为 0.5。冲孔凸模根据公式 6-2 有： 0min凸凸xdd 凸 = （ 1.4+0.5 0.14） 0-0.0218=1.470-0.02 mm落料凸模根据公式 6-4 有：0凸minmax凸ZDD 凸 1= （7-0.5 0.22） 0-0.02= 6.890-0.02 mmD 凸 2= （8-0.50.22） 0-0.02= 7.890-0.02 mm表 6-2 简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模制造偏差 (mm)公称尺寸凸模偏差 凸凹模偏差 凹公称尺寸凸模偏差 凸凹模偏差 凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040 180260 260360 3605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表 6-3 磨损系数 （mm ）材料厚度 工件公差1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30非圆形 x 值 圆形 x 值磨损系数1 0.75 0.5 0.75 0.519（a ）落料 （b）冲孔图图6-2 工作零件刃口尺寸7 主要零部件设计虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度有很多不同的，但组成模具的零件种类可以说是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可将他分为非标准件和标准件两类。模具标准化是缩短模具制造周期的有效办法，是应用模具 CAD/CAM 技术的前提，是模具工业化和现代化的生产基础，所以在模具设计与制造过程中，必须推广和优先使用国家标准。虽然相关行业标准虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度有很多不同的，但组成模具的零件种类可以说是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以将他们分为工艺零件和结构零件两类。设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件的定位、固定以及总体装配方法，本套模具主要采用螺钉固定模具零件，采用导料板送进定位，无侧压装置。7.1 凹模设计7.1.1 凹模刃口结构形式的选择冲裁凹模刃口形式有直筒式和凸台两种，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较大，所以采用刃口为凸台式，该类型刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变，装配如图 7-1 所示。20（1）（2）图 7-1 凹模装配简图7.1.2 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 IT12 级，内型腔精度为 IT12 级，表面粗糙度为 Ra3.2um，上下平面的平行度为 0.02，材料选Cr12MoV。7.1.3 凹模外形尺寸的确定凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模
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