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弹簧
接触
冲压
模具设计
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冲孔凸模.dwg
导正销.dwg
工件图-弹簧接触片冲压模具设计.dwg
毕业设计开课告.doc
目录.doc
落料凹模.dwg
装配图.dwg
设计说明书.doc
零件图1.dwg
零件图2.dwg
弹簧接触片冲压模具设计
摘 要
本文主要介绍弹簧接触片冲压模具设计的全过程。经过零件的工艺分析、排样方案的设计、冲压工艺参数的计算、压力中心的计算、刃口尺寸的设计、模具总体方案的设计，确定了模具的工艺流程及模具的结构形式。根据级进模的特点，对该模具进行全面的设计。在模具设计过程中，使我更加的了解了模具的工作过程。
关键词：模具；模具设计；弹簧接触片
Spring contact Tablets stamping die design
Abstract
This article introduces the spring contact sheet die design process. After parts of the process, layout design, stamping process parameters of the calculation, the calculation of the pressure center, cutting the size of the design, the overall mold design, mold identified the process and die in the form of the structure. According to the characteristics of progressive die, die of the overall design. In the mold design process, the more I learned about the course of the work of the mold.
Key words: Die; Mold Design; Spring contact Tablets
目 录
1 绪 论 1
2 冲裁件的结构工艺性分析 2
3 冲压工艺方案的确定 2
4排样设计 3
4.1材料利用率 3
4.2排样方法 4
4.3搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定 5
5 冲裁力相关的计算 7
5.1计算冲裁力的公式 7
5.2总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力 7
5.3计算总冲裁力 8
5.4按卸料力公式计算卸料力FQ 9
5.5按推料力公式计算推料力FQ1 9
5.6按顶件力公式算顶件力FQ2 9
5.7计算总冲压力 10
6 模具压力中心的确定与计算 10
7 冲裁间隙 12
8 凸模与凹模刃口尺寸的计算 15
8.1刃口尺寸计算的基本原则 15
8.2刃口尺寸的计算方法 15
8.3计算凸凹模刃口的尺寸 16
8.3.1凸模与凹模配合加工的方法 17
8.3.2对冲孔的刃口尺寸进行计算 21
8.3.3对冲孔的刃口尺寸进行计算 22
9 模具总体设计 20
9.1 模具类型的选择 20
9.2定位方式的选择 20
9.3卸料、出件方式的选择 20
9.4导向方式的选择 20
10主要零部件的设计 20
10.1 工作零件的结构设计 21
10.1.1外形凸模的设计 21
10.1.2 内孔凸模设计 22
10.1.3凹模的设计 22
10.2导料板的设计 24
10.3卸料板的设计 25
10.4卸料橡胶的设计 25
10.5定位零件的设计 26
10.6模架及其它零件的设计 27
11模具总装图 28
12压力机的选择 28
总结 29
致谢 30
参考文献 31
- 内容简介：
-
毕业论文(设计)选题报告论文(设计)题目弹簧接触片冲压模具设计课题来源 生产实际 课题类别 毕业设计选做本课题的原因及条件分析：原因：由于该零件是模具设计的一个典型，具有广泛的实用性。在完成本题目的过程中,能综合运用和巩固所学专业知识及有关课程的基础理论，来培养模具设计的初步能力，分析问题和解决问题的能力，认真负责、踏实细致的工作作风和严谨的科学态度；强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯，为以后实际工作打下良好的基础。条件：学院有书籍和资料可供查阅;有设备提供使用;在这一切成熟的条件下，能更好的完成本次设计，通过两年多对机械制图、机械制造、机械设计、AUTO CAD 等专业知识的学习及指导老师对我的支持，我有信心将这次毕业设计圆满完成，这也是检验对我这两年多对专业技能收获的一种有效方式。指导教师意见：签名： 年 月 日系部毕业设计领导小组意见：（签章） 年 月 日内容和要求：1.提交成果形式（1）用标准的图纸A4绘制零件图样1份（付在毕业设计后） ；（2）毕业论文（设计）1份（反映出设计过程及内容） ；（3）用标准的图纸A0或A1绘出装配图；2.毕业论文（设计）主要内容（1）前言：选题的依据和必要性；（2）对制件的工艺分析；材料、零件结构、尺寸精度等；（3）模具结构的分析：模具部件的结构特点、结构工艺性、要求等；（4）模具部件的设计及参数计算；（5）参考文献；（6）附录。3.要求（1）产品设计中严格按照学院有关文件的规章制度及国家有关标准进行；（2）按时独立完成毕业设计的各项工作；（3）毕业（论文）设计做到：立论正确，论述充分，结论严谨合理；分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确、字数不少于5000字指导教师签字： 年 月 日弹簧接触片冲压模具设计摘 要本文主要介绍弹簧接触片冲压模具设计的全过程。经过零件的工艺分析、排样方案的设计、冲压工艺参数的计算、压力中心的计算、刃口尺寸的设计、模具总体方案的设计，确定了模具的工艺流程及模具的结构形式。根据级进模的特点，对该模具进行全面的设计。在模具设计过程中，使我更加的了解了模具的工作过程。关键词：模具；模具设计；弹簧接触片 Spring contact Tablets stamping die designAbstractThis article introduces the spring contact sheet die design process. After parts of the process, layout design, stamping process parameters of the calculation, the calculation of the pressure center, cutting the size of the design, the overall mold design, mold identified the process and die in the form of the structure. According to the characteristics of progressive die, die of the overall design. In the mold design process, the more I learned about the course of the work of the mold.Key words: Die; Mold Design; Spring contact Tablets目 录1 绪 论.12 冲裁件的结构工艺性分析.23 冲压工艺方案的确定.24 排样设计 .34.1 材料利用率 .34.2 排样方法 .44.3 搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定 .55 冲裁力相关的计算.75.1 计算冲裁力的公式 .75.2 总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力 .75.3 计算总冲裁力 .85.4 按卸料力公式计算卸料力 FQ.95.5 按推料力公式计算推料力 FQ1.95.6 按顶件力公式算顶件力 FQ2 .95.7 计算总冲压力 .106 模具压力中心的确定与计算 .107 冲裁间隙 .128 凸模与凹模刃口尺寸的计算 .158.1 刃口尺寸计算的基本原则 .158.2 刃口尺寸的计算方法 .158.3 计算凸凹模刃口的尺寸 .168.3.1 凸模与凹模配合加工的方法 .178.3.2 对冲孔的刃口尺寸进行计算 .218.3.3 对冲孔的刃口尺寸进行计算 .229 模具总体设计 .209.1 模具类型的选择.209.2 定位方式的选择 .209.3 卸料、出件方式的选择 .209.4 导向方式的选择 .2010 主要零部件的设计 .2010.1 工作零件的结构设计 .2110.1.1 外形凸模的设计 .2110.1.2 内孔凸模设计 .2210.1.3 凹模的设计 .2210.2 导料板的设计 .2410.3 卸料板的设计 .2510.4 卸料橡胶的设计 .2510.5 定位零件的设计 .2610.6 模架及其它零件的设计 .2711 模具总装图 .2812 压力机的选择 .28总结 .29致谢 .30参考文献 .3111 绪 论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。22 冲裁件的结构工艺性分析由零件图 21 可知，该冲压件有落料和冲孔两个工序，外形简单、精度要求不高。材料为 H62：力学性能好，具有良好的塑性、焊接性、及良好的冲压性能，可用来制造焊接结构件和冲压件。工件结构形状：冲裁件外形应尽量避免有尖角,而本冲裁件无尖角有利于冲裁。尺寸精度：按公差 IT13 查出来的。尺寸精度较低，可以冲裁。图 21 零件图3 冲压工艺方案的确定该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一 ：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔-落料复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压，采用级进模生产。方案一单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产的要求。方案二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3冲压工序的模具。该模具只需要一副模具，工件的精度及生产效率都很高，但工件最小壁厚 3.5mm 接近凸凹模许用最小壁厚 3.2mm，模具强度较差，制造难度大，模具成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案三级进模（又称为连续模、跳步模）：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。它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，具有比复合更好的生产效率。它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化，可以批量生产。但是难以保证制件内、外相对位置的准确性，因此冲裁件精度要求不高。通过对上述三种方案的的分析比较，因为该制件的精度要求不高，用于中批量生产。所以该制件的冲压生产采用方案三为佳。4 排样设计4.1 材料利用率材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率 表示：=(nA 1/hB)100% (公式 41)式中 材料利用率（%） ；n 冲裁件的数目；A1 冲裁件的实际面积(mm 2)；B 板料宽度(mm)；h进距计算冲压件的面积:A1=3082411+3.14222+4（220.253.14222)4=240mm129.56mm=110.44(mm)条料宽度计算：B=8mm进距的计算：h=17mm一个进距的材料利用率：=(nA 1/hB)100%=(1110.44/817) 100%=81%图 41 排样图4.2 排样方法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，排样有可以分为横排、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5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，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。根据我设计模具制件的形状、厚度、材料等方面的全面考虑，排样方法采用横排式无废料排样法。如图 41 所示。4.3 搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定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。因为冲裁件采用无废料排样法，所以有：搭边值工件间 a 为 0mm沿边 a1 为 0mm2、条料宽度的确定排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度和进距也就可以设计出。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无侧压装置时条料的宽度。 2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 42)0 - 其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。6表 42 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 1 12 23 3550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3D 取值由设计条料宽度方向冲裁件的最大尺寸为 8(mm)侧搭边值 a=0(mm)故带入条料宽度公式得B=（8+20） 04.=8 (mm)4.查表 42 中，可得条料宽度偏差下偏差为-0.4(mm)3、导料板间距离的确定条料的宽度确定了，进而就可以确定导料板间距离。表 43 导料板与条料之间的最小间隙 Zmin（mm）无 侧 压 装 置条 料 宽 度 B/mm材料厚度 t/mm100 以下 100 以上0.50.5112230.50.50.50.50.50.511734450.50.511导料板间距离公式：A=B+Z=D+2a+ZZ导料板与条料之间的最小间隙（mm） ；Z导料板与条料之间的最小间隙（mm） ；查表 43 得 Z=0.5mmA=D+2a+Z=90+20+0.5=8.5（mm）5 冲裁力相关的计算5.1 计算总冲裁力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 F p 一般可以按下式计算：Fp=KptL （公式 51）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=1.3 的近似计算法计算。8由于材料 Q235 钢无法查到其抗剪强度 ，故取起抗拉强度 b 代替抗剪强度 ，查表可知 b= =330(MPa)5.2 总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力由于冲裁模具采用刚性卸料装置和自然落料方式。F总冲压力Fp总冲裁力FQ卸料力FQ1推料力FQ2顶件力5.3 计算总冲裁力Fp=F1+F2 （公式 52）F1落料时的冲裁力F2冲孔时的冲裁力冲裁周边的总长（mm）落料周长为：L1=（3022） 2+29+4R =262+18+43.142=95.12（mm）冲孔周长为： L2=2R 2=23.1412=12.56(mm)落料冲裁力为： F1=KptL1=1.3195.123309=40806.18(N)冲孔冲裁力为：F2=KptL2=1.3112.56330=5388.24(N)所以可求总冲裁力为：Fp =F1+F2=40806.18+5388.24=46194.42（N）表 51 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0.0250.080.020.060.030.070.030.095.4 按卸料力公式计算卸料力 FQFQ=KxFp查表 5.41 得 Kx=0.04根据公式得FQ=KxFp=0.0446194.42=1847.78(N)105.5 按推料力公式计算推料力 FQ1FQ1=nKtFp取 n=3查表 51 得 Kt=0.05n根塞在凹模内的制件或度料数量（n=h/t）根据公式得 FQ1=nKtFp=60.0546194.42=13858.33(mm)5.6 按顶件力公式算顶件力 FQ2FQ2=KdFpKd 查表 51 得 0.06根据公式得FQ2=KdFp=0.0646194.42=2771.67（N ）5.7 计算总冲压力根据公式得 F=Fp+FQ1=46194.42+13858.33=60052.75（N ）根据 F=60052.75（N） ，所以拟选压力机为 J2310。6 模具压力中心的确定与计算模具压力中心是指冲压时诸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。零件、多孔冲模、级进模的压11力中心可以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 0，0（x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。X = = （公式 61）0 nLLxx21 niii1Y = = （公式 62） 0 nLLyy21 niii1下面用解析法确定与计算模具的压力中心： L1234578906OYX图 61 压力中心1、按比例画出凸模刃口的轮廓形状，选坐标 XOY。如图 61 所示2、把刃口轮廓分为 14 段，并确定各段长度，具体数值列于下表 61 中。表 61 计算数值压力中心坐标线段长度（mm ） 力压中心位置x yL1=9L2=3.14L3=17C1=0.59=4.5C2=0.53.14=1.57C3=0.517=8.54.510.4719.522.58412L4=3.14L5=9L6=6.28L7=9L8=3.14L9=17L10=3.14L11=9L12=6.28L13=6.28L14=6.28C4=0.53.14=1.57C5=0.59=4.5C6=0.56.28=25C7=0.59=4.5C8=0.53.14=1.57C9=0.517=8.5C10=0.53.14=1.57C11=0.59=4.5C12=0.56.28=3.14C13=0.56.28=3.14C14=0.56.28=3.1427.4721.51521.527.1719.510.474.5-2072.5820-2-2.58-4-2.58-2000落料凸模的压力中心坐标：X = =0 nLLxx21 niii1= 6.283.49707.5= 68.10724=13.87Y = =0 nLLyy21 niii1= 28.64.3905= 68.107=0137 冲裁间隙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。根据实用间隙表 71 查得材料 H62 的最小双面间隙 2Cmin=0.10mm，最大双面间隙 2Cmax=0.13mm。表 71 冲裁模初始用间隙 2C(mm)材料名称45#T7 T8(退火)65Mn(退火)磷青铜 Y铍青铜 Y10,15,20冷轧钢带30#钢板H62,H68(硬)Ly12(硬铝)硅钢片A2,A308,10,15(钢板)H62,H68(半硬)紫铜 Y磷青铜 M铍青铜 MH62,H68(软)防锈铝LF21,LF2软铝L2L6Ly12 退火铜母线铝母线酚醛环氧层压板玻璃布板酚醛层压希板钢纸板(反白板)绝缘纸板云母板橡皮板HB190 140190 70140 70机械性能 b600 400600 300400 300N14始 用 间 隙 (2C)厚度t 2cmin2cmax2cmin2cmax2cmin2cmax2cmin2cmax2cmin2cmax2cmin2cmax0.10.0150.0350.01 0.03 0 - 0 - 0 -0.20.0250.0450.0150.0350.01 0.03 0 - 0 -0.30.040.06 0.03 0.05 0.02 0.04 0.01 0.03 0 -0.50.080.10 0.06 0.08 0.04 0.060.0250.0450.01 0.020.80.130.16 0.10 0.13 0.07 0.100.0450.0750.0150.030 -1.00.170.20 0.13 0.16 0.10 0.130.0650.0950.0250.041.20.210.24 0.16 0.19 0.13 0.160.0750.1050.0350.051.50.270.31 0.21 0.25 0.15 0.19 0.10 0.14 0.04 0.061.80.340.38 0.27 0.31 0.20 0.24 0.13 0.17 0.05 0.072.00.380.42 0.30 0.34 0.22 0.26 0.14 0.18 0.06 0.082.50.490.55 0.39 0.45 0.29 0.35 0.18 0.24 0.07 0.100.010.030.0150.0453.00.620.68 0.49 0.55 0.36 0.42 0.23 0.29 0.10 0.133.50.730.81 0.58 0.66 0.43 0.51 0.27 0.35 0.12 0.164.00.860.94 0.68 0.78 0.50 0.58 0.32 0.40 0.14 0.180.04 0.05154.51.001.08 0.78 0.86 0.58 0.66 0.37 0.45 0.6 0.20 - -5.01.131.23 0.90 1.00 0.65 0.75 0.42 0.52 0.18 0.236.01.401.50 1.10 1.20 0.82 0.92 0.53 0.63 0.24 0.290.05 0.078.02.002.12 1.60 1.72 1.17 1.29 0.76 0.88 - -102.602.72 2.10 2.22 1.56 1.68 1.02 1.14 - -123.303.42 2.60 2.72 1.97 2.09 1.30 1.42 - - -8 凸模与凹模刃口尺寸的计算8.1 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具合理的间隙值模具刃口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，是设计冲裁模的主要任务之一。模具刃口的制造精度与工件的尺寸精度和加工方法有关，若采用分别标注尺寸和分别加工的方法制造凸模和凹模的刃口尺寸时，凸模和凹模的制造公差1和2必须满足不等式t+a Zmax-Zmin。因为凹模为孔，公差取单向正值；凸模为轴，公差取单向负值。生产中对普通冲裁件，凹模刃口尺寸制造公差按 IT7 级精度选取；凸模刃口尺寸公差按 IT6 级精度选取。若采用配合方法加工时，凹模或凸模刃口尺寸的制造公差可按制件的尺寸精度提高三四级取值，也可以按下表 81 选取。表 81 冲裁模刃口制造精度与制件精度关系板料厚度 t (mm) 制件精度刃口制造精度 0.5 0.8 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.016IT6IT7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10 / / / /IT7IT8 / IT9 IT10 IT10 IT10 IT12 IT12 / /IT9 / / / IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT148.2 刃口尺寸的计算方法由于模具的加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可以分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对与该制件应该选用凸模与凹模配合加工方法。对于该工件的模具，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 46m） 。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8.3.1 凸模与凹模配合加工的方法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 081）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17Ba=(Bmax+x) （公式0 - A82）3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=(Cmax+0.5)0.5 a （公式 83）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工件尺寸为 C 时- 0Ca=(C-0.5) 0.5A工件尺寸为 C时Ca=CA式中 Aa、Ba、 Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax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 8.31 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。18表 82 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/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.308.3.2 对冲孔的刃口尺寸进行计算如图 81 所示的弹簧接触片的落料零件图，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, 落料时应以凹模为基准件来配作凸模。 A1B12A34B3CA5图 81 落料凹模1、凹模磨损后变大的尺寸：A1a、A2a 、A3a、A4a、A5a。刃口尺寸计算公式：Aa=（Amax-x ）+ A 0工件精度均为 IT12、查表 81 得：x1=x2=x3=x4=x5=0.75A1a=(30-0.750.33) 3.02519=29.7525 0825.A2a=(9-0.750.22) 2.0=8.835 05.A3a=(8-0.750.22) 2.05=7.835 05.A4a=A5a=(2-0.750.14) 14.025=1.895 035.2、凹模磨损后变小的尺寸：B1a、B2a 、B3a。刃口尺寸计算公式：Ba=（Bmin+x）0 - A查表 81 得；x1=x2=x3=0.75B1a=B2a=B3a=(2+0.750.14) 014.25=2.105 035.3、凹模磨损后无变化的尺寸：Ca。按工件尺寸为 C 时，计算刃口尺寸：+ 0Ca=（C+0.5）0.5 A查表 81 得；x=0.75Ca=(2+0.50.1)0.5. 0.2501=2.05 0.0125(mm)查表 71 得：Zmin=0.10mm Zmax=0.13mm凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值在（0.100.13）mm 之间。20图 82 冲孔凸模8.3.3 对冲孔的刃口尺寸进行计算如图 82 为制件冲孔的零件图，计算凸、凹模刃口尺寸。凸模磨损后变小的尺寸，按冲孔凸模尺寸公式进行计算bT=（bmin+x） （-0 -TT=/4）bT冲孔凸模尺寸bmin工件孔的最小尺寸x系数工件公差查表 81 得 x=0.75bT=（2+0.75 0.14） 014.25=2.105 035.查表 71 得 Zmin=0.10(mm) Zmax=0.13(mm)凹模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值在（0.100.13）mm之间。根据零件图 21 所示；在计算模具中心距时，制造偏差值取工件公 1/8。据此，冲孔凹模和凸模固定板孔中心据的制造尺寸为：21L =70.22/8=70.0287L =170.27/8=170.03419 模具总体设计9.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。9.2 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板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用始用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。9.3 卸料、出件方式的选择因为工件料厚为 1mm，不是很厚，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料装置卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。9.4 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，该级进模采用后侧导柱的导向方式。10 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。10.1 工作零件的结构设计10.1.1 外形凸模的设计因为该制件形状复杂，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式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22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+H2+H3（1520）mm （公式 101）H1凸模固定板厚度；得 H1=0.8H 凹 =0.812=9.6mm(标准为 12mm)H2固定卸料板厚度；查表 105 得 H2=6mmH3导料板厚度；查表 104 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 20）L=12+6+6+20=45mm 导正销的尺寸如附图。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，板料以由挡料销粗定位，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 =0.81.5 =1.2mm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。10.1.2 内孔凸模设计圆凸模采用 A 型 245 JB/T8057.11995，小凸模仅伸出与凸模固定板采用 H7/h6 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 5860HRC，凸模与卸料板之间的间隙见表 101 查得凸模与卸料板的间隙选为 0.035mm。表 101 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 0.003232 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 0.0210.1.3 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。模具的外形尺寸如下：模具厚度的确定公式为：H=Kb （公式 102）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。表 102 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 102 得：K=0.4 H=0.430=12mm查表 103 取标准 H=12mm模具壁厚的确定公式为：C=(1.52)H=1.52221.224=1824mm凹模壁厚取 C=20mm凹模宽度的确定公式为：B=b+2C=8+220=28mm查表 103 取标准取 B=50mm凹模的长度取 63mm。 （送料方向）凹模轮廓尺寸为 63mm50mm12mm。凹模材料选用 T10A，热处理5862HRC 凹模结构。表 103 矩形和圆形凹模的外形尺寸（GB 285881）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、100 12、14、16、18、20、2225100、12580125100、125125、14080、14080、 14、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、250140、16、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 、18、22、25、28、32、35250 250、280200、280250、315200、20、25、28、32、35、40315250、20、28、32、35、40、4510.2 导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表 104 选择，应为6mm。导料板用螺钉固定在凹模上。导料板用 45 钢制作，热处理硬度HRC4045。导料板的进端安装承料板，承料板的厚度与导料板的厚度相等。入口处设计成直角，长为 45mm。表 104 导料板厚度导料板宽度送进材料抬起 送进材料不抬起冲件厚度 t200 20026122334468106810123468466810.3 卸料板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 10mm。卸料板与 2 个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为 0.035。卸料板上设置了 4 个螺钉。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 1610.4 卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算见表 106。选用的四块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。表 106 橡胶27标记示例：Dd1FH直径 D=32mm、d=16.5 mm 、厚度 H=25 mm的聚胺酯弹性体聚胺酯弹性体 3216.525 JB/T7650.9-1995D d H D 1D d H D 116 6.5 21 2520 26 3212 45 12.5405816 2025 8.520332516 3220 4032 10.5254245 12.512 20 5860 16.5507810.5 定位零件的设计定位零件采用始用挡料销对条料送进时的首次定位，使用时用手压住挡料销，条料定位后，在弹簧的作用下挡料销自动退出。采用固定挡料销对条料送进时第 2 次定位，送料时，需要人工抬起条料送进。并将挡料销套入下一个孔中，向前抵住搭边而定位，挡料销固定部分的直径应小于工作部分的直径很多，固定部分的直径选为 2mm，工作部分的直径选为 2mm，这样可以不削弱凹模的强度。并且制造简单、使用方便。固定挡料销固定在凹模上，使用于带固定挡料板的冲裁。设计导正销的级进模时，挡料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。固定挡料销的位置可以由公式确定。e=c-D/2+d/2+0.1 （公式 103）式中：28c送料步距；D落料凸模直径；d挡料销头部直径；0 .1导正销往前推的活动余量；e=17-30/2+2/2+0.1=3.1mm即固定挡料销的位置在距导正销 3.1mm 处。采用 45 钢制造，热处理硬度HRC 4348。10.6 模架及其它零件的设计本模具采用滑动导柱、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 5
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