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落料冲孔复合模设计

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关键词：: 冲孔复合设计

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落料冲孔复合模设计

摘要

本文对我国模具的发展和应用进行简单的分析，根据毛坯的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构，采用倒装式复合模冲压，有利于提高生产效率，降低成本、缩短制造周期，模具设计有一定的难度。工艺分析结束后，进行主要参数的设计，包括凸、凹模以及凸凹模刃口以及毛坯尺寸的计算，接着是主要零部件的设计和选取，然后选取冲压设备，最后进行压力机的校核，画零件图、装配图。

关键词：复合模；冲压；设计

Falls the material punch holes superposable die design

ABSTRACT

This paper discusses the development and application of mould, according to sim the condition of hat shapes, materials and geometry size analysis punch and die and mould structure, using reverse is a composite modulus, improve stamping production efficiency and reduce cost, shorten the cycle of manufacturing, mold design has the certain difficulty. After the analysis of the technology of design, main parameters, including convex, concave die and intensive blade, then is the main parts of the design and selection, then select stamping equipment, the press, of assembly drawing, painting , finally processing parts and assembling objects.

Keywords: Composite modulus;Ramming;Design

1 绪论 1

2 冲裁件的结构工艺性分析 2

3 确定工艺方案及模具的结构形式 2

4 模具总体设计 3

4.1模具类型的选择 3

4.2定位方式的选择 3

4.3卸料、出件方式的选择 3

4.4导向方式的选择 3

5 排样设计 3

5.1材料利用率 3

5.2排样方法 5

5.3搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定 6

5.3.1搭边值的确定 6

5.3.2条料宽度的确定 7

6 冲裁力相关的计算……………………………………………………………….9

6.1计算冲裁力的公式 9

6.2总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力 9

6.3计算总冲裁力 9

6.4按卸料力公式计算卸料力 11

6.5按推料力公式计算推料力 11

6.6按顶件力公式算顶件力 11

6.7计算总冲压力 12

7 模具压力中心的确定与计算 12

8 冲裁间隙 13

9 凸模与凹模刃口尺寸的计算 14

9.1刃口尺寸计算的基本原则 14

9.2刃口尺寸的计算方法 15

9.3计算凸凹模刃口的尺寸 15

10 主要零部件的设计 19

10.1工作零件的结构设计 19

10.1.1冲孔凸模的设计 19

10.1.2凹模的设计 20

10.2卸料板的设计 21

10.3导料板的设计 22

10.4卸料橡胶的设计 22

10.5定位零件的设计 23

10.6模架及其它零件的设计 24

11 模具总装图 25

12 压力机的选择 26

总结 27

致谢..........................................................................................................................28

参考文献 29

附录 30

附录A 30

附录B 30

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内容简介：: 落料冲孔复合模设计摘要本文对我国模具的发展和应用进行简单的分析，根据毛坯的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构，采用倒装式复合模冲压，有利于提高生产效率，降低成本、缩短制造周期，模具设计有一定的难度。工艺分析结束后，进行主要参数的设计，包括凸、凹模以及凸凹模刃口以及毛坯尺寸的计算，接着是主要零部件的设计和选取，然后选取冲压设备，最后进行压力机的校核，画零件图、装配图。关键词：复合模；冲压；设计Falls the material punch holes superposable die designABSTRACTThis paper discusses the development and application of mould, according to sim the condition of hat shapes, materials and geometry size analysis punch and die and mould structure, using reverse is a composite modulus, improve stamping production efficiency and reduce cost, shorten the cycle of manufacturing, mold design has the certain difficulty. After the analysis of the technology of design, main parameters, including convex, concave die and intensive blade, then is the main parts of the design and selection, then select stamping equipment, the press, of assembly drawing, painting , finally processing parts and assembling objects.Keywords: Composite modulus;Ramming;Design目录1 绪论 .12 冲裁件的结构工艺性分析 .23 确定工艺方案及模具的结构形式 .24 模具总体设计 .34.1 模具类型的选择 .34.2 定位方式的选择 .34.3 卸料、出件方式的选择 .34.4 导向方式的选择 .35 排样设计 .35.1 材料利用率 .35.2 排样方法 .55.3 搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定 .65.3.1 搭边值的确定 .65.3.2 条料宽度的确定 .76 冲裁力相关的计算.96.1 计算冲裁力的公式 .96.2 总冲裁力、推料力、卸料力、顶件力和总冲压力 .96.3 计算总冲裁力 .96.4 按卸料力公式计算卸料力 .116.5 按推料力公式计算推料力 .116.6 按顶件力公式算顶件力 .116.7 计算总冲压力 .127 模具压力中心的确定与计算 .128 冲裁间隙 .139 凸模与凹模刃口尺寸的计算 .149.1 刃口尺寸计算的基本原则 .149.2 刃口尺寸的计算方法 .159.3 计算凸凹模刃口的尺寸 .1510 主要零部件的设计 .1910.1 工作零件的结构设计 .1910.1.1 冲孔凸模的设计 .1910.1.2 凹模的设计 .2010.2 卸料板的设计21 10.3 导料板的设计 .2210.4 卸料橡胶的设计 .2210.5 定位零件的设计 .2310.6 模架及其它零件的设计 .2411 模具总装图 .2512 压力机的选择 .26总结 .27致谢.28参考文献 .29附录 .30附录 A.30附录 B .3001 绪论在现代化生产中，模具工业是国民经济发展的重要基础工业之一，模具在机械、电子、航空、航天、兵器、汽车、电器、仪表、轻工、农业、机械及日常生活用品的生产中，已占有十分重要的地位，在产品竞争和产品不断更新的年代，要使产品不断降低成本并具有价格优势，采用模具成形技术来制造产品是非常重要的途径之一。现代工业发达的国家对模具工业都十分重视，模具技术水平的高低反映了一个国家制造业的能力和工业发达的程度。随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。数控加工技术在模具制造的应用，它不仅提高了生产效率，降低了劳动强度，还使得一些无法加工的零件变得可以加工。例如：简单的线切割加工时间长，如果不采用数控加工技术，劳动强度就很大；鼠标外壳模具形状不规则，如果不用数控加工，就很难加工且加工精度低，这就说明模具行业已与数控加工密不可分。本设计是作为模具设计与制造专业毕业生，在毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用。巩固和扩展自己所学的基本理论和专业知识，综合运用所学知识培养自己的技能分析和解决实际问题的能力，初步形成融技术、管理于一体的大工程意识，培养勇于探索的创新精神和实践能力；培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；进一步训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧；通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术。12 冲裁件的结构工艺性分析图 2-1 零件图如图 2-1 所示零件图。生产批量：大批量；材料：45 钢该材料，经调质处理，具有较高的强度、硬度，适合做中度强度的零件。尺寸精度：零件图上的尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安 IT14 级确定工件的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 600 -0.74 R6+0.30 0 400 -0.62 16+0.43 0 工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔两道工序，尺寸小。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，保证模具的复杂程度和寿命。3 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、冲孔两道基本工序，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。（2）冲孔落料；连续模冲压。（3）落料冲孔；复合模冲压。 2方案（1）属于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，这种方案的生产效率较低，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。由于制件的结构尺寸小，连续模结构复杂，因此，不宜采用此方案。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，在模具同意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，又降低了工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案（3）复合冲裁模。4 模具总体设计4.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为倒装式复合模。4.2 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，有侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。4.3 卸料、出件方式的选择因为工件厚 1mm，相对较簿，卸料力不大，故可采用弹性装置卸料。4.4 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，该复合模采用后侧导柱的导向方式。5 排样设计5.1 材料利用率3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：=( / ) （5-n1AhB%01）式中：材料利用率（%）；冲裁件的数目；n冲裁件的实际面积 (mm2)；1A板料宽度(mm)；B进距h计算冲压件的面积：=4840+2862+3.1436=2369.04(mm2)F毛坯规格为： 6001200 (mm)送料步距为： = + = 40+1.35=41.35(mm)hD1a一个步距内的材料利用率为： =( )100%1nBhF/式中：为一个步距内冲件的个数。n=( )100%1nh/=(12369.04/6441.35)100%=89.7%横裁时的条料为：=2nB/10=1200/63.2=18.99 可冲 18 条4每条件数为：=(600- )/3nah=(600-1.6)/41.35=14.47 可冲 14 件板料可冲总件数为：= =1814=252(件) n23板料利用率为： =( /6001200)4F=(2522369.04/6001200)100%=82.9%纵裁时的条料数为： =600/2nB=600/63.2=9.49 可冲 9 条每条件数为： =(1200- )/nah=(1200-1.6)/42=28.98 可冲 28 件板料可冲裁总件数为：= =928=252(件)n23板料利用率为：=( /6001200)4F=(2522369.04/6001200) 100%=82.9%横裁和纵裁时的材料利用率一样，该零件采用横裁法。5图 5-2 排样图5.2 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，排样方法采用有废料直排式排样法。如图 5-2 所示。5.3 搭边值、条料宽度与导料板间距离的确定5.3.1 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，保持条料有一定的钢度，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。搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损表 5-1 给出了钢（ 0.05%0.25% ）的搭边值。cW6对于其他材料的应将表中的数值乘以以下列参数：钢 ( 0.3% 0.45%) 0.9cW钢 ( 0.5% 0.65%) 0.8硬黄铜 1 1.1硬铝 1 1.4软黄铜、纯铜 1.2表 5-1 搭边和数值a1圆件及 2 的工件rt矩形工件边长50mmL矩形工件边长50mmL或 2 的工件rt材料厚度工件间 1a沿边工件间 1a沿边工件间 1a沿边0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.51.81.21.00.81.01.21.52.01.51.21.01.21.51.82.21.81.51.21.51.82.02.52.01.81.51.82.02.22.82.21.81.51.82.02.23.02.52.01.82.02.22.5搭边值是废料，所以应尽量取小；但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损表 5-1 给出了钢的搭边值。该制件为矩形工件，根据尺寸从 5-1 中查出，两制件的搭边值 = 1.5 (mm),1a侧搭边值 = 1.8 (mm)。a由于该制件的材料是 45 钢，所以两制件的搭边值为：=1.5 x 0.9 = 1.35 (mm)1侧搭边值： =1.8x0.9= 1.62 (mm)a7取 =1.6(mm)。a5.3.2 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；（1）有侧压装置时条料的宽度。（2）无侧压装置时条料的宽度。（3）有定距侧刃时条料的宽度。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：=（ +2 ）（5-BDa0 -2）式中：其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为- 。条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。D侧搭边值。a表 5-2 条料宽度公差（mm）材料厚度 /mmt条料宽度/mmB1 12 23 3550501001001500.40.50.60.50.60.70.70.80.90.91.01.1取值由设计条料宽度方向冲裁件的最大尺寸为 60(mm)。D侧搭边值可以从表 5-1 中查出为 1.6(mm)。a故带入条料宽度公式得：=( + )BD2a0 -=63.20 -0.5（mm）查表 5-2 中，可得条料宽度偏差下偏差- 为-0.5(mm)8（4）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 5-3 导料板与条料之间的最小间隙（mm）minZ有侧压装置条料宽度 /mmB材料厚度 /mmt100 以下 100 以上0.50.51558导料板间距离公式： = +ABZ式中：导料板与条料之间的最小间隙（mm）；Z查表 5-3 得： =5mmZ= +AB=63.2+5=68.2(mm)6 冲裁力相关的计算6.1 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，其冲裁力一般可以按下式计算：pF= (6-1)pFKtL式中：材料抗剪强度，见附表（MPa）；冲裁周边总长（mm）；L材料厚度（mm）；t9系数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pK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，一般取 13。当查不到抗剪强度时，可以用抗拉强度 b 代替，而p r取 =1 的近似计算法计算。K根据常用金属冲压材料的力学性能查出 45 钢的抗拉强度为 540685(MPa),取 =600(MPa)。6.2 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钢性卸料装置和自然落料方式。总冲压力。F总冲裁力。p卸料力Q推料力。1F顶件力2Q6.3 计算总冲裁力= + （6-pF122）式中：落料时的冲裁力。1F冲孔时的冲裁力。2冲裁周边的总长（mm）落料周长为：=2 (48+40)+3.1412 +282=269.68(mm)1L冲孔周长为： =（3.14 ）2Ld=3.141610=50.24(mm)落料冲裁力为： = 1FpKt2L=11269.68600=161.8( )N冲孔冲裁力为：= 2FpKt2L=1150.2460030( ) N所以可求总冲裁力为：= +pF12=161.8+30=191.8( )KN表 6-1 卸料力、推件力和顶件力系数料厚 /mmt xtKd钢0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.036.4 按卸料力公式计算卸料力= （6-QFxKp3）查表 6-1 得 =0.055xK根据公式得：11=QFxKp=0.055191.810.5（KN）6.5 按推料力公式计算推料力= （6-1QFtKp4）查表 6-1 得 =0.055tK根据公式得： =1QFtKp=0.055191.810.5（KN）6.6 按顶件力公式算顶件力= （6-pFdKp5）查表 6-1 得 = 0.06。dK根据公式得：=2QFdKp=0.06191.811.5(KN)6.7 计算总冲压力根据公式得： = + + +FpQ1pF2Q=191.8+9.6+10.5+11.5 =223.4( )KN12根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 J23-35。7 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（x=0,y=0），即为所求模具的压o力中心。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln由于该零件可看作是一个矩形图形，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处。如图 7-1 所示。 o图 7-1 压力中心8 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13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，最大值称为最大合理间隙。考虑到模具在使用过程中minCmaxC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。minC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 8-1 查得材料 45 钢的最小双面间隙 2 =0.100mm，最minC大双面间隙 2 =0.140mm。maxC表 8-1 冲裁模初始用间隙 2c(mm)08、10、35、09Mn、Q23516Mn 40、45、50 65Mn材料厚度 min2Caxmin2Caxmin2Caxmin2Cax小于0.6极小间隙0.50.60.70.80.91.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.0600.0720.0920.1040.1260.140.0400.0480.0640.0720.0900.1000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126注：取 08 钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的 25%。149 凸模与凹模刃口尺寸的计算9.1 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 9-1 选取。表 9-1 冲裁模刃口制造精度与制件精度关系板料厚度 (mm)t 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 6.0IT6IT7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10 / / / /IT7IT8 / IT9 IT10 IT10 IT10 IT12 IT12 / /9.2 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15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。（1）第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；（2）第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸；（3）第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；9.3 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=（ - ）+ A 0 aAmax（9-1）（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=（ + ）+ A 0 aBminx（9-2）（3）凹模磨损后变大的尺寸，其基本计算公式为 =( +0.5)0.5A。aCmax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 + 0 时：C=(C+0.5)0.5A （9-3）a工件尺寸为 - 0 时：=(C-0.5) 0.5A （9-aC4）工件尺寸为 C时：=CA （9-a165）式中：、、相应的凹模刃口尺寸；aABaC工件的最大极限尺寸；mx工件的最小极限尺寸；inC工件的基本尺寸；工件公差； A工件偏差；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x孔时偏向最大尺寸），值在 0.51 之间，与工件精度有关可查表 9-2 或按下面x关系选取。工件精度 IT10 以上 =1工件精度 IT11IT13 =0.75x工件精度 IT14 =0.5A、0.5 A凹模制造偏差，通常取 A=/4。表 9-2 系数 x非圆形圆形1 0.75 0.5 0.75 0.5料厚 (mm)t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（4）对落料刃口尺寸进行计算17图 9-1 计算刃口尺寸示意图图 9-1 上的尺寸均无公差要求，按国家标准 IT14 级公差要求处理，查公差得：480 -0.62 280 -0.52 R60 -0.52 16+0.43 0如图 9-1 所示的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件比较簿，采用配作加工凸、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 9-1 上可知，、、、、、、、均属磨ABCDEFGH损后变大的尺寸，属于第一类尺寸，计算公式为：=( - )0 -A (A=/4)aBmax查表 8-1 得： =0.100mm, =0.140mm；in2Cax2查表 9-2 得： = = = = = = = =0.5；1x345678落料模的基本尺寸如下：根据公式（9-2） =( ) +A 0aAmax=(6+0.50.30)-0.30/4 0=R6.15-0.08 0(mm)=( ) +A 0aBmax=(48+0.50.62) +0.62/4 0=48.31+0.16 0(mm)18=( ) +A 0aDmxB=(28+0.50.52) +0.52/4 0=28.26+0.13 0(mm)= = = = R6.15-0.08 0(mm)aACaEG= =48.31+0.16 0(mm)BF= = 28.26+0.13 0(mm)aDH（5）凸模按凹模尺寸配制，保证双边间隙(0.1000.140)(mm)冲孔尺寸从图 9-1 上可知，冲孔凸模尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺计算公式为： =( + )0 A (A=/4)aBmax查表 8-1 得： =0.100mm, =0.140mm；查表 9-2 得磨损系数in2Cmax2C=0.5。x冲孔凸模的刃口尺寸计算如下：根据公式（9-2） =( + )0 AaBminx=(16.43+0.50.43) 0 -0.43/4= 16.650 -0.11(mm)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 冲孔凸模的设计19因为该制件形状不复杂，所以将冲孔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 个的螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按 H7/m6。冲孔10M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，冲孔凸模下部设置 1 个导正销，借用工件上的孔作为导正孔。冲孔凸模长度为：= + + （1520 ） mm （10-L1H231）式中：凸模固定板厚度；得 =0.8 =0.818=14.4mm(标准为 20mm)1H1凹固定卸料板厚度；查表 10-3 得 =10mm2 2H导料板厚度；查表 10-4 得 =6mm3 3(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）=20+10+15L=45mm导正销的尺寸如附图。导正销的直线部分应为(0.50.8），导正销伸入定t位孔时，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：=0.81.2=0.96mm导L在冲孔凸模的底部钻安装导正销，采用的配合，为防止其脱落，在6/7rH凸模上打横向孔，用销钉固定导正销。10.1.2 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： 20= （10-Hkb2）式中：系数值，考虑板料厚度的影响；k冲裁件的最大外形尺寸；b表 10-1 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 10-2 得： =0. 18 k=0.1860H=10.8mm查表 10-3 取标准 =22mm模具壁厚的确定公式为：=(1.52)CH=1.531.5231.5=33 44mm凹模壁厚取 =38mm凹模宽度的确定公式为：= +2Bbc=40+238=116mm查表 10-2 取标准取 =125mm凹模长度的确定公式为：21=60+238L=136mm凹模的长度要考虑导料板发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表查表 10-2 取标准 =140mm。（送料方向）L凹模轮廓尺寸为 140mm125mm22mm。凹模材料选用，热处理12Cr6064 。HRC表 10-2 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、18120、22125100、125125 、14080、14080、 14、16、18、20、22、25140125、140140 、160100、160125、160140、200100 、20012516、18、20、22、25、2810.2 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 10-3选择，卸料板厚度为 10mm。卸料板与冲孔凸模的间隙以在凸模设计中确定了为 0.035mm。卸料板上设 6 个螺钉。卸料板采用 45 钢制造，热处理淬火硬度4045 。HRC表 10-3 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 1410.3 导料板的设计22导料板的工作侧壁设计成平直的，导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导板间距为 99mm。这样就确定了导料板的宽度了，导料板宽度则为45mm。导料板的厚度按表 10-4 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 4045 。导料板的进端安装承料板，承HRC料板的厚度与导料板的厚度相等。表 10-4 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 200122334468106810123468466810.4 卸料橡胶的设计在冲裁模卸料与出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶，考虑模具的结构，该模具采用的弹性元件为橡胶。橡胶允许承受的负载较大，占据空间尺寸较小，安装调整较方便灵活，而且成本低，是中小型冲模中弹性卸料、顶件及压边装置常用的弹性元件。卸料橡胶的选用与计算步骤（1）确定自由高度自H= /(0.250.30)+ = 2/(0.250.30)+5=6.78mm自工L修模h=8mm自式中：冲模的工作行程， = +1工L工Lt预留的修模量。根据模具设计寿命一般取 46mm 取 =5mm修模h 修模h（2）确定和预装H23=（0.100.15）H 自 =0.81.2mm =1mm预L 预L= - =8-1=7mm装自预式中：橡胶的预压缩量；预L冲模装配好以后橡皮的高度；装H（3）确定橡皮横截面积 (mm2)A= / =11.5/0.35=32.9mm2Fq式中：所需的弹压力（）；FKN橡皮在预压缩状态下的单位压力；约为 0.260.50MPa；q10.5 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，在橡皮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 6mm，工作部分的直径选为 8mm，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。= + + +0.1ea2/Dd式中：搭边值；a落料凸模直径；D挡料销头部直径；d240 .1导正

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