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上模座.dwg
下模座.dwg
凸凹模.dwg
凸凹模固定板.dwg
凸模.dwg
凹模.dwg
卸料板.dwg
垫板.dwg
工件图-线切割机床配件冲压模具设计及加工工艺设计.dwg
开题报告.doc
推件块.dwg
装配图.dwg
设计说明书.doc
目 录
1 绪论 3
2 设计内容 4
3 冲裁件工艺分析 4
4 模具类型的确定 5
5 模具总体设计及主要零件设计 6
6 排样方式的确定 7
6.1 确定搭边值 7
6.2 计算材料利用率 8
6.2.1 直排的排样形式 9
6.2.2 直对排的排样形式 10
6.3 整块板的材料利用率 10
6.3 画出排样图 11
7 计算冲压力及初选压力机 11
7.1 冲孔力的计算 12
7.2 卸料力、推件力的计算 12
7.3 总压力的计算 13
7.4 初选压力机 14
8 冲模压力的中心计算 14
9 冲裁间隙 15
10 凸凹模刃口尺寸的确定 16
10.1 落料尺寸计算 17
10.2 冲孔尺寸计算 20
11 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 20
11.1 凸模刃口形式设计 20
11.1.1 凸模长度计算 21
11.1.2 凸模的强度校核 21
11.2 凹模刃口形式设计 22
11.3 凸凹模刃口形式设计 24
12 模具主要零部件设计与选取 24
12.1 卸料方式选择 24
12.2 卸料弹簧的设计计算 24
12.3 挡料销的选择 25
12.4 模架的选取 25
12.5 卸料板 26
12.6 卸料板的规格 26
12.7 螺钉和模柄的选用 26
12.8 推件装置 26
12.9压力机的校核 27
13 加工工艺过程设计 27
13.1 工作零件加工工艺过程 27
13.2 落料凹模加工工艺过程 28
13.3 冲孔凸模加工工艺过程 29
13.4 凸模固定板加工工艺过程 31
13.5 卸料板加工工艺过程 32
13.6 上模座加工工艺过程 33
结论 35
致谢 36
参考文献 37
1 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。
数控越来越多的被用和加工，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，劳动强度就很大；再例如：鼠标外壳模具形状不规则，如果不用数控，就很难加工且生产精度低，这就说明在当今的模具行业尤其是塑胶模，与数控已经密不可分。一种新的加工方式必然带来新的加工工艺，在进行模具设计时，必须弄清零件的加工工艺，设计的零件要能加工、易加工，多了解它的工艺性能，以免绕弯路。这些可以说明，进行模具设计必须对数控知识有一定的认识和了解。
- 内容简介：
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1目 录1 绪论 .32 设计内容 .43 冲裁件工艺分析 .44 模具类型的确定 .55 模具总体设计及主要零件设计 .66 排样方式的确定 .76.1 确定搭边值 .76.2 计算材料利用率 .86.2.1 直排的排样形式 .96.2.2 直对排的排样形式 .106.3 整块板的材料利用率 .106.3 画出排样图 .117 计算冲压力及初选压力机 .117.1 冲孔力 冲F的计算 .127.2 卸料力、推件力的计算 .127.3 总压力的计算 .137.4 初选压力机 .148 冲模压力的中心计算 .149 冲裁间隙 .1510 凸凹模刃口尺寸的确定 .1610.1 落料尺寸计算 .1710.2 冲孔尺寸计算 .2011 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 .2011.1 凸模刃口形式设计 .2011.1.1 凸模长度计算 .2111.1.2 凸模的强度校核 .2111.2 凹模刃口形式设计 .2211.3 凸凹模刃口形式设计 .24212 模具主要零部件设计与选取 .2412.1 卸料方式选择 .2412.2 卸料弹簧的设计计算 .2412.3 挡料销的选择 .2512.4 模架的选取 .2512.5 卸料板 .2612.6 卸料板的规格 .2612.7 螺钉和模柄的选用 .2612.8 推件装置 .2612.9 压力机的校核 .2713 加工工艺过程设计 .2713.1 工作零件加工工艺过程 .2713.2 落料凹模加工工艺过程 .2813.3 冲孔凸模加工工艺过程 .2913.4 凸模固定板加工工艺过程 .3113.5 卸料板加工工艺过程 .3213.6 上模座加工工艺过程 .33结论 .35致谢 .36参考文献 .3731 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。数控越来越多的被用和加工，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，劳动强度就很大；再例如：鼠标外壳模具形状不规则，如果不用数控，就很难加工且生产精度低，这就说明在当今的模具行业尤其是塑胶模，与数控已经密不可分。一种新的加工方式必然带来新的加工工艺，在进行模具设计时，必须弄清零件的加工工艺，设计的零件要能加工、易加工，多了解它的工艺性能，以免绕弯路。这些可以说明，进行模具设计必须对数控知识有一定的认识和了解。42 设计内容设计任务如图 2-1 所示零件图的生产模具生产批量：大批量 材料：Q235 零件厚度：t=1.5mm公差等级为：IT12 级图 2-1 零件图 3 冲裁件工艺分析Q235 属于低碳钢（w0.25%） ，塑性好，其 =255333Mp a,b=275410 Mpa,s=196 Mpa 具有良好的冷冲压性能。零件图的技术要求中，公差等级均为IT12，经查参考文献 2公差表 3-22 各尺寸公差为：10 、20 、30 、5018.021.025.、R3 、 R5 ，可知用一般精度的模具可达到，即可满足零件的精度要012.01.12.0求。又因该冲件结构简单、对称、尺寸不大。从零件的形状、尺寸标注及生产批量等分析均符合冲裁的工艺要求。注解：（1）包容表面取+（2）被包容表面取-（3）暴露表面及孔中心距取包容尺寸：测量时包容量具的表面尺寸。如：孔径、槽宽。5被包容尺寸：测量时被量具包容的表面尺寸。如：圆柱体直径、板厚。暴露表面尺寸：不属于包容尺寸和被包容尺寸的表面尺寸称为暴露尺寸。如：凸台高度、不通孔深度、孔中心距。4 模具类型的确定根据工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔两个工序，可得有三种方案：方案（1）先落料，后冲孔采用单工序模生产。工件不平整，同轴度、对称度及位置度误差大，冲压生产率低，安全性较差，适用于中、小批量生产。方案（2）冲孔、落料复合冲压采用复合模生产。工件平整，同轴度、对称度及位置度误差小，生产效率较高，对条料宽度要求不严，可用边角料。方案（3）冲孔、落料级进冲压采用级进模生产。不太平整，有时要校平，同轴度、对称度及位移度误差较大，对条料或带料宽度要求严格，通用性较差。经分析，该零件生产批量较大、尺寸不大、工件对称、工位精度要求较高、对材料要求低的特点，决定采用复合模。又由于倒装复合模具有操作方便，能提高生产率又能保证安全生产的特点，最终决定采用倒装复合模的结构。其各自特点可见表 4-1:6表 4-1 单工序模、级进模和复合模的特点比较比较项目 单工序模 级进模 复合模工件尺寸精度 较低 一般 IT11 级以下 较高，IT9 级以下工件形位公差工件不平整，同轴度、对称度及位置度误差大不太平整，有时要校平，同轴度、对称度及位移度误差较大工件平整，同轴度、对称度及位置度误差小冲压生产率低、冲床一次行程内只能完成一个工序高，冲床在一次行程内能完成多个工序较高，冲床在一次行程内可完成两个以上工序实现操作机械化、自动化的可能性较易，尤其适合于多工位冲床上实现自动化容易，尤其适应于单机上实现自动化难，工件与废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械化操作对材料的要求对条料宽度要求不严，可用边角料对条料或带料宽度要求严格对条料宽度要求不严，可用边角料生产安全性 安全性较差 比较安全 安全性较差模具制造的难易程度较易，结构简单，制造周期短，价格低形状简单件，比用复合模制造难度低形状复杂件，比用级进模的制造难度低应用通用性好，适于中、小批量生产和大型件的大量生产通用性较差，适合于形状简单，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生产通用性较差，适于形状复杂、尺寸不大、精度要求较高件的大批量生产5 模具总体设计及主要零件设计该复合冲裁模将凹模及小凸模装在上模上，是倒装复合模结构。模具上模部分由上模座、推杆、推板、推销、挡料销、垫板、凸模固定板、凸模、凹模组成。其由 6 个 M12 的螺钉和 4 个 8 的圆柱销固定。下模部分由下模座、橡胶、卸料螺钉、凸凹模组成。其用 4 个 M12 的螺钉和 4 个 12 的圆柱销固定。两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉、橡胶组成。冲制的工件由7推杆、推板、推销和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。6 排样方式的确定排样是在模具中具有重大意义，排样的正确与否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，根据对模具直排和直对排两种排样方案的分析对比，最终采用直对排的排样方式。6.1 确定搭边值表 6-1 冲裁金属材料的搭边值手送料圆形 非圆形 往复送料 自动送料料厚a a1 a a1 a a1 a a11 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 6 568 6 5 7 6 8 7 7 68 以上 7 6 8 7 9 8 8 7查得:工件间按非圆形取搭边值 a1=2，侧边按非圆形取搭边值 a=2.5。送料步距：h=b+a1 （6-1）直排形式的送料步距：h=b+a1=2+30=32mm直对排形式的送料步距：8h=b+a1=2+20=22mm式中：a 1工间间的搭边值；b工件的宽度。条料宽度：（6-)2(aDB02）直排形式的条料宽度：)2(aDB0=（25+22.5） 5.0=30 05.直对排形式的送料步距： )2(aDB0=（25+22.5） 5.0=30 05.式中：B 条料宽度的基本尺寸(mm)；a侧面搭边；条料下料剪切公差，查表 6-2 得 =0.5。表 6-2 剪切公差材料厚度 t/mm条料宽度 B/mm 1 12 23 3550 0.4 0.5 0.7 0.950100 0.5 0.6 0.8 1.0100150 0.6 0.7 0.9 1.1150220 0.7 0.8 1.0 1.296.2 计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的指标。根据零件形状分析，设计出以下两种排样方案，最后选择材料利用率高的做为排样方式。6.2.1 直排的排样形式图 6- 直排排样图（6-2）%10BSA%10BSA= 328.64=67%式中：A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距。106.2.2 直对排的排样形式图 6-直对排排样图（6-%10BSA2）10BSA= 238.64=97%式中：A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距。 根据对两种排样形式利用率的计算，最后选择直对排的排样方式。6.3 整块板的材料利用率由公式6-2 得 %10BSA查板材标准，宜选择1500mm1800mm的碳素结构钢板，每张钢板可剪裁为50张每张条料冲出为81个工件，每张钢板材料的利用率由公式（6-3）计算得出（6- 3）%10BSnA总11式中 一张板料上冲裁件的总数目；n一个冲裁件的实际面积；1A板料（或带料、条料）长度；L板料（或带料、条料）宽度。B由公式（6-3 ）得 %10LBnA总=（50816404.2831/1500/1800）100%=96 %即每张板材的材料利用率为96。6.3 画出排样图图 6- 排样图7 计算冲压力及初选压力机该模具采用弹性卸料和上出料方式,采用平刃口凸模和凹模冲裁。其冲裁力计算公式为:（7-1 ）tLKFP式中 材料抗剪强度（ ）Ma冲裁周边总长（ ）Lm材料厚度（ ）t12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素而设置的安全系数，一般取 13。在此模具中 取 1.3。PK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 的取值通过查表确定，取 300MPa材料厚度 1.5tm冲裁周边总长为 475.3628由公式（7-1 ） tLKFPN238.7006451即冲裁力为 238.707.1 冲孔力 的计算冲F冲孔力由公式（7-1）计算： tLKFP冲N6.734305.127.2 卸料力、推件力的计算在冲模结束时，由于材料弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）及摩擦的存在，将冲落部分材料强塞到凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需力称卸料力，将强塞到凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力。因此，需要有推件力和卸料力的作用。卸料力和推件力计算公式如下：卸料力 （7-PQKF2） 13顶件力 （7-3）PQFK2式中 冲裁力（ ）PFN卸料力系数，其值为 0.020.06（薄料取大值，厚料取小值）K顶料力系数，其值为 0.040.08（薄料取大值，厚料取小值）2梗塞在凹模内的制件或废料数量（ ）n thn/直刃口部分的高（ ）hm卸料力和推料力的系数通过查表 7-2 确定，卸料力系数取 0.06，推件2K力系数取 0.0551K由公式（7-2 ）得卸料力 PQKFN48952.13.70由公式（7-3 ）得顶料力 PQF2348.165.70表 7-2 卸料力、推件力、顶件力系数材料厚度 K12K0.1 0.0650.075 0.1 0.140.10.5 0.0450.055 0.063 0.080.52.5 0.040.05 0.055 0.062.56.5 0.030.04 0.045 0.05钢6.5 0.020.02 0.025 0.03铝、铝合金、黄铜 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 0.030.07 0.030.097.3 总压力的计算总压力等于该模具中所用压力之和。即 2QPF总 N9618.0532348.16549.37214故模具的总压力为 。9618.053N7.4 初选压力机选用开式机械压力机，因为其提供了极为方便的操作条件和非常容易安装，机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。由前面的计算可知：选择冲床时的冲压力为 。N9618.053由于选择压力机公称压力应为算出压力的 1.3 倍，选用压力机的型号：J23-40（开式双柱可倾式压力机） ，有关参数查表 7-4 可知：表 7-4 开式双柱可倾压力机（部分）主要技术规格型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63J23-100公称压力 /KN 31.5 63 100 160 250 400 630 1000滑块行程 /mm 25 35 45 55 65 100 130 130行程次数/（次 min） 200 170 145 120 105 45 50 38最大闭和高度 /mm 120 150 180 220 270 330 360 480最大装模高度 /mm 95 120 145 180 220 165 180 380连杆调节长度 /mm 25 30 35 45 55 65 80 100查表 7-4 可知：公称压力：400KN滑块行程：100mm最大闭合高度：330mm连杆调节高度：65mm8 冲模压力的中心计算冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的作用点。冲压时，冲压时模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。否则滑块就会承受偏心载荷，使模具歪斜，间歇不均，从而导致冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损，降低冲床和模15具的寿命。所以在设计模具时，必须要正确定位模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。在图中将 xoy 坐标系建立在图示的对称中心线上，可以将冲裁轮廓线按几何图形分解成 L1L6 共 6 组基本线段，用解析法根据公式计算如下： nLxxLx3210=0 nyyy3210=6.5由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标 0 较小，为了便于模具加工和装配，模具中心仍选在坐标（0，6.5）处。图 8-1 压力中心简图9 冲裁间隙冲裁模凸、凹模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙。设计模具时一定要选择合理的间隙，使冲裁件的断面质量较好，所需冲裁力较小，模具寿命较高。但分别按质量、精度、冲裁力等方面的要求，各自确定的合理间隙值并不相同，考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常是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，就可以冲出良好的零件。冲载间隙值可查表 9-1。16表 9-1 落料、冲孔模刃口始用间隙材料厚度 t/mm08、10、35、09Mn2、Q23516Mn 40、50 65MnminZaxminZaxminZaxminZax小于 0.5 极 小 间 隙0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.062 0.040 0.0600.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.0720.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.0920.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.0921.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.1261.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.1801.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.2401.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.3202.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380查得：=0.132minZ=0.240ax10 凸凹模刃口尺寸的确定冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确的确定刃口部分尺寸是相当重要的。由于模具加工和测量方法的不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算17公式和制造公差的标注也不同，因本零件形状简单，经分析，决定采用凸模与凹模分开加工的方法计算。尺寸计算原则：（1）落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。（2）考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值。这样，在凸、凹模磨损到一不定期程度的情况下，仍能冲出合格的零件。（3）在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证合理的间隙数值。10.1 落料尺寸计算（10-1）)(maxDAA0= （10-2）inZTT)(minaxZ0T式中： 、 落料凹凸模尺寸；A落料件的最大极限尺寸；max、 凸凹模的制造公差；TAX系数；工件制造公差。18表 10-1 冲裁模初始用间隙基本尺寸 凸模偏差 T 凹模偏差 A18 0.020 0.0201830 0.020 0.02580120 0.020 0.030120180 0.025 0.035180260 0.030 0.040260360 0.030 0.045360500 0.035 0.050500 0.040 0.060600 0.050 0.070查得： =0.132 =0.240minZmaxZ=0.020 =0.025TA由工件精度 IT12 查得： X=0.5校核间隙： 因为 =(0.240-0.132)=0.108 minaxZ-=0.045ATinax-AT即：凸凹模公差满足 的条件minaxZ-（1）冲裁件长 30 的落料凹凸模尺寸计算025.=（ - ） ADmaxA0=（30-0.50.25） 25.=29.875 025.=( - )TAminZT=(29.875-0.132) 02.19=29.743 02.（2）冲裁件宽度 20 的落料凹凸模尺寸计算021.查表：=0.132 =0.240minZmaxZ=0.020 =0.025TA=0.045 =0.108Ainax所以凸凹模公差满足 的条件。ATminaxZ-)(maxDAA0=(20-0.50.21) 25.=19.895 0.)(minZATT=（19.895-0.132） 02.=19.763-00.020（3）冲裁件宽度 10 的落料凹凸模尺寸计算018.查表：=0.132 =0.240minZmaxZ=0.020 =0.020TA=0.040 =0.108Ainax所以凸凹模公差满足 的条件。ATminaxZ-)(maxDAA0=(10-0.50.18) 2.=9.91 02.)(minZATT=（9.91-0.132） 02.20=9.778-00.020（4）圆弧 R5 的落料凹凸模尺寸计算12.0为保证 R5 与尺寸为 10 的轮廓线相切，R5 凸凹模尺寸取 10 尺寸凸凹模尺寸的一半，公差也取一半：DA=4.955 01.DT=4.889 01.10.2 冲孔尺寸计算（10-3）0TminT-)(xd（10-4）A0iAZ式中； 、 冲孔凸凹模尺寸T冲孔件孔的最小极限尺寸mind=0.240 =0.132 axZminZ=0.020 =0.020TA校核：=0.040 =0.108ATminax即：符合 的条件TiZ0minT-)(d=(5+0.50.12) 02.=5.06 mm02.（10-5）A0minTA)(Zd=(5.06+0.246) 2.=5.306 mm02.2111 凸模、凹模、凸凹模的结构设计11.1 凸模刃口形式设计由于 5mm 孔的形状为圆形，而尺寸不大，决定将冲孔凸模设计成直柱式的，使其能够保证强度与刚度的条件下，减小加工难度，降低制造成本。决定选用圆形凸模，设计成直柱式的。冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，所以设计冲孔凸模时以凸模为基准，间隙取在凹模上。考虑到在冲裁过程中凸模会磨损刃口尺寸较小，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格零件。凸模结构形式设计如图10-1 所示：图 11-1 凸模11.1.1 凸模长度计算该设计采用弹性卸料板的卸料方式卸料，凸模长度根据实际情况计算为凸模固定板厚度与凹模厚度之和： L=H1+H （11-1）即：L=12+15=27mm11.1.2 凸模的强度校核由于凸模比较细长，应进行压应力和弯曲应力的校核，检查危险断面尺寸22和自由长度是否满足了强度要求。压应力的校核；（11-2）4min压td查参考文献2表 3-12 可知：=300MPa=1400MPa压即：541.5300/1400=1.3mm。式中； 凸模最小值径；mindT料厚；材料的抗剪强度； 凸模材料的许用压应力。压因最小凸模直径 51.3，故满足强度要求。弯曲应力的校核（11-3） maxLFd295即： =95 mmmaxLFd295.4238.70式中； 允许的凸模最大自由长度；aD凸模的最小直径；F冲裁力。可见允许的凸模最大自由长度 4.5 满足不了模具的结构尺寸要求。故用凸模固定板对凸模加以保护。270d2 （11-maxL4）270d2=27025=67.5mmmaxL所以，当该模具总体设计使该凸模的自由长度小于 67.5mm 时即可满足其弯曲强度要求。2311.2 凹模刃口形式设计因为生产批量较大，模具寿命要求较高，所以采用刃口强度较高的凹模。即柱形刃口筒形。由于落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，考虑到冲裁过程中凹模的磨损，凹模磨损后尺寸增大，所以在设计过程中，其刃口的公称尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的数值。设计如图 11-2 所示；图 11-2 凹模尺寸计算：H=Kb （11-5） 式中；H凹模厚度；K因数；B凹模孔的最大宽度。表 11-1 因数 K 的数值0.5 1 15 3 350 0.2 0.35 0.50 0.52 0.6050100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42料 厚料 宽24100200 0.15 0.18 0.20 0.24 0.30200 0.10 0.12 0.15 0.18 0.22由表 11-1 查得；K=0.50故：H=0.5030=15mm凹模壁厚：C=2H （10-6）C=2H=215=30mm11.3 凸凹模刃口形式设计图 11-3 凸凹模凸凹模最小壁厚 m=1.5t=1.51.5=2.25mm凸凹模刃口尺寸按凹模尺寸配制,如图 10-3 所示。12 模具主要零部件设计与选取12.1 卸料方式选择选用弹性卸料板卸料，其由弹压卸料板、弹簧、卸料螺钉组成冲压前可对毛坯有预压作用。冲压后也可使冲压件平稳卸料。2512.2 卸料弹簧的设计计算（1）根据模具结构初定 6 根弹簧=2780.87238N48952.13NnF卸（2）根据预压力( 2780.87238N)和模具结构尺寸中参考文献 4书末卸附录 初选出序号 6872 的弹簧。1C（3）校验是否满足 ，查参考文献4书末附录 及负荷行程曲线，总S1 1C并经过计算可得以下表 12-2 数据：表 12-2 弹簧基本数据序号 mH/0/1101HSS 预 （F 预 =1062N） 修 磨工 作预总 SS68 60 44.5 15.5 10.5 18.569 80 58.2 21.8 15 2370 120 85.7 34.3 23 3171 160 113.2 46.8 30 3872 200 140.5 59.5 40 48注： =t+1=2.5mm =5mm工 作S修 磨S由表中数据可见，序号 7072 的弹簧均满足 ，但选序号 70 的弹簧总S1最合适，因为其它弹簧太长会使模具增高。70 号弹簧的规格为：外径：D=45mm钢的直径：d=7.0mm自由高度： =120mm0H装配高度： =120mm-23mm=97mm预S212.3 挡料销的选择选用圆柱式固定挡料销，因为挡料销固定部分和工作部分的直径差别很大，不至于削弱凹模的强度，并且制造简单，使用方便，适用于带固定卸料板和弹性卸料板的冲模。但送料进，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，选用 A1063 GB2866.11-11 的固定挡料销。2612.4 模架的选取由于本设计采用从前向后的送料方式，而冲压件的尺寸较小，精度要求并不高，因此采用两个导柱装在两侧，操作方便的两侧导柱模座。查参考文献2表 4-9 选用标准模架上模座：LBH/mm=24018550 GB/T 2855.5-90下模座：LBH/mm=24018565 GB/T 2855.6-90导柱：dL/mm=35180 GB/T2861.1-90导套：dLD/mm=3511543 GB/T2861.6-9012.5 卸料板板厚查参考文献3表 14-10 得 H=12mm固定卸料板卸料孔每侧有凸模保持间隙 C=0.10.5t （t 为冲件材料厚度）12.6 卸料板的规格根据凹模尺寸选取卸料板的规格为：LBH/mm=132901212.7 螺钉和模柄的选用选用 M10100 规格的卸料螺钉，JB/77650.5-94选用 M870 和 M850 规格的内六角螺钉，GB70-85选用 870 的圆柱销， GB/19-86 模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上，由于此模具属小型模具，适合选用整体式模柄。12.8 推件装置此设计采用推件力大，推件可靠的刚性推件装置，其推杆、推板、推销、推件块组成。推杆的选用：1280 JB/T 7650.3-94推板的选用：A50 JB/T 7650.4-94推销的选用；450 JB/T 7650.3-94根据模具总体设计尺寸关系图：27凸模固定板厚度取：12mm垫板厚度取：12mm卸料板厚度取：12mm橡胶的外露高度：54mm凹模厚度已定为；15mm模具的闭合高度=50+12+12+15+2+15+54+65横H=275mm12.9 压力机的校核为使模具正常工作，模具闭合高度必须与冲床的闭合高度相适应，应介于冲床最大闭合高度和最小闭合高度之间。查表可知： =330mm 最 大H由于连杆调节长度为 65mm 可知： =330mm-65mm=265mm最 小H即： 最 大 模 最 小330mm275mm265mm冲床最大闭合高度最 大H冲床最小闭合高度最 小综上可知，所选压力机型号符合要求。13 加工工艺过程设计13.1 工作零件加工工艺过程工作零件加工是指凸、凹模的加工，冲裁属于分离工序，冲裁模凸、凹模带有锋利刃口，凸、凹模之间的间隙较小，其加工具有如下特点：（1）凸、凹模材质一般是工具钢和合金工具钢，热处理后的硬度为6064HRC，凹模比凸模稍硬一些；（2）凸、凹模精度主要根据冲裁件精度的决定，一般尺寸精度在IT6IT9，工作表面粗糙度在 ；m0.461aR（3） 凸、凹模工作端带有锋利刃口，刃口平直（斜刃除外） ，安装固定部28分要符合配合要求；（4） 凸、凹模装配后应保证均匀的最小合理间隙；（5） 凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和直通凸模加工常用线切割方法。根据凸模、凹模加工特点，可制定多种加工工艺，典型的加工工艺路线主要有以下几种形式：（1） 备料退火毛坯外形加工划线刃口轮廓粗加工刃口轮廓精加工螺孔、销孔加工淬火与回火研磨与抛光。此工艺路线钳工工作量大，技术要求高，适用于形状简单、热处理变形小的零件。（2） 备料退火毛坯外形加工划线刃口轮廓粗加工螺孔、销孔加工淬火与回火磨削上、下面与基面刃口轮廓精加工研磨与抛光。此工艺过程能消除热处理变形对凸、凹模精度的影响，加工精度较高，适用于热处理变形大而精度要求较高的凸、凹模。（3） 备料退火毛坯外形加工划线螺孔、销孔、穿丝孔加工淬火与回火磨削上、下面与基面线切割刃口轮廓研磨与抛光。此工艺路线主要用于以线切割加工为主要工艺的凸、凹模加工，尤其适用形状复杂、热处理变形大的直通式凸模、凹模零件。考虑到加工难度以及加工精度和经济效益，由上选择第三种加工工艺。13.2 落料凹模加工工艺过程凹模是内表面作为工作型面,内表面为通孔时称为通孔，内表面为不通孔时称为型腔。凹模和凸模一样，按工作型面形状不同也可分为圆形凹模和非圆形凹模之分。加工过的凹模的尺寸和精度必须达到设计要求，其间隙要均匀合理；人口部分要保持尖锐锋利；刃口侧壁转角处为尖角时（刃口部分除外） ，若图样上没有注明，加工时允许按 R0.3mm 制造。（1）加工方法和工艺方案的确定根据凹模的结构形状、尺寸精度、间隙大小、加工条件及冲裁性质不同，凹模的加工一般有分别加工和配合加工。凹模的加工方法一般采用线切割加工型孔，喇叭形凹模洞口也可采用电火29花穿孔或锥度线切割，但是目前很少使用。大间隙冲裁凹模也可采用先车、铣，后磨削的方法；大型或特殊凹模，则常用分开加工后再用镶拼的办法制作。工作型面为圆形凹模一般采用的机械加工工艺路线是：备料-铣六面-平磨六面- 划线 -铣工作型面 -热处理- 平磨基面-磨工作型腔 -精研。（2）有关工艺装备的选择夹具的选择该零件在铣床上加工，因此采用平口虎钳装夹；磨削时，则采用砂轮。刀具的选择铣削时，选择直径为 10mm 的平面铣刀；磨削时，选择砂轮。落料凹模采用的材料是 Cr12MOV，硬度 5055HRC 。凹模加工工艺过程见表 13-2 所示。表 13-2 落料凹模加工工艺过程卡序号 工序名 工序内容1 备料 锻件（退火状态）：15010020mm2 粗铣铣六面到尺寸 132.390.316mm，注意两大平面与两相邻用标准角尺测量大基本垂直3 平面磨磨光两大平面厚度达 15.6mm，并磨两相邻侧面达四面垂直，使尺寸达到 13290mm，垂直度 0.02mm4 钳 划线 划出各孔径中心线并划出凹模洞口轮廓尺寸 钻孔 钻螺纹底孔，销钉底孔，凹模洞口铣刀工作孔 绞孔 绞销钉孔到要求 攻丝 攻螺纹丝到要求5 粗铣削 铣工作部分，并留 0.010.02mm 余量6 精铣削 精铣出工作部分7 钳 用垫片层保证凸凹模与凹模间隙均匀后，凹模与上模座配作销钉孔8 热处理 淬火 低温回火 保证 50-55HRC309 平磨 磨凹模板上平面厚度达要求10 钳 总装配13.3 冲孔凸模加工工艺过程冲孔凸模是以外表面作为工作型面，按外表面截面形状可分为圆形和非圆形两类。冲孔凸模加工简单，工艺顺序可为：备料-车削坯料-热处理淬火-外圆精磨-
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