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上模座.dwg
下模座.dwg
凸凹模.dwg
凸模1.dwg
凸模2.dwg
凸模3.dwg
凸模固定板.dwg
工件图-宜宾职业校徽复合冲压模具设计.dwg
总装图.dwg
设计说明书.doc
顶板.dwg
1概述 2
1.1模具工业在国民经济中的地位 2
1.2我国模具工业的现状及发展趋势 2
2冲裁模具 3
2.1冲裁模的特点 3
2.2顺装复合模的性质 3
2.3冲裁工艺方案的确定 4
3工艺分析及毛坯计算 4
3.1零件的工艺分析 4
3.2毛坯尺寸计算和毛坯的结构工艺性 5
4冲压工艺设计及计算 6
4.1计算冲压力 6
4.2确定模具压力中心 7
4.3排样和搭边 9
4.3.1排样 9
4.3.2 搭边 10
4.3.3送料步距与条料宽度计算 10
4.4计算凸凹模刃口尺寸 13
4.4.1冲孔凸模刃口尺寸计算 13
4.4.2落料凹模刃口计算 15
4.5模具主要零部件设计 15
4.5.1工作零件结构尺寸的确定及材料的选用 15
4.5.2定位零件结构尺寸的确定 19
4.5.3卸料装置的确定 21
4.5.4模架的设计 21
4.5.5导柱与导套设计 22
4.5.6模柄的尺寸的确定 24
4.5.7 其它的螺钉长度选择 24
4.5.8圆柱销尺寸选用标准 24
4.5.9其它模具零件结构尺寸 24
5冲压设备的选定及绘制模具总装图 24
5.1冲压设备的选定 24
5.1.1校核模具闭合高度 24
5.1.2冲压设备的选定 25
5.2绘制模具总装图及非标准零件图 26
结 论 27
参考文献 28
致 谢 29
1概述
1.1模具工业在国民经济中的地位
模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于0.1～0.3μ的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。
模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。
- 内容简介：
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1 概述 .21.1 模具工业在国民经济中的地位 .21.2 我国模具工业的现状及发展趋势 .22 冲裁模具 .32.1 冲裁模的特点 .32.2 顺装复合模的性质 .32.3 冲裁工艺方案的确定 .43 工艺分析及毛坯计算 .43.1 零件的工艺分析 .43.2 毛坯尺寸计算和毛坯的结构工艺性 .54 冲压工艺设计及计算 .64.1 计算冲压力 .64.2 确定模具压力中心 .74.3 排样和搭边 .94.3.1 排样 .94.3.2 搭边 .104.3.3 送料步距与条料宽度计算 .104.4 计算凸凹模刃口尺寸 .134.4.1 冲孔凸模刃口尺寸计算 .134.4.2 落料凹模刃口计算 .154.5 模具主要零部件设计 .154.5.1 工作零件结构尺寸的确定及材料的选用 .154.5.2 定位零件结构尺寸的确定 .194.5.3 卸料装置的确定 .214.5.4 模架的设计 .214.5.5 导柱与导套设计 .224.5.6 模柄的尺寸的确定 .244.5.7 其它的螺钉长度选择 .244.5.8 圆柱销尺寸选用标准 .244.5.9 其它模具零件结构尺寸 .245 冲压设备的选定及绘制模具总装图 .245.1 冲压设备的选定 .245.1.1 校核模具闭合高度 .245.1.2 冲压设备的选定 .255.2 绘制模具总装图及非标准零件图 .26结 论 .27参考文献 .28致 谢 .291 概述1.1 模具工业在国民经济中的地位模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于 0.10.3 的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业 ”。模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近 10亿美元的模具。我国石化工业一年生产 500 多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具; 生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。1.2 我国模具工业的现状及发展趋势 我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2006 年我国模具生产厂点约有3 万家左右，从业人员约 100 多万人，近年来，模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，增长在 20%以上。 2006 年模具销售额为 720 亿元。2006 年进口模具 20.47 亿美元，与上年基本持平，比 2005 年减少 1.03%：出口总量为 10.41 亿美元，比 2005 年增长 41.06%，出口首次突破 10 亿美元。我国模具技术虽然得到了较大的发展，但仍然不能满足国民经济高速发展的需要，还需要花费大量资金从国外进口模具。根据我国模具技术发展的现状及存在问题，今后的发展方向是：开发和发展精密、复杂、大型、长寿命的模具，以满足国内外市场的需要；加速模具的标准化和商品化，以提高模具质量、缩短模具生产周期；大力开发和推广应用模具CAD/CAM/CAE 技术，提高模具制造过程的自动化程度；积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料；发展模具加工成套设备，以满足高速发展的，模具工业需要。2 冲裁模具2.1 冲裁模的特点尽管冲裁模很复杂，但总是分为上模和下模，上模固定在压力机的滑块上，并随滑块一起运动，下模固定在压力机的工作台上。则有以下分别叙述各冲裁模的特点和选用合适的冲裁模。表 2-1 复合模与连续模适用性的比较项目 复合模 连续模工件尺寸精度 IT9IT11 IT11IT13工件形位公差 工件平整，同轴度、对称度和 位置度误差小 不太平整，有时要校平，同轴度、对称度和位置度误差较大对材料要求 条料宽度要求不高 条料或带料宽度要求严格模具制造的难易程度 形状简单的工件，用复合模比 用连续模制造难道低 形状简单的工件，用连续模比 复合模制造难度高单工序冲裁模的特点：结构简单、质量轻、尺寸小制造简单、成本低，但使用时安装凸、凹之间的间隙较麻烦，冲裁质量差，模具寿命低，操作不够安全。因而无导向简单冲裁模适用于冲裁精度不高、形状简单、批量小的冲裁件。复合模的特点：冲件精度高，不受送料误差影响，内、外行相对位置各件一致。冲件表面较平整。适宜冲薄料，也适宜冲脆性或软质材料。可以充分利用短料和边角余料。冲模面积较小、价格低。连续模的特点：难保持内、外形相对位置精度的一致性，其主要原因内、外形是逐次冲出的，每次冲压都有定位误差。适合多工序冲裁，冲裁面积较大，价格高。2.2 顺装复合模的性质特点：顺装结构的凸凹模在上模，冲孔废料可从凸凹模中推出，使型孔内不积聚废料，使凸凹模涨裂力小。与倒装复合模相比顺装复合模适用于冲制材质较软的或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。图 2-1 零件简图2.3 冲裁工艺方案的确定由图 2-1 可知，校徽的形状是由圆弧和直线组成。又校徽在冲裁时包括冲孔和落料两个基本工序。可采用以下三种工艺方案：1 先落料，再冲孔，采用单工序模生产。2 冲孔-落料复合冲压，采用复合模生产。3 冲孔-落料连续冲压，采用连续模生产。校徽做为金属饰品，应有较高的平直度和位置度，通过图可知该校徽孔边距离较小则选择顺装复合模较合适。3 工艺分析及毛坯计算3.1 零件的工艺分析冲压工艺性，是指需进行冲压的零件对冲压工艺的适应性。任何一种加工方法都有它使用的局限性，而冲压中不同的加工方法，如冲裁、弯曲、拉深、成形等对零件的结构、尺寸等又有不同的要求和约束。根据校徽的实际情况和生产的要求，则选用 1Cr13（不锈钢）作为原材料合乎要求，下面就对 1Cr13 做一定的阐述。1Cr13 属于马氏体型铬不锈钢，具有较强的抗腐蚀性能力，力学性能好，适合普通挂件使用条件。根据以上的不锈钢性质、性能和工艺分析可以得出，如果要冲裁 12mm 的板料则选 1Cr13 较合适，则由此可知，从校徽冲裁模的工件的自身工艺性和性能考虑，以及现实的实用和经济性，则选用不锈钢作为冲裁材料。3.2 毛坯尺寸计算和毛坯的结构工艺性图 3-1 零件图尺寸精度：零件图按 IT12 级确定尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为：25 20 17.32 150.210.210.18.工件结构形状:冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐清角,为提高模具寿命,将所有尖角做成R1 的圆角。计算毛坯的直径：根据校徽的几何参数计算展开毛坯直径和实际毛坯，则以下公式计算可得：D=D1+ （3-1） 式中 D实际毛坯直径D1计算毛坯直径修边余量（由表 3-1 查得）由公式 3-1 得： 40=D1+3.5D1=36.5mm则可以将 D1 取较 36.5mm 合适。表 3-1 修边余量表材料厚度 t计算毛坯直径 D1 0.2 0.3 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 210 1.0 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 1030 1.2 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 3.0 3050 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 3.550 2.0 2.2 2.5 3.0 3.5 4.0 4.54 冲压工艺设计及计算4.1 计算冲压力根据校徽的特殊特点，则可以更好的选用压力机，计算冲裁力就是为了选用压力机，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，以适应冲裁的要求。F=KPtL （4-1）式中 t材料厚度（mm） ；L冲裁周边总长（mm） ；材料抗剪强度。由公式 4-1 得：FP =12136.5539N=14.71t 由于 KP是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模间隙之波动，润滑情况，材料力学性能与厚度的变化等因素而设置的安全系数，一般取 13。此时 KP 取 1 较合适。（抗剪强度）由机械制造基础查表 4-15 得：=539MPa顶件力 FQ=KFP （4-2） 推料力 F Q1=nk1FP （4-3）式中：F P冲裁力（N）K顶件力系数，其值为 0.040.08（薄料取最大值） ；K1推料力系数，其值为 0.030.07（薄料取最大值） ；n扣在凹模内的制件或废料数量（n=h/t） ；h直刃口部分的高（mm） ；t材料厚度（mm） 。由公式 4-2、4-3 得：FQ=0.0514.71N=0.74tFQ1=20/20.0514.71N=7.36t由此可计算出总压力：FP 总 =14.71+0.74+7.36=22.81t4.2 确定模具压力中心模具压力中心是指冲压时诸多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，使滑块和导轨之间产生过大的磨损。模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。图 4-1 压力中心简图计算公式为：x0=FP1x1+FP2x2+FPnxn/FP1+FP2+FPny0= FP1y1+FP2y2+FPnyn/FP1+FP2+FPn因上图冲裁力与冲裁同边长度成正比，则冲裁力 P1、P 2、P 3、 P4分别可以用L1、L 2、L 3、L 4代替。当 l1=60.84 x1=29.5 y1=23.4l2=52.34 x2=38.2 y2=28.4l3=136.5 x3=38.2 y3=38.4l4=65.15 x4=46.8 y4=23.4即可以得到：x0= l1x1+ l2 x2+ l3 x3+ l4 x4/ l1+ l2+ l3+ l4=60.8429.5+52.3438.2+136.538.2+65.1546.8/60.84+52.34+136.5+65.15=38.29y0= l1 y1+ l2 y2+ l3 y3+ l4 y4/ l1+ l2+ l3 +l4=60.8423.4+52.3428.4+136.538.4+65.1523.4/60.84+52.34+136.5+65.15=30.73因为校徽为标准的几何件，为便于设计根据数值选取制件中心（38.2，28.4）为压力中心。根据零件的标准性 因为该校徽的由三个同大小圆弧段和一个等腰三角形组成，则可以不考虑冲压力的偏移量。可以不计算偏移量，所以校徽的冲压力就在其中心上，则冲压力的冲裁力可以根据工件的力选择顺装复合模冲裁更合适。模具的压力中心是指诸多压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心的作用点相重合。对于有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。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，液压机可以分为油压机、水压机，而在生产中一般都选用曲柄压力机，曲柄压力机分为开式压力机和闭式压力机两种，开式压力机：其机身前端及左右均敞开，操作范围大，但机身的刚性差，压力机在工作负载作用下产生变形，一般压力机精度吨位不超过 2000KW。闭式压力机左右两侧封闭，操作不方便，但机床的刚性好，压力机的精度高。从经济性能、加工要求和操作方便面考虑，在此选开式压力机比较合理。更方便冲模的实质条件。则初选压力机的型号为 JG23-25。4.3 排样和搭边4.3.1 排样冲裁件在板料上的布置叫排样。排样在模具制造生产零件中具有重大意义，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。排样时应该考虑的原则：提高材料利用率；排样方法使用操作方便，劳动强度小且安全；模具结构简单、寿命高；保证制件质量和制作对板料纤维方向的要求。由查冲压模具及工艺表 2.5.2 可以确定搭边值：两工件之间的搭边：a=1.2工件与侧面的搭边：a 1=1.5图 4-2 排样方案一 图 4-3 排样方案二根据材料经济利用程度，排样方法可为有废料、少废料、无废料排样三种。根据设计现给出了以上两种方案。方案一为直排，这样排样操作方便，劳动强度较方案二小，还可以减少模具的总制造成本，且寿命较高。方案二为对排，这样排样冲裁效率较高。以下对将两方案进行比较。4.3.2 搭边排样中相邻冲裁件间的余料或冲裁件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边用以防止送料发生偏差时，冲出残缺的废品，搭边不能太小，过小的搭边会使刚性不足。有随凸模进入凹模的趋势，容易损害刃口。则可以又以下表 4-1 表现出来。表 4-1 金属材料系数 材料 中碳钢 高碳钢 硬黄铜 硬铝 软黄铜、纯 铜 铝 非金属系数 0.9 0.8 11.1 11.2 1.2 1.31.4 1.52.04.3.3 送料步距与条料宽度计算计算送料步距 A条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲出一个或多个零件。则可以根据公式计算如下：A=D+a （4-5）式中： D平行于送料方向的冲裁件宽度；a冲裁件之间搭边值（可由冲压模具及工艺查的） 。由公式 4-5 得：方案一A=40+1.2 =41.2mm方案二A=63.5+1.2 =64.7mm计算条料宽度 B0-条料是由板料剪裁下料而得，为了保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值-。条料宽度可用公式计算如下：B0- =（D max+2a） 0（4-6）式中 D max条料宽度方向冲裁件最大尺寸；a1冲裁件与条料侧边的搭边；条料宽度的单向偏差（则由表 4-2 查得） 。由公式 4-6 得：方案一B0- =(42.32+21.5) 0=45.32 mm0.5即条料宽度取 45mm。方案二 B0- =(71.2+21.5) 0=74.2 mm0.5即条料宽度取 75mm。表 4-2 条料宽度偏差条料宽度条料厚度50 50100 100200 2001 0.5 0.5 0.5 1.013 0.5 1.0 1.0 1.034 1.0 1.0 1.0 1.046 1.0 1.0 1.5 2.0计算材料的利用率 定义：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，它是衡量合理利用的指标。则计算如下：=F/F 0100 （4-7）K=na/A0100 （4-8）则可以用上面两种方法算出排样设计的搭边值，经验算合理。式中 、K材料利用率（） ；F工件的实际面积（mm 2） ；F0所用材料面积（包括工件面积与废料面积 mm2） ； A送料进距；B条料宽度；n条料生产的冲件数；A0条料面积（mm 2） ；a工件的实际面积（mm 2） 。由公式 4-7、4-8 得：方案一=1109.28/1867.5100=59.4 K=11109.28/1867.5100 =59.4 查板材标准，宜选 4501500mm 钢板，每张钢板剪裁为 10 张条料（45mm1500mm） ，每张条料冲出为 36 个工件。方案二=2218.56/4852.5100=46 K=12218.56/4852.5100 =46 查板材标准，宜选 7501500mm 钢板，每张钢板剪裁为 10 张条料（45mm1500mm） ，每张条料冲出为 46 个工件。每张钢板的利用率公式计算如下： 总 =nA1/LB100 （4-9）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4-9得：方案一 总 =361109.28/1500450=59.16 即可得出每张材料利用率为59.16。方案二 总 =461108.28/1500750=45即可得出每张材料利用率为45。通过以上比较，方案一的材料利用率较高，成本较方案二低，因此选择方案一较为合适。4.4 计算凸凹模刃口尺寸4.4.1 冲孔凸模刃口尺寸计算由塑料模具与冲压模具可得：2Cmin=0.12 、 2C max=0.16则可以有 2Cmax-2Cmin=0.16-0.12=0.04又有公差等级选用的是 IT12，则由冲模设计手册查表取 X=0.75。dp=(d+X) （4-0p10）dd=( dp+2Cmin) （4-1d01）dp=(d+X) （4-0p12）dd =（d p +2Cmin） d0（4-13）Ld=(Lmin+1)0.25 （4-14）Dd=(D-X) （4-d015）Dp=( Dd-2Cmin) 0p（4-16）式中 D d落料凹模基本尺寸（mm）;Dp落料凸模基本尺寸（mm）;D落料件最大极限尺寸（mm）;dd冲孔凹模基本尺寸（mm）;dp冲孔凸模基本尺寸（mm）;d冲孔件孔的最小极限尺寸(mm);Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸（mm）;Lmin制件孔距最小极限尺寸;制件公差（mm）式中的的值是由冲模设计手册上查表得：2Cmin凸凹模最小初始双面间隙（mm）;2Cmax凸凹模最大初始双面间隙（mm）; p凹模下偏差，可按精度 IT6 选择（mm）; d凹模上偏差，可按精度 IT7 选择（mm）;X磨损系数，可由冲模模具设计手册查得，当制件公差为 IT10以上，取 X=1；当制件公差为 IT11-IT13，取 X=0.75；当制件公差为 IT14 时，取X=0.5.由公式 4-10、4-11 得：dp =(60+0.750.3)0.16=60.23 mm0.16dd =（60.23+0.12） 0.24=60.35 mm0.24校核 p+ d2C min0.016+0.0240.16-0.12（满足间隙公差条件）冲模断面图如下图：由公式 4-12、4-13 得：dp =（20+0.750.21） 0.16=20.16 mm 0.16dd =（20.16+0.12） 0.24=20.28 mm0.24校核 由上面同得 p+ d2C min （满足公差条件）再由公式 4-12、4-13 得：dp =（12.5+0.750.18） 0.16=12.64 mm0.16dd =（12.64+0.12） 0.24=12.76 mm0.24校核 由上面同得 p+ d2C min （满足公差条件）孔距尺寸由公式 4-14 得：Ld=(15-0.18)+10.180.250.18=150.045mm4.4.2 落料凹模刃口计算 由公式 4-15、4-16 得：Dd =(25-0.750.21) 0.24=24.84 mm 0.24Dp =(24.84-0.12)0.16=24.72 mm0.16校核 0.024+0.0160.040.04由此可得:此落料凹模尺寸能保证间隙在合理范围内。则可以得到： D d=24.84 mm 、D p=24.72 mm0.240.164.5 模具主要零部件设计4.5.1 工作零件结构尺寸的确定及材料的选用凹模的外形尺寸确定 凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形要保证有较好的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般都根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸；来确定的。凹模各尺寸计算公式如下：凹模厚度 H=kb(15mm) （4-21）凹模边壁厚 c=(1.52)H(3040mm) （4-22） 凹模板边长 L=b+2c （4-23）式中： b冲裁件的最大外形尺寸；K系数，考虑板料厚度的影响，查表 4-4 可得。表 4-4 系数 K 值材料厚度 t/mm材料料宽 s/mm1 13 3650 0.300.40 0.350.50 0.450.6050100 0.200.30 0.220.35 0.300.45100200 0.150.20 0.180.22 0.220.30200 0.100.15 0.120.18 0.150.22根据以上公式则可计算落料凹模板的尺寸： 凹模厚度 由公式 4-21 得：H=0.3542.32 =14.81mm由以上条件可知，则取厚度为 18mm。凹模边壁厚由公式 4-22 得：c=(1.52)14.81mm =214.81=29.62mm取壁厚为 29.62mm 即可。根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板的长、宽、高的尺寸。凹模长：L=70.67+229.62mm=129.91mm凹模宽：B=40+229.62mm=99.24mm即：LBhmm=109.91107.6616.91mm由书机械设计手册上查表可得，由表 4-5 可将上面尺寸改为13010018mm。表 4-5 矩形和圆形凹模外形尺寸矩形凹模的长度和宽度 LB 矩形和圆形凹模厚度 h 圆形凹模直径 d6350、 6363 10、 12、 14、 16、 18、 20 638063、 8080、 10063、 10080、 100100、 1258012、 14、 16、 18、 20、 22 80、 100125100、 130100、 （ 140） 80、 （ 140）10014、 16、 18、 20、 22、 25 125（ 140） 125、 （ 140） （ 140） 、160100、 160125、 160（ 140） 、200100、 20012516、 18、 20、 22、 25、 28、 （ 140）160160、 200140、 200160、 200125、 250（ 140）16、 20、 22、 25、 28、 32、 160200200、 250160、 250200、 （ 280） 160 18、 22、 25、 28、 32、 35 200250250、 （ 280） 200、 （ 280）250、 31520020、 25、 28、 32、 35、 40 250315250 20、 28、 32、 35、 40、 45 （ 280） 、 315冲孔凸模的确定冲孔凸模的计算如下：L=h1+h2+h3 （4-24）式中 h 1冲孔凸模固定板厚度； h2凹模板厚度；h3垫块高度。冲孔凸摸长度 由公式 4-24 得：L=20+18+20=58mm校核冲孔凸模强度 k1=Lt/F k （4-25） k2=t/F k （4-26）式中 L冲件轮廓的周长（mm） ；t冲件材料厚度（mm）;Fk接触面积（mm 2） ，取接触宽度为 t/2; k凸模刃口接触应力（MPa）;凸模材料许用应力，对于常用合金模具钢，可取15001800（MPa） 。该冲孔凸模的强度校核计算如下：校核冲模孔 1 由公式 4-25 得： k1=144.62539/104.6=1490.24MPa=1800MPa 则最大孔的凸模的强度足够。冲件圆弧的周长为 144.6mm,冲件材料厚度 2mm，接触面积 104.6mm2,冲件材料抗剪强度取 539MPa，凸模材料许用应力取 1800MPa。校核冲模孔 2： 由公式 4-26 得： k2=104.52539/98.52=1143.43MPa=1800MPa 冲件轮廓周长为 104.5mm，冲件材料厚度 2mm，接触面积 98.52 mm2，冲件材料抗剪强度取 539MPa，凸模材料许用应力取 1800MPa。则最小孔的凸模的强度足够。凸凹模的高度确定 凸凹模尺寸计算如下：L=h+h1+h2 （4-27）式中 h增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度） ；h1凸凹模固定板厚度；h2弹压卸料板厚度。凸凹模长度 由公式 4-27 得：L=20+20+10=50mm根据凸凹模内外刃口间壁厚原校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为 2mm，根据强度查表 4-6 可得。该壁厚为 1.5mm 即可，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。表 4-6 复合模最小壁厚材料厚度 t冲件材料0.5 0.60.8 1铝、铜 0.60.8 0.81.0 （1.01.2）黄铜、低碳钢、不锈钢 0.81.0 1.01.2 （1.21.5）硅钢、磷钢、中碳钢 1.21.5 1.52.0 （2.02.5）工件零件材料的选用选用冲模为冷冲模，所以材料良好的耐磨行、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性、良好的抗粘结能力、可锻性、可切削性、可磨削性、热处理工艺性等。又以上述的要求在模具中冲孔凸模、凸凹模和凹模板选用 Cr12MoV 钢。Cr12MoV 钢具有较好的淬火性，很高的耐磨性，有较高的冲击韧性。淬火、回火、工艺见表 4-7。表 4-7 Cr12MoV 钢的淬火、回火工艺低淬火、回火工艺 中淬火、回火工艺 高淬火、回火工艺钢号 淬火温度/淬火温 度HRC回火温度/淬火温度/淬火温度 HRC回火温度/淬火温度/淬火温度HRC回火温度/Cr12MoV 9501000 6264 200 1030 6364 4001080110040605005204.5.2 定位零件结构尺寸的确定由冲压工艺分析可知，该模具的定位零件是采用是固定挡料销送进定距和固定导料销送进定位简图 4-3 所示，无侧压装置。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，则要靠操作工目测来定。在次选用机械行业标准 JB/T7649.10-94 中的 A 型挡料销，作为该模具的挡料销和导料销。起结构形式和尺寸规格如图 4-4 和表 4-8。根据图 4-4 和表 4-8，选取该模具的挡料销的直径 d=6mm，导料销的直径 d=8mm的 A 型固定挡料销。图 4-3 定位简图表 4-8 固定挡料销尺寸规格表d(h11) d1(m6)基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差h L6 0-0.075 3 +0.008+0.002 3 88 2 10100-0.090 4+0.012+0.004 3 1316 8 3 13200-0.110 10+0.015+0.006 1625 0-0.130 12 +0.018+0.007420图 4-4 导料销4.5.3 卸料装置的确定卸料板的设计卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件。其结实形式有固定（刚性）的、弹压的和废料切刀等。在此模具中将采用生产中常用的弹压卸料装置。因弹压卸料的卸料力较大，卸料可靠，零件的厚度为 2 毫米，相对比较厚，卸料力较大，有利与制件脱模，故采用弹性卸料。在前面冲压工艺分析中已经选择了卸料装置为弹压卸料，采用卸料板卸料。卸料板一般取 520mm，考虑到材料厚度不大所以取 10mm，卸料板的周界尺寸与凹模板的周界尺寸相同，卸料板采用 45 钢制造。卸料板与凸凹模的间隙由表 4-9 确定，取 0.15mm，卸料板的具体结构形式和尺寸详见非标准零件图。卸料螺钉的选用卸料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径为 12mm，螺纹部分为 M1010mm。卸料螺钉尾部应留有足够的进程空间，有下面表 4-9。表 4-9 弹压卸料板与凸模间隙值材料厚度 t/mm 0.5 0.51 1单边间隙 Z/mm 0.05 0.1 0.15弹性元件的选用弹性元件主要有弹簧和橡胶两种，该模具为复合模具，所以选用橡胶作为卸料板的弹性元件。在此模具中将采用直径为 27mm 的普通橡胶，弹性顶件装置采用直径为 35mm 的普通橡胶。橡胶的具体高度在模具装备中选取。4.5.4 模架的设计与工具钢相比，硬质合金材料硬度高。耐磨性好、脆性好、但脆性大而抗弯强度低。因此模架要求刚性好、精度高、特别是硬质合金冲裁模的模架尤其要这样。该模架采用的是后侧导柱架。以凹模周界尺寸为依据查冲压工艺模具学表查得，选择模架规格。上模座：LBhmm=21016035mm下模座：LBhmm=21016040mm闭和高度 H：150mm210mm为了防止冲压时产生弹性变形。上、下模座厚度应比钢冲模适当增加，材料以45 钢为好，调质处理，强度 2530HRC。也可以用 Q235A 钢，但不应采用灰铸铁。4.5.5 导柱与导套设计导柱与导套的结构，尺寸一般都是直接由标准选取。在选取导柱长度时应保证在最底工作位置如图 4-5，导柱上端与上模座顶面的距离不小于（1015）mm,在最高工作位置时，导柱上端面与导柱下端面的距离不小于（1520）mm，如图 4-6，而下模座底面与导柱、导柱底面距离为（0.51）mm，导柱与导套的配合精度由表 4-10 查的选择级。则由冲压工艺模具学查得：可知模架的闭和高度Hmin=150mm、Hmax=210mm。选择导柱长度 H 范围为：150-（1015）mmH210+(1520)mm140mmH230mm由以上计算可选取标准导柱导套参数如下：导柱： dLmm=20150mm导套： dLDmm=228033mm图 4-5 导柱和导套结构简图 1表 4-10 导柱、导套配合间隙模架精度等级 配合形式 导柱直径配合间隙值配合后的过盈量滑动配合 18 0.010 0.015 1830 0.011 0.0173050 0.014 0.0215080 0.016 0.025滚动配合 1835 0.010.02图 4-6 导柱和导套结构简图 24.5.6 模柄的尺寸的确定模柄是连接上模与压力机的零件，在该模具中采用的是冷冲模柄中的通用模柄GB2862.5-81。模柄的尺寸是根据所选压力机模柄孔尺寸来确定，根据所选压力机的模柄孔直径为 5080，由此可得模柄的尺寸为 5070。4.5.7 其它的螺钉长度选择 根据紧固件的需要选择标准件，起长度尺寸查机械工程标准手册查表确定。4.5.8 圆柱销尺寸选用标准根据其定位的零件不同选用不同的长度，尺寸机械工程标准手册查表确定。4.5.9 其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模具的特点：以凹模尺寸为依据确定其它模具模板零件尺寸，则有表 4-11。表 4-11 其它模板零件尺寸序号 名称长宽厚（mm）材料 数量1 打板 13010010 T8A 12 凸模固定板 13010015 45 钢 13 卸料板 13010010 45 钢 14 凸凹模固定板 13010020 45 钢 15 冲压设备的选定及绘制模具总装图5.1 冲压设备的选定5.1.1 校核模具闭合高度该模具的闭合高度由以下零件相加之和求得。H 闭 =H 上 +H 下 +H 垫 +L+H-h （5-1）该模具闭合高度由公式 5-1
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