冲压倒装复合模的结构设计

摘 要本次设计了一套冲孔、落料的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺性分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将磨具的各工作零部件设计工程表达出来。在设计第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺性分析，完成工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成型提供依据，以及为装配图个尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本次设计阐述了冲压倒装复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词: 冲压；落料冲孔；复合模；模具结构 ABSTRACTThis design carries on blanking, the piercing progressive dies design. The article has briefly outlined the press die at present development condition and the tendency. It has carries on the detailed craft analysis and the craft plan detemination to the product. According to general step which the press die designs, calculated and has designed on this set of mold main spare part, forexample: The punch, the matrix, the punch plate, the backing strip, the standard mould bases, has selected the appropriate press equipment. In the design has carries on the essential examination computation to the working elements and the press specification. In addition, this die employs the finger stop pin and the hook shapes stop pin. The mold piercing and blanking punch are fixed with the different plates separately in order to coordinate the gap cenveniently; The piercing matrix and blanking matrix are fixed by the overall plate. Fdll in the blanking punch is loaded by pilot, guarante the relative position of the hole and the contour, increase the processing precision. This structure may guarantee the die move reliably and the request of mass production.Key words: Progeressive dies; Press mold; Standard die sets; Press equipment; Examination; Piercing; Blanking 目 录第一章 绪论 .11.1 冲压加工的概念.11.2 冲压加工的特点及应用.11.3 冲压模具发展历史和技术水平状况.21.4 模具工业在国民经济中的地位.21.5 现代模具制造技术的发展趋势.3第二章 模具设计计算 .52.1 工件的工艺分析.52.2 确定工艺方案.52.3 排样.62.4 材料利用率.72.5 冲压力的计算.72.6 压力机的选择.92.7 确定压力中心 .92.8 计算凸、凹模刃口尺寸.92.9 零件尺寸的设计.11第三章 模具零件设计及选择 .143.1 模架结构的设计.143.2 凸模固定板、垫板的设计.153.3 定位零件的选择.163.4 卸料装置与推件装置的选择.173.5 卸料弹簧的选取.183.6 模柄的选择.183.7 闭合高度的计算.193.8 导柱、导套的选择.19第四章 模具装配图 .21总 结 .23谢 辞 .24参考文献 .251第一章 绪论1.1 冲压加工的概念冲 压 加 工 是 借 助 于 常 规 或 专 用 冲 压 设 备 的 动 力 ， 使 板 料 在 模 具 里 直 接 受 到 变 形力 并 进 行 变 形 ， 从 而 获 得 一 定 形 状 ,尺 寸 和 性 能 的 产 品 零 件 的 生 产 技 术 。 板 料 ， 模具 和 设 备 是 冲 压 加 工 的 三 要 素 。 冲 压 加 工 是 一 种 金 属 冷 变 形 加 工 方 法 。 所 以 ， 被 称之 为 冷 冲 压 或 板 料 冲 压 ， 简 称 冲 压 。 它 是 金 属 塑 性 加 工 （ 或 压 力 加 工 ） 的 主 要 方 法之 一 ， 也 隶 属 于 材 料 成 型 工 程 技 术 。1.2 冲压加工的特点及应用与 机 械 加 工 及 塑 性 加 工 的 其 它 方 法 相 比 ， 冲 压 加 工 无 论 在 技 术 方 面 还 是 经 济 方面 都 具 有 许 多 独 特 的 优 点 。 主 要 表 现 如 下 。 (1) 冲 压 加 工 的 生 产 效 率 高 ， 且 操 作 方 便 ， 易 于 实 现 机 械 化 与 自 动 化 。 这 是 因为 冲 压 是 依 靠 冲 模 和 冲 压 设 备 来 完 成 加 工 ， 普 通 压 力 机 的 行 程 次 数 为 每 分 钟 可 达 几十 次 ， 高 速 压 力 要 每 分 钟 可 达 数 百 次 甚 至 千 次 以 上 ， 而 且 每 次 冲 压 行 程 就 可 能 得 到一 个 冲 件 。 （ 2） 冲 压 时 由 于 模 具 保 证 了 冲 压 件 的 尺 寸 与 形 状 精 度 ， 且 一 般 不 破 坏 冲 压 件的 表 面 质 量 ,而 模 具 的 寿 命 一 般 较 长 ,所 以 冲 压 的 质 量 稳 定 ,互 换 性 好 ,具 有 “一 模一 样 ”的 特 征 。 （ 3） 冲 压 可 加 工 出 尺 寸 范 围 较 大 、 形 状 较 复 杂 的 零 件 ， 如 小 到 钟 表 的 秒 表 ，大 到 汽 车 纵 梁 、 覆 盖 件 等 ， 加 上 冲 压 时 材 料 的 冷 变 形 硬 化 效 应 ， 冲 压 的 强 度 和 刚 度均 较 高 。 （ 4） 冲 压 一 般 没 有 切 屑 碎 料 生 成 ， 材 料 的 消 耗 较 少 ， 且 不 需 其 它 加 热 设 备 ，因 而 是 一 种 省 料 ， 节 能 的 加 工 方 法 ， 冲 压 件 的 成 本 较 低 。由 于 冲 压 具 有 如 此 优 越 性 ， 冲 压 加 工 在 国 民 经 济 各 个 领 域 应 用 范 围 相 当 广 泛 。例 如 ， 在 宇 航 ， 航 空 ， 军 工 ， 机 械 ， 农 机 ， 电 子 ， 信 息 ， 铁 道 ， 邮 电 ， 交 通 ， 化 工 ，医 疗 器 具 ， 日 用 电 器 及 轻 工 等 部 门 里 都 有 冲 压 加 工 。 不 但 整 个 产 业 界 都 用 到 它 ， 而且 每 个 人 都 直 接 与 冲 压 产 品 发 生 联 系 。 像 飞 机 ， 火 车 ， 汽 车 ， 拖 拉 机 上 就 有 许 多 大 ，中 ， 小 型 冲 压 件 。 小 轿 车 的 车 身 ， 车 架 及 车 圈 等 零 部 件 都 是 冲 压 加 工 出 来 的 。 据 有关 调 查 统 计 ， 自 行 车 ， 缝 纫 机 ， 手 表 里 有 80%是 冲 压 件 ； 电 视 机 ， 收 录 机 ， 摄 像 机里 有 90%是 冲 压 件 ； 还 有 食 品 金 属 罐 壳 ， 钢 精 锅 炉 ， 搪 瓷 盆 碗 及 不 锈 钢 餐 具 ， 全 都是 使 用 模 具 的 冲 压 加 工 产 品 ； 就 连 电 脑 的 硬 件 中 也 缺 少 不 了 冲 压 件 。 但 是 ， 冲 压 加 工 所 使 用 的 模 具 一 般 具 有 专 用 性 ， 有 时 一 个 复 杂 零 件 需 要 数 套 模具 才 能 加 工 成 形 ， 且 模 具 制 造 的 精 度 高 ， 技 术 要 求 高 ， 是 技 术 密 集 形 产 品 。 所 以 ，只 有 在 冲 压 件 生 产 批 量 较 大 的 情 况 下 ， 冲 压 加 工 的 优 点 才 能 充 分 体 现 ， 从 而 获 得 较好 的 经 济 效 益 的 。2当 然 ， 冲 压 加 工 也 存 在 着 一 些 问 题 和 缺 点 。 主 要 表 现 在 冲 压 加 工 时 产 生 的 噪音 和 振 动 两 种 公 害 ， 而 且 操 作 者 的 安 全 事 故 时 有 发 生 。 不 过 ， 这 些 问 题 并 不 完 全 是由 于 冲 压 加 工 工 艺 及 模 具 本 身 带 来 的 ， 而 主 要 是 由 于 传 统 的 冲 压 设 备 及 落 后 的 手 工操 作 造 成 的 。 随 着 科 学 技 术 的 进 步 ， 特 别 是 计 算 机 技 术 的 发 展 ， 随 着 机 电 一 体 化 技术 的 进 步 ， 这 些 问 题 一 定 会 尽 快 二 完 善 的 得 到 解 决 。1.3 冲压模具发展历史和技术水平状况1953 年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该汽车厂于 1958 年开始制造汽车覆盖件模具。我国于 20 世纪 60 年代开始生产精冲模具。走过漫长的发展道路，目前我国已形成约 300 多亿元（未包括港、澳、台的统计数字。）各类冲压模具的生产能力。形成了如浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和乡镇企业迅速崛起，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，模具的生产和设计已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大。在国际竞争的局势下，我过的模具工业得到飞速的发展，很多的专门模具研究中心不断的建立起来，模具结构和钢材的研究取得了显著的成就，但还是存在很大的差距。一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率； 二是由于我国的模具价格要比国际市场价格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中1.4 模具工业在国民经济中的地位模具工业是“百业之母”，是工业产品的“效益放大器”。各国对模具的美誉很多，美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石”；日本模具协会认为：“模具是促进社会繁荣富裕的动力”；国际模具协会认为：“模具是金属加工业的帝王”。模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的：金属压铸件、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成形的。3据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具工业在这些国家已摆脱了从属地位而发展成为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。1.5 现代模具制造技术的发展趋势随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow 等 CAE 软件，并成功应用于冲压模的设计中。 目前，以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发，在模具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 KMAS 软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM 软件，上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 CAD 软件等。 而模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。专家认为，未来冲压模具制造技术有以下几大发展趋势： (1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 4(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 （6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。5第二章 模具设计计算2.1 工件的工艺分析2.1.1 零件结构图 2-1 零件图生产批量：大批量材 料：08AL材料厚度：1.5mm2.1.2 材料分析材料为 08AL 铝脱氧镇静钢，优质汽车板材，有较好的可冲压性。其力学性能为：抗剪强度 =260MPa，抗拉强度 ，伸长率 。MPab325%322.2 确定工艺方案该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可以有以下三种方案：方案一：先落料，后冲孔，需要两套模具，采用单工序模生产；方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产，需要一套模具；方案三：冲孔落料级进模，需要一套模具。6表 2-1 三种方案比较模具种类比较项目单工序模 复合模 连续模冲件精度 较低 高 一般生产效率 较低 较高 高生产批量 适合大、中小、批量 适合大批量 适合大批量模具复杂程度 交易 较复杂 复杂模具成本 较低 较高 高模具制作精度 较低 较高 高由于这样一个工件按单工序模具来加工，则需要两个工序，即需要两套模具，两台设备，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全。所以方案一不合理。若采用模具级进则模具制造难度加大，工件的尺寸也不容易保证。生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时。由于这个工件结构不太复杂，复合模的成本不是很高，制造难度也不大，容易保证尺寸精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。所以综合考虑，对以上三种模具特点比较后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。复合模分为正装复合模和倒装复合模两种，该冲件属于普通冲裁，精度要求不高又属于大批量生产，采用倒装比正装操作方便简单，生产效率高，因此选用倒装复合模。2.3 排样2.3.1 确定搭边值表 2-2 搭边值表手送料圆形 矩形 l50mm料厚 a1a1a10.5-0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.00.8-1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.871.2-1.6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0由表 2-2 确定两制件间取搭边值 mm，侧边取搭边值 .8.1ama021条料的送料步距按下式： 1dh则送料步距 42.8.792.3.2 条料宽度 0)(CaDB其中：D-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸C定位销与条料之间的间隙，查手册取 C=1.5mm；-查表得: =0.4mm 04.04.16)52.140( B2.3.3 排样图图 2-2 排样图2.4 材料利用率 %3.5419.76/.38/ BSAA 一个步距内的冲裁件的实际面积B 条料宽度S 步距82.5 冲压力的计算冲压力 tKLF式中： F冲裁力，N；L冲裁件的周长，mm；t材料厚度，mm；材料抗剪强度，MPa；K系数。表 2-3 值顶推卸 、 K材料及厚度/mm 卸 推 顶K1.00.065-0.075 0.1 0.140.1-0.5 0.045-0.055 0.063 0.080.5-2.5 0.04-0.05 0.053 0.062.5-6.5 0.03-0.04 0.045 0.05钢6.5 0.02-0.03 0.025 0.03(1)落料力=落FKLt= 2605.134.1=221.23KN(2)冲孔力=1FLt= 2605.143.=17.51KN=2Kt= .8.=41.27KN(3)卸料力=卸F落卸= 23.10.=6.64KN(4)推件力冲孔凹模刃口取过渡圆锥台阶凹模，取刃口直壁 =5mm 则 1hh/t=5/1.5 31n911nFK推推 = 5.70.3=2.63KN 22推推= .41.=6.19KN(5)公称压力 2121推推卸落总 FF=221.23+17.51+41.27+2.63+6.19+6.64=295.47KN2.6 压力机的选择根据公称压力，选取压力机型号为 JC 23-35 开始双柱压力机，其主要参数如下：最大装模高度：280 mm；最小装模高度：220 mm；模柄孔尺寸：直径 50 mm；深度 70 mm；工作台尺寸：左右 610 mm；前后 380 mm；工作台孔尺寸：左右 290 mm；前后 200 mm 直径 260 mm；立柱间距离：300 mm；最大可倾角：20。2.7 确定压力中心利用 Pro/e 软件分析的制件压力中心为以 11 圆圆心为原点，坐标（57.34，-18.50）处。2.8 计算凸、凹模刃口尺寸查表得间隙 mm mm。132.0minZ240.maxZ2.8.1 冲孔凸、凹模的刃口计算（1）对冲孔 mm 采用凸、凹模分开加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下。查表得凸、凹模制造公差： mm， mm。02.凸02.凹校核： mm， mm18.0minaxZ4.凹凸满足 的条件。凹凸查表得磨损系数 ，所以75.= =0d凹凸 ）（ 02.）（ 02.751式中：d工件尺寸；工件公差。=凹凸凹 ）（ 0minZ02.02.3.75.1）（10（2）对冲右侧长孔 R5 圆弧处刃口，结构简单，依然采用凸、凹模分开加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下。查表得凸、凹模制造公差： mm， mm。02.凸02.凹校核： mm， mm18.0minaxZ4.凹凸满足 的条件。凹凸查表得磨损系数 ，所以5.=0d凹凸 ）（ 02.02.15)(=凹凸凹 ）（ minZ.31. 2.82 落料凸、凹刃口尺寸计算对外轮廓的落料，由于形状比较复杂，采用配合加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如如下。以凹模为基准件，根据凹模磨损后的尺寸变化情况，将零件图中各尺寸分为三类，A 类为变大尺寸；B 类为变小尺寸；C 类为不变的尺寸。分类如下。A： ； ； ；04.123.204.271.57A 06.323.9.61A； ； ；04.4. 06.593.89.6 04.5.2； ； ；04.77 06. .918。.1021.AB： ； ； 。0 2.041.B6.0373.8BC： ； ；.9.281 35.2CA 类尺寸按如下公式进行计算。 ddA0)(式中：A制件基本尺寸；因数 ；时 取，时 取 75.42.5.042.制件公差；凹模、凸模制造公差，取值为 。d /=22.9 mmdA01)(1.0=17.4 mmd2.=61.92 mmd0315.0=11.9 mmd4)(.=60.89 mmdA0515.0=21.29 mmd6.=27.4 mmd07)(1.0=49.92 mmd85.11=17.9 mmddA09)(1.0=9.9 mm10 .B 类尺寸按如下公式计算。 0)(ddB式中：B制件基本尺寸；因数 ；时 取，时 取 75.42.5.042.制件公差；凹模、凸模制造公差，取值为 。d /=10.101)(dB01.=2.552d5.=3803d1.0C 类尺寸按如下公式计算。 2/dCd式中：C制件基本尺寸；凹模、凸模制造公差，取值为 。d 4/=28.922/105.=110.5 0.0752d=2.5/3.凸模刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙 0.132-0.240，此次去 0.152.9 零件尺寸的设计2.9.1 落料凹模尺寸确定（1）凹模厚度的确定H=kb=140.5 0.2=28.1mm式中：H凹模厚度；k系数；b凹模刃口最大尺寸。查表 2-4 取 k=0.2。表 2-4 凹模系数 k材料厚度条料宽度11-3 3-6500.30-0.40 0.35-0.50 0.45-0.6050-100 0.10-0.30 0.22-0.35 0.30-0.45100-200 0.15-0.20 0.18-0.22 0.22-0.3012（2）凹模外形尺寸的确定凹模壁厚 C=(1.5-2)H=42.15-56.2送料方向的宽度 L=S+2C=89.32+2 （42.1556.2）=173.62201.72 此处去 L=182mm垂直于送料方向 B=S +2C=140.5+2 （42.1556.2）=224.8252.9 1此处取 B=250mm凹模大小尺寸为 B L=250 182mm2.9.2 凹模结构形式的确定图 2-3 凹模结构形式如上图所示在此设计中落料凹模和冲孔凹模的结构形式均为直筒式孔 口凹模。直筒式孔口凹模特点：制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变。易积存冲件或废料，胀力大，推件力大，孔壁磨损大，刃磨层较厚。本次设计刃口高度 h 取 5mm。2.9.3 凸模结构尺寸两个冲孔凸模一个为圆形，一个结构简单，采用圆柱头直杆圆凸模结构，他的强度刚性较好，装皮修磨方便，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6）制造，最大直径的作用是形式台肩，以便固定，保证工作时不被拉出，材料选取 Cr12MoV，刃口 58-62HRC,头部固定部分 40-50HRC。长度计算公式为：L= =49.6mmth21式中：h 凸模固定板厚度 20mm；1h 凹模厚度 28.1mm；2t材料厚度 1.5mm。13凸模结构如图图 2-4 凸模结构图2.9.4 凸、凹模的选取凸凹模是复合模具中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的结构分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大、中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。它的内外均为刃口，凸凹模的最小壁厚于模具结构有关：当模具为倒装结构时，内控为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。最小壁厚见下表。表 2-5 凸凹模最小壁厚材料厚度 0.4 1.6 1.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8最小壁厚 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4制件厚度为 1.5mm，去最小壁厚为 3.8mm。凸凹模最小壁厚出现在 圆孔与侧壁处，为 12-5.5=6.53.8mm1凸凹模壁厚符合要求。14第三章 模具零件设计及选择3.1 模架结构的设计3.1.1 模架的选择模架是上模座、下模座、导柱、和导套的组合体。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质，模架可分为滚动导向模架和滑动到相爱那个模架两大类。选择模架结构要根据共建的受力变形特点配件的定位和出件的方式、材料送进方向、导柱的受力状态，以及操作是否方便等方面进行综合考虑。选择模架尺寸时耀从凹模的轮廓尺寸来考虑，一般在长度及宽度上模架都应比凹模大 4060mm，模架的厚度一般等于凹模后的的 11.5 倍选择模架时还要注意模架和压力机的安装关系，在模架与压力机工作台的关系中。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小于压力机的最大装模高度等。考虑到送料和操作更加方便，模具的安装调整简单，选择后侧导柱的模架。根据凹模的尺寸，由 GB/T 2851-2008 选择标准模架，主要参数如表 4-1 所示。表 3-1 模架基本参数L 250B 250最大 260H最小 220S 250R 50H1 50H 2 65H 、H 为上下模做厚度。13.1.2 模座设计时应注意的问题设计时一般都按标准（GB/T2851.31990、GB/T2855.51990、GB/T2851.61990）选用模架或模座。在比使用标准的情况下，设计冲模模座时应注意以下几点。（1）模座的外形尺寸根据凹模的周界尺寸和安装要求来确定。对于圆形模座，其直径应比凹模的直径大 3070mm。对于矩形模座，其长度应比凹模板长度大 4070mm，而宽度可以等于或略大于凹模板宽度，但应考虑有足够位置来安装导柱、导套。15模座的厚度一般取凹模板的 1.0-1.5 倍，根据受力情况，上模座厚度可比下模座厚度小 5-10mm。对于大型非标准模座，还必须根据实际需要，按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。（2）所设计的模座必须与所选的压力机工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核，如下模座尺寸应比压力机工作台孔或垫板孔尺寸每边大 40-50mm 等。（3）上、下模座的导柱与导套安装孔的位置尺寸必须一致，其孔距公差要求0.01mm 以内。模座上、下面的平行度，以及导柱导套安装孔与模座上、下面的垂直度等要求符合标准中冲模模架零件技术条件的有关规定。（4）模座材料根据工艺力的大小和模座的重要性选用，一般的模座选用 HT200 或HT250，也可选用 Q235 或 Q255，大型重要模座可选用 ZG35 或 ZG45。根据模架的设计参数和 GB/T 2855.1-2008,上模座的参数如表 4-1 所示3.2 凸模固定板、垫板的设计3.2.1 凸模固定板凸模固定板的厚度计算公式为 H=(0.60.8)H 凹式中 H 为凹模的厚度，数值为 28.1mm，凹所以凸模固定板的厚度为 H=（0.60.8）28.1=16.8622.48mm为方便制造本次设计取 H=20mm16图 3-1 凸模固定板3.2.2 垫板垫板材料为 45 钢，经热处理后硬度达到 4HRC-45HRC，厚度取 12mm。17图 3-2 垫板3.3 定位零件的选择定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在调料方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进称为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离（步距）。属于送料导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等。倒料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导料销作为导向且为于条料的同侧。属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等，导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做定距定位零件。挡料销分为活动式弹锭挡料销和固定挡料销两种。为了简化结构便于安装，选择固定挡料销作为定距定位零件。挡料销的高度 h 查表 4-2 为 3mm。表 3-2 挡料销的高度 h18t h0.32 323 43.4 卸料装置与推件装置的选择3.4.1 卸料板的设计常见的卸料零件有固定卸料板和弹性卸料板。前者刚性结构主要起卸料作用，卸料力大，适合于材料厚度大于 0.8mm 的模具，后者是柔性结构兼有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定于所选用的单行元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的冲模中，常用在倒装复合模中，因此选取弹性卸料板。弹性卸料板与凸模配合间隙值查表 4-3 取 C=0.15mm。表 3-3 弹性卸料板与凸模配合间隙值材料厚度 t 0.5 0.51 1单面间隙 C 0.05 0.1 0.15在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口 0.30.5mm。卸料板的厚度查表 4-4。表 3-4 卸料板的厚度卸料板宽度 B/mm505080 80125 125200 200材料厚度t/mm 0h00h00h00h00h00.86 8 6 10 8 12 10 14 12 160.81.5 6 10 8 12 10 14 12 16 14 181.53 8 - 10 - 12 - 14 - 16 -注： 为固定卸料板厚度，mm； 为弹性卸料板厚度，mm。0h0h查上表，取弹性卸料板的厚度 B=16mm。3.4.2 推件装置的设计推件装置选取刚性推件装置，它由打杆、推板、连接推和杆推件块等组成。本次设计由于冲孔凸模不与制件中心重合，故可采用打杆与推件块直接相连的结构。193.5 卸料弹簧的选取根据模具结构初定 6 根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为：=6.64KN/6=1106Nn/卸F根据压力 （1160N）和模具结构尺寸，根据圆柱螺旋压缩弹簧国家标准 GB/T 预F2089-94 初选弹簧，其最大工作负荷 F =1506N1160N。基本参数为：1材料直径：6mm；中径：32mm；自由高度：100mm；允许最大压缩量：33mm；最大芯轴直径：22mm；最小套筒直径：42mm。定弹簧的预压缩量 S =23mm，则装配高度 H=100-23=77mm。预3.6 模柄的选择本次设计模具较大，选用凸缘式模柄。材料为 Q235 或者 45 钢。标准号：JB/T 7646.3-2008.主参数为：d=50mm；L=91mm；d =132mm；1d =15mm；2d =91mm；3具体机构如图 3-1。图 3-3 模柄20图 3-4 模柄实体图3.7 闭合高度的计算为了保证磨具和压力机相适应，冲模的闭合高度 H 应介于压力机的最大装模高度 H和最小装模高度 H 之间，其关系式为：maxminH - H +10mm H H - H -5mmin1max1式中：H冲模的闭合高度；H 最大闭模高度；maxH 最小闭模高度；inH 垫板高度；1H - H 最大装模高度；maxH - H 最小装模高度。in1则 H - H +10mm=220-10+10mm=220mmH - H -5mm=260-10-5mm=245mmmax1H =H +H +H +H +H +H下 模 座 上 模 座 垫 板 凹 模 凸 凹 模 固 定 板=65+50+12+28.1+65+20=240.1mm由上数可知 H H H ,则所选择的压力机符合要求。minax3.8 导柱、导套的选择根据所选模架、及压力机以及闭合高度，选择导柱导套。导柱：A 35 180 GB/T 2861.1-2008 直径 35mm；长度 180mm；材料 20Cr，渗碳深度 0.81.2mm，硬度 5862HRC。导套：B 35 125 48 GB/T 286