隔板冲压模设计说明书论文

- 1 -隔板冲压模设计摘 要：本文介绍的模具设计结构简单实用，使用方便可靠，首先根据工件图计算工件的展开尺寸，再根据展开尺寸计算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的分析，采用级进模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了一系列模具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。关键词：隔板；冲压模：级进模； - 2 -Stamping Die Design partitionAbstract：This article describes the structure of the separator mold design is simple and practical, easy-to-use and reliable, first of all work plans in accordance with the known relationship between the size of its work process analysis and calculate the size of the start, and then expand the size calculated based on the utilization of materials, layout plans drawn, calculate the center of pressure parts. In accordance with requirements of parts geometry and dimensions of analysis, and ultimately determine the design of progressive die stamping, it will help improve production efficiency, mold design and manufacturing are also compared with the simple. When all the parameters after the program of the mold assembly, the main parts of the design selection and assembly requirements, technical requirements were analyzed. Mold is one of the structural design of the main elements of this design, which contains a series of important parts of the mold design and processing methods and attention at the time of mold assembly points. This process is more conducive to front-line personnel to operate, easy to understand process.Key words: Partition；Stamping Die； progressive die; - 1 -目 录1 前言.32 冲压工件的工艺分析.33 确定工艺方案.44 冲压工件的排样计算.54.1 搭边值的确定. .54.2 送料步距的确定.54.3 条料宽度的确定.64.4 导料板间距的确定.64.5 排样.74.6 材料利用率的计算.74.7 画排样图.85 冲裁力的计算.85.1 冲裁力计算原则.85.2 落料力的计算 .95.3 冲槽冲孔力的计算.105.4 卸料力的计算.105.5 推件力的计算.105.6 总冲压力的计算. .106 冲压设备的选择.117 模具压力中心与计算.128 冲裁间隙的确定.139 工件刃口尺寸的计算.149.1 刃口尺寸计算的基本原则.149.2 刃口尺寸分析及计算.159.2.1 落料刃口尺寸的计算.159.2.2 冲槽刃口尺寸的计算.179.2.3 冲孔刃口尺寸的计算.179.3 卸料橡胶的设计.18 - 2 -10 模具总装设计.1910.1 模具类型的选择.1910.2 定位方式的选择.1910.3 卸料出件方式的选择. 1910.4 导向方式的选择.1911 主要零部件的设计.1911.1 工作零件的结构设计.1911.1.1 落料凸模的设计.1911.1.2 冲孔凸模的设计.2011.1.3 冲槽凸模的设计.2111.1.4 凹模的设计. .2111.2 定位零件的设计.2311.3 导料板的设计.2311.4 卸料部件的设计.2311.4.1 卸料板的设计.2311.4.2 卸料螺钉的设计.2411.5 模架及其它零件的设计.2412 模具的总装.2513 模具的装配.2614 设计总结.27参考文献.29谢辞.30 - 3 -1 前 言改革开放以来，尤其机械制造业的快速发展，模具也迅猛的发展起来，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，模具是“效益放大器” ，所以模具工业受到工业界的看重。模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济的支柱产业如机械、电子、汽车、石油化工和建筑业等也需要大量模具，其中汽车、电机、电器、家电和通信等产品中 60%80%的零部件都要依靠模具成形。建筑中的用地砖、墙砖和卫生洁具，都需要大量的陶瓷模具。所以模具得到了迅速的发展，相应的模具技术和软件也得到了开发，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、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM 、Optris和MAGMASOFT等CAE软件 ，并成功应用于冲压模的设计中。模具是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。它可分为：金属材料成型，如冷冲压模；金属体积成形模具，如锻造模、压铸模；非金属材料成形模具，如塑料模、玻璃模、陶瓷模等。其中使用最大的是冲压模和塑料模，约占模具总量的80%。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，更加给模具工业带来前所未有的发展机遇和空间。2 冲压件的工艺分析图 1.隔板工件图 - 4 -工件简图如图 1 所示工件名称：隔板生产批量：中批量材 料：Q235 厚度 2mm此工件分为冲槽、冲孔、落料三个工序。 材料为 Q235 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个长 60mm，宽 6 mm 的槽和 1 个40mm 的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 10mm(槽与 80mm 外圆之间的壁厚 )。工件的尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。3 确定冲裁工艺方案确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数、工序的组合和顺序等。冲压工艺方案如何确定，首先应在工艺分析的基础上，根据冲裁件的生产批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形状复杂程度、材料的厚薄、冲模制造条件与冲压设备条件等多方面的因素，拟定出多种可能的不同的工艺方案，然后对各种工艺方案进行分析和研究，比较其综合的经济技术效果，从中选择一个合理的冲压工艺方案。确定工艺方案的主要原则包括 1、保证冲裁件质量 2、经济性原则 3、安全性原则。经过分析该工件包括冲槽、冲孔、落料三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔-冲槽。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔- 冲槽复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲槽-冲孔- 落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 - 5 -4 冲压工件排样计算冲裁件在条料、带料或者板料上的布置方法叫排样。排样是冲裁模设计中的一项极其重要的工作。排样方案对材料的利用率、冲件质量、利用率、模具结构与寿命等都有重要影响。4.1 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。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。表 4.1 搭边 a 和 a1 数值圆件及 r2t 的工件 矩形工件边长 L50mm 矩形工件边长 L50mm或 r2t 的工件材料厚度工件间 a1 沿边 a 工件间 a1 沿边 a 工件间 a1 沿边 a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t注：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。该制件是圆形工件，根据尺寸从表 41 中查出：两制件之间的搭边值a1=1.2（ mm）,侧搭边值 a=1.5(mm)。4.2 送料步距 S 的确定条料在模具上每次送进的距离称为送料步距。每个步距可以冲出一个制件，也可以冲出几个制件。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间 - 6 -的距离。每次只冲一个制件的步距 A 的计算式为：S=D+ a1所以的步距：S=80+a=81.2mm4.3 条料宽度 B 的确定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。有侧压装置的模具，能使条料始终沿着 3导料板送进。条料宽度公式：B=（D+2a） 0 -其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为，见表 43 条料宽度偏差。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。查表 42 条料宽度偏差为 0.20B=（D+2a）0 -=（80+21.5） 0-0.20=830-0.2表 4.2 条料宽度公差(mm)材料厚度 t/mm条料宽度B/mm 0.5 0.51 1220 0.05 0.08 0.102030 0.08 0.10 0.153050 0.10 0.15 0.204.4 导板间间距 A 的确定导料板间距离公式：A=B+ZZ导料板与条料之间的最小间隙（mm） ；查表 43 得 Z=1mm - 7 -A= B+Z=83+1=84（mm ）表 4.3 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1150.50.80.514.5 排样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。隔板的形状具有圆形的特点，直排时材料利用率较高，应采用直排，如图下图所示的排样方法。条料宽度 83mm，步距离为 81.2mm，工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，采用手工送料，采用导料板导料、挡料销挡料。 4.6 材料利用率的计算：材料的利用率通常以百分率表示：100SBA式中：A一个步距内的制件的实际面积：S送料步距B条料宽度冲裁单件材料的利用率计算： - 8 -%5.7410832.4%104102 SBDSBA4.7 排样图排样图是排样设计的最终表达形式。排样图是编制冲压工艺与模具设计的重要工艺文件。一张完整的模具装配图必须在右上角画出冲裁图及排样图。在排样图上应标注条料宽度及其公差、送料步距及搭边 a、a1 值。图 2.隔板排样图5 冲裁力的计算5.1 冲裁力计算原则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 P 一般可以按下式计算：(K=1.3) KLtP式中 P冲裁力；L冲裁件受剪切周边长度（mm）：t冲裁件的料厚（mm） ；材料抗剪强度（MPa） ， 值可在设计资料及有关手册中查到。 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复） - 9 -及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，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，必须将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力，卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的。所以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确地计算这些力是困难的，生产中常用下列经验公式计算：卸料力 F 卸=Kx P 推件力 F 推=n Kt P 式中 P冲裁力； n 梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t）h 冲孔凹模刃口的直壁高度卸料力 推件力和顶件力 Kx、 Kt、 Kd 卸料力、推件力、顶件力系数，见表 51；表 5.1 卸料力、推件力和顶件力系数料厚 t/mm Kx Kt钢 0.10.10.50.50.252.56.5 6.50.0650.0750.0450.0550.040.060.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.025铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09注：对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值。根据常用金属冲压材料的力学性能查出 Q235 的抗剪强度为 305380(MPa) ，5.2 落料力的计算：(K=1.3) ；KLtF落落料力（N） ；落 - 10 -L工件外轮廓周长 L= ；mD251804.3t材料厚度 t=2mm；材料抗剪强度（MPa）此隔板材料的抗剪强度 =305Mpa; 落料力则为： KNMPaF04.193052513. 落5.3、冲槽、冲孔力的计算： Lt.1冲L1工件内轮廓周长L1=120+12=132mm故冲槽力： =1.31322305=104.68KNLtF3.1冲 2冲L2工件内轮廓周长L2= ；mD6.132)(401.3故冲孔力： =1.3113.62305=90.08KNLtF2冲由以上计算可知冲裁力为: P= + + =199.04+104.68+90.08=393.8 KN落F1冲 冲5.4、卸料力的计算：F 卸=Kx PKx卸料力因数，由表 5-1 查得 Kx=0.06 KN628.3.906.卸5.5、推件力的计算：F 推=n Kt PKt推件力因数，由表 51 查得 Kt =0.05冲孔凹模刃口的直壁高度 h=8mm,则：n=h/t，n=8/2=4=40.05393.8=78.76KN推F5.6、总冲压力的计算： 由以上计算总的冲压力为 推卸冲落总 F=199.04+104.68+90.08+23.63+78.76=510.79KN - 11 -6 冲压设备的选定冲压设备的的选择根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。在选择过程中必须满足：1. 所选压力机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力，即： F压 力 机F总2. 压力机的行程大小；3. 所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。4. 压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小的冲模时 ，对工作台的受力条件也是不利得。通过对该隔板工件的分析可以由表 6-1 选择开式双柱可倾压力机 J23-63 满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：630KN滑块行程：100mm最大闭合高度：360mm最大装模高度：300mm工作台尺寸（前后左右）：570mm860mm垫板尺寸（厚度孔径）：50mm155mm模柄孔尺寸：50mm70mm最大倾斜角度：25表 6-1 J23 系列开式可轻压力机主要技术参数型号技术参数 代号 单位 J23-3.15 J23-63 J23-10 J23-16 J23-25 J23-35 J23-40滑块公称压力Pe kN 31.5 630 100 160 250 350 400滑块行程 S mm 25 100 45 55 65 100 100封闭高度 H2 mm 120 360 180 220 270 290 330连杆调节量 M1 mm 25 80 35 45 55 60 65滑块中心线至机身距离C1 mm 90 260 130 160 200 200 250左右 a mm 100 140 170 200 250 250 300滑块地面尺寸 前后 b mm 90 120 150 180 220 220 260模柄孔 直径 d mm 25 50 30 40 40 40 50 - 12 -尺寸 深度 l mm 40 70 55 60 60 60 70垫块厚度 H1 mm 30 50 35 40 50 65 65最大倾斜角 45 25 35 35 30 30 30左右 a mm 250 860 370 450 560 610 700工作台尺寸 前后 b mm 160 570 240 300 370 380 4607 模具压力中心与计算. 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，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，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、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。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln计算隔板设计的压力中心时，先画出凹模型口图，如下图所示。在图中将xoy 坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成 L1L3共 3 组基本线段，用解析法求得该模具的压力中心 C 点的坐标（122.8，0） 。 - 13 -凹 模 型 口 图由以上计算结果可以看出,该件的冲裁力比较大,压力中心偏移坐标原点的距离也比较大,为了便于模具有加工和装配模具中心仍选在坐标原点 O. 选用适当的冲床, C 点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。表 7.1 压力中心数据表各基本要素压力中心的坐标值基本要素长度 L/mmX YL1=251.2 0 0L2=132 81.2 0L3=125.6 81.2 0合计 257.6 122.8 08 冲裁模间隙的确定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 - 14 -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。根据下表 8-1 查得冲裁模刃口双间隙 mm， mm。246.0minZ36.0maxZ其中未注公差的毛坯的尺寸按照 IT14 级精度计算。8.1 冲裁模初始用间隙 2c(mm)08、10、35、09Mn、Q23516Mn 40、50 65Mn材料厚度2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax小于 0.5 极小间隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.3600.5400.6100.7200.9400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.4600.7400.8801.0001.2800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3200.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126 - 15 -6.06.58.01.080 1.440 0.8400.9401.2001.2001.3001.6801.140 1.500注：取 08 号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的 25%。9 工件刃口尺寸计算9.1 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则：1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小） ，会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14 级处理，冲模则可按 IT11 级制造；对于圆形工件可按 IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。9.2 刃口尺寸分析及计算 - 16 -在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算，具体计算如下9.2.1 落料刃口尺寸计算的凸凹模的制造公差由表 9-1 查找。074.8查得 ， 。m30.凹m02.凸由于 ， inax5Z凸凹故采用凸模与凹模 分开加工方法表 9.1 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模，凹模的制造公差基本尺寸 凸模公差 凸 凹模尺寸 凹 基本尺寸 凸模公差 凸 凹模尺寸 凹1818-3030-8080-120120-1800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040180-260260-360360-5005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表 9.2 磨损因数 x非圆形 圆形1 0.75 0.5 0.75 0.5料厚 t(mm)工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30 - 17 -因数由表 9-2 查得 X=0.5，则： mXD03.03.0 67945.8 ）（）（ 凹凹 Z2.2.min 48)679()( 凸凹凸其工作部分结构尺寸如图 4 所示：图 4.落料凸、凹模9.2.2 冲槽刃口尺寸计算:a= ,b= 的槽凸凹模的制造公差由表 91 查得74.0630.和 m185凹 m85.0凸， , .凹 7凸由于 和 , minax37.0Z凸凹 inax14.Z凸凹故采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表 92 查得 X=0.5 和 X=0.75，则：mXa 0185.02.0 376745.6 ）（）（ 凸凸 b .5.）（）（ 凸凸, 按凸模尺寸配制，其双面间隙为 0.12mm。 凹 凹9.2.3 冲孔刃口尺寸计算：的凸凹模的制造公差由表 91 查得62.04， .m3凹m02.凸由于 inax5.Z凸凹 - 18 -故采用凸模与凹模分别加工方法，因数由表 92 查得 X=0.5 则： mXd 0.0.0 31465.4 ）（）（ 凸凸 Z.0.00min 5)231()( 凹凸凹其工作部分结构尺寸如图 5 所示： 图 5.冲孔凸、凹模9.3 卸料橡胶的设计：冷冲模所选用的橡胶一般为聚氨脂橡胶（PUR） 。橡胶允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整方便，所以在冲模中应用很广泛。橡胶在压缩后所产生的压力随橡胶牌号、应变量和形状系数（指橡胶承压面积与自由膨胀面积的比值）而变化。模具上安装橡胶的块数和大小多凭经验确定，必要时可参照有关橡胶资料进行核算。在模具装配、调整和试冲时候，可适当增减橡胶块数，直至试冲证明适用为止。卸料橡胶的设计计算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。卸料板工作行程 ,mht2.4121为凸模凹进卸料板的高度 1mm, 为凸模冲裁后进入凹模的深度 2mm。1h橡胶的工作行程 ， 为凸模修磨量取 5mm。H.9修行 修h - 19 -橡胶的自由高度 ，H 取 的 25%。mH8.364行自 由 自 由橡胶的预压缩量 ,一般 。52%1自 由压 自 由压 H%150每个橡胶承受的载荷 ,选用四个圆筒形橡胶。NF907/卸橡胶的外径 ,d 为圆筒形橡胶的内径，取 d=12mmpdD.)(27.(1p 为 0.5MP。校核橡胶的自由高度 ，满足要求。 5.10/5.0DH自 由橡胶的安装高度 。 m3压自 由安10 模具总体设计10.1 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。10.2 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，无侧压装控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销（用于级进模中冲裁件的精确定位）精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测手动来定。10.3 卸料、出件方式的选择因为工件料厚为 2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料(弹性卸料装置一般由卸料板、弹性元件和卸料螺钉组成，适用于冲裁厚度较小的板料)。又因为该隔板冲压采用的是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。10.4 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，该级进模采用中间导柱的导向方式。其中导柱、导套的结构与尺寸可以从标准中直接选取，在选用时候应注意，因为模具修磨后其闭合高度将减小，故导柱的长度应保证冲模在最低工作位置（闭合位置）时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于 1015mm.11 主要零部件设计11.1 工作零件的结构设计11.1.1 落料凸模 - 20 -结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成阶梯式，采用线切割机床加工，与凸模固定板的配合按 H6/m5。其总长 L 可按公式计算：L= 40+18+2+31=91mmht21L-凸模长度-凸模固定板厚度1h-卸料板厚度2t-材料厚度h-增加长度。它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.5-1mm）,凸模固定板与卸料板之间的安全距离等,一般取 10-20mm。具体结构如下：图 6.落料凸模11.1.2 冲孔凸模因为所冲的孔为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。冲 40mm 孔的凸 - 21 -模结构如下图 7：图 7.冲孔凸模11.1.3 冲槽凸模该部分所冲槽为长方形，结合工件的尺寸并考虑加工等问题，将冲槽凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，采用两个 M8 螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H6m5.总长 L 还是上面计算值 91mm.所以冲宽 6mm 的槽的凸模结构如下图 8 所示：11.1.4 凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加 工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计算：公式：凹模厚度 H=Kb(不小于 8)式中 K系数，考虑板料厚度的影响，其值查下表 11-1；b垂直送料方向的凹模刃壁件的最大距离（mm） 。垂直于送料方向的凹模宽度 B= b +2c凹模壁厚： C =（1.52）H凹模厚度 H=kb=0.683mm=49.8mm（查表 11-1 得 k=0.3） - 22 -凹模壁厚 c=（1.52）H=37.35mm49.8mm图 8.冲槽凸模表 11.1 系数值 K材料厚度 t/mms/mm13 36501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.450.600.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22取凹模厚度 H=50mm，凹模壁厚 c=45mm，凹模宽度 B=b+2c=（83+245）mm=173mm - 23 -凹模长度 L 取 360 mm（送料方向） 凹模轮廓尺寸为 360mm173mm50mm，结构如下图 9: 图 9.凹模11.2 定位零件的设计落料凸模下部设置一个导正销，冲槽凸模下设置一个导正销。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面 lmm ，所以导正销直线部分的长度为 1.8mm。导正销采用 H7/r6 安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用 H7/h6 配合。起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为 M816。11.3 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，导料板的厚度按表选择。导料板采用 45钢制作，热处理硬度为 4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。11.4 卸料部件的设计11.4.1 卸料板的设计 - 24 -卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 18mm。 卸料板采用 45 钢制造，淬火硬度为 4045HRC。表 11.3 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 12 141.53 8 10 12 18 1611.4.2 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。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。11.5 模架及其它零部件设计模架由上模座、下模座、模柄及导向装置（最长用的是导柱、导套）组成。模架是整幅模具的骨架，模具的全部零件都固定在上面，模架将承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机的工作台面上。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模上下运动，保证冲裁过程中凸凹模间隙均匀。一般模架的型号规格已列入标准，设计时可以直接选用。对模架的要求：1、应有足够的强度和刚度；2、应有足够的精度（如上、下模座应平行，导柱、导套中心应与上下模座垂直，模柄应与上模座垂直等）;3、上、下模座之间的导向应精确（导向件之间的间隙应很小，上、下模之间的移动硬平稳和无滞住现象） 。标准模架中，应用最广的是用导柱、导套作为导向装置的模架。根据导柱、导套位置的不同有以下四种基本模式：1、后侧导柱模架 2、中间导柱模架 3、对角导柱模架 4、四导柱模架。经过分析该模具选用后侧导柱模架（后侧导柱模架送料方便，可以纵向、横 - 25 -向送料。但是冲压时如果有偏心载荷，则导柱、导套会单边磨损。它不能与浮动模柄配套使用） ，这种模架的导柱在模具后侧位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据,即 B=360mm; L=173mm; D=50mm.由后侧导柱模架GBT2851.3-1990 中标准选择模架规格。导柱 d/mmL/mm 为 40230；导套 d/mmL/mmD/mm 为 4014053。分别上模座厚度 H 上模取 55mm，上模垫板厚度 H 垫取 15mm，固定板厚度 H 取 40mm，下模座厚度 H 下模取 65mm，那么，该模具的闭合高度：H 闭=H 上模 H 垫L H H 下模h2=（55 15 9150702）mm=279mm 式中 L凸模长度，L=74mm ； H凹模厚度，H=50mm；h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-63 的最大装模高度（ 300mm） ，可以使用。根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸，参照冷冲压模具设计手册，可选取 级精度的后侧导柱模架.即：上模座： 40017355 HT200 （GB/T2851.5 1990） 下模座： 40017370 HT200 （GB/T2851.5 1990）下模座轮廓尺寸：L=400mm ； B=173mm；S=390mm； R=55mm；A1=160mm； A2=290mm；12 模具的总装通过以上设计，可得到如下图所示的模具总装图。模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（2 个） 、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。 - 26 -图 10.冲槽、冲孔、落料级进模装配图条料送进时采用活动挡