U型输送链附板冲压工艺与模具设计

IU型输送链附板冲压工艺与模具设计摘要:分析了U型输送链附板的结构特点，在此基础上对其冲压加工工艺进行优化设计介绍了改进后级进模的结构特点及冲压加工工艺，通过改进提高了产品质量稳定性，提高了生产效率，降低了加工成本.根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，即该工件需要落料-冲孔单工序模和弯曲模来完成。然后通过工艺设计计算，确定排样方式。计算冲裁力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计、选用零部件，其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计或选取，对模具主要零件的加工工艺规进行编制，对压力机进行校核，绘制模具总装图，及零件图，最终完成模具设计。关键词：输送链附板,U形弯曲模,冲裁模,冲孔模,冲压模具设计IIOptimizationDesignofU-ShapedConveyorChainAdditionalPlateAbstract:AnalyzesthestructurefeaturesofU-shapedconveyorchainadditionalplate,optimizeddesignsofstampingprocessonthebasisofanalysis.Introducesthefeaturesthefeaturesofimprovedprogressivemoldstructureandstampingtechnics.Thestabilityofproductionqualityisimproved;theproductionefficiencyishighandtheproductioncostisreduced.Accordingtothesize,materials,massproductionoftheproduction,thefirstpartistoanalysistheprocessofthepart.sotheprogramofblankingprocessanddiestructurehasbeenconfirmed.Asaresults,blanking-punchingsingleoperationdiesmouldandbendingmouldareusedtoproducetheparts.Thenbasedontheprocessdesigncalculations,thestocklayoutdesigncanbeensured.Itisneededtocarryontheblankingforceandthecenterofpressurecomputation,accordingtowhichthepresscanbechoose.Calculatingthepunchanddiecuttingedgesizeandtolerances,thendesignandselectionthepartsofdie.Duringthestructuraldesign,itismainlyaboutthedesignofthepunch,die,punchanddie,positioningparts,unloadingandejectingdevices,mold,pressingequipment,fasteners,andsoon.Pressneedtobechecked,thendrawthedrawingsandassemblydrawingsofparts,finallythedesignhasbeencompleted.Keywords：Conveyingchainattachedplate,U-Shapedbendingdie,blankingdie,piercingdie,StampingdiedesignIII目录1前言.12冲裁弯曲件的工艺分析.23确定工艺方案及模具的结构设计.33.1确定工艺方案及模具的结构形式.33.2模具总体结构设计.34模具设计工艺计算.44.2排样、计算条料宽度及步距的确定.54.2.1搭边值的确定.54.2.2条料宽度的确定.64.2.3导板间间距的确定.64.2.4排样.74.2.5材料利用率的计算.74.3冲裁力的计算.84.3.1总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力和总冲压力.94.4压力机的选择与校核.124.4.1压力机的校核.144.5模具压力中心与计算.154.6冲裁模间隙的确定.164.7刃口尺寸的计算.174.7.1刃口尺寸计算的基本原则.174.7.2刃口尺寸的计算.184.7.3计算凸、凹模刃口的尺寸.194.7.4冲裁刃口高度.224.8主要零部件的设计.23IV4.8.1工作零件的结构设计.234.9落料模装配图.294.10冲孔模装配图.305弯曲模主要零部件设计.315.1弯曲力计算.315.2最小相对弯曲半径rmin/t.325.3弯曲部分工作尺寸的计算.335.3.1弹顶装置中弹性元件的设计.355.4弯曲模装配图.366装配工序.38结束语.39参考文献.40致谢.4111前言毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前的一次综合性设计。在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。【1】本次毕业设计也得到了佘老师和同学的帮助，在此表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。在编写说明书过程中，我参考了冲压模成型工艺与模具设计、实用冲压模设计手册和模具制造工艺等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于本人水平的有限，本说明书存在一些缺点和错误，希望老师多加指正，以达到本次设计的目的。22冲裁弯曲件的工艺分析3图2.1零件图材料：10钢尺寸精度：零件图上的尺寸除了四个孔的定位尺寸标有偏差外，其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁。3确定工艺方案及模具的结构设计3.1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、弯曲三道基本工序，按其先4后顺序组合，可得如下几种方案;1)落料-冲孔-弯曲，单工序冲压。2)落料-弯曲-冲孔，单工序冲压。3)冲孔-落料-弯曲，单件复合冲压。4)冲孔-切口-弯曲-切断，单件连冲级进冲压方案（2）属于单工序模冲裁工序冲裁，先弯曲在冲孔结构设计复杂，强度也不好保证，故不宜采用。方案（3）属于复合式冲压，由于结构尺寸不大，壁厚小，复合模装配较困难，强度也受影响，寿命不高，虽复合式冲压解决了操作安全和生产率低等问题，但使用价值不高，也不易采用。方案（4）设计方便，又有利于生产。故我采用方案一，设计落料，冲孔，弯曲单工序模。【2】3.2模具总体结构设计由冲压工艺分析可知，由于设计时尺寸不能满足凸凹模的最小壁厚采用单工序冲压，所以模具类型单工序模。因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销。弯曲时用工件的顶孔定位。控制条料的送进步距采用导正销定距。因为工件料厚为1.0mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。54模具设计工艺计算相对弯曲半径为：R/t=0.5/1.0=0.5式中：R弯曲半径（mm）t材料厚度（m6m）由于相对弯曲半径等于0.5，先求变形区中性层曲率半径（7mm）。=r0+kt式中：r0内弯曲半径t材料8厚度k中性层系数表4.1板料弯曲中性层系数r0/t0.60.81.OK1(V)0.300.330.350.360.370.380.390.410.42K2(U)0.230.290.310.320.350.370.380.400.419K3(O)0.720.700.670.63r0/t234568K1(V)0.430.450.460.460.470.480.480.490.50K2(U)0.420.440.450.450.460.470.480.490.50K3(O)0.490.560.520.50查表4.1，K=0.37根据公式=r0+kt=0.5+0.37*1=0.87（mm）材料的圆弧长度为：l=/108(r+xt)=3.14*0.5*0.25=0.3925计算毛坯展开尺寸：其弯曲角为90L=L1+L2+L3=12.1*2+13.6+10.1*2=58（mm）毛坯宽度为最大宽度为18（mm）根据计算得：工件的展开尺寸为1858（mm）。4.2排样、计算条料宽度及步距的确定4.2.1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10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。【2】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4.2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a1.62.02.03.04.05.05.00.81.00.6t2.03.50.7t2.03.50.7t2.52.02.03.24.00.8t3.24.00.8t3.02.52.01.82.00.9t该制件是矩形工件，根据尺寸从表4.2中查出：两制件之间的搭边值11a1=1.5（mm）,侧搭边值a=1.8(mm)。4.2.2条料宽度的确定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：B=（D+2a）0-其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为，见表4.3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4.3条料宽度偏差为0.08根据公式0)2(aDB=（18+21.8）0-0.08=21.60-0.08表4.3条料宽度公差(mm)条料宽度材料厚度t/mm12B/mm0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.15305004.2.3导板间间距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4.4得Z=5mm根据公式A=B+Z=21.6+5=26.6（mm）表4.4导料板与条料之间的最小间隙Zmin（mm）有侧压装置条料宽度B/mm材料厚度t/mm100以下100以上0.558130.511223344555555888884.2.4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。【3】由于设计的零件是矩形零件，且四个孔均有位置公差要求，所以采用有费料直排法。4.2.5材料利用率的计算冲裁零件的面积为：F=长宽=1858=1044(mm2)选用毛坯规格为：5001000（mm）送料步距为：h=Da1=58+1.5=59.514材料利用率为：n1=(nF/Bh)100%=1044/(21.659.5)100=81横向冲件个数：500/（18+1.5）=25个纵向冲件个数：1000/（58+1.8）=17个冲件个数：2517=425总的材料利用率：n=(nF/Bh)n1=（4251044）/（5001000）0.81=72排样图如下：4.1排样图4.3冲裁力的计算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Fp一般可以按下式计算：Fp=KptL15式中材料抗剪强度（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数Kp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Kp，一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取Kp=1的近似计算法计算。【5】根据常用金属冲压材料的力学性能查出10钢的抗剪强度为255333(MPa)，取=300(MPa)4.3.1总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。Fp总冲裁力。FQ卸料力FQ1推料力。FQ2顶件力FC弯曲力根据常用金属冲压材料的力学性能查出10钢的抗剪强度为255333(MPa)总冲裁力：Fp=F1+F2F1落料时的冲裁力。F2冲孔时的冲裁力.落料时的周边长度为：L1=10.14+44+0.39254+67+841.54+13.62+152=177(mm)16根据公式F1=KptL=1.31177300=69(KN)冲孔时的周边长度为：L2=4d=43.143.6+23.23.14=47（mm）F2=KptL=1.3147300=18.33(KN)表4.5卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09冲孔时卸料力FQ的计算：FQ=KxFpK卸料力系数。查表4.5得K0.0250.06，取K0.05根据公式FQ=KFp170.0518.330.9165(KN)冲孔时推料力FQ1的计算：FQ1=KtFpKt推料力系数。查表4.5得Kt0.05,根据公式FQ1=KtFp=0.0518.33=0.9165(KN)冲孔时顶件力FQ2的计算：FQ2=KdFpKd顶件力系数。查表4.5得Kd0.06根据公式FQ2=KdFp=0.0618.33=1.0998(KN)冲孔总的冲压力的计算：根据模具结构总的冲压力：F=Fp+FQ+FQ1+FQ2F=Fp+FQ+FQ1+FQ2=18.33+0.9165+0.9165+1.0998=21.2628(KN)18根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2310。落料时卸料力FQ的计算：FQ=KxFpK卸料力系数。查表4.5得K0.0250.06，取K0.05根据FQ=KFp0.05693.45(KN)落料时推料力FQ1的计算：FQ1=KtFpKt推料力系数。查表4.5得Kt0.05,根据公式FQ1=KtFp=0.0569=3.45(KN)落料时顶件力FQ2的计算：FQ2=KdFpKd顶件力系数。查表4.5得Kd0.06根据FQ2=KdFp=0.066919=4.14(KN)落料总的冲压力的计算：根据模具结构总的冲压力：F=Fp+FQ+FQ1+FQ2F=Fp+FQ+FQ1+FQ2=69+3.45+3.45+4.14=80.04(KN)4.4压力机的选择与校核可供选用的压力机系列参数如下表4.6所示表4.6J23系列开式可轻压力机主要技术参数型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63公称压力吨31.563100160250400630滑块行程毫米2535455565100130滑块行程次数次/分2001701451201054550最大闭合高度毫米120150180220270330360连杆调节长度2530354555658020毫米滑块中心线至床身距离毫米90110130160200250260床身两立柱间距离毫米120150180220270340350工作台尺寸：前后毫米160200240300370460480左右毫米250310370450560700710垫板尺寸：厚度毫米25303540506580孔径毫米110140170210200220250模柄孔尺寸：直径毫米25303040405050深度毫米45505560607080最大倾斜角度45453535303030电动机功率千瓦0.550.75.55.5机床外型尺寸：前后毫米675776895113013351685170021左右毫米478550651921111213251373高低毫米1310148816731890212024702750机床总重量公斤1944005761055178035404800落料时压力机选择：落料时根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2316。其主要技术参数如下：公称压力：160kN滑块行程：55mm最大闭合高度：220mm闭合高度调节量：45mm滑块中心线到床身距离：160mm工作台尺寸：300mm450mm工作台孔尺寸：210mm模柄孔尺寸：40mm60mm垫板厚度：40mm冲孔时压力机选择：冲孔时根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2310。冲孔时时根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2310。其主要技术参数如下：公称压力：100kN滑块行程：45mm最大闭合高度：180mm闭合高度调节量：35mm滑块中心线到床身距离：130mm22工作台尺寸：240mm370mm工作台孔尺寸：170mm模柄孔尺寸：30mm55mm垫板厚度：35mm4.4.1压力机的校核落料时冲压力：J23-16公称压力为160KN大于所需压力80.04KN。闭合高度模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应该遵守下列关系:(Hmax-Hd)-5H(Hmin-Hd)+10此设计中模具冲孔落料的闭合高度为：H模=158+55=213mm满足J23-16要求。此设计中弯曲模具的闭合高度为220。满足J23-16要求。23冲孔时冲压力：J23-10公称压力为100KN大于所需压力21.2628KN。闭合高度模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应该遵守下列关系(Hmax-Hd)-5H(Hmin-Hd)+10此设计中模具冲孔落料的闭合高度为：H模=125+45=170mm。满足J23-10要求。此设计中弯曲模具的闭24合高度为180。满足J23-10要求。4.5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【4】。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。252、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O如图4.2所示：图4.24.6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26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【5】。由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。根据实用间隙表4.7查得材料10钢的最小双面间隙2Cmin=0.100mm，最大双面间隙2Cmax=0.140mm表4.7冲裁模初始用间隙2c(mm)08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn材料厚度2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5极小间隙50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126272.04.06.58.00.2460.2600.2600.400270.4600.5400.6100.7200.9401.0800.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.500注：取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。4.7刃口尺寸的计算4.7.1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：28(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。【4】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。【6】4.7.2刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。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29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：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。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。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：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。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。材料选用Cr12，热处理6064HRC。对于该工件厚度只有1.0（mm）属于薄板零件，并且四个孔有位置公差要求，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；304.7.3计算凸、凹模刃口的尺寸落料凸模展开图：图4.3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Aa=（Amax-x）+A0(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Ba=(Bmax+x)0-A(3)、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=冲裁件该尺寸的中间尺寸1/8式中Aa、Ba、Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；31C工件的基本尺寸；工件公差；x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，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.51之间，与工件精度有关可查表4.8或按下面关系选取。表4.8系数x非圆形圆形10.750.50.750.5料厚t(mm)工件公差/mm1122440.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.6040.3040.30落料时计算凹模尺寸：对于aeh属于第一类尺寸对于c与g属于第二类尺寸对于bdf属于第三类尺寸A凹=（冲裁件上该尺寸最大极限尺寸x）+A0=（10.2532-0.750.3）+1/40=10.034+0.0750mmE凹=（8.15-0.750.3）+1/40=7.925+0.0750mmH凹=15.15-0.750.3）+1/4033=14.925+0.0750mmC凹=（冲裁件上该尺寸最小极限尺寸+x）0-A=（0.395-0.15+0.50.3）034-1/4=0.3950-0.075mmG凹=（13.6-0.15+0.50.3）0-1/4=13.6750-0.07355mmB凹=冲裁件该尺寸的中间尺寸1/8=41/80.3=40.0375mmD凹=61/80.3=60.036375mmF凹=1.50.0375mm对于冲孔模凸凹模刃口尺寸的计算：d凸=（d+x）0-A查表得Zmin=0.100Zmax=0.140x=0.75凸模公差为-0.020凹模公差+0.020侧孔:d凸=3.6+0.750.1=3.6750-0.020d凹=（d凸+Zmin）+A0=（3.675+0.100）+0.0200=3.775+0.0200顶孔：d凸=（3.2+0.750.1）0-0.020=3.2750-0.020d凹=3.375+0.0200冲孔凸模：37图冲裁刃口高度表4.9刃口高度料厚0.50.5112244刃口高度h668810101214查表4.9，刃口高度为h68(mm),取h=7(mm)384.8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。4.8.1工作零件的结构设计(1)凹凸模的尺寸标准凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。确定凸、凹模刃口尺寸的原则：考虑落掉和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响；刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。(2)模架凹模的设计模架是模具的主体结构，它是单工序模所有零件的重要部件，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程中全部载荷。模具的上、下模之间相对位置通过39模架的导向装置稳定保持其精度，并引导凸模正确运动，保证冲压过程中凸、凹模之间间隙均匀。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。【7】模具厚度的确定公式为：H=Kb式中：K系数值，考虑板料厚度的影响；b冲裁件的最大外形尺寸；安上式计算后，选取的H值不应小于（1520）mm;表4.10系数值K材料厚度t/mms/mm1336501001002002000.300.400.200.3000.150.350.500.220.320.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表4.10得：K=0.220.35H=0.2558=14.5mm取H=20mm模具壁厚的确定公式为：C=(1.52)H40=1.520220=3040mm凹模壁厚取C=35mm凹模长度的确定公式为：L=b+2C=58+235=128mmb-最大外形尺寸凹模宽度的确定公式为：B=18+235=88mm模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。模具采用后侧导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规格为：上模座160mm100mm35mm，下模座160mm100mm40mm，导柱25mm130mm，导套25mm90mm38mm。如图4.5所示41图4.5模架简图1-上模座2-下模座3-导柱4-导套(3)模柄的设计模柄是中小型级进模模架上一个不可少的零件，通过它使上模部分迅速找正位置，直接与压力机滑块连接固定在一起，以实现冲压的往复运动。因此，模柄的直径和长度应和压力机滑块的模柄孔相匹配。模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。42浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。【8】选择压入式模柄，与上模座成H7/m6或H7/n6配合，此结构能较好地保持模柄垂直度要求，长期使用后模柄稳定可靠，不会松动，因此在多工位级进模中是最好的一种模柄，应用最多。为防止转到装防转销钉。根据选择的压力机J23-16型开式双柱可倾式曲柄压力机，模具采用压入式模柄，根据设备的模柄孔尺寸。根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾式压力43机J2316，图4.6模柄凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，固定板查表为20mm，垫板厚度查表为4mm。(4)定位零件的设计定位零件采用活动挡料销和导正销定位。采用活动当料销制造简单、使用方便。落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径3.2mm的的两个孔作为导正孔。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/r6配合。活动挡料销固定在卸料板上，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。采用45钢制造，热处理硬度4348HRC。【10】(5)卸料装置的设计由于该零件在成型过程中需压料和顶件，所以模具采用弹性卸料装置，弹性元44件选用橡胶，其尺寸计算如下橡皮垫收受压后所产生的弹压力为：P=qF（N）式中：P橡皮垫受压时产生的弹压力,Nq橡皮垫在一定压缩比时所对应的弹压力，MPAF橡皮垫的实际受压面积，cm2橡胶垫的压缩量不能过大否则会影响其压力和寿命，为使橡皮垫耐久的工作，最大压缩量不能超过其厚度的45%，预压缩量为其厚度的10%-%15.橡胶高度H按下式计算;H=H工/（0.250.30）mm预测H=2.5/0.25=10mm，其单位压力q=1.06MPA选择橡皮压缩25%，查下表4.11可知表4.11橡皮压缩参数橡皮压缩/%单位压力q/MpA橡皮压缩/%单位压力q/MpA100.26251.06150.50301.52200.70352.10确定橡胶垫的自由高度0H工）（45.3=183.5=63mm确定橡胶垫的横截面积ApF/D查得圆筒形橡胶垫在预压量为10%15%时的单位压力为0.5MPa，所以2m8705./43确定橡胶垫的平面尺寸45根据零件的形状特点，橡胶垫应为圆筒形，中间开有圆孔以避让螺杆。结合零件的具体尺寸，则其直径D为m1054874A校核橡胶垫的自由高度0H6.15/3D橡胶垫的高径比在0.51.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。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4.12选择，卸料板厚度为10mm。卸料板采用45钢制造，热