压板冲压工艺与模具设计

压板冲压工艺与模具设计摘要：根据压板零件的用途和结构特点，对产品进行了冲压成型工艺分析和经济型分析，从而确定工艺方案，采用及进模。模具采用并列双侧刃，保证零件的外形尺寸；采用活动弯曲凸模结构，解决了零件一次弯曲成型和切断过程中可能产生的质量问题。根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。本设计内容还包括：排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图介绍了模具的结构特点、工作过程和设计要点。实际生产应用表明，该模具结构简单，工作可靠生产效率高，取得了较好的经济效益。关键词：压板，及进模，冲孔，切断，弯曲PressureplatestampingprocessanddiedesignAbstract:Accordingtothestructuralcharacteristicsofthepurposeandclampparts,stampingformingprocessofproductanalysisandeconomicalanalysis,soastodeterminetheprocessingplan,useandintothemold.Moldtheside-by-sidebladeonbothsides,toensuretheappearanceofpartssize;Usingactivitybendingpunchstructure,solvethepartsoncemaybeproducedintheprocessofbendingformingandcuttingqualityproblem.Accordingtothedesignrequirementsofpartdrawing,stampingprocessanalysis,processplan,preparethepartsmachiningprocesscard.Thisdesigncontentincludes:thelayoutdiagramdesign,theoverallimpactpressurecomputercenter,edgesizecalculation,springs,rubberpartsofcalculationandselection,convex,concaveorconvexandconcavediestructuredesignandthedesignofotherdieparts,workdrawingdieassemblydrawingandpartdrawingdiestructurecharacteristicsandworkingprocessareintroducedandthedesignkeypoints.Actualproductionapplicationshowsthatthediestructureissimple,reliableproductionofhighefficiency,goodeconomicbenefitswereobtained.Keywords:plate,andprogressivedie,punching,cutting目录1前言.11.1本课题的主要意义与内容.11.1.1意义.11.1.2内容.11.2冲压技术的发展及应用.11.2.1冲压成形理论及冲压工艺.21.2.2冲模是实现冲压生产的基本条件.21.2.3冲压设备和冲压生产自动化方面.31.3模具发展现状.31.3.1国内情况.31.3.2国外情况.42工艺性分析.52.1零件图及要求.52.2零件的工艺综合分析.52.2.1零件的经济性分析.52.2.2冲压工艺性分析.62.3冲压工艺方案的分析与确定.63工艺计算.83.1零件展开长度的计算.83.1.1零件展开图.93.2裁板方案.93.2.1条料宽度.93.2.2送料步距.93.2.3裁板方案的确定.103.3零件排样图设计.113.4冲压力计算.123.4.1冲5.5工序.123.4.2冲两个1.223的长方形孔工序.14I3.4.3冲两个1.617.2孔工序.153.4.4弯曲工序.163.4.5切断1.210工序.173.5压力机的选用及压力中心的计算.183.5.1压力机的选用.183.5.2模具压力中心的确定.194模具结构设计.204.1模具结构形式的选择.204.1.1模具类型.204.1.2卸料装置.204.1.3定位装置.204.1.4模架形式选取.204.2模具零件的选取.214.2.1矩形凹模板的选取.214.2.2凸模固定板的选取.214.2.3上下垫板的选取.214.2.4橡胶的选取与计算.214.2.5模架尺寸的选取.224.2.6导柱导套的选取.224.2.7模柄的选取.225模具工作部分尺寸的计算.235.1冲5.5孔凸凹模的刃口尺寸的确定.235.1.1冲5.5孔凸模设计.245.2冲1.223的长方形孔的凸凹模刃口尺寸的确定.255.2.1尺寸1.2凸凹模刃口尺寸.255.2.2尺寸23凸凹模刃口尺寸.255.2.3冲1.223孔凸模设计.265.3侧刃的刃口尺寸的确定.275.3.1尺寸1.6凸凹模刃口尺寸.275.3.2尺寸17.2凸凹模刃口尺寸.27II5.3.3侧刃设计.285.4弯曲部分刃口尺寸的确定.295.4.1弯曲凸凹模的设计.295.5切断1.210刃口尺寸的确定.305.5.1尺寸1.2凸凹模刃口尺寸.305.5.2尺寸10凸凹模刃口尺寸.315.5.3切断凸模设计.315.6压力机的校核.325.6.1压力机技术参数的校核.326模具结构图.346.1模具结构.346.2模具的工作过程.35结论.36参考文献.37致谢.3801前言1.1本课题的主要意义与内容1.1.1意义本课题主要研究的是冲孔、弯曲、切断级进模的设计。该课题是来源于实际，零件结构典型，使用量大，难度适中。本课题在分析零件结构特征的基础上，优化设计模具，采用多工序级进模。紧密结合生产实际的课题，对学生了解和掌握冲压模具制品生产过程、模具设计，提高工程设计和解决实际问题的能力，具有很重要的意义。经过本模具的设计后，能较好的掌握冲压模具的设计流程和方法，使其具备一定的冲压模具设计能力，为以后走入工厂打下良好的基础。级进模是在压力机一次冲程中，在有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序，在最后工序冲出完整工件。因为级进模是连续冲压，生产过程中相当于每次冲程冲制一个工件，故生产效率高。级进模冲裁可以减少模具数量，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化。但它在定位中产生的累计误差会影响工件精度，因此级进模多用于生产批量大，精度要求不高，需要多工序冲裁的小零件加工。1.1.2内容根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括：排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图。编写毕业设计说明书。1.2冲压技术的发展及应用冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相1比和不可替代的先进制造技术。在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。近几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向其主要表现和发展方向如下:1.2.1冲压成形理论及冲压工艺冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善。1.2.2冲模是实现冲压生产的基本条件在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。21.2.3冲压设备和冲压生产自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上1.3模具发展现状近十多年来，我国对板料成型性能、成形极限图、曲面零件的翻边、弯曲回弹、盒形件毛坯计算、冲压件工艺缺陷的分析等方面的研究均取得了较好的成绩。1.3.1国内情况我国模具制造业的发展大致经历了以下几个阶段：（1）50年代手工业作坊时代。（2）60年代通用机械时代，生产工具为车床、铣床、刨床、磨床等。（3）70年代仿形机械时代，生产工具为仿形车床、仿形铣床、仿形刨床等。（4）80年代数控机械时代，生产工具为NC车床、NC铣床、NC电火花加工机床、NC电火花线切割机床等。（5）90年代计算机数控机械及CAD/CAM应用时代，生产工具为CNC车床、CNC铣床、CNC磨床等。目前，我国的模具制造之研究单位和部分企业有比较先进的设备，但仍有一部分模具制造仍存在专业化程度低、周期长、精度低、使用寿命短的弊病。这与产品更3新换代、冲压件品种日益增多而批量逐渐减少的发展趋势不相适应。我们必须加快模具加工设备更新换代的步伐，促进模具技术的较快发展，使冲压件工艺及模具技术在实现我国现代化和提高人民生活水平的过程中发挥重大的作用。1.3.2国外情况工业先进的国家的冷冲压工艺和冲模技术相当发达，他们逐步把冷冲压生产过程用智力型代替体力型，出现下列情况：（1）冷冲压加工全自动生产系统和模具柔性制造系统已投入应用这种全自动生产系统包括：自动安装调模装置、材料自动选择与供给装置、材料导向自动调节装置、送料近距自动调节装置、成品容器自动更换装置、误送料自动检出装置及冲压件的加工数量达到预定数量后压力机自动停车装置等。（2）模具的精度很高先进国家目前模具可达到尺寸精度35um，级进模步距精度58um，凸、凹模及易损件互换精度22.5um。（3）国外已研制成冲压件用的新材料的化学成分、金相组织和机械工艺数值更好的符合冲压性能的要求。（4）模具寿命长模具是比较昂贵的生产工具，所以寿命长短是至关重要的。国外硬质合金级进模冲制芯片总寿命3亿次。慕尼黑盖斯乐公司生产的精冲模在1000次/分钟的情况下能冲1000万片薄片。（5）模具制造设备不断更新为了满足模具制造需要，机床制造厂必须给模具制造厂提供崭新的技术，提供高生产率的机床品种。这种机床的仿形功能和数控功能进行自动转换，对复杂部分进行仿形，而对简单部分进行数控，两者结合起来，可以组合各种曲面。CNC连续轨迹坐标磨床是高效率加工精密模具的较理想设备，对复杂巅峰轮廓可以连续的磨削，当磨削冲模凸、凹模时可得到间隙极为均匀，从而提高了模具寿命，对另一种类型的坐标磨床可以插磨模具零件上的孔、圆弧及直边。此外，CNC线切割机床和CNC内外圆磨床均在模具加工中发挥了作用。42工艺性分析2.1零件图及要求某冲压设备上用于压紧方管的压板零件如图2.1所示，零件材料20号刚，厚度1mm，年产量100万件。图2.1零件图2.2零件的工艺综合分析2.2.1零件的经济性分析该零件是一个简单的支撑托架，零件工作时受力不大，对强度刚度和精度要求不高，零件形状简单对称，大批量生产，由冲裁弯曲即可成型。冲压的难点在于四角弯曲回弹较大，但通过模具可以控制。52.2.2冲压工艺性分析20号钢属于优质低碳碳素钢，冷变形塑性高，一般用与弯曲、拉深、弯边等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好。图2.1所示压板零件结构形状相对简单，左右结构对称。零件两端有四个90度弯曲角，零件的弯曲半径r/t=1.5/1=1.5（其中，r为零件的内弯曲半径，t为材料厚度），相对弯曲半径大于材料的最小相对弯曲半径。两个直径5.5mm的孔，孔边距为1.25mm如图2.2所示。孔边距大于材料的厚度，孔位于弯曲变形之外，满足先冲孔后弯曲的工艺要求。零件的外形尺寸精度均为自由公差，孔中心公差为0.4mm为lT13级精度。因此，该制件具有良好的冲压工艺性。图2.2零件的孔边距2.3冲压工艺方案的分析与确定从零件的结构形状可知，零件所需的冲压基本工序为冲孔、弯曲、切断。根据零件的特点和工艺要求，可能有的冲压工艺方案如下：方案1；冲25.5孔和落料复合弯曲两外角弯曲两内角。特点：模具结构简单，寿命长，冲件有回弹，模具可以控制。但形状尺寸精度较差，所需模具数量为3套，生产效率较低。6方案2：落料弯曲四角冲25.5mm孔。特点：模具结构较复杂，寿命长，冲压件预压内角回弹小，形状尺寸精度较好，表面质量好。需要三套模具，生产效率低.方案3：落料弯曲两外角预弯内角45弯曲两内角冲25.5mm。特点：模具结构较简单，弯曲摩擦大、寿命低。冲件四角同时弯曲，回弹大，不易控制，划痕严重。需要四套模具，生产效率较高。方案4：冲25.5mm孔和落料复合一次弯曲四角（复合模）。特点：模具结构较复杂，寿命低，制件有回弹，但可以控制。需要两套模具，生产效率高。方案5：工序合并，采用带料及进冲压。特点：模具结构较复杂，寿命较长。制件有回弹，但模具可一控制，表面质量较好。只需要一套模具，且生产效率最高。考虑零件精度不高，且大批量生产，回弹对其影响不大，考虑到维修和设备等方面因素，故选择方案5。73工艺计算3.1零件展开长度的计算由于相对弯曲半径r/t=1.5/1=1.5大于0.5，弯曲件变薄不严重，所以弯曲件展开长度按中性层展开原理计算。中性层展开原理：弯曲件坯料的展开长度等于哥直边部分的长度与各圆弧部分中性层长度之和。零件的中性层半径为;=r+xt=1.5+0.361=1.86mm式中：为零件中性层半径（mm）r为零件内弯曲半径（mm）x为中性层位移系数，查阅相关手册为0.36t为材料的厚度（mm）零件的展开长度（图3.1）为：图3.1零件展开长度的计算L=L直+L弯=25210.5+1321.8655.68mm式中：L为零件展开长度（mm）L直为零件直线部分长度（mm）L弯为零件圆弧部分中性层长度（mm）83.1.1零件展开图图3.2零件展开图3.2裁板方案坯料形状为矩形，采用单排最适宜。取冲裁件与条料侧边之间的搭边值为a1=1.5.3.2.1条料宽度板料的宽度B=(D+2a1+)式中：D为冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸。a1为冲裁件与条料侧边之间的搭边。为板料裁剪时的下偏差，查表取0.5则B=55.68+21.5+0.5=59.23.2.2送料步距送料步距A=D+a9式中：D平行于送料方向的冲裁件宽度。a冲裁件之间的搭边值查阅手册a取1.2则A=D+a=16+1.2=17.23.2.3裁板方案的确定采用纵排法查阅相关手册板料选用规格为1mm1000mm2000mm。纵裁法（如图3.3所示）图3.3纵裁法每板条料数：n=1000/59.2=16（条），余53.8mm1每条制件数：n=（2000-1.2）/17.2=115（件）2余料利用制件数：53.8/17.2=3n=2000/59.23=1013每板制件数：n=16115+101=1941（件）材料的利用率：=1941（1659.222.752）/（20001000）=87.310采用横裁法查阅相关手册板料选用规格为1mm1000mm2000mm横裁法如图3.4：图3.4横裁法每板条料数：n=2000/59.2=33（条），余46.4mm1每条制件数：n=（1000-1.2）/17.2=58（件）2余料利用制件数：46.4/17.2=2n=1000/59.22=33（件）3每板制件数：n=3358+33=1947（件）材料的利用率：=1947（1659.222.752）/（20001000）=87.3由以上计算可知道，该制件采用纵、横排裁剪方式，其利用率相同。考虑到纵排时弯曲线与纤维方向垂直，制件弯曲性能不好。而采用横排时弯曲线与纤维方向平行，弯曲性能较好，因为20号钢塑性较好，为提高制件质量，降低成本，因此采用横向单排方案。3.3零件排样图设计及进模排样图如图3.5所示：11图3.5排样图零件排样图如图7所示，设计了6个工位。工位1：冲5.5的两个孔。工位2：冲两个1.223的长方形孔。工位3：并列双侧刃切边、冲两个1.617.2孔。工位4：空工位（为了保证凹模强度）。工位5：弯曲工位。工位6：切断1.210。零件的外形尺寸又双侧刃保证，双侧刃的宽度就是零件的宽度，两个双侧刃之间的距离就是零件的长度。3.4冲压力计算3.4.1冲5.5工序冲裁力对于普通平刃口尺寸的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：12F=KLt式中F冲裁力（N）K系数。是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取K=1.3。L冲裁件周长（mm）。T为板料厚度（mm）。材料的抗剪强度（MPa）查表取=350。则F=1.325.51350=15715.7卸料力在实际生产中常用以下经验公式：F卸=K卸F式中F卸料力卸K卸料力系数。查表取K=0.05。卸卸F冲裁力。则F=0.0515715.7=785.8N卸推件力在实际生产中常用以下经验公式：F=nKF推推式中F推料力推n梗赛在凹模内的制件数；n=3K推件力系数。查表K=0.05推推F冲裁力。则F=30.0515715.7=2357.3N推顶件力在实际生产中常用以下经验公式：F=KF顶顶式中F顶件力。顶K顶件力系数。查表取K=0.06顶顶F冲裁力。则F=15715.70.06=942.9N顶13压力机所需总压力计算采用弹压卸料装置和上出件模具时：F=F+F+F总卸推式中F冲裁力。F卸料力卸F推料力推则F=15715.7+785.8+2357.3=18858.8N总3.4.2冲两个1.223的长方形孔工序冲裁力对于普通平刃口尺寸的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：F=KLt式中F冲裁力（N）K系数。是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取K=1.3。L冲裁件周长（mm）。T为板料厚度（mm）。材料的抗剪强度（MPa）查表取=350。则F=21.32（1.2+23）1350=44044N卸料力在实际生产中常用以下经验公式：F卸=K卸F式中F卸料力卸K卸料力系数。查表取K=0.05。卸卸F冲裁力。则F=0.0544044=2202.2N卸推件力在实际生产中常用以下经验公式：F=nKF推推14式中F推料力推n梗赛在凹模内的制件数；n=3K推件力系数。查表K=0.05推推F冲裁力。则F=30.0544044=6606.6N推压力机所需总压力计算采用弹压卸料装置和上出件模具时：F=F+F+F总卸推式中F冲裁力。F卸料力卸F推料力推则F=44044+2202.2+6606.6=13212.8N总3.4.3冲两个1.617.2孔工序冲裁力对于普通平刃口尺寸的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：F=KLt式中F冲裁力（N）K系数。是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取K=1.3。L冲裁件周长（mm）。T为板料厚度（mm）。材料的抗剪强度（MPa）查表取=350。则F=21.32（1.6+17.2）1350=34216N卸料力在实际生产中常用以下经验公式：F=K卸F卸式中F卸料力卸K卸料力系数。查表取K=0.05。卸卸15F冲裁力。则F=0.0534216=1710.8N卸推件力在实际生产中常用以下经验公式：F=nKF推推式中F推料力推n梗赛在凹模内的制件数；n=3K推件力系数。查表K=0.05推推F冲裁力。则F=30.0534216=5132.4N推压力机所需总压力计算采用弹压卸料装置和上出件模具时：F=F+F+F总卸推式中F冲裁力。F卸料力卸F推料力推则F=34216+1710.8+5132.4=41059.2N总3.4.4弯曲工序零件加工开始时的弯曲力按U形件自由弯曲力计算。F=0.7KBtr+t弯2b式中F弯曲力（N）。弯K为安全系数。一般取1.3。B弯曲件的宽度（mm）。材料的抗拉强度（MPa）查表取400MPa。br零件的内弯曲半径（mm）。t为材料厚度（mm）。则F=0.71.31614001.5+1=2329.6N弯2163.4.5切断1.210工序冲裁力对于普通平刃口尺寸的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：F=KLt式中F冲裁力（N）K系数。是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取K=1.3。L冲裁件周长（mm）。T为板料厚度（mm）。材料的抗剪强度（MPa）查表取=350。则F=21.32（1.2+10）1350=20384N卸料力在实际生产中常用以下经验公式：F卸=K卸F式中F卸料力卸K卸料力系数。查表取K=0.05。卸卸F冲裁力。则F=0.0520384=1019.2N卸推件力在实际生产中常用以下经验公式：F=nKF推推式中F推料力推n梗赛在凹模内的制件数；n=3K推件力系数。查表K=0.05推推F冲裁力。则F=30.0520384=3057.6N推压力机所需总压力计算采用弹压卸料装置和上出件模具时：F=F+F+F总卸推17式中F冲裁力。F卸料力卸F推料力推则F=20384+1019.2+3057.6=24460.8N总3.5压力机的选用及压力中心的计算3.5.1压力机的选用由排样图3.5可知，模具在冲压过程中，冲裁力包括：工位1，冲二孔。工位2，工位3分别冲两个方形孔。工位5，弯曲。工位6，切断。工位1冲裁线长度为L=25.5=34.54mm1工位2冲裁线长度为L=2（1.2+23）=48.4mm2工位3冲裁线长度为L=2（1.6+17.2）=37.6mm3工位6冲裁线长度为L=2(1.2+10)=22.4mm4因此，按总的冲裁力计算公式为：F=KLt冲式中F冲裁力（N）。冲K修正系数。查表取1.3。L为冲裁线总长度（L=LLLL）。1234L=34.54+48.4+37.6+22.4=143.94mmt为材料厚度（mm）。为材料的抗剪强度（MPa）查表取350则总的冲裁力F=1.3143.941350=65492.7N。冲F弯=2329.6NF总=65492.7+2329.6=67.9KN考虑到冲裁时的推件力及模具的安装尺寸，综合考虑初选型号J2310100KN的曲柄压力机。183.5.2模具压力中心的确定以模具受到的最大力作为模具压力中心的计算点，由于切断与侧刃切边都是上下对称，他们的合力点都位于中心线上，利用力矩平衡的原理进行计算模具的压力中心的计算如图3.6所示。图3.6模具压力中心计算由X=lx+lx+lx/l+l+l01122nn12n式中l、l、l为各凸模的周长。12nx、x、x为凸模压力中心的坐标位置。12nX=25.56.452+2（1.2+23）32.252+2(1.6+17.2)049.452+(10+1.2)2101.1325.52+2（1.2+23）2+2(1.6+17.2)2+(10+1.2)2=36.3则压力中心在如图3.6的坐标系中（36.3，0）处。4模具结构设计194.1模具结构形式的选择4.1.1模具类型由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模4.1.2卸料装置出件方式：因采用级进模生产，最后一工序为切断，故采用平面出件考虑零件尺寸，厚度和工艺安排，采用弹性卸料方式，为了便于操作，提高产品质量。4.1.3定位装置送料形式:采用横向手动送料方式，即由右向左（或由左向右）送料既能满足生产要求，又可以降低成本，提高经济效益。定位零件：为保证孔的精度及较好的定位，采用导料板导向，侧刃和挡块定位。为了提高材料的利用率采用固定挡料销。4.1.4模架形式选取对角导柱模架对角导柱模架的导柱、导套对角布置，安装在模坐对称中心两侧，导向平稳适用于横向或纵向送料模具。后侧导柱模架后侧导柱模架的导柱、导套安装在模坐的后侧，模坐承受偏心载荷会影响模架导向的平稳性和精度。由于导柱在后侧，送料和操作方便，适用于一般精度较小的模具。中间导柱模架中间导柱模架的导柱导套安装在中心线上，左右对称布置，适用于纵向送料的20单工序模、复合模及工步较少的级进模。四导柱模架四导柱模架的导柱、导套安装在模具的四角，冲压时模架受力比较平衡，稳定性和导向精度较高，适用于尺寸较大及精度较高的模具。综上所述，结合本冲孔、弯曲、切断级进模的特点，确定采用后侧导柱模架。4.2模具零件的选取4.2.1矩形凹模板的选取根据JB/T7643.1-1994，结合模具的五个工位的总长度，选取凹模板的长、宽、厚尺寸分别为：200mm100mm25mm材料为T10A。凹模设计见A3图纸。4.2.2凸模固定板的选取根据JB/T7643.2-1994，选取凸模固定板的长、宽、厚尺寸分别为：200mm100mm20mm，材料为45号钢。4.2.3上下垫板的选取根据JB/T7643.3-1994，结合模具凸凹模固定板的尺寸选取垫板的长、宽、厚尺寸分别为：200mm100mm10mm，材料为45号钢。4.2.4橡胶的选取与计算橡胶是冲模中常用的弹性元件，其许用负荷比弹簧大，安装调整方便。卸料顶件常选用硬橡胶，拉压边多选用软橡胶。本模具选用聚氨酯橡胶。橡胶压力PP=Aq式中P橡胶压力，N；A橡胶横截面积，mm2；21q橡胶压缩的单位压力，MPa,q值与橡胶的的压缩量有关。考虑到行程为L10，故而取q=0.26，则橡胶的自由高度HL/0.26=10/0.26=38mm取橡胶的自由高度H=40mm。选取材料聚氨酯弹性体，查表得：D=60mm，D1=78mm，d=16.5mm校核：P=(60/2)2-(8.25)20.5=2612NF=0.0544044=2202.2N卸则PF所以，所选橡胶是适合的。4.2.5模架尺寸的选取结合凹模周界，再根据GB/T2851-2008选择L=200mm，B=100mm，H=170mm的后侧导柱模架，材料为45钢。4.2.6导柱导套的选取根据GB/T2861.1-2008选取A型滑动导向导柱，尺寸为d=20mm，L=160mm，材料为20Cr。根据GB/T2861.3-2008选取A型滑动导向导套，其尺寸为D=22mm，d=35mm，L=70mm，材料为20Cr。4.2.7模柄的选取根据JB/T7646.3-2008，选择B型凸缘模柄，其尺寸根据压力机上的模柄孔进行确定。5模具工作部分尺寸的计算22凸模和凹模工作部分尺寸决定了冲裁件的尺寸和间隙大小，是模具上最重要的尺寸。制造模具时常用两种方法来保证合理间隙：一种是分别加工法。分别规定凸模和凹模的尺寸和公差，分别进行制造。另一种是单配加工法，用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。当+ZZ时采用分别加工法，否则采用单配加工法。凸凹maxmin其中、为简单形状冲裁时凸凹模的制造偏差。凸凹Z、Z为冲裁模初始双面间隙maxmin5.1冲5.5孔凸凹模的刃口尺寸的确定查表得冲裁模初始双面间隙为Z0.16Z0.13maxmin则ZZ0.16-0.130.03maxmin查表得凸模和凹模的制造偏差为=0.02=0.02凸凹则+=0.04凸凹所以：+ZZ凸凹maxmin则采用单配加工法：d=dx+Z-凹minmin凹0=-Z1/4ZZ凸maxmin式中：d为凹模的基本尺寸。凹x为磨损系数。冲裁件的公差。、为简单形状冲裁时凸凹模的制造偏差。凸凹Z、Z为冲裁模初始双面间隙。maxmin采用IT13公差通过查表=0.18x=0.5则=-Z1/4ZZ=1/40.18-0.03=0.015凸maxmin则d=dx+Z-=5.5+0.50.18+0.13-0.015凹minmin凹0015.=5.6015.根据单配加工法原则D=5.6凸235.1.1冲5.5孔凸模设计凸模长度的确定：L=h+h+t+h+（0.51）12式中h为凸模固定板的厚度h为卸料板的厚度2t为材料厚度h附加长度。L=52mm凸模如图5.1所示图5.1冲5.5孔凸模采用阶梯状，是为了保证模具的强度。5.2冲1.223的长方形孔的凸凹模刃口尺寸的确定5.2.1尺寸1.2凸凹模刃口尺寸24查表得冲裁模初始双面间隙为Z0.16Z0.13maxmin则ZZ0.16-0.130.03maxmin查表得凸模和凹模的制造偏差为=0.02=0.02凸凹则+=0.04凸凹所以：+ZZ凸凹maxmin则采用单配加工法：d=dx+Z-凹minmin凹0=-Z1/4ZZ凸maxmin式中：d为凹模的基本尺寸。凹x为磨损系数。冲裁件的公差。、为简单形状冲裁时凸凹模的制造偏差。凸凹Z、Z为冲裁模初始双面间隙。maxmin采用IT13公差通过查表得=0.14X=0.75则=-Z1/4ZZ=1/40.140.03=0.005凸maxmind=dx+Z-=1.2+0.750.14+0.13-0.05凹minmin凹0015.=1.4015.则D=1.4凸5.2.2尺寸23凸凹模刃口尺寸同理采用单配加工法d=dx+Z-凹minmin凹0=-Z1/4ZZ凸maxmin式中：d为凹模的基本尺寸。凹x为磨损系数。冲裁件的公差。、为简单形状冲裁时凸凹模的制造偏差。凸凹25Z、Z为冲裁模初始双面间隙。maxmin采用IT13公差查表=0.33x=0.5则=-Z1/4ZZ=1/40.33-0.03=0.05凸maxmind=dx+Z-=（23+0.50.33+0.13-0.05）凹minmin凹005.=23.305.则D=23.3凸5.2.3冲1.223孔凸模设计凸模长度的确定：L=h+h+t+h+（0.51）12式中h为凸模固定板的厚度h为卸料板的厚度2t为材料厚度h附加长度。L=52mm凸模如图5.2所示图5.2冲1.223长方孔的凸模采用阶梯状，是为了保证模具的强度。265.3侧刃的刃口尺寸的确定5.3.1尺寸1.6凸凹模刃口尺寸查表得冲裁模初始双面间隙为Z0.16Z0.13maxmin则ZZ0.16-0.130.03maxmin查表得凸模和凹模的制造偏差为=0.02=0.02凸凹则+=0.04凸凹所以：+ZZ凸凹maxmin则采用单配加工法：查表得=0.14x=0.75=-Z1/4ZZ=1/40.140.03=0.005凸maxmind=dx+Z-=（1.6+0.750.14+0.13-0.005）凹minmin凹005.=1.805.则D=1.8凸5.3.2尺寸17.2凸凹模刃口尺寸查表得冲裁模初始双面间隙为Z0.16Z0.13maxmin则ZZ0.16-0.130.03maxmin查表得凸模和凹模的制造偏差为=0.02=0.02凸凹则+=0.04凸凹所以：+ZZ凸凹maxmin则采用单配加工法：查表得=0.27x=0.5=-Z1/4ZZ=1/40.270.03=0.04凸maxmind=dx+Z-=（17.2+0.50.27+0.13-0.04）凹minmin凹004.=17.404.则D=17.4凸5.3.3侧刃设计27侧刃长度的确定：L=h+h+t+h+（0.51）12式中h为凸模固定板的厚度h为卸料板的厚度2t为材料厚度h附加长度。则L=52m侧刃如图5.3所示：图5.3侧刃5.4弯曲部分刃口尺寸的确定弯曲凸模的宽度：L=（L+0.75）凸min28L=（L+2Z）凹凸式中：L弯曲件宽度最小尺寸；minL凸模宽度；凸L凹模宽度；凹弯曲件宽度的尺寸公差；、凸模凹模的制造偏差，一般按IT9级选用。凸凹Z为凸凹模之间的间隙Z=t+ct（式中t为材料厚度，c为间隙系数，t为材料厚度）maxmax通过查表=0.43=0.