卡圈冲压工艺分析及模具设计

卡圈冲压工艺分析及模具设计摘要：本次毕业设计是卡圈冲压工艺分析及模具设计，批量为中小批量生产。加工过程要保证冲压件的尺寸精度和零件的质量。模具的设计与制造要考虑能否满足工件的工艺性，还要考虑能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放是否合理等。在本次设计的卡圈中，既要保证工件的使用寿命，又要确保做出的工件满足工作要求。模具共有两套：第一套模具为冲孔落料复合模；第二套模具为翻孔工序模具。本次设计的主要内容：工件的工艺性分析；冲压工艺方案的确定；冲裁力及压力中心的计算；主要工作部分尺寸的计算；凸模、凹模、凸凹模的强度校核；主要零部件设计；模具的总体设计；典型零件的加工工艺规程的制定；模具的总装图等。关键词：卡圈；中小批量；复合模；翻边模IClipstampingprocessanalysisanddiedesignAbstract：Thisgraduationdesignisretainerringstampingprocessanalysisanddiedesign,batchformediumandsmallbatchproduction.Thesizeoftheprocesstoensurethestampingprecisionandthequalityoftheparts.Diedesignandmanufacturingneedtoconsiderifmeetthemanufacturabilityofartifacts,producequalifiedparts,latermaintenanceandreasonablestorage,etc.Inthedesignofcardcircle,bothtoensuretheservicelifeoftheworkpiece,andbesuretomaketheworkpiecemeetthejobrequirements.Therearetwosetsofdies,thefirstsetofdieforpunchingblankingcompositediet;Thesecondsetofdieforthedoubleholeprocess.Themaincontentofthisdesignincludestechnologyofartifactanalysis,Theschemedeterminationofstampingprocess,Thecuttingforceandthecalculationofthepressurecenter.Mainworkingpartssizecalculation,Thestrengthofthepunch,concavedie,intensivechecking.Maincomponentsdesign,Theoveralldesignofadie,Theprocessingtechnologyofthetypicalpartscode,Dieassemblydrawing,etc.Keywords:retainerring，Mediumandsmallbatch，compounddie，flangingdieI目录目录.11.1冲压加工技术现状及应用.31.2冷冲压的发展动向.31.3我国冲压模具市场情况.41.4冲压模具水平状况.41.5冷冲压基本工序的分类.51.6我国冲模今后发展趋势.51.7总结.62工件工艺性分析及方案确定.72.1工件工艺性分析.72.2工艺方案确定.83排样及计算材料利用率.113.1确定排样方式.113.2计算材料利用率.114.冲裁力及压力中心计算.144.1模具一总压力：.144.2模具二总压力：.154.3计算压力中心.165主要工作部分尺寸计算.175.1落料刃口尺寸.175.2冲孔刃口尺寸.175.3翻边间隙.186凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核.206.1模具材料的选择.206.2确定落料凹模外形尺寸.206.3落料凹模的强度校核.226.4冲孔、翻边凸凹模外形尺寸.236.5冲孔凸模外形尺寸.25II7模架的选择.278模具的闭合高度计算.289选择冲压设备.299.1模炳的选用.3010主要零部件设计.3110.1冲孔落料模具.3110.2翻孔模具.3611装配图.4411.1冲孔落料复合模.4411.2翻孔模.4511.3装配工艺性.4611.3.1工作零件的固定装配.4611.3.2其他零件的装配.4612结论.48参考文献.4901前言1.1冲压加工技术现状及应用冲压加工是一种冷变形加工。冲压通常在室温下进行。复合模小，结构紧凑，可以冲出高精度的制件。复合模冲出的工件表面是平的，很容易保证孔与制件外形精度。复合模适用于冲较薄的材料，短料和边角的余料能够得到充分的利用。复合模适合大批量生产，而且生产率比较高，因此应用非常广泛，但是模具的结构相对比较复杂，制造起来有些困难。冲压模具（冲模）是冲压生产过程中绝对不可以缺少的一项装备，是属技术密集型产品。冷冲压技术随着近代工业的快速发展业得到了快速的发展。越来越多的工业部门都采用冷冲压技术加工生产零件。在机械制造、电子行业，轻工业等工业部门冲压件的比重都越来越大了。冲压件对工业部门提高生产效率、降低成本、提高质量起至关重要的作用。冲压加工的优越性使其在各领域应用十分广泛。例如，航空、机械、电子、化工及交通等部门都有使用冲压加工技术。当今冲压加工技术使用广泛，但其仍然存在一些缺点，比如加工时的噪声和振动。1.2冷冲压的发展动向冷冲压加工技术一直不断的发展。近年来冲压加工发展动向主要有以下一些方面：1.冲压加工正不断的实现自动化，智能化和精密化。2.冲压生产过程中越来越趋向大批量生产和小批量多品种生产。3.冲压加工的基本理论也在不断深入，通过研究变形过程得到不断的优化。4.冲压演剧开发新的模具工艺，比如特种拉深等。5.冲压选取新型材料，如使用高强度钢板来减轻重量或使用高伸长率钢板来减少振动等。6.新材料和热处理新技术的研制开发应用。7.冲模CAD/CAM一体化和计算机集成。11.3我国冲压模具市场情况冲压模具数量、冲压模具技术、冲压能力等在我国都已有了快速的发展。但是与国外相比较而言，我国的冲压技术能力等还是比较落后的。冲压模具技术能力还无法满足我国的经济发展需求。冲压加工水品离世界冲压加工先进水平还有一定的差距。对一些高精度、形状复杂、寿命要求长的冲压件，我国还是需要通过大量进口的。但对于一些低档次的冲模件，供应量已经十分充足。在上述供求的总体情况中,有几个具体情况需要说明:1进口的模具大部分是技术含量高的大型的精密模具。2出口的模具大部分是技术含量较低中的中低档的模具。3中高档模具市场满足率比冲压模具总体满足率要低。4中低档模具市场满足率要比冲压模具市场总体满足率高。五我们国家的模具价格比国际市场的低格低,有一定的竟争优势。六近年来外资企业在我国发展非常迅速。我国冲模工业不能满足国内经济需要的原因主要有：1.专业化和标准化程度低。2.模具品种少，效率低，经济效益也差。3.制造周期长，模具精度不高，制造技术较落后。4.模具寿命短，新材料使用量不到10%。5.力量分散，管理落后。在改革开放之后，冲模技术得到快速发展，很多方面达到或接近了国际水平。冲模技术之所以得到空前发展的原因主要有：1.国家产业政策和经济政策的支持和引导。2.国民经济的迅速发展，很大地提高了模具商品化的程度和模具技术模具工业的快速发展。1.4冲压模具水平状况近代工业使冷冲模技术得到了快速的发展。国内外冲压技术都在不断的朝着更2高效更精密的方向发展。精冲是提高冲压件精度的有效方法。目前，精冲精度可达IT6IT7，板料厚度可达25mm。精冲可以冲裁也可成形。冲模加工方法的发展大大的提高了模具装配精度。但总的来说，冷冲压工艺及冲模技术的发展研究还跟不上工业发展的要求。1.5冷冲压基本工序的分类冷冲压工艺方法多种多样，概括分为分离工序和成形工序两大类。1、分离工序1、落料：沿封闭轮廓分离材料，所分离出的部件一般为平板形零件。2、冲孔：沿封闭轮廓将废料冲下，分离废料与工件，从而获得工件上所需要的孔。3、切断：沿材料开轮廓分离，被分离的材料为所要零件。4、切舌：将材料局部分离，被分离部分要求达到所要求的形状尺寸。5、切边：通过冲模修切零件边缘而获得一定形状尺寸。6、剖切：用剖切模将零件一分为二，主要用于不对称零件。7、整修：沿外形或内形轮廓切去少量材料，来降低表面粗糙度。8、精冲：用精冲模来冲出断面光洁、垂直、高精度的零件。2、成形工序1、弯曲：通过弯曲模使材料发生塑形变形，从而得到各种复杂弯曲件。2、卷边：将零件卷成圆形状。3、拉弯：在拉力与弯矩作用下实现零件的弯曲，并使零件横断面受拉应力。4、扭弯：将工件一部分相对与另一部分扭转一定角度。5、拉深：将平板坯料拉深，拉成开口空心件。6、变薄拉深：将空心件进一步拉深，获得底部厚度大于侧壁的零件。7、翻孔：沿内孔将材料翻出竖边，其直径大于原内孔。8、翻边：沿外形曲线翻出侧立短边。9、卷缘：将板料边缘卷曲。1.6我国冲模今后发展趋势3根据我国冲模技术的发展现状及存在的问题，今后应朝着如下几个方面发展：1.开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具。2.加速模具标准化和商品化。3.提高模具质量，缩短模具制造周期。4.大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术。5.提高模具制造过程的自动化程度。6.积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料。7.发展模具加工成套设备，以满足高速发展的模具工业需要。1.7总结本次设计是卡圈的设计，它是通过两套模具来实现其成形过程。通过本次卡圈成形过程与我对模具上述特点的了解，让我对冲压模具有了一个新的认识和更深层次的了解，尤其是对落料冲孔和翻边模具的工作原理有了自己的见解。通过本次的设计我正好可以学习一下自己不熟的模具结构的设计工作，从而进一步的来提高自己对模具设计的能力。42工件工艺性分析及方案确定2.1工件工艺性分析图2-1零件图材料Q235该零件为卡圈，材料为Q235普通碳素钢，具有较好的冲裁成型性能。该工件的加工工序涉及到落料、冲孔、翻孔。该零件的外径为54mm,属于小制件，形状简单且对称，适于冲裁加工。该卡圈制件的形状简单、对称，所以该冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13。查冷冲模设计表23，得材料Q235钢的力学性能如下表：表2-1Q235的性能抗剪强度304373MPa抗拉强度b432461MPa屈服点s235MPa伸长率21%25%制件材料Q235的冲压性能较好；预冲孔与外缘的壁厚较大；冲孔落料复合模中的凸凹模壁厚部分需具有足够的强度。5圆孔翻孔时，毛坯变形区的受力情况与变形特点如图：图2-2D1=D+t+2rh=H-r-t翻孔前毛坯的直径d0，翻孔变形区是内径d0、外径D1的环形部分。在翻孔过程中，变形区在凸模的作用下使其内径不断扩大，直到翻孔结束后，内径等于凸模的直径。在翻孔过程中，毛坯变形区的厚度不断变薄。预冲孔直径d0=D-2（H-0.43r-0.72t）=17.16mm查冷冲模设计表7-1低碳钢的圆孔极限翻遍系数，圆柱形平底凸模，孔加工办法冲孔d/t=17.16得Kmin=0.5716所以一次翻孔极限高度Hmax=D（1-Kmin）/2+0.43r+0.72t=7.5776mmHHmax，所以在平板上能一次翻边成形。总体看来：该制件均满足冲裁工艺性和翻边工艺性，适于冲裁加工。其中D翻边后的中经(mm)Kmin极限翻边系数r翻边圆角半径(mm)t材料厚度(mm)D2一毛坯外径(mm)2.2工艺方案确定根据工件形状，初步确定采用落料、冲孔和翻边等工序，现确定以下方案：方案一：一套落料、冲孔、翻边单工序模6方案二：一套落料、冲孔、翻边连续模方案三：一套落料、冲孔、复合模；一套翻边单工序模单工序模、连续模和复合模的相互比较见表2-2表2-2单工序模、连续模和复合模的性能比较项目复合模连续模单工序模尺寸精度可达IT98级可达IT1310级精度较高工件形状形状与尺寸要受模具结构与强度的限制可加工复杂零件，如宽度极小的异形件、特殊形件易加工简单件孔与外形的位置精度较高较差较高工件平整性推板上落料，平整较差，易弯曲推板上落料，平整工件尺寸可加工较大零件宜较小零件一般不受限制工作情况工件料厚0.053mm0.66mm一般不受限制操作性能不方便，要手动进行卸料方便方便工艺性能安全性不太安全比较安全比较安全7生产率较高，压力机一次行程内能完成两道以上工序高，压力机一次行程内可完成多道工序低，压力机一次行程只能完成一道工序，但在多工位压力机使用多副模具时，生产率高条料宽度要求不严格要求严格要求不严格模具制造结构复杂，制造难度大结构复杂，制造和调整难度大结构简单，制造周期短总的看来：方案一：生产效率不高，由于要多机床或多道工序完成，致使生产效率和经济效益都降低；但模具制造周期短。方案二：生产效率较高，第一套模具完成落料、冲孔时生产效率较高，但当第二套模具翻孔是生产效率有所降低，而且精度保证也困难。方案三：生产效率高，因为滑块下行一次既完成落料、冲孔和翻边等工序，不存在定位误差，同轴度高，因此冲压出来的制件精度也较高；但模具结构较复杂，因此模具制造难度大。因此综合考虑采用方案三，再来确定冲孔落料模具采用正装复合模还是采用倒装复合模。正装复合模和倒装复合模的比较见下表2-3表2-3正装复合模和倒装复合模的比较序号正装倒装1对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2操作不方便，不安全，孔的废料由打棒打出操作方便，能装自动拔料装置，能提高生产效率又能保证安全生产，孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉83废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的胀力，有利于凸凹模减少最小壁厚废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度4装凹模的面积较大，有利于复杂制件拼快结构如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板从表2-3中可以看出：倒装复合模操作方便，能装自动拔料装置，能提高生产效率又能保证安全生产，而正装复合模操作不方便，不安全。综合考虑采用倒装复合模，即模具结构为落料、冲孔、翻边倒装复合模。3排样及计算材料利用率3.1确定排样方式采用有废料和少废料排样，排样图分别如图3-1和图3-2图3-1有废料排样9图3-2无废料排样方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料的利用率低。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。综上知少废料排样虽然材料利用率有所提高，但由于条料本身的宽度公差，以及条料导向与定位所产生的误差会直接影响冲裁件尺寸而使冲裁件的精度降低，也降低了模具寿命，结合各自的优缺点，综合考虑采用方案一有废料排样法。3.2计算材料利用率1.计算制件的面积A0制件面积A0的计算公式：A0=（D22-d02）=（542-17.162)=2621.5344(mm2)式中D2毛坯外径(mm)d0冲孔直径(mm)2.确定搭边a与a1的值查冷冲模设计表3-10搭边a与a1数值取a=0.8mma1=1.0mm查冷冲模设计表3-11=0.5宽度:b=54+2a1=56mm于是条料进距:l=54+a=54.8mm3.材料利用率计算10板料规格选用1.0mm750mm1500mmt(mm)B(mm)L(mm)1）若采用纵裁：裁板条数n1=B/b=750/56=13条余22mm每条个数n2=27个余19.6mm每板总个数n总=n1n2=1327=351(个)材料利用率100%(3-1)BLD4d-2总总=3512621.5344100%/(1500750)=81.79%2）若采用横裁：裁板条数n1=L/b=1500/56=26条余44mm每条个数n2=13个余36.8mm每板总个数n总=n1n2=2613=338(个)材料利用率100%(3-2)BLD4d-2总总=3382621.5344100%/(1500750)=78.76%显然纵裁的材料利用率要高。4.计算零件的净重GG=F.t.(3-3)式中G工件重量（g）F工件面积（cm2）t材料厚度（cm）材料密度（g/cm3）Q235密度取=7.858g/cm311则G=F.t.=2621.534410-21.010-17.858=20.6g4.冲裁力及压力中心计算采用落料冲孔复合模和翻边模两套模具。因厚度t1.5mm选用弹性卸料装置，卸料板与凸模之间的单边间隙取（0.10.2）t。因选用倒装复合模，固采用刚性推件装置，下出件。4.1模具一总压力：落料力F落查冷冲模设计第54页，落料力F落公式为F落=KLt(4-1)式中F落落料力（N）L冲裁件周长(mm)12t材料厚度(mm)材料的抗剪强度（MPa）K系数，常取K=1.3这里L=54mmt=1mm取=350MPa则F落=1.3541350=77188.9（N）卸料力F卸查冷冲模设计表3-8卸料力、推件力和顶件力系数取K卸=0.04F卸=K卸.F落(4-2)=0.0477188.9=3087.56（N）冲孔力F冲查冷冲模设计第54页，落料力F冲公式为F冲=KLt(4-3)式中F冲冲孔力（N）L冲裁件周长(mm)t材料厚度(mm)材料的抗剪强度（MPa）K系数，常取K=1.3这里L=27mmt=1mm取=350MPa于是F冲=1.3271350=38594.5（N）推件力F推查冷冲模设计表3-8卸料力、推件力和顶件力系数取K推=0.05F1推=nK推.F落(4-4)=60.0577188.9=23156.67（N）F2推=nK推.F冲13=60.0538594.5=11578.35（N）式中F一冲裁力K卸一卸料力系数K推一推件力系数n一梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t）h一凹模直壁洞口的高度F1总=F落+F卸+F1推+F2推=77188.9+3087.56+23156.67+11578.35=115011.48（N）4.2模具二总压力：翻边力F翻查冷冲模设计，第216页，翻边力公式为F翻=1.1(D-d)ts(4-5)其中F翻翻边力(N)D翻边后中经(mm)d翻边预冲孔直径(mm)t材料厚度(mm)s材料的屈服点(MPa)这里D=28mm，d=17.16mm,t=1mm,s=235MPa于是F翻=1.1(28-17.16)1235=8803.1824(N)F2总=F翻=8803.1824(N)4.3计算压力中心计算压力中心的目的是使模柄轴线和压力机滑块的中心线重合，避免滑块受偏心载荷的影响而导致滑块轨道和模具的不正常磨损，降低模具寿命甚至损坏模具。从制件的形状可以看出，该制件是回转体结构，形状对称，故模具压力中心就在圆心部位，即无须再来计算了。145主要工作部分尺寸计算5.1落料刃口尺寸查冷冲模设计表3-3冲裁模初始双面间隙Z取Zmin=0.1mmZmax=0.14mm对零件图中未注公差的尺寸，冲压件一般保证精度IT14，因制件形状简单且对称，在这里保证精度IT13。查互换性与测量技术表3-3简单形状冲裁时凸凹模的制造偏差凹=+0.03mm凸=-0.02mm因此：|凹|+|凸|=0.03+0.02mm=0.05mmZmax-Zmin=0.14-0.1mm15=0.04mm|凹|+|凸|ZmaxZmin说明所取凸凹模公差不能满足|凹|+|凸|ZmaxZmin的条件，但相差不大，调整如下：凸=0.4(Zmax-Zmin)=0.40.04=0.016mm凹=0.6(Zmax-Zmin)=0.60.04=0.024mm对于落料，以凹模为基准，采用单配加工法。查互换性与测量技术表3-3查出其极限偏差为：mm查冷冲模设计表3-5磨损系数取x=0.5则D凹=(D-x)0+凹=(54-0.50.46)0+0.024=53.770+0.024mm落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.10.14mmD凸=（D凹-Zmin）0-凸=（53.77-0.1）0-0.016=53.670-0.016mm5.2冲孔刃口尺寸冲孔部分：凹=+0.02mm凸=-0.02mm|凹|+|凸|=0.02+0.02mm=0.04mm|凹|+|凸|=ZmaxZmin满足|凹|+|凸|ZmaxZmin的条件对于冲孔，以凸模为基准，为了保证凸、凹模间一定的隙值，必须采用配合加工。因此在这里采用还是采用单配方法加工查互换性与测量技术表3-3查出其极限偏差为：17.160+0.27mm查冷冲模设计表3-5磨损系数取x=0.5则d凸=(dmin+x)0-凸=(17.16+0.50.27)0-0.02=17.2950-0.02mm冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.100.14mmd凹=(d凸+Zmin)0+凹=(17.295+0.1)0+0.02=17.3950+0.02mm165.3翻边间隙如图5-1，由于在翻边过程中，材料沿切向伸长，因此其端面的材料变薄非常严重，根据材料的统一变形情况，翻边凹模与翻边凸模之间的间隙应小于原来的材料厚度。图5-1翻边间隙查冷冲模设计，217页平板毛坯翻边时凸凹模之间的间隙得Z/2=0.85t=0.85mm翻边刃口尺寸1.翻边凸模的刃口尺寸计算查互换性与测量技术表3-3查出其极限偏差为：mm查冷冲模设计表3-5磨损系数取x=0.5则d凸=（dmin+x）0-0.25=(27+0.50.33)0-0.250.33=27.1650-0.0825mm2.翻边凹模的刃口尺寸计算根据翻边间隙和翻边凸模的刃口尺寸来确定翻边凹模的刃口尺寸d凹=(d凸+2z/2)0+0.25=(27.165+20.85)0+0.250.33=28.8650+0.0825mm176凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核6.1模具材料的选择模具材料中选9Mn2V钢，该模具钢是一种综合力学性能比碳素工具钢好的低合金工具钢，它具有较高的硬度和耐磨性，淬火时变形较小，淬透性很好。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了钢的过热敏感性，同时碳化物较细小和分布较均匀。9Mn2V钢的化学成分和物理性能分别如表6-1和表6-2所示表6-19Mn2V钢化学成分（GB/T12992000）W%CSiMnVPS0.850.950.401.702.00300.030表6-2临界温度临界点Ac1AcmAr1Ar3温度（近似值）73076065569018表6-3综合性能耐磨性耐冲击性淬火不变形性淬硬深度中等中等好浅红硬性脱碳敏感性切削加工性差较大较好所以这里不管是凸模、凹模还是凸凹模，材料都选用9Mn2V钢这里的落料凹模的热处理硬度为6062HRC6.2确定落料凹模外形尺寸图6-1落料凹模表6-4落料凹模的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的圆形棒料在锯床上切断。2锻造将棒料锻造成较大的圆形毛坯，其尺寸为163mm35mm。3退火194粗铣铣上下表面以及四周面至尺寸16033mm，并且保证上下表面与侧面保持垂直。5精铣精铣上下平面至32mm，并铣销侧面且保持与上下表面垂直6钳工划线划出各孔径中心线以及凹模型孔轮廓尺寸线；钻孔钻螺纹孔及销孔；攻螺纹。7铣孔铣出落料凹模的圆形台阶孔，并在刃口孔处留0.2mm的研磨余量。8热处理淬火使硬度达到HRC60-62。9平面磨磨上下两平面至31.4mm。10钳工研磨刃口内壁达要求。11平面磨磨凹模使其尺寸达到要求。12钳工装配确定凹模外形尺寸的方法有多种，通常都是根据零件的材料厚度和排样图所确定的凹模型孔壁间最大距离为依据，来求凹模的外形尺寸。凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，故采用阶梯形直壁式。凹模的外形一般有矩形与圆形两种，凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与刚度，凹模的厚度还应考虑修模量。凹模的外形尺寸一般根据冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定。查冷冲模设计，第101页，凹模厚度和壁厚公式为凹模厚度H=Kb(15mm)(6-1)式中K系数，考虑板料厚度的影响b冲裁件的最大外形尺寸凹模壁厚C=(1.52)H(3040mm)(6-2)查冷冲模设计，表4-3系数K值因b=54mm取K=0.22故H=0.2254=11.88mm20考虑到翻边高度8mm和保证H15mm，最后取H=32mmC=(1.52)32=4864mm最后取C=53mm6.3落料凹模的强度校核查冲模设计手册凹模强度计算公式Hmin=mm(6-3)6.9037.521509.78.1321.50dP弯式中Hmin凹模的最小厚度（mm）P冲压力（N）弯许用弯曲应力（MPa）d、do凹模刃口与支承口直径（mm）这里F=F落=77188.9（N）弯=500MPad=53.77mmdo=60mm而真实的凹模厚度为32mm，所以凹模的强度满足要求。6.4冲孔、落料凸凹模外形尺寸21图6-2冲孔落料凸凹模表6-5落料、冲孔凸凹模的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的圆形棒料在锯床上切断。2锻造将棒料锻造成圆形毛坯,其尺寸为60mm60mm。3退火4粗铣铣出凸凹模外形，并保留2mm的加工余量。5精铣精铣凸凹模外形，并保留0.5mm的加工余量。6钳工划线划出落料凹模孔径中心线；钻孔钻落料凹模孔并留有一定的加工余量。7镗孔镗出落料凹模的圆形洞孔，并在刃口处保留0.2mm的研磨余量。8热处理淬火使硬度达到HRC60-62。9平面磨磨零件外形达到精度要求。10钳工磨刃口达要求。2211检验12钳工装配冲孔落料凸凹模的功能是完成冲孔落料，重要性大，其材料选用9Mn2V钢，热处理硬度为6062HRC1.冲孔落料凸凹模的高度冲孔落料凸凹模的高度=冲孔落料凸凹模固定板的厚度+卸料板的厚度+橡胶的厚度=22mm+14mm+20mm=56mm2.冲孔落料凸凹模的强度校核1）冲孔凹模的强度校核查冲模设计手册凹模强度计算公式Hmin=7.58mm56mm（6-5）P2d30718.95362故满足。式中Lmax落料凸模许用的最大自由长度（mm）d凸模或冲孔直径（mm）综上得出凸凹模强度完全满足要求。6.5冲孔凸模外形尺寸23图6-3冲孔凸模表6-6冲孔凸模的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料圆形棒料锻件：2055mm。2热处理退火3车车一端面，车外圆至18mm；调头车另一端面，长度至50mm。车外圆，车出凸模的外形并保留1mm的余量。4热处理淬火，硬度至HRC60-62。5磨削磨外形至精度要求。6精加工钳工精修刃口7检验8钳工装配1.冲孔凸模的长度24冲孔凸模的长度=冲孔凸模固定板的厚度+落料凹模的厚度+超出凹模的2mm则冲孔凸模的长度=18mm+32mm+2mm=52mm2.冲孔凸模稳定能力的校核Lmax=45.7mmF总；2.冲模的闭合高度在压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间；3.压力机的行程大小应适应；由于制件属于小型制件，又是薄板，要求是中小批量生产，考虑到经济性和制件质量，综合考虑选用开式双柱可倾式压力机。查模具设计与制造简明手册（第二版）知：开式双柱可倾式压力机型号J23-16要技术规格如下表9-3J23-16型压力机主要参数公称压力/KN160滑块行程/mm55滑块行程次数/(次/min）120最大封闭高度/mm220最大装模高度/mm180滑块中心线至床身距离/mm160闭合高度调节量/mm45立柱距离/mm220模柄孔尺寸/mm直径40工作台尺寸/mm前后30028深度60左右450厚度40前后1130垫板尺寸/mm孔径210左右921电动机功率/kw1.5机床外形尺寸/mm高度1890床身最大可倾角/）35机床总质量/kg10559.1模炳的选用中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。一般可根据所用的压力机滑块孔的尺寸确定模炳的直径和长度，由所选的压力机可知压力机的滑块模柄孔的直径为40mm，查最新模具标准应用手册，由表10-28可选择压入式模柄A型，标记为：压入式模柄A40100JB/T7646.12008。10主要零部件设计10.1冲孔落料模具29图10-1下垫板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-1下垫板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为163mm10mm。2粗铣铣出垫板外形至160mm8mm，并且保证上下表面与侧面垂直。3钳工划线划出各圆孔的中心线；钻孔钻出各圆孔并保留一定的加工余量。4精铣精铣垫板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配30图10-2凸凹模固定板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-2凸凹模固定板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为163mm13mm。2粗铣铣出固定板外形至160mm10mm，并且保证上下表面与侧面垂直。3钳工划线划出各圆孔和中间圆形孔的中心线；钻孔钻出各圆孔。4粗铣铣出圆形台阶孔。5精铣精铣固定板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。6热处理淬火硬度：HRC43-487磨磨上下两平面及各孔至精度要求。8钳工装配31图10-3卸料板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-3卸料板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为163mm20mm。2粗铣铣出卸料板外形至160mm16mm，并且保证上下表面与侧面垂直。3钳工划线划出各圆孔和中间圆形孔的中心线；钻孔钻出各圆孔。4粗铣铣出中间的圆形孔。5精铣精铣卸料板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。6钳工攻螺纹加工出各螺纹。7热处理淬火硬度：HRC43-488磨磨上下两平面及各孔至精度要求。9钳工装配32图10-4推件板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-4推件板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为60mm13mm。2粗铣铣出推件板外形并保留1mm的加工余量。3钳工划线划出各圆孔的中心线；钻孔钻出各圆孔。4精铣精铣推件板外形及各孔，并留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配33图10-5凸模固定板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-5凸模固定板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为163mm20mm。2粗铣铣出固定板外形至160mm18mm，并且保证上下表面与侧面垂直。3钳工划线划出各圆孔的中心线；钻孔钻出各圆孔并保留一定的加工余量。4精铣精铣固定板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配34图10-6上垫板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-6上垫板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为163mm10mm。2粗铣铣出垫板外形至160mm8mm，并且保证上下表面与侧面垂直。3钳工划线划出各圆孔的中心线；钻孔钻出各圆孔并保留一定的加工余量。4精铣精铣垫板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配10.2翻孔模具35图10-7下垫板查冷冲模设计知：材料45钢，热处理HRC43-48表10-7下垫板的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为163mm10mm。2粗铣铣出垫板外形至160mm8mm，并且保证上下表面与侧面垂直。3钳工划线划出各圆孔的中心线；钻孔钻出各圆孔并保留一定的加工余量。4精铣精铣垫板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5热处