转子片冲裁复合模设计说明书.doc

学号： 06406304 常 州 大 学 毕业设计（论文）（2010届）题 目 转子片复合冲裁模设计 学 生 陈昆强 学 院 机械与能源工程学院 专 业 班 级 机制（怀）061 校内指导教师 祁红志 专业技术职务 教授 校外指导老师 专业技术职务 二一年五月转子片复合冲裁模设计摘要：本设计是转子片冲孔与落料的冲裁复合模的设计。转子片形状比较复杂，具有16个突起的均匀分布的圆形制件，而且突起的形状比较复杂，且不是很规则，其加工比较难。复合模结构形式采用典型的倒装结构，即凸凹模在下方，此时转子片孔的废料可以从台面漏下，而制件则在凹模内，制件采用刚性推件推出，卸料采用弹性卸料板。设计说明书中简要概述了冲压模具目前的发展状况和发展趋势。对工件进行了详细工艺性分析以及冲压方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凸凹模固定板、卸料板、弹性元件、挡料销、顶料杆、顶件块等，其中凸模和凹模形状比较复杂，采用的是镶拼式结构。对模具中的每个零件都正确选择了材料，保证了模具设计的准确性。采用标准模架、导套和导柱，选用了合适的冲压设备，设计选用了符合模具工作时的自动送料机构，编写了主要工作零件的机械加工工艺过程卡和制件的工艺过程卡。使用Pro/e设计了复合模具的三维视图，并使用AUTOCAD绘制装配图和主要工作零件图。使用此模具生产的制件表面质量好，尺寸精度高，且操作简单方便，生产效率高。关键词：转子片，冲孔，落料，复合模 ，效率高The compound punch die design of rotor sliceAbstract ：This design is the rotor with blanking pieces punching the blanking composite modulus design. The rotor shape is more complex，with 16 of uniform distribution of circular parts，and the shape is more complex，and is not very regular，so its processing is difficult. Compound structure forms using inversion typical structure, below is intensive, at this point the waste hole rotor films leave out from the table, and the workpiece in the die, Introduction of rigid push pieces of workpiece, unloading using elastic stripper plate. A brief overview of the design specification of the current development of stamping dies and trends. Then carried out a detailed piece of analysis, and stamping process to determine the program. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design a set of mold on the main components，Such as: the punch and die, intensive, punch fixed plate, plate, plate, dies.the fixed stripper plate, block material pin, top material, the top pieces etc，punch and die shapes are more complex, so with spelling type structure. Each of the parts of mould correct choice materials, to ensure the accuracy of mould design. Formwork using standard formwork, choose a suitable press equipment，Design and choose a job with the automatic mould,Write the main parts of the machining process and the process card. Using the Pro / e design three-dimensional view of the composite mold, and use AUTOCAD drawing Assembly and major work of parts. Use the mold production of workpieces surface of good quality, high precision, simple operation, and high production efficiency.Keywords: rotor slice，punching，blanking，compound modulus，high efficiency目次摘要I目次III术 语 表V1.前言11.1课题研究的目的和意义11.1.1课题研究的目的11.1.2课题研究的意义11.2模具的概况和发展趋势11.2.1模具工业的概况11.2.2 冲压技术的进步21.2.3现代冲压加工发展趋势22冲压制件的工艺分析42.1材料的分析42.2制件形状和尺寸精度的分析42.2.1制件形状42.1.2制件工艺性分析42.1.3制件尺寸公差的确定53冲裁工艺方案及模具结构的确定73.1方案种类73.2方案比较及选择最佳方案73.3模具结构形式确定74工艺参数的计算84.1排样及材料利用率的计算84.1.1材料利用率的计算84.1.2制件排样图84.2各部分工艺冲压力的计算94.2.1冲裁力的计算94.2.2卸料力及推件力的计算94.3计算压力中心94.4主要工作零件尺寸计算104.4.1落料刃口尺寸的计算104.4.2冲孔刃口尺寸的计算105模具主要零件结构的设计125.1冲裁零件125.1.1凹模设计125.1.2凸模的设计135.1.3凸凹模的设计145.2定位零件165.2.1导料销的设计165.2.2挡料销的设计175.3卸料装置和推荐装置175.3.1卸料装置的设计175.3.2卸料弹性元件的选用185.3.3推件装置的设计185.3.4弹顶装置的设计185.4冲压设备的选用195.4.1冲压设备的选择195.4.2压力机的校核195.5导向装置205.5.1导柱的选择205.5.2导套的选择205.6支持及固定装置205.6.1模架的选择205.6.2模柄的选择205.6.3固定板与垫板的设计215.6.3.1固定板的设计215.6.3.2垫板的设计215.6.4漏料管的设计215.6.5螺钉和销钉215.6.5.1螺钉的选用215.6.5.2销钉的选用225.7模具材料的选择235.7.1模具材料的力学性能235.7.2模具中各零件材料的选择236自动送料机构的选用266.1辊式送料机构266.2气动控制夹持式送料机构267模具的总体设计277.1冲模的闭合高度277.2模具装配图设计277.3模具的工作原理328模具的装配和调试338.1模具的装配338.2模具的调试339冷冲模制造工艺349.1凹模的制造工艺349.2凸模的制造工艺359.3凸凹模的制造工艺3510编制制件冲压工艺卡3511其他技术要求4211.1操作技术要求4211.2引用标准4211.3零件加工要求4212设计小结43参 考 文 献44致 谢45术 语 表冲裁：冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离的一种冲压工序。落料：用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零件，用于制造各种形状的平板零件。冲孔：冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序，在材料或工序件上获得需要的孔，冲下的部分是废料。模具的闭合高度H：上模在最低的工作位置时下模板的底面到上模板的顶面的距离。压力机的闭合高度H：滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。行程：行程是压力机滑块上下运动两端终点间的距离。步距：步距是可用于多次冲压的原材料每次送进的距离。间隙：间隙是相互配合的凸模和凹模相应尺寸的差值或其间的空隙。单面间隙：单面间隙是从中心至一侧的间隙或一侧的空隙。双面间隙：双面间隙是从一侧至对面另一侧的间隙或两侧空隙之和。上模：上模是整副冲模的上半部，即安装于压力机滑块上的冲模部分。上模座：上模座是上模最上面的板状零件，工件时紧贴压力机滑块，并通过模柄或直接与压力机滑块固定。下模：下模是整副冲模的下半部，即安装于压力机工作台面上的模具部分。下模座：下模座是下模底面的板状零件，工作时直接固定在压力机工作台面或垫板上。刃壁：刃壁是冲裁凹模孔刃口的侧壁。刃口斜度：刃口斜度是冲裁凹模孔刃壁的每侧斜度。反侧压块：反侧压块是从工作面的另一侧支持单向受力凸模的零件。导套：导套是为上、下模座相对运动提供精密导向的管状零件，多数固定在上模座内，与固定在下模座的导柱配合使用。导柱：导柱是为上、下模座相对运动提供精密导向的圆柱形零件，多数固定在下模座，与固定在上模座的导套配合使用。排样：是完成排样图的冲模设计过程，有时也把排样图简称为排样。排样图：排样图是描述冲件在条（带、卷）料上逐步形成的过程，最终占有的位置和相邻冲件间关系的布局图。搭边：是排样图中相邻冲件轮廓间隙。上极点：上极点是压力机滑块上下运动的上端终点。下极点：下极点是压力机滑块上下运动的下端终点。VI常州大学本科生毕业设计（论文）1.前言1.1课题研究的目的和意义1.1.1课题研究的目的（1）从直观的产品入手，正确分析产品的工艺性，正确确定产品的冲压方法，选择合理的冲压设备和参数；（2）确定冲压方法，合理选择相应冲压的模具，并确定合理的模具结构；（3）利用相关设计软件，正确设计模具的零件及其工艺，并制定模具主要零件的加工方法和工艺；（4）熟悉并应用模具标准，学会怎样查表，以及国家相关技术标准;（5）综合应用所学知识，以及提高理论与实践相结合的应用能力，设计出一副能够生产产品的模具。1.1.2课题研究的意义毕业设计（论文）不仅是对前面所学专业知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。毕业设计（论文）是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业设计（论文），综合性地运用几年内所学知识去分析、解决问题，在做毕业设计（论文）的过程中，所学知识得到了疏理和运用，它既是一次检验，又是一次锻炼。作为当代大学生，知识与能力能否结合关系到以后生存的难易程度。所以做一次实战性的设计是非常有必要的，同时也是对我们生存能力的一种检验。在社会竞争日趋激烈的今天，做好设计是我们成功迈向社会的第一步。所以这次毕业设计的意义重大，对我今后的工作奠定了重要的基础。1.2模具的概况和发展趋势1.2.1模具工业的概况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。冲压加工业作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家电等所占比重更大。冲压件在形状和尺寸精度方面互换性好，一般可以直接满足装配要求。冲压加工是一种高生产率的加工方法，其加工生产的材料利用率一般都很高，在70%85%，冲压能耗低，成本低，经济效益好。1.2.2 冲压技术的进步近几十年来，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上的广泛应用，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（图1.1）。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。图1.1 冲压作业方式的进化冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。1.2.3现代冲压加工发展趋势模具制造是技术密集型综合加工技术，它向着高效、精密、大型、自动化方向发展。相应的模具设备，也在不断的发展和更新，如各种精密磨床、精密镗床、大型铣床、加工中心及大型电火花机床和线切割机等数控机床已逐渐取代常规加工设备。目前，国内已可加工50多个工步的级进模，制造精度保持在微米级；加工的最大型腔模可达45m；硬质合金模具的总寿命已达到数亿次。对于多品种小批量生产使用的模具，也已广泛采用各种快速制模技术，如低熔点合金模具、锌合金模具、聚酯橡胶喔模具以及超塑成型、挤压成型、精密铸造、金属喷镀、电铸成型等制模新工艺，使模具制造周期缩短，成本降低。近年，由于在模具材料方面发展了高强韧模具钢、综合性能好的通用模具钢和微变形精密模具钢种，从而提高了模具的使用寿命，随着加工技术的发展，硬质合金钢在模具制造中的应用越来越多；易熔合金模具材料的品种也有新的发展，扩大了使用范围。在模具设计与模具结构方面，使用计算机辅助设计，不仅缩短了模具设计周期，而且也促进了模具标准化的发展。组合冲模的设汁和使用范围的扩大，使其元件逐步走向标准化、系列化。为了适应多工位高速冲模的使用要求，模具结构形式有很多新的发展。例如，为保证与凸模间微米级的配合间隙，在卸料板上采用镶套或电铸成形；为了便于装卸、快速更换模块等易损件，采用双重导向或浮动凸模结构；在模具上增加润滑系统和温控系统，以提高模具的使用寿命。此外，在表面处理、表面溶渗、喷焊、涂镀等方面也取得了许多突破性的进展，对于大型模具采用模口堆焊技术可降低造价，缩短制造周期。21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是提高模具质量及生产效率、缩短设计及制造周期、降低生产成本、最大限度地提高模具制造行业的应变能力，满足用户需求。具体表现为以下8个方面：（1）集成化技术；（2）智能化技术；（3）网络技术的应用；（4）多学科多功能综合产品设计技术；（5）虚拟现实与多媒体技术的应用；（6）反求技术的应用；（7）快速成型制造技术；（8）全面质量管理技术。在21世纪，模具将从这八个方面发展，也将带来巨大的机遇和挑战。鉴于模具行业人才特别是中高级人才短缺严重，近年来各地办学和培训工作备受关注。学校、培训点、企业三方面都在2008年加大了工作力度并受到了良好效果，中国模协的培训点在各地不断增加。为了进一步提高培训质量，中外交流和合作得到加强，例如：苏州模协与新加坡有关方面的教育培训合作取得实质性成果，中国模协也与葡萄牙、德国等国外模协探讨了合作培训事宜。国家有关部门也正针对模具人才急需的现状，加紧研究开展模具人才远程培训事宜，模具设计师也成为国家认可的一个新工种。2冲压制件的工艺分析2.1材料的分析制件采用已退火的电工硅钢片：极限强度为，伸长率为，屈服强度为。对硅钢性能的要求 主要是：铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高铁芯的填充系数。冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。基本无磁时效。因此在这里选用硅钢片作为电机中的转子片的材料是最佳的选择，其冲压性能也很好，能够保证冲出来的制件具有较高的质量。2.2制件形状和尺寸精度的分析2.2.1制件形状如图2.1所示冲裁件，材料为硅钢片，料厚t0.35mm，大批量生产，本设计就是设计该冲裁件所用模具。该制件是一个具有16个突起的均匀分布的圆形制件，而且突起的形状比较复杂，且不是很规则，其加工比较难，只能采用模具来加工才能节省加工时间，提高其加工效率，还能保证每个加工的制件误差保证在最小误差范围内，使其具有很好的互换性。2.1.2制件工艺性分析（1）冲裁件的结构工艺性冲裁件各直线或曲线连接处的连接处，尽量避免锐角，严禁尖角以利于模具制造和提高模具寿命。由冲压工艺与模具设计表2-17可知，落料件取R=0.35t=0.12mm，冲孔件取R=0.45t=0.16mm，综合取R=0.15mm。（2）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求由于不超过经济精度IT11级，且内孔比外形高一级，则取内孔精度为IT11级，外形内孔精度为IT12级。由冲压工艺与模具设计表2-22可知，冲裁件的断面表面粗糙度选取Ra=3.2m，由表2-24可知冲裁件的毛刺高度不得高于0.08mm。内外形同轴度为0.020.04mm。由模具设计与制造简明手册表1-19可知，此冲裁件的厚度偏差为0.04mm。图2.1 无公差的制件2.1.3制件尺寸公差的确定该制件只有冲裁工序，根据模具设计与制造简明手册附录表1（GB/T1800.3-1998）选取，且外形选IT12级，内孔选取IT11级，则制件尺寸公差如下：外形：直径80mm的公差为0.3mm；半径3.5mm的公差为0.12mm；半径4.2mm的公差为0.12mm；线段3.5mm的公差为0.12mm；线段4mm的公差为0.12mm：内孔：直径9mm的公差0.09mm； 线段2mm的公差为0.06mm，线段2.3mm的公差为0.06mm。则制件的尺寸公差如图2.2所示。图2.2 确定公差后的制件3冲裁工艺方案及模具结构的确定3.1方案种类方案一：采用单工序模具设计由外向内设计。先落料后冲孔。需要两套模具，一套用来从板材上落料，另一套用来把落下的料冲孔，最终制造出制件。方案二：采用级进模具设计由内而外。在一套模具上设计2个工序，先冲孔，后落料，最终制造出制件。方案三：采用复合模具采用一套模具同时完成2个工序，即冲孔和落料一次性完成，从而获得所需制件。3.2方案比较及选择最佳方案在方案一中，模具结构简单，但要设计两套模具，在操作过程中可能比较复杂，容易造成误差，甚至废品，而且生产效率不高。在方案二中，虽然生产效率提高了，但质量要求是冲裁后应少无毛刺，平整度好，尺寸精度及对称度要求较高，而级进模有可能造成同轴度有误差，不符合课题要求。在方案三中，设计复合模进行大批量生产，虽然比较复杂，但同轴度等误差可以大大的减小，提高产品的质量，也大大提高了生产效率。在复合模中选择最经典的倒装式复合模，这样转子片孔的废料可以从台面孔漏下，制件采用刚性推件装置推出，卸料采用弹性卸料板，采用中间导柱圆形模架。而顺装式复合模，废料还要用工具处理，可能会造成危险隐患。所以最终选择设计倒装式复合模来获得所需要的工件。3.3模具结构形式确定检查凸凹模壁厚，最小处为3.5mm，是材料厚度的10倍，大于最小壁厚1.4mm由模具设计与制造简明手册表1-209可知复合模结构形式可采用典型的倒装结构，即凸凹模在下方，此时转子片孔的废料可以从台面漏下，制件采用刚性推件推出，卸料采用弹性卸料板。由于制件为圆形，由模具设计与制造简明手册表1-290可知采用中间导柱圆形模架。4工艺参数的计算4.1排样及材料利用率的计算4.1.1材料利用率的计算有公式，由冲压工艺与模具设计表2-14可知，剪切条料宽度公差=0.5mm。由冲压工艺与模具设计表2-13可知，工件间搭边a=1.2mm，侧面搭边a1=1.5mm。则，进距可根据公式，并考虑操作的方便性来确定剪板下料。由冲压工艺与模具设计公式2-21可知一个进距内材料的利用率为 其中 n一个进距内冲件的数目 n=2，A 冲裁面积 A=2671.315mm2 ，Pro/e测出B 条料宽度 B=83.5mmh进距 h=81.2mm。则一个进距内的材料利用率为。按生产需要选择板料的型号为，在设计排样时可以按纵向裁剪和横向裁剪两种裁剪方法。（1）按纵向裁剪方法则可以剪下，即可以裁剪下10个条料，每个条料的型号为，即每个条料上可以冲出个制件。由冲压工艺与模具设计公式 其中N一张板料上冲出的总数目， 个 L板料长度 B板料宽度 则。（2）按横向裁剪方法可以裁剪可以剪下，即可以裁剪下21个条料，每个条料的型号为，则每个条料可以冲压出，即可以冲出11个制件。则。从以上计算可知材料利用率太低，故选用卷料生产，选用宽度为85mm的卷料，则材料利用率为，此利用率比板料利用率高多了，综上选择卷料生产。4.1.2制件排样图制件排样安排由以上搭边的设计和带料的尺寸可确定制件排样，如图4.1。图4.1 制件排样4.2各部分工艺冲压力的计算4.2.1冲裁力的计算根据制件尺寸，使用Pro/e软件计算一模的总冲裁长度L=878.7mm，由冲模设计与制造实用计算手册表F4-1查得电工硅钢片的抗拉强由冲压工艺与模具设计公式2-2 冲裁力 其中t=0.35mm L=878.7mm 则4.2.2卸料力及推件力的计算由冲压工艺与模具设计表2-27 查得 K卸=0.045 K推=0.063 取凹模的刃口高度h=5mm，故在模口内同时存有的冲孔废料的个数为个则卸料力 推件力即总力4.3计算压力中心利用UG4.0软件计算此模具压力中心的位置，把转子片的厚度设的尽可能小（取0.01mm）以便测出压力中心，测得压力中心为（-0.0014，-0.0094，0.175），则可以忽略偏移，即压力中心在原点（0，0），测得的结果如图4.2。图4.2 UG4.0测得的压力中心4.4主要工作零件尺寸计算本设计中工作零件的加工方法按凸、凹模配合法加工。4.4.1落料刃口尺寸的计算以凹模为基准件，配做凸凹模中的凸模部分。凹模磨损后尺寸变大的有：和由冲压工艺与模具设计 公式2-11 表2-11查得 X4=0.5，X5=0.75其中 则 凹模磨损后尺寸变小的有：，和由冲压工艺与模具设计 公式2-12 表2-11查得 X6=0.75，X7=0.75，X8=1 则 则凸凹模中凸模部分的实际尺寸与此凹模尺寸配制，保证双边合理间隙为ZminZmax=0.0180.035mm。4.4.2冲孔刃口尺寸的计算以凸模为基准，然后配做凸凹模中的凹模部分。凸模磨损后尺寸变小的有：mm和mm由冲压工艺与模具设计 公式2-16 表2-11查得 X1=1，X2=0.75其中 则mmmm 凸模磨损后尺寸不变的有：由冲压工艺与模具设计 公式2-20 表2-11 查得X3=1则由冲压工艺与模具设计表2-9查得 则c=（2.5t5t）%，即双边间隙Z=（17.535）m。则凸凹模中的凹模部分的实际尺寸与此凸模配做，保证最小双边合理间隙为ZminZmax=0.0180.035mm。5模具主要零件结构的设计5.1冲裁零件5.1.1凹模设计凹模刃口尺寸如上，剖面形状比较复杂，凹模结构常用结构有整体式、拼块式、镶拼式，这里凹模比较复杂，不易直接加工，采用镶拼式的凹模，凹模镶块损坏后可以迅速更换新的镶块设备。镶块的粘结方式有铆接、螺钉固定、低熔点合金接合和高分子塑料接合等，本设计中凹模比较复杂，直接加工难度较大，且凹模特殊不宜采用铆接和螺钉固定，采用的粘结方式为低熔点合金接合，这可以使模具的制造和装配大为简化。本设计中将凹模镶块粘结在凹模内，加工时在凹模内孔壁留有安装镶块的空槽空槽深度为3mm，装配时将间隙调好，然后在空槽内倒入低熔点合金，保证其精度。镶块热处理达到HRC5862，要粘结的地方要回火到HRC4050，以便于粘结。由模具设计与制造简明手册 表1-305 复合模圆形后凹模典型组合尺寸 查得凹模厚度为32mm。由模具设计与制造简明手册 表1-305 复合模圆形后凹模典型组合尺寸并根据制件的外径大小，选取凹模外轮廓为，采用圆柱销定位，内六角螺钉将其固定在固定板上，且考虑到要安装推件块，则凹模的结构形式如图5.1所示。此凹模的技术要求为：（1） 上下表面光滑无毛刺，平行度要求为0.02mm；（2） 材料为Cr12，淬火处理到HRC58-62；（3） 图中a和b为凹模镶块，镶块的粘结使用低熔点合金粘结。5.1.2凸模的设计凸模刃口尺寸如上，剖面形状有一个小突起，不易直接加工，也采用镶拼式的凸模。凸模镶块的粘结方式有铆接、螺钉固定、低熔点合金接合和高分子塑料接合等，本设计中凸模直接加工难度较大，且不宜采用铆接和螺钉粘结，采用的粘结方式为低熔点合金接合，镶块热处理达到HRC5862，要粘结的地方要回火至HRC4050，以便于粘结，这可以使模具的制造和装配大为简化。整个凸模的固定方式是将凸模固定在凸模固定板上，由于尾部要粘结固定在凸模固定板上，因此尾部要回火到HRC4050，选用固定板厚度为20mm，再根据凹模厚度，计算出凸模长度为L=32+20=52mm，则凸模结构如图5.2所示。此凸模的技术要求为：（1）上下表面光滑无毛刺，平行度要求为0.02mm；（2）材料为Cr12，淬火HRC58-62,尾部回火HRC40-50；（3）图中a凸模拼块，粘结剂采用低熔点合金,粘结处头部空隙为2mm，尾部为1mm。图5.1 凹模结构图5.2 凸模结构5.1.3凸凹模的设计凸凹模直接采用电火花加工，固定方式采用凸凹模固定板固定，固定部分的凸缘高度为5mm，直径为90mm，并在凸缘上钻定位孔进行定位；由模具设计与制造简明手册 表1-305 复合模圆形厚凹模典型组合尺寸选取凸凹模厚度为61mm，冲孔刃口尺寸为5mm，凸凹模上的尺寸加工方法为内孔部分按凸模的尺寸配做，外形部分按凹模的尺寸配做，但必须保证双边间隙为ZminZmax=0.0180.035mm，热处理达到HRC5862。则凸凹模结构形式如图5.3所示。此凸凹模的技术要求为：（1）凸凹模中的凸模按凹模配做，孔凹模按孔凸模配做，保证双边间隙为ZminZmax=0.0180.035mm；（2）上下表面光滑无毛刺，平行度要求为0.02mm；（3）材料为Cr12，淬火HRC5862。 图5.3 凸凹模结构5.2定位零件在复合模具中，条料和板料的送给主要有手工送料和送料器自动送给两种方式，手工送料只适合于普通冲压设备的冲压生产，其生产效率不高，送料也不稳定，且需要大量劳动力。由于该制件为大批生产，为提高生产率，节约劳动力，采用自动送料机构送料，模具内设置导料销和挡料销定位。5.2.1导料销的设计导料销安装在卸料板上，由橡胶弹性恢复弹上突出卸料板从而导料。由上面排样图可知，导料销从条料侧边到工件的距离为1.2mm，因为条料厚度只有0.35mm，由模具设计与制造简明手册表1-227选取d=6mm的A型导料销，由于在此设计中导料销是安装在卸料板上并且要穿过卸料板，而卸料板的厚度为16mm，因此设计选用导料销的长度为20mm。为了保证导料的精度，不让其在运动过程中左右摆动，其与孔的配合精度为较松的间隙配合，并注意润滑，其安装形式及位置如图5.4所示。图5.4 导料销的安装形式及位置5.2.2挡料销的设计挡料销安装在卸料板上，由橡胶弹性恢复使挡料销推出卸料板从而挡住条料。由上面排样图可知，挡料销从条料前面到下一个工件的距离为1.5mm，距离很短。因为条料厚度只有0.35mm，由模具设计与制造简明手册表1-227选取d=6mm型挡料销，由于在此设计中挡料销是安装在卸料板上并且要穿过卸料板，因此设计选择其长度为20mm。为了保证挡料的精度，不让其在运动过程中左右摆动，其雨孔的配合精度为较松的间隙配合，并注意润滑。又由于距离卸料板内孔距离过近，标准导料销的头部过大，会影响卸料板的强度，则将尾部靠孔的位置磨掉1mm，保证卸料板的强度，其安装形式及位置如图5.5所示。图5.5 挡料销的安装形式及位置5.3卸料装置和推荐装置5.3.1卸料装置的设计卸料装置有刚性（固定卸料板）和弹性两种形式，由于本设计的毛坯材料厚度为0.35mm，不需要很大的冲裁力，所以选择弹性卸料板即可。卸料装置应注意润滑以保证模具的使用寿命。卸料装置采用弹性卸料装置，本设计的卸料装置安装在下模上，由弹性装置的弹力将卸料板上弹将条料从凸凹模上卸下来，采用4个GB2867.5-86 1285的卸料螺钉与卸料板固定，卸料螺钉均布分布并且长度要严格一致。由模具设计与制造简明手册 表1-305 复合模圆形后凹模典型组合尺寸选用卸料板的尺寸为mm。卸料板和凸凹模的间隙一般取0.10.5mm，但不小于0.05mm。由模具设计与制造简明手册表 1-245 按GB2867.5-81 选择d=12mm的圆柱头卸料螺钉，螺柱L=85mm，卸料螺钉窝深应满足卸料螺板行程+螺钉头高度+修磨量）5mm）+安全系数（2-6mm）=（1.35+7.2+5+（2-6）=15.55-19.55mm。对螺钉进行验算：h=（下模板厚+凸凹模厚+聚氨酯弹性体厚+.0.5）卸料板厚螺钉杆长=(55+61+25+0.5)1690=35.5mm。故所选螺钉长度满足要求，定卸料螺钉窝深h=35.5mm。5.3.2卸料弹性元件的选用冲模的弹性零件广泛使用橡胶，其优点是使用十分方便，价格便宜。所以本设计的弹性零件使用的是橡胶。在本次设计中采用的是弹性元件，根据卸料力为2600N，采用4个聚氨酯弹性体，使他们均布分布，由卸料螺钉使他们固定在凸凹模固定板上。由，而h修磨=510mm，取修磨量为6mm，则，由模具设计与制造简明手册表16取聚氨酯厚度为32mm，压缩量F=0.2H=6.4mm。5.3.3推件装置的设计由模具设计与制造简明手册表1248 选取顶板的型号为A40。由模具设计与制造简明手册表1249 选取顶杆的型号为840。推件装置有弹性和刚性两种，弹性推件装置件冲裁时能压住制件，冲出的制件质量较高，但弹性元件的压力有限，当冲裁较厚材料时推件的力量不足或使结构庞大。刚性推件不起压料作用，但推件力大。本设计采用刚性推件器。推件器制造成和凹模的形状一样，为保证凹模镶块不与推件器发生摩擦，推件器的尺寸要比镶块尺寸小，并用润滑油进行润滑，使其能够在凹模内自由滑动。尾端采用凸缘，使其被顶杆推到一定距离将粘结在凹模和凸模上的毛刺等去除后后停止运动。5.3.4弹顶装置的设计弹顶器的作用是在模具冲压时由顶料杆将弹顶器压下，待冲压结束后，聚氨酯弹性元件发生弹性恢复使顶料杆上移，通过顶料杆将条料中遗留的突起顺利的从凸凹模中移除。弹顶器采用两块尺寸为的托板和四块GB2867.9-8 12.54540的聚氨酯弹性元件、四根GB/T897-1988 M12X130的弹顶器拉杆组成。将聚氨酯弹性元件固定在两块托板之间，弹顶器由双头柱螺钉连接在下模座上，当模具在冲压力的作用下向下运动时撞到弹顶器时，弹顶器开始起作用。顶料杆采用固定形式的顶料杆，底部固定在弹顶器上，由于凸凹模内有一孔的直径是，则取顶料件直径为mm，长度为L=下模座+下垫板+凸凹模=55+8+61+10=134mm。本设计中采用16个顶料杆，其作用是在完成冲压后将条料中的突出部分顶出凸凹模，防止由卸料板卸料时突出部分卡在凸凹模内，影响凸凹模的寿命，从而提高凸凹模的寿命。在弹顶器中的弹性元件的厚度要比卸料的弹性元件厚，才能保证顶料杆可以将板料顶起，因此选用同型号但厚度为40mm的聚氨酯弹性体。5.4冲压设备的选用5.4.1冲压设备的选择据以上的压力计算知F总=116.25KN则F压=116.25/0.8=145.31KN并根据模具的闭合高度初选压力机，选用类型为开式双柱可倾压力机。由模具设计制造简明手册 表182 选择J2325压力机J2325压力机技术规格如下型号：J2325 公称压力：256KN 滑块行程：65mm滑块行程次数：55min-1 最大闭合高度：270mm 闭合高度调节量：55mm滑块中心线至床身距离：200mm 立柱距离：270mm 垫板尺寸：厚度50mm工作台尺寸：前后左右：370560mm工作台孔尺寸：前后左右直径：200290260mm模柄孔尺寸：直径深度：4060mm床身最大可倾角：305.4.2压力机的校核模具闭合高度应为上模座、下模座、凸凹模、凹模、固定板、垫板、聚氨酯弹性元件等厚度的总和，即H0=45+55+61+52+16-1=228mm“-1”是考虑凸模进入凹模的深度，根据现场调整，可略有增减，以制件完全分离为标准。在上面所选的压力机闭合高度为Hmax=270mm，Hmin=270-55=215mm，则要通过验证，其中，=228mm，因此符合要求，故上面选择的压力机符合要求。5.5导向装置5.5.1导柱的选择选用A型滑动导柱按GB/T 2861.1-90 选择d=28mm 其中导柱长150-200mm，模具闭合高度为228mm，选择导柱L=195mm，导柱与导套的配合公差为H7/h6，导柱与下模座配合公差为H7/r6。 导柱与下模座的配合为过盈配合，采用压入法将导柱压入下模座，装配后的导柱与下模座底平面留有12mm的距离。5.5.2导套的选择选用A型滑动导套按GB/T2861.6-90 根据导柱选择D=42mm的导套，选取其长度L=100mm，导套与上模板的配合为过盈配合H7/r6，采用铜锤或液压机将其压入，保证导套与上模座的垂直度在0.025mm内，为保证导套和导柱的相对运动自如，在导套内加入润滑油。5.6支持及固定装置5.6.1模架的选择模架由上模座和下模座、模柄、导套、导柱组成。模架是模具中的主体部分，是连接模具中零件的重要部件，模具中的主要零件都固定在模架上，并承受冲压过程中的全部载荷。模具的上、下模之间的相对位置通过模架的导向装置稳定保持其精度，并引导凸模的正确运动，保证凸、凹模之间间隙均匀。为避免高速冲压时产生振动，上、下模座的材料选用铸铁，本设计中选用HT200。模架要有精确的导向，本设计中采用中间圆形导柱模架。模架加工装配时应满足以下技术要求：（1）上模座对下模座的平行度要求在0.025mm内；（2）导柱，导套固定部分对滑动部分的圆柱面的轴度不大于0.025mm内；（3）上模座与下模座安装导套、导柱的孔，在分别加工时，其孔距误差应小于0.02mm，为保证其精度，应放在坐标镗床上一起加工，以保证孔距一致；（4）为保证模架下模座的强度，下模座厚度应比上模座后，故在本设计中，选择上模座厚度为45mm，下模座厚度为55mm；（5）在保证使用质量的情况下，允许采用新的工艺方法（如环氧树脂粘结、低熔点合金粘结）固定导柱和导套，零件结构尺寸允许进行相应变动。5.6.2模柄的选择模柄对中小型模具是用于固定上模用的，一般有以下几种：（1）模柄与上模板做成整体，用于小型模具上；（2）模柄采用压入式；（3）模柄采用螺纹旋入，适用于中小型模具；（4）模柄带法兰以螺钉固定，适用于较大的模具或有刚性推件装置不能采用其他形式时采用；（5）浮动式模柄，适用于模具有精确导向，导向装置始终不脱开的情况。本设计选用带法兰以螺钉固定的模柄，适合于较大的模具或有刚性推件装置不能采用其他形式时采用，选用凸缘型式的模柄GB2862.3-81 A4085，模柄凸缘部分与上模座沉孔采用H7/m6配合。根据模柄凸缘上的孔的直径d3=11mm，再选用四个GB/T70.1-2000 M1030的内六角螺钉固定在上模座上。根据模柄上孔直径d1=13mm，选用GB2867.1-81 A40100的推杆。5.6.3固定板与垫板的设计5.6.3.1固定板的设计对于小型的凸、凹模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢，固定板固定凸模（凹模）要求紧固牢套并具有良好的垂直度。本设计中采用了两块固定板，一块为凸模固定板，一块为凸凹模固定板。凸模固定板是将凸模固定在固定板上，在固定板中间加工一个与凸模形状一样的孔，将凸模用低熔点合金粘结在凸模固定板上，凸模固定板采用GB/T70.1-2000 M1260的四个内六角螺钉固定在上模座上，固定板直径选用为160mm，厚度选用20mm。凸凹模固定板的作用是将凸凹模固定，不让其运动。因凸凹模在底部采用了凸缘，因此凸凹模固定板式压住凸缘进行固定，凸凹模固定板采用GB/T70.1-2000 M1265的四个内六角螺钉固定在下模座上，凸凹模固定板直径选用160mm，厚度选用20mm，固定凸凹模凸缘处的孔直径为94mm。5.6.3.2垫板的设计 当零件的外形尺寸较小时，冲压中凸模上端面或下端面对模板作用有较大的单位压力，有时候可能超过模板的允许抗压应力，此时就要用垫板。设计中采用2块垫板，分别为上垫板和下垫板，两个垫板的尺寸都为D1608mm。5.6.4漏料管的设计漏料管的作用是用来将凸凹模中内孔产生的废料通过漏料孔排出模具。漏料管采用的是45钢的钢管，尺寸为，穿过弹顶器中间固定在下模座上，固定方法为浇入低熔点合金进行固定。5.6.5螺钉和销钉在设计中会选用到很多的螺钉和销钉，他们在模具中起到了很关键的作用，没有他们模具将无法正常工作，其选择结果如下。5.6.5.1螺钉的选用设计中所用到的螺钉及作用如下表1表1 螺钉的选用名称个数规格作用内六角圆柱头螺钉204GB/T70.1-2000 M1030将模柄固定在上模座上。内六角圆柱头螺钉224GB/T70.1-2000 M1270将上垫板、凸模固定板、凹