设计说明书吕国康.doc

摘 要随着现代社会发展的日趋完善人们生活水平不断提高，人开始对美的享受也越来越观注。本次设计主要是心手机吊坠垫片为外层贴图做铺垫。本次设计是冲孔落料复合模，在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图和零件图以及还有工艺分析。关键词：落料；冲孔；复合模设计；工艺分析；模具装配绪论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点本次设计了一套冲孔落料的模具。主要用于制造机械零部件，为机械的运行提供精度高运行稳定的零件。本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：高效生产；自动化；冲压；落料冲孔模； 目 录1冲压基础知识52工艺分析72.1工件的材料72.2工件的结构分析73制定工艺方案93.1工艺方案的分析93.2工艺方案的确定93.3 模具类型的选择113.4 送料方式的选择113.5 定位方式的选择113.6 卸料、出件方式的选择113.7 导向方式的选择115工艺计算135.1排样及材料的利用率135.11排样135.12搭边值的确定135.13条料宽度的确定155.14材料利用率的计算155.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算185.2.1计算落料力185.2.2计算冲孔力195.2.3计算落料时的卸料力195.2.4计算冲孔时的推件力205.2.5总的冲压力的计算205.3冲压设备的选择205.4确定模具压力中心216 凸凹模的设计236.1 尺寸计算原则236.2凸、凹模刃口尺寸计算236.2.1冲裁模间隙的确定236.2.2计算凸、凹模刃口的尺寸256.2.3冲裁刃口高度276.3凸模、凹模、凸凹模的结构设计276.3.1凸模的设计276.3.2凹模的设计276.3.3凸凹模的设计287模具主要零件的设计327.1卸料板的设计327.2挡料销、导料销的选用337.3弹性元件的设计337.4模架的选择34 7.4.1模柄的选用357.5校核压力机安装尺寸358 模具材料的选用要求和选择原则378.1冷冲模材料的选用要求378.2材料的选择原则389 绘制模具总装图及零件图399.1装配图绘制399.2模具零件图的绘制40结论41参考文献431冲压基础知识冲压是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。它包括冲孔、落料、切口、切边、剖切等多种分离工序。一、按变形性质分类（一）分离工序 被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的相当应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。这些冲压工序统称分离工序，如剪裁一冲孔、落料、切口等。（二）成形工序 被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当应力处于材料的屈服极限与强度极限之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称成形工序，如弯曲、拉深、成形等变形工序。常用的各种冲压加工方法，可见表1-2和表1-3。二、按基本变形方式分类（一）冲裁 使材料沿封闭或不封闭的轮廓剪裂而分离的冲压工序为冲裁，如冲孔、落料等。（二）弯曲 将材料弯成一定角度或形状的冲压工序称为弯曲，如压弯、卷边、扭曲等。（三）拉深 将平板毛坯拉成空心件，或将空心件的形状和尺寸用拉深模作进一步改变的冲压工序，称为拉深，有不变薄拉深和变薄拉深。（四）成形 使材料产生局部变形，以改变零件或毛坯形状的冲压工序称为成形，如翻边、缩口等。三、按工序组合形式分（一）简单工序 当零件批量不大、形状简单、要求不高、尺寸较大时，在工艺上常采用工序分散的方案，即在一副模具内只完成零件的一个工序，此工序称为简单工序。（二）组合工序当零件批量较大、尺寸较小、公差要求较严时，用若干个分散的简单工序来冲压零件是不经济的或难于达到要求的。这时在工艺上多采用工序集中的方案，即将两种或两种以上的简单工序集中在一副模具内完成，称为组合工序。根据工序组合的方法，又可将其分为三类：1复合冲压在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。2连续冲压在压力机的一次行程中，在一副模具的不同位置上同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。连续冲压所完成的冲压工序依次分布在条料送进的方向上，压力机每一次行程中，条料送进一个步距，同时冲压相应的工序。除最初几次冲压行程外，以后每次冲压行程都可以完成一个零件。3连续一复合冲压在一副模具内包括连续冲压和复合冲压的组合工序。连续冲压和连续一复合冲压是高效率的组合工序，可使复杂零件在一副模具内冲压成形。在大批量生产中广泛采用。此外，在生产中也常用冷冲压方法使零件产生局部的塑性变形来进行装配，此工序称为冷冲压装配工序，如铆接、弯接、冷塑压焊接等。2工艺分析2.1工件的材料工件图如图2-1所示：图2-1 零件图 如图2-1所示零件图生产批量：大批量；材料：45钢，厚度为1m该材料经调质处理后零件具有良好的机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件。2.2工件的结构分析1.该零件形状简单、对称，是由圆弧组成的有利于对材料的合理利用，孔的中心与边缘的距离满足加工要求。 2.零件图上未标注公差，冲裁件内外形所能达到的精度为IT14级尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。3.改制件为大批量生产，应该重视模具材料的选择吧保证模具寿命和复杂程度。经查公差表，各尺寸公差为： mm mm mm mm。（表格后面计算刃口时有）表2-1 标准公差数值（摘自GB/T1800.3-1998）公差等级IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005001.21.51.522.52.53457891022.52.534456810121315344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.55结论：该制件可以进行冲裁。 3制定工艺方案3.1工艺方案的分析通过对该工件的冲压工艺性进行分析，考虑到制件生产批量和产品的质量、生产效率、模具寿命、材料消耗及操作方便安全等因素，由冲压制件外观形状分析，该制件有落料、冲孔两道工序，所以确定此连接板的生产中可以采用下面的几套方案：方案一：先落料-后冲孔;单工序冲压模。方案二：冲孔-落料级进冲压；级进模冲压。方案三：冲孔-落料复合冲压；复合模冲压。分析：方案一：定位不方便，操作起来非常的麻烦。由于该制件为大批量生产单工序生产效率较低操作也不安全，故此方案不可取；方案二：级进模是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同工位上同时完成多道冲压工序的模具。由于该制件结构尺寸小，厚度小，级进模结构复杂且模具成本高，故此该方案不可取。方案三：冲裁的孔与外形的位置精度较高，工件较平整，具有校形的作用，模具制造复杂，可适用大批量生产，从以上比较多來看，在保证冲裁件质量的情况下，应尽可能降低成本，提高经济效益，工人操作方便、安全的情况下考虑，选择复合模比较合适。3.2工艺方案的确定根据上诉分析复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以采用复合模生产。复合模分为正装式复合模和倒装式复合模两种，两种的优点、缺点及适用范围如下：正装（顺装）式复合模：凸凹模装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模。优点：冲出的冲件平直度较高。缺点：结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作。适用：冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，可以冲制孔边距离较小的冲裁件。倒装式复合模：凸凹模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模。优点：结构较简单。缺点：不宜冲制孔边距离较小的冲裁件。正装式复合模与倒装式复合模两者各有优缺点。正装式较适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。而倒装式复合模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，模具结构简单。结论：由于冲裁件结构简单，所以采用倒装复合模。4模具总体结构设计4.1 模具类型的选择由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为倒装式复合模。4.2 送料方式的选择由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前后自动送料方式。4.3 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销，无侧压装置。控制条料的送进布局采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。4.4 卸料、出件方式的选择刚性卸料是采用固定卸料板结构，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲料厚在2mm及以下厚度的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。因为工件料厚为1mm，卸料力一般，可采用弹性卸料装置。又因为是倒装式复合模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。4.5 导向方式的选择方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但是不能使用浮动模柄。方案三：采用四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。方案四：采用中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。只能一个方向送料。（a） （b） （c） （d）图4-1 导柱模架（a）下模座 （b）导柱 （c）导套 （d）上模座根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制，能满足工件成型的要求。即方案二最佳。5工艺计算5.1排样及材料的利用率5.11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。由于设计的零件带圆弧零件，所以采用有废料直对排法。5.12搭边值的确定搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。搭边值通常由经验确定，表2-2所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表5-1 搭边a和a1数值材料厚度圆件及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。对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数：钢（WC0.3%0.45%） 0.9钢（WC0.5%0.65%） 0.8硬黄钢 11.1 硬吕 11.2软黄铜，纯铜 1.2该制件是矩形工件，根据尺寸从表2-2中查出：两制件之间的搭边值a1=1.8，侧搭边值a=2.0。由于该制件的材料是45钢，所以两制件之间的搭边值为：a1=1.80.9=1.62mm侧搭边值： a=20.9=1.8mm 5.13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。有侧压装置条料宽度公式： （5-1）式中：条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；侧搭边值；其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为-，见表2-3查出条料宽度偏差。查表5-2条料宽度偏差为0.15；根据公式5-2 =( 45+22) =49表5-2 条料宽度公差（mm）条料宽度B/mm材料厚度t/mm0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.205.14材料利用率的计算采用直对排的排样方案，如图5-1所示：计算冲压件的毛坯面积(用CAD自带的测量面积工具)：S 1134.33mm2送料步距A：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的距离，有排样图可知步距A=56mm。条料宽度B：B（45+22）mm=49mm图 5-1 排样图根据进距s及料宽b得板材规格：如图所示为排样图： 1. 采用横裁法,如图5-2：图 5-2 横裁法条料数量每条零件数每张板料可冲零件数每件有效面积（cad测量得）材料利用率 2. 采用纵裁法，如图5-3：图5-3 纵裁法条料数量每条零件数每张板料可冲零件数每件有效面积S不变材料利用率由此可见，纵裁比横裁材料利用率高，且考虑到零件加工操作的方便性，则采用纵裁效果好，故采用纵裁。5.2落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算：式中 FP-冲裁力（N）； L-冲裁周边长度（mm）； t-冲裁料厚(mm)； b- 抗剪强度（MPa）；5.2.1计算落料力式中： F落落料力（N）； L工件外轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm），t=1mm； 材料抗剪强度（MPa）。由表5-3查得，。 表5-3 常见优质碳素钢力学性能表材料名称牌号材料状态抗剪强度抗拉强度伸长率屈服强度电工用纯铁C0.025DT1、DT2、DT3已退火18023026普通碳素钢Q235未退火3103803804702125240铝L2、L3、L5已退火8075110255080冷作硬化1001201504优质碳素结构钢35已退火28052035563520300 根据零件图可算轮廓长度L =137.6mm则 5.2.2计算冲孔力式中 冲孔力（N）； L工件外轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm），t=1mm； 材料抗剪强度（MPa）。由查表，。根据零件图可算轮廓长度L =25mm则 表5-4 卸料力、推件力和顶件力系数料厚/mmK卸K推K顶钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝及铝合金紫铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.095.2.3计算落料时的卸料力=KX 式中 -卸料力（N）； -落料力（N）KX -卸料系数，查表5-4，其值为0.040.05，取K=0.04。则=KX =0.0441.28=1.65（KN）5.2.4计算冲孔时的推件力 =nkT 式中 -推料力（N）； K1-推料系数，查表5-4，选其值为0.05。n- 梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h为刃口部分的高（mm），t为材料厚度（mm），其中，h=5mm，t=1mm，取n=5，则 =nkT=50.057.51.875(KN)5.2.5总的冲压力的计算冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和 = + +式中：冲裁力 =41.28KN，=7.5KN，卸料力=1.65KN，推件力=1.875KN，则:= + + =41.28+7.5+1.65+1.875 =52.305kN5.3冲压设备的选择由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力选择压力机。参照设计手册选取公称压力为的压力机，压力机型号为J23-16。表4-1为压力机J23-16技术参数：（冲压模具简明设计手册表13.10，P389）表4-1型 号J23-16公称压力/kN160滑块行程/mm55滑块行程次数/次/min120最大闭合高度/mm220闭合高度调节量/mm45垫板尺寸（厚度mm孔径mm）40210模柄孔尺寸（直径mm深度mm）4060工作台尺寸前后300左右4505.4确定模具压力中心按比例画出零件形状，选定坐标系xOy，如下图所示。因零件左右对称，即xco。故只需计算yc。将工件冲裁周边分成l1，l2，. l6基本线段，求出各段长度及各段的重心位置： 89.1 1866.9 507.21 取18mm。6 凸凹模的设计冲裁件的尺寸精度取决于凸，凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸，凹模刃口部分的尺寸来实现的保证。正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。6.1 尺寸计算原则1） 落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。2） 考虑到冲裁时凸，凹模的磨损，在设计凸，凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小，应取工件尺寸公差范围内较大的数值，在凸，凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。3)确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数值，一般模具制造精度比工件精度高3-4级6.2凸、凹模刃口尺寸计算6.2.1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。 表6-1 冲裁模初始用双面间隙值C（mm）材料厚度08、10、35、45、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5极小间隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.56.06.50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126注：取08好钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。查表6-1得间隙值，6.2.2计算凸、凹模刃口的尺寸表6-2 简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模制造偏差mm公称尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹公称尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.0401802602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070对于冲孔凸模来说采用凸、凹配做的方法通过查表得凸、凹模制造公差：，通过校核：不满足的条件圆孔未注公差查表得：查表6-3得磨损因数x=0.5表6-3 磨损系数 mm材料厚度工件公差1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30磨损系数非圆形值圆形值10.750.50.750.5按式得：对于外轮廓的落料，由于形状复杂，故采用配合加工的方法其凸、凹模刃口尺寸计算如下：工件图中未注公差可查表，尺寸偏差数值如下R5mmmm 为磨损后增大尺寸32mmmm 为磨损后不变尺寸30mmmm 为磨损后不变尺寸3mmmm 为磨损后不变尺寸表6-4 未注公差尺寸的极限偏差代入公式： 磨损系数按表6-3查得：x=0.75凸模尺寸根据凹模尺寸配作，保证刃口间隙为Zmin=0.16mm-0.20mm。6.2.3冲裁刃口高度表6-5 刃口高度料厚0.50.5112244刃口高度h668810101214查表6-5，刃口高度为6.3凸模、凹模、凸凹模的结构设计6.3.1凸模的设计冲8mm孔的圆形凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形状。尺寸标注如图6-1所示。凸模长度为： =20+20+(12)=4142式中：凸模固定板厚度， H1=20；(这个真没啥表，都是根据一般的选，选15或者20)落料凹模的厚度，h=20（12）附加长度。6.3.2凹模的设计凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模。凹模各尺寸计算公式如下：凹模厚度 （） （6-1） 凹模边壁厚 （） （6-2） 凹模板边长 （6-3） 凹模板边宽 （6-4） 式中：冲裁件的横向的最大尺寸； 冲裁件的纵向最大外形尺寸； 系数，考虑板料厚度的影响，查表6-6。表6-6 系数K值材料料宽s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22根据公式（5-1）可计算落料凹模板的尺寸：HKb0.2445mm10.8mm，凹模壁厚的确定公式为=1.510.8mm210.8mm=16.2mm21.6mm取凹模边壁厚为:20mm。6.3.3凸凹模的设计本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图5-3所示（一）确定凸凹模的最小壁厚凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表5-4正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。表6-7 凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚度t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为2.7 mm，本设计中凸凹模的壁厚为4mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙0.160.20。凸凹模尺寸设计 （二）凸凹模的尺寸计算如下： （6-5）式中：增加长度（包括凸凹模的修磨量、凸凹模进入凹模深度取2mm凸凹模固定板厚度； 弹性卸料板厚度；弹性橡胶的厚度；根据公式（6-5）凸凹模长度：（查书表）=20+28+10=58mm凸模、凹模、凸凹模三个零件的平面图如图6-1、图6-2、图6-3所示：图6-1 冲孔凸模图6-2 落料凹模图6-3 凸凹模7模具主要零件的设计7.1卸料板的设计模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强（如采用矩形弹簧），弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况，当材料料厚约在1 mm及以下时采用弹压卸料板，大于1 mm时采用固定卸料板较为贴近实际。在冲压工艺分析中已经选择了卸料装置为弹性卸料，采用卸料板卸料。卸料板不仅有卸料作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相等。卸料板与凸凹模的单边间隙值由表7-1确定，取0.1mm。表7-1 卸料板与凸凹模间隙值材料厚度t/mm0.50.511单边间隙Z/mm0.050.10.15卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸100mm100mm20mm，从而确定卸料板的尺寸为100mm100mm，厚度选择10mm。采用弹压卸料板，采用弹压卸料装置可保证冲孔零件的平整，提高零件的质量。厚度值查表选为10mm。表7-2 卸料板厚度冲件厚度t卸料板宽度505080801251252002000.866810120.81.5681012141.538101214167.2挡料销、导料销的选用设计挡料销时，应注意以下几点：（1）工件外形简单时，应以外形定位，外形复杂时以内孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，确保操作安全。（3）若工件需要经过几道工序完成时，各套冲模应尽可能利用工件上同一位基准，避免累积误差。在此选用机械行业标准GB8866.11-81中的A型挡料销，作为该模具中的挡料销和导料销。其尺寸规格见表7-3。选取该模具的挡料销和导料销的直径的A型固定挡料销。表7-3 固定挡料销尺寸规格表（mm）d（h11）d1（m6）hL基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差40-0.0753+0.008+0.0022864+0.012+0.0041080-0.0902106314120-0.11058+0.015+0.006150-0.11083187.3弹性元件的设计综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为1mm，材料相对较薄，卸料力也不是很大，故可采用弹性卸料装置，卸料装置由卸料板、橡胶和卸料螺钉组成。冲制的工件通过凹模的内孔从冲床台面孔漏下。卸料橡胶的设计计算：橡胶的自由高度为 （7-1）其中 故橡胶的装配高度为： 选择橡胶的直径为26，满足。7.4模架的选择模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且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工作台面。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。通过分析选择后侧导柱模架。上模座：L/mm=12512535下模座：L/mm12512545导柱：d/mmL/mm=22165导套：d/mmL/mmD/mm=227033垫板的厚度定为：8mm凸模固定板厚度：20mm凸凹模固定板厚度：20mm凹模厚度：20mm卸料板厚度取：10mm橡胶外露高度：26mm下垫板：8mm模具的闭合高度：H（35+8+20+20+1+10+26+20+8+45）mm=193mm7.4.1模柄的选用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：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用过度配合H7/h6、H7/m6，并加销钉以防转动，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）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。（4）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。（5）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。（6）推入式活动模柄，是通过模柄接头、凹球面垫块和活动模柄将压力传到上模，因模柄单面开通（呈U形），所以使用时，导柱导套不宜脱离，此模柄主要用于精密模具。根据本模具结构，采用带台阶的凸缘式模柄。在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。综合以上，本模具模柄选用：A40 JB/T7646.3-1994。7.5校核压力机安装尺寸校核压力机安装尺寸要对冲模总体高度，模座闭合高度等有所查找。冲模总体结构尺寸必须与选用的压力机想适应即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸想适应；模具的封闭高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。冲模的封闭高度是指模具工作行程终了时上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置时，滑块的下平面至工作台上平面之间的距离。而压力机装模高度是指压力机滑块在下止点时，滑块下平面至垫板上平面之间的距离，封闭高度和装模高度相差一个垫板厚度。模座外形尺寸为,200mmx185mm，闭合高度为193mm由于J23-16型压力机工作台尺寸为300mmx450mm，最大闭合高度为220mm，连杆调节长度为45mm，满足要求。8 模具材料的选用要求和选择原则利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。8.1冷冲模材料的选用要求冷冲模材料应具有的性能：冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。1. 应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。2. 应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性。3. 应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等。4. 应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。8.2材料的选择原则1.要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料；2.要针对模具的失效形式选用钢材，钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：为防模具开裂，要选用韧性好的材料；为防磨损，应选用合金元素高的材料；对于大型冲模应选用淬透性好的材料；为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢；为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料。3.要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用；对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。4要根据冲模零件的作用选择；凸模凹模钢材选用，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属