某零件冲压模具毕业设计

某零件冲压模具设计1 前 言 日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。 随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，冲压加工技术的应用愈来愈广泛，模具成形已成为当代工业生产的重要手段。2 工件工艺性分析及方案确定2.1工件工艺性分析2.1.1冲裁工艺性图2-1 零件图由零件简图2-1可见，该工件的加工涉及到落料、冲孔、翻边或拉深等工序成形。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。查冷冲压模具设计与制造表2.3冲压件内、外形所能达到的经济精度，因制件形状简单、对称，冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12-IT13。查表2.5孔中心与边缘距离尺寸公差为0.5mm。查表2.7一般剪切断面表面粗糙度为3.2m.查冷冲模设计表23，得材料10号钢的力学性能如下表：表2-1 10号钢的性能抗剪强度255333MPa抗拉强度b294432MPa屈服点s206MPa伸长率29%材料10钢，其冲压性能较好，孔与外缘的壁厚较大，复合模中的凸凹模壁厚部分具有足够的强度。2.1.2翻边工艺性1. 翻边工件边缘与平面的圆角半径r=(23)t2. 翻边的高度h=81.5r=1.53. 翻边的相对厚度d/t=15.16(1.72),所以翻边后有良好的圆筒壁4. 冲孔毛刺面与翻边方向相反，翻边后工件质量没大影响。5. 查中国模具设计大典第3卷，第35页，K.W.I扩孔实验，预加工孔15.16可扩孔到45左右，而制件为28，即满足翻边性能。 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。2.1.3判断能否一次性翻边成形由预冲孔公式可以得到翻边高度H的表达式：H=D-d2+0.43r+0.72t (2-1)或H=D2(1-dD)+0.43r+0.72t =D2(1-K) +0.43r+0.72t若将Kmin带入上式，则可得到许可的最大翻边高度HmaxHmax=D2（1-Kmin）+0.43r+0.72t 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)查冷冲模设计，表7-1低碳钢圆孔极限翻边系数 这里凸模采用圆柱形平底型式 孔的加工方式为冲孔 因 相对厚度d/t=15.16 得Kmin= 0.55 于是Hmax=282（1-0.55）+0.432+0.721 =8.0(mm)因工件高度H=Hmax，所以在平板上能一次性翻边成形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、翻边复合模方案二：一套落料、冲孔、翻边单工序模方案三：一套落料、冲孔、翻边连续模单工序模、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 项目单工序模连续模复合模工作情况尺寸精度精度较高可达IT1310级可达IT98级工件形状易加工简单件可加工复杂零件，如宽度极小的异形件、特殊形件形状与尺寸要受模具结构与强度的限制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，平整工件尺寸一般不受限制宜较小零件可加工较大零件工件料厚一般不受限制0.66mm0.053mm工艺性能操作性能方便方便不方便，要手动进行卸料安全性比较安全比较安全不太安全生产率低，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，生产率高高，压力机一次行程内可完成多道工序较高，压力机一次行程内能完成两道以上工序条料宽度要求不严格要求严格要求不严格模具制造结构简单，制造周期短结构复杂，制造和调整难度大结构复杂，制造难度大 总的看来：方案一：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。 方案二：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。方案三：生产效率较高，完成落料、冲孔的连续模生产效率较高，和方案二一样，由于第二道翻边单工序的存在，降低了生产效率不说，精度也难保证。因此综合考虑采用方案一，再来确定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3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：正装对于薄冲件能达到平整要求，且废料不会在凸凹模孔内积聚，有利于凸凹模减少最小壁厚。而倒装不能达到平整要求，而且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。从保证冲裁件质量、经济性和安全性前提下，综合考虑采用正装复合模，即模具结构为落料、冲孔、翻边正装复合模。3排样及计算材料利用率3.1计算预冲孔大小图3-1 零件图该制件是在冲孔后的平板毛坯上翻边成形，在翻边时，同心圆之间的距离变化不显著，预制孔直径可以用弯曲展开的方法近似计算：查冷冲模设计第215页预冲孔直径公式d=D1-22r+t2+h (3-1)因 D1=D+t+2r h=H-r-t 代入上式，并简化得：d=D-2(H-0.43r-0.72t) 式中 D翻边后的中经(mm) H翻边高度(mm) r翻边圆角半径(mm) t材料厚度(mm)这里D=28mm H=8mm r=2mm t=1mm所以d=28-2（8-0.432-0.721） =15.16(mm)同可得：相对厚度d/t=15.16/1=15.16翻边系数d/D=15.16/28=0.543.2确定排样方式采用有废料和少废料排样，排样图分别如图3-2和图3-3图3-2 有废料排样图3-3无废料排样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，综合考虑采用有废料排样法。3.3计算材料利用率1.计算制件的面积A制件面积A的计算公式：A=4（D2-d2） (3-2)= 4（542 -15.162) =2108.6469(mm2) 式中 D毛坯外径(mm) d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=0.8mm a1=1.0mm于是条料宽度:b=54+2a1=56mm进距:l=54+a=54.8mm 3.材料利用率计算查中国模具设计大典第3卷冲压模具设计。表18.3-24轧制薄钢板的尺寸（GB/T708-1988）板料规格选用 1.0mm750mm1500mm(tmmBmmLmm)1）若采用纵裁：裁板条数 n1=B/b=750/56=13条余22mm每条个数n2=A-al=1500-0.854.8=27个余19.6mm每板总个数n总=n1n2 =1327 =351(个)材料利用率 总=n总(D2-d2)4LB 100% (3-3) =3512108.750100% = 65.79% 2）若采用横裁：裁板条数 n1=L/b=1500/56=26条余44mm每条个数 n2=B-al=750-0.854.8=13个余36.8mm每板总个数n总=n1n2 =2613 =338(个)材料利用率 总=n总(D2-d2)4LB 100% (3-4) =3382108.750100% = 63.35%显然纵裁的材料利用率要高些，因此选用纵裁。4.计算零件的净重GG=F.t. (3-5) 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）10号钢属于低炭钢，在这里密度取=7.85 g/cm3则 G=F.t. =2108.646910-21.010-1 7.85 =16.55 g 4 冲裁力及压力中心计算4.1.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) 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=54mm t=1mm 取=300MPa则 F落=1.3541300 =66128.4（N）4.2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 =0.035 F卸 = K卸 . F落 (4-2) =0.03566128.4 =2314.494（N） 4.3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冲落料力（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=27mm t=1mm 取=300MPa于是F冲=1.3271300 =33064.2（N）4.4顶件力F顶 查冷冲模设计表3-8卸料力、推件力和顶件力系数取K顶 =0.06 F顶 = K顶.F冲 (4-4) = 0.0633064.2=1983.852（N）4.5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=15.16mm, t=1mm, s=206MPa于是F翻=1.13.14(28-15.16)1206 =9135.9682(N)4.6总冲压力F总F总=F落+F冲+F卸+F顶+F翻 (4-6) =66128.433064.22314.4941157.247+1983.852+9135.9682 =.91（N）4.7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。5 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=0.1mm Zmax=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基础表3-6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+0.02 mm =0.05mmZmax -Zmin=0.14-0.1mm =0.04mm |凹|+|凸| Zmax Zmin因此在这里采用单配方法加工。对于落料，先做凹模，并以它作为基准配做凸模查互换性与测量技术基础表2-4查出其极限偏差为： 54-0.460mm查冷冲模设计表3-5磨损系数 取X=0.5则 D凹=（D-X）0+（14） (5-1)= (54-0.50.46）0+(14)0.46mm =53.770+0.115mm落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.100.14mm 5.2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|= Zmax Zmin对于采用分别加工时，应保证下述关系：|凹|+|凸|Zmax Zmin (5-2)但对于形状复杂或料薄的工件，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对于冲孔，先做凸模，并以它作为基准配做凹模查互换性与测量技术基础表2-4查出其极限偏差为：15.160+0.27mm 查冷冲模设计表3-5磨损系数 取X=0.5则 d凸=（d+X）-（14）0 (5-3) = (15.16+0.50.27)-(14)0.270 =15.3-0.0680 mm冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.100.14mm5.3翻边工作刃口尺寸5.3.1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 翻边间隙查冷冲压模具设计与制造，表5-5平板毛坯翻边时凸凹模之间的间隙得Z/2=0.85mm5.3.2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基础表2-4查出其极限偏差为：270+0.33mm查冷冲模设计表3-5磨损系数 取X=0.5则 d凸=（d+X）-（14）0 (5-4)=(27+0.50.33)-(14)0.330=27.165-0.082502.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+22Z）0+（14） (5-5) =（27.165+20.85）0+140.33 =28.8650+0.0825mm 6 凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核6.1落料凹模结构设计6.1.1最小壁厚冲孔落料复合模的凸凹模其刃口平面与工件尺寸相同，这就产生了复合模的“最小壁厚”问题。冲孔落料复合模许用最小壁厚可按表6-1选取，形式如图6-1表示，表值为经验数据。表6-1 凸凹模最小壁厚a数值 （单位：mm）部分如下材料厚度0.80.91.01.2最小壁厚2.32.52.73.2最小直径1518图61 最小壁厚为了增加凸凹模的强度和减少孔内废料的涨力，可以采用对凸凹模有效刃口以下增加壁厚或将废料反向顶出的办法如图61所示。 6.1.2模具材料的选择从众多模具材料中选出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6-2和表6-3所示表6-2 9Mn2V钢化学成分（GB/T 12992000）W%CSiMnVPS0.850.950.401.702.000.100.250.0300.030表6-3 临界温度临界点Ac1AcmAr1Ar3温度（近似值）/oC730760655690 表6-4 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6062HRC6.1.3确定凹模外形尺寸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=54 mm 取K=0.22故 H=0.2254 =11.88mm C=1.522 =33mm 考虑到翻边高度8mm 和保证H15mm，最后取H=22mm凹模形状简图如图6-2 图6-2 落料凹模6.1.4凹模的强度校核查中国模具设计大典，第三卷，表20.1-18 凹模强度计算公式Hmin=1.5Fwp(1-2d3do) (6-3)式中 Hmin凹模的最小厚度（mm）F冲压力（N） wp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=66128.4（N） wp= 500MPa d=53.77mm do=64mmHmin=1.566128.4500（1-253.77364） =9.34mm而真实的凹模厚度为22mm，所以凹模的强度满足要求。6.2落料、翻边凸凹模外形尺寸1.落料、翻边凸凹模的高度落料、翻边凸凹模的高度满足翻边高度和凸、凹模之间安全距离外，还考虑翻边间隙，保证强度要求，即凸凹模壁厚大于最小壁厚。这里落料、翻边凸凹模的高度为30mm。2. 落料、翻边凸凹模的强度校核Lmax16Ed3t （6-4）式中 Lmax冲孔凸模许用的最大自由长度（mm） E冲孔凸模材料的弹性模量（MPa） d凸模或冲孔直径（mm） 冲件材料的抗剪强度（MPa） t冲件材料的厚度（mm）这里E=2.2105 MPa d=53.77mm t=1mm =300 MPa于是Lmax 16Ed3t=3.1416 =2095.4mm而实际的冲孔、翻边凸凹模厚度为30mm，所以强度完全满足要求。材料同样选用9Mn2V钢，其热处理硬度为5860HRC落料、翻边凸凹模简图如图6-3图6-3 落料、翻边凸凹模6.3冲孔、翻边凸凹模外形尺寸冲孔、翻边凸凹模的功能是完成冲孔、翻边，重要性大，其热处理硬度也相对比落料凸模大，其材料选用9Mn2V钢，热处理硬度为6062HRC1. 冲孔、翻边凸凹模的高度冲孔、翻边凸凹模的高度=冲孔、翻边凸凹模固定板的厚度+落料凹模的厚度 =12mm +22mm =34mm2. 冲孔、翻边凸凹模的强度校核1）冲孔凹模的强度校核查中国模具设计大典，第三卷，表20.1-18 凹模强度计算公式Hmin=1.5Fwp(1-2d3do) (6-5)式中 Hmin冲孔、翻边凸凹模的最小厚度（mm）F冲压力（N） wp许用弯曲应力（MPa） d、do冲孔、翻边凸凹模刃口与支承口直径（mm）这里F= F冲=33064.2 N wp= 500MPa d=15.3mm do=16.3mmHmin= =6.1mm2）翻边凸模稳定能力的校核Lmax16Ed3t （6-6）式中 Lmax冲孔凸模许用的最大自由长度（mm） E冲孔凸模材料的弹性模量（MPa） d凸模或冲孔直径（mm） 冲件材料的抗剪强度（MPa） t冲件材料的厚度（mm）这里E=2.2105 MPa d=27mm t=1mm =300 MPa于是Lmax 16Ed3t=3.1416 =745.6mm而实际的冲孔、翻边凸凹模厚度为34mm，所以强度完全满足要求。冲孔、翻边凸凹模的简图如图6-4图6-4 冲孔、翻边凸凹模6.4冲孔凸模外形尺寸1.冲孔凸模的形式采用类似直通式的形式，少了阶梯形式的复杂，主要受上顶杆孔和凸模孔的影响，避免出现最小壁厚。2.冲孔凸模的长度冲孔凸模的长度=冲孔凸模固定板的厚度+落料、翻边凸凹模的高度+超出落料、翻边凸凹模的2mm则冲孔凸模的长度=12mm +30mm +2mm =44mm 冲孔凸模简图如图6-5图6-5 冲孔凸模3.强度校核1）凸模稳定能力的校核查中国模具设计大典，第三卷，表20.1-10 凸模稳定能力校核计算公式Lmax16Ed3t （6-7）式中 Lmax冲孔凸模许用的最大自由长度（mm） E冲孔凸模材料的弹性模量（MPa） d凸模或冲孔直径（mm） 冲件材料的抗剪强度（MPa） t冲件材料的厚度（mm）这里E=2.2105 MPa d=15.3mm t=1mm =300 MPa于是Lmax 16Ed3t=3.14162.210515.331300 =318mm2）承压能力的校核k=21-0.5tdp (6-8)式中 冲件材料的抗剪强度（MPa） t冲件材料的厚度（mm）d凸模或冲孔直径（mm）k凸模刃口的接触应力（MPa）p凸模材料的许用压应力（MPa）这里=300 MPa t=1mm d=15.3mm p=1500 MPa则k=21-0.5td =23001-0.5115。3 =600MPap=1500 MPa即凸模稳定能力和承压能力均满足要求。7 主要零部件设计7.1模柄的设计查中国模具设计大典第3卷，表22.5-24压入式模柄（JB/T7646.1-1994）选择B型材料：Q235热处理硬度：4348HRC模柄简图如图7-1图7-1 模柄7.2固定板和垫板的设计7.2.1冲孔、翻边凸凹模固定板的设计查中国模具设计大典第3卷，表22.5-19圆形固定板直径D=120mm，厚度H=12mm材料：45 热处理硬度4348HRC冲孔、翻边凸凹模固定板的简图如图7-2 图7-2 冲孔、翻边凸凹模固定板7.2.2冲孔凸模固定板的设计冲孔凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快换式固定三种固定方式，这里选用固定板固定，且采用台肩固定。将冲孔凸模压入固定板内，装配采用N7/h6 查中国模具设计大典第3卷，表22.5-19圆形固定板直径D=120mm，厚度H=12mm材料：45 热处理硬度4348HRC冲孔固定板的简图如图7-3 图7-3 冲孔固定板7.2.3垫板的设计查中国模具设计大典第3卷，表22.5-20圆形垫板直径D=120mm，厚度H=6mm 材料：45 热处理硬度4348HRC垫板的结构简图如图7-4 图7-4 垫板7.3定位零件的设计 7.3.1固定挡料销的设计固定挡料销的作用是控制送料步距，分圆形与钩形两种，一般装在凹模上。因圆形挡料销结构简单，制造容易，我们这里就选用圆形了。查中国模具设计大典第3卷，表22.5-58固定挡料销（JB/T7649.10-1994）选用直径为d=6mm,A型固定挡料销材料：45热处理硬度：4348HRC固定挡料销简图如图7-5图7-5 固定挡料销7.3.2定位销的设计定位销的作用是提供条料的导向，以免送偏。材料：45热处理硬度：4348HRC定位销简图如图7-6图7-6 定位销7.3.3圆柱销的设计1. 上圆柱销的设计查中国模具设计大典第3卷，表22.6-12淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销（GB/T199.2-2000）上圆柱销公称直径d=8mm，公差为m6，公称长度l=70 mm材料：45，普通淬火，表面氧化处理上圆柱销简图如图7-7图7-7 上圆柱销2.下圆柱销的设计查中国模具设计大典第3卷，表22.6-12 淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销（GB/T199.2-2000）下圆柱销公称直径d=8mm，公差为m6，公称长度l=60 mm材料：45，普通淬火，表面氧化处理下圆柱销简图如图7-8图7-8 下圆柱销7.4出件机构的设计7.4.1上出件机构的设计1.推板 参照冷冲压模具设计与制造，第309页，顶板图7.28及表7.56材料：45 热处理：4348HRC推板简图如图7-9图7-9 推板2.推杆查冷冲压模具设计与制造表7.54带肩推杆尺寸（GB/T2867.181）推杆长度=翻边行程距离+材料：45 热处理：4348HRC推杆简图如图7-10图7-10 推杆3.上顶杆查中国模具设计大典第3卷，表22.5-61顶杆（JB/T7650.3-1994）材料：45 热处理硬度：4348HRC上顶杆的长度L=冲孔凸模固定板厚度+上垫板厚度+空闲高度+行程距离 =12+6+10+11 =39mm上顶杆的结构简图如图7-11图7-11 上顶杆4.上顶板查中国模具设计大典第3卷，表22.5-62顶板（JB/T7650.4-1994）材料：45热处理硬度：4348HRC顶板的简图分别如图7-12图7-12 上顶板7.4.2下出件机构的设计下出件机构是个弹顶器，装于下模座，由弹簧驱动。1.下顶杆查中国模具设计大典第3卷，表22.5-61顶杆（JB/T7650.3-1994）材料：45 热处理硬度：4348HRC下顶杆的长度L=冲孔、翻边凸凹模固定板厚度+下模座厚度+翻边高度和安全距离 =12mm +35mm +11mm =58mm下顶杆的结构简图如图7-13图7-13 下顶杆2.圆柱螺旋压缩弹簧因 卸料力F卸=2314.494（N） 这里只用一根弹簧，所以该弹簧受力2314.494（N）在满足工作负荷前提下，查冲模设计应用实例，附录C1 圆钢丝螺旋弹簧规格 选取了序号78至83的8钟弹簧，它们的主要参数如下表7-1表7-1 圆钢丝螺旋弹簧规格（序号78至83）序号弹簧外径D/mm材料直径d/mm节距t/mm自由高度H0/mm受负荷F1时的高度H1/mm最大工作负荷F1/N7855914.58060.227507912088.480160116.581200144.58224017383280201.5图7-14 弹簧负荷（F）与行程（S）曲线图根据表7-1和图7-14 ，得到如下数据表7-2 表7-2 圆钢丝螺旋弹簧有关数据（序号78至83）序号H0H1S1= H0-H1S预S总（S工作+ S预）788060.219.816277912088.431.6272880160116.543.5324381200144.555.54354822401736754.565.583280201.578.56677其中：S工作=10mm+1mm=11mm检验是否满足S1 S总,如果满足，则可以选用。80号至83号弹簧均满足要求，因此这里选用80号弹簧规格为94680 GB/T2089-80弹簧装配高度H2= H0- S预=160-32=128mm材料：60Si2MnA 热处理硬度：4348HRC，弹簧两端拼紧并磨平。 3.下顶板 查中国模具设计大典第3卷，表22.5-62顶板（JB/T7650.4-1994）材料：45热处理硬度：4348HRC下顶板的简图分别如图7-15图7-15 下顶板下出件机构总体简图如图7-16图7-16 下出件机构图1-下顶杆 2-导管 3-弹簧 4-托板 5-螺母8 模架的选择8.1模架的选择 标准模架中，应用最广的是用导柱、导套作为导向装置的模架。根据导柱、导套配置的不同有以下四种基本型式：对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架。表8-1列举了它们之间的功能及用途表8-1 各模架功能及用途模架型式（标准号）功能及用途对角导柱模架GB/T2851.1-1990在凹模面积的对角中心线上，装有前后导柱，其有效区在毛坯进给方向的导套间，受力平衡，上模座在导柱上运动平稳，适用于纵向或横向送料，使用面宽，常用于级金模或复合模。其凹模周界范围为63mm50mm500mm500mm后侧导柱模架GB/T2851.3-1990两导柱、导套分别装在上、下模座后侧，凹模面积是导套前的有效区域，可用于冲压较宽条料，且可用边角料，送料及操作方便，可纵向、横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜用于大型模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平稳。其凹模周界范围为63mm50mm400mm250mm中间导柱模架GB/T2851.5-1990其凹模面积是导套间的有效区域，仅使用于横向送料，常用于弯曲模或复合模。具有导向精度高，上模座在导柱上，运动平稳的特点。其凹模周界范围为63mm50mm500mm500mm四导柱模架GB/T2851.7-1990模架受力平稳，导向精度高。使用于大型制件，精度很高的冲模，以及大批量生产的自动冲压生产线上的冲模。其凹模周界范围为160mm250mm630mm400mm后侧导柱模架适用于一般精度要求的冲模，且可用边角料，送料及操作方便，可纵向、横向送料，这里就选用后侧导柱模架了。查中国模具设计大典，第3卷，表22.4-3后侧导柱模架这里选用后侧导柱模架的规格如下：上模座：125mm125mm30mm GB/T 2855.5下模座：125mm125mm35mm GB/T 2855.6导柱：22mm130mm GB/T 2861.1导套：22mm70mm28mm GB/T 2861.68.2模具的闭合高度计算1.模具闭合高度计算的意义模具的闭合高度H模是指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座的下平面之间的高度。计算模具的闭合高度H模是为选压力机提供帮助，压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应，即满足：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，否则就不能保证正常的安装与工作。2. 计算模具的闭合高度模具的闭合高度H模=上模座厚度+垫板厚度+上垫板厚度+冲孔凸模固定板厚度+落料凸模高度+落料凹模高度+冲孔、翻边凸凹模固定板厚度+下垫板厚度+下模座厚度+上、下模安全距离 则H模=30mm +17mm +6mm +12mm +30mm +22mm +12mm +35mm +10mm =174mm9 选择冲压设备冲压设备是提供模具行程能量的，在冷冲压生产中，为了适应不同的冲压工作需要，采用各种不同类型的压力机。压力机的类型很多，按传动方式的不同，主要可分为机械压力机和液压压力机两大类。其中机械压力机在冷冲压生产中应用最广泛。随着现代冲压技术的发展，高速压力机、数控回转头压力机等也日益得到广泛地应用。下面表9-1和表9-2，分别列举了按冲压件大小和按生产批量选择设备表9-1按冲压件大小选择设备零件大小选用类型特点适用工序小型或中小型开式机械压力机有一定的精度和刚度，操作方便，价格低廉分离及成形（深度浅的成形件）大中型闭式机械压力机精度与刚度更高，结构紧凑，工作平稳分离、成形（深度大的成形件及复合工序） 表9-2 按生产批量选择设备冲压件批量设备类型特点适用工序小批量薄板通用机械压力机速度快，生产效率高，质量较稳定各种工序厚板液压机行程不稳定，不会因超载而损坏设备拉深、胀形、弯曲等大批量高速压力机高效率冲裁多工位自动压力机高效率，消除了半成品堆储等问题各种工序为安全起见，防止设备超载，应注意以下几点：1.所选冲压机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力，即：F压机F总2.所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应，即满足：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.压力机的工作台面的必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地，但过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受力条件也是不利的。4.压力机的行程大小应适应，由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲模、弯曲等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。由于制件属于小型制件，又是薄板，要求是大批量生产，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。查冷冲压模具设计与制造表7.10开式双柱可倾式压力机技术规格这里选用型号J23-16，它的主要技术规格如下表9-3表9-3 J23-16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连杆调节长度/mm45床身两柱间距离/mm220模柄孔尺寸/mm直径40工作台尺寸/mm前后300深度60左右450垫板尺寸/mm厚度40机床外形尺寸/mm前后1130孔径210左右921电动机功率/kw1.5高度1890床身最大可倾角/（o）35机床总质量/kg105510 模具总装图及装配工艺性10.1模具工作原理模具总装图如图11-1A-A图11-1 装配图1-下模座 2-下顶杆 3-下螺钉 4-冲孔、翻边凸凹模固定板 5-落料凹模 6-下顶板 7-固定挡料销 8-落料、翻边凸凹模 9-冲孔凸模固定板 10-垫板1 11-垫板2 12-上模座 13-螺钉 14-模柄 15-推杆 16-圆柱销 17-推板 18-导套 19-上顶杆 20-上顶板 21-冲孔凸模 22-冲孔、翻边凸